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滌綸紡粘針刺無紡布的優化生產工藝
刊登日期:01/02/2010
《CTA中國紡織及成衣》- 2010年2月號
文章來源:CTA 中國紡織及成衣
雷曉光 曾世軍
適用於土工合成應用的滌綸紡粘針刺無紡布,其質量性能對最終用途影響極廣。本文基於實際生產經驗,探討150g/m2滌綸紡粘針刺無紡布的優化生產工藝。
各種無紡技術在多個應用領域發揮重要作用。
各種無紡技術在多個應用領域發揮重要作用。
滌綸紡粘針刺無紡布具有高強力和加固、隔離、過濾、排水和防滲等功能,在土工合成產品領域中顯示出良好的優越性。

優良的物理性能,使之廣泛地應用在水利建設、道路建設、建築防水設施、過濾材料等方面。

此外,滌綸紡粘針刺無紡布的生產具有速度高、原材料消耗低、節能、設備佔地面積小、結構緊湊等優點,近幾年正逐漸取代短纖維土工布,而得到廣泛的應用,產量也穩定的增長。

材料選擇遼陽石化公司生產的半消光聚酯切片,特性粘度0.652dl/g;熔點為260℃;凝聚離子0.25個/mg;端羧基含量23mol/t;水分0.2%;灰分0.04%。

切片乾燥、紡絲及氣流牽伸工藝配置

滌綸紡粘針刺無紡布生產需要較高的乾燥效果,切片含水率必須小於35ppm,幹切片的特性粘度差要≒0.01dl/g。既要減少切片中水分氣化形成的氣泡絲、斷絲,又要避免水解、熱裂解造成的切片特性粘度降低。



比較理想的工藝是採用高預結晶溫度(170℃),低乾燥溫度(160℃),延長乾燥時間(8h),降低減濕空氣露點(≒-70℃)系列措施,使幹切片含水在30~35ppm,幹濕切片的粘度降小於0.005dl/g。

滌綸紡粘針刺無紡布單絲纖度,一般控制在2.2~6.0dpf。經實踐證明,元件壓力為10~15Mpa,紡絲溫度為291℃,螺杆擠壓機溫度為289℃時,紡絲比較穩定。

如果紡絲溫度高於該溫度,熔體容易發生熱降解和熱裂解,紡絲時易出現飄絲和細絲,且織成的無紡布的布面強力不高。

如果紡絲溫度低於該溫度,熔體流動性差,容易出現僵絲、柱頭絲、飄絲等現象,同樣織成無紡布的布面強力不高。

由於氣流牽伸的纖維速度高達5000m/min以上,絲條在空氣牽伸中與空氣的摩擦力大,所以在生產過程中,側吹風風速可以適當的採用較高的風速,以提高纖維對外界風的幹擾。

滌綸紡粘針刺主要工藝參數。


經實踐,側吹風風速為0.5~0.6m/s,風濕為80±5%時,生產比較穩定。

氣流牽伸器在紡粘技術中應用,使絲束在高速牽伸氣流中形成“波浪”或“曲折”而產生壓推力,形成牽伸力,使絲束速度在5000m/min以上從噴嘴噴出。

在牽伸器內高速氣流形成的湍流作用到絲束上,絲束在運動方向上產生不規則變化,形成高頻振動,使絲束蓬鬆。同時噴嘴喉部有擴散段使氣流速度減慢,有利於鋪網。

如果氣流牽伸速度較低(4500m/min以下),則製成的布面手感粗糙、僵硬;強力低,織物再通過高溫度處理時,會發生熱收縮現象,且結構尺寸(布面尺寸)不穩定。這主要是因為牽伸速度低,滌綸長絲結構不穩定所造成的。

生產證明,氣流牽伸壓力在0.54~0.58MPa、擺絲頻率在500~800n/min,布面強力高,手感柔軟,熱收縮小,布面均勻。

成網與針刺對成品質量起重要作用

在滌綸紡粘法非織造布生產中,成網機和針刺機速度配合非常重要,影響到布面均勻性及生產穩定性。

以成網機速度相對恒定為例,預針刺機速度相對於成網速度過快,無紡布的布面會出現不規則裂紋現象,降低布面的橫向強力;預針刺機速度過慢或與成網機速度相同,布面出現重疊、擠壓現象,纖網堆積在預針刺機的入口處,造成布面不勻,甚至打針現象,嚴重時停車。

經實際生產探討,生產中成網機和預針刺機速差為0.5~1.0m/min時生產穩定,布面質量均勻,縱橫向強力比最小。

優化工藝後生產的150g/m2滌綸紡粘針刺無紡布的質量指標。


此外,針刺頻率和針刺深度對布面的強力有重要的影響。

一般來講,布克重越厚,生產速度慢,針刺頻率降低但針刺深度深;布克重薄時,正好相反。
生產實踐中,生產150g/m2滌綸紡粘針刺無紡布的工藝為:預針刺機的出布輥速度9.5m/min,針頻850n/min,針深9.2mm;主針刺機的出布輥速度9.7m/min,針頻750n/min,針深5.4mm時;布面強力為橫向強力2050N/20cm;縱向強力2500 N/20cm。

經過長期生產實踐證明,採用上述優化工藝後,保證切片乾燥質量,即降低幹切片的含水率,可避免切片降解,確保紡絲的穩定和絲條質量;適當提高側吹風風速、風濕,有利於生產穩定;選擇成網速度預針刺速度的最佳配比,有利於布面質量的提高;牽伸壓力不能低於0.50MPa,否則牽伸不足,布面出現並絲;熱收縮過大,布面發僵、發硬、幹熱收縮大等現象;成網機與預針刺機速度差在0.5~1.0m/min,生產穩定,縱橫向強力比最小。

此外,合理的針刺頻率和針刺深度可以提高布面的強力。
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