非织造布技术发展分析毕业论文.doc

目录目录1摘要3前言41 概述41.1 非织造布的定义与分类51.2 非织造布技术发展概况71.3 非织造布产业现状71.4 非织造技术现状81.4.1 普梳非织造布技术81.4.2 气流铺网工艺81.4.3 气流喷网技术81.4.4 铺网机81.4.5 针刺机91.4.6 水刺法91.4.7 蒸汽喷射法91.4.8 缝编法91.4.9 挤出法91.4.10 纺粘法101.4.11 熔喷法101.4.12 其他102 非织造布技术发展分析112.1 纺熔非织造技术的应用与发展122.1.1 纺粘法生产工艺的特点及产品开发122.1.1.1 纺粘法工艺特点及其与合成纤维工艺的异同122.1.1.2 纺粘非织造布的特点122.1.1.3 产品开发122.1.2 SMS产品的工艺特点及产品开发132.1.2.1 工艺特点及与纺粘法工艺的比较13 2.1.2.2 SMS产品开发132.1.3 纺熔法非织造布的性能缺陷及其新发展142.2 纺粘水刺复合非织造布技术的发展152.2.1 纺粘水刺复合非织造布15 2.2.1.1 纺粘水刺复合技术的优点15 2.2.1.2 纺粘水刺非织造布工艺流程15 2.2.1.3 纺粘水刺超细纤维非织造布15 2.2.1.4 水刺缠结多层复合非织造布152.2.2 纺粘水刺非织造布的开发16 2.2.2.1 高档擦拭布16 2.2.2.2 服装用布16 2.2.2.3 卫生产品16 2.2.2.4 高级合成革基布16 2.2.2.5 精密过滤材料17 2.2.2.6 其他应用172.2.3 纺粘水刺产品发展趋势172.3 复合技术在水刺非织造布上的开发183 非织造布的应用183.1 医疗卫生非织造布183.2 过滤材料193.3 土工布193.4 车用材料193.5 建筑用材料193.6 电器电子工业用材料193.7 信封和包装材料203.8 农业用材料203.9 鞋帽仿皮革材料203.10 服装用非织造布203.11 家用装饰材料204 展望21参考文献23谢词24 摘要首先简要介绍了非织造布技术的定义、发展概况、产业现状以及各种生产加工工艺，从产品的创新和开发等方面对非织造布的技术以及发展进行了进一步的分析,重点讨论了在医疗、农业、工业、服装等方面的应用，提出了对非织造布进行有针对性的开发利用，以经济效益和环境效益为着眼点，创造出适用性更强、功能性更强、服用性更好的高新技术产品的思路，并展望了非织造布生产在未来的热潮。【关键词】非织造布 发展 创新 技术 应用AbstractBriefly introduces the definition, development situation, industry status and a variety of non-woven fabric production and processing technology, from product innovation and development and other aspects of the non-woven fabric technology and development carried out further analysis, focusing on the medical , application of agricultural, industrial, clothing, etc., and put forward a non-woven fabric production prospects in the coming boom.By analyzing this issue, we also have a non-woven fabric further research, in turn, can nonwovens targeted exploitation to economic and environmental benefits for the focus to create a more adaptable, more functional, better to take the high-tech products.前言随着科学技术的不断发展和世界范围内工业化程度的不断提高，各行各业对产业资材的需求及其品种、性能的要求也越来越高。纺织品在很早以前就成为产业用途中不可缺少的材料之一：如医用服装、纱布、绷带等医疗用品；工业传送带、篷盖布、工作服等工业用品；汽车及航空用内装饰材料等。20世纪50年代以来，化学纤维的高速发展，促进了纺织品性能和功能的大大提高，使之在服装、装饰和产业领域得到全面的扩展。尤其对于功能要求较高的产业用途领域，由于各种合成纤维和高功能纤维的开发及其工业化生产的实现，使其纺织品呈现出更加广阔的发展前景。非织造布是工业的一支新兵，它是用丙纶、涤纶、锦纶等树脂切片或短纤维生产的纺织品，不需要经过纺纱、织造、印染等复杂环节、一次直接成布，相对传统纺织方法是一次重大变革。非织造布生产具有流程短、用人少、占地少、耗能少、成本低、品种多、用途广、效率高等优点。它与一般传统纺织方法相比，其效率高达几倍甚至几百倍，这是传统的纺织方法无法比拟的。下面就非织造布的发展及其应用做了进一步的阐述。1 概述本文就非织造布技术的发展概况、创新与技术、产品与应用等作简叙。由于非织造布具有纺织工艺无法比拟的：工艺过程简单、产量高、纤维原料应用范围广、工艺变化多、产品使用范围广等优点，从而在代替部分纺织品的同时，已经有了自己的市场，是纺织工业中最年轻而又最有发展前途的新领域。它是一门突破了传统纺织原理，结合了纺织、化工、塑料、造纸等工业技术，充分利用了现代物理学、化学等学科有关知识的新技术。非织造布纺织工业中发展最迅速的一个部门。其发展速度大大超过了纺织工业的平均发展速度。非织造布工业最发达国家是美国，其次是西欧、日本及东欧一些国家。1.1 非织造布的定义与分类1942年美国开始商业性生产了一种在原理上完全不同于传统织物的新型材料，命名为非织造布。定义是：用粘合剂将纤维网粘结而成的布。由于非织造布技术是一种高速发展的技术，不断有新的工艺和产品投入商业性生产，这最早的非织造布定义已不能完全包含这项技术的全部内容。欧洲非织造布协会给非织造布下的定义是：用有方向性或杂乱的纤维网制造成的布状材料，它是应用纤维间的摩擦力，或自身粘合力，或外加粘合剂的粘着力，或两种以上的力而结合在一起的。它不包括纸、机织物、针织物和簇绒物，也不包括缝编法织物，以及湿法缩绒而成的毛毡，非织造布的纤维可以是天然纤维，也可以是化学纤维；可以是短纤维，也可以是长纤维及长丝。纤维网中的纤维可以是成网时生成的，普通的纤维垫料与填料不包括在内。这一定义的界限明确，但失之冗长。日本非织造布行业的定义是：应用除织造（包括针织）以外的其他方法，使纤维组成为布状材料。它不排除部分用纱（包括长丝），只强调不用织。中国给非织造布的比较确切的含义是：一种不经过传统的织布方法，而使用机械的、化学的、热力的或其他的方法，使纤维网固结在一起而形成的纤维结构材料。各个地区、各个国家，关于非织造布的定义都不一样，仍然是目前从事这方面工作的专家和工程技术人员们探讨和争论的问题，但有一点是共同的，那就是强调不织，这是与传统织物的根本区别所在。非织造布在制造工艺原理上，根本不同于传统的纺织成布，它的制造工艺可以分为六个过程：（1）纤维准备；（2）成网；（3）粘合；（4）烘燥；（5）后整理；（6）卷装。每个工艺过程包含有各种不同的方法。按照加工方法，可分类如下： 针刺 机械加固法 缝编 干法 射流喷网 粉状粘合剂 化学粘合法 液状粘合剂 非织造布 湿法 纤维状粘合剂 自身粘合 纺粘法 热融粘合 粘合剂粘合 挤压法 熔喷法 针裂法 薄膜撕裂法 薄膜法 由于非织造布技术的飞跃发展，新工艺、新技术不断出现，许多新的非织造布生产方法都结合了不同技术，因此分类只能是比较粗略的，许多命名问题也有待商榷。1.2 非织造布技术发展概况非织造布，首先兴起于美国。1942年美国正式开始了粘合法非织造布的工业化生产。迄今，可将近代非织造布的发展分为三个阶段。第一阶段从四十年代初到五十年代初，这是萌芽期。这一时期非织造布生产设备基本上以利用现代纺织设备为主，或者进行少量改动。采用原料以棉纺厂、毛纺厂下脚及天然纤维为主。产品以粗厚的低级絮垫、保暖材料等为主，薄型产品较少。粘合、针刺、缝编等技术尚处在发展初期，技术很不完善。第二阶段从五十年代初到六十年代末。这是非织造布发展的高速成长期。这一时期由于化纤工业的蓬勃发展，大大推动了非织造布的发展，逐步形成了纺织工业中一个独立的新部门非织造布工业。许多纺织机械厂专门为非织造布生产的需要而设计制造了专用设备。化纤的使用，机械手段的改进及研究开发工作的深入使非织造布产品质量提高，品种扩大，应用范围迅速扩大。纤维原料构成已由天然纤维为主改变成以化纤为主，化纤中以粘胶为主。粘合剂亦有天然胶乳、粘胶液等转变为以合成胶乳为主。非织造布产品用途已深入到服装、家用、医药、工业等领域。粘合、针刺、缝编法等非织造布技术与设备水平均有极大提高。第三阶段从六十年代末到今。这是非织造布技术进一步提高、规模进一步扩大的发展新时期。非织造布在世界范围以二位数的平均增长率发展。1961年全世界非织造布产量约4万吨，1970年为21万吨，而目前在70万吨以上。这一时期非织造布生产设备无论机速、机效与工艺性能都能达到很高水平，出现了每分钟产量1525米的粘合法生产线，每分钟2000刺的高速针刺机，每分钟1500针迹缝编机。这一时期非织造布产品用途迅速扩大，除了代用一部分纺织品外，还发展了非织造布产品性能独特的新用途。我国从1958年开始研究非织造布。初期生产的产品基本上是化学粘合的干法非织造布产品，如娃帽衬、台板布、抛光布等，1985年产量约2000104，占我国纺织品产量的1%。1.3 非织造布产业现状自世纪初人类发明非织造布制造原理以来，非织造布在世界范围内获得了迅速的发展并得以广泛使用。随着新工艺、新材料、新的复合技术和深加工技术的发展，具有新功能和多功能的新产品不断涌现，非织造布应用领域和市场还将继续扩大。目前我国非织造布产品多由传统技术和设备生产，缺乏新产品，更缺少功能性产品的研究与开发，这就要求我们要不断为无纺布行业注入新思维，赢得竞争和共同发展。1.4 非织造技术现状综合分析德国法兰克福2011产业用纺织品展、西班牙巴塞罗那国际纺织机械展览会（ITMA2011）及韩国首尔ANEX展获得的信息，认为非织造生产设备和加工工艺主要有如下建设性和技术性的趋势。1.4.1 普梳非织造布技术普梳非织造布在双或三道夫的普梳机上铺网而成。单位工作宽度的输送质量有望从目前的400kg/m增加到450500kg/m。当输网速度达400m/min时，需在吸送器之间安装导网装置。普梳非织造布技术的未来发展需提高摇架精确度和纤维开松效果，以及采用两步吸入式给料槽以提高均匀度。1.4.2 气流铺网工艺气流铺网是由气流带动滚筒或凝聚器上的纤维并铺放成纤维网。该工艺适于长度为20120mm的纤维，成网密度在1006000g/。可通过预加溶液改善纤维材料，纺出蓬松度好的纤维，进而提高成网量。1.4.3 气流喷网技术气流喷网技术基于短纤维在气流中易于转移的原理，利用气流使纤维均匀分布在吸送器上。纤维材料一般为短绒浆（长度1.03.0mm），成网面密度为30200g/，最大可达6000 g/。运转速度最高达300m/min，且未来有望达到500800m/min。非织造布固结工艺有多种，如轧光机热轧、热塑性纤维热熔固结、化学方法和水刺机械作用固结等。制成的非织造布吸水性好，如纸一样轻薄，可用作卫生用品和食品包装材料。气流喷网工艺的一大特色是气流纤维喷射技术，其为各种厚度和密度的渐变复合材料三维预制件成型提供了一种方法。热塑性纤维热熔黏结工艺可以制造平面针刺非织造布无法成型的预制件，在实际生产中不产生任何浪费（如冲孔废料），但生产效率偏低。1.4.4 铺网机平行交叉铺网机可将一个或多个梳棉机上输出的纤维输送到联合式输送机。梳棉机的性能决定了成网速度。纤维网可以叠层，但横向强度低。横向铺网机（垂直或双皮带成网机）配备了仿形线和侧边装置，分别控制纤维网边缘厚度和纤维网整体质量。纤维网以400m/min的输送速度经引导装置进入覆盖吸入式输送器。纤维网纵横向的均匀度一直是铺网工艺的技术难题。另外，若要提高设备运转效率，可适当增加梳棉网面密度。1.4.5 针刺机高效针刺机采用椭圆形轨迹针刺法，速度设定为3000圈/min。由于转速增大时噪音和震动十分剧烈，因此一般不考虑提高针刺速度。成网面密度在30300g/（生产速度150m/min）。高效针刺机在纵向上的运动将趋向于相同面密度水刺非织造工艺的运动方式。而成网面密度为30200 g/的纺粘非织造布也将延续这一趋势。1.4.6 水刺法在过去30年里，水刺非织造布已为大众普遍接受。普梳铺网速度在300350m/min，纺粘法成网约400m/min，而水刺法最高可达8001000m/min。普梳网水刺固结技术曾在德国领先数十年，与此相似，从2000年开始，纺粘非织造布的水刺工艺得到了广泛应用。纺粘法成网面密度可在10 g/以下。普梳成网的纤维蓬松度较高，但6000mm的工作宽度已达到设备的极限，为扩大经济效益，生产者希望将工作宽度增大至7000mm。而水刺设备未来发展的趋势是工作宽度逐渐缩小至5002000mm，生产小众产品。1.4.7 蒸汽喷射法蒸汽喷射工艺是一项新型固网技术，适用于聚乙烯醇（PVA）材料及对水敏感的纤维材料。但由于成本较高，该技术还未在欧洲应用，目前日本已有相关的生产设备。1.4.8 缝编法缝编法非织造布已广泛应用了60余年。由于开机速度仅510m/min，该工艺适用于生产特殊领域的产品，如叠层非织造布、涂层衬底、吸水非织造布、隔音隔热材料、汽车填充料及土工布等。最新发展的Optiknit技术可使纤维网沿纵横双向啮合。1.4.9 挤出法挤出法非织造布（长丝纺工艺、熔喷法）占全球非织造布的50%，且该比例将以8%10%的年增速继续增长。目前，75%的挤出法非织造布是聚丙烯纤维，70%用于卫生领域，因此，挤出法非织造布的增长速率主要取决于卫生用品消费的增长，尤其是中国、印度、印度尼西亚、中东、非洲及南美等地区的增长。挤出法非织造布设备的工作宽度一般为40006000mm，特殊情况下可达到7000mm。采用轧光固结时，开机速度最大为1200m/min。到20152018年，若该技术仍具有较好的成本和技术灵活性，其开机速度将有望达到13001500m/min。1.4.10 纺粘法纺粘法在中国的发展十分引人注目。据资料显示，中国已有500余条生产线，由20多家生产商生产，工作宽度在1.63.2m。聚丙烯（PP）纤维成网面密度范围已30g/。进口设备（如Reicofil）在中国主要加工PP和聚酯（PET）产品（如SM、SMS、SMMS、SMSMS），面密度在1030 g/间。1.4.11 熔喷法熔喷法中，热空气带动的熔融流体速率达600030000m/min，加工出的纤维直径为0.510m（0.0010.900tex），面密度5500g/。在与长丝纺/熔喷过程联合生产时，其工作宽度取决于纺粘设备宽度。目前，纺粘/熔喷复合材料的市场份额正在不断增长，其产品有：单层或多层长丝纺粘非织造布、多层纺粘-熔喷复合材料（SM、SMS、SMSMS、SMMS）、纺粘-膜复合材料、纺粘-木浆复合材料、纺粘-木浆-普梳非织造布复合材料、纺粘网格夹心结构复合材料。1.4.12 其他超细纤维和纳米纤维非织造布的纤维直径在50800nm。Nanoval工艺为：熔喷过程中长丝从喷嘴中喷出，遇冷气流而发生劈裂形成超细纤维。该工艺适于熔融纺丝和NMMO纤维素溶液纺丝，闪蒸纺丝技术受杜邦专利保护，目前其他生产商还不了解这一技术。静电纺适于聚合物溶液、水溶液和熔体纺丝。聚合物溶液纺丝对环境有害，必须将溶剂回收；水溶液静电纺仅适于纺制可溶于水的PVA和聚氧化乙烯（PEO）材料；熔体静电纺具有良好的生态兼容性；静电纺的应用领域有待进一步拓宽，现有静电纺设备的工作宽度为5001000mm。超细纤维和纳米纤维非织造布的应用领域有：粉尘过滤（颗粒大小0.10.5m）、医疗领域、污水净化、饮用水提取、燃料电池。纳米纺丝机NS8S1600U（Elmarco公司）的工作宽度为1.8m,配备8个电极。4个模块的运转速度为100150m/min。基于溶剂的静电纺，有载体时面密度为0.030.08g/,无载体时面密度为6.00 g/（膜）。纳米纺丝机NS3W 1000U正朝着适合水溶性聚合物纺丝的方向发展。离心式纺丝设备可加工高聚物溶液，工作宽度1000mm。纤维球（面密度0.51.0 g/）在静电场底部形成，纤维直径为100200nm。该工艺目前正进入工业化阶段，静电纺丝时材料吞吐量高，主要应用在过滤、医疗和防护服等领域。纤维素溶剂纺粘工艺是可吸收和生物降解非织造布发展的一大飞跃。已有公司对Lyocell纺粘非织造布工艺进行研究。该技术在未来几年将迅速发展。2 非织造布技术发展分析为了在竞争中取得更大市场份额和开辟更多具有竞争力的新市场，世界各公司都在创新技术和开发产品上作出了不懈的努力。目前创新和开发的主要方向是提高产品功能性和使用舒适性、降低体积和成本、有利于环保要求和开发新用途。因此，便涌现出许许多多的通过工艺组合、原料混配、新原料的应用以及处理和复合方法生产的新型产品。组合工艺的应用是目前产品创新和开发的最常见、也是最具趋势的方式，它可以利用不同工艺的加工特点和多种材料的各自性能开发出内在性能和外观优良的产品来，SMS复合材料就是一个最成功的例子。最近瑞典SCA Hygiene Products公司开发的混合成网水刺工艺，是利用一种泡沫湿法成网工艺与纺丝成网工艺组合，再利用水刺固结工艺将其复合的方法。这种方法使短小的木浆纤维能够很均匀地形成约70g/的湿法纤网并在水刺的作用下很均匀地与只有17g/的纺粘纤网混合在一起，做出手感柔软、吸湿性好又具有强度的揩布产品；熔喷非织造布是一种具有孔隙小、孔隙率大等特点的产品，用于保暖材料既透气又挡风，但强度小、不经过处理的蓬松性也差。美国3M公司开发的将卷曲纤维与熔喷超细纤维混合成网的独特工艺，使熔喷纤网提高了强度、蓬松性和保暖性，成功地打入服装保暖材料市场；法国佳合公司通过水刺布与PE膜三层复合、熔喷与水刺工艺组合等方法制成具有多种用途和特点的清洁揩布。提高产品的服用性和功能性是创新和开发的主要目的。美国K-C公司在婴儿尿布的创新上从来就没有间断过。该公司近期开发的Pull-Ups婴儿训练裤把厚度又降低了30%，使婴儿穿着感到更舒适、更合体，而且在表面还印上了大胆构思、色彩丰富的图案，把艺术性和功能性结合到一起，使之更具人性化的独特外观。该公司还开发了以中间层使用弹性熔喷布来代替非弹性熔喷层的SMS产品，其弹性熔喷布可采用聚氨酯、共聚酯、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物、弹性聚烯烃等弹性体热塑性聚合物材料，外层采用并列型聚乙烯/聚丙烯共轭双组份纺粘布，并通过热风或热轧的方式复合。该产品具有更佳的贴身性及舒适性；日本广濑制纸公司和佐武公司为满足医院用于抑制感染的用途需求，分别开发出内含抗菌银离子非织造布和含碘非织造布，具有优良的杀菌效果，适用于医院用口罩、手套、床单、窗帘以及换气扇用过滤材料等；德国TTL公司利用一种称作Trevira 290的特殊纤维制成针刺非织造布，以满足在食品过滤时与食品接触的必要要求。用类似的这种非织造布实施表面附加碳纤网或涂敷特殊的泡沫涂层，还可满足在火花飞溅场合的过滤用途。考虑到成本和环保问题，有的公司还开发了能节省成本且弃后易处理的绿色包装材料。例如，通过复合的方法，采用玉米遇热膨胀的原理，将其复合在两层粘胶纤维非织造布之间，非织造布表面再涂上一层聚乙烯薄膜，用以取代传统使用的聚苯乙烯碎片作电子器件防震包装材料，其不仅降低了包装体积和运输费用，而且用后处理还是一种100%的可堆肥材料。总之，在世界范围内，非织造布产品正向着高质量、高性能、高附加值和高技术含量的方向发展，用于各个领域的创新成果层出不穷，其出发点都是为了满足高新技术快速发展的需求、满足人们对生活和艺术上日益增长的需求，迎合发展的需求，进而赢得更大的市场和竞争优势。2.1 纺熔非织造技术的应用与发展2.1.1 纺粘法生产工艺的特点及产品开发2.1.1.1 纺粘法工艺特点及其与合成纤维工艺的异同纺粘非织造布的生产流程是：原料输送 螺杆熔融 熔体过滤 熔体计量 纺丝 冷却牵伸 分丝铺网 热轧定形 卷绕成形。有些原料，如涤纶，纺丝前还需预先干燥。从纺粘非织造布的生产流程可以看出，纺粘法实际是将化纤生产与非织造布生产两者合二为一，在同一条生产线上同时进行两个工序生产，其牵伸之前的部分与合成纤维的生产工艺基本相同，均有螺杆熔融、过滤、熔体计量、纺丝、冷却。纺粘法属于合成纤维的长丝类型，是一步法高速纺丝，纤维经过牵伸有较高的取向度和结晶度。牵伸之后两者的区别在于：1）合成纤维产品是短纤或长丝，最后是打包或卷装，而纺粘法则是纤维经过牵伸后直接铺网一次成布；2）牵伸方式差异较大，合成纤维采用机械牵伸，容易控制，而纺粘法基本上是用气流牵伸，较难控制。2.1.1.2 纺粘非织造布的特点纺粘法非织造布由连续的长纤维组成，纤维经过高速气流的牵伸，有较高的取向度和结晶度，纤维成网时纵横交错，纤网又经过热轧加固，因而具有以下特点：1）有较高的断裂强力和较低的断裂伸长率；2）纵横强度比较小；3）纤度较低；4）可以在纺丝前加入各种不同性能的添加剂，使非织造布具有不同的性能。2.1.1.3 产品开发1）工业方面：可用于制作汽车套、防尘罩、擦布、环保过滤物、土工布、CD套、房屋防渗材料、包装材料；2）农业方面：可用作农用丰收布、香蕉袋、农作物的培养基、保暖防虫材料等；3）医疗方面：可用于制作手术衣帽子、口罩、鞋套、隔离服、病人床单等；4）卫生方面：可用于婴儿尿布及妇女卫生巾的面料、导流层、背衬、防侧漏边、包装物等；5）家居装饰方面：可用于家私底衬、墙布、购物袋、桌布、窗帘等。2.1.2 SMS产品的工艺特点及产品开发2.1.2.1 工艺特点及与纺粘法工艺的比较SMS产品，实际上是在2个纺粘头之间增加一个或多个熔喷头，经过复合而成的产品。熔喷法的工艺流程是：原料输送 螺杆熔融 熔体过滤 熔体计量 纺丝 热风牵伸 铺网 卷绕成形。由生产流程可以看出，熔喷法的工艺流程和纺粘法的工艺流程十分类似，铺网前的工艺都是以合成纤维的生产工艺为基础，都是经过熔融、过滤、熔体计量、喷丝、牵伸粘合、卷绕等过程。但是，从技术角度分析，纺粘和熔喷这两种不同生产技术还是存在很大的差别，主要表现在以下几个方面：1）对原料的要求不同。纺粘法要求聚丙烯树脂的MFI（熔体流动指数）在2040g/10min范围内，熔喷法则通过采用MFI在4001600g/10min之间的聚丙烯树脂。这是因为聚丙烯树脂MFI越高，熔融粘度越低，熔体的流动性越好，纤维就越容易被牵伸，因而容易获得单纤线密度很低的纤维。2）纤维的牵伸速度不同。熔喷法纤维的牵伸速度可达30km/min以上，而纺粘法的纤维牵伸速度最高只能达到6km/min。3）牵伸距离不同。纺粘法的牵伸距离为24m，而熔喷法只有1030cm。4）冷却和牵伸的条件不同。纺粘法丝条的冷却是靠空调冷却风，即丝条先冷却，形成初生纤维，然后在冷却风和抽吸风的共同作用下牵伸；而熔喷法的纤维从喷丝孔出来后，在热风的作用下牵伸，丝条的冷却是靠自然风（实际上为车间内的空调风）来完成。5）纺丝温度不同。由于熔融纤维的牵伸距离短，要求熔体有更好的流动性，因此其纺丝温度要比纺粘法高5080。2.1.2.2 SMS产品开发SMS产品优异的特性决定了其广泛的用途（以PP为主原料的SMS复合非织造布为例）。薄型的SMS产品，因其防水透气性，特别适用于卫生市场，如作卫生巾、卫生护垫、尿裤等的防侧漏边及背衬等。中等厚度的SMS产品，适合使用在医疗方面，制作外科手术服、手术包布、手术罩布、膏药贴等，也适合于制作工作服、防护服等。在这一部分市场上，过去一直是水刺布的天下，因其具有良好的柔软性、吸水性，外观、性能又最接近传统的纺织品，曾一度得到推广并沿用至今。但水刺布抗静水压能力较差，阻隔能力也不够理想，目前在医疗市场上，这两种产品基本上平分秋色。如今，SMS产品以其良好的隔离性能，特别是经过三抗和抗静电处理的SMS产品，更加适合作为高品质的医疗防护用品材料，在世界范围内已得到广泛使用。厚型SMS产品，广泛用作各种气体和液体的高效过滤材料，同时还是优良的高效吸油材料，用在工业废水除油、海洋油污清理和工业抹布等方面。2.1.3 纺熔非织造布的性能缺陷及其新发展我国是化纤工业大国，化纤产量和技术居世界前列。而纺粘法以化纤技术为基础，纺粘设备国产化已进入日程。20世纪90年代初，沈阳非织造布开发中心开始模仿NWT设备的技术，自己制造纺粘生产设备。2001年，江浙一带开始模仿Reifenhauser设备的原理，制造纺粘生产设备。目前所有的设备部件都已经逐步开始国产化。热轧部分技术要求较高，制造相对较难，最早的国产纺粘设备均采用进口的热轧机。而现在，常州、沈阳也能生产热轧机，最大热轧宽度已能达到5.2m。至于熔喷设备我国也正在加快研制步伐，熔喷流程中部分装置，如螺杆、计量泵等部分，已经可以国产化；纺丝和热风输送部分目前还靠进口。但是随着技术的不断进步，纯国产的熔喷生产设备已指日可待。虽然，由纺粘布和熔喷布复合的SMS产品，有很多优良的性能，可以应用于多个领域。但由于熔喷层纤维与纤维之间的间隙比较大，对病毒级的微粒阻隔效果还是不够理想。为了弥补SMS产品的不足，可利用PE透气膜防水、透湿的特点，将其与纺熔非织造布复合，做成复合材料。这是最近研发出来并在市场上热销的产品。根据防护等级的不同要求，所采用的非织造布与薄膜可有所不同。PE透气膜/非织造布复合材料，对于阻隔病毒粒子穿透和液体渗透有优良的效果，且手感可通过改变复合面料的柔软度来调整，其抗拉强度大，透气性好，舒适性能大大提高，能经受消毒处理，不含有毒成分，定量60100g/，有优良的性价比，用它制成的医用一次性防护服可保护医务人员免遭污染源玷污，克服交叉感染，起到有效的防护作用。用于复合的非织造布可以是PP纺粘布或SMS产品。复合方式也有多种，可以根据需要生产非织造布和透气膜的复合产品，也可以生产非织造布透气膜非织造布复合产品。只要透气膜选用适当，复合产品的阻隔性能都比较好，其对非油性颗粒的过滤效率一般都可以达到99%以上。这样，利用化纤技术和薄膜技术的结合，可以生产出性能齐全，适合特殊用途的产品，弥补各自的不足，同时对一些特殊行业起到很大的帮助作用。2.2 纺粘水刺复合非织造布技术的发展2.2.1 纺粘水刺复合非织造布2.2.1.1 纺粘水刺复合技术的优点 纺粘水刺复合技术的优点主要有以下几方面：（1）纺粘成网和水刺缠结的生产速度可达500m/min以上，工作宽度可达7m，有利于提高产量和加工宽幅产品，降低生产成本；（2）水力缠结不会损伤纤维，有利于提高产品强力；（3）可按设计产品的性能要求加工多层复合非织造布；（4）不需要化学黏合剂，卫生可靠，对加工医疗和卫生用品尤为有利；（5）不用热轧形成加固点或加固区，因而产品更柔软；（6）纺粘水刺复合有利于开发新产品，如果采用可导致纤维卷曲的双组分纺粘长丝，可生产蓬松性和手感更好的产品；（7）工艺适应面广，能够用于纺粘成网的纤维均可水刺固结，涤纶、丙纶、锦纶、氨纶等普通型和异形纤维以及双组分纤维均可加工。2.2.1.2 纺粘水刺非织造布工艺流程纺粘水刺非织造布工艺流程为：切片 干燥 螺杆挤压机熔融 过滤 纺丝 冷却 气流牵伸 成网 预湿 水刺 预烘 干燥 卷绕2.2.1.3 纺粘水刺超细纤维非织造布当用可分裂的共轭纤维（如橘瓣型纤维）加工纺粘水刺超细纤维非织造布时，水刺不仅起到加固纤网的作用，而且能使纤维原纤化，可获得线密度低至0.01dtex的超细长丝。对于低面密度产品，由于超细纤维可使纤维相互缠结量增多，尽管面密度低但拉伸强力高。纺粘水刺超细纤维非织造布是非织造布发展的最新亮点，如Freudenberg公司的Evolon就属此类产品，该类非织造布被越来越多地用于加工服装、人造革基布和特殊用途的擦拭布等。2.2.1.4 水刺缠结多层复合非织造布为了提高产品综合性能，扩大产品用途，满足应用要求，可采用水刺技术对多个纤网进行复合加固。目前主要有纺粘纤网和木浆气流成网纤网复合经水刺固结、纺粘纤网和梳理纤网复合经水刺缠结的产品，该类多层复合产品是未来市场上具有发展潜力的产品。纺粘纤网还可与熔喷纤网水刺复合，如水刺缠结的SMS（纺粘/熔喷/纺粘）产品或SMM（纺粘/熔喷/熔喷）产品等。2.2.2 纺粘水刺非织造布的开发纺粘水刺技术可以生产面密度10600g/的非织造布。纺粘水刺非织造布兼具纺粘非织造布与水刺非织造布的优点，产品强力高，手感和柔软性更接近于纺织品，因此具有非常广泛的用途，可应用于高档擦拭布、服装衬布、高级合成革基布、医疗卫生和个人护理用品、绝缘材料、高精密过滤材料和服装等各个领域。2.2.2.1 高档擦拭布纺粘水刺超细纤维非织造布生产过程中不添加任何化学药剂，除污快而彻底，是一种十分理想的擦拭材料。作为高档擦拭布，由于纤维特别细，比表面积大，毛细管多，因此吸附能力特别强，可以吸附本身质量10倍的细微灰尘颗粒。产品由长丝组成，不存在掉纤维屑的问题，十分适合用作高精密仪器擦拭布，如微电子产品、光学产品、精密仪器及眼镜、电视荧屏、手机、光碟、电脑、汽车等的擦拭，不会损伤被擦物件的表面，也不会留下任何细微的痕迹。纺粘水刺超细纤维非织造布是制作高档擦镜布的良好材料，超细纤维越细，与镜片表面接触的纤维根数就越多，接触的面积也就越大，一根纤维未能去除的灰尘，会被一根接着一根的其他纤维刮去，宛如多枚刀刃的剃须刀，具有多重刮去效果。擦拭布超细纤维之间的孔隙具有“泵”的效果，在擦拭时可使灰尘吸入超细纤维间的孔隙。2.2.2.2 服装用布纺粘水刺非织造布具有作为服装用布的两个特点：一是具有较高的强力、抗撕裂性能和尺寸稳定性；二是具有同传统纺织品一样柔软的手感、不起球和漂亮的外观。与纺粘纤网热轧黏合非织造布相比，纺粘水刺缠结工艺可以大大改变非织造布僵硬的手感。纺粘水刺非织造布可作为高级仿麂皮外衣面料，印花之后可制作各种外衣，舒适、美观、耐用，从而打破了非织造布只能做内衬、里衬的限制。纺粘水刺非织造布本身具有的特点使其在工作服、防护服、休闲装和运动装等服装面料中具有很好的应用前景。2.2.2.3 卫生产品采用纺粘长丝纤网与木浆纤网水刺复合制成的三明治结构非织造布，由于木浆短纤维的价格较便宜，因此成本较低。使用纤维素纤维能保证复合产品具有良好的耐磨性和吸液性，三层复合非织造布还具有不掉屑、不起球和不积灰尘等优点。该类非织造布适合制成卫生产品。2.2.2.4 高级合成革基布纺粘水刺超细纤维非织造布由于其纤维特别细、强力高、均匀性好、柔软并且透气，貌似皮革，大幅提高了合成革的表面品质，可作为各种各样高级合成革的基布。我国每年生产合成革约130万t，基布用量非常大，同时现在合成革工业正在向高仿真、高质量水平发展，需要大量的超细纤维基布，纺粘水刺超细纤维非织造布作为合成革基布具有无可比拟的优势。2.2.2.5 精密过滤材料纺粘水刺超细纤维非织造布的强力高，纤维特别细，结构紧密，孔隙小，吸附能力强，并且可采用能耐酸碱、耐高温的原料，因此特别适合用于空气与液体过滤的过滤材料，如用于化工、食品、光学、制药工业等的空气或液体过滤器。2.2.2.6 其他应用纺粘水刺非织造布可用于其他领域，如加工成汽车隔音材料、地毯、顶篷材料、包装材料、床上用品和窗帘用布等产品。2.2.3 纺粘水刺产品发展趋势在美国，工业用擦拭布一般是用聚丙烯纺粘纤网与木浆短纤维通过水刺加固复合在一起制成的非织造布，水刺工艺可以把较短的木浆纤维均匀紧密地缠结在纺粘长丝周围，使其既具强度又具吸收能力。日本市场上也有用类似工艺生产的非织造布作为婴儿预湿揩布基材。Fleissner公司的AquaJet-Spunlace水刺生产线被越来越多地应用于固结纺粘纤网。作为水刺设备的领先供应商，Fleissner公司与多家纺粘机械制造商合作。在2004年美国非织造布展览会上，德国Freudenberg公司展出了Evolon纺粘水刺超细纤维非织造布新产品。这种超细纤维构成的非织造布采用纺粘成网法，使用16瓣裂片型喷丝板，水刺固结。水刺不仅起固结纤网作用，还起到开纤作用，实现了开纤和固结在一道工序中完成。Evolon产品被认为是Freudenberg公司在非织造布工业中的一个具有里程碑意义的最新创造。Evolon非织造布可以制成运动服、工作服、鞋里衬、遮阳纺织品、汽车用布、高级合成革基布、床单和高档擦拭布等。2008年中国产业用纺织品和非织造布展览会展出了我国自行研制的一种双组分纺粘水刺超细纤维非织造布，这是由建于江西三江集团的我国首条拥有自主知识产权的纺粘水刺超细纤维非织造布生产线生产的，年生产能力可达2000t。由该生产线产出的纺粘水刺超细非织造布，其橘瓣型开纤度完全可以控制，纤维线密度为0.17dtex，幅宽1.8m，纤维成分为涤纶70%、锦纶30%双组分，其纵、横向强力高达300400N，特别是撕裂强度可达3060N，完全可以满足高级合成革基布的要求。2.3 复合技术在水刺非织造布上的开发水刺非织造布作为非制造产业的一支后起之秀发展很快，这是由于水刺非织布手感好、悬垂性好、不含粘合剂、无污染。近年来，水刺技术在原料、流程和设备上有了新的发展，克服了水刺产品的局限性并增加了花色品种，如采用不同性能、不同颜色的两层或三层梳理纤网，经水刺复合，可以制成三明治式结构的非织造布用于滤材、包装及床上用品。也可以采用稀疏机织布或聚酯加强格网与两层粘胶短纤网水刺复合，从而大大加强了非织造布的纵、横向强力，制成的合成革基布用于高档服装、皮鞋及家具用革。在工序复合方面，可采用湿法成网与水刺技术复合，利用湿法成网的成网帘作为水刺阶段的支托网，可生产木浆纤网与纺粘长丝非织造布水刺复合产品用于揩布。也可将高速水刺设备与高速纺粘设备相配，用于连续固结薄型纺粘纤网，生产新型纤网复合水刺非织造布，生产速度可达500m/min，产量高、成本低，可用多组份纤维为原料，生产柔软、强力高、吸湿性好的揩布。当然，在材料复合和工序复合上可以交叉，在选择不同材料复合的同时选择工序联合。由于我国同类非织造布产品数量增长过快，且原料价格上涨导致利润下降，而高档产品供应不足，必须加大非织造布产品的技术创新，生产高附加值产品，而水刺技术的多元化为此提供了条件。3 非织造布的应用非织造布产品在复合材料、绝缘材料、装饰材料、衬垫、地毯、医疗及宇航等各个领域得到广泛应用。尤其是近年来，医疗、卫生等领域的需求日益增长，带动了医卫用非织造布的发展，由于水刺法非织造布的优异性能，已成为21世纪世界非织造布市场需求的热点。具体用途如下：3.1 医疗卫生非织造布婴儿尿片、妇女卫生巾、成人失禁垫表面包覆布，定量15g/-25g/,原料以丙纶、ES纤维为主，由热轧、热风或纺丝成网法工艺制成。病床床单枕套、旅游车椅套枕巾等，原料以涤纶、粘胶为主，化学粘合或水刺加固，并经染色印花处理加工。口罩类产品，单层熔喷法非织造布，定量160g/左右，模压加工；纺丝成网法/熔喷/纺丝成网法（或泡沫浸渍）多层复合，定量40g/-60g/，超声波粘合加工。保护服、消毒隔离服，由罩袍、帽子、鞋套及面罩组成，关键部位采用复合材料，如纺丝成网法非织造布与薄膜复合，也可采用水刺法、聚乙烯闪蒸纺丝成网法以及SMS非织造布。湿巾和棉球，原料为棉或粘胶纤维，采用水刺工艺加工。伤口敷料，粘胶和涤纶纤维混和，水刺工艺加工。医用胶带底布，采用纤维素纤维，气流成网或纵向铺网后经化学粘合剂粘合。绷带，可采用水刺法和纺丝成网法非织造布及其复合材料。敷绷带，原料采用合成纤维，交叉铺网水刺或热粘合加固，定量70g/左右。3.2 过滤材料在过滤材料领域中，非织造布过滤材料占了相当大的比重。亚高效、高效空气过滤，可采用经驻极处理的聚丙烯熔喷法非织造布，过滤效率可超过99%。熔喷法工艺生产的滤芯，可用于水处理。烟气除尘，因温度较高，可采用混入NOMEX纤维的针刺过滤材料，纤网中铺设机织物增强。常温过滤材料一般采用涤纶针刺非织造布，纤网中也要加筋增强。高蓬松热风粘合非织造布，主要用于粗效空气过滤，如粉尘短绒较多环境及喷漆车间空气净化等等。食品业过滤材料一般以纯棉原料为主，如饮料、调味料加工过程中的过滤等等。3.3 土工布土工布广泛应用于公路工程、铁路工程、水利工程、海港建设、电站建设、地下工程等领域。土工合成材料产品包括短纤针刺土工布、纺丝成网法土工布以及复膜产品等，强度要求高时经加筋处理。原料一般采用涤纶纤维，产品较厚重，定量范围通常为100g/-800g/。3.4 车用材料汽车成型地毯，由三至四层不同材料组成，其外表面层为经过阻燃抗静电处理的针刺地毯，通过模压成型。汽车内装饰件底层材料通常为非织造布，一般采用废纤为主要原料，粘合剂粘合加固。门窗密封条，采用涤纶纺丝成网法非织造布和尼龙短纤静电植绒材料复合而成。车用过滤材料，如空气进发动机前净化、乘客室空气净化、燃料过滤等，可采用湿法成网、熔喷法、纺丝成网法、水刺法等非织造布或其复合产品。在车用复合材料中，非织造布通常用作碳纤维增强复合材料、芳香族聚酰胺纤维复合材料等等的基材。3.5 建筑用材料油毡基布，是非织造布在建筑工程中最重要的应用，可采用涤纶短纤针刺非织造布或聚酯纺丝成网法非织造布，并经过热定型处理，定量范围通常为250g/-350g/。此外，非织造布还可用于建筑工程中屋面防水涂层基布、水泥增强材料、水泥浇灌模袋、隔热保暖材料、避免防水透气材料、贴墙布、地面铺敷材料、管道内衬、空调系统过滤材料、地基稳定材料等等。3.6 电器电子工业用材料电气绝缘材料，广泛用于电动机、电信电缆、继电器、大型发电机等等，以涤纶原料为主，温度高时必须采用芳香族聚酰胺纤维，梳理成网热轧加固，定量30g/左右，厚度仅0.05mm左右。电化学能源隔层，如铅酸蓄电池隔板，可采用经亲水处理的熔喷聚丙烯非织造布，定量180g/，厚度0.6mm；镍铬电池隔膜，原料主要为尼龙和丙纶纤维，也可采用变性聚丙烯腈和聚氯乙烯纤维，定量50g/-100g/。此外，非织造布还可用于磁盘衬垫，洁净车间揩布等方面。3.7 信封和包装材料主要用作外交、机密商业用信封，高级文件纸，书籍封面，书脊布，军事地图、航海地图，复合水泥、化肥等包装袋，商品包装袋，行李袋，邮袋等，可采用纺丝成网法非织造布及化学粘合非织造布等。3.8 农业用材料用于农业的非织造布要求较高的强度、透气性好、耐日晒、可重复使用等性能，可采用纺丝成网法和热轧法非织造布，育秧、保熵等方面可采用干法成网、针刺、热粘合、化学粘合加固的非织造布。农业用丰收布的定量通常为15g/-40g/或更高。3.9 鞋帽仿皮革材料合成革主要采用涤纶和尼龙纤维原料，经针刺、浸渍、剖层、涂层等工艺加工而成，经各种表面处理，得到酷似真皮的外观。鞋内衬材料，包括鞋面内衬革、鞋帮内衬革、后跟内衬革、内托底革等，通常采用涤纶和聚氯乙烯纤维，针刺后化学粘合加固，并经热定型处理。3.10 服装用非织造布服装粘合衬基布，是非织造布在服装领域中应用最多的一种用途，如高档丝绸衬基布，采用尼龙纤维为主要原料，梳理杂乱成网经热轧加固，定量12g/-25g/。保暖絮片，定量一般为100g/-300g/