双组分纺粘水刺非织造布的生产与应用

郭合信

一、双组分纤维的划分

双组分纤维是指一条纤维内含有两种不同的成分，例如一根单丝内既有PP，还有PET或PA。现在还出现了多组分纤维，即一根单丝中有 3 种或 3 种以上的成分。

相比于单组分的纺粘非织造布，双组分是一种特殊产品，它的许多优点是单组分无法比拟和实现的，如：（1）双组分纤维手感比较柔软；（2）纤维的纤度能达到单组分纤维的几十分之一，或几百、几千分之一；（3）双组分纤维中的低熔点成分，能使纺粘的热粘合温度大大降低，并易于后加工；（4）双组分纤维的纺粘非织造布由于纤度很小，因而质地紧密、强力高、吸湿性和吸尘性强、染色性能好；（5）双组分超纤纺粘非织造布是一种高级材料，可用于高级合成革基布、高级揩布、高级精密滤材及服装、被服等，用途广泛；（6）双组分纺粘非织造布的品质和档次高于单组分纺粘非织造布，因此其价格较高。

在各种双组分纤维（图 1）中，能制成超细纤维的，只有裂片型、海岛型和条纹型 3 种，现在工业上使用的只有裂片型（又称桔瓣型）和海岛型 2 种。目前，我国化纤行业超细纤维长丝的产量较大，约 20 万 ～ 30 万t/a，而非织造布行业也开始生产海岛型和桔瓣型短纤非织造布。

桔瓣型双组分纤维有 16 瓣、32 瓣不等，经外力冲击后分裂成为超细纤维，分裂之后的纤维纤度约为 0.05 ～ 0.18 D。桔瓣型分为实心桔瓣和空心桔瓣两类。实心桔瓣的纤维不能全部裂开，截面呈“米”字形，各瓣还连结在一起，只有空心（中空）桔瓣纤维才能全面裂开，成为超细纤维（图 2）。

二、纺粘水刺超纤非织造布的生产及优势

双组分超细纤维纺粘水刺非织造布的原料为PET切片与PA6切片，一般PET的含量为 50% ～ 70%，PA6含量为 30% ～ 50%，经过特制的纺粘设备纺丝与拉伸铺网，再进行水刺法固结与开纤，成为超细纤维水刺布，其生产流程如图 3 所示。

这种产品的工艺流程为：先将PET与PA的切片分别置于两个不同的干燥塔中，烘干，而后进入不同的螺杆挤压机中熔融，之后分别进入熔体过滤器中，将熔体内的杂质过滤干净，再分别由各自的计量泵按工艺要求进行计量输送到纺丝箱体中，由组件分配板各分成 8 股细流，组合成（8＋8）股细流进入喷丝孔中，喷出形成纤维网层，进入水刺机后，经多道高压水刺使纤网固结成布，并将原纤开裂成 16 根单丝，成为超细纤维，经烘干和卷取后成品出厂（图 4）。

该生产方法的关键在于纺丝组件，它是由 3 片组件组合而成的，呈中空桔瓣状，将PET熔体和PA6熔体均分成了 8 等份，而后汇合在同一个喷丝孔中喷出，两个成分既不能熔化成一体，又不能相互分离。喷丝形成长丝后即进行冷吹风，然后进行高达5 000 m/min的气流拉伸，在铺网机上形成有一定厚度的纤维网层后输送到水刺机上进行固结和开纤，此时水刺压力的大小与分布是关键。开纤后，纤维的纤度取决于喷丝拉伸后纤维的纤度。

这种生产方法具有很多优点，如：纺粘纤维的固结采用水刺法而不再使用热轧法，热轧法是纤维网用热轧辊轧成布，属于平面二维式固结，因而产品手感发硬，悬垂性较差；而水刺固结是一种立体三维形式，且经过多次高压水反复穿刺后，产品手感柔软，悬垂性能好，强力高，质量优异。另外，桔瓣型纤网用水刺固结后会更加均匀，且非织造布的质地更加紧密。

目前我国的超纤合成革工厂使用的超纤基布基本都为海岛型的超纤非织造布。与双组分超细纺粘水刺非织造布相比，海岛型超纤非织造布的优点是：纤维更细，且可以发展到 640 岛和 1 000 岛，这是桔瓣型目前无法比拟的。目前大多数中空桔瓣型纤维的纤度只能达到 0.125 D。但桔瓣型长丝非织造布也有其优势，主要包括以下几个方面。

（1）桔瓣型长丝非织造布的强力一般比短纤非织造布高出 1/3 左右。

（2）海岛型超纤非织造布的工艺流程较长，一般包括五大工序，即纺丝、针刺非织造布生产、PU涂层、溶去“海”组分、皮革后整理，而桔瓣长丝制革则只包括纺粘水刺工序、PU涂层和皮革整理三大工序。

（3）海岛超纤制革在溶去“海”组分时需使用烧碱及其他化学品以及大量的水，易造成环境污染，因此还必须配备一套污水处理设备，而纺粘水刺超纤非织布则基本没有环境污染问题，无需加装污水处理装置。

（4）海岛纤维中的“海”和“岛”组分约各占 50%，因此其制成率仅为 50%，而桔瓣型纺粘水刺非织造布则不存在这个问题，制成率几乎可达 100%。

三、纺粘水刺超纤非织造布的用途与市场

纺粘水刺超纤非织造布是一种高级材料，用途广泛，主要用于高档揩布、高级合成革基布、高精密度过滤材料及服装等领域。

1．优质揩布

由于纺粘水刺超纤非织造布的纤维很细，只及棉纤维的几十分之一，因而比表面积大、毛细管多、吸附能力特强，可吸附比本身重 10 倍的细微灰尘颗粒及各种液体。由于产品由长丝组成，因此不存在掉屑问题，十分适用于高精密领域的微电子产品、光学产品、精密仪器、汽车等领域。表 1 比较了几种不同类型揩布的吸液性能。

2．优质超纤革基布

我国是世界上合成革产量最大的国家之一，它经历了 4 次技术更新，主要集中在革基布领域。

（1）第一代合成革采用全棉或棉/涤的机织布或针织布，这种合成革尺寸稳定，透气性好，但弹性较差，表面风格不理想，目前作为中低档产品还在大量使用。

（2）第二代合成革采用涤纶或混纺的经编针织布作基布，弹性较好，但容易露出纱线底面，仿真效果受到影响。

（3）第三代合成革采用常规的非织造布，如针刺布、水刺布等作为基布，这种合成革产品的剥离强度和耐折度均有提高，也不会露出机织布，有一定的仿真皮效果，但纤维较粗，基布结构的密度较低，还不能完全满足高档产品的要求。

（4）第四代合成革采用超细纤维作基布制成了高仿真皮、高密度、高性能的合成革，具有很好的回弹性和柔软性，是目前合成革工业技术发展的主要方向。

超细纤维有长丝与短纤之分，且纺粘超细长丝制成的非织造布强力要比超细短纤的水刺非织造布高出很多，如表 2 所示。

目前全国有上千条合成革生产线，年产合成革能力达 120 万 ～ 150 万t ，一般年产量达 1 500 t的纺粘水刺超纤非织造布仅能供应一条合成革生产线，因此需求量很大。

3．精密过滤材料

纺粘水刺超纤非织造布特别适用于气体或液体过滤，可用于化工、制药、医疗、食品、娱乐场所等的空气或液体过滤器。图 5 和表 3 显示了其形态和过滤性能。另外，由于其隔音性强，因此在汽车、地毯、建筑等领域有很大的应用前途。

4．床上用品与服装材料

纺粘水刺超纤非织造布强力较大，手感柔软，悬垂性、吸湿透气性皆良，且易染色，经印花或染色后，可用作床上用品或服装材料。用它制成的高级仿麂皮材料可加工成各式外套，印花之后舒适美观耐用，打破了传统非织造布只能做内衬、里衬的界限，将为非织造布开拓一个全新的应用领域。

除上述用途外，这种非织造布还可用作书写用布、绘画用布、窗帘、台布、汽车顶棚布、妇女护垫、美容面膜等。现阶段我国年产服装数十亿件，销往世界各地，但超细纤维非织造布的服装还十分稀少，如果能将这一市场打开，其用量将不可估量。

四、结语

纺粘水刺超纤非织造布是一个很有前途的行业，其生产成本相对于普通超纤非织造布要低很多，且有利于环保。目前这种产品在国际上的售价约为 1 万欧元/t，经济效益十分可观，这样算来，一条纺粘水刺超纤非织造布生产线的经济效益比 10 条普通纺粘生产线还要强，是一个很好的发展方向。