纺黏法非织造布的生产技术

纺黏法非织造布可以采用不同的工艺过程进行加工。最具有代表性且被广泛应用的是德国的Reicofil工艺和Docon工艺，其工艺流程如图4-29所示。

图4-29　纺黏法非织造布工艺流程

聚丙烯、聚丙烯色母粒及毛边料进入螺杆挤出机后，被加热熔融并送入熔体过滤器过滤，然后熔体由计量泵定量输送到纺丝箱；熔体经纺丝箱的管道分配后，均匀地到达喷丝头，并在一定压力作用下从喷丝孔中挤出成熔体细流，接着由侧吹风冷却成丝并落下至拉伸系统。图4-30为常见纺丝拉伸系统。

图4-30　常见纺丝拉伸系统

狭缝拉伸纺丝成网以Reicofil为代表，该工艺采用的是抽吸式负压拉伸（图4-31）。即在拉伸道底部通过一台大功率抽风机吸气，使拉伸道呈负压，空气从拉伸道上部进入并在拉伸的喉部（在可调的导板Ⅰ处形成的最窄的狭缝）形成了自上而下流动的高速气流。因高速气流速度远高于丝条挤出速度，因此丝条对运动的摩擦阻力就成为施加在丝条上使其加速运动的主要动力。丝条在气流的摩擦力作用下加速运动并受到拉伸。在风道底部导板Ⅱ使风道逐渐扩大，气流在该区域内速度减缓，并形成一个紊流场，使拉伸后的丝条产生扰动并不断铺落至不断运行的输送网帘上，形成杂乱分布的纤维网，该纤维网经热辊热轧及冷辊定型后进入卷装机成卷。

圆管式拉伸纺丝成网以Docoan工艺为代表，其采用的是高压压缩空气喷嘴拉伸。喷嘴内部呈锥形，外部是圆管形。具有较高压力的压缩空气在喷嘴处挟持丝条，并对丝条进行拉伸，拉伸后丝条由分纤器分纤，再由摆丝机构进行往复摆动铺网，经热轧及冷却定型得成品。

图4-31　抽吸式负压拉伸示意图

（一）纺丝

纺丝工艺包括切片熔融挤压、熔体过滤和纺丝成型。熔融挤压和熔体过滤与常规聚丙烯纤维生产设备一样。组件及喷丝板一般为矩形，组件及喷丝板数取决于喷丝板自身的宽度及非织造布的幅宽。

1.纺丝温度螺杆各区温度取决于原料及螺杆结构。对熔融指数为25～35g/10min的聚丙烯切片，螺杆各区温度为225～280℃，一般大直径、大长径比螺杆温度可适当降低。箱体温度对纤维直径的影响如图4-32所示，聚合物熔体温度越高，纤维直径越细。这是因为，当聚合物熔体温度降低时，其黏度增大，在气流拉伸力不变的情况下，聚合物从喷丝头挤出变得困难，因而不容易被拉伸变细，而使纤维直径增加；当聚合物熔体温度升高时，黏度减小，拉伸程度增大，因而纤维直径减小。

图4-32　聚合物熔体初始温度变化

2.熔体压力滤前压力为13～15MPa，滤后压力为10MPa，泵前压力为3MPa。

3.计量泵转数与网帘速度计量泵转数与网帘速度对非织造布面密度的影响如图4-33所示，当计量泵转速一定时，网帘速度增加，织物面密度减小；而当网帘速度一定时，计量泵转速增加，织物面密度有增大的趋势。前者的原因是网帘速度增加，纤维铺叠层数减小，所以面密度减小。后者的原因是计量泵转速增加，单位时间内熔体挤出量增加，纤维铺叠层数增加，所以面密度变大。

计量泵转速也影响所得非织造布的纤维的直径（图4-34），计量泵转速增加纤维直径增大，丝条在拉伸场内有效拉伸减少，非织造布强度下降，手感僵硬。因此应根据产品规格对计量泵转速及泵供量加以控制，如表4-13所示。

图4-33　计量泵转数与网帘速度与织物面密度的关系(www.xing528.com)

图4-34　计量泵转速与织物纤维直径的关系

表4-13　计量泵转速及泵供量Recofil工艺

4.侧吹风图4-35是不同侧吹风温度下纤维直径随熔体温度变化的曲线。可见，侧吹风温度越高，纤维直径越小。原因有三个方面：首先吹风温度升高，气流拉伸力增大，拉伸程度增加，会使纤维直径减小；其次，吹风温度升高，会使长丝纤维冷却的速度变慢，聚合物受到的拉伸时间长，容易被拉伸变细，从而导致纤维直径减小；最后，吹风温度升高时，会使聚合物熔体的黏度和应力减小，因而也会使纤维直径减小。

图4-35　不同吹风温度下纤维直径与聚合物熔体温度的关系

一般情况，吹风速度为0.2～0.6m/s；风温为15～17℃；风的相对湿度为70%～90%。

（二）气流拉伸

这是纺黏法的技术关键，影响气流拉伸效果的因素除熔体挤出速度及冷却条件外，还有气流拉伸形式、气流速度及丝条断面形状。

（1）气流拉伸形式：气流拉伸张力的来源主要是丝束对气流的摩擦阻力，而摩擦阻力与气流密度成正比，正压牵伸时，气流密度大，摩擦阻力也大，拉伸线上的张力大，有利于拉伸，而负压拉伸则相反。若欲改善拉伸效果必须加大进气口开度。

（2）气流速度：丝束与空气的摩擦阻力与气流速度vx的二次方成正比，因此提高气流速度可有效提高丝束在拉伸线上的张力，提高丝条的取向度。在Reicofil工艺上，可通过减小狭缝宽度提高风速，改善拉伸性能；也可以保持狭缝宽度不变，通过增加抽吸风量提高气流速度。实践表明，将风量由原来的18000m3/h增加到27000m3/h，拉伸效果明显改善，见表4-14。在Docan工艺上主要通过提高压缩空气压力来提高风速。

表4-14　调整工艺前后的质量对比

（3）铺网：Reicofil铺网是借牵伸气流惯性自然形成。Docan工艺铺网是借助摆丝器的作用，使丝条落到运动的网帘上形成纤维网。摆丝器及网帘的运动轨迹和速度决定丝网的厚薄及质量。网帘下方有抽吸装置，它能吸走管中冲下的气流，防止纤维网被吹散。

（4）纤维网后加工：纤维网后加工是指将纤维网固结成非织造布的过程。常用的方法有热黏合法及针刺法，薄型产品多用热黏合法，厚型用针刺法。热黏合法主要是利用热轧机，使纤维网在受热和受压的情况下发生黏合作用。黏合温度与产品规格有关，见表4-15。

表4-15　各规格热黏合工艺

为改善黏结效果，热轧表面一般刻有花纹，使纤维网上产生很多黏合点，这样可以产生花型，美化产品外观，改善非织造布手感。也可以在纺丝时混入低熔点纤维，以改善黏结效果。