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无纺布文献调研

1、熔喷法和纺粘法无纺布的技术特点和市场分配

【石油化工动态，1994,（3）,47-48】

纺粘法和熔喷法织物是近年无纺布领域中的两种新产品。

其制备技术都是从对纤维和聚

合物的研究中产生的，这两种技术在主要方面非常相似，但值得强调的是这两种技术在某些方面又很不相同。

纺粘法和熔喷法都采取一步成形工艺，直接从聚合物树脂生产织物，这是

两者相似之处。

可大致描述一下这两种工艺。

熔喷法是由聚合物直接成网，将螺杆挤出机挤出的高聚物熔体通过高速高温气流喷吹或其他手段（例如离心力、静电力），使熔体细流受到极度拉伸而形成极细的短纤维，再聚集到成网滚筒或成网网帘上形成纤网，最后经自粘合作用得以加固而制成无纺布。

具体过程是将高聚物切片通过螺杆挤压机使其熔融，经过滤后从喷丝模头的喷丝孔中挤

出，在高速热气流的喷吹下，受到牵伸，形成极细的短纤维，这些短纤被吸附凝聚在成网帘

上。

由于丝条没经过冷却，因此，在凝聚成网后仍能保持较高的温度，通过纤维间相互粘连，

使纤网得以加固，形成熔喷布。

可根据需要进一步采用热轧粘合法加固。

目前，熔喷法采用的原料大部分是聚丙烯，也可采用聚酯或聚酰胺，为使熔体细流能在热气流喷吹过程中得到较好的牵伸，要求原料的熔融指数尽可能高一些。

不同熔融指数的原料采用的纺丝温度、喷吹气流及速度相应改变，以保证丝条受到充分牵伸，改善纤维的品质和性能。

熔喷法目前可采用的树醋原料有聚丙烯、聚醋、聚乙烯、聚苯乙烯和聚酚胺等，最常用

的是聚丙烯。

由于该法采用高压热空气牵伸，因此要求原料最好使用控制温度低、流动性能

好的原料，就是说，采用熔融指数较高的聚合物有利于提高产量、降低能耗。

聚丙烯的熔融指数（MFI）—般在18以上。

熔喷法工艺流程：

聚合物喂入一一熔融挤出一一纤维形成一一纤维冷却一一成网一一加固成布。

生产熔喷无纺布的整套设备由主机、加热系统、润滑系统、液压系统、冷却系统、电气控制系统几个部分组成。

主机是整套设备的核心，主要包括喂料系统、螺杆挤压机、滤网、纺丝组件、喷丝模头、接收网系统、卷绕机构。

电賈

熔喷生产线

纺粘法技术采用一种相似的纤维级聚合物，该聚合物通过喷丝孔呈线型或环型排列的

喷丝头挤出，聚合物细流受到空气冷却和机械拉伸辊的拉伸获得所需要的长丝直径，一般该

连续长丝的直径为15~20^m,然后该长丝在传送带上收集成网，经过最后的粘合步骤（针刺或热粘合）得到强度较高的纤维网。

纺粘加工技术可以概括为以下两点：

1、聚合物切片一次成布

2、在一条完整、连续的生产线上获得所有的纺粘网。

采用不同工艺得到的织物性能和用途不同。

由于熔喷粘合织物的纤维直径较小，过滤性能更好（可以过滤直径更小的物质），具有

超细过滤的效果，这是熔喷无纺布的最大特点，所以常用作透气性隔挡材料。

在所有采用熔喷法制成的织物中，一半以上用于医、药领域和工业上的过滤材料。

吸收性材料、吸附性材料、拭布和包装材料等是第二大消费领域。

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《熔喷无纺布：

超细过滤的行家.纺织服装周刊，2010年2月1日》

纺粘法用于制备强度更大的材料，其用于餐巾类复盖材料（聚丙烯），屋顶底布材料（聚醋），汽车工业用材料和地毯背衬（聚醋），及用即弃的医疗、医药、保健和环保用品（聚丙烯）等领域。

美国大约有2/3的纺粘法无纺布织物采用聚丙烯制备，餐巾类复盖材料是最大的消费部

分，几乎占据美国全部纺粘法聚丙烯产品的一半。

医疗、医药、地毯背衬、家具和床上用品构成美国聚丙烯纺粘法无纺布产品的第二大消费部分。

在日本，由于在蓬布、医疗和保健用品领域中无纺布消费量迅速提高，聚丙烯纺粘法无

纺布织物的增长速率高达10%），在无纺布产品中所占比例从1985年的13%）上升到1992年

的36%，1992年，日本聚丙烯纺粘法无纺布产量为1985年的6倍多。

二、SMA无纺布

SMS:

Spunbond-Meltblown-SpunbondNonwovens，属于复合无纺布，是纺粘和熔喷的复

合产品，具有强力高、过滤性能好、不含粘合剂、无毒等优点。

目前主要用于医疗卫生劳动防护产品如手术服，手术帽，防护服，洗手衣，手袋等。

纺粘无纺布的生产流程是：

原料输送t螺杆熔融t熔体过滤t熔体计量t纺丝t冷却牵

伸T分丝捕网t热轧成型T卷绕成型

熔喷无纺布的生产流程是：

原料输送T螺杆熔融T熔体过滤T熔体计量T纺丝T热风牵

伸T铺网T卷绕成型。

由生产流程，我们可以看出，虽然纺粘和熔喷两种非织造布的产品特性完全不同，但是

其生产过程却十分类似，都是经过熔融、过滤、熔体计量、喷丝、牵伸粘合、卷绕等过程，因此使得以SMs为代表的纺粘/熔喷复合材料的出现，充分利用了两种技术的优势。

纺粘层使产品增加了纵横向强力，而超细纤维的熔喷层又大大地提高了产品的外观均匀

性和抗水性，弥补了纺粘布均匀性较差、熔喷布强度较低等的不足，在用即弃产品中开发了更广泛的应用。

一步法

二步法

SMS产品也可以用预先生产好纺粘布和熔喷布，通过层压或其他工艺将之复合，即所谓的二

步法SMS（线外复合）。

二者性能比较

二步法复合生产SMS产品，虽然灵活性高。

但性能不够理想，例如单独生产的熔喷布，因没

有纺粘布的支撑作用，熔喷工艺难以灵活调整，很难改善产品的透气性i抗静水压能力等，

而且因熔喷布的强力低，很容易刮伤，因而破坏产品的阻隔性和抗静水压能力，•这样的产

品复合的SMS产品，其均匀性便很难得到控制。

通过表面整理及熔体母粒技术实现SMS无纺布高附加价值功能化

抗静电处理

亲水性处理

抗酒精处理

抗菌处理

发展前景

SMS复合非织造布在一次性卫生和医疗产品的市场都有比较广阔的前景，但发展需

要一定的过程。

除卫生市场外，SMS产品主要应用于工业防护服和医疗手术衣、隔离服，而这方面的市场也主要依靠出口。

因国内的消费水平普遍较低，只有大、中城巾的部分医院使用一次性手术衣、隔离服等。

三、国内外进展：

美国纺粘法与熔喷法技术新发展

21世纪，美国纺粘法与熔喷法非织造布技术有新的发展，综合起来，主要为下列几个

方面：

1、走向细旦化：

纺粘布单丝纤度由过去2-3d，降到1-2d，个别甚至降到1d以下。

熔喷布的纤维最细可达1^m以下，一般则为1-3卩叫纤度的下降使布的手感柔软，质量大大提高，

可作为各种高级原料。

2、走向差别化、双组分化：

将化纤差别化纤维生产技术运用到纺粘法上来。

目前较为成功

的为两种，一种是双组分，另一种是超细纤维，在双组分方面主要为两种，即皮心型与并列

型，皮心型主要为PP/PE、PP/PET、PET/PET，这种纺粘布热轧温度低，手感很柔软，改变以前纺粘布僵硬的缺点；并列型主要为两种不同质量材料并列于一条单丝中，由于材质不同，

因而纤维收缩不同，产生自然永久性的卷曲，从而使纺粘布也有一定的弹性。

在超细纤维方

面，由两种方法制成，一种是橘瓣型，有将一根单丝分为16瓣、32瓣的，瓣越多则纤维越

细，另一种方法是海岛型，在一根单丝中置入多个岛，岛数越多，纤维越细。

这些超细纤维必须经过水刺或其他化工方法处理之后，才能分离出来，形成超细纤维，这种纺粘布是生产

合成革的优质基布，强力高，手感十分柔软，也是一种高级过滤与吸附材料。

3、走向多功能化：

纺粘设备可以生产丙纶纺粘布，也能生产涤纶、锦纶纺粘布，可以单一组份，也可以双组份，一条生产线可以在不同需求下，生产多种纺粘布。

例如，诺信公司的SMS生产线，就能在不同时间，生产出不同组合的纺粘与熔喷的复合布，这种设备出路较广，比单打一仅能生产一种产品的生产线要灵活很多。

4、设备结构灵活与可升降：

纺丝机、纺丝箱体、牵伸器不再是死死固定在一个水平楼面上，而是可以上下移动调节，以适应各种不同原料工艺要求，适应各种不同纤度、不同拉伸速度

的工艺要求，更加为生产工艺服务，其移动方式有上提式与下顶式，上提式主要通过一活动

钢柱，将纺丝机、牵伸机悬于空中，可上下调节它们之间的距离。

下顶式，即将纺丝机、牵

伸机固定于一钢平台上，而钢平台可以由四个可以上下活动的钢柱顶起，由于钢柱的上下升

降，从而调节纺丝、牵伸的距离，适应不同的工艺。

此外，在熔喷设备上，熔喷箱体可以旋转，从而可以调整熔喷布的幅宽与成网的均匀性，而不是把熔喷纺丝箱永久固定起来。

5、设备走向简洁、高效、易操作：

例如在纺丝方面，已越来越多采用一块长喷丝板的技术，

一块喷丝板比多块喷丝板设备结构肯定简单很多，而且纤维成网也较均匀。

特别是气流拉伸

设备上，美国采用一个仅10cm厚、1m高的由两片不锈钢板组成的可上下升降的牵伸器，这种牵伸器简洁灵活，而且牵伸效率很高，纤维拉伸速度可达到800m/min，完全可用于涤

纶的拉伸，调整牵伸速度只需要扭动四颗螺丝就可以了，很易操作，扭紧螺丝则牵伸器狭缝

变小，牵伸速度随之提高，扭松螺丝则狭缝变宽，牵伸速度下降，这个设备还可以在生产丙

纶或涤纶，生产粗纤度和细纤度，生产量大或小时，依工艺进行升高或下降，对比目前国内所有纺粘设备，不管是进口设备还是国产设备的牵伸结构均简单很多，而且效果好很多，并

易于操作，适合各种工艺。

6、多种成布方法与复合方式：

美国纺粘的成布方法热轧与针刺之外，还有水刺法成布，长

丝纤网经水刺缠结成布之后，布质均匀质感柔软，富有弹性，接近传统的纺织品，这是非织造布质量赶上传统纺织品一个重要方式。

纺粘布不仅可以与熔喷布复合，也可以与木浆气流成网复合，与短纤维梳理成网复合，生产出各种不同用途的产品，使纺粘布出路日益广阔。

7、自动控制越来越简单好操作：

纺粘与熔喷设备生产线，美国现在已全部实现了自动控制，

最新的发展是他们采用触摸式的方法，而不是用键盘来进行操作，这种触摸式的控制屏只要

有一个高小或初中文化的工人均可以操作，可以调整生产线各个部位的工艺参数，也可打字

与显示，控制屏为一个18”电视机屏幕大小，放置在机旁，需要了解或调整哪一部分或全部工艺时，只要用手指在屏幕上触摸一下，便可立即显示出来，不用打键盘，显示出美国在纺

粘与熔喷技术上智能化的程度越来越高越先进。

减粘裂化新工艺改善熔喷无纺布性能

作者：

M.Roth,J.Leukel,D.M焞ler,J.R.Pauquet汽巴精细化工公司

H.G.Geus莱芬豪舍公司

熔喷无纺布的质量和性能取决于聚丙烯原料（熔融指数）的正确选择和加工条件的优化。

目前，熔喷厂家主要采用的是高融指的聚丙烯原料，但缺乏必要的灵活性以适应不同的市场

需求，同时还存在着高成本的压力。

在这种情况下，使用低融指的纺粘级聚丙烯原料

（MFI=20〜50）,再配合使用断链技术”的塑料添加剂，可以生产出高品质的熔喷无纺布，为熔喷厂家提供了更灵活的操作空间。

通过加入IRGATECCR76添加剂，在熔喷纺丝过程

中使得树脂发生可控性的降解，得到相对分子量分布较窄的无纺布产品，从而提高产品的物

理性能和有效降低生产以及仓储成本。

新型树脂改进剂一一CibaIRGATECCR76

一般PP熔喷非织造布采用的原料是高熔融指数（MFI>400g/10min.）和相对分子量分布

较窄的树脂，可以生产出纤网匀度好、纤维细和轻质的产品，这是获得具有良好阻隔性能产品，如静水压或透气性的最基本要求。

目前市场上的熔喷级PP切片是通过添加烷基化的过

氧化物，在挤出加工时，在超过PP熔点的温度下，过氧化物经热分解而产生可导致减粘裂

化作用的自由基，把高相对分子质量的PP降解变成低相对分子质量的树脂，从而生产出设

定目标的产品。

此类过氧化物对工作环境污染严重，对工人的身体造成伤害；技术上来讲，过氧化物的断链效果不易控制，波动严重，降解后的树脂分子量变化不均匀，最终导致无纺

布产品质量的不均匀性。

同时，由于过氧化物本身的不稳定性，导致经过氧化物改性后的聚

丙烯原料仓储期有限制，一般在半年左右，随着时间的延长，原料的熔融指数会发生一定程度的变化。

汽巴精化研制的一种新型添加剂CibaIRGATECCR76，是新一代的自由基生成剂，完全克服了目前过氧化物工艺的缺点，环保、高效，对熔融指数的可控性，通过优化工艺，可以用最佳的添加量较准确地提高纺粘聚丙烯原料的熔融指数，以生产出更佳品质的熔喷无纺

布。

实验数据表明，无纺布的静水压和机械强度、纤维柔软度都得到了很大的改善。

在纤维加工中，重均相对分子质量（Mw）和分子量分布MWD（Mw/Mn）是对PP树脂加工影响最大的分子特性，而树脂的质量是生产高品质非织造布决定性因素。

MWD宽的树脂，

同时存在相对分子质量较高和较低的链段，在加工时可以形成凝胶并容易在布面上产生硬块

或破洞等瑕疵，为了改善加工性能，要求树脂原料有稳定的熔融粘度（MFI）和窄的MWD，添加剂CR76的最大优点在于其可控反应能力，生成具有窄分子量分布的PP树脂，比熔喷级PP

树脂均匀度高的多，在理论上与茂聚丙烯（m-PP）的MWD相等。

IRGATECCR76是一种用于生产PP非织造布的独特改性剂，能够有效改善熔喷、纺粘非织造布及SMS复合非织造布的性能，可为生产商带来的主要优点如下：

增强熔喷及SMS复合非织造布的阻隔性能；改进熔喷非织造布的机械性能；有更宽的粘合温度范围，可改善纺粘非织造布的机械性能；由于原料选择的多样性，可极大降低生产成本；产品形态便于使用，

安全性好（无过氧化物、无毒性、对皮肤无刺激）。

常规PP树脂在纺丝加工时的可控性降解使非织造布生产商能以更低成本改善目前产品

品质，此外，IRGATECCR76还具有创造新一代非织造布的可能性。

另一方面，产品在操作、使用和贮存方面同样具有很好的安全性，因而也成为广泛应用的基本条件，从工程应用材料

到卫生用品等。

医用无纺布市场

无纺布可深加工成人造皮肤、防粘纱布、手术衣帽、阻菌遮物、消毒包布、防护服、抗菌布、口罩、尿片、卫生巾、卫生护垫及民用抹布、擦拭布、湿面巾、毛巾、柔巾卷、美容用品等。

主要采用纺粘、热熔复合和水刺三种工艺生产，PP纺粘布科制作卫生用布，热熔复

合布作卫生巾和卫生护垫，水刺布则作个人护理和环境保护严格受控的手术用品。