[国产纺丝成网非织造布设备的发展现状] 纤维素纺丝的研究现状

本文介绍了国产纺粘、熔喷及SMS非织造布装备的发展现状，详细分析了国产设备存在的一些共性问题及与国外先进水平的差距，指出缺乏熟悉工艺的高素质技术人才是问题的根源，低廉的价格造就了低水平设备的生存环境，而配套设备未能取得突破则阻碍了生产线总体水平的提高。

Development status quo of domestic spunbond, meltblown and SMS machinery was presented in detail in this article, as well as the common matters and gaps to world advanced levels. In terms of analyzation, it was pointed out that shortage of knowledgeable professionals, redundant building of low-level projects and no breakthrough on corollary equipments blocked the development of overall level of domestic spunmelt machinery industry.
1我国纺丝成网非织造布设备的发展和应用
1发展现状
据统计，在我国现有的 800 多条纺粘、熔喷和SMS非织造布生产线中，约有 700 多条是国产设备。

目前，国内已能制造幅宽为 6、4 和 2 m的S、SS、M、MM、SMS、SMMS等类型的生产线。

熔喷纤维的直径可达到 2 ～ 5 μm，熔喷布的克重CV值可保持在 3% 以内；纺粘纤维的细度已能达到 5 dtex左右，并能稳定生产克重为 12 g/m2的产品，纺粘非织造布的克重CV值可控制在 3% ～ 4%之间。

SMS型生产线是近期我国非织造布行业的一个投资热点。

2009年，我国的SMS生产线为 14 条，但至2010年7月初，据不完全统计，这一数据（包括正在制造和安装的）已达到40 余条，速度惊人。

目前，国产的PP纺粘法非织造布生产线主要采用大板、宽狭缝、低压力（③控制系统缺乏应急手段；生产线中潜在危险较大的成网机、热轧机、卷绕机普遍使用未带制动功能的驱动系统。

④对一些容易产生超压现象的设备没有安保措施，一些存在逻辑关系的动作（如卷绕机手动换卷）没有防误操作的连锁保护。

（5）后整理工序简单
在国内众多的纺丝成网设备制造商中，除了一些曾制造过染整机械的生产商对产品的后整理工作有所了解外，其他制造商掌握的后整理知识甚为肤浅，在提供主体设备的同时，很难为买方提供产品差异化的增值建议。

因此，有不少生产线刚投产不久，就因要加装后整理设备而停下来进行改造，或搬迁设备、腾出安装后整理系统的空间。

后整理技术及装备是全行业的薄弱环节，是国内新产品开发工作滞后的一个表现，也是行业内价格战不断的原因之一。

（6）产品检测手段落后
基本检测手段简陋是国产生产线的一个通病，而生产线设备制造商对检测手段的无知、买方欠缺对检测仪器重要作用的认识则是催生这种现象的原因。

不少企业除了一台低精度的天平外，甚至没有其他控制产品品质所需的检测仪器，其品质指标都是依靠个人感觉来定性评判的。

有的设备制造商推荐使用 500 cm2（即 20 cm×25 cm）而非 100 cm2规格的样本来评价其均匀度，加上使用精度仅为 0.01 g的天平，使测量及计算出来的产品克重CV值较小，造成均匀度较好的错觉。

这种做法明显增大了取样风险，也会误导设备调试及质量控制。

2国产非织造布生产线行业的发展瓶颈
国产非织造布生产线的发展瓶颈并非只是机械制造质量，而是对基本工艺原理的理解和研究，因为在发展过程中缺乏正确的理论导向，因而只能停留在仿造层面。

纺丝及成网技术是纺丝成网非织造布生产线的核心。

目前国内一些生产线的熔体温度大幅度偏离设定值（可超过 10 ℃），冷却风温度周期性波动（＞ 4 ℃），管网系统制作不规范，使用廉价风机等导致工艺气流波动和分布不均，从而影响生产过程的稳定性，引起断丝、纤维直径分布宽、产品均匀度差及机械物理性能分布离散等问题，同时使成网机网带的使用寿命缩短，一些网带的使用寿命仅为 1 ～ 2 个月。

除了上述原因外，还与以下因素有关。

（1）专业技术人员匮乏，科研设计力量不足
现阶段我国的纺丝成网非织造设备行业中，既拥有核心技术、又能制造核心设备的设备供应商很少。

不少生产商只有设计能力而没有加工能力。

能画设计图的人可能很多，但懂工艺的高素质设计人员十分稀缺。

目前，不少设备供应商采用临时拼凑、以分系统发外承包的方式制造和安装设备，技术队伍多由来自在其他企业曾参与过设备制造和安装的人员组成，他们虽有一定的调试经验，但却无法解决设备的先天性不足。

另外，调试过程中经常要更换纺丝箱、纺丝通道、螺杆挤压机和成网风机，有时甚至连钢结构也要改造。

由于缺乏理论指导，施工过程的随意性较大，无设计规范可言，更没有正规的图纸和设计评审程序，因此设备只能在带有大量遗留问题的状态下交付使用。

设备供应商规模小，没有自己的科研、试验基地，没有大专学校、科研机构依托是我国非织造布装备缺乏独立知识产权和核心竞争力的另一个原因。

（2）设备无标准
目前，我国的非织造布产品标准严重滞后于市场需求，而设备标准几乎完全缺失。

国内的非织造布生产企业所执行的标准可谓五花八门。

就纺粘非织造布而言，执行的标准包括了
18 年前原中国纺织部制定的相关标准、美国标准、欧洲标准及国外一些企业或机构制订的标准。

以设备的标准化术语为例，如“纺丝组件”这一由多个零件组成的重要部件，目前在业内分别被称作“模头”、“喷头”、“喷丝板”、“喷丝头”等，有时甚至还与“纺丝箱体”混为一谈。

非织造布生产线不是执行许可证制度的产品，只要买卖双方取得共识便是正当的商业行为，但并不免除在生产线中执行某些通用的或带强制性技术要求的标准。

由于非织造布产品的制造工艺越来越多样化，使用领域也日益广阔，每个领域对产品的应用特性和要求也有所不同。

由此可见，要制定一个能同时满足各种制造工艺、不同应用领域要求的“通用标准”是不现实的。

对于生产线上的不少结构与基本设施，国家或行业早已有通用的技术要求。

现阶段，在数量难以统计的诸多制造商中，有能力编制企业标准和技术文件的寥寥无几。

因此，当1 条上千万元的生产线在交付使用时却没有一份主体设备的文字资料也就不足为怪了。

（3）配套设备性能差
纺丝成网系统的总体技术水平与配套设备的性能密切相关。

目前，生产线所使用的热轧机、卷绕机、分切机、后整理设备、在线检测设备等还都无法适应产品低克重、功能化、高品质、高速度、大卷装、高产能的要求，部分生产线仍须配套国外设备。

①缺乏高性能的热轧机
热轧机是生产热轧纺粘布、SMS非织造布过程中的重要设备。

国产热轧机主要采用中高辊与上、下辊轴线交叉相结合的变形补偿技术，这种机型在小幅宽、低速度的生产线中得到了广泛应用。

“线压力”是热轧机的主要工艺参数，轧辊的变形补偿方式决定了线压力的均匀性。

目前在国产热轧机中还未见到直接标注这个重要参数的，而普遍以液压系统的油压代替。

其他如线压力均匀性、轴承寿命、升降导轨与交叉量调节装置的间隙、导热油活动接头可靠性、轧辊热变形、万向传动轴振动、冷却辊与轧辊间的速度差调节以及安全防护等都有待改进。

②卷绕机的可靠性问题突出
目前国内使用的卷绕机多为仿制机型。

恒张力控制是卷绕机最基本的运行模式，由于张力检测设备（或传感器）性能上的差异，其张力控制精度也有很大不同。

例如，有的高速卷绕机仍使用角度传感器，甚至在SMS生产线上还有使用张力架（储布架）来调节张力的。

卷绕机是生产线中较易出现故障的设备，而自动换卷系统则是卷绕机中故障率最高的系统，在机构定位精度、同步性，传感器可靠性，横切断动作可靠性，换卷动作的平稳性等方面等都会存在问题。

当前，国产卷绕机普遍没有卷径测量功能，均以卷长到达设定值作为换卷信号。

对主要用作卫生保健产品原料的SMS制品，相当多的下游企业对卷材的直径要求较高，而对卷长要
求其实并不严格。

因此，缺少卷径测量功能会造成使用不便。

目前国产卷绕机大都使用直径为 76 mm的卷绕芯轴，普遍没有防布卷挠曲的支撑装置，当产品的幅宽和卷径较大、布卷较重时，卷绕芯轴会显得刚性不足而出现明显的挠曲变形；在备用卷绕轴进入换卷状态前无预加速，进入换卷时无防弹跳措施；无减速缓冲卸布卷手段，这些均与卷绕机高速、大卷径的发展趋势极不相称。

③分切机技术水平低
当前，很多纺熔产品特别是卫生材料的幅宽都在 150 ～ 300 mm之间，产品须分切后才能出厂，因此，分切机成了不可或缺的设备。

恒张力卷绕是分切机的基本工作模式，但国产分切机的张力系统一般都很简单，有的机器在出厂时甚至连张力控制系统都没有；分切机的退卷方式（主动/被动）并未与产品的克重、卷径即产品的许用卷绕张力相适应，这对于断裂伸长率较小的熔喷布及SMS产品是无法接受的。

生产线运行速度的不断提高，要求分切机的加工速度必须与其同步。

目前已有一些分切机的速度可达 300 ～ 500 m/min，速度虽然提高了，却没有与其相对应的技术措施，如零部件动平衡、防止布卷跳动的对策、提高辅助工作（包括装卸产品、装刀、对刀、穿布、驳接等）效率的手段以及相应的安全措施等。

国产分切机存在的另一个问题是仍使用廉价而使用寿命较短的墙纸刀、剃须刀作为分切刀具，使分切效率和产品质量受到影响。

至于国外已经使用的分切刀自动定位技术，纸筒管自动分切技术，机械插、拔卷绕杆技术等在国内仍处于空白状态。

④过分追求低成本
过分追求低成本是大量低水平生产线被推向市场的一个重要根源。

为了降低成本，选材档次低，同时选用二流或更低档次的配套设备；制造工艺粗糙，零件的配合关系以便于安装为主要考虑因素，基本不考虑配合精度；很多无需调整的设备都制成可调结构（如安装机座开长孔），重复精度差；高压管道不清洗、不试压就使用，高温管道缺乏保温措施，异径管道间不设置变径段或仅设置小长径比的变径段，有的风管则将缓冲隔振帆布管段兼作变径段用；被动方式的高温预压辊，无法避免高温停机后出现的挠曲变形；部分生产线还使用温差达100 ℃以上且价格低廉的电/空气加热辊；高速（≥ 250 m/min）成网机的纠偏装置无比例控制功能，绝大部分成网机无张力调控手段，张紧网带仍沿用两侧独立的调节方式，并且违反“带传动”的设计原理，把张紧装置设置在网带的“紧边”，不仅操作困难，网带的寿命也较短；成网机底部支承辊的直径比上方的压辊直径还小，导致支承辊挠曲、轴承容易损坏等问题；等等。

一些基础性保护和报警装置，如变频电动机与冷却风机之间的连锁、熔体压力保护、回收挤压机与主挤压机单向连锁、回收挤压机压力检测与保护、导热油炉缺油保护、容积式风机超压保护以及料斗低料位报警等也成了可有可无的设置。

⑤项目建设模式与厂房建筑有待完善
由于非织造布生产线造价较高，因此下游企业在签订购买合同时十分谨慎，合同文本从格式、内容都很详细。

但在已实施的项目中，能按这种要求操作的合同并不多。

有的合同缺乏技术细节，无定量验收指标和规则，更没有设计确认程序，大部分买方对项目实施过程缺乏监理能力，直到设备安装好后，用户才能看到生产线的真实面目。

由于信息和技术的不对称，这种合同为设备制造商留下了回旋空间，而将买方置于被动位置，滋生了低水平生产线的生存空间。

国内外的生产线都不可能完美无缺，交付时都会有一些遗留问题。

相对而言，国外设备的缺点通常都是个别性问题，在后续设备中较少再出现；而国产设备遗留的问题一般性质相似，主要集中在产品均匀度及设备可靠性等方面。

3结语
近年来，我国非织造布产业的发展成果有目共睹，一些技术含量较低的生产线之所以存在说明市场对其还是有需求的，因此只能通过优胜劣汰来优化市场环境。

纵观国外一些拥有新型生产线的企业在产品推广过程中所遇到的挫折，以及国内使用宽狭缝正压牵伸工艺设备的运行业绩和双组分纺粘产品的质量状况，可以看出，要开发一种创新的生产工艺并非易事。

在纺丝成网非织造生产线领域一枝独秀的Reifenhauser（莱芬豪舍）也是通过制造数以百计的纺丝系统才打造出来的高端品牌。