近年来，随着微纳米纤维、弹性材料和多组分纤维等新型材料的不断出现，多组分加工工艺、复合加工工艺和多种工艺组合的日臻完善，以及新型材料与新工艺的扩展应用，纺粘非织造产品正在向高功能化、高性能化方向发展。纺粘非织造已不只是特指某种单一的工艺，而是体现多学科结合、多领域应用的多种工艺的组合。

 

1 纺粘非织造工艺的发展

        1.1 纤维素纺粘非织造新技术

        德国SME公司采用4-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）/水溶液系统开发出全新纤维素纺粘非织造工艺，其纺丝成网装置结构简洁实用，对不同品质的初始浆粕适应性好，并可将纤维素最大限度地转化为纤维素网材，纤网单丝直径分布在 1 ～ 15 μm范围内。产品广泛适用于医疗卫生、保健和防护服装等领域。

        台湾地区聚龙（Alon）公司采用NMMO溶剂系统生产的纤维素纺粘非织造产品，其纤网强力MD > 196 N，CD > 118  N，克重可控制在10  ～  300  g/m2之间，纤维直径约15 μm，空气透过率为3 500 mL/（cm2•min）。该装置的加工速度为200 m/min。Nanoval公司开发的Nanovlisz纤维素纺粘产品在细旦化和生产效率方面具有优势。该工艺采用的是NMMO溶剂系统，纺丝液浓度为8%，商业化设备幅宽为750 mm，喷丝孔密度250 ～ 400孔/m，单丝直径分布为在 1 ～ 15 μm之间。

        日本旭化成（Asahi Kasei）公司以铜氨溶液为溶剂，棉短绒为初始原料，采用纺粘法制得了100%再生纤维素纤维非织造产品，该产品的商品名为Bemliese。铜氨纤维素纺粘非织造布因取材于棉短绒，而使其纤维制品具有良好的吸湿性。Bemliese的生产过程中不使用黏合剂，因此具有较高的使用安全性。又由于纤网由连续长丝构成，纤维表面不会产生绒毛，这为产品在高端医用和卫生保健用品上的应用提供了可能。

        铜氨纤维素纺粘非织造工艺主要包括溶液配制、挤压成形和成网等 3 个操作区。此外，由于铜氨纤维的成形需要大量的水，该工艺还包括水处理和铜与氨的回收区。其成形装置采用 3 组矩形纺丝组件和矩形纺丝板，纺丝板孔径在0.5 ～ 0.7 mm范围内；纤维成形速度可达150 m/min，丝束的牵伸倍数为100，纤网加工速度在20 ～ 40 m/min之间，纤网单丝直径控制在 3 ～ 5 μm。铜氨再生纤维素纺粘非织造布的生产工艺流程如图 1 所示。

        

        1.2 Nanoval 纺粘新技术

        德国Nanoval公司近期大力推广Nanoval纺粘法新技术（又称分裂纺技术）。Nanoval技术可生产出超细纤维非织造布，其纤维直径在0.7 ～ 4 μm范围内变化，达到熔喷非织造布纤维的粗细水平，而Nanoval非织造布的强度与普通纺粘非织造布相当。Nanoval的工艺原理是采用常温气流对聚合物熔体施加拉伸作用，并使聚合物熔体发生爆裂。其技术关键在于将常温气流从喷丝头侧面引入，使其进入一个先逐步收缩后逐步扩张的喷嘴。聚合物熔体表面在常温气流刚进入缩扩喷嘴时，在常温气流的作用下迅速拉伸和固化，而纤维内层则暂未受到气流影响，仍处于液体状态；随着气流逐渐进入喷嘴内部，气流速度逐渐增大，当到达喷嘴喉部位置时，气流速度达到最大，处于跨音速范围；气流通过喷嘴喉部以后，其压力由于喷嘴横截面积的增加而迅速降低，聚合物丝条的表层和内层在内外巨大压力差的作用下沿丝条径向爆裂成为许多根超细纤维（图 2）。

        

        Nanoval技术的优点包括：只需将几个纺丝喷嘴平行地安装生产线上就能实现批量生产，而无需使用大量喷丝孔；由于是连续长丝成网，产品强力类似于纺粘法非织造布，明显高于熔喷非织造布，但同时又是超细纤维成网，而且是自粘合的加固方式，不经过针刺、热轧，因而手感极为柔软；因为使用常温气流对聚合物熔体施加拉伸和爆裂作用，与常规熔喷工艺相比，其能耗低，产量高；可加工的原料种类多，包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乳酸（PLA）、聚苯硫醚（PPS）等可熔纺聚合物及粘胶等纤维素纺丝溶液。目前Nanoval技术已从试验线逐步投入到产业化应用中，门幅可达1.6 m以上，可提供所需产业化生产的门幅宽度。

        1.3 SMS 复合工艺

        据了解，国外SMS复合生产线朝着多个S和多个M组合的方向发展。以意大利STP公司为例，其复合非织造设备可用PP、PET等原料生产SMS、SMMS、SMSMS等产品。其产品幅宽为1.6 ～ 4.8 m，克重范围为10 ～ 150 g/m2，生产速度最高可达500 m/min。

        随着纺粘、熔喷非织造技术以及在线复合技术水平的提高，国内SMS复合生产线水平有了明显提升。在生产线的总体性能和产品质量等方面，逐渐缩小了与国外的差距。目前，我国已具备自主研发和制造SMS生产设备的能力，在国内已运行的SMS复合生产线中，国产线的比重已超过70%。熔喷（M）、纺粘（S）复合设备的主要机型包括SMS、SMXS、SMMS、SSMMXS、SSMMMS、SSMMMMS等，同国外的发展方向一样。产品的名义幅宽涵盖1.6、2.4、3.2、4.2 m 或者相近的规格。其中，幅宽为1.6、2.4 m的均为国产机型，幅宽为4.2 m的均为引进设备。

        1.4 双组分纺粘非织造技术

        美国Hills（希尔斯）公司研发的双组分纺粘技术是目前国际上较先进的双组分纺粘非织造技术。该公司开发的双组分纺丝组件中使用多层轻薄分配板，这些分配板的结构形式决定了两种组分聚合物熔体的分配形式、流动路径以及汇合后的形状，不同的聚合物通过分配板分配到多组分束流中，并被输运到各喷丝孔中。这一技术的最大优点是可以再同一纺丝组件中纺制各种类型的可进行熔体纺丝的双组分纤维。
        上海市合成纤维研究所自主开发的双模头（PE/PP、PE/PET）双组分复合纺粘法生产线是目前国际上先进的纺粘法生产技术，填补了国内的空白。它是以双组分复合纤维代替单组分纤维通过直接纺丝成网、热轧成布技术制成双组分复合非织造布产品，产品平滑柔爽，且使用性能佳，是纺粘非织造布的升级换代产品。

 

2 纺粘法非织造设备的发展

        2.1 高速化

        德国的Reifenhauser（莱芬豪舍）公司在冷却、拉伸、铺网等工艺方面进一步优化了Reicofil IV型纺粘设备，通过增强正压拉伸、增加喷丝板宽度和喷丝孔数量，生产速度和生产线的年产量显著提高。例如，PP的纺丝速度最高增加到了5 000 m/min，生产线的产量提高到了20 000 t/a。美国Nordson（诺信）公司研发了幅宽为3.6 m的双模头纺粘非织造设备。该设备采用了美国J & M Laboratories公司和日本NKK公司的技术以及狭缝拉伸技术，且适于加工多种聚合物丝，包括PET、PP等。该设备加工PET、PP的纺丝速度最高分别可达8 000 m/min和5 000 m/min。产品幅宽最大为 5 m，最薄的纺粘非织造布克重为10 g/m2，纤维最细为0.8 D。

        法国Perfojet（已被Andritz集团收购）公司生产的Perfobond3000纺粘设备采用整幅的狭缝拉伸技术，且将喷丝板与机器的前进方向的夹角设计为45°，不仅在相等幅宽内增加了喷丝孔的数量，而且提高了纺丝速度，并改善了非织造布的纵横向强度比。

        最近，日本东丽工业株式会社（Toray）及 其 子 公 司 T o r a y A d va n c e d  M a t e r i a l s Korea决定在东丽高新聚化（南通）有限公司增加设备，以扩大其产能。这套新设备的产能为 2万t，预计于2014年12月投产。届时，东丽高新聚化（南通）有限公司高性能聚丙烯长纤维非织造布的产能将达到7.8万t，而东丽集团的整体高性能聚丙烯长纤维非织造布的产能将增至14.1万t。

        2.2 差别化

        纺粘可与针刺、水刺、气流成网、梳理成网等多种非织造加工技术进行差别化组合。例如，中国恒天重工股份有限公司推出的纺粘/水刺生产线，其纺丝部分采用是的美国希尔斯公司的桔瓣型双组分纺丝技术，拉伸部分引入了希尔斯公司的整板正压拉伸技术，水刺部分使用的是恒天重工公司自行研制的水刺装备。再如，大连华阳化纤工程技术有限公司近期推出了小板管式气流牵伸双组分复合纺粘水刺生产线以及涤丙两用纺粘针刺＋水刺非织造布生产线。此外，大连合成纤维研究设计院股份有限公司与江苏省仪征市海润纺织机械有限公司共同研究开发了新一代聚酯纺粘针刺非织造布生产线，并已投入市场。从运行生产线的生产情况看，第二代生产线具有第一代生产线无法比拟的优点，如产品的均匀度以及产品性能指标明显提高，机器的调整操作更方便，运行成本大大降低等。

        2.3 绿色环保、低功耗

        纺粘非织造设备的发展过程中，应重视节能、环保和资源的循环利用。例如，Nanoval纺粘技术采用常温气流施加拉伸和爆裂作用，比熔喷更加节能；宏大研究院研发的低压纺丝成网技术以及大连华阳公司研制的特殊气流拉伸装置，均能达到节能降耗的目的。资源循环利用方面，如德国Oerlikon Neumag（欧瑞康纽马格）公司的双组分纺粘设备降低了皮层含量以利于废料回收；大连合成纤维研究设计院新开发使用的纺粘斜网帘成网技术及纺丝箱侧吹风装置专利技术可以降低50%的侧吹风风量，生产运行成本大大降低。

 

3 国内外纺粘非织造技术的差距

        3.1 设备技术水平较低，缺乏稳定性

        近年来，我国纺粘非织造工艺和设备取得了快速的发展，但设备的自主研发和制造水平仍然落后于国际先进水平。国产设备在加工精度、运行速度、生产能力、稳定性及工艺配置等方面都与国外设备存在较大的差距。目前国内许多成套设备仍需引进国外的关键元器件进行配套，例如使用日本卡森（Kasen）等公司生产的喷丝板等。

        3.2 标准相对滞后

        发达国家为了确保产品的使用安全性，对产品用作不同用途均有完善的标准和法律规定，而在我国相关标准的制订明显落后于行业产业的发展。2012年8月，我国第一部《纺粘/熔喷/纺粘（SMS）法非织造布》行业标准正式报批，该标准填补了国内SMS法非织造布行业标准的空白。随着我国设备技术水平的不断提高和产品进一步升级，行业的发展将对相关标准提出更多、更新的要求。因此，制定国家相关标准和法律法规是极其必要的。

        3.3 缺乏人才和自主品牌的高端产品

        我国行业的总体技术和研发能力尚弱。技术人才和创新能力的缺乏，制约着行业的健康发展。因此，各企业采取产学研的合作方式以吸收和培养各方面人才十分重要。我国纺粘非织造布产品总体处于中低端水平上，缺乏中高档市场竞争力，严重制约了向广泛市场的扩展。因此，企业要实现可持续发展，就必须十分重视品牌的建立和完善工作，特别是能够参与国际竞争的高端自主品牌，避免走低水平重复、低档次恶性竞争的老路。

 

4 结语

        近年来，我国纺粘非织造布技术发展迅速，但随着技术的不断进步和市场对产品要求的不断提高，市场对纺粘非织造技术提出了更高的要求。因此，今后我国应不断加强自主创新，重视研发具有自主知识产权的技术，注重新材料、新工艺的扩展应用，重视节能降耗、绿色环保、资源的循环利用，同时不断完善行业标准和强制性法规。此外，企业应更加注重人才的培养，增强研发能力，提高总体技术水平和自主品牌的国际竞争力。