无纺布复合技术和组合工艺

摘要

    从在线复合、离线复合及一步半法复合三个方面介绍了纺粘、熔喷复合产品的开发，并分析了这三种类型的产品的优缺点以及双组分纺粘与水刺工艺组合，及这两种复合产品在各领域的应用。

    纺粘法是非织造材料生产的主要方法之一，又被称为纺丝成网法，聚合物挤压成网法。

    纺粘法的原理是利用化学纺丝的方法，将高聚物纺丝、牵伸、铺叠成网，最后经过针刺、水刺、热轧或者自身粘合等方法加固形成的非织造材料。

    工艺特点：工艺流程短，产量高。产品机械性能好。产品适应面广。成网均匀度不及干法工艺。产品变化的灵活性较差。

    产品的应用：土工织物、医卫材料、包装材料、过滤材料衬里材料等。

    熔喷非织造布工艺是采用高速热控气流对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并收集在凝网帘或者滚筒上，同时自身粘合而成为熔喷非织造布。

    工艺特点：熔喷工艺技术的诞生比纺粘工艺要早，但其商业化却比纺粘法工艺迟，其原因主要是熔喷法非织造布的强度差、生产成本高。熔喷工艺近期已有很大的进展，从单一聚合物原料、圆截面纺丝发展为多种原料复合熔喷、异形截面纤维纺丝等，出现了利用高压静电场中的静电力来生产超细纤维的静电熔融纺丝工艺(EMS工艺)。此外，熔喷工艺可与水刺、针刺以及缝编等非织造工艺交*组合应用，熔喷法非织造布可与其它材料叠层复合。

    产品的应用：医疗卫生用材料、环境保护材料、服装材料、擦拭材料、电池隔膜材料等。

    非织造布复合技术就是将纺粘熔喷等两种或两种以上性能各异的非织造布或其他材料经复合加工，制成具有多功能、高性能、高适用性的多层非织造布的加工技术。纺粘复合工艺产品主要有SMS、SMMS、SPC等。

1 SMS复合

    1.1 SMS生产工艺及特点

    下面以PP为原料的生产线为例，介绍SMS的生产工艺及其特点。

    纺粘法非织造布的生产流程是：

    原料输送一螺杆熔融一熔体过滤一熔体计量一纺丝一冷却牵伸一分丝铺网一热轧一卷绕。

    熔喷法非织造布的生产流程是：

    原料输送一螺杆熔融一熔体过滤一熔体计量一纺丝一热风牵伸一铺网一卷绕。

    1.2 SMS产品综合了纺粘和熔喷非织造材料的性能和特点，具有手感柔软、强力高、孔径小、屏蔽性能好及一定的耐光老化性能等优点。按复合方式可分为在线复合SMS、离线复合SMS和一步半法复合SMS。

    1.21 一步法。在线复合SMS可根据产品的性能要求，随机调整纺粘层和熔喷层的结构比例，产品具有良好的透气性能，过滤性能，抗静水压能力得到大大提高;可生产低克重产品，最低可达12g/m2。但生产投资成本大，建设周期长，生产技术难度相对较大，开机损耗大不适应小批量生产。

    1.22 离线复合就是将两种技术分别制得的非织造布通过一定工艺合在一起，制成新的非织造布的技术(也称二步法)。离线复合SMS灵活性高，适合小订单生产，投资小、见效快，适合熔喷非织造布含量高及高复合材料过滤，耐静水压性能产品。但产品性能不够理想，如单独生产的熔喷布因没有纺粘布的支撑作用，熔喷工艺难以灵活调整，很难改善产品的透气性。

     1.23 鉴于在线复合投资大，离线复合克重高的缺点，开发了一步半法复合工艺。其优点是解决了离线不能生产低克重产品的问题，工艺调节灵活，可通过更换不同颜色、克重的纺粘布来灵活改变产品品种。缺点是复合用纺粘布上的轧点对产品的透气性能有一定的影响。

    1.3SMS产品性能与应用

    熔喷布的特点是纤维直径细、表面积大、蓬松、柔软、悬垂性好、过滤阻力小、过滤效率高、抗静水压能力强，但其强力低、耐磨性差，在相当程度上限制了其应用领域的发展。而纺粘布纤维纤度较大，纤网又是由连续长丝组成，其断裂强力和伸长比熔喷布大得多，恰恰可以弥补熔喷布的不足。SMS复合技术充分利用了纺粘产品和熔喷产品的技术优势，大大扩展了非织造布的应用领域。SMS产品既有纺粘层固有的高强耐磨性，同时又有中间熔喷层较高的过滤效率、阻隔性能、抗粒子穿透陛、抗静水压、屏蔽性以及外观均匀性，从而实现了良好的过滤性、阻液性和不透明性。

     以PP为主原料的SMS复合非织造布具有如下的优异特性：(1)均匀美观的外观；(2)高抗静水压能力；(3)柔软的手感；(4)良好的透气性；(5)良好过滤效果；(6)耐酸、耐碱能力强。另外，还可以对SMS非织造布进行三抗(抗酒精、抗血、抗油)和抗静电、抗菌、抗老化等处理，以适应不同用途的需要。正是由于SMS产品优异的特性，才决定了其广泛的用途。

     1.4 SMS产品的应用

    1.41 薄型SMS产品

    因它突出的防水透气性，特别适用于卫生市场，如作卫生巾、卫生护垫、婴儿尿裤、成人失禁尿裤等的防侧漏边及背衬等。

    1.42 中等厚度SMS产品

    适合使用在医疗方面，制作外科手术服、手术包布、手术罩布、杀菌绷带、伤口贴、膏药贴等；也适合于工业领域，用于制作工作服、防护服等。在这一应用领域，过去一直是水刺布的天下，因其具有良好的柔软、吸水性，外观、性能又最接近传统的纺织品，曾一度得到推广并沿用至今；但水刺布抗静水压能力较差，阻隔能力也不够理想。目Spu~bonds纺粘非织造布前在医疗市场上，这两种产品基本上平分秋色。如今，SMS产品以其良好的隔离性能，特别是经过三抗和抗静电处理的SMS产品，更加适合作为高品质的医疗防护用品材料，在世界范围内已得到广泛应用。

    1.43 厚型SMS产品

    广泛用作各种气体和液体的高效过滤材料，同时还是优良的高效吸油材料，用在工业废水除油、海洋油污清理和工业抹布等方面。

    1.5中国SMS复合非织造布市场

    前景展望卫生用品是SMS复合非织造布的最大市场，世界范围内对SMS类材料的快速发展，最主要的因素都是为了迎合一次性卫生用品的高速增长和迫切需求。这类产品包括妇女卫生巾、卫生护垫、婴儿纸尿裤、成人失禁用品和病人护理垫等，其中对SMS需求量最大的是婴儿纸尿布产品。在欧美等发达国家，一次性卫生用品的普及率达到80％～90％，而且广泛使用了纺粘布和SMS。在我国，据中国造纸协会生活用纸专业委员会的统计资料显示，2005年中国大陆卫生巾市场渗透率为61．4％，卫生护垫的市场渗透率为6．17％，婴儿尿裤尿片总的市场渗透率为9．43％。因此我国目前一次性卫生用品渗透率与发达国家还有很大差距，但随着技术和经济的进步以及人们卫生安全和保健意识的不断提高，SMS在中国卫生用品市场上将会不断扩大其份额。在医疗卫生领域，我国近年来在大中城市的些大中型医院中，已开始使用SMS手术服、口罩、手术罩布、防护服、救护服、医疗器械罩套等。但国内目前的消费水平比较低，对SMS非织造布产品认识还不够，应用还远远不够普及。随着我国经济的不断发展和国家卫生法规的不断健全，在今后的3～5年内，SMS非织造布产品在医疗卫生领域的应用将会有较快增长。随着社会的发展，国内人民生活水平的提高，SMS复合非织造布产品在卫生、医疗、工业、农业、家居装饰、社会生活等各方面将得到进一步的推广和应用。

2 双组分纺粘与水刺工艺组合

    双组分纺粘和水刺的复合技术是指对PA、PP或PET等切片分别进行干燥、挤压机熔融并过滤后，将两种不同的熔体注入纺丝组件中进纺丝、气流拉伸、铺网后进入水刺机，用高压水将纤维打散，制成超细纤维，再经烘干成卷而制成超细纤维非织造布。相关技术设备ReiterPerfojet公司的SPUNjetó纺粘水刺复合生产线等。由双组分纺粘水刺技术生产的非织造布纤维直径很小，具有比普通合成纤维更致密、杂乱的三维结构，产品的比表面积大，透气、透湿性好，布面平整，悬垂性好，强力高，手感柔软。且生产过程无污染，有明显的节能减排效果，是一种节能环保型高新技术。

双组分聚合物原料熔喷非织造布的纤网结构

    双组分纺粘水刺非织造布在高级擦拭布、床上用品、服装材料、高级合成革基布、工业包装、隔音及汽车顶篷布、过滤材料等方面广范应用。