國產(chǎn)紡粘熔噴非織造布裝備的發(fā)展現(xiàn)狀

1中國紡織網(wǎng)非織布設備的發(fā)展和應用1.1國產(chǎn)非織造布生產(chǎn)設備的技術現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計，在中國現(xiàn)有的800多臺紡織機械中，約有700臺是中國制造的。目前,國內(nèi)已能制造幅寬為1.6、2.4和3.2m的S、SS、M、MM、SMS、SMMS等類型的生產(chǎn)線。熔噴纖維的直徑可達到2~5μm,熔噴布的克重CV值可保持在3%以內(nèi);紡粘纖維的細度已能達到1.5dtex左右,并能穩(wěn)定生產(chǎn)克重為12g/mSMS型生產(chǎn)線是近期我國非織造布行業(yè)的一個投資熱點。2009年,我國的SMS生產(chǎn)線為14條,但至2010年7月初,據(jù)不完全統(tǒng)計,這一數(shù)據(jù)(包括正在制造和安裝的)已達到40余條,速度驚人。目前,國產(chǎn)的PP紡粘法非織造布生產(chǎn)線主要采用大板、寬狹縫、低壓力(<6000Pa)牽伸的工藝;PET紡粘生產(chǎn)線基本采用小板管式正壓牽伸工藝;而寬幅(≥1000mm)熔噴生產(chǎn)線只有單排噴絲孔的低壓力(<0.13MPa)機型,絕大多數(shù)以PP為原料,工業(yè)化SMS設備為清一色的PP生產(chǎn)線。在國產(chǎn)設備加工的非織造布中,有些產(chǎn)品的均勻度較高,纖網(wǎng)能全部均勻展開,無“云斑”現(xiàn)象。且價格低廉,對原料的適應性好,產(chǎn)品能耗少,對操作人員的素質要求較低。國產(chǎn)設備多為借鑒國外早期使用過的技術和設備制造,但在現(xiàn)有的設備(包括輔助設備)制造隊伍中,能真正接觸國外設備原型并真正熟悉它們的技術人員極少,由于在工藝原理方面沒有創(chuàng)新,對原創(chuàng)技術缺乏深入了解,因此,國產(chǎn)設備在工藝原理、設備設計、產(chǎn)品水平等主要經(jīng)濟和技術指標方面均與國外設備存在巨大差距。目前,國產(chǎn)設備中大部分都是水平不高的簡易型設備,只有極少量機型有較高的技術含量,加工產(chǎn)品品質較高。我國雖在生產(chǎn)線的數(shù)量和生產(chǎn)能力方面占有絕對優(yōu)勢,在中、低端市場有很高的占有率,但卻無法染指高端市場,且在紡絲工藝、成網(wǎng)技術、配套設備等方面仍沒有達到或能超過原創(chuàng)設備的水平。1.2突出的問題(1)生產(chǎn)線的類型據(jù)不完全統(tǒng)計,在國內(nèi)為數(shù)眾多的熔體紡絲非織造布生產(chǎn)線中,幅寬為1.6m的簡易型生產(chǎn)線多達309條,占國產(chǎn)設備總數(shù)的近一半;幅寬在1.6~2.4m的約占紡粘生產(chǎn)線總數(shù)的62%。小幅寬生產(chǎn)線雖然技術上較成熟,但其生產(chǎn)能力、原料利用率、勞動成本等指標與大幅寬生產(chǎn)線有較大差距。小幅寬生產(chǎn)線雖并不代表低水平重復建設,但造價低于150萬元的小型生產(chǎn)線一般很難有高水平的表現(xiàn)。用這類生產(chǎn)線加工的產(chǎn)品絕大多數(shù)面對本地的低端市場,如防水基材、鞋材、包裝材料、購物袋等,中高端產(chǎn)品很少。這也導致了我國在以低價出口非織造產(chǎn)品的同時,又以高于出口產(chǎn)品平均價格2.5美元的價格進口產(chǎn)品。(2)運行速度低,制約著主要的設備性能國產(chǎn)生產(chǎn)線的總體配置方案與20世紀90年代初的先進設備沒有太大差異,甚至還不及15年前的世界平均水平,這也是國外一些已閑置多年的二手生產(chǎn)線在進入中國后還會引起廣泛關注的原因。當前,設備制造商一般都將機械傳動系統(tǒng)的“設計速度”以及運行過程中允許使用的“工藝速度”等作為評判設備性能的重要標準,而不是從下游用戶的角度出發(fā),將生產(chǎn)合格產(chǎn)品時可以穩(wěn)定運行的實際速度作為重點。運行速度是評價設備的設計、制造、產(chǎn)品工藝水平的直觀指標,而SMS型生產(chǎn)線的運行速度則是紡粘、熔噴技術水平的綜合體現(xiàn)。目前,我國熔噴法生產(chǎn)線的運行速度基本在100m/min以內(nèi),與國外同類設備相近;紡粘生產(chǎn)線的速度僅在125m/min(S)或220m/min(SS)左右,全部國產(chǎn)配置的SMS生產(chǎn)線的運行速度僅為300m/min左右,相當一部分還不足200m/min,僅相當于國外同類設備的1/2。(3)運行期長為6個月的情況以往評價生產(chǎn)線的“穩(wěn)定性”偏重于設備不出故障,而忽視在考核期內(nèi)產(chǎn)品質量的變異以及在不同時段工藝的重現(xiàn)性。一些國產(chǎn)生產(chǎn)線雖能生產(chǎn)出質量較好的產(chǎn)品,但卻不能長時間穩(wěn)定運行,運行期間需不斷進行調整。故障點多、故障率高、無故障連續(xù)運行時間短是國產(chǎn)設備無法回避的短板。這除了與配套的工業(yè)水平有關外,還與生產(chǎn)線的設計和制造質量、生產(chǎn)管理水平以及人員素質有關。目前,市場上能連續(xù)穩(wěn)定運行30天以上的國產(chǎn)紡粘設備以及可連續(xù)運行20天以上的國產(chǎn)熔噴設備很少,而SMS生產(chǎn)線的連續(xù)運行時間更短。在衛(wèi)生保健用非織造產(chǎn)品市場,一些著名品牌所選用的材料并非都是頂級產(chǎn)品,價格也不是主要因素,但對產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性要求很高,這是進入高端市場的門檻之一。(4)設備缺陷成為潛在的安全隱患安全是國產(chǎn)生產(chǎn)線中普遍存在的較為突出的問題。在人、設備、產(chǎn)品三者之間,國外是按人–設備–產(chǎn)品的順序來制定安全等級的,將人員安全放在了最高等級。而國內(nèi)一些設備制造商根本沒有明確的安全標準,將降低成本、減少停機作為前提,而置人員安全、設備安全于不顧,生產(chǎn)線僅在總控臺才有一個停機按鈕。國產(chǎn)設備上,軸輥斷裂、熔體管道爆裂、電控系統(tǒng)及電纜起火、紡絲泵或紡絲箱體明火燃燒等現(xiàn)象并不鮮見,加上普遍存在的工人素質較低、安全生產(chǎn)意識淡薄等現(xiàn)實,設備缺陷成了潛在的安全隱患。以下是幾種常見的現(xiàn)象。(1)有的生產(chǎn)線設計者認為電磁閥長期得電會燒毀,因此將熱軋機軋輥的閉合動作設計為換向電磁閥的失電狀態(tài),這就意味著在出現(xiàn)事故時,即使斷開電源也無法使處于閉合狀態(tài)的軋輥分開,一旦發(fā)生事故后果將不堪設想。(2)一些下游用戶缺乏安全意識,片面追求運行效益,怕安全保護裝置運行后導致生產(chǎn)線停機,因此將一些安全功能屏蔽,這就為設備制造商削減安全設施找到了借口。生產(chǎn)線的一些危險部位,如成網(wǎng)機與熱軋機之間的空間是高危區(qū)域,以前就曾發(fā)生過安全事故。(3)控制系統(tǒng)缺乏應急手段;生產(chǎn)線中潛在危險較大的成網(wǎng)機、熱軋機、卷繞機普遍使用未帶制動功能的驅動系統(tǒng)。(4)對一些容易產(chǎn)生超壓現(xiàn)象的設備沒有安保措施,一些存在邏輯關系的動作(如卷繞機手動換卷)沒有防誤操作的連鎖保護。(5)后整理設備安裝難在國內(nèi)眾多的紡絲成網(wǎng)設備制造商中,除了一些曾制造過染整機械的生產(chǎn)商對產(chǎn)品的后整理工作有所了解外,其他制造商掌握的后整理知識甚為膚淺,在提供主體設備的同時,很難為買方提供產(chǎn)品差異化的增值建議。因此,有不少生產(chǎn)線剛投產(chǎn)不久,就因要加裝后整理設備而停下來進行改造,或搬遷設備、騰出安裝后整理系統(tǒng)的空間。后整理技術及裝備是全行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié),是國內(nèi)新產(chǎn)品開發(fā)工作滯后的一個表現(xiàn),也是行業(yè)內(nèi)價格戰(zhàn)不斷的原因之一。(6)缺乏對檢測儀器應用的認識基本檢測手段簡陋是國產(chǎn)生產(chǎn)線的一個通病,而生產(chǎn)線設備制造商對檢測手段的無知、買方欠缺對檢測儀器重要作用的認識則是催生這種現(xiàn)象的原因。不少企業(yè)除了一臺低精度的天平外,甚至沒有其他控制產(chǎn)品品質所需的檢測儀器,其品質指標都是依靠個人感覺來定性評判的。有的設備制造商推薦使用500cm2生產(chǎn)線工藝條件差國產(chǎn)非織造布生產(chǎn)線的發(fā)展瓶頸并非只是機械制造質量,而是對基本工藝原理的理解和研究,因為在發(fā)展過程中缺乏正確的理論導向,因而只能停留在仿造層面。紡絲及成網(wǎng)技術是紡絲成網(wǎng)非織造布生產(chǎn)線的核心。目前國內(nèi)一些生產(chǎn)線的熔體溫度大幅度偏離設定值(可超過10℃),冷卻風溫度周期性波動(>4℃),管網(wǎng)系統(tǒng)制作不規(guī)范,使用廉價風機等導致工藝氣流波動和分布不均,從而影響生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性,引起斷絲、纖維直徑分布寬、產(chǎn)品均勻度差及機械物理性能分布離散等問題,同時使成網(wǎng)機網(wǎng)帶的使用壽命縮短,一些網(wǎng)帶的使用壽命僅為1~2個月。除了上述原因外,還與以下因素有關。(1)專業(yè)復合型設備制造施工團隊不健全現(xiàn)階段我國的紡絲成網(wǎng)非織造設備行業(yè)中,既擁有核心技術、又能制造核心設備的設備供應商很少。不少生產(chǎn)商只有設計能力而沒有加工能力。能畫設計圖的人可能很多,但懂工藝的高素質設計人員十分稀缺。目前,不少設備供應商采用臨時拼湊、以分系統(tǒng)發(fā)外承包的方式制造和安裝設備,技術隊伍多由來自在其他企業(yè)曾參與過設備制造和安裝的人員組成,他們雖有一定的調試經(jīng)驗,但卻無法解決設備的先天性不足。另外,調試過程中經(jīng)常要更換紡絲箱、紡絲通道、螺桿擠壓機和成網(wǎng)風機,有時甚至連鋼結構也要改造。由于缺乏理論指導,施工過程的隨意性較大,無設計規(guī)范可言,更沒有正規(guī)的圖紙和設計評審程序,因此設備只能在帶有大量遺留問題的狀態(tài)下交付使用。設備供應商規(guī)模小,沒有自己的科研、試驗基地,沒有大專學校、科研機構依托是我國非織造布裝備缺乏獨立知識產(chǎn)權和核心競爭力的另一個原因。(2)非織造布生產(chǎn)線企業(yè)標準和技術文件的編制目前,我國的非織造布產(chǎn)品標準嚴重滯后于市場需求,而設備標準幾乎完全缺失。國內(nèi)的非織造布生產(chǎn)企業(yè)所執(zhí)行的標準可謂五花八門。就紡粘非織造布而言,執(zhí)行的標準包括了18年前原中國紡織部制定的相關標準、美國標準、歐洲標準及國外一些企業(yè)或機構制訂的標準。以設備的標準化術語為例,如“紡絲組件”這一由多個零件組成的重要部件,目前在業(yè)內(nèi)分別被稱作“模頭”、“噴頭”、“噴絲板”、“噴絲頭”等,有時甚至還與“紡絲箱體”混為一談。非織造布生產(chǎn)線不是執(zhí)行許可證制度的產(chǎn)品,只要買賣雙方取得共識便是正當?shù)纳虡I(yè)行為,但并不免除在生產(chǎn)線中執(zhí)行某些通用的或帶強制性技術要求的標準。由于非織造布產(chǎn)品的制造工藝越來越多樣化,使用領域也日益廣闊,每個領域對產(chǎn)品的應用特性和要求也有所不同。由此可見,要制定一個能同時滿足各種制造工藝、不同應用領域要求的“通用標準”是不現(xiàn)實的。對于生產(chǎn)線上的不少結構與基本設施,國家或行業(yè)早已有通用的技術要求?，F(xiàn)階段,在數(shù)量難以統(tǒng)計的諸多制造商中,有能力編制企業(yè)標準和技術文件的寥寥無幾。因此,當1條上千萬元的生產(chǎn)線在交付使用時卻沒有一份主體設備的文字資料也就不足為怪了。(3)生產(chǎn)線設備落后紡絲成網(wǎng)系統(tǒng)的總體技術水平與配套設備的性能密切相關。目前,生產(chǎn)線所使用的熱軋機、卷繞機、分切機、后整理設備、在線檢測設備等還都無法適應產(chǎn)品低克重、功能化、高品質、高速度、大卷裝、高產(chǎn)能的要求,部分生產(chǎn)線仍須配套國外設備。(1)采用小流速、小速度生產(chǎn)線熱軋機是生產(chǎn)熱軋紡粘布、SMS非織造布過程中的重要設備。國產(chǎn)熱軋機主要采用中高輥與上、下輥軸線交叉相結合的變形補償技術,這種機型在小幅寬、低速度的生產(chǎn)線中得到了廣泛應用。“線壓力”是熱軋機的主要工藝參數(shù),軋輥的變形補償方式?jīng)Q定了線壓力的均勻性。目前在國產(chǎn)熱軋機中還未見到直接標注這個重要參數(shù)的,而普遍以液壓系統(tǒng)的油壓代替。其他如線壓力均勻性、軸承壽命、升降導軌與交叉量調節(jié)裝置的間隙、導熱油活動接頭可靠性、軋輥熱變形、萬向傳動軸振動、冷卻輥與軋輥間的速度差調節(jié)以及安全防護等都有待改進。(2)卷繞機自動換卷系統(tǒng)目前國內(nèi)使用的卷繞機多為仿制機型。恒張力控制是卷繞機最基本的運行模式,由于張力檢測設備(或傳感器)性能上的差異,其張力控制精度也有很大不同。例如,有的高速卷繞機仍使用角度傳感器,甚至在SMS生產(chǎn)線上還有使用張力架(儲布架)來調節(jié)張力的。卷繞機是生產(chǎn)線中較易出現(xiàn)故障的設備,而自動換卷系統(tǒng)則是卷繞機中故障率最高的系統(tǒng),在機構定位精度、同步性,傳感器可靠性,橫切斷動作可靠性,換卷動作的平穩(wěn)性等方面等都會存在問題。當前,國產(chǎn)卷繞機普遍沒有卷徑測量功能,均以卷長到達設定值作為換卷信號。對主要用作衛(wèi)生保健產(chǎn)品原料的SMS制品,相當多的下游企業(yè)對卷材的直徑要求較高,而對卷長要求其實并不嚴格。因此,缺少卷徑測量功能會造成使用不便。目前國產(chǎn)卷繞機大都使用直徑為76mm的卷繞芯軸,普遍沒有防布卷撓曲的支撐裝置,當產(chǎn)品的幅寬和卷徑較大、布卷較重時,卷繞芯軸會顯得剛性不足而出現(xiàn)明顯的撓曲變形;在備用卷繞軸進入換卷狀態(tài)前無預加速,進入換卷時無防彈跳措施;無減速緩沖卸布卷手段,這些均與卷繞機高速、大卷徑的發(fā)展趨勢極不相稱。(3)控制和執(zhí)行較快的布卷滑動控制當前,很多紡熔產(chǎn)品特別是衛(wèi)生材料的幅寬都在150~300mm之間,產(chǎn)品須分切后才能出廠,因此,分切機成了不可或缺的設備。恒張力卷繞是分切機的基本工作模式,但國產(chǎn)分切機的張力系統(tǒng)一般都很簡單,有的機器在出廠時甚至連張力控制系統(tǒng)都沒有;分切機的退卷方式(主動/被動)并未與產(chǎn)品的克重、卷徑即產(chǎn)品的許用卷繞張力相適應,這對于斷裂伸長率較小的熔噴布及SMS產(chǎn)品是無法接受的。生產(chǎn)線運行速度的不斷提高,要求分切機的加工速度必須與其同步。目前已有一些分切機的速度可達300~500m/min,速度雖然提高了,卻沒有與其相對應的技術措施,如零部件動平衡、防止布卷跳動的對策、提高輔助工作(包括裝卸產(chǎn)品、裝刀、對刀、穿布、駁接等)效率的手段以及相應的安全措施等。國產(chǎn)分切機存在的另一個問題是仍使用廉價而使用壽命較短的墻紙刀、剃須刀作為分切刀具,使分切效率和產(chǎn)品質量受到影響。至于國外已經(jīng)使用的分切刀自動定位技術,紙筒管自動分切技術,機械插、拔卷繞桿技術等在國內(nèi)仍處于空白狀態(tài)。(4)高壓管道設置不合理過分追求低成本是大量低水平生產(chǎn)線被推向市場的一個重要根源。為了降低成本,選材檔次低,同時選用二流或更低檔次的配套設備;制造工藝粗糙,零件的配合關系以便于安裝為主要考慮因素,基本不考慮配合精度;很多無需調整的設備都制成可調結構(如安裝機座開長孔),重復精度差;高壓管道不清洗、不試壓就使用,高溫管道缺乏保溫措施,異徑管道間不設置變徑段或僅設置小長徑比的變徑段,有的風管則將緩沖隔振帆布管段兼作變徑段用;被動方式的高溫預壓輥,無法避免高溫停機后出現(xiàn)的撓曲變形;部分生產(chǎn)線還使用溫差達100℃以上且價格低廉的電/空氣加熱輥;高速(≥250m/min)成網(wǎng)機的糾偏裝置無比例控制功能,絕大部分成網(wǎng)機無張力調控手段,張緊網(wǎng)帶仍沿用兩側獨立的調節(jié)方式,并且違反“帶傳動”的設計原理,把張緊裝置設置在網(wǎng)帶的“緊邊”,不僅操作困難,網(wǎng)帶的壽命也較短;成網(wǎng)機底部支承輥的直徑比上方的壓輥直徑還小,導致支承輥撓曲、軸承容易損壞等問題;等等。一些基礎性保護和報警裝置,如變頻電動機與冷卻風機之間