PP/PE纺粘无纺布的复合

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-03 原文发表:2007-07-03 人气:25

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近年来，我国纺粘非织造布行业得到了跨越式的发展，特别是2003年至今，全国各地新上了100多条生产线，增加了20多万吨生产能力，成为世界上名符其实的纺粘法生产大国，但是，中国纺粘法产品品种不多，自主知识产权缺乏，尚不能成为一个纺粘法行业的世界强国，却是一个不争的事实。

2002年，上海市合成纤维研究所建立了“PP/PE双组分复合纺粘法非织造布”课题组，对1988年国内引进的第一条意大利NWT纺粘生产线进行彻底改造，产量从年产1000吨增加到2500吨，品种由PP单组分改为PP/PE双组分复合，门幅仍旧为3米，克重范围16-160克/m2不变。课题组利用该所“七.五”期间承担并完成的二个国家重点攻关项目“PP/PE低熔点复合纤维”和“喷丝直接成布”（即纺粘法非织造布）所积累的技术、经验、对原料、工艺和设备进行了攻关研究。2003年底，项目取得初步成果，通过了由上海市科委和经委主持、以中国工程院院士为首组成的专家组的鉴定。项目成果已申请并被受理了发明专利。

流程：双组分纺粘法采取的是复合纺丝的办法，二根螺杆熔融二种不同的原料，在喷丝组件出口按产品设计要求形成不同截面形状的复合纤维，目前已生产的是皮芯型复合纤维，皮是乙纶，芯是丙纶。

纺丝温度：复合纤维的纺丝工艺远较单组分纤维的纺丝复杂。纺丝温度要根据PE、PP原料的性质决定，特别是MFR的大小决定，同时满足二种原料的成纤要求。温度偏低，熔体细流粘弹性大，可纺性及拉伸性能差，易发生断头；温度偏高，会发生热分解，不仅产生醛类低分子有害气体，而且降低了纤维的物理机械性能，最终影响产品的质量。另外，根据合纤所ES（即PP/PE皮芯复合短纤维）纤维研究的结果，复合纤维断面形态成偏皮芯型的内接园，有利于热粘结效果。而这一形态也需要依靠纺丝温度的调节来控制。综上所述，纺丝温度在保证可纺性和截面形态的前提下，尽量偏低为好。

冷却条件：皮芯二组分的熔点、热传导率、晶体结构及结晶速率不同，冷却成形条件要使二组份都能达到均匀冷却，且具有良好拉伸性能十分困难。

图1：机械拉伸速度与细度关系

设备：纺丝、欠伸、成网设备全部自行设计、研制。保留了原来直径120mm螺杆，并增加了一根直；放弃了原来的单箱体，新增了自行设计的二只复合箱体；成网从单层网改成了双层网，提高了产品的均匀性；特别设计的纺丝组件保证纤维具有良好的皮芯复合形态，欠伸也从原来的低压大流量装置改为高压小流量，提高了欠伸效率。热轧机、卷绕机和分切机还是原来意大利的进口设备。

纺丝温度：复合纤维的纺丝工艺远较单组分纤维的纺丝复杂。纺丝温度要根据PE、PP原料的性质决定，特别是MFR的大小决定，同时满足二种原料的成纤要求。温度偏低，熔体细流粘弹性大，可纺性及拉伸性能差，易发生断头；温度偏高，会发生热分解，不仅产生醛类低分子有害气体，而且降低了纤维的物理机械性能，最终影响产品的质量。另外，根据合纤所ES（即PP/PE皮芯复合短纤维）纤维研究的结果，复合纤维断面形态成偏皮芯型的内接园，有利于热粘结效果。而这一形态也需要依靠纺丝温度的调节来控制。综上所述，纺丝温度在保证可纺性和截面形态的前提下，尽量偏低为好。

图2：气流拉伸压力与细度关系

冷却条件：皮芯二组分的熔点、热传导率、晶体结构及结晶速率不同，冷却成形条件要使二组份都能达到均匀冷却，且具有良好拉伸性能十分困难。在PP、PE的复合纺丝中，由于PE分子链规整柔性，能以能量最小及最稳定的锯齿状切入晶格，因此极易结晶，最大结晶度达95%。而PP分子量为螺旋状结构，虽然排列规整，但比PE结晶差，最大结晶度仅为80%。纺粘法的纺丝速度都比较高，如冷却条件剧烈，芯层结晶比皮层低得多，容易产生皮芯分离现象，容易迅速增大熔体细流出喷丝板后的粘弹性，导致熔体细流的形变速率跟不上拉伸应力的发展而造成断头，影响正常生产。为了克服上述缺点，应采取较为缓和的冷却条件。如降低风速，提高风温和加大冷却距离等。

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