第七章 非織造布

第七章非織造布一、非織造技術是一門多學科交叉技術

非織造材料(Nonwovens)又稱非織造布、非織布、非織造織物、無紡織物或無紡布。非織造技術是一門源于紡織，但又超越紡織的材料加工技術。

它結合了紡織、造紙、皮革和塑料四大柔性材料加工技術，并充分結合和運用了諸多現(xiàn)代高新技術，如計算機控制、信息技術、高壓射流、等離子體、紅外、激光技術等。非織造技術正在成為提供新型纖維狀材料的一種必不可少的重要手段，是新興的材料工業(yè)分支，無論在航天技術、環(huán)保治理、農(nóng)業(yè)技術、醫(yī)用保健或是人們的日常生活等許多領域，非織造新材料已成為一種愈來愈廣泛的重要產(chǎn)品。非織造產(chǎn)業(yè)被譽為紡織工業(yè)中的“朝陽工業(yè)”。

第一節(jié)非織造概述非織造布的發(fā)展簡史(一)非織造材料的起源非織造材料的起源可追溯到幾千年前的中國古代。氈制品-----針刺氈、針刺墊家蠶抽絲成錦------紡絲成網(wǎng)法

大麻造紙--------濕法非織造布(二)現(xiàn)代非織造工藝技術發(fā)展

朝陽工業(yè)非織造材料的發(fā)展原因：1.原料使用范圍廣，產(chǎn)品品種多。2.生產(chǎn)工藝過程簡單。3.生產(chǎn)速度快，產(chǎn)量高。4.工藝變化多，產(chǎn)品用途廣。生產(chǎn)方法機型相對生產(chǎn)速度機織針織非織造造紙自動有梭織布機無梭織布機緯編大圓機高速經(jīng)編機縫編機針刺機（４ｍ工作寬度）針刺機（特寬幅）粘合法生產(chǎn)線熱軋法生產(chǎn)線紡絲成網(wǎng)法生產(chǎn)線濕法生產(chǎn)線高速造紙生產(chǎn)線1102871901253606001800200~20002300~1000040000~100000(三)世界非織造工業(yè)的發(fā)展概況第一階段：二十世紀40年代初-50年代中，萌芽期。針刺非織造布，紡粘法非織造布第二階段：二十世紀50年代末-60年代末，商業(yè)化生產(chǎn)。濕法非織造布機，水刺法生產(chǎn)非織造布第三階段：二十世紀70年代初-80年代末，發(fā)展重要時期。閃蒸法非織造布第四階段：90年代初至今，全球發(fā)展期。二、非織造布的定義國家標準(GB/T5709-1997)

定向或隨機排列的纖維通過摩擦、抱合或粘合或者這些方法的組合而相互結合制成的片狀物、纖網(wǎng)或絮墊(不包括紙、機織物、簇絨織物，帶有縫編紗線的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品)。所用纖維可以是天然纖維或化學纖維；可以是短纖維、長絲或直接形成的纖維狀物。為了區(qū)別濕法非織造材料和紙，還規(guī)定了在其纖維成分中長徑比大于300的纖維占全部質量的50%以上，或長徑比大于300的纖維雖只占全部質量的30%以上但其密度小于0.4g/cm3的，屬于非織造材料，反之為紙。日本應用除織造（包括針織）以外的其他方法，使纖維組成布狀材料。不排除部分用紗，只強調不織，故日本譯為“不織布”。三、非織造基本原理

不同的非織造工藝技術具有各自對應的工藝原理。但從宏觀上來說，非織造技術的基本原理是一致的，可用其工藝過程來描述，一般可分為以下四個過程：(1)原料準備；(2)成網(wǎng)；(3)加固；(4)后整理。原料準備主要為纖維或高分子聚合物、粘合劑及后整理用試劑等。纖維可以是天然纖維或化學纖維。干法和濕法成網(wǎng)用短纖維，必須經(jīng)過開松、除雜、混合、加油潤滑以及噴灑靜電劑。成網(wǎng)是將纖維形成松散的網(wǎng)狀結構材料的工序。主要有干法成網(wǎng)、濕法成網(wǎng)和聚合物擠壓法成網(wǎng)。聚合物擠壓法形成的纖網(wǎng)通過自身粘合可形成較高的強度。加固使纖網(wǎng)具有一定的強度而形成非織造布的工序。機械加固、化學粘合和熱粘合方法。機械加固方法：針刺法、水刺法、縫編法?；瘜W粘合：將粘合劑、溶劑等化學材料，以乳液或溶液形式施加到纖網(wǎng)中，經(jīng)熱處理使纖維得到粘合而達到加固的目的。熱粘合是利用纖網(wǎng)中熱塑性材料受熱熔融后固化，使纖維得到粘合而達到加固的目的。熱熔粘合和熱軋粘合。非織造布的分類：

按加工方法（成網(wǎng)法）分類干法非織造布濕法非織造布聚合物直接成網(wǎng)法。干法成網(wǎng)：指天然纖維或化學短纖維在干態(tài)條件下采用機械、氣流、離心力等方法形成纖網(wǎng)。濕法成網(wǎng)：以水為介質，使短纖維均勻的懸浮于水中，并借水流作用，使纖維沉積在透水的簾帶或多孔滾筒上，形成濕的纖網(wǎng)。聚合物擠壓成網(wǎng)法：指高分子聚合物經(jīng)過擠壓加工形成網(wǎng)狀結構的纖網(wǎng)。熔噴成網(wǎng)：將高分子聚合物在熔融轉臺下高壓噴出，以極細的短纖維沉積在凝網(wǎng)簾或滾筒上形成纖網(wǎng)，并利用自身粘合形成非織造材料。膜裂成網(wǎng)：在聚合物擠壓成膜階段，通過機械作用，使薄膜形成網(wǎng)狀結構或原纖化的輕薄非織造材料。靜電成網(wǎng)：指高分子聚合物粉末等材料在靜電作用下加熱熔融并抽絲形成長短、粗細不一的纖維，沉積在成網(wǎng)簾上形成纖網(wǎng)。世界非織造布產(chǎn)量發(fā)展趨勢2005年全球非織造布產(chǎn)量區(qū)域分布(總計385萬噸)2006年全球非織造布產(chǎn)量(按工藝分布)世界技術紡織品與非織造布消費量發(fā)展趨勢(單位：千噸)北美非織造布發(fā)展情況

2000年產(chǎn)量按面積計為214億m2，其中用即棄產(chǎn)品占82%，耐用型占18%；按產(chǎn)值計為38億，用即棄產(chǎn)品占60%，耐用型占40%；按重量計為95.28萬t，用即棄產(chǎn)品占60%，耐用型占40%。2001年產(chǎn)量為120噸，比上年增長4％，產(chǎn)值約41億USD，其中用即棄占2/3，衛(wèi)生用品約24.4萬噸，其次是揩布，約12.2噸，過濾材料10.8萬噸。耐久性產(chǎn)品約34.6萬噸，其中電子元件用布為1.6萬噸，在耐久性產(chǎn)品中價值最高；土工布和內燃機市場約6.7萬噸，在耐久性產(chǎn)品中用量最大。

2002年-2012年美國對非織造材料的需求(百萬美元)2002年2007年2012年用即棄類258531503855生活用93510851290醫(yī)用670820990過濾580740920其他400505655非用即棄類147017702065土工與建筑270345435電機與電子265340435其他93510851195總需求405549205920歐洲非織造材料發(fā)展情況2000年產(chǎn)量為102.55萬t，比上年增長12.7%，2001年非織造布增長率為4.3%，2002年產(chǎn)量為120噸(3230萬平米)，增長率為7.8%，增長率高于北美和日本。增加產(chǎn)量中，主要是水刺法非織造材料(以意大利為主)、短纖氣流成網(wǎng)產(chǎn)品(以德國為主)以及揩拭布，以及SMS工藝。在產(chǎn)品的最終用途上，衛(wèi)材所占市場份額最大約32.8%,計39.05噸歐洲非織造業(yè)共有130多家公司，雇員約1.6萬名。德國和意大利的產(chǎn)量總和接近歐洲非織造材料總產(chǎn)量的一半。中國非織造材料工業(yè)的發(fā)展概況中國非織造布研究和生產(chǎn)始于1958年，發(fā)展至2003年，生產(chǎn)企業(yè)已超過1000家，現(xiàn)有紡粘、熔噴、水刺、針刺、熱粘合以及化學粘合法等各類非織造布專業(yè)生產(chǎn)線接近2100條，年生產(chǎn)能力超過130萬噸，2003年非織造材料產(chǎn)量達到83.64萬噸。

2006年中國大陸非織造加工工藝比例中國產(chǎn)業(yè)用紡織品2003年產(chǎn)量數(shù)與2010年(單位：萬噸)2003年2010年2003年2010年骨架材料2330農(nóng)用710蓬帆布3540過濾用208漁業(yè)用2225國防用4.45造紙用1.53建筑用4.613合成革基布31.530醫(yī)療衛(wèi)生2825工業(yè)用氈瓦7.47包裝用2225運輸用930體育用66防護服912繩、帶、纜9.510土工布710絕緣隔音68存在問題處于粗放型水平工廠小且分散，產(chǎn)品單一非織造布生產(chǎn)地區(qū)設備機械產(chǎn)品種類與質量關專家對1997年主要產(chǎn)品的非織造布實用量和2010年的需求量如表3所示。

表2010年國內非織造布需求量主要產(chǎn)品用即棄類耐久性類裝飾類產(chǎn)業(yè)用布類1997年用量/萬t2.07123.1572010年用量/萬t422.6428.12需求量增長率/%193.23188.33126.98400到2030年，按美國GDP的1/3計算，中國非織造布的年產(chǎn)量應當達到145萬t。這時與美國的人均差距仍為2/3。但經(jīng)是十分可觀。世界最大的40家非織造布生產(chǎn)公司非織造產(chǎn)品分類非織造材料按使用時間長短可分為：用即棄材料耐用型材料非織造材料按用途可歸納為三大類：裝飾用材料服裝用材料產(chǎn)業(yè)用材料

非織造布的主要用途有：

醫(yī)用衛(wèi)生非織造材料；服裝用非織造材料；日常生活用非織造材料；工業(yè)用非織造材料；農(nóng)業(yè)用非織造材料；國防用非織造材料等。個人衛(wèi)生產(chǎn)品醫(yī)療保健產(chǎn)品家用裝飾產(chǎn)品居家用產(chǎn)品農(nóng)用材料車用材料車用材料過濾材料過濾材料電器電子行業(yè)用材包裝材料服用產(chǎn)品鞋帽仿皮革材料休閑、旅行用產(chǎn)品建筑用材料土工合成材料未使用土工合成材料使用土工合成材料土工合成材料土工合成材料四、非織造布與傳統(tǒng)紡織品的結構差異傳統(tǒng)紡織品結構特征：1、構成主體是紗線(或長絲)2、經(jīng)交織或編織形成規(guī)則的幾何結構

機織物針織物

非織造布結構特征：

1、構成主體是纖維(呈單纖維狀態(tài))

2、由纖維組成網(wǎng)絡狀結構

3、必須通過化學、機械、熱學等加固手段使該結構穩(wěn)定和完整。織造材料的結構模型理想結構模型點狀結構模型片狀結構模型團狀結構模型非織造布的特點

1、介于傳統(tǒng)紡織品、塑料、皮革和紙四大柔性材料之間的材料。

非織造布的外觀、結構多樣性結構：纖維排列(1)纖維呈二維排列的單層薄網(wǎng)幾何結構(2)纖維呈三維排列的網(wǎng)絡幾何結構纖維結合(1)纖維與纖維纏繞而