SMS复合非织造布技术教材

1、.SMS复合非织造布技术教材一、 非织造布的定义非织造布也叫“无纺布”、台湾地区称“不织布”，国家标准称为“非织造布”。简单说就是一种不用“织”的布。非织造布生产技术是融合了化纤、纺织、造纸、皮革、塑料等行业特点的新技术。SMS复合非织造布是由纺粘法，熔喷法两种不同纺丝工艺纤网复合的产吕，具有三层以上的多层结构。国际标准化组织和我国对“非织造布”都有标准的定义。2、符号的意义S：是英文Spun Bond 的第一个字母，是“纺粘法纺丝系统”的代号，有时也称“SB”系统。M：是英文Melt Blown的第一个字母，是“熔喷法纺丝系统”的代号，有时也称“MB”系统。SMS：是英文Spun Bond

2、/ Melt Blown / Spun Bond 的第一个字母的缩写，是“纺粘法/熔喷法/纺粘法复合式非织造布”的统称，在表述时并不考虑其中的产品层数及结构。生产SMS产品的设备叫SMS生产线。X：是生产线中的一个未定系统，一般预留出安装位置，只有在描述设备时才出现“X”，而在描述产品时是不能带上这个“X”的。符号后面的“数字”是纺丝系统的编号，目前各制造成直接经济损失商的数字编号的方法和定义不统一，常见的有如下两类：一种是纺丝系充代号+由上游至下游的顺序编号，这种编号的特点是能清晰表示某一个系统的纺丝工艺、及在成网机上的具体位置。如一条SSMMMS生产线，各系充的编号为：SB1，SB2，MB

3、3，MB4，MB5，SB6。第二种是同类型纺丝系统代号+由上游至下游同类纺丝系统的顺序编号。这种编号的特点是明确表示采用同一纺丝工艺的系统数量、但无法确定在成网机上的具体位置。如一条SSMMMS生产线，各系统的编号为：SB1，SB2，MB1，MB2，MB3，SB3。3、SMS产品的微观结构SMS产品具有“三明治”式的多层结构，但不管产吕有多少层纤网，最外层必定是纺粘纤网，夹在中间位置的为熔喷纤网。用热轧的方法使两种、多层纤网固结城一个整体，SMS整合了两种非织造布的优点、互补了两者的弱点、成为一种性能良好的新产品。SMS非织造布是阻隔型产品，产品的上、下两个表面必须为“纺粘纤网”，纺粘纤维直径

4、较粗、较均匀、耐磨，纤维间的空隙很大，具有较高的机械力学性能，除了能为夹在中间的熔喷层纤网提供防护、加强作用外，在纤维直径较细时，还能提供一定的阻隔功能。SMS非织造布的阻隔性能主要由“熔喷层纤网”决定，熔喷纤维直径比SMS型产品更细，结构致密、平均孔径更小，但机械性能差。熔喷层的纤维密度越高，产品的阻隔性能也越好。4、制造成直接经济损失SMS产品的主要方法目前，制造SMS产品的主要工艺有“一步法”，“两步法”，“一步半法”三种方法以。（1） 一步法：这种工艺的特点是使用原料切片，利用纺粘法、熔喷法两种工艺，直接将原料熔融后纺丝成网，只要合理排列不同工艺的纺丝系统工程，就可以使产品具有不同的结

5、构，将各层纤网叠层复合后，一般都是用热轧机固结成布。采用“一步法”工艺的生产线结构复杂，是当今技术含量最高的设备，代表了一个国家的非织造布装备的最高水平，购置价格很高。“一步法”的特点是熔体直接纺丝成网，各个纺丝系统的状态可独立调节，生产过程的可控性强，卫生条件好，运行速度高，能随意调整各层纤网的比例、可生产各种规格的SMS型产品，是当今的主流工艺。（2） 二步法：用二步法生产SMS产品时，按一定顺序，将纺粘布成品，熔喷布成品退卷，按顺序叠层，然后用热轧机固结，复合成SMS产品。“二步法”的特点是设备简单，造价低廉，我国在上世纪九十年代已能生产“二步法”的特点是设备简单，造价低廉，我国的上世纪

6、九下年代已能生产“二步法”成套设备。但运行速度低，幅宽较大时不容易平整展开，不能生产低定量产品，当熔喷布的定量小于10g/后，很难退卷，产品经过多次热轧、透气性和手感变差。实际上“两步法”工艺也就是广泛应用的叠层复合技术，还可以复合其他材料，并用不同的方法，如超声波、热熔胶等将三层材料固结在一起。（3） “一步半法”：在二步法中，还可以将现场生产的熔喷层纤网代替熔喷布产品，从而派生出所谓“一步半法”复合工艺。由两个退卷装置将纺粘布用作底层和面层，中间层的熔喷纤网由熔喷系统直接纺丝成网，铺放在底层的纺粘布面上，然后覆盖上面层纺粘布，最后用热轧机固结成SMS产品。这种一步法工艺的熔喷层含量能随意调

7、节，能生产熔喷层含量较少的产吕，运行速度也较快，有较高的生产效率，产品的质量也优于“两步法”。虽然设备的价格低于“一步法”、但要比“两步法”设备高很多。二、 SMS生产线的经济技术指标1、 代表性机型：由于不同商家制造的SMS生产线基本都是Exxon的熔喷纺丝工艺，因此其差异主要表现在纺粘系统所使用的纺丝工艺。按数量排序，目前我国SMS生产线纺粘系统应用的纺丝工艺顺次是：宽狭缝低压牵伸，如德国Reifenhauser、绝大部分的国产机等；管式牵伸，如意大利STP；宽狭缝正压牵伸，如美国Nordson、日本NKK。2、 纺丝系统的组合方式：目前我国几乎拥有世界上流行的所有机型，包括：SMS，SS

8、MS，SMXS，SMMS，SSM-MS，SSMMXS，SMMM-S，SMMMXS，SSMMMS，SSMMMMS等，其中还有一次成网及二次成网两种成网方式。目前国产SMS生产线的纺丝系统组合形式有：SMS，SSMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSM-MS五种。使用一次成网工艺的生产线只有一台成网机，所有纺线系统的纤网都铺放在这台成网机上。而使用二次成网工艺的生产线有两台成网机，所有纺丝系统分别布置在两台成网机上，但各层纤网最终都铺放在第一成网机上汇合。3、 主要设备配置：在SMS生产线中，主要的设备配置有：纺粘法纺丝系统：宽狭缝（低硬度、正压）牵伸，管式牵伸；熔喷法纺丝系统：EXXON系统

9、，快装式喷丝板；成网机：高速型，配抗静电网带；热轧机：双辊、三辊，S辊自动挠度补偿，中凸+轴线交叉+外加弯矩补偿型；在线后整理系统：Kiss Roll或喷盘上液系统，热风干燥；在线检测装置：表面缺陷检测；卷绕机：单接触辊或双接触辊型，锯齿形刀横切断，母卷直径16003200；离线分切机：主动放卷型，圆盘形分切刀，母卷直径2000。4、 生产线的技术指标：SMS产品的性能、质量是纺粘法、熔喷法非织造布技术的综合反映，也代表了相关工艺技术的水平。（1） 纺丝系统数量及排列方式：目前国内已能制造有5个纺丝系统的生产线，引进生产线的纺丝系统可达7个，都是使用聚丙烯（PP）原料；（2） 产品定量范围（g

10、/）：一般为1518g/，最新机型能生产10 g/规格的产品，产品的定量越小，生产线的技术水平也越高；（3） 薄型产品的均匀度：均匀度CV值可达到3的水平，比一般的纺粘布好，有时用单个样品的最大偏差率来表示，一般应控制在（46）%。（4） 产品名义幅宽规格（m）:生产线的规格以最终产品的幅宽来定义，有1.6m,2.4m,3.2m,4.2m,5.0m等。国内还有一些与1.6m，2.4m幅宽规格相近的生产线。国产设备的幅宽主要有1.6m，2.4m，3.2m三种规格。（5） 运行速度（m/min）:国产设备的运行速度在200350 m/min,引进设备的运行速度在400600 m/min，最高可达8

11、00 m/min；（6） 装机容量（KW或KVA）：是指生产线中所有设备主流程设备、辅助设备、公用工程系统的装机功率（KW）或装机容量（KVA），与所使用的纺丝工艺和生产能力相关。装机容量偏小，可以节省投资成本，但设备的负载率会较高，可靠性下降，进行工艺调节的余地少，反应慢、调控能力较差。当设备的负载率大于80%、甚至经常满载运行时，就是设备容量偏小的表现。装机容量偏大，会增加投资成本（包括公用工程系统），及供电系统的运行费用。但设备的负载率较低，可靠性上升，工艺调节空间较宽，反应快、调控能力较强。装机容量是决定生产线供电系统容量的依据，供电系统的容量一般在装机容量的55%-65%范围。5、

12、SMS生产线的经济指标：（1） 生产能力（kg/h）a. 纺丝系统的生产能力（kg/m.h）:是一个纺丝系统每一米幅宽在一小时内的“熔体挤出量”，是不考虑产品的合格品率的，计量单位为（kg/m.h）来表示，能便于对不同的系统进行比较。纺丝系统的总生产能力等于单位幅宽“产能”乘以“幅宽”，常用来估算原料的消耗量。国外PP纺粘系统的最大产能为240kg/m.h，熔喷系统为60kg/m.h；国产纺粘系统的最大产能为180 kg/m.h，熔喷系统为50 kg/m.h。在SMS产品中熔喷层的比例为20%时，引进生产线的SMS产品产能为300 kg/m.h，SMMS产品产能为600 kg/m.h，国产的S

13、MS产能为250 kg/m.h，SMMS产能为450 kg/m.h，均比引进设备小。b. 生产线的生产能力（kg/h）：生产线的“生产能力”的所有纺丝系统生产能力的总和，这是一个理论值，除了在技术上用“kg/h”表示外，有时还会用一年的生产能力“t/a”表示，与“实际产量”是不同的概念。当以“t/a”表示时，将与设备利用率或生产线的有效运行时间有关，更能体现生产线的技术水平，因此必须注明每一年的有效生产时间及产品的规格，否则没有实际意义。目前对对“年有效运行时间”定义混乱，一般在72008000小时之间，导致同样配置的生产线，不同制造报告的生产能力有很大差异。c. SMS生产线的生产能力：由于

14、SMS产品中的熔喷层比例会随着产品的性能要求而改变，因此SMS型生产线的生产能力除了与产品的定量规格有关外，还与纤网的比例分配、投入运行的纺丝系统数量等因素有关。另外，由于单个熔喷系统的挤出量仅为纺粘系统挤出量的四分之一左右，在SMS生产线中，在最大挤出量状态，熔喷层的最高比例仅为20%，如果大于此数，纺粘系统就要降速运行，生产线的实际挤出量就小于理论挤出量。而在比例小于20%时，如果生产线不能以更高的速度使纺粘系统满载运行，生产线的实际挤出量也小于理论挤出量，这也是一些生产线由于无法高速运行而导致产能偏低的原因。（2） 产量（kg/h或t/a）：产量是指纺丝系统或生产线在单位时间内的合格产品

15、数量，实际“产量”会受市场因素，产品结构，管理水平，技术水平，合格品率，设备有效运行时间等因素的影响。（3） 产能利用率：生产线的“生产能力”是按理论挤出量计算的，而“产量”与实际运行状态有关。因此，生产线的实际产量一般小于生产能力，一般为后者的（6090）%，这个指标称为“产能利用率”，是反映生产线技术水平，企业管理水平，经营状况的最客观指标。目前，我国全行业的产能利用率多年来均处于70%的水平。（4） 影响产能利用率的主要因素：由于SMS型生产线的纺丝系统较多，正常情况下的设备利用率会比纺丝系统较少的生产线低，直接影响产能利用率，主要原因：a. 由于熔喷系统喷丝板使用周期比纺粘系统短，换喷

16、丝板的次数、频度会增加，会占用生产线较多的有效生产时间；b. 与单个纺丝系统的生产线相比，设备数量多、故障也较多，停机时间增加；c. 运行速度较快、设备容易发生故障，导致生产线停产的几率增加；d. 正常情况下，SMS产品的一次合格品率会较低，主要原因：* 由于熔喷层外露容易发生缠辊现象，加上运行速度较快，“缩幅”现象增加。因此SMS生产线正常的铺网宽度要比独立的纺粘系统或熔喷系统更宽，因此要切除的边料较多，原料的一次利用率（合格品数量/投料量）偏低。不同幅宽生产线的边料损耗率也不一样，生产线或产品的幅宽越窄，原料的利用率越低；* 由于SMS生产线采用离线分切，分切过程产生废、次品的几率增加，而

17、且还会因卷长计量误差或预留量太多，导致母卷的尾（剩）料偏多；* 由于母卷的离线分切加工最少滞后于生产线一个母卷的生产时间，导致分切过程产生的边、废料不能及时得到回收；* 每次开机、停机所需的时间较长，产生的开机布数量较多；* 每次转换产品的颜色或规格（g/）所产生产过渡布数量较多；* SMS生产线的生产能力较大，如由于市场原因，批产量较小时，因开、停机，转产产生的废品、过渡布所占比例会上升。进行生产统计时，合格品率是合格品数量与投入原料总量的比例。综合以上多个因素，以3.2m幅宽为例，在不计算回收的条件下，一般的纺粘系统（S）合格品率可达95%，而SMS生产线的合格品率一般不高于90%，对纺丝

18、系统较多的生产线，或批量较小时，合格品率还要低一些。（5）单位产品能耗（kWh/t）:由于产品中含有能耗较多的熔喷层，SMS产品的能耗处于纺粘布与熔喷布之间，即大于纺粘布、而小于熔喷布。还与对产品的性能要求有关，而且与投入运行的熔喷系统数量、纺粘系统与熔喷系统的挤出量匹配关系很大，这是运行管理中亟需关注的问题。生产线的总能耗：生产线的耗能量加上为产品服务的公用工程耗能量。单位产品能耗=总能耗/合格品总数。在合格品数量相同的情形下，能耗与纤维细度有较大关联，纤维越细，能耗越大。因此要结合产品的质量、而不能仅凭通通的多少来评价生产线的技术水平。目前SMS产品的能耗水平约在15002200 kWh/

19、t。三、 我国SMS产业的现状1、 SMS技术的发展简史：1959年，美国杜邦（Dupont）公司首先成功开发聚酯纺丝成网法非织造材料，德国的科德堡（Freudenberg）公司，德国的鲁奇（Lurgi）公司在同一时期也进行这个技术的开发研究。在1986年，广东省从德国莱芬豪舍公司引进了第一条纺粘法非织造布生产线。1992年安徽省从美国精确公司引进了第一条熔喷法非织造布生产线。同年山东省从意大利MeccanicheModerne公司引进了第一条“一步半法”SMS非织造布生产线，这是我国最早出现的成套SMS设备。美国金百利（Kimbely-Clark）公司在上世纪80年代初率先开发了将纺粘布与熔

20、喷布相复合的专利技术，至1994年专利保护期满以后，各国都陆续利用这种技术来生产SMS型复合非织造布，我国在2000年从德国引进了第一条“一步法”SMS生产线。2006年首条国产SMS生产线投入了运行，目前中国已成为世界上最大的SMS型非织造布装备制造国，已有大量设备出口到世界各地，也是世界上SMS生产线数量最多，机型最齐备的国家，对推动全球的非织造布产业发展发挥了很大的作用。2、 产业规模：至2013年9月份，我国已投入运行的SMS型生产线约63条，年生产能力约43万吨，2012年的实际产量的22万吨；目前国内已在运行的机型有：SMS，SSMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSM-MS，

21、SSMMXS，SMMMS，SMMM-S，SMMMXS，SSMMMS，SSMMMMS；产品名义幅宽有1.6m，2.4m，3.2m，4.2m或者相近的规格；在63条生产线中，有三个纺丝系统的SMS型生产线有38条，占总数的60.3%；有四个纺丝系统的SMMS或SSMS生产线有12条，占总数的19.1%；有五个或更多个纺丝系统的生产线有13条，占总数的20.6%。国产设备约占生产线总数的70%。预计以后仅有三个纺丝系统的SMS生产线会越来越少。1.6m幅宽生产线20条，占总数的31.7%；2.4m幅宽生产线8条，占总数的12.7%；3.2m幅宽生产线31条，占总数的49.2%；4.2m幅宽生产线4条

22、，占总数的6.3%；其中幅宽为1.6m，2.4m的均为国产机型，幅宽4.2m的全为引进设备。3、 国内水平：虽然目前国内已具有设计、制造纺粘、熔喷系统的能力，但在工艺原理上并没有突破其原形设备的概念，外形相似，仅尺寸略有差异。快装式熔喷喷丝板已得到普及使用。在生产能力、运行速度、可靠性等方面有待改进。一个是纺丝箱体存在漏熔体现象，纺粘箱体大部分都是使用导热油加热。另一个是宽幅（3200）喷丝板加工工艺仍有待探索和改进。在近几年，我国SMS产业取得长足进步，产品的质量得到明显改进。在产品的均匀度、物理性能（强力、伸长率等），纤维的直径，性能的离散性等方面与外国产品仍存在明显差距。4、 SMS技术

23、的发展趋势：目前SMS技术的发展趋势是：多纺比系统（最多为7个），高速度（600m/min）、宽幅（3.2，4.2，5.2m）、高产能（20000吨/年）、细纤度、双组份、大卷径（3000）、离线高速（1500m/min）分切加工。5、 国内、外的设备制造商：国外，德国莱豪舍公司，意大利STP。美国诺信，日本NKK，日本Kasen公司，德国Enka公司，德国纽玛格公司；国内有十多家企业曾制造SMS生产线，主要分布在北京，大连，广东，湖南，河南，江苏，浙江等城市及地区。6、 主流熔喷设备供应商：目前全球提供成套熔喷设备的制造商有：德国莱豪舍（Reifenhauser）公司，德国纽玛格公司，美国希

24、尔斯（Hills）公司，意大利STP、瑞士立达公司（Rieter）、日本NKK。国内仅有两家企业具有设计、制造熔喷系统（含纺丝箱及纺丝组件）的能力，目前国内有一些生产线使用日本卡森（KASEN）公司、或德国恩卡（ENKA）公司制造的喷丝板及纺丝箱体。*7、其他形式熔喷系统：除了上述使用Exxon工艺的设备制造商外，美国的双轴（Biax-Fiberfilm）公司还开发出了一种有鑫排喷丝孔的机型。Biax熔喷系统特点：气流通道与熔体通道同心布置，牵伸气流以环形喷出，可以有多排（16）喷丝孔，孔密度可达250个（英寸（9843个/米），产量是EXXON工艺的5倍，喷丝板的长度可以模块组合，能耗比EX

25、XON工艺低很多。*四、SMS生产线的设备配置及选型原则：1、计划生产的产品品种：根据配置的纺粘系统，熔喷系统的数量及排列方式，SMS型生产线可以排列出多种运行方式 ，并生产出相应的产品。但从工艺可行性和运行的经济性、设备利用率等因素考虑，并不是每一种方式都是可行的。在一般情况下，宜生产SS，SSS纺粘布、MM，MMMM熔喷布或多层结构的SMS复合产品，有的经过特殊设计的生产线，可以在离线位置利用辅助的成网机生产熔喷布，而主成网机则同时生产其他产品。当希望生产线以“万能”型配置时，纺丝系统的利用率会比“专用”型生产线低，如SSMS型生产线，在生产SMS产品时，或SSMMS型生产线，在生产SMS

26、S产品时，上游的一个S系统就不一定要投入运行。2、按目标市场选型：根据产品目标市场的需求，卫材市场的产品规格较轻薄（1220 g/）、要求生产线有较高的运行速度，才能获得较高的产量；配置多个纺粘系统，可有较好的均匀度，不然就于生产优质的低定量轻薄型产品；医疗制品为中等定量（3070 g/），生产这些规格的产品时，不需要很高的速度就能获得高产量，但要求产品有较高的、而且均匀一致的阻隔能力，因此，要求生产线有较多的熔喷系统，而且有较好的均匀度。3、产品目标市场细分：虽然SMS产品主要用作卫生、医疗制品材料。但每一种产品的下游客户也有不同的要求，因而对配置的性能、品牌要求也不一样，各种客户的特点：

27、（1）高端市场的客户为国际品牌制品的供应商人、这种客户不仅关注生产线设备的品牌，而且产注企业的管理水平和质量保障手段，关注生产过程及供应能力的稳定性，对供应商的要求是全方位的，苛刻的。这种客户会进行严格的“验厂”活动，即进行第三方的检验。考核核的内容包括：政治、法制、人文、环境、卫生、企业管理、技术、设备等，企业一旦通过验厂考核，建立起的合作关系将是长期的、较为稳定，并依靠一系列的制度约束来维系。因为产品的品牌知名度高，有较高的附加值，因而对价格变化的反应不敏感； （2）中端市场为国内一线品牌企业的供应商、这种客户既关注产品的质量，也关注企业的软、硬件，但要求远低于高端客户，基本不会干预企业的

28、经营活动和内部生产运作过程，注意力集中在产吕质量保证手段和供货能力的稳定性方面，企业日常要投入适量的公关资源来维持业务关系； （3）低端市场为国内二、三线品牌的制品企业，这类客户规模较小，往往更关注产品的价格，疏于对供应商内部生产因素的关注。由于自身缺乏质量检测手段，对质量要求不高，但忠诚度容易被价格左右，竞争较为剧烈，企业要随时关注并满足其需求，业务关系多利用个人之间的感情来维持；4、慎重配置带“X”的生产线：进行设备选型时，要慎重考虑配置带“X”的生产线，因为这种生产线的成网机要多按一个“X”系统来配置，特别是布置在“X”下游的纺丝系统的成网风机，一般都要按一个“X”系统来配置、功率也较大

29、。如果不将“X”兑现为一个真实的纺丝系统，这些资源都浪费了，而且还会增加能耗。在国内十几条预留“X”的生产线中（含引进设备），仅有几条将“X”变为“M”，实现升级，其余生产线的“X”系统仍一直空置，浪费了资源的。如果没有很明确的目标，就没有必要留下一个“X”。5、投资规模和企业发展战略：根据企业的投资规模：纺丝系统越多，生产线造价越高；幅宽越宽，原料利用率越高，但设备购置价格越高，产品质量风险越大。生产能力越大，原料的利用率越高，但不适用于小批量产品市场。引进设备价格比国产设备高，投资越大，回收期越长，受不可预知因素的影响越大，风险也越高。五、纺粘系统的代表性机型及特点：1、主要纺丝工艺：纺粘

30、法非织造布生产工艺是上世纪五下年代，分别由美国的杜邦（Dupont）公司和德国科德宝（Freudenberg）公司开发的非织造布生产技术，在六十年代中期开始了工业化生产。七十年代后，在美、德、英、法、日等国形成了工业生产规模，八十年代到九十年代是纺粘法工艺快速民展，并 趋于成熟的一个阶段。在1986年，中国从德国引进了使用赖科菲（Reicofil-I）工艺的第一条纺粘法非织造布生产线，这是我国纺粘法纺丝系统所应用的基础技术和基础机型。虽然我国还引进、并仿制过一些其他国家制造的机型，如意大利的NWT、STP，美国NORDSON，日本NKK等，但主流机型还是基于赖科菲工艺，其性能类似Reicofi

31、l-III。 2、流程，特点：虽然纺粘法生产线有多种纺丝工艺，实际上其差异主要反映在纺丝牵伸工艺方面，而其他过程或设备则都是大同小异的。纺粘法非织造布生产流程基本相同，我国拥有量最多的主流机型为宽狭缝低压牵伸工艺，其次是管式牵伸工艺及宽狭缝正压牵伸工艺。3、纤网的互补性：在纺丝铺网过程中，抽吸风的均匀性对纤网的均匀性有很大的影响，在抽吸气流较强的位置，纤维会离开气流较弱的区域而向这个位置移动，使纤网的密度增加。当有多个纺丝系统时，如在上游系统铺成的纤网中，会出现纤维密度较高的云斑区、蓝天纤维较少的稀网区。到了下游的纺丝系统，由于云斑区的阻力大、流量偏小；稀网区的阻力小、流量较大，新的纤维会随着

32、气流趋向稀网区运动，而较少覆盖在云斑区表面。这种运动就起到“填平补齐”的效果，改善了纤网的均匀度，这就是铺网过程的“互补性”。“互补性”的正面作用是提高了产品的均匀度，因此，多个同类型纺丝系统生产线的产品质量要比单个纺丝系统的好。但在SMS生产线中，这种互补性也有负面作用。纺粘纤网与熔喷纤网是两种特性不同的纤网。如果纺粘纤网有缺陷、而用熔喷纤网去“填平补齐”，客观上就会造成熔喷纤网分布的不均匀，将导致产品的静水压及物理性能出现较大的离散性。因此要求生产线最上游的纺丝系统要有较好均匀度。4、产品特点： （1）纤维细度：纺粘纤维的直径一般在1525m，即相当于1.44.0dtex,由于在SMS生产

33、线中，纺粘纤维的细度会影响纤网的均匀度和遮盖性，进而影响产品的阻隔性能和机械物理性能。要据试验收报告，当纺粘纤维的细度小于1d后，其对静水压的贡献将很明显，已接近熔喷纤网了。因此，希望纺粘纤网的纤维要有较细的直径，目前国产设备的纤维细度一般在1.62.5d（旦）。注：计算PP纤维细度（1d）的经验公式：0.006429D2（den），其中D为纤维的直径（m）。 （2）均匀度：经常用产品离散系数“CV”值的大小评价产品的均匀度，CV值越小、产品越均匀。在统计学中，CV值=标准备偏差（Stedv）/平均值（Avg），目前薄型SMS产品均匀度CV值一般在3.05.0之间，厚型产品的CV值一般小于3。

34、在相关的产品技术要求中，还用单个样品的偏差率来表示产品均匀性，这是一个比CV值要求更高的指标，产品中不能出现个别偏差特别大的样品。由于存在上述互补性的问题，因此出现了CV值小而性能离散，或CV值较大，但表面却较为均匀两种现象。 六、熔喷系统的纺丝工艺： 1、主要纺丝工艺：美国埃克林（Exxon）公司最早拥有熔喷法技术专利，故称这种工艺为“埃克森”（EXXON）工艺，这是目前制造熔喷法非织造布的主要工艺，美国精确（Accurate）公司在1967年已将这种工艺实现产业化。“埃克森”（Exxon）工艺的特点有采用单排喷丝孔，牵伸热气流从喷丝板两侧成一定角度吹出，实现对熔体细流的高速牵伸。熔喷系统的

35、纤维有多种接收方式，如网带接收、辊筒接收等，但在“一步法”SMS生产线都是使用成网机的网带来接收。2、生产流程，特点：熔喷法非织造布的生产流程与纺粘法非常相似，所不同的是熔喷系统是用热的气流牵伸，其次是熔喷纤网是依靠自身的余热粘结成布的，冷却气流既可以使用制冷风，也可以使用环境风。因此，生产过程中没有固结纤网的设备，也不一定有冷却风系统。3、纺丝组件的结构：熔喷系统的纺丝组件结构比纺粘系统复杂，随着技术进步，在SMS生产线中，纺丝组件都采用了“快装式”结构，将组件在纺线箱体安装好后，不用再进行调整便可投入运行。纺丝组件一般包括：喷丝板、气刀、分配板、熔体滤网、端封板、紧固件等，有的喷丝板还装有

36、温度/压力传感器。喷丝板的两个斜面的夹角（也就是两条“气隙”间的夹角）一般在6090范围，目前多为60，只有少数机型为90。在喷丝板的尖端、沿CD方向加工有一列喷丝孔，用于SMS生产线时，喷丝孔的直径一般在0.300.35mm范围。这是喷丝板最薄弱的部位，因此最容易受到外力的损伤、或在不当的工艺条件下损坏。喷丝板是纺丝系统中价格很高的一个精密加工件，一般使用高温性能良好的材料制造，常用材料的牌号是0Cr17Ni4Cu4Nb、1Cr17Ni2，外国牌号为SUS630、SUS431等。喷丝板的斜面与刀板斜面间的间隙叫“气隙”（Air gap），其大小对牵伸气源压力、流量有很大影响，一般情况下，两侧

37、的气隙宽度是对称、并相等，随着机型不同，常用用尺寸约在0.801.60mm。两块刀板的出风侧平面与喷丝板尖端之间的距离叫“锥缩”（Set Back），锥缩值只能取正值，实际尺寸约在0.62mm，不能取负值（即喷丝板尖端不能突出刀板平面），不然会出现晶点，不能正常纺丝。两块刀板相对的尖端间距离为“出风口”宽度，各种机型的宽度都不相同，一般约在1.01.6mm范围。随着熔喷技术日益成熟，大部分纺丝组件已制成不可调的固定结构，只有一些早期的产品仍使用厚薄不同的垫片调节结构尺寸。气隙尺寸、出风口宽度是纺丝组件气流阻力最大的部位，直接影响到牵伸风机的选型（压力和流量）。 4、熔喷系统主要工艺参数：熔喷系

38、统在运行过程中，影响产品阻隔性能的主要工艺参数有：（1） 原料的流动特性MFI：原料的流动特性越好、纤维越细，产品静水压会较高；在保持纺丝箱体压力不变的条件下，熔体的温度可以较低，有一定的节能作用；或在温度相高的条件下，在较大的挤出量状态仍能使熔体压力处于安全范围。目前，几乎100%的SMS生产线都是使用PP原料，原料的MFI1500。原料的MFI会影响产吕的强力，MFI越大，产品的强力会越小。熔喷系统对原料的可纺性要求较高，市场供应的原料性能良莠不齐，有的原料保存期很短，产品容易出现断丝、粒状物、晶点、异味等，经常由于性能不稳定而无法使用。（2） 熔体的温度：熔体的温度越高、熔体的流动性越好

39、，越容易获得较细的纤维，产品会有较高的静水压，但温度偏高除了容易产生“飞花”或出现“晶点”外，也会增加能量消耗。在使用PP原料时，熔体的温度一般在250280之间。（3） 熔体的流量：纤维的直径与熔体的流量成正比，流量越小，纤维越细，这是在同样的产品规格和结构比例时，SMMS比SMS有更高静水压的原因，但流量不能太小，否则无法稳定纺丝。（4） 牵伸气流的温度牵伸气流的温度越高，提供给熔体的热量越多，纤维越容易牵伸，产品的静水压也越高。偏高的牵伸气流温度同样会导致产生飞花或出现“晶点”、并增加能量消耗。牵伸气流的温度一般不宜低于熔体温度，常规的牵伸气流温度熔体温度+10。（5） 牵伸气流的速度（

40、压力）：牵伸气流的速度越高，熔体被牵伸的速度也越高，容易获得较细直径的纤维，但偏高的牵伸气流速度同样会导致产生飞花或出现晶点、并增加能量消耗。牵伸气流的速度与纺丝系统（喷丝板及气流分配装置）的结构、阻力，牵伸风机的输出压力和流量有关。在阻力大的系统（如喷丝板的气隙较窄），风机要有较高的输出压力，才能获得较高的牵伸速。大部分熔喷系统的牵伸气流速度都在超音速（340m/s）范置，即速度高于20000m/min，远高于纺粘系统的气流速度。一些早期机型要求的压力较高，目前风机输出的压力一般不高于0.15MPa。（6） 牵伸一定重量的熔体需要消耗相对应流量的牵伸热气流，在喷丝板气隙宽度一定的条件下，流量

41、越大，提供给熔体的能量越多，越容易获得较高的牵伸速度，偏大的牵伸气流量也会导致产生飞花或出现晶点、并增加能量消耗，还会带来强烈的噪音。牵伸气流的流量与压力是两个不同的概念，流量是通过特定面积的气流体积或重量，与熔体的挤出量相关；而压力是指气流克服阻力能力的大小，牵伸气流系统的阻力大（如气隙较小）时，就需要较高的压力才能获得较高的速度及流量。一般利用改变风机转速的方法来调节流量，目前熔喷系统基本都是使用“容积式”牵伸风机（如罗茨风机、螺旋风机），在系统阻力不变的情形下，牵伸气流的流量与转速成线性关系（正比例）。因此，通过改变风机的速度便能调节流量。与此同时，输出的压力也会同步变化。熔喷系统所需要

42、的牵伸气流量与熔体的挤出量有一定的对应关系：熔喷系统的空气消耗量/熔体挤出量的比例=540（平均值=22.5）所以会有这么大的变化范围，主要是与纤维直径的大小、产品用途等有关。纤维直径越细，需要的流量也越多，这也是不同厂家制造的设备，其配置的风机性能有较大差异的原因。按上述比例计算，相当于每一米幅宽、平均每小时消耗的牵伸气流流量（标准状态风机入口的流量）约为1000m3/mh。系统正常运行时，风机的运行频率应在额定频率的80%90%范围内，如运行频率高于此值，表明配置的风机性能偏低，工艺应变能力不佳。生产线在运行期间，如果牵伸气流系统发生故障，熔体会在没有牵伸和冷却的状态滴落在成网机的网带面上

43、，产生大面积的严重污染，导致生产线停产或网带报废。因此，熔喷系统必须配置网带应急保护装置，以便在应急状态保护网带的安全。（7） 抽吸风机的流量：抽吸风机的作用是吸收牵伸气流，使铺网过程稳定进行，除了吸引牵伸气流外， 抽吸风机还要吸收大量的环境气流，使纤网得到充分冷却、并能稳定贴附在网带面上，防止发生飞 花现象。由于熔喷纤网的密度很高，气流通过阻力很大，因此要求抽吸风机要有较高的压力才能克服阻力、透过纤网和网带将网面上的气流抽走。如抽吸风机的流量太大，会在网面形成面积很大的负压区，两侧的气流会挤压产品，使幅宽变窄；如果邻近的网带底下没有钢板支承，下方的气流会上窜、使纤网鼓起，形成褶皱。风机的压力

44、与抽吸风箱的入口面积及结构有关，面积越小、要求的压力越高，风机的压力一般在613kPa，其流量可达牵伸气流量的610倍，一般为1000020000 m3/mh，气流穿透纤网和网带时的速度在1025m/s范围。当抽吸风箱入口的纤网很多、甚至发生堆积时，如果不及时降低抽吸风机的速度，风机就有可能发生“喘振”，“喘振”是一种具有破坏性的现象，设备、网带甚至厂房都可能产生震动，要尽量避免这种运行状态出现。（8） 接收距离DCD：接收距离（DCD）对SMS产品的性能影响很大，DCD增加，纤网密度降低，透气能力变大，静水压下降；由于纤维间的粘合较差，产品的手感蓬松，而强力下降，并丝现象增加；DCD降低，纤

45、网密度、静水压变大，但透气性能变差；由于冷却过程较长，纤网的温度升高，自粘合较好、强力增加，但手感偏硬挺。在一定范围内，随着DCD增加、纤维的直径会变小；如果超出这个范围，气流的速度与丝条的速度差异减少，牵伸功能消失，纤维的直径不会再有变化。过大的DCD并不能使纤维变得更细，最明显的影响是并丝增加，静水压下降，产品会受两侧气流的压缩而使幅宽变窄；过小的DCD会使纤维得不到充分的牵伸，纤网得不到充分的冷却，最明显的影响是最容易出现“飞花”，使产品被污染，也会影响静水压。SMS生产线熔喷系统常用的DCD调节范围比独立的熔喷生产线小，一般在80300mm之前，实际使用范围多在100200mm之前。（

46、9） 环境温度：由于熔喷纤网是依靠余热固结、环境空气冷却的，因此环境温度对产品的物理性能影响很大，环境温度越高，对产品的负面影响越大，如强力下降、容易出现晶点等，而且质量还会随着环境（昼夜、季节）温度的变化而波协。为了有效控制生产过程，有的熔喷系统配置有冷却吹风系统，利用紧靠在喷丝板出口两侧、对称、相向布置的喷口吹出冷却风，使喷丝板喷出的气流和纤维得到冷却，冷却侧吹风的流量较大，一般为牵伸气流量的68倍；出口风速一般在1020m/s范围，冷却风的温度常为1215；5、 阻隔性与过滤性：由于熔喷层的纤维直径很小，平均孔径细，结构致密。因此，熔喷层纤网是形成SMS产品阻隔性能的主要结构。而在纺粘层

47、纤网的防护作用下，熔喷层对抵御静水压的能力得到加强、使阻隔性能得到大幅度加强。当纺粘纤维直径较小时，纺粘层纤网本身也能提供一定的阻隔性能，甚至达到熔喷纤网的相近的阻隔性能。当SMS产品用作过滤材料时，阻隔性能就相当于过滤性能，阻隔性能好，过滤性能就较高。6、 透气性：SMS产品的透气性会随着总定量规格的增加而下降，也会随着熔喷层所占比例的增加而变小。产品的静水压与透气性存在一种互补关系，即存在一种“此消彼长”的关系，两者不能同时达到最大值。对于有多个M系统的生产线，在生产同一规格的产品时，有较多个M系统投入运行时，纤维较细，产吕就有较高的静水压，为了使产品的透气性满足要求，就要用较大的DCD或

48、稍低的温度；只使用较少M系统时，纤维变粗，产品就有较好的透气性，为了使产品的静水压满足要求，就要用较高的熔体温度和较小的DCD来增加纤网的密度。7、 对机械性能的影响：熔喷纤肉的强度受熔喷纤维间的粘合强度两个因素的影响，由于熔喷纤维的结晶度和取向度比仿粘纤维小。因此，熔喷纤维的强度远小于纺粘纤维；而熔喷纤网是依靠自身余热粘结的，纤网的固结强度也不如纺粘纤网，因此熔喷纤网的强力也较差。如产吕中熔喷层所占比例较多，则纺粘层所占的比例会变少，SMS产品的强力会呈下降趋势，断裂伸长率也会变小。8、 均匀度对其他指标离散性的影响：在SMS产品中，熔喷系统的质量是SMS产品质量的核心，生产过程中出现的很多

49、质量问题和不良品的成因多与熔喷系统相关。熔喷纤网主要提供阻隔性能。如果纺粘纤网分布不均匀，将使产品的断裂强力和伸长率出现较大的离散性。如果熔喷纤网分布不均匀，将使产品的静水压和透气性能出现较大的离散性。9、 熔喷系统对添加剂的要求：（1） 添加剂的分散性：添加剂的分散性常用微粒的直径（粒度）来表示，一般在0.21.0m之间，直径越小、分散性越好。由于熔喷系统的纤维直径很细，要求添加剂的分散性1.0m，载体树脂的流动性要比纺粘系统好很多。由于熔喷系统的纤维直径很小，对添加剂的分散性要求很敏感，如分散性不良，容易产生断丝、并形成大量粒状物。这是生产过程中很容易碰到的问题，如蓝色、绿色的色母粒就很容

50、易出现这种现象，导致一些色母粒制造商都不乐于提供这类型产品，以避免遭受投诉。（2） 毒性：由于SMS材料经常用于制作与人体接触的产品，因此，不得有毒性。（3） 环境要求：SMS产品不能含有重金属及其他有害物质，要符合环境保护要求。七、纺粘工艺与熔喷工艺的比较：虽然纺粘法和熔喷法均属熔体纺丝成网工艺，由于原理和设备上的差异，从产品性能、工艺参数等方面来看，两者间的差异还是较大的。在学术界，对纺粘法非织造布的纤维是连续纤维这一观点已取得共识，但对熔喷法纤维的属性却有不同看法。早期观点都说熔喷纤维是不同纤维的长度，及同一纤维不同位置的直径都不同的短纤维；而近年来认为熔喷纤维也是连续纤维的观点也较多，

51、同样认为纤维的直径也是随机变化的。因为用后一个观点能很容易解释纺丝过程中的一些异常现象。但两种观点都一致认为熔喷纤维的直径是按一定规律分布的，最小的纤维可达纳米级，而最粗的直径可达十几微米。八、SMS产品的主要质量指标： 1、执行标准：我国的非织造布产品标准制定速度比产业发展速度滞后。由于纺丝工艺，成网方法，纺丝系统的数量、组合方式，生产线技术水平，各应用领域的要求有很大差异，也很难用一个票标准来覆盖；纺粘法非织造布标准已在2011年11月向国家有关部门提交了报批稿，现等待审批、颁布；直至2013年8月熔喷法非织造布标准连征求意见稿都未能通过，离颁布实施尚遥遥无期；中国产业用纺织品协会在200

52、6年已组织SMS产品标准的制订工作，在2011年向有关部分提交了报批稿，现等待审批、颁布；目前是市场经济社会， 产品的性能应以满足顾客要求为最高原则，标准的要求仅能作参考。2、通用的性能指标：在SMS产品技术要求中，仅对产品的下列物理机械性能提出要求，单位面积质量偏差率（均匀度）、拉伸断裂强力、断裂伸长率、静水压、透气性等。另外还提出了产品的外观质量要求：外观，尺寸偏差，表面缺陷，污染物等。3、功能性指标：对功能性产品，还包括：亲液性、拒液性、渗透性，拒酒精性能、拒血液渗透性能，撕破强力，胀破强力，抗静电性能等。 4、常用测试标准： 常用标准的名称： 国际标准化组织标准：ISO 美国材料与试验

53、协会标准：ASTM 美国医疗器械促进协会标准：AAMI 美国纺织化学师与印染师协会标准：AATCC 欧洲用即弃材料及非织造布协会：EDANA 欧洲用即弃材料及非织造布协会新版测试标准：EDANA、ERT 美国、欧洲统一标准：WSP 欧洲联盟标准：EN 德国国家标准：DIN 中国国家标准：代号GB、GB/T 中国行业标准、专业标准：代号FZ、FX/T、YY/T 中国企业标准：代号QB/5、SMS产品常见的缺陷： SMS产品常见的缺陷有：均匀度不好，强力偏低，伸长率过大，静水压偏低，透气性偏小，表现疵点，有异物，手感差，穿孔，晶点等。九、影响SMS产品阻隔性能的主要因素： 1、产品定量：产品的定量

54、（g/）越大，或熔喷层纤网所占的比例越大，静水压也越高，但产品的强力会下降，原料费用增加、能源消耗也越多，生产成本也升高。 2、温度：熔体和牵伸风的温度越高，熔体细流越容易牵伸为细纤细，纤维的直径越小，产品的平均孔径越小，静水压越高。 3、熔喷系统的DCD：接收距离DCD的大小影响纤维的牵伸、冷却和产品的密度。DCD较小时、产品的均匀度好、密度高，阻隔性能好、静水压高，透气性差；DCD较大时、产品的均匀度差、并丝多、密度低，阻隔性能差、静水压低，透气性好，手感好。DCD有一个最佳值，一般在100200mm之间。 4、熔体流量或纺丝泵速度：纤维的直径与熔体的流量、也就是与纺丝泵的转速成正比，而与

55、牵伸风的流量（速度）成反比。在生产同一规格的产品时，降低生产线的速度可以提高产品的阻隔性，即产量较低时，产品会有较高的静水压，这是生产过程中经常采用的工艺措施。用改变熔体的流量与纺丝泵的转速、或产量的方法控制产品的阻隔性能，实质上就是改变喷丝孔的熔体流量。 5、喷丝板的孔密度：使用高孔密度喷丝板进行生产时，产品的静水压比用孔密度较低的喷丝板生产的产品较高。其本质就是在同样的纺丝泵速度下，高孔密度喷丝板的单孔流量较小，纤维较细所致。目前，国内一般熔喷系统的孔密度在3542英寸，最高为50个/英寸；即相当于13781654个/米，最高为1969个/米。 6、纺粘纤网的均匀度及纤维细度：纺粘纤网的均

56、匀度对产品的阻隔性能影响很大，均匀度越差，静水压分布越离散；而纤维细度决定纤网的遮盖性和平均孔径，纤维直径越小，产品的阻隔性能会较好。 7、后整理加工：产品在进行离线分切时，如果张力控制不当，过大的卷绕张力会破坏产品的结构和阻隔性能。同样，在对产品进行后整理也会影响产品的阻隔性能，如在进行抗静电整理时，如整理剂污染了熔喷层，将导致阻隔性能下降、甚至消失。产品的后整理过程除了会影响产品的静水压处，还会影响产品的物理性能，如断裂强力下降，伸长率变小，手感变差等。 8、原料：原料的流动特性会影响产品的质量。MFI越高，熔体的流动性越好，熔体细流越容易牵伸，产品的阻隔性能会越好，目前常用的聚丙烯（PP

57、）原料的MFI在12001500之间。 9、环境：熔喷纤网是依靠余热自粘合成为熔喷布的，环境的温度会影响冷却效果，温度越低，熔喷布的冷却较快，产品的质量较好，特别是不容易出现“晶点”。因此，对熔喷系统而言，在冬天或在晚上生产的产品会在夏天或在日间生产的产品较好。有的熔喷系统配置了冷却装置，最大好处是稳定了环境条件，很少出现晶点，提高了产品质量的可控性。十、SMS产品的回收： 1、回收对纺丝过程的影响：回收过程会对正常的纺丝过程产生负面影响，其主要原因有： （1）因喂料不均匀而导致熔体压力波动； （2）因回收料的MFI会比正常切片原料高，过量；回收将会产生断丝、滴熔体现象，产品的力学性能也会下降

58、，产品的强力降低。 （3）回收容易引起产品色差 （4）在回收的物料中杂质较多，滤前压力上升较快，回收会缩短熔体过滤器滤网的使用周期，明显增加了更换过滤网的次数。 （5）回收会使纺丝板组件中滤网的堵塞速度加快，使纺丝过程异常，最终也缩短了喷丝板的使用周期。 2、可加收性：实践证明，即使是SMS产品，也是可以回收循环利用的，但经过后整理的产品，一般不适宜在生产线直接回收，以免影响纺丝。由于在回收料中，低熔脂的成分在80%以上，不适宜、也不能在熔喷系统回收，只能利用生产线中的纺粘系统进行回收。SMS生产线的运行速度较快，而且大多使用离线分切工艺，因此不能直接在线同步回收，而只能离线回收。 3、回收量的控制：回收量控制是指回收料在产品中所占的比例，具体比例与系统的适应性有关，如系统原来的纺丝很稳定，可以回收的比例就可以较大；如系统原来的纺丝过程就不稳定，可以回收的比例就要严格控制，甚至不能回收，以免因此产生更多的废、次