国内外非织造装备与技术的发展现状与格局
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纺粘、熔喷设备Spunbond & Meltblown Machinery
参加ITMA ASIA + CITME 2010并可提供成套纺粘生产线的国外企业有Oerlikon Neumag(欧瑞康纽马格)公司和日本Kasen(卡森),这两家公司在展会上以样本资料的方式对自己的产品进行了推介。国内企业主要有北京宏大研究院有限公司(以下简称宏大研究院)、中国恒天集团邵阳纺织机械有限责任公司(以下简称邵阳纺机)、郑州纺织机械股份有限公司(以下简称郑纺机)、大连华阳化纤工程技术有限公司(以下简称大连华阳)、大连合成纤维研究所(以下简称大连合纤所)等 5 家企业。其中宏大研究院展出了 3.2 m幅宽的SMS生产线模型,其他单位的展出则以文字资料为主。
为热轧纺粘生产线配套的世界著名热轧机制造商德国Kuesters(寇司德)公司,喷丝板制造商Nippon Nozzle公司、中国常州喷丝板厂、北京中丽制机喷丝板有限公司,熔体过滤器制造商苏州东海滤机设备有限公司、温州宇丰化纤机械有限公司等也参加了展出。
表 1 中简单介绍了纺粘设备参展商的设备、可以生产的品种和采用的主要技术。
一、国外公司
1. 欧瑞康纽马格公司
该公司的纺粘生产线在中国市场上尚未实现销售,但在国外已有 4 ～ 5 条生产线在正常运转。如2005年出售给意大利的门幅为 5 m的双模头、皮芯结构(PP/PE)的双组分生产线;2007年在德国投产的门幅为 4.2 m的SCA(纺粘/梳理成网/气流成网)生产线和2008年3月在德国投产的门幅为7 m的SMS生产线。另外还成功地将美国PGI公司的 1 条纺粘生产线改造成SAS(纺粘/气流成网/纺粘)生产线。
该公司的纺粘生产线具有如下特点。
(1)可将多种非织造布成网技术与纺粘法相结合形成新的工艺技术和产品
欧瑞康纽马格是非织造布行业第 1 家可以提供所有关键工艺技术的供应商。通过将Neumag(纽马格)的纺丝、J & M的熔喷、M & J的气流成网、FOR的梳理、Fehrer(菲勒)的气流梳理、Autefa(奥特发)的交叉铺网以及Kortec(考泰克)的包装系统等品牌的专有技术加以整合,形成了独特的非织造布成套工艺及创新技术。如上面提及的SCA生产线,就是丙纶纺粘加棉或粘胶纤维梳理成网再加丙纶短纤维的气流成网,最后水刺成布。产品结合了天然纤维和合成纤维的优点,已应用于卫生材料领域。
(2)结合国际知名专业设备制造商的设备,组成先进性、可靠性、稳定性一流的纺粘生产线
欧瑞康纽马格纺粘线的关键设备采用了Oerlikon Barmag(欧瑞康巴马格)的螺杆、寇司德的热轧机、意大利Acelli(亚赛利)的卷绕机和日本卡森公司的熔喷组件。这些公司的产品在同类设备中无论是自主知识产权、研发能力、加工制造、产品性能均处于国际领先水平,享有相当高的声誉,因此保证了整条生产线具有先进、可靠、稳定的一流 品质。
(3)生产线具有极大的灵活性,适用于各种熔融纺聚合物以及不同熔融指数(MFI)和粘度(IV)的原料
欧瑞康纽马格设备采用了美国Ason(阿松)公司的纺粘技术,纺程可调,即喷丝板到狭缝之间的距离可以为了达到某些熔体如PET高速纺丝的要求,或生产细旦纤维时纺程可降到最小,以减少纤维和空气的摩擦力。成形距离可调,即通过调节狭缝拉伸器与成网机之间的距离来确定不同产品的成网要求。因此。它可以将PP、PE、PET、CoPET、PLA、PA和熔纺PU等各种聚合物原料用于纺粘法,生产不同品种的产品和特种产品。
由于欧瑞康纽马格的纺粘设备采用的拉伸器短,有效拉伸力大,因此可满足不同流动性能原料的纺丝要求。对聚丙烯原料的熔融指数可在 20 ～ 350 的范围内,制得的纤维细度可达 0.07 dtex以下。而一般纺粘设备对熔融指数的要求较为苛刻,在 30 ～ 50 之内。
高速纺丝设备设定喷丝板到拉伸器的距离较短,拉伸器到成网机的距离较大,因此可得到极高的纺丝速度,PP可达 5 000 m/min,PET可达 6 000 m/min,这样聚合物分子就可获得较高的取向度,从而使PET产品无需进行后处理即具有较低的热收缩。
特殊产品设备设定喷丝板到拉伸器的距离较长,而拉伸器出口到成网机的距离缩短,增加了纺丝的长度,纺速适当降低,因此可获得对特殊产品丝束的最佳冷却效果。
生产细旦PP纤维的设备设定喷丝板到拉伸器的距离较短,而拉伸器出口到成网机的距离也较短。这是利用高熔指切片生产细旦PP纤维的典型工艺设置。为提高产能,可使用孔密度较高的喷丝板来补偿每个孔吐出量的减少。
欧瑞康纽马格公司把各种非织造工艺专有技术加以整合,形成了独特的非织造布成套工艺及创新性技术,提高了非织造布的多种性能和特殊功能,形成了全新概念的纺粘法生产线,如:纺粘/熔喷/纺粘热轧生产线、纺粘/纺粘针刺生产线、纺粘/纺粘水刺生产线、纺粘/气流成网/纺粘水刺生产线等,在这些配置中均可使用PP、PET或各种原料的双组分复合产品。
欧瑞康纽马格纺粘生产线的主要技术参数如表 2 所示。
熔喷法非织造布实际上是一种超细纤维形成的非织造布。欧瑞康纽马格公司采用J & M的熔喷技术,目前有门幅0.6 和 1.0 m的熔喷试验线各 1 条。欧瑞康纽马格熔喷系统可用来加工各种性能可靠而且质量优良的熔喷产品。通过对各道挤压、牵伸、冷却和成形工艺的精心处理,产品特性不仅得到良好控制而且极具灵活性。本届展览会上展出了PP、PET和PPS的熔喷样品,其中PET和PPS是在 0.6 m的试验线上试制的,第 1 次展出就吸引了很多观众的眼球。
(1)PP熔喷非织造布
PP由于密度小、结晶度高、熔体流动性好、耐酸碱,无需干燥、工艺流程短,在熔喷非织造布中所占比例最大。PP熔喷非织造布主要用作具有较高要求的气体和液体过滤材料,利用其吸油拒水性能,用作港口、水面油污的吸附材料,与纺粘法工艺相结合形成SMS的复合材料结构可用作医疗、卫生领域的防护材料。其物理指标如表 3 所示。
(2)PET熔喷非织造布
PET比PP有高得多的熔点,因此制成的熔喷非织造布强力较高,弹性也较好。经过改性的聚酯熔喷非织造布还可具有一些特殊的使用性能,如作为叠层工艺中的粘合网,它可与除烯烃类、氟化合物及硅表面处理材料以外的大多数纤维材料、塑料薄膜及金属箔等粘合。其物理指标如表 4 所示。
(3)PPS熔喷非织造布
PPS是是一种高性能的纤维新材料,具有出色的耐高温性,其熔喷非织造布是本届展览会上的一个亮点。据与欧瑞康纽马格专家交流后得知,该公司3月前刚开始进行试制,因此对该产品的一些性能尚未经过比较完整的测试,还没有应用实例。其两种规格产品的物理指标如表 5 所示。
2.日本卡森公司
卡森公司多年来在世界上以喷丝板的设计和加工制造而闻名,国内许多企业都在使用他们的产品,特别是在一些异形、双组分复合等差别化纤维的开发上,具有相当高的市场占有率。随着纺粘和熔喷非织造布市场的快速发展,卡森公司也进入了这一领域。在实验室内建立了 1 条整板正压、幅宽为 1 m的试验线。其成套的纺粘和熔喷生产线已进入国际市场,实现了产业化。虽然中国尚未引进卡森的纺粘线,但它的纺粘喷丝板、拉伸器和熔喷模头已嫁接在国内的聚酯及SMS生产线上。
卡森公司多年来关注纺粘、熔喷技术的发展,已经为市场提供了几百套纺丝组件,其中在日本国内销售了 2 条纺粘生产线,一条是门幅为 5 m的皮芯型PE/PP双组分复合纺粘线,另一条是PP纺粘线,国外则提供了 1 条既可生产PP又可生产PET的柔性纺粘线。此外还在日本还制造了 3 条试验设备。
卡森纺粘生产线具有如下特点:
(1)可以为生产线和试验设备提供喷丝板和组件,也可设计和制造从原料喂入到卷绕的全部设备;
(2)用卡森喷丝组件和拉伸器生产的纤维细度可以达到 0.5 D以下;
(3)为了满足市场多样化的需求,可提供SMS、SMMS、SMMMSA和双组分复合纺粘生产线;
(4)具有柔性化特点,可在同一条生产线上纺制PP、PET、PA6、PE、可生物降解原料等的产品;
(4)操作和维修方便,拆卸喷嘴和组件容易,控制系统操作和管理简单。
卡森公司标准纺粘生产线的技术数据如表 6 所示。
除纺粘生产线以外,卡森公司多年来也一直关注熔喷技术的发展,已经为市场提供了数百套熔喷组件,国际上一些主要生产SMS生产线的制造商,相当一部分都采用了卡森的熔喷头,该公司在日本国内销售了数条熔喷生产线,包括皮芯型PE/PP双组分复合熔喷线以及生产PP的熔喷线等;日本国外则提供了1条既可生产PP又可生产PET和PA6的柔性熔喷线。
卡森熔喷生产线具有如下特点:
(1)可为生产线和试验设备提供熔喷组件及配套装置,也可设计和制造从原料喂入到卷绕的全部设备;
(2)卡森熔喷头喷丝孔尺寸小、密度高,生产的纤维直径仅 1 µm,细度均匀性好;
(3)熔喷头可以根据产品要求任意调高或降低与成网机之间的距离;
(4)具有柔性化特点,可在同一条生产线上纺制PP、PET、PA6、PE或可生物降解原料等的产品;
(5)操作简单、管理方便。
卡森公司标准熔喷生产线的技术数据如表 7 所示。表 8 是卡森公司熔喷生产线与市场上其他公司(表中标注为A、B、C)同类生产线所加工产品的性能比较。
从表 8 来看,卡森公司熔喷产品的最大特点是纤维的细度、纵横向强度和热收缩都比较均匀。
3.日本Nippon Nozzle公司
日本Nippon Nozzle公司的业务几乎涵盖了干纺、湿纺、熔融纺等各种化纤生产工艺,其圆孔、异形孔、复合喷丝板的设计能力和加工精度显示了相当的实力。此次特别推介的水刺针板和熔喷模头给人留下了深刻印象。
(1)水针板
水针板在设计中重点考虑水的分配、过滤及安装简便,从而达到高效节能的要求。水针板射出的水针直进性良好,且不易分散,令纤维交织性能更高。其特点主要包括:减少了加工损耗和水的消耗;更均一、条纹更小;减少了水针的压力不匀;防止孔堵塞;简单更换水针板和过滤器。其标准规格如表 9 所示。
(2)熔喷板
日本喷丝板公司设计的熔喷板孔径为 0.1、0.15 和0.2 mm时,长径比可做到 100,这有利于提高熔喷纤维的均匀性并降低纤度,孔间距最小仅为 0.25 mm,也就是说 1 m宽的熔喷板单排可以布近 4 000 孔,单丝最小直径可以达到 0.8 µm,具有相当高的水平。
二、国内公司
1.宏大研究院
宏大研究院是国内知名的丙纶纺粘法和熔喷法设备制造商,已销售了数十条生产线,部分设备已出口至土耳其、埃及、韩国等国。本届展览会该公司以文字资料介绍了系列熔喷生产线和PP纺粘线,以实物模型展示了SMS系列生产线,其中门幅为 3.2 m的SMS生产线项目得到国家专项基金支持。
(1)熔喷生产线
其技术特点包括:采用单衣架式熔体分配纺丝模头,熔体分配均匀;快速拆装式纺丝组件;喷丝板单位面积孔密度增加及纺丝流程短,提高了产能;成网接受距离可调,成网机可前后移动,使用平网接受或滚筒接受生产不同产品,二者更换方便;卷绕机采用恒张力控制,卷绕分切稳定可靠,布卷松紧适当,均匀整齐。
熔喷生产线的技术数据如表 10 所示。
(2)丙纶纺粘生产线
①SS(S)生产线
该生产线的技术特点为:采用单衣架式熔体分配纺丝模头,熔体分配均匀;牵伸风道内壁为不锈钢镜面整板,风道宽度可调;成网机结构简单紧凑,自动纠偏网帘并带保护装置,预压辊加热温度可调;交流变频调速,全数字通讯同步的系统控制方案;根据不同的产品要求,配备不同速度的轧机、卷绕机。
该系列生产线的技术数据如表 11 所示。
②SMXS生产线
该生产线的技术特点包括:采用已获国家专利的单衣架式熔体分配纺丝模头,品种变换过渡时间短,全幅宽纺丝均匀一致;牵伸风道内壁为不锈钢镜面整板,平整度高,具有均匀良好的通过性,风道宽度可调;熔喷系统可整体升降以进行工艺调整,也可整体离线纺丝,便于生产操作和各系统衔接;熔喷系统组件为快换式,此专利技术使组件更换时间比传统方式减少 80%,且操作方便;熔喷系统采用特有的低压纺丝成网技术,能耗小、设备简单、使用方便;成网机采用框架式结构,抗静电网帘,预压辊及托辊均采用主动变频调速。
该系列生产线的技术数据如表 12 所示。
2.邵阳纺机
邵阳纺机进入纺粘设备制造行业已有 10 余年的时间,目前可以向市场提供PP纺粘生产线、SMS生产线和PET纺粘生产线。其中丙纶纺粘和SMS生产线采用整板、狭缝式、负压拉伸技术,关键部件喷丝板和熔喷模头从德国Enka(恩卡)公司引进。PET生产线采用小板、正压、管式拉伸工艺,生产速度可达 300 m/min。双模头纺粘设备的产品能耗可低于 800 kW・h/t。
(1)PP纺粘生产线
其技术特点包括:吸料、计量、混料装置采用变频控制,精确可靠,料位超限会自动报警;螺杆挤压机采用高精度、斜齿轮减速箱。电器采用三闭环控制,挤压机精度高、可靠性高、安全性能高和使用寿命长;熔体管道采用电加热方式,外包保温材料,熔体流程短,加热保温可自动控制;纺丝模头为整体狭缝式结构,采用特殊熔体分配腔,熔体分配均匀。采用整体喷丝板,丝束分布均匀;侧吹风采用双面对称吹风结构,风道内设有多层整流装置,风速均匀;拉伸风道采用狭缝式,对丝束进行气流拉伸,下拉伸风道、扩散风道,其宽度可调;成网机由主传动、网帘、机架、抽吸风道、纠偏装置、张紧装置等部分组成;抽吸与扩散风道在毛刷及密封辊的作用下与环境隔离,形成单独控制以适应不同的工艺要求。
PP纺粘、SMS生产线的技术数据如表 14 所示。
(2)PET纺粘生产线
其技术特点包括:采用管式、正压拉伸,纺丝速度快,纤维取向度和结晶度高,结构稳定;双模头设计,产能高,均匀性好;特殊设计的摆片式分丝装置,频率高、摆幅大,不仅能提高产品的均匀度,而且可根据产品要求调节纵横向强度;增加了圆网热定形机,工作温度可达 230 ℃,有利于提高PET纺粘布的品质。
工艺流程为:切片 筛料 预结晶 干燥 螺杆 预过滤器 箱体 纺丝组件 吹风冷却 喷管拉伸 摆丝装置 成网机 圆网热定形机 卷绕机 成品。
PET纺粘线按门幅可分为 2.4、3.2 和 4.5 m等 3 种规格,产品克重在 20 ～ 200 g/m2范围内,机械速度最高达 350 m/min,年产能可超过 4 000 t(按 100 g/m2、门幅 2.4 m、成网速度 40 m/min、年生产时间 7 200 h计算)。
3.大连华阳
该公司在国内首家开发成功了薄型涤纶热轧纺粘法工艺和设备。本届展会上华阳公司提供的资料显示:目前该公司已销售了数条涤纶纺粘热轧生产线,门幅主要有 3.2 m和 2.4 m两种;1 条热轧针刺生产线,门幅为 7 m;同时具有其它纺粘法生产技术。
(1)PET纺粘热轧生产线
其技术特点和参数如表 15 所示。
(2)PET纺粘针刺生产线
其技术特点和数据如表 16 所示。
(3)PP纺粘热轧生产线
其技术特点和数据如表 17 所示。
(4)双组分(PE/PP)复合纺粘热轧生产线
其技术特点和数据如表 18 所示。
(5)双组分(裂片型、海岛型)复合纺粘水刺生产线
其技术特点和数据如表 19 所示。
(6)双组分(海岛型)复合纺粘针刺生产线
其技术特点和数据如表 20 所示。
(7)双组分复合纺粘热熔粘合生产线
其技术特点和数据如表 21 所示。
4.大连合纤所
大连合纤所的PET纺粘线所采用的工艺技术和主要装备与大连华阳公司的基本相同。从提供的资料来看,该所还可提供单组分双功能纺粘针刺、水刺、熔喷、热轧非织造布设备,双组分多功能纺粘针刺、水刺、熔喷、热轧非织造布设备,防水卷材基胎布基布设备以及熔喷非织造布设 备等。
大连合纤所的纺粘法生产线具有 1 条生产线可以生产针刺和热轧两种产品的功能。在其提供给浙江一家企业的生产线中,干燥、纺丝和拉伸是一套系统,成网机也是一套,但可以向不同方向输送。如向左输送,接 1 套热轧机和卷绕机,可以生产热轧产品;向右输送,接 1 套针刺机和卷绕机,可生产针刺产品。该生产线的特点为:纺丝采用双螺杆挤压机;双排列纺丝和成网,可提高产能和改善均匀性;高速、板式摆丝装置,可在一定程度上调节产品的纵横向强力比;高速针刺成布新工艺。其技术参数如表 22 所示。
三、评述
通过本届纺机展可以了解全球非织造布行业新技术、新装备的发展现状和趋势。从规模上看,本届展会略逊于上届,特别体现在国外参展的纺粘设备制造商仅有欧瑞康纽马格和卡森公司,而后者的产品是由日本双日株式会社,他们推介产品的热情不高,介绍资料也基本上与上届的相同。
国内企业则保持了上一届的参展规模,从资料的介绍和了解的信息来看,这两年我国的纺粘装备技术发展较快,与国外先进水平的差距有所缩小,相关产品不仅占据了国内绝大部分市场,而且成套设备已批量出口,并进入了欧、美、东亚等较为发达地区的市场。
前些年,国外有相当多的公司看准纺粘、熔喷行业的发展机遇,投入了这一领域装备的研发与竞争中,也确实出现了风格各异、具有自主知识产权的新技术、新产品。例如欧瑞康纽马格公司的SCA生产线,卡森的双组分纺粘与熔喷的SMS生产线等。但是纺粘法的最终产品毕竟以量大面广的PP纺粘布和SMS产品为主,而在这些产品方面,德国Reifenhauser(莱芬豪舍)公司进入市场较早,对其整板、宽狭缝、负压牵伸、废布直接回用技术进行不断完善和创新,设备稳定可靠,产能高、单耗低、能耗少,操作简便,所生产的非织造布纤度低、分布均匀、外观好、手感佳,极大地满足了用户的需求,因而牢牢占据了高端市场,其它公司已很难分得一杯羹。
以中国市场为例,从纺粘法起步开始,先后有德国、意大利、日本的 10 余家公司进入过中国市场,有些一度还有不错的市场份额。随着莱芬豪舍公司设备的明显优势为越来越多的用户认可,而我国国产设备也以其良好的性价比逐步走向世界,挤压了这些公司在中国甚至在国际上的生存空间。目前国内的新增产能几乎全部来自国产设备。近年来国内进口的生产线虽不多,但其质量和水平都很高,且这些生产线无一例外地都来自莱芬豪舍公司。
由此可以看出,国内外纺粘、熔喷装备行业的新格局已经悄然形成,高端产品莱芬豪舍公司尚能独霸天下,而中低档的生产线以中国制造为主。
(2)大型化、差别化是国内纺粘装备行业的发展方向
本届展会上国内厂商的生产线在大型化方面与上届相比有了长足的进步,其最大门幅已从 5 m提高至 7 m,速度已从 200 m/min提高至 350 m/min,单机年产能超过了 6 000 t,但与国外先进水平 800 m/min以上的生产速度以及万吨以上的单机生产能力相比仍有距离。这种差距是国内与国外发达国家装备行业软、硬实力的综合体现,它体现在理念、设计、材料、工艺、设备、加工、检测、人员素质及专业化分工等诸多方面。
差别化仍是国内纺粘装备行业的短板。近两年国内新增的产能主要集中在纺粘热轧线(生产包装材料)、SMS热轧线(生产卫生防护材料)、涤纶热轧线(生产排水板)以及涤纶针刺线(生产土工布)上。这种同质化的过度发展趋向,不可避免地产生了拼产能、拼成本、拼价格的恶性竞争,挤压了产品的正当利润空间,影响了行业的良性长远发展,而对一些有市场需求的个性化装备则缺乏关注。如近几年国家重点扶植的非织造机械项目 ―― 涤纶纺粘地毯基布生产线、丙纶纺粘针刺生产线以及双组分纺粘热风生产线等,仍为空白状态。虽然我国已成为世界第一的纺粘非织造布生产大国,但每年仍要高价进口近万吨的地毯和过滤基布。因此纺粘装备的差别化应该是一个长期发展方向。
(3)优胜劣汰、行业整顿,做强中国的纺粘、熔喷装备行业
据不完全统计,中国从事成套纺粘、熔喷装备开发的企业已有数十家,除了为数不多的几家已逐渐形成规模,树立了不错的企业形象,并获得了市场认可,相当数量的小公司为揽合同,不顾产品质量和设备价格的底线,粗制滥造,偷工减料,给行业造成混乱。因此从行业长远发展的角度出发,应对这一现象进行整顿,包括对系列产品制定标准、对行业企业进行资质认证、淘汰落后产能、对资源进行优化配置等。
借鉴国外成熟经验,鼓励和支持一些企业进行技术创新,真正拥有自主知识产权,对生产线的配套装置进行专业化制造,做大、做强、做精,期望不远的将来出现世界公认的著名品牌,使中国纺粘、熔喷非织造布行业在国际上的地位从最大逐步走向最强。
非织造后整理设备Nonwoven Finishing Machinery
本届展会上参展的国内外非织造布后整理设备生产商共 29 家,其中 13 家为国外公司,16 家为中国公司,其中两家来自台湾地区。具体如表 1 所示。
在国外参展公司中,只有LACOM Vertriebs公司有设备展出,其他公司关于非织造后整理设备的信息都仅见于文字图片资料。国内台湾易成科技工业股份有限公司、无锡市鑫都印染机械有限公司、无锡市鹏程植绒机械有限公司、上海誉辉化工有限公司、南通华一印染机械有限公司、江苏海大印染机械有限公司、杭州宏华数码科技股份有限公司、天津宝盈电脑机械有限公司等有设备展出。
一、国外公司展出情况
1.Andritz Küsters公司
(1)凹凸刻花轧光机
该机的上轧辊为尼龙前卫弹性辊筒用作支撑辊;中间轧辊为油加热刻花辊,外辊筒为刻花钢套,可快速调换来变换不同花纹,节省成本;下辊为带尼龙辊套的均匀轧辊。此设备主要用于加工装饰性布料。
(2)轧光机
该机有两种加热方式:油加热和电蒸汽加热。油加热方式可使辊筒表面温度达到 250 ℃,整个加工幅宽上温度差为 ±1.5 ℃;电蒸汽加热时,由辊芯的电热丝加热辊筒腔室中的水,由水产生蒸汽加热辊筒,辊筒表面温度最高为 230 ℃, 整个加工幅宽上温度差为 ±1.5 ℃。
2.AIGLE Macchine公司
静电植绒机有单网植绒和圆网植绒两种形式。料斗中短绒量由电器控制以保持恒定,料斗中毛刷的回转速度以及对不锈钢筛网的压力都是可调的,可以避免短绒结块或成球。用铝材制成六边形结构的打击棒属该公司的特定设计,可以保证布的均匀振动。平网植绒时采用封闭式植绒,防止沾污,以保证植绒质量。最大加工宽度为 3.5 m,生产速度为 40 m/min。
3.BomBi Meccanica 公司
(1)热风粘合烘房
烘房形式包括平网和圆网两种,均采用穿透式气流循环。平网烘房采用夹持式网帘,可加工的纤网厚度最大为 1 500 mm,最大工作宽度为 5 500 mm。圆网烘房的最大直径为 3 600 mm,相应的最大幅宽为 4 000 mm。这类烘房主要用于加工、回收再生纤维,产品为隔热、隔音以及保温材料。
(2)泡沫涂层与复合机
该公司的泡沫发生器采用PLC控制,可自备要求密度的泡沫,泡沫最大流量为 2 000 kg/h。泡沫涂层机采用双辊筒轧压,复合机采用双网带复合。由于其工艺为化学粘合,故后续烘房中配置高温燃烧装置以及喷淋系统以除去排放气体中的一些有机物。
(3)轧光机
采用意大利的传统技术方式,即交错辊来补偿轧压时的刚度变形。加热采用导热油外循环,轧辊最大直径为 660 mm,工作宽度可达 7 m,主要用于表面轧光和布料的厚度控制。
4.Brueckner Plant Technologies公司
该公司的涂层机施胶方式有泡沫法、喷撒法、刮涂法和撒粉法。复合方式有辊筒复合和网带复合两种。
烘房的最大特点是节能,所采用的专用技术为Split Flow分流式热风循环系统,加热单元交错排列,使气流和温度均匀分布;另一技术为Eco Heat热量交换回收系统。这两种技术可使热风烘房的能耗最大节约 35%。
5.Hansa Industrie Mixer公司
该公司专门生产发泡机。采用步进马达与计量泵相结合的技术方式,配备PLC控制,使计量、搅拌与发泡同步进行,通过人机交互界面,按事先设定的泡沫密度、泡沫流量制备及供给泡沫,其计量精度为 0.5 g/L。
6.K.I.Industry 公司
该公司的双点法涂层设备有两种形式:浆点和粉点,主要用于衬布涂层加工。布料采用针板输送,可调节布幅;烘房采用红外和热风组合式烘燥,热风由电和导热油加热产生。热效率高,11 m长的烘房,加工速度可达 60 m/min。
7.LACOM Vertriebs 公司
该公司的多功能涂层复合机既可用热塑性热熔胶也可用热固性PUR胶;涂层方式有点涂(透气式)和满涂(全覆盖)两种。点涂时最小施胶量为 3 g/m2,满涂时为 5 g/m2;就涂层而言,已属精细加工。加热系统采用导热油为热源,可加工布料最大幅宽为 2 100 mm,生产速度最高 40 m/min。
8.MENZEL(U.K.)公司
该公司的刮刀式涂层机可用于非织造土工布的涂层。加工幅宽最大达 5 600 mm,生产速度最高为 15 m/min。烘燥时,如采用导热油,循环热风温度最高为 300 ℃;如采用天然气,热风温度最高可达 400 ℃。
9.Schott & Meissner Maschinenund
Anlagenbau公司
其化学粘合设备有多种形式,如喷撒法、饱和浸渍法、泡沫涂层法和撒粉法等,涵盖了非织造布化学粘合的几种主要工艺。另外,其烘房主要为双网夹持式烘燥,热风形式有穿透式和喷式两种。
10.Strahm Hi Tex Systems公司
(1)粉末涂层机
该公司的粉末涂层机采用转移涂层方法施加各种粉状材料,其中有热熔胶(热塑性或热固性)、铝粉、陶瓷粉、抗菌粉剂、膨润土及高吸水粉料。可加工宽度最大为 6 000 mm。
(2)热风烘房
该烘房主要用于加工热风粘合非织造材料,其中在吹风口、热风循环路线及热能回收方面都有其独特的设计,热效率高,气流均匀。烘房最宽为 5 m,目前国内已有几家非织造布生产商进口该烘房。该设备后续还可配置Strahm公司的切断、堆叠和包装设备,生产时可减少中间环节,提高生产效率。
11.WUMAGTEXROLL公司
该公司专业生产各种烘筒,烘筒最大直径为 1 200 mm,最大宽度为 4 000 mm,烘筒直径公差为 ±0.5 mm,宽度误差 0.8 mm,表面光洁度RZ< 1 μm。另外还可按用户要求在烘筒表面进行涂层处理。
12.Zimmer Mashinenbau公司
该公司的多功能涂层机有圆网涂层、磁棒涂层、刮刀涂层和转移涂层等几种。其中,磁棒涂层是该公司的专有技术,配上德国HANSA公司的泡沫发生器,可以对布面涂层进行精细加工,可加工宽度最大为 5 600 mm。
二、国内公司展出情况
1.鑫强先进机械股份有限公司
该公司的中低张力涂层机采用针板输送布料,布料张力可自动控制;可施加浆料有水性浆料、油性(溶剂型)浆料和色浆;烘燥采用红外及热风循环;可加工布料幅宽最大为1 650 mm,生产速度为 5 ～ 30 m/min。
2.易成科技工业股份有限公司
该公司的热轧机采用导热油循环系统加热,该系统有其独特的设计,轧辊升温快,一般需 30 ～ 40 min,导热油不易氧化,连续使用 10 年无需更换。轧辊的集合尺寸精度高,表面硬度高,针刺非织造布中遗漏的断针不会损坏轧辊表面。轧辊最大宽度为 4 000 mm,温度为 250 ℃,温度差异为 ±1 ℃;轧辊线压力在 ≤ 100 kg/cm范围内可线性调节;生产速度为 10 ～ 20 m/min。该热轧机是一种多用途热轧机,可用于表面轧光,控制不了厚度;热轧粘合,配上刻花辊可进行点粘合;布/膜复合以及塑料的压延。
3.闳业机械有限公司
该公司的复合机包括热熔粉点复合机,其中HY 2000型用于布/布、布/海绵以及布/膜的复合,HY 2000A型用于衬布复合;浆点转移复合机主要用于衬布复合。复合机最大加工宽度为 1 800 mm,生产速度最快可达 15 m/min。
4.无锡市鑫都印染机械有限公司
该公司的涂层机有两种形式,一种采用转移辊涂敷;另一种采用刮刀涂敷,可进行二涂二烘,控制采用PLC。涂层机的最大加工宽度为 3 600 mm,最高生产速度为 80 m/min,烘房最高温度为 220 ℃,热源包括电、天然气、导热油和蒸汽等。
该公司的静电植绒为单色植绒,后效加工有轧花、喷花和印花等,扩大了加工产品的种类。
5.无锡市鹏程植绒机械有限公司
该公司的产品包括涂层机和静电植绒机。涂层机中除常规浆料涂层外,还开发了粉末涂层和泡沫涂层,涂层方式有一涂一烘和两涂两烘两种,可加工产品的最大幅宽为3 600 mm,最高生产速度为 65 m/min。静电植绒机为导带式植绒机,可进行局部小面积植绒,可加工产品的最大幅宽为 2 400 mm。
6.上海誉辉化工有限公司
该公司的泡沫整理生产线包括发泡机和涂层机。该发泡机是一种由计算机控制的精确装量,可按事先设定的工艺参数制备出客户要求的泡沫密度、体积和流量。泡沫涂层机采用衰减横向控制技术,适用于多种半衰期有差异的泡沫,涂层横向含液量均匀,宽度可调,清洗容易。泡沫涂敷时采用上下分置的两套施胶刮刀,属狭缝式刮刀,可进行微量精确涂层,还能给布料的两面施加不同的泡沫整理,产生不同的功能。据悉,该公司产品的技术来自英国。
7.连云港鹰游纺机有限责任公司
该公司介绍的产品为连续式高效揉软机和磨皮机。高效揉软机可用于海岛型超细纤维合成革的揉搓加工,布料包覆在圆环状模板上,圆环上布置 3 对滚轮,对布料进行揉搓,生产线上 10 套模板串联排列,对布料进行反复揉搓;布料喂送机构中配有气动吸边器,可有效防止布料跑偏以及夹布现象发生。该机可加工布料的幅宽为 1 500 mm,最高生产速度为 6 m/min,揉搓加工时采用变频调速调节揉搓频率。
磨皮机采用砂皮和碳刷辊磨皮,可进行磨光或磨绒加工。该机的主要特点是精度比较高,便于控制厚度尺寸。该机可加工最大幅宽为 2 200 mm的布料,最高生产速度为10 m/min。
8.南通华一印染机械有限公司
该公司的SMA382系列卧式磨毛机可用于非织造鞋材中黑皮革的磨毛。该设备在喂送布料时可持续张力控制,气缸加压,数字显示;采用 9 支高速旋转(1 200 r/min)的磨辊,磨辊同时还可作横向往复运动,可提高磨毛效率。该系列设备可加工产品的最大幅宽为 3 600 mm,最高生产速度为 40 m/min。
9.江苏天明机械集团
该公司的后整理设备有数控起绒机、合成革压花机、合成革磨面机、高效揉革机和覆膜机等。数控起绒机可用于革基面表面起绒,改善手感。该机可配备 24、30 及 36 根起毛辊,整机由PLC系统控制,可加工产品的最大幅宽为2 500 mm,最高生产速度为 40 m/min。合成革压花机可用于超细纤维合成革的压花加工,压花由加热花辊完成,花辊的温度、压力及布料的张力均可调。
合成革磨面机用于磨削合成革基布,使其达到要求的厚度和表面平整度。该机采用砂带磨削,磨削间隙由光栅尺调节,磨削弹性度较高。整机采用智能化自动控制。高效揉布机可用于超细纤维合成革的表面搓揉,整机可配置 6 段搓揉,各段可独立调节相关工艺参数;送布时采用力矩电机变频控制布料张力。覆膜机可用于合成革与塑料薄膜的复合,复合由导热辊筒完成,辊筒采用导热油加热。整机由PCL系统控制。
10.江苏海大印染机械有限公司
该公司的产品为无油拉幅定形机。该机采用石墨导轨,实现了链条的无油;采用并列式风道,抽屉式装拆,便于清洗,同时生产场地利用率高;烘房采用热风循环,有效加热区温差为 ±1 ℃,横向布面温差小于 3 ℃;保温层设计优化,另外还配置了热管系统来回收热能,具有节能效果;整机外表面采用喷塑加工,安装时尺寸灵活度高。整机采用PCL系统控制,数字显示。烘房最高温度为 220 ℃,加热可采用电导热或煤气,可加工最大幅宽为 3 600 mm的 产品。
11.杭州宏华数码科技股份有限公司
该公司的产品为数码喷印生产流水线,生产流程为布料输入 数码喷印 汽蒸 水洗 烘燥。喷印时套色数最多可达 16 色,每套色可配置 512 个喷嘴。该生产线的最大工作宽度为 4 150 mm,目前已应用于非织造地毯的印花。
12.天津宝盈电脑机械有限公司
该公司介绍的产品为绗缝机。设备由电脑控制,自动选料、自动铺料、自动绗缝及自动裁切。加工过程中自动剪线,独立跳花时绒头无痕迹;自动翻头,更换料框方便;其直线导轨来自台湾,大容量旋梭来自日本佐文公司,伺服电机来自日本松下公司。可加工材料的最大尺寸为 3 500 mm ×3 500 mm(长×宽),缝线步长为 2 ～ 6 mm,可加工材料的最大克重为 1 500 g/m2,最高速度达 2 500 r/min。
13.邵阳纺织机械有限责任公司
该公司的非织造布后整理设备为无拉幅定形机。烘房内采用双风道循环系统,上下气流量可设定为任何需要的比例,气流量大小由变频控制。烘房最高温度为 220 ℃,热源包括电、导热油、煤气及蒸汽,每节烘房的温度可单独控制;烘房保温层厚 150 mm,联接部位采用硅橡胶密封,具有高效节能的特点。
14.江阴市国光轧光机纤维辊有限公司
该公司的产品为棉辊、羊毛纸辊,直径为 φ300 ～ 1 600 mm;此外还有尼龙辊,直径为 φ300 ～ 600 mm;钢辊,分为中高辊和油加热辊;以上辊筒的长度可视用户需要提供。
15.宜兴市建达印染机械有限公司
该公司的主要产品为印染机械配件。其中定形机用的布铗、链条、石墨条和导向板有多种型号,可分别与Monforts(门富士)、Babcock、Famatex、布鲁克纳、Amdes以及日本市京、铃木等国外公司生产的热定形机配套,同时也有适用于国内公司如邵阳纺机、新昌纺机等的热定形机零件。此外,该公司还生产涂层设备用的多种刮刀。
16.佛山市科蓝环保设备有限公司
该公司生产的定形机油烟净化回收装置先将高温烟气中的热能经交换器传递给新鲜空气,送入烘房;再用过滤装置除去烟气中的固体颗粒物;最后采用静电场将气态有机物转变为液态物回收。经上述处理后,高温烟气可得到净化。
三、总结
本届展会上非织造布后整理设备领域的国外参展公司少于上届,除德国Lacom公司有涂层设备展出外,其他均无设备展出。从国外公司提供的样本资料可以看出,后整理设备的关注热点非常明显,即资源可循环利用和节能。这些公司的产品中涉及烘房的不少,烘房设计中从热风循环系统的整体设计考虑的较多,这种设计涉及到流体力学、热力学的基础理论和基础工程技术,综合了加工工艺要求和节能的需求。由于具有相当的科学基础,此类设计在后整理装备市场上会产生较大的影响力。
本届展会国内的参展商较多,从展品来看技术进步比较明显,尤其是机电一体化已被国内厂商普遍接受,并且有了显著改进。此外,制造业“全球化”的趋势在非织造布后整理设备方面也有所表现。上届展览会上,布鲁克纳公司展出了泡沫精细涂层设备,西班牙Meca公司展出了电脑绗缝机,而本届展会上上海誉辉化工有限公司展出了同类泡沫整理设备,而天津宝盈电脑机械有限公司也展出了同类绗缝机,其中誉辉的技术由英国某公司提供,关键零部件从欧洲采购,而宝盈的关键零部件主要从日本进口,两家公司的装备技术水平已与国外同类产品相当。
展会上,国内厂商的展品中涉及烘房的不少,现在制造商和用户都很关注节能,这是一个好的现象。而展出的烘房类后整理设备都是通用型的,即认定适用于机织物、针织物的装备也适用于非织造布,而实际上还是有区别的。此外烘房设计涉及流体力学和热力学等,很多都建立在统计意义上,理论模型的普适性较差,不加区别的大而化之会使技术进步比较困难。
事实上,国内非织布生产线中的大部分烘房仍由非织造装备企业以“一条龙”方式自行生产的,属于粗放型模式。要提高国内非织造装备业的技术水平、持续走向国际市场,专业分工强化是不可避免的。国内现有的后整理设备生产厂商已具有多年的生产经验和技术积累,在此基础上应多与国内非织造布生产商联系,了解和熟悉非织造布后整理的工艺特点,进一步细化自身的产品系列,这样既可以为自身的技术进步提供新的空间,又能为强化非织造装备业的专业分工,逐渐走上技术型、精细型的发展模式作出贡献,而且还将有助于完善我国的非织造布产业链,提高其市场竞争力。上述现象在其他类型的后整理设备上也存在,“大而化之”的现象实际上反映出的也是一种粗放式发展现象。
(注:本文作者排名不分先后,其中纺粘、熔喷设备部分由上海市合成纤维研究所总工程师邹荣华执笔,非织造后整理设备部分由东华大学纺织学院教授俞镇慌执笔。)