非織造布技術及設備發展方向
不(bu)斷發展的非織造技術(shu)
自從二戰前 Carther合成尼龍(long)以后(hou)，上世紀后(hou)半葉(xie)，高級聚(ju)合物原料(liao)不斷地快速出現。盡(jin)管許多(duo)關于環(huan)保的(de)說法(fa)之一是“塑料(liao)是有害的(de)”，但塑料(liao)在(zai)(zai)今(jin)天的(de)世界(jie)經濟中起(qi)著比鋼鐵和銅(tong)加(jia)起(qi)來(lai)更(geng)大的(de)作用。在(zai)(zai)非織(zhi)材料(liao)領域，使用的(de)原料(liao)其發展趨勢(shi)包括：
聚烯烴彈性(xing)(xing)聚合(he)物(wu)(wu) 利用金屬螯合(he)物(wu)(wu)催化(hua)(hua)合(he)成(cheng)的均質支化(hua)(hua)線型(xing)乙(yi)烯聚合(he)物(wu)(wu)為原料可(ke)生產出彈性(xing)(xing)纖維(wei)的織物(wu)(wu)。Dow化(hua)(hua)學品公(gong)司的這項革(ge)新發(fa)明獲得(de)美國專列，專利號為6，248，851。
生(sheng)物(wu)(wu)降解纖(xian)(xian)維(wei)(wei) 2000年初，CargillDow-polymersLLC公(gong)司宣布他們打算在Nebraska的(de)(de)Blair建立一(yi)個年產3億磅聚(ju)(ju)(ju)乳酸纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)工廠(chang)，工廠(chang)將(jiang)于2002年開始運轉。估計這(zhe)種降解聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)(wu)的(de)(de)售(shou)價是聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)的(de)(de)二倍，這(zhe)種纖(xian)(xian)維(wei)(wei)很(hen)容(rong)易進行紡粘和熔(rong)噴加(jia)工。杜邦公(gong)司最近也(ye)宣布從谷物(wu)(wu)中提取了一(yi)種關鍵性的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)(wu)成分(fen)1，3丙烷基化合物(wu)(wu)，它可(ke)用(yong)來(lai)生(sheng)產最新的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)(wu)SORONA。Eastman公(gong)司也(ye)介紹了生(sheng)物(wu)(wu)降解聚(ju)(ju)(ju)酯EASTARBID。
控(kong)制污染的(de)聚合(he)物 Toray公司已成功地將它們的(de)各(ge)種PPS纖(xian)維推向市場(chang)。PPS纖(xian)維可以作(zuo)為各(ge)種煤(mei)爐和焚(fen)化爐的(de)過濾(lv)介質，某些等(deng)級的(de)PPS纖(xian)維也已成功地用于熔噴(pen)加工。
熱塑PU 高透濕的熱塑料PU可以生產高級透汽的合成織(zhi)物。B．F．Goodrich和其(qi)他公司已積極(ji)地將這些新的熱塑PU聚(ju)合物商品化(hua)。
此外(wai)，在新(xin)(xin)產品開發過程中(zhong)，廠商(shang)必(bi)須擁(yong)有性能可(ke)靠(kao)的(de)生(sheng)產設(she)備才可(ke)能生(sheng)產出(chu)滿意(yi)的(de)新(xin)(xin)產品。部分非織(zhi)造新(xin)(xin)工藝和設(she)備發展趨(qu)勢列舉如下：
聚合(he)物切片直(zhi)接成(cheng)布的加工(gong)工(gong)藝 經過多年(nian)的開(kai)發，Freudenberg公(gong)司在2000年(nian)3月北(bei)美產業用紡織(zhi)(zhi)品(pin)展覽會(hui)上公(gong)開(kai)推出(chu)它的專利產品(pin)——射流噴(pen)網法非織(zhi)(zhi)造布EVOLON。紡絲過程(cheng) 為從聚合(he)物切片到成(cheng)纖，與這(zhe)一(yi)過程(cheng)同時發生的還有(you)纖維(wei)被分(fen)(fen)裂和(he)用水刺方法使它們纏結在一(yi)起，創造出(chu)含0．05—2．5分(fen)(fen)特微纖維(wei)的非織(zhi)(zhi)布。Freudenberg公(gong)司對于EVOLON將(jiang)會(hui)大(da)大(da)地占領機織(zhi)(zhi)和(he)針織(zhi)(zhi)紡織(zhi)(zhi)品(pin)的市場前景充滿(man)信心。
雙組份紡(fang)(fang)(fang)粘(zhan)和熔噴(pen)的(de)(de)工藝 在2001年4月4日，Hills有(you)限(xian)公(gong)司和Reiferhauser公(gong)司宣布將廣泛合作。Reifenhauser公(gong)司將把Hills公(gong)司的(de)(de)多組份技術用(yong)(yong)于其(qi)(qi)紡(fang)(fang)(fang)粘(zhan)系統中，而Hills公(gong)司將銷售(shou)使用(yong)(yong)Hills開放(fang)系統“紡(fang)(fang)(fang)絲塔(ta)式設計(ji)(ji)”的(de)(de)完整紡(fang)(fang)(fang)粘(zhan)生產線(xian)。最近(jin)Hills公(gong)司改進了它的(de)(de)實(shi)驗(yan)生產線(xian)以確定其(qi)(qi)生產雙組份熔噴(pen)產品的(de)(de)設計(ji)(ji)。
納米纖維(wei)工藝(yi) 正在考慮用三(san)種(zhong)方法(fa)生產(chan)(chan)納米纖維(wei)(纖維(wei)直徑(jing)〈0．01微(wei)米范(fan)圍)。Nordson公(gong)司(si)已嘗試改變(bian)熔(rong)噴工藝(yi)，并且(qie)成功地生產(chan)(chan)出直徑(jing)范(fan)圍在1—3微(wei)米的(de)纖維(wei)。有幾(ji)家公(gong)司(si)正利(li)(li)用劈(pi)裂纖維(wei)的(de)方法(fa)開(kai)發納米纖維(wei)。具體的(de)例子是金佰利(li)(li)公(gong)司(si)劈(pi)裂熔(rong)噴纖維(wei)(美國(guo)專(zhuan)利(li)(li)號(hao)5935883)和Fiberweb公(gong)司(si)的(de)紡粘中(zhong)空纖維(wei)的(de)方法(fa)(美國(guo)專(zhuan)利(li)(li)號(hao)5783503)。美國(guo)田納西(xi)大學的(de)Tsai博士和其(qi)他許多人(ren)一起(qi)正在探索第三(san)種(zhong)方法(fa)，即靜(jing)電紡絲工藝(yi)。
三(san)維加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi) 北卡羅萊(lai)納州立(li)大學以及其(qi)他公(gong)司(si)正(zheng)在(zai)從事自動控制工(gong)藝(yi)開發，在(zai)線生產(chan)均勻的(de)三(san)維材(cai)料。
氣(qi)流成(cheng)網工藝 MTS公司(si)是氣(qi)流成(cheng)網工藝的先(xian)驅，目(mu)前它正在推動該工藝的進步。
碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)工藝 ContirentalOil公司(si)最近正在(zai)大規模(mo)商業開發(fa)碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)，從(cong)樹(shu)脂(zhi)開始研究直至(zhi)生產出碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)。ORNL公司(si)也正在(zai)開發(fa)從(cong)樹(shu)脂(zhi)生產碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)技(ji)術(shu) 。
不斷發展的非織(zhi)造(zao)設(she)備
各工藝之間互相滲透，向混雜化、復合化方向發展是當前非織造布技術發展的一個十分明顯的趨勢。 20世紀的最后10年非織造布行業出現了以SMS為代表的復合產品，目前SMS類產品已經和純丙綸紡粘產品的產量基本相等，在醫療衛生、過濾等領域得到廣泛應用。這種復合化的傾向已發展到紡粘與漿粕氣流成網、熔噴與漿粕氣流成網、梳理成網與紡粘、梳理成網與熔噴等多種材料之間的復合。同時在非織造布多種工藝之間也互相交叉，如水刺固結過去主要與梳理成網結合，而現在亦可用在紡絲成網、濕法成網等其它成網方法上。
紡粘非織造布技術近年來紡粘法新技術向高速度、多噴絲孔、高生產率方向發展。德國的萊芬豪舍 （Reifenhauser） 公司在2002年推出了ReicofilⅣ型設備。該設備在冷卻、拉伸、鋪網等工藝方面得到進一步優化，加大了正壓牽伸的力度，使紡絲速度進一步提高，紡丙綸的最高紡絲速度由原來的3500米／分，提高至5000米／分；同時加寬噴絲板寬度，由原來的160毫米加寬至220毫米；孔數由原來每米5000孔提高到7000孔，一條紡粘非織造布生產線年產量最高20000噸，產布速度也相應提高，最高可達到800米／時。
Nordson 公司采用 J＆MLaboratories 公司和日本 NKK 公司技術，采用狹縫拉伸，研制了門幅3.6米的雙模頭Mi－crofil紡粘設備。該設備可采用滌綸、丙綸及其它多種聚合物紡絲。其紡絲牽伸速度，紡滌綸最高可達8000米／分，丙綸可達5000米／分，噴絲板孔數最高為每米5000孔以上，最大幅寬可達5米。紡粘布克重最薄的為10克／平方米，細度最細達0.8旦。
紡粘設備制造廠發展多紡絲頭設備，生產廠也在進行多紡絲頭改造。每條生產線帶3至6個紡絲箱體，甚至帶7個，單線生產能力最多的已超過2萬噸／年。
紡絲牽伸速度有進一步提高的趨勢。 J＆MLaboratories 公司的新機器紡PET可達8000米／分，紡PP達到5000～6000米／分。美國 Ason 公司最近申請的專利（USP6183684），其紡絲牽伸速度可超過10000米／分。這些企業號稱都可以獲得全牽伸絲（FDY），并可適用雙組份或特殊功能性聚合物紡絲。
發展SMS等紡粘熔噴復合及多模頭生產線仍是紡粘技術的主流傾向。Reifenhauser、Nodson、RieterPerfojet、STP 等設備生產廠都可采用多模頭紡絲，這種方式如用于生產單純的紡粘產品可改善質量及提高產量，如生產SMS等紡粘熔噴復合產品，則可使產品賦予特殊功能，這已成為紡粘生產發展的主流。
我國紡粘法技術起步較晚，比國際上紡粘法技術形成工業化晚約25年以上，于1986年從德國引進了第一條生產線。而近年來紡粘非織造布的能力和產量增長迅速，平均年增長率超過25％。我國非織造布的技術水平主要建立在引進設備的基礎上，尤其紡粘、水刺、熔噴等生產設備表現突出。近10年國內一些單位在消化吸收國外紡粘法非織造布生產線的基礎上開發了國產化生產線，紡粘設備的制造已轉向批量生產。
熔噴非織造布技術熔噴非織造布技術也是這幾年發展最快的領域之一。Nordson公司熔噴技術也就是J＆MLaboratories公司的技術，其主要特點是改變過去單純用高溫熱空氣帶動熔體從噴孔中噴出的辦法，而是當熔體以纖維狀態從噴孔中噴出時，經過一驟冷裝置用側吹冷風使之驟冷，使纖維在驟冷的條件下成形，有一定的結晶度和定向度，改變了過去熔噴纖維沒有強度的弱點，纖維的連續長度也大為提高，且纖網蓬松性、外觀和懸垂性好，這在熔噴工藝上是一個突破。
Biax－fiberfilm公司采用二項對熔體纖維驟冷的專利技術：一是在每個紡絲孔周圍設置送風孔，可噴出與纖維平行的高速帶壓熱氣流，利用高速風的膨脹作用使熔體在離開噴絲板后迅速固化，同時產生拉伸作用，這對纖維成形中不產生并絲極為有利；二是纖維噴出后在側向對纖維噴水，遇熱后成霧狀對纖維進一步冷卻，因此紡出的熔噴布與傳統的熔噴布有很大差別，其強度高于一般熔噴布，手感柔軟。
水刺非織造布技術2001年全球水刺布產量約25萬噸，1991年～2001年的10年中年均增長率為13％。在過去4年，中國至少安裝了10條水刺布生產線。這些線全是現代化設備，且已投入運行，供應迅速發展的涂層／層壓產品市場、醫療用品市場。
我國的水刺非織造布的研究、開發、生產已近十年，無論品種、規模、質量還是工藝技術都有顯著的提高，基本上適應了目前國民經濟發展的要求。水刺非織造布的應用涉及了輕工、醫藥衛生、電子、環保等學科領域，拉動了國內化纖和差別化纖維及天然纖維的發展。
水刺非織造布是目前我國發展最為迅速的一種技術，這類產品已成功地打入到合成革基布、醫療用品市場中，并不斷擴大其份額，醫療衛生產品絕大部分出口國外。同時這些企業一直在致力于新產品、新市場的開發，不斷推出拒水布、抗菌布、超細麂皮革基布、印花裝飾布等，把產品逐步向產業用、裝飾用和服裝用市場拓展。