無紡布（非織造布）是指將紡絲成形的纖維排布或噴射到基底上，經不同形式的固化成型後得到的一種有序或無序的纖維非織造片材。無紡布具有成本低，用途廣泛的優點。
一、紡黏法
紡黏法（spinning fusion）是成型無紡布應用最廣泛的一步法紡絲成型工藝。紡黏法非織造布採用連續長絲纖維成形，生產線速度高，產品強度較高、尺寸穩定性好，但蓬鬆度低、成網的均勻性和表面覆蓋性稍差。
紡黏法將纖維紡絲技術和非織造成型技術相結合，利用熔體紡絲原理，原料經擠出機熔融混煉後，由紡絲機頭的噴絲板擠出，形成熔體細流。採用高速驟冷空氣對擠出的熔體細流冷卻，同時使纖維在冷卻過程中受到拉伸氣流的拉伸作用，形成強度較高，性能較穩定的連續長絲。長絲經分絲工序，形成分佈均勻的單絲結構後，被鋪放在帶有負壓的網簾上形成非織造纖網。纖網再經過後續的加固裝置，進行熱軋加固、針刺加固或水刺加固定型後，經卷取裝置收卷得到產品。其中關鍵步驟是熔體紡絲、初生纖維氣流拉伸、纖維成網和纖網定型。
1、熔體紡絲
原料經需預先乾燥處理，以避免高溫加熱熔融時降解，特別是避免水分在高溫下汽化形成“氣泡絲”，從而造成毛絲或斷頭，影響產品質量和正常生產。紡絲工藝的控制主要從以下幾個方面進行。
紡絲溫度的控制：主要是控制噴絲板等紡絲組件的溫度。適宜的紡絲溫度應使熔體保持足夠的流動性，保證噴絲順暢，且熔體的均勻性和可紡性高，從而使後續的氣流拉伸工序可以順利進行，且纖維取向度高。紡絲溫度控制在熔點和分解溫度之間，適當提高紡絲溫度，可改善熔體流動性。
紡絲熔體壓力的控制：主要是控制熔體在紡絲箱體內的壓力。若熔體壓力太低，熔體流量在噴絲板上分配不均勻，擠出熔體細流直徑不均勻。若熔體壓力太高，則易造成噴絲孔擠出熔體破裂。
紡絲速度的控制：紡絲速度影響纖維線密度的大小和均勻性，以及非織造布的質量。紡絲速度過低，擠出熔體細流冷卻過快，導致拉伸易斷絲。而紡絲速度過高，熔體細流不能及時冷卻，導致出現並絲，影響非織造布質量。
2、初生纖維氣流拉伸
為了提高非織造布的性能，同樣需要對初生纖維進行拉伸取向，以提高纖維的取向度和結晶度，從而提高纖維的物理機械性能。在紡黏法非織造布生產中高，由於紡絲、拉伸、分絲、鋪網、加固等後續工藝是連續高速的，對纖維的拉伸時在很短時間內完成，並且還要對纖維提供理想的冷卻效果，因此紡黏法非織造布的生產多采用氣流拉伸。
氣流拉伸工藝的原理：絲條又噴絲孔擠出，並經側吹風冷卻後，直接被吸入氣流拉伸設備的吸絲口內。在拉伸設備的氣流風道內，拉伸氣流由纖維測向吹入，纖維在高速、高壓拉伸氣流的夾持作用下迅速加速，並通過拉伸噴口實現拉伸。氣流拉伸設備主要有管式牽伸機、窄狹縫式牽伸機和寬狹縫式牽伸機。
對氣流拉伸過程的控制，主要通過牽伸機結構（在定風量情況下，牽伸噴口和風道越小，牽伸速度越高，纖維強度越高）、牽伸風的風溫、牽伸風的風壓和風速、冷卻條件。
3、纖維成網
纖維成網是將經熔體紡絲和氣流拉伸後成型的連續長絲進行分絲處理，使單絲均勻分散開之後，鋪置到成網簾上，形成均勻纖網的過程。對於紡黏法非織造布成型工藝，由於採用連續長絲成網，分絲、鋪網時間較短，且高速拉伸氣流的擾動劇烈，因而很難控制纖維長絲的運動，影響纖維成網的均勻性，因此紡黏法工藝不能成型薄型的非織造布。
纖維的成網工藝，首先需要對經過氣流拉伸的纖維長絲進行分絲處理，其目的是將絲束分離成單根長絲，以防止在鋪網時纖維粘連，影響纖網的均勻性。分絲方法主要有靜電分絲法、機械分絲法、氣流分絲法等。經分絲處理後的纖維長絲，採用不同工藝均勻地鋪放在成網簾上，形成無紡纖網。鋪網工序需要控制纖維長絲按設定的軌跡運動，從而保證形成的纖網牢固、均勻。對纖維的運動的控制可以採用機械式和氣流式，因而鋪網的方法主要有排筆式鋪網、打散式鋪網、噴射式鋪網和流道式鋪網等。在鋪網過程中，為了使纖網的結構迅速固定，並避免外界因素的影響，均採用負壓鋪網的方式，即在成網簾下方的空間，採用真空抽吸的方式，使成網簾上表面產生負壓，從而促進對纖維長絲的收集和固定。負壓鋪網的方式一方面對纖維具有一定的拉伸效果，另一方面可以消散管式牽伸機噴出的高速氣流，防止劇烈的氣流擾動使纖維飛散。因此，在鋪網過程中，對纖維鋪網簾的要求較高，鋪網簾往往要求具有良好的透氣性、較高的抗張強度、足夠的網簾幅寬和良好的抗靜電性能，並且還要配備網簾密封裝置，從而滿足托架、輸送纖網和分離氣流的要求。
4、纖網定型
分絲和鋪網工序成型的無紡纖維，纖維長絲之間僅僅是簡單的物理纏結，結構尚不牢固，因而需要進行加固和定型處理，才能最終生產出高強度、低延伸的非織造布。加固定型方法有熱軋加固法、針刺加固法和水刺加固法等。
熱軋加固法：主要適用於PP等熱塑性高分子材料的纖網，原理是使聚合物纖維在熱軋機中受熱熔融，並在壓力作用下，在熱軋點/面熔合成一體，從而顯著提高纖維的強度，實現非織造布的加固定型。熱軋機由加熱剛輥和彈性輥組成，可以有點黏合和麵黏合等黏合方式，點黏合時採用帶有不同軋點形狀的刻花輥，面黏合時採用拋光剛輥。
針刺加固法：採用成排的具有三角形截面（或其他截面），且稜邊帶有倒鉤的針刺對纖網進行反覆穿刺。刺針穿刺過程中，將纖網表面層纖維強迫帶入纖網內部，並形成纏結結構，不再恢復。在纖維間的摩擦和纏結作用下，蓬鬆的纖網被壓縮，並經多次反覆穿刺後形成眾多的纏結點，最終將纖網加固定型。針刺法加固工藝主要有預刺、主刺、花紋針刺、環式針刺和管式針刺等。針刺的運動方向通常垂直於纖網，但也有向上或向下的斜刺方向，斜刺可以提高針刺深度，使產品強度有較大提高，並可改善產品的尺寸穩定性。針刺法非織造布的纖維之間為柔性纏結，因而具有較好的尺寸穩定性和彈性，良好的通透性和過濾性，手感豐滿。
水刺加固法：採用若干極細的高壓水流，高速噴射到鋪放好的纖網上，水流刺穿纖網後打在底層的輸送網上，反彈回的水流再次穿透纖網，在水刺的反覆穿透和複雜的湍流水流作用下，纖網中的纖維產生不同形式的纏結結構和大量的纏結點，從而使纖網加固定型。水刺加固法可提高紡黏無紡布的單線生產速度，該方法纏結點多，不損傷纖維，生產的無紡布強度較高、手感柔軟、並且無黏合劑。
二、熔噴法
熔噴法（melt-blowing）是將經螺桿擠出的熔體用高速高溫氣流噴吹，使熔體細流受到較高倍率拉伸而形成超細短纖維，然後堆積到凝網簾或成網滾筒上，形成連續的短纖維網，後經自黏合作用或其他加固工藝而製作無紡布。
熔噴法無紡布的加工同樣採用了熔體紡絲的方法，即由噴絲孔擠出熔體細流成形纖維。但與紡黏法不同之處在於，熔噴法採用的噴絲機頭，在其噴絲孔兩側具有特殊設計的風道（氣縫），加熱的高壓空氣從風道中吹出，對熔體細流進行高速拉伸，從而噴吹成超細的短纖維。超細短纖維經噴絲機頭下方的冷吹風冷卻後，以很高的速率噴射到帶有負壓的纖維收集裝置，主要是凝網簾或成網滾筒，形成纖網。最後，通過自黏合作用或熱黏合等方法加固定型後得到成型無紡布。
該方法可製成薄型片材，也可以製成較厚的氈狀材料。熔噴法無紡布是採用超短細纖維成形，生產線速度低，工藝流程短，但更為複雜。熔噴無紡布產品比表面大、蓬鬆度高、過渡阻力小、過濾效率高，表面覆蓋性和屏蔽性能好，但強度較低、尺寸穩定性差、耐磨性不佳，加工過程耗氣量大，能耗高。
儘管熔噴法無紡布的生產流程較紡黏法有所縮短，但其工藝過程更為複雜，影響因素較多：
1、熔體紡絲
熔噴法紡絲過程中，紡絲纖維細、加工量大、牽伸速度快，因而對於擠出噴絲的熔體具有較高的要求。為了滿足產品質量的更高要求，要求擠出熔體壓力穩定、熔體細流均勻，原料塑化完全。為了避免熔體中的雜質過多堵塞噴絲頭，影響噴絲的連續性，熔體進入熔噴模頭前需經過過濾裝置。
2、噴吹拉伸
生產過程中，加熱的高壓空氣從拉伸風道中以很高的速度吹出，對由噴絲孔擠出的熔體細流進行高速拉伸從而噴出成超細的短纖維，因此，拉伸氣流的速度和溫度對熔噴短纖維的成型和拉伸有較大影響。拉伸氣流速度越高，噴吹出的短纖維直徑越細，但流速過高會影響纖維的收集。拉伸熱空氣的溫度不可太低，要能夠使熔體保持黏流狀態。
3、纖網成型
熱空氣噴吹拉伸得到的超細短纖維，經吹風冷卻後，被吹向凝網簾或帶有網孔的輥筒等收集裝置上，凝網簾下部或多孔輥筒內部由真空抽吸裝置形成負壓，纖維被收集在凝網簾或多孔輥筒上，依靠自身黏合或加熱黏合成型。從機頭噴絲孔出口到凝網簾或多孔輥筒表面的垂直距離稱為纖網的接收距離，纖網接收距離對非織造布產品的透氣性、強度等性能有較大影響，並且還影響短纖維的拉伸比以及纖維的鋪置範圍。纖網接收距離增大，噴吹的短纖維到達收集裝置表面的時間延長，同一位置上收集到的纖維數量減少，纖網結構更加蓬鬆，因而非織造布的孔徑和孔隙率均變大，透氣性變好，過濾效果提高，手感蓬鬆，但非織造布的拉伸強度和頂破強度均有所下降。接收距離減小，纖維冷卻效果差，纖維之間易黏合，併成為捲曲團聚狀態，因而使纖網蓬鬆度降低。從外，根據接收距離對纖網結構的影響，纖網成型過程中如果採用連續改變接收距離的工藝，可生產出具有密度梯度的非織造布，可用於分級過濾的濾芯材料等。
三、複合法
為了克服熔噴法非織造布強度低、尺寸穩定性差的缺點，最早由美國Kimberlley公司開發了由兩臺或多臺熔噴機和紡黏機組成的複合非織造布生產工藝，紡黏/熔噴複合法（SM或SMS）。
SMS複合法的原理是在兩臺紡黏法非織造布成型機之間加入一臺熔噴法非織造布成型機，從而組成複合生產線，用以生產紡黏纖網和熔噴纖網互相疊層的非織造布。該工藝結合了長絲纖維纖網強度高、尺寸穩定性好的優點，以及超細短纖維網蓬鬆度高、透氣性好的優點，從而複合出綜合性能優良的非織造布，並已被廣泛用於手術衣、過濾材料等方面。
SMS複合法生產過程中，在同一條生產線上，同時具有兩個紡黏噴絲頭和一個熔噴模頭，先由第一個紡黏噴絲頭噴出長絲形成第一層纖網，為連續長纖維纖網，主要為複合非織造布提供強度和剛性，因而通過控制紡黏纖網的量，能夠調節複合非織造布的強度、柔軟性和手感；再經過熔噴模頭在上面形成第二層纖網，為熔噴超細短纖維纖網，控制噴出量可以控制複合非織造布的透氣性和過濾性能。三層纖網經過熱軋機黏合或自黏合成型SMS非織造布。由於熔噴生產效率低，要保證產品質量和性能必須犧牲紡黏線速度，可通過增加熔噴模頭數量以提高生產率。
素材來源 | 週二聚烯烴
校對/美工 | 江愛群
技術顧問 | 李德旭
文章審核 | 張娜
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