雙組分紡粘水刺非織造布的生產與應用

郭合信

一、雙組分纖維的劃分

雙組分纖維是指一條纖維內含有兩種不同的成分，例如一根單絲內既有PP，還有PET或PA。現在還出現了多組分纖維，即一根單絲中有 3 種或 3 種以上的成分。

相比于單組分的紡粘非織造布，雙組分是一種特殊產品，它的許多優點是單組分無法比擬和實現的，如：（1）雙組分纖維手感比較柔軟；（2）纖維的纖度能達到單組分纖維的幾十分之一，或幾百、幾千分之一；（3）雙組分纖維中的低熔點成分，能使紡粘的熱粘合溫度大大降低，并易于后加工；（4）雙組分纖維的紡粘非織造布由于纖度很小，因而質地緊密、強力高、吸濕性和吸塵性強、染色性能好；（5）雙組分超纖紡粘非織造布是一種高級材料，可用于高級合成革基布、高級揩布、高級精密濾材及服裝、被服等，用途廣泛；（6）雙組分紡粘非織造布的品質和檔次高于單組分紡粘非織造布，因此其價格較高。

在各種雙組分纖維（圖 1）中，能制成超細纖維的，只有裂片型、海島型和條紋型 3 種，現在工業上使用的只有裂片型（又稱桔瓣型）和海島型 2 種。目前，我國化纖行業超細纖維長絲的產量較大，約 20 萬 ～ 30 萬t/a，而非織造布行業也開始生產海島型和桔瓣型短纖非織造布。

桔瓣型雙組分纖維有 16 瓣、32 瓣不等，經外力沖擊后分裂成為超細纖維，分裂之后的纖維纖度約為 0.05 ～ 0.18 D。桔瓣型分為實心桔瓣和空心桔瓣兩類。實心桔瓣的纖維不能全部裂開，截面呈“米”字形，各瓣還連結在一起，只有空心（中空）桔瓣纖維才能全面裂開，成為超細纖維（圖 2）。

二、紡粘水刺超纖非織造布的生產及優勢

雙組分超細纖維紡粘水刺非織造布的原料為PET切片與PA6切片，一般PET的含量為 50% ～ 70%，PA6含量為 30% ～ 50%，經過特制的紡粘設備紡絲與拉伸鋪網，再進行水刺法固結與開纖，成為超細纖維水刺布，其生產流程如圖 3 所示。

這種產品的工藝流程為：先將PET與PA的切片分別置于兩個不同的干燥塔中，烘干，而后進入不同的螺桿擠壓機中熔融，之后分別進入熔體過濾器中，將熔體內的雜質過濾干凈，再分別由各自的計量泵按工藝要求進行計量輸送到紡絲箱體中，由組件分配板各分成 8 股細流，組合成（8＋8）股細流進入噴絲孔中，噴出形成纖維網層，進入水刺機后，經多道高壓水刺使纖網固結成布，并將原纖開裂成 16 根單絲，成為超細纖維，經烘干和卷取后成品出廠（圖 4）。

該生產方法的關鍵在于紡絲組件，它是由 3 片組件組合而成的，呈中空桔瓣狀，將PET熔體和PA6熔體均分成了 8 等份，而后匯合在同一個噴絲孔中噴出，兩個成分既不能熔化成一體，又不能相互分離。噴絲形成長絲后即進行冷吹風，然后進行高達5 000 m/min的氣流拉伸，在鋪網機上形成有一定厚度的纖維網層后輸送到水刺機上進行固結和開纖，此時水刺壓力的大小與分布是關鍵。開纖后，纖維的纖度取決于噴絲拉伸后纖維的纖度。

這種生產方法具有很多優點，如：紡粘纖維的固結采用水刺法而不再使用熱軋法，熱軋法是纖維網用熱軋輥軋成布，屬于平面二維式固結，因而產品手感發硬，懸垂性較差；而水刺固結是一種立體三維形式，且經過多次高壓水反復穿刺后，產品手感柔軟，懸垂性能好，強力高，質量優異。另外，桔瓣型纖網用水刺固結后會更加均勻，且非織造布的質地更加緊密。

目前我國的超纖合成革工廠使用的超纖基布基本都為海島型的超纖非織造布。與雙組分超細紡粘水刺非織造布相比，海島型超纖非織造布的優點是：纖維更細，且可以發展到 640 島和 1 000 島，這是桔瓣型目前無法比擬的。目前大多數中空桔瓣型纖維的纖度只能達到 0.125 D。但桔瓣型長絲非織造布也有其優勢，主要包括以下幾個方面。

（1）桔瓣型長絲非織造布的強力一般比短纖非織造布高出 1/3 左右。

（2）海島型超纖非織造布的工藝流程較長，一般包括五大工序，即紡絲、針刺非織造布生產、PU涂層、溶去“海”組分、皮革后整理，而桔瓣長絲制革則只包括紡粘水刺工序、PU涂層和皮革整理三大工序。

（3）海島超纖制革在溶去“海”組分時需使用燒堿及其他化學品以及大量的水，易造成環境污染，因此還必須配備一套污水處理設備，而紡粘水刺超纖非織布則基本沒有環境污染問題，無需加裝污水處理裝置。

（4）海島纖維中的“海”和“島”組分約各占 50%，因此其制成率僅為 50%，而桔瓣型紡粘水刺非織造布則不存在這個問題，制成率幾乎可達 100%。

三、紡粘水刺超纖非織造布的用途與市場

紡粘水刺超纖非織造布是一種高級材料，用途廣泛，主要用于高檔揩布、高級合成革基布、高精密度過濾材料及服裝等領域。

1．優質揩布

由于紡粘水刺超纖非織造布的纖維很細，只及棉纖維的幾十分之一，因而比表面積大、毛細管多、吸附能力特強，可吸附比本身重 10 倍的細微灰塵顆粒及各種液體。由于產品由長絲組成，因此不存在掉屑問題，十分適用于高精密領域的微電子產品、光學產品、精密儀器、汽車等領域。表 1 比較了幾種不同類型揩布的吸液性能。

2．優質超纖革基布

我國是世界上合成革產量最大的國家之一，它經歷了 4 次技術更新，主要集中在革基布領域。

（1）第一代合成革采用全棉或棉/滌的機織布或針織布，這種合成革尺寸穩定，透氣性好，但彈性較差，表面風格不理想，目前作為中低檔產品還在大量使用。

（2）第二代合成革采用滌綸或混紡的經編針織布作基布，彈性較好，但容易露出紗線底面，仿真效果受到影響。

（3）第三代合成革采用常規的非織造布，如針刺布、水刺布等作為基布，這種合成革產品的剝離強度和耐折度均有提高，也不會露出機織布，有一定的仿真皮效果，但纖維較粗，基布結構的密度較低，還不能完全滿足高檔產品的要求。

（4）第四代合成革采用超細纖維作基布制成了高仿真皮、高密度、高性能的合成革，具有很好的回彈性和柔軟性，是目前合成革工業技術發展的主要方向。

超細纖維有長絲與短纖之分，且紡粘超細長絲制成的非織造布強力要比超細短纖的水刺非織造布高出很多，如表 2 所示。

目前全國有上千條合成革生產線，年產合成革能力達 120 萬 ～ 150 萬t ，一般年產量達 1 500 t的紡粘水刺超纖非織造布僅能供應一條合成革生產線，因此需求量很大。

3．精密過濾材料

紡粘水刺超纖非織造布特別適用于氣體或液體過濾，可用于化工、制藥、醫療、食品、娛樂場所等的空氣或液體過濾器。圖 5 和表 3 顯示了其形態和過濾性能。另外，由于其隔音性強，因此在汽車、地毯、建筑等領域有很大的應用前途。

4．床上用品與服裝材料

紡粘水刺超纖非織造布強力較大，手感柔軟，懸垂性、吸濕透氣性皆良，且易染色，經印花或染色后，可用作床上用品或服裝材料。用它制成的高級仿麂皮材料可加工成各式外套，印花之后舒適美觀耐用，打破了傳統非織造布只能做內襯、里襯的界限，將為非織造布開拓一個全新的應用領域。

除上述用途外，這種非織造布還可用作書寫用布、繪畫用布、窗簾、臺布、汽車頂棚布、婦女護墊、美容面膜等。現階段我國年產服裝數十億件，銷往世界各地，但超細纖維非織造布的服裝還十分稀少，如果能將這一市場打開，其用量將不可估量。

四、結語

紡粘水刺超纖非織造布是一個很有前途的行業，其生產成本相對于普通超纖非織造布要低很多，且有利于環保。目前這種產品在國際上的售價約為 1 萬歐元/t，經濟效益十分可觀，這樣算來，一條紡粘水刺超纖非織造布生產線的經濟效益比 10 條普通紡粘生產線還要強，是一個很好的發展方向。