基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào)：51076110)，江蘇高校“青藍(lán)工程”資助項(xiàng)目。

　　紡粘法的起源可追溯到20世紀(jì)40年代。20世紀(jì)50年代末和60年代初，美國(guó)DuPont(杜邦)公司和德國(guó)Freudenberg(科德寶)公司分別在美國(guó)和歐洲開(kāi)發(fā)了紡粘非織造技術(shù)。紡粘法是利用化學(xué)纖維紡絲原理，在聚合物紡絲成形過(guò)程中利用冷氣流對(duì)擠出的熔體細(xì)絲進(jìn)行冷卻，使細(xì)絲在冷卻過(guò)程中受到拉伸氣流的拉伸作用，形成連續(xù)長(zhǎng)絲，然后在凝聚網(wǎng)簾上成網(wǎng)，加固后形成非織造布。

　　紡粘非織造布技術(shù)不僅在工藝路線和設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面有獨(dú)特之處，近年來(lái)，該技術(shù)由于生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良、應(yīng)用范圍廣，在工藝、原料、設(shè)備和產(chǎn)品等方面都有了明顯的進(jìn)步。

　　1、新型紡粘聚合物原料的開(kāi)發(fā)

　　紡粘非織造布采用的原料主要有聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和聚酰胺(PA)等。由于能源危機(jī)導(dǎo)致的原料價(jià)格飛漲、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈和人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求及環(huán)保問(wèn)題，使用新型聚合物已成為紡粘技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。所使用的新型聚合物包括共聚酯、共聚酰胺、彈性聚合物、聚乳酸(PLA)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等。

　　1.1、生物質(zhì)聚合物

　　PLA在常見(jiàn)的生物可降解聚合物中性能最為優(yōu)越，如結(jié)晶度高、阻燃性好等，最大的優(yōu)點(diǎn)是易被生物降解、綠色環(huán)保，且容易被加工成可生物降解的紡粘非織造布。日本Kanebo Gosen公司和Kureha化學(xué)公司已開(kāi)發(fā)出了一種名為PLA block的聚乳酸紡粘非織造布。這種非織造布在水過(guò)濾、土木工程和建筑等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)PTT纖維Soron(R)紡粘非織造布。

　　1.2、彈性聚合物

　　日本東洋紡(Toyobo)公司開(kāi)發(fā)了聚酯彈性纖維紡粘非織造布，產(chǎn)品具有很好的伸縮性。由美國(guó)ExxonMobil Chemical(?？松梨诨?公司開(kāi)發(fā)的VistamaxxTM 2125聚合物是一種具有特殊半結(jié)晶結(jié)構(gòu)、與其他聚合物相容性好、易加工的熱塑性彈性聚合物，可獨(dú)立使用，也可制成共混物。目前，該公司已在中國(guó)推出了4種型號(hào)的VistamaxxTM系列彈性聚合物。中國(guó)國(guó)橋?qū)崢I(yè)公司利用VistamaxxTM彈性聚合物開(kāi)發(fā)了一種名為Marnix的彈性紡粘非織造布，這種非織造布的可拉伸度達(dá)200%～500%，彈性回復(fù)率在90%以上，還可實(shí)現(xiàn)回收。

　　日本Kosan公司采用自有的單活性中心催化劑開(kāi)發(fā)了一種新型軟質(zhì)聚烯烴LMPO，制成的紡粘非織造布具有良好的彈性。此外，LMPO還具有熱穩(wěn)定性高、熔融粘度低、無(wú)味、不粘連、無(wú)色透明、與PP相容等優(yōu)良特性。

　　日本鐘紡(Kinebo)公司在熔噴非織造布技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了具有彈性的熱縮性聚氨基甲酸酯紡粘非織造布。

　　1.3、 其他原料

　　美國(guó)Eastman(伊士曼)公司開(kāi)發(fā)了聚對(duì)苯二甲酸1，4-環(huán)己烷二甲酯(PCT)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)紡粘非織造布。日本東麗(Toray)公司開(kāi)發(fā)了可用作過(guò)濾介質(zhì)的聚苯硫醚(PPS)紡粘非織造布。美國(guó)?？松梨诨す鹃_(kāi)發(fā)了全同立構(gòu)聚合物，可加工高強(qiáng)度、輕薄型的紡粘非織造布，產(chǎn)品手感柔軟，用作衛(wèi)生用品、醫(yī)院服裝和特殊過(guò)濾材料。日本東洋紡公司開(kāi)發(fā)的PBT紡粘非織造布，具有良好的柔軟性和成型性，可用作汽車車頂材料。

　　2、 紡粘非織造工藝的發(fā)展

　　2.1、紡粘纖維的細(xì)旦化

　　紡粘法的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是纖維細(xì)旦化和微細(xì)旦化。拉伸器性能、噴絲板孔徑和冷卻條件是加工細(xì)旦和微細(xì)旦纖維的關(guān)鍵。美國(guó)Ason(阿松)公司采用高壓窄縫拉伸工藝，可以生產(chǎn)0.7 dtex的PP纖維和0.5 dtex的PET纖維。該公司利用熔融流動(dòng)速率(MFR)為700的聚丙烯切片，在紡絲速度6000m/minT可加工出0.22 dtex甚至更細(xì)的纖維，而且纖維強(qiáng)度較高，可以代替熔噴非織造布。這是紡粘非織造技術(shù)的一個(gè)重要突破。

　　在超細(xì)纖維的生產(chǎn)上，日本旭化成(Asahi Kasei)公司在發(fā)展超細(xì)纖維的潮流中選擇了相對(duì)簡(jiǎn)單的直接紡絲工藝的發(fā)展途徑，努力開(kāi)發(fā)纖度在0.22 dtex以下的PET纖維，并最終實(shí)現(xiàn)了0.11～0.17 dtex超細(xì)纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。日本Kobelco公司的PP纖維可紡到0.55 dtex，PE纖維可紡到1.0dtex，PET纖維可紡到0.5～0.7 dtex，加工的紡粘非織造布柔軟度高、拉伸強(qiáng)度高、均勻性好。

　　德國(guó)Reifenhauser(萊芬豪舍)公司在其Reicofil-III型紡粘非織造設(shè)備上加工的PP紡粘非織造布，其纖維細(xì)度為0.78 dtex，PET纖維細(xì)度為1.0 dtex。其Reicofil-V紡粘設(shè)備可加工出纖維細(xì)度為0.5 dtex的PP紡粘非織造布和細(xì)度為0.7dtex的PET紡粘非織造布。

　　2.2、 紡粘非織造布的功能化

　　紡粘非織造布的功能化是近幾年紡粘非織造技術(shù)的發(fā)展方向之一。一種方法是在切片投料斗內(nèi)加入功能性母粒，所生產(chǎn)的纖維功能特性持久，難以消失，再利用功能性纖維制得紡粘非織造布；另一種方法是在紡粘生產(chǎn)線的熱軋機(jī)和卷曲機(jī)之間增加一套浸水(噴霧)和烘干機(jī)組，使紡粘非織造布經(jīng)熱軋之后，在具有功能特性的整理劑溶液中浸漬(或噴霧)并烘干，賦予產(chǎn)品一定的功能。

　　2.3、雙組分復(fù)合技術(shù)

　　雙組分復(fù)合紡粘技術(shù)是紡粘非織造技術(shù)重要的發(fā)展方向之一。其優(yōu)點(diǎn)是可用不同原料，通過(guò)不同復(fù)合形式生產(chǎn)出不同性能的產(chǎn)品，從而極大地拓展了紡粘技術(shù)的發(fā)展空間。雙組分纖維主要分為皮芯型、海島型、桔瓣型。雙組分復(fù)合紡粘法非織造布是由兩種組分的切片由各自獨(dú)立的螺桿擠出機(jī)擠出后經(jīng)熔融復(fù)合紡絲成網(wǎng)、加固而形成的，其工藝流程如下：

　　切片A→料倉(cāng)→螺桿熔融擠壓→熔體過(guò)濾→計(jì)量擠出

　　切片B→料倉(cāng)→螺桿熔融擠壓→熔體過(guò)濾→計(jì)量擠出→復(fù)合紡絲組件→氣流拉伸→分絲鋪網(wǎng)→固網(wǎng)→卷繞→分切→包裝。

　　2.3.1、皮芯型雙組分纖維

　　皮芯型雙組分纖維的皮層為低熔點(diǎn)組分，芯層為高熔點(diǎn)組分。產(chǎn)品的斷裂強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度都很高，且柔軟性和懸垂性好，還能進(jìn)行親水、拒水和抗靜電等后整理，產(chǎn)品種類較多，主要有PP/PE、PP/PET、PE/PA、PE/PET和CoPET/PET等。皮芯比例有50/50、20/80等幾種，可加工成同芯型、偏芯型等。代表性產(chǎn)品為荷蘭Akzo Nobel(阿克蘇·諾貝爾)公司的“COLBOND”，皮層為20%的PA6，芯層為80%的PET，克重為100 g/m2，斷裂強(qiáng)力可達(dá)265～274 N/5 cm，斷裂伸長(zhǎng)率為30%(縱橫向接近)，纖維細(xì)度為11～16 dtex。

　　2.3.2、桔瓣型雙組分纖維

　　紡粘非織造布桔瓣型纖維一般以PET/PA為原料，比例大多為70/30(PET/PA)，其分裂前的單絲纖度大多為1.1～3dtex，分裂的片數(shù)有8、16、32片,分裂后的單絲平均纖度可達(dá)0.03 dtex，是一種超細(xì)纖維。由于熱軋法加固會(huì)使纖維熔結(jié)在一起而不能分裂，所以這種超細(xì)纖維非織造布只能用水刺法實(shí)現(xiàn)加固和纖維分裂。桔瓣型超細(xì)纖維應(yīng)用非常廣泛，其產(chǎn)品柔軟性、懸垂性和蓬松性均較好，尺寸穩(wěn)定性好，吸音效果好，主要用于聚氨酯(PU)革基布、高級(jí)揩布和過(guò)濾材料、汽車用紡織品、醫(yī)療衛(wèi)生用品等，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

　　2.3.3、海島型雙組分纖維

　　海島型雙組分纖維可分為不定島型和定島型兩種。海島型雙組分纖維開(kāi)纖后獲得的超細(xì)纖維纖度比桔瓣型更小。目前大多數(shù)桔瓣中空型纖維的纖度為0.14 dtex。而海島型可自由變化海與島的比例。如果海島型開(kāi)纖前原絲為3.33dtex，若為34個(gè)島，則其纖度為0.09 dtex；若為64島，開(kāi)纖后其纖度可達(dá)到0.05 dtex。不定島的甚至達(dá)到0.001 dtex以下，比現(xiàn)在的桔瓣型細(xì)很多。

　　日本可樂(lè)麗(Kuraray)公司用一種名為ExcevalTM的可生物降解的可溶性樹(shù)脂，與PP、PE或PA等樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合紡絲，熱粘合加固成非織造布，經(jīng)90℃水洗后將ExcevalTM組分溶去即可形成單纖細(xì)度達(dá)0.1 dtex的超細(xì)纖維紡粘非織造布。2.4  復(fù)合技術(shù)及與其它非織造布技術(shù)結(jié)合

　　非織造復(fù)合技術(shù)即將兩種或兩種以上性能各異的非織造布或其他材料經(jīng)復(fù)合加工，制成高性能、高適用性多層非織造布的技術(shù)。紡粘復(fù)合技術(shù)主要有紡粘/熔噴/紡粘(SMS)、紡粘/熔噴/熔噴/紡粘(SMMS)、紡粘/漿粕/梳理(SPC)等。

　　2.4.1、SMS復(fù)合

　　SMS型生產(chǎn)線的基礎(chǔ)技術(shù)是紡粘法、熔噴法非織造布技術(shù)。SMS產(chǎn)品綜合了紡粘和熔噴非織造材料的特點(diǎn)，具有手感柔軟、強(qiáng)度高、孔徑小、屏蔽性能好及一定的耐光老化性能等優(yōu)點(diǎn)。按復(fù)合方式可分為在線復(fù)合SMS、離線復(fù)合SMS和一步半法復(fù)合SMS。

　　在線復(fù)合(即一步法)是把紡粘、熔噴生產(chǎn)線合在一起的技術(shù)。該技術(shù)可根據(jù)產(chǎn)品的性能要求隨機(jī)調(diào)整紡粘層和熔噴層的結(jié)構(gòu)比例，可生產(chǎn)輕薄型產(chǎn)品，克重最低為12g/m2。但投資大，技術(shù)難度較大，不適合小訂單生產(chǎn)。離線復(fù)合(即二步法)就是將兩種技術(shù)分別制得的非織造布通過(guò)一定工藝合在一起。該方法投資小、見(jiàn)效快，適合小訂單生產(chǎn)，但產(chǎn)品性能不夠理想。鑒于在線復(fù)合投資大，而離線復(fù)合產(chǎn)品不夠輕薄，出現(xiàn)了一步半法復(fù)合工藝。其優(yōu)點(diǎn)是解決了離線復(fù)合不能生產(chǎn)輕薄型產(chǎn)品的問(wèn)題，工藝調(diào)節(jié)靈活，可通過(guò)更換不同顏色、克重的紡粘非織造布來(lái)靈活改變產(chǎn)品品種。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)SMS型非織造布生產(chǎn)線已達(dá)44條，主要機(jī)型包括SMS、SMXS、SMMS、SSMMS、SSMMXS等，產(chǎn)品的幅寬已經(jīng)達(dá)到4.2 m，產(chǎn)能約為29.5萬(wàn)t/a。

　　2.4.2、紡粘與水刺結(jié)合

　　利用水刺法加固紡粘纖網(wǎng)，是紡粘非織造技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。傳統(tǒng)紡粘非織造布采用的加固方式主要有針刺法和熱軋法等，工藝雖然成熟，但是由于產(chǎn)品性能的局限性，用途得不到擴(kuò)展，難以加工出高檔非織造布。利用水流穿刺方法來(lái)加固紡粘纖網(wǎng)，產(chǎn)品強(qiáng)度高，均勻性好，適合做外衣和裝飾布，克服了傳統(tǒng)紡粘非織造布柔軟性、懸垂性和膨松性差的缺點(diǎn)，從而可以用于服裝領(lǐng)域。

　　由于對(duì)長(zhǎng)絲進(jìn)行水刺時(shí)，長(zhǎng)絲受損的幾率很小，沒(méi)有強(qiáng)壓點(diǎn)，產(chǎn)品手感柔軟，吸濕性和透氣性好；不用或少用粘合劑，對(duì)生態(tài)無(wú)害；生產(chǎn)中纖網(wǎng)成形和纖維纏結(jié)速度高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)量高；水刺工藝能夠壓緊和纏結(jié)多層纖網(wǎng)，能夠生產(chǎn)具有理想性能的復(fù)合材料；水刺工藝還可以分裂并纏結(jié)多組分纖維，生產(chǎn)柔軟而強(qiáng)度高的非織造布。

　　3、紡粘非織造設(shè)備的發(fā)展

　　3.1、高效率及高靈活性

　　Oerlikon Neumag(歐瑞康紐馬格)公司開(kāi)發(fā)了幅寬達(dá)7 m的紡粘生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線為SMS三模頭配置，使生產(chǎn)效率得到了提高，既可加工單組分產(chǎn)品又可加工雙組分產(chǎn)品。同時(shí)，其分段式結(jié)構(gòu)還可自由調(diào)節(jié)產(chǎn)品的幅寬，幾乎可以加工所有可紡聚合物，有很強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。

　　日本卡森(Kasen)公司多年來(lái)在世界上以噴絲板的設(shè)計(jì)和加工制造而聞名，該公司近年來(lái)也進(jìn)入了紡粘非織造領(lǐng)域。目前，該公司已在日本國(guó)內(nèi)銷售了兩條紡粘生產(chǎn)線，一條是幅寬為5 m的皮芯型PE/PP雙組分復(fù)合紡粘生產(chǎn)線，另一條是PP紡粘生產(chǎn)線，還向國(guó)外提供了一條既可生產(chǎn)PP又可生產(chǎn)PET的柔性紡粘生產(chǎn)線。

　　山東俊富非織造材料有限公司從德國(guó)引進(jìn)了紡熔非織造布生產(chǎn)線，其幅寬為4.4 m，速度達(dá)800 m/min，年產(chǎn)量達(dá)1.6萬(wàn)t，產(chǎn)值近4億元。山東金禹王防水材料有限公司擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、幅寬7 m的PET紡粘針刺土工布生產(chǎn)線，創(chuàng)造了我國(guó)紡粘非織造布的最寬記錄。

　　3.2  雙組分及多功能化

　　上海合成纖維研究所研制的我國(guó)第一條雙組分復(fù)合紡粘生產(chǎn)線，結(jié)束了我國(guó)沒(méi)有雙組分紡粘非織造布技術(shù)的歷史，可以生產(chǎn)PE/PP皮芯雙組分、克重為16～200 g/m2的產(chǎn)品。這種雙組分紡粘非織造布比傳統(tǒng)的丙綸紡粘非織造布手感更滑爽、拒水性更好，也更容易與PE膜復(fù)合。

　　江西三江集團(tuán)建成了我國(guó)首條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙組分紡粘水刺超細(xì)纖維非織造布生產(chǎn)線，其幅寬為1.7 m，預(yù)計(jì)年生產(chǎn)能力達(dá)2000 t。該公司桔瓣型產(chǎn)品的纖維細(xì)度可穩(wěn)定控制在0.165 dtex。其紡粘非織造布手感柔軟、纖維特細(xì)、懸垂性好，適合用作高級(jí)合成革基布、高級(jí)抹布和高級(jí)濾材。

　　歐瑞康紐馬格公司AST紡粘設(shè)備生產(chǎn)的雙組分產(chǎn)品包括皮芯型、并列型和海島型。其紡絲速度可達(dá)8 000 m/min，單絲纖度為0.55～6.6 dtex，可生產(chǎn)PET、PA、PP、CoPET和PE的雙組分紡粘產(chǎn)品。它所生產(chǎn)的皮芯型雙組分紡粘法纖維，皮層的含量只有5%，產(chǎn)品手感柔軟，廢絲可回收利用，廢品率低。

　　4、國(guó)內(nèi)外紡粘非織造技術(shù)的差距

　　4.1、缺少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)備制造技術(shù)

　　目前國(guó)內(nèi)外紡粘設(shè)備行業(yè)的新格局已經(jīng)形成，高端產(chǎn)品萊芬豪舍公司獨(dú)霸天下，而中低檔的生產(chǎn)線以中國(guó)制造為主。從設(shè)備的技術(shù)水平來(lái)看，我國(guó)紡粘設(shè)備的制造還局限于模仿，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)備較少，與國(guó)外設(shè)備相比在品質(zhì)上還存在較大差距，還不能生產(chǎn)出高品質(zhì)的紡粘非織造布。

　　4.2、缺少品種的多樣性

　　品種的多樣性是國(guó)內(nèi)紡粘裝備行業(yè)的短板，近幾年國(guó)內(nèi)新增的產(chǎn)能主要集中在紡粘熱軋線(生產(chǎn)包裝材料)、SMS熱軋線(生產(chǎn)衛(wèi)生防護(hù)材料)、滌綸熱軋線(生產(chǎn)排水板)以及滌綸針刺線(生產(chǎn)土工布)上。這種同質(zhì)化的過(guò)度發(fā)展趨向不可避免地產(chǎn)生了拼產(chǎn)能、拼成本、拼價(jià)格的惡性競(jìng)爭(zhēng)，影響了行業(yè)的良性長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。雖然我國(guó)已成為世界第一的紡粘非織造布生產(chǎn)大國(guó)，但是大部分都是一些單一的中低檔產(chǎn)品，因此紡粘產(chǎn)品的多樣化應(yīng)該是一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展方向。

　　4.3、缺少生產(chǎn)上的高效性

　　雖然國(guó)內(nèi)廠商的生產(chǎn)線在大型化方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其最大幅寬已從5 m提高至7 m，速度已從200 m/min提高至350 m/min，單機(jī)年產(chǎn)能超過(guò)了6000 t，但與國(guó)外先進(jìn)水平800 m/min以上的生產(chǎn)速度以及萬(wàn)噸以上的單機(jī)生產(chǎn)能力相比仍有很大的發(fā)展空間。

　　4.4、缺少專用的紡粘原料

　　紡粘法與一般化纖紡絲對(duì)原料的要求不同，對(duì)原料的流動(dòng)性及分子量分布的均勻性等要求較高。目前，國(guó)內(nèi)較少有紡粘非織造布生產(chǎn)的專用原料，大部分依然采用一般化纖紡絲原料，產(chǎn)品性能受到一定影響。

　　4.5、缺少對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)研究

　　日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求對(duì)紡粘非織造產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣。目前，從紡粘非織造布的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，要從紡粘大國(guó)轉(zhuǎn)向紡粘強(qiáng)國(guó)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，就必須進(jìn)一步開(kāi)發(fā)紡粘非織造布應(yīng)用的新領(lǐng)域。國(guó)外的紡粘非織造布已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，而我國(guó)還有廣泛的市場(chǎng)沒(méi)有開(kāi)拓。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　紡粘非織造技術(shù)在行業(yè)中已顯示出其優(yōu)越性，并且越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究人員的重視。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)紡粘非織造布的要求也越來(lái)越高，產(chǎn)品朝著輕薄化、勻質(zhì)化、多樣化方向發(fā)展，從而對(duì)紡粘非織造生產(chǎn)技術(shù)也提出了更高的要求，期待著我國(guó)紡粘非織造技術(shù)實(shí)現(xiàn)更好、更快的發(fā)展。