粗细皆宜的Nanoval裂丝纺丝技术

滤材料以及卫生材料等产品, 而后 者用于增强材料、屋顶材料以及土 工材料等产业用产品。
为了获得较粗的纤维, 可以控 制分裂, 但无论是否分裂, N anoval 装置相对还是较为简单, 只有喷丝 孔和集聚 - 扩散通道, 即所谓的拉 瓦尔喷嘴。这样细化、取向以及冷 却都可以完成了, 由于是冷空气, 能耗相对较低。
图 3 多排 系统中的熔体和空气的喂入
国际纺织导报 2007年第 12期
图 4 3排的多喷头系统
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较 低。 假 设 PP 的 产 量 为 1. 5 g /m in# 孔, 通 过分 裂后 的 直 接 d50约为 1 m, 当喷头和拉瓦尔 喷嘴之间的隔距为 12 mm, 可通过 3排喷头或是 5 排喷头方便的生 产 20 kg /h# m 或是 50 kg /h# m 的微米 /亚微米的纤维网。行距可 设为 10 mm (参加图 4所示的喷丝 板 )。
中分劈开来, 而无法仅仅通过纵向
的拉伸实现。N anoval工艺能够生
产平均直径为 2 m 的纤维并保证 产量 为 2 ~ 3 cm3 /m in, 而 对 于
1 m的 纤 维 则 能 够保 证 产 量 为
1~ 1. 5 cm3 /m in, 也 就 是 高 于
100 倍。
Nanova l非织造产品的一致性
非织造技术
粗细皆宜的 N anoval裂丝纺丝技术
L. G erk ing, M . Stob ik N anoval公司 ( 德国 )
摘 要: 化学纤维纺丝时, 纤维拉细过程 主要是, 在纤维末端通过导丝轮以 及卷绕筒管 在机械拉伸力的作用下或者在纤维 表面通 过纺粘、熔 喷工艺在 空气动 力的作 用下将其沿纵向拉伸完成。 N anova l的纤维成 型技术与此完 全不同, 主要是通 过将液流分裂细化并冷却成多根细 单丝, 单丝 数目可 以在连续 的情况 下多达 数百根。
与裂缝上配置单排喷嘴相比, 纺丝液喷射的旋转对称的环境可 提高产品的性能, 并在保持其它纺 丝条件相同的条件下可纺制更细 的长丝。新型喷头喷 嘴不仅可增
加超细长丝的生产能力, 也可用于 纤维含量较低的生产系统, 例如
非织造技术
图 5 3排的纤维素纺丝
Lyoce ll或粘胶 中的 纤维 素都可 以 用 N anoval系统纺制。纤维素大分 子链必须从纺丝液中凝固出来, 再 次形成连续长丝。图 5是纤维素的 纺制。
Nanoval splitsp inning- from coarse to nano
L der G erk ing, M artin Stobik, Nanoval Gm bH & Co. KG, B erlin /G erm any
Abs tract:
Synthetic o r chem ical fiber sp inn ing reduces a fiber form ing m ateria l by draw ing it long itudina lly to filam en ts by m echan ical draw forces applied at the ir ends through godets, bobb insw inding them up or at their sk in by aerodynam ic forces spunbond, m eltb lown. Nanova l differs fu lly from this m ethod as filam ents are form ed by splitt ing a liqu id stream under a ttenuation and quench ing it into a mu lt itude o f finer filam en ts, at m ost con tinuous, its num ber can be up to severa l hundreds from one m onofilam en.t
关键词: 裂丝纺丝, 非织造布, 化学纤维
N anoval工艺的特性已在相关 文献中做了描述, 并可以概括如 下: 喷丝孔高产出, 直径小, 能够达 到纳米范围, 有点类似熔喷工艺但 所需的喷丝孔和 冷却空气大大 减 少。这就使得每 米宽度上的产 量 ( kg / h)就极高, 与熔喷相比能耗也 仅为 其 1 /5, 而且 设 备 也 更 加 简 单。该工艺开发 的重点是扩大 其 加工范围, 不仅包括细旦和粗旦的 纤维, 原则上纱和线也可以。图 1 为细旦纤维制成 的非织造产品 照 片, 图 2为粗旦纤维制成的非织造 产品照片。前者用于医药材料、过
根据现有的知识, 所有熔融可 纺聚合物的分裂都通过其 自身活 化的 N anoval效应 !, 以及 像芳族 聚酰胺和纤维素等需要溶 解的纤 维成型材料, 一般采用标准样, 像 PP 中的 MFR30。熔融温度不需要 降低, 因为冷却时没有热空 气了。 为了获得直径小于 1 m 的纤维, 压缩后纺丝气流最好加热 到其温 度之上。
显然每排喷头的喂入聚合物可 以不同, 例如纤维网中的基质和加 固长丝。当然 也可 纺制 双组分 长 丝, 但是设备的要求也很高而且纺 制细旦纤维时 Nanova l无法用于双 组分或是多组分长丝的纺制。
本工艺可 提 高非 织造 布的 性 能。其唯一不利于市场快速发展的 缺点是花式单一。
薛文良 译 李毓陵 校
uSON IC )
=
ห้องสมุดไป่ตู้
∀4# 10- 12 # 300m 3
4
s
% 10- 9 m 3 s
=
60#
10- 3
cm3 m in
( 4)
1 m 的纤维则产量低于 0. 015 cm3 /m in, 也 就 是 pp 低 于 0. 01 cm3 /m in。
熔喷工艺生 产的单纤 维直径
可能 低于 2 m, 但必 须是从主束
当产量很高时, 假设 20 g /m in 孔数甚至更多, 在碰到伴随聚合 物的高热量前纺丝气流可以冷却。 因此不需要专门的冷却空气和通
图 1 细 旦 长丝 制成 的 非织 造布 ( 平 均直径 0. 9 m )
图 2 粗旦长丝制成的非织造布 (平 均 直径 7 m )
道, 以及像纺粘工艺一样的牵伸通 道, 拉瓦尔喷嘴就完成了。
K eyword s: splitsp inn ing, nonvow en, chem ica l fiber
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分布的反作用力, 对于两种不同的
情况, 1和 2, 以 d、l 以及同样 ! 下
的 V#
p1 = p2
u1
d
2 2
u2
d
2 1
l1 l2
=
#
V1
d
4 2
#
V2
d
4 1
l1 l2
#
=
V1 V# 2
d2 d1
l1 /d1 l2 /2
( 3)
如果 Nanova l的产量是熔喷的
10倍, 喷丝孔直径就要超过 2倍左
是其一 个主要特性。连续长丝的
纠缠主要不是通过其线性的拉伸,
而是通过分裂效应产 生的侧向运
动。在很多应用领域, 比如 医药、 卫生或者过滤产品, 其自身的纠缠 就足够了, 而不需要压、交叉放置、 水刺或者其他额外的粘接作用。
网的 强力
能够达到 PP熔 喷网经 过压后
的 1 /3, 举 例 来 说 17 g /m2 时 为 12 N / 5 cm, 伸长的 50% , 没有任何 粘接作用只是 固有强度 !。
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纤维强力可以 通过调节 熔融
温度和气流速度进行控制, 这样能 够 达 到 PP 短 纤 维 的 强 力 2. 5 cN / dtex, 以及 60% 的伸长。
新型的喷丝板有利于 N anova l 工艺的适用 性和经济性。迄今为 止, 喷丝孔都在裂缝下排列成一条 直线, 形成 拉瓦尔喷头。现在, 在 单个拉瓦尔喷头上方配置 成行的 纺丝喷头, 自然平行排列的几行就 形成了: 喷丝板, 其 上面是喷头下 方是拉瓦尔喷头, 并在两者之间形 成纺丝气隙。如图 3所示。
右, 并产生同样的反作用力。
由于纤维的分裂效应, Nanova l
的生产速度较低, 比如低于熔喷,
但其数目更高。如果熔喷工艺 通
过牵伸生产 2 m 的纤维, 纺丝速
度一般低于音速的 300 m / s, 对 应 喷丝孔的产量低于 0. 06 cm3 /m in,