紡粘水刺復(fù)合非織造布的發(fā)展概況

倪冰選 焦曉寧 (天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院，天津，300160)

紡粘水刺復(fù)合非織造布的發(fā)展概況

倪冰選 焦曉寧 (天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院，天津，300160)

概述了紡粘技術(shù)的發(fā)展歷史和工藝流程，介紹了紡粘水刺復(fù)合非織造布的優(yōu)越性能、工藝流程及產(chǎn)品用途。復(fù)合技術(shù)是開發(fā)非織造布新產(chǎn)品的有效方法，其中紡粘成網(wǎng)與水刺固結(jié)就是一種強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，利用紡粘和水刺工藝兩者的優(yōu)點(diǎn)，可以生產(chǎn)出性能優(yōu)越、高附加值的高檔非織造布。紡粘水刺非織造布的優(yōu)越性能及廣泛用途決定了其將具有非常廣闊的市場前景，其中紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布是目前非織造布工業(yè)發(fā)展的最新亮點(diǎn)。

紡粘水刺復(fù)合非織造布，超細(xì)纖維，工藝，應(yīng)用

紡粘技術(shù)是DuPont和Freudenberg兩大公司于20世紀(jì)50年代末和60年代初分別在美國和歐洲同時(shí)開發(fā)和工業(yè)化的［1］。隨著非織造布工業(yè)的發(fā)展，紡粘技術(shù)已成為世界公認(rèn)的一種領(lǐng)先的非織造技術(shù)。傳統(tǒng)紡粘非織造布采用的加固方式主要有針刺法和熱軋黏合法等，工藝雖然成熟，但是由于本身產(chǎn)品特點(diǎn)的局限性，用途得不到擴(kuò)展，難以加工出高性能、高附加值的高檔非織造布。水刺技術(shù)是20世紀(jì)70年代中期由美國DuPont公司和Chicopee公司開發(fā)成功的。水刺作為一種固網(wǎng)技術(shù)，多應(yīng)用于短纖梳理成網(wǎng)非織造布。

過去，水刺加固工藝由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，相對(duì)于紡粘工藝其生產(chǎn)速度較低，無法將兩種工藝結(jié)合起來。目前，隨著水刺設(shè)備生產(chǎn)速度的提高，兩種工藝的結(jié)合有了現(xiàn)實(shí)的意義。紡粘法是化纖技術(shù)與非織造技術(shù)結(jié)合最緊密的成功典范，產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、品種多的特點(diǎn)，但手感和纖維均勻度較差;而水刺非織造布則具有手感柔軟、強(qiáng)度高、吸濕性和懸垂性好、不含化學(xué)黏合劑和衛(wèi)生可靠等特點(diǎn)。紡粘和水刺工藝的結(jié)合無疑是完美的，目前國際上實(shí)力較強(qiáng)的公司都在研究該復(fù)合工藝，并已有產(chǎn)品面市［2］。在2008年舉辦的中國產(chǎn)業(yè)用紡織品和非織造布展覽會(huì)上，由我國自行研制的一種雙組分紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布受到與會(huì)國內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注。

1 紡粘技術(shù)

紡粘法利用化纖紡絲的方法，將高聚物熔融、紡絲、牽伸，然后鋪疊成網(wǎng)，再經(jīng)針刺和熱定型加固成非織造布。我國于1986年開始引進(jìn)紡粘法生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，“七五”期間首次研制出紡粘非織造布生產(chǎn)線，經(jīng)過不斷的摸索和實(shí)踐，國產(chǎn)設(shè)備水平逐步提高。

1.1 紡粘法工藝流程

紡粘法基本工藝流程為:

切片→干燥→螺桿擠壓機(jī)熔融→過濾→紡絲→冷卻→氣流牽伸→分絲鋪網(wǎng)→纖網(wǎng)加固

1.2 傳統(tǒng)紡粘法纖網(wǎng)加固技術(shù)

纖網(wǎng)加固是紡粘法最后一道工序，通過加固使纖網(wǎng)具有一定的物理機(jī)械性能，以滿足產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用要求，傳統(tǒng)紡粘非織造布的加固主要有以下幾種工藝［3］:

(1)針刺加固。針刺加固是目前紡粘非織造布比較常用的加固方法，如對(duì)較厚的紡絲纖網(wǎng)，采用針刺加固是一種理想的方法。

(2)熱黏合加固。利用某些纖維的熱塑性(如滌綸)，對(duì)纖網(wǎng)進(jìn)行熱軋或熱熔黏合加固，也是使用較多的一種方法，尤其是對(duì)薄型纖網(wǎng)進(jìn)行熱軋較為常見。

(3)自身黏合加固。如以聚酰胺66為原料紡絲得到纖網(wǎng)后，采用鹽酸水溶液來處理纖網(wǎng)，使纖網(wǎng)自身黏合，因?yàn)辂}酸與酰胺基團(tuán)形成鹽酸復(fù)合物，使長鏈之間的氫鍵受到破壞，形成纖維之間的黏合作用，該加固方式應(yīng)用并不多。

2 紡粘水刺復(fù)合非織造布

2.1 紡粘水刺復(fù)合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

紡粘水刺復(fù)合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面:

(1)紡粘成網(wǎng)和水刺纏結(jié)的生產(chǎn)速度可達(dá)500 m/min以上，工作寬度可達(dá)7 m，有利于提高產(chǎn)量和加工寬幅產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本;

(2)水力纏結(jié)不會(huì)損傷纖維，有利于提高產(chǎn)品強(qiáng)力;

(3)可按設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能要求加工多層復(fù)合非織造布;

(4)不需要化學(xué)黏合劑，衛(wèi)生可靠，對(duì)加工醫(yī)療和衛(wèi)生用品尤為有利;

(5)不用熱軋形成加固點(diǎn)或加固區(qū)，因而產(chǎn)品更柔軟;

(6)紡粘水刺復(fù)合有利于開發(fā)新產(chǎn)品，如果采用可導(dǎo)致纖維卷曲的雙組分紡粘長絲，可生產(chǎn)蓬松性和手感更好的產(chǎn)品;

(7)工藝適應(yīng)面廣，能夠用于紡粘成網(wǎng)的纖維均可水刺固結(jié)，滌綸、丙綸、錦綸、氨綸等普通型和異形纖維以及雙組分纖維均可加工［4］。

2.2 紡粘水刺非織造布工藝流程

紡粘水刺非織造布工藝流程為(圖1):

切片→干燥→螺桿擠壓機(jī)熔融→過濾→紡絲→冷卻→氣流牽伸→成網(wǎng)→預(yù)濕→水刺→預(yù)烘→干燥→卷繞

2.3 紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布

圖1 紡粘水刺非織造布生產(chǎn)工藝流程

當(dāng)用可分裂的共軛纖維(如橘瓣型纖維)加工紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布時(shí)，水刺不僅起到加固纖網(wǎng)的作用，而且能使纖維原纖化，可獲得線密度低至0.01 dtex的超細(xì)長絲［5］。對(duì)于低面密度產(chǎn)品，由于超細(xì)纖維可使纖維相互纏結(jié)量增多，盡管面密度低，但拉伸強(qiáng)力高。紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布是非織造布發(fā)展的最新亮點(diǎn)，如Freudenberg公司的Evolon就屬此類產(chǎn)品，該類非織造布被越來越多地用于加工服裝、人造革基布和特殊用途的擦拭布等。

2.4 水刺纏結(jié)多層復(fù)合非織造布

為了提高產(chǎn)品綜合性能，擴(kuò)大產(chǎn)品用途，滿足應(yīng)用要求，可采用水刺技術(shù)對(duì)多個(gè)纖網(wǎng)進(jìn)行復(fù)合加固。目前主要有紡粘纖網(wǎng)和木漿氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)復(fù)合經(jīng)水刺固結(jié)、紡粘纖網(wǎng)和梳理纖網(wǎng)復(fù)合經(jīng)水刺纏結(jié)的產(chǎn)品，該類多層復(fù)合產(chǎn)品是未來市場上具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品。紡粘纖網(wǎng)還可與熔噴纖網(wǎng)水刺復(fù)合，如水刺纏結(jié)的SMS(紡粘/熔噴/紡粘)產(chǎn)品或SMM(紡粘/熔噴/熔噴)產(chǎn)品等。

3 紡粘水刺非織造布的應(yīng)用

紡粘水刺技術(shù)可以生產(chǎn)面密度10～600 g/m2的非織造布。紡粘水刺非織造布兼具紡粘非織造布與水刺非織造布的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品強(qiáng)力高，手感和柔軟性更接近于紡織品，因此具有非常廣泛的用途，可應(yīng)用于高檔擦拭布、服裝襯布、高級(jí)合成革基布、醫(yī)療衛(wèi)生和個(gè)人護(hù)理用品、絕緣材料、高精密過濾材料和服裝等各個(gè)領(lǐng)域。

3.1 高檔擦拭布

紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布生產(chǎn)過程中不添加任何化學(xué)藥劑，除污快而徹底，是一種十分理想的擦拭材料［2］。作為高檔擦拭布，由于纖維特別細(xì)，比表面積大，毛細(xì)管多，因此吸附能力特別強(qiáng)，可以吸附本身質(zhì)量10倍的細(xì)微灰塵顆粒。產(chǎn)品由長絲組成，不存在掉纖維屑的問題，十分適合用作高精密儀器擦拭布，如微電子產(chǎn)品、光學(xué)產(chǎn)品、精密儀器及眼鏡、電視熒屏、手機(jī)、光碟、電腦、汽車等的擦拭，不會(huì)損傷被擦物件的表面，也不會(huì)留下任何細(xì)微的痕跡。

紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布是制作高檔擦鏡布的良好材料，超細(xì)纖維越細(xì)，與鏡片表面接觸的纖維根數(shù)就越多，接觸的面積也就越大，一根纖維未能去除的灰塵，會(huì)被一根接著一根的其他纖維刮去，宛如多枚刀刃的剃須刀，具有多重刮去效果。擦拭布超細(xì)纖維之間的孔隙具有“泵”的效果，在擦拭時(shí)可使灰塵吸入超細(xì)纖維間的孔隙［2］。

3.2 服裝用布

紡粘水刺非織造布具有作為服裝用布的兩個(gè)特點(diǎn):一是具有較高的強(qiáng)力、抗撕裂性能和尺寸穩(wěn)定性;二是具有同傳統(tǒng)紡織品一樣柔軟的手感、不起球和漂亮的外觀。與紡粘纖網(wǎng)熱軋黏合非織造布相比，紡粘水刺纏結(jié)工藝可以大大改變非織造布僵硬的手感。紡粘水刺非織造布可作為高級(jí)仿麂皮外衣面料，印花之后可制作各種外衣，舒適、美觀、耐用，從而打破了非織造布只能做內(nèi)襯、里襯的限制。紡粘水刺非織造布本身具有的特點(diǎn)使其在工作服、防護(hù)服、休閑裝和運(yùn)動(dòng)裝等服裝面料中具有很好的應(yīng)用前景。

3.3 衛(wèi)生產(chǎn)品

采用紡粘長絲纖網(wǎng)與木漿纖網(wǎng)水刺復(fù)合制成的三明治結(jié)構(gòu)非織造布［6］，由于木漿短纖維的價(jià)格較便宜，因此成本較低。使用纖維素纖維能保證復(fù)合產(chǎn)品具有良好的耐磨性和吸液性，三層復(fù)合非織造布還具有不掉屑、不起球和不積灰塵等優(yōu)點(diǎn)。該類非織造布適合制成衛(wèi)生產(chǎn)品。

3.4 高級(jí)合成革基布

紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布由于其纖維特別細(xì)、強(qiáng)力高、均勻性好、柔軟并且透氣，貌似皮革，大幅提高了合成革的表面品質(zhì)，可作為各種各樣高級(jí)合成革的基布。我國每年生產(chǎn)合成革約130萬t，基布用量非常大，同時(shí)現(xiàn)在合成革工業(yè)正在向高仿真、高質(zhì)量水平發(fā)展，需要大量的超細(xì)纖維基布，紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布作為合成革基布具有無可比擬的優(yōu)勢。

3.5 精密過濾材料

紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布的強(qiáng)力高，纖維特別細(xì)，結(jié)構(gòu)緊密，孔隙小，吸附能力強(qiáng)，并且可采用能耐酸堿、耐高溫的原料，因此特別適合用于空氣與液體過濾的過濾材料，如用于化工、食品、光學(xué)、制藥工業(yè)等的空氣或液體過濾器［7］。

3.6 其他應(yīng)用

紡粘水刺非織造布可用于其他領(lǐng)域，如加工成汽車隔音材料、地毯、頂篷材料、包裝材料、床上用品和窗簾用布等產(chǎn)品。

4 國內(nèi)外紡粘水刺產(chǎn)品發(fā)展情況

在美國，工業(yè)用擦拭布一般是用聚丙烯紡粘纖網(wǎng)與木漿短纖維通過水刺加固復(fù)合在一起制成的非織造布，水刺工藝可以把較短的木漿纖維均勻緊密地纏結(jié)在紡粘長絲周圍，使其既具強(qiáng)度又具吸收能力。日本市場上也有用類似工藝生產(chǎn)的非織造布作為嬰兒預(yù)濕揩布基材。

Fleissner公司的AquaJet-Spunlace水刺生產(chǎn)線被越來越多地應(yīng)用于固結(jié)紡粘纖網(wǎng)。作為水刺設(shè)備的領(lǐng)先供應(yīng)商，F(xiàn)leissner公司與多家紡粘機(jī)械制造商合作。

在2004年美國非織造布展覽會(huì)上，德國Freudenberg公司展出了Evolon紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布新產(chǎn)品。這種超細(xì)纖維構(gòu)成的非織造布采用紡粘成網(wǎng)法，使用16瓣裂片型噴絲板，水刺固結(jié)。水刺不僅起固結(jié)纖網(wǎng)作用，還起到開纖作用，實(shí)現(xiàn)了開纖和固結(jié)在一道工序中完成。Evolon產(chǎn)品被認(rèn)為是Freudenberg公司在非織造布工業(yè)中的一個(gè)具有里程碑意義的最新創(chuàng)造。Evolon非織造布可以制成運(yùn)動(dòng)服、工作服、鞋里襯、遮陽紡織品、汽車用布、高級(jí)合成革基布、床單和高檔擦拭布等。

2008年中國產(chǎn)業(yè)用紡織品和非織造布展覽會(huì)展出了我國自行研制的一種雙組分紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布，這是由建于江西三江集團(tuán)的我國首條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布生產(chǎn)線生產(chǎn)的，年生產(chǎn)能力可達(dá)2 000 t。由該生產(chǎn)線產(chǎn)出的紡粘水刺超細(xì)非織造布，其橘瓣型開纖度完全可以控制，纖維線密度為0.17 dtex，幅寬1.8 m，纖維成分為滌綸70%、錦綸30%雙組分，其縱、橫向強(qiáng)力高達(dá)300～400 N，特別是撕裂強(qiáng)度可達(dá)30～60 N，完全可以滿足高級(jí)合成革基布的要求。

5 結(jié)語

當(dāng)紡粘和水刺兩大領(lǐng)先工藝結(jié)合在一起時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生新一代高品質(zhì)的非織造布產(chǎn)品。紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布生產(chǎn)線代表了世界非織造布技術(shù)發(fā)展的一個(gè)全新方向，在世界上僅有極少數(shù)發(fā)達(dá)國家可以生產(chǎn)。我國自行研制的紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布生產(chǎn)線的成功標(biāo)志著我國非織造布技術(shù)又登上了一個(gè)新的臺(tái)階，達(dá)到世界先進(jìn)水平。

隨著紡粘水刺非織造布新產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，特別是紡粘水刺復(fù)合產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)，水刺纏結(jié)紡粘非織造布將在未來的非織造布市場中占據(jù)重要的地位。

［1］ 郭秉臣.非織造布學(xué)［M］.北京:中國紡織出版社，2002:456-459.

［2］ 朱遠(yuǎn)勝.紡粘/水刺電子無塵擦拭布的開發(fā)［J］.上海紡織科技，2004，32(1):42-43.

［3］ 馬建偉，畢克魯，郭秉臣，等.非織造布實(shí)用教程［M］.北京:中國紡織出版社，1994:172-175.

［4］ 魏敏，李明文.關(guān)于紡粘成網(wǎng)水刺固結(jié)非織造布新技術(shù)的探討［J］.紡織機(jī)械，2005(2):15-18.

［5］ 康桂田，劉自范.雙組分紡粘水刺技術(shù)的開發(fā)與研究［J］.紡織機(jī)械，2006(3):18-19.

［6］ 饒劍輝，靳向煜，張靜峰.紡粘水刺與漿粕復(fù)合非織造布的性能初探［J］.非織造布，2005，13(1):16-18.

［7］ 郭合信.非織造布工業(yè)發(fā)展的最新亮點(diǎn)——紡粘/水刺超細(xì)纖維非織造布［J］.非織造布，2008，16(5):3-7.

The development of spunbond-spunlaced composite nonwovens

Ni Bingxuan，Jiao Xiaoning (School of Textiles，Tianjin Polytechnic University)

The development history and process of spunbonding technology were introduced briefly.The superior performances，technological process and applications of spunbond-spunlaced composite nonwovens was emphasized particularly.Composite technology is a effective method to develop new nonwoven product.Advantages of spunbond and spunlaced technique with strong union，could be utilized to produce highgrade nonwoven products which have excellent performances and high additional value，its superior performances and broad applications determined that it would have a very wide market prospect.The super-fine fiber spunbond-spunlaced nonwovens is the newest highlight in the nonwoven industry at present.

spunbond-spunlaced composite nonwovens，super-fine fiber，technology，apllication

TS174.8

A

1004－7093(2010)01－0001－04

2009－06－24

倪冰選，男，1983年生，在讀碩士研究生。主要研究方向?yàn)楣δ苄苑强椩觳牧稀?/p>