双组分纤维在非织造布中的应用

2011年第40卷第3期轻纺工业与技术
双组分纤维在非织造布中的应用
韩冰
（天津工业大学纺织学院，天津300160）
【摘要】介绍了双组分纤维的种类，重点综述了双组分纤维在非织造布中的应用进展和双组分纤维非织造布的性能特点。

【关键词】双组分纤维；非织造布；应用；进展中图分类号：TS172
文献标识码：B
文章编号：2095-0101（2011）03-0051-03
收稿日期：2011-03-25作者简介：韩冰（1988.12-），内蒙古赤峰市人，天津工业大
学纺织学院非织造材料与工程专业在读本科生。

0引言
纤维是构成非织造材料最基本的原料。

非织造技术
所应用的纤维原料来源非常广泛，几乎每一种已知的纺
织纤维原料都可应用于非织造布的生产中。

随着生产技术和人们生活水平的不断提高，消费市场出现了对高感性化、高功能化纺织品的需求。

为了迎合这些需求，便相应开发出了功能纤维、高感性纤维、智能纤维、可降解纤维及双组分纤维等。

双组分纤维也称为复合纤维、共轭或异质纤维，根据其组分在纤维横截面的分布，双组分纤维可分为：对称皮芯圆截面结构（如粘合纤维），对称并列型或皮芯型
圆截面结构（如自卷曲纤维），桔瓣型结构或海岛型结构
（如超细纤维）。

双组分纤维纺丝技术应用已有几十年历史，但近十年来双组分纺丝技术取得了长足的进步，实现了双组分纤维大批量生产，使之在非织造生产中得到广泛应用。

1双组分纤维复合的形式
复合纺丝组件通过不同设计，可以得到不同形式的复合纤维，从而使制得的非织造布各具特色。

根据喷丝孔的不同，纤维可以是皮芯型、并列型和剥离型三种形式，如表1所示。

1.1皮芯型
皮芯双组分纤维是复合纤维的一种，其特点是纤维组分中的一种组分被另一种完全包围起来。

截面形状通常为同心圆、偏心圆、三叶形等。

一般说来，如果产品强
调的重点在强度方面，采用同心皮芯纤维；如产品重点在膨松度上，则采用偏心皮芯纤维。

皮层通常为熔点较低的材料，在热轧或热风成布中，皮层材料在较低的温度下熔融对纤网起粘结作用；而芯层材料熔点较高，在加工温度下未受影响，纤维原有物理性能保持不变。

该复合纤维制得的非织造布手感好、柔软，而且撕破强力大大提高。

需要生产特殊性能非织造布时，可以通过在皮层或
皮芯型
并列型
表1双组分纤维复合的形式
示意图
复合
形式
桔瓣型
海岛型
剥离型
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芯层中加入改性剂的方法，实现节约成本或使改性效果持续时间延长的目的。

可选用合适的聚合物作皮层，在非织造布与其他材料热复合时作过渡载体，使原来难以复合的两种材料变得容易复合，而且制得的复合材料剥离强度大大提高。

1.2并列型
这类纤维是由两种组分以并列结构的形式沿纤维轴向排列而成，截面形状可以是三叶形或矩形，它要求纤维中两种成纤高聚物之间有较强的粘结力，以保证在后加工或使用中不会产生剥离。

并列型复合双组分纤维在后加工受热时，由于两组分热收缩率差异，而使纤维产生类似于羊毛的立体卷曲。

卷曲程度取决于两组分热收缩差异的大小和两组分比例的多少。

根据理论计算，并列型复合双组分纤维的两组分截面积相等时，卷曲曲率最大。

利用收缩性能不同的两种聚合物或者使用在两边具有不同粘度和结构的一种聚合物组成的并列型双组分纤维能生产出高蓬松性的非织造布。

1.3剥离型
剥离型双组分复合纤维是生产超细纤维的常用手段，有桔瓣和海岛两种形式。

桔瓣型复合纤维相邻的两片桔瓣为不相容的两种聚合物，纤维在成形后稍加外力便可使桔瓣互相剥离，生成超细纤维。

例如，桔瓣型复合双组分短纤维，可作为水刺法和针刺法非织造物的原材料，用于生产高档皮革。

在水刺法中，利用高压水流的冲击力，使双组分分离，而针刺法非织造物则需要用热处理或化学处理方法使双组分分离。

多芯皮芯复合双组分纤维，即海岛型复合双组分纤维，又称为基质原纤型纤维，它是由一种聚合物以极细的形式（原纤）包埋在另种聚合物（基质）之中形成的，又因为分散相原纤在纤维截面中呈岛屿状而称为海岛纤维。

此类纤维是由两种组分以“海”和“岛”的结构形式，沿纤维轴向连续分布，当纤维制成非织造布后，可用水或碱等溶剂将“海”溶解去除，使“岛”分离出来。

用剥离法可以很方便地得到0.11dtex以下的超细纤维。

剥离型双组分复合纤维纺丝技术与制取相同纤度的单组分超细纤维纺丝技术相比，对设备和工艺的要求要低得多。

2双组分纤维在非织造布中的应用
2.1PE/PP（聚乙烯/聚丙烯）复合纤维
PE/PP复合短纤维，又称ES纤维，是低熔点双组分复合纤维。

采用复合纺丝方法而制成（聚丙烯PP/聚乙烯PE复合），两种成分构成，截面形式为“皮芯型”、“并列型”，其具有以下特点。

2.1.1ES纤维是一种最理想的热粘纤维，它主要用于非织造布热粘法加工。

当梳理后的纤维网通过热轧式或热风贯通式进行热粘合时，低熔点组分在纤维的交叉点上形成熔融粘着，而冷却后，非交叉点的纤维仍保持原来的状态，这是一种“点状粘合”而不是“区粘合”的形式，因而产品具有蓬松性、柔软性、高强度、吸油、吸血等特点。

2.1.2ES纤维与PP纤维混合后进行针刺或热粘合处理，使ES纤维相互交联并粘合，这种方法具有不需使用粘合剂和衬底布的优点。

2.1.3ES纤维与天然纤维、人造纤维、纸浆等混合后，通过湿法非织造布加工工艺，可以大大提高非织造布的强力。

2.1.4ES纤维还可以应用到水刺法上，纤维网经过水力穿刺加工相互交缠，干燥时，纤维的卷曲使之相互绞合而不是熔融粘合，形成具有伸缩性能的非织造布。

2.2PA/PET（聚酰胺/聚酯）复合纤维
PA/PET可制成皮芯型双组分复合纤维，用于热粘合纺粘法非织造布的制造生产中。

以PET为芯层能保证产品良好的高温和机械稳定性；以PA作为皮层，可以与多种涂覆层布料和染料具有良好的粘合性能。

热粘合长丝在温度和压力的作用下，以交叉点粘合，不需要使用任何化学粘合剂。

因此该产品具有良好的表面均匀性，强度高，纵向、横向性能相同，尺寸稳定，与涂层材料具有较强的亲和力，良好的沥青粘合性能，无需任何化学粘合剂，可模压，可折叠，可成型，可染色。

可焊接，容易复合。

另外以PET/PA为原料，采用16瓣的分裂型桔瓣双组分纺丝的方式形成超细纤维，通过水刺的作用，使双组分纤维分离成单纤纤度为0．05～0．13dtex之间的超细纤维，再通过水刺固结而制成双组分纺粘——
—水刺复合非织造布。

这是纺粘法非织造布技术和水刺法非织造布技术相结合的新产品，在水刺过程中，纤维分裂后，非织造布还可以通过染色或其它后整理以获得良好的服用性和美学性。

此产品克服了传统纺粘法非织造布柔软性、悬垂性和膨松感较差的缺点，使得其可应用于服装工业领域。

2.3PE/PET（聚乙烯/聚酯）复合纤维
单组分PET非织造布的粘合点是一片所有长丝被熔融或压在一起的区域，看起来像一张薄膜，这是由于在轧压过程中使用了较高的温度，因而在该区域的长丝的最初结构被严重破坏，导致了位于粘合点周围边界区的长丝出现弱的粘合点，这可能使非织造布在拉伸时首先会从此点出现断裂，一旦断裂出现，就会迅速发展至整个宽度直至非织造布断裂，而粘合点的其余部分甚至最靠近断裂边缘的粘合点似完整无损。

双组分PE/PET结构粘合温度约比单组分PET低80℃左右，其粘合区所有长丝仍然是单丝形式，尤其是PET芯层。

由于在粘合时使用较低的温度，该区域中
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PET 长丝的结构基本上是完整无损的，靠近双组分非织
造布断裂边缘的所有粘合点消失。

表明当双组分非织造布拉伸时，粘合区首先被拉开，接着区域之内或之外的所有长丝沿着拉伸方向排列。

在长丝纤度和非织造布定量相同时，双组分PE/PET 制成的非织造布不仅柔软、强度高，而且较坚韧，例如，双组分非织造布的断裂能是单组分样品的两倍多。

原因主要是非织造布粘台区结构和性质上的差异，而这种差异是由于使用的粘合温度不同引起的，从而导致双组分粘合区在拉伸时被扯开，然后所有长丝在非织造布断裂前沿拉伸方向重新排列。

双组分PE/PET 长丝的柔软性有助于提高非织造布的均匀性。

3双组分纤维非织造布的特点及应用
3.1PE/PP 复合非织造布
PE/PP 复合非织造布具有优良的热封性，产品强力比普通纺粘产品高出10％～25％，应用于尿布、餐巾等方面，其单位质量可降低。

双组分聚合物在深度拉紧时其形状保持性好，可生产柔软、悬垂性好、具有丝绸风格的制品。

产品手感柔软、拒水性好，易与薄膜复合。

可代替
目前ES 纤维热轧或热风布用于一次性医用材料、
妇女卫生巾、婴儿尿布等。

3.2PA/PET 复合非织造布
PA/PET 皮芯型复合非织造布具有硬挺、尺寸稳定性好等特点。

可作高级辍绒地毯基布，特别是小块拼花地毯基布。

过滤材料基布，既可作高级滤材骨架，也可起初滤效果。

也可用两种不同组分纺制桔瓣型复合纤维，利用气流拉伸的力和水刺使桔瓣分裂成超细纤维的复合非织造布，用途就更广阔。

其尺寸稳定性好、吸音效果优越，被应用到汽车纺织品领域中，包括车顶呢、内饰材料、地毯基布等。

还可用于医疗卫生领域的用即弃产品，如医用胶布、伤口绷带、手术帷帘和手术衣等。

3.3PE/PET 复合非织造布
PE/PET 皮芯型复合纤维强度高、蓬松性好、弹性回复率高，其纤网经热轧后生产出的非织造布具有手感柔软、弹性好的特点，目前被广泛地使用在如手术口罩、绷带等卫生用材上，由于其具有较高的强力和卓越的防水性能，也可做篷布的覆盖材料。

3.4双组份熔喷非织造布
与单组份熔喷产品相比，双组份产品显示出了更高的蓬松性、弹性和抗渗性，并具有纺制更细纤维的可行性，因而有着很大的应用潜力。

早在20世纪80年代双组份熔喷技术就有报道，最近几年，人们对双组份熔喷技术越来越关注。

目前已经有多个公司和研究中心能提供双组份熔喷生产线或拥有双组份熔喷法非织造布技
术。

这种双组份熔喷生产线跟单组份熔喷线的区别之处在于，两种组份通过各自的熔融系统进行熔融，在喷丝模头处汇合，然后通过同一喷丝孔喷出。

其生产线原理图如图2所示。

图2双组份熔喷原理示意图
4结语
非织造布生产技术在纺织行业中所占的比重越来
越大，逐渐成为纺织行业中的重要经济增长点。

随着双组分纤维及其非织造材料性能优势日益凸显，科研工作者加大了对双组分纤维的研发工作，越来越多种类的双组分纤维不断出现，而且在性能、加工、价格等方面取得可喜成绩。

双组分纤维在非织造布中的应用也越来越广泛，包括短纤维应用、双组分纺粘应用和双组分熔喷应用等，可以毫不犹豫地说，未来双组分非织造布技术将占整个非织造布行业中的重要组成部分，它的产品将被
广泛地应用到医疗卫生用品、
尿布类高吸收材料、高效滤材、保暖材料、高档汽车用纺织品以及服装等领域。

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