第一章概述（干法非織造布）

§1-1干法非織造布的分類§1-2干法非織造用纖維及其主要性能§1-3干法非織造工藝特點§1-4干法非織造布的發展一、干法非織造布分類干法非織造布短纖梳理成網的方法雖然聚合物紡絲成網比重在增大，但干法依舊占60%-80%的比重產品品種多，應用范圍廣干法非織造布的分類按照加固方法分為三類：機械加固法針刺法、水刺法、縫編法、氈縮法化學粘合加固法噴灑法、飽和浸漬法、泡沫浸漬法、印花法、溶劑法熱粘合加固法：熱軋粘合法、熱風粘合法、超聲波粘合法一、纖維作為非織造材料的主體成分在粘合法非織造材料、針刺法非織造材料、水刺法非織造材料、紡絲成網法等非織造材料中，纖維以網狀構成非織造材料的主體，纖維在這些非織造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。

纖維在非織造材料中的作用二、纖維作為非織造材料的纏結成分

在針刺法非織造材料、水刺法非織造材料以及無紗線纖網型縫編法非織造材料中，部分纖維以纖維束鍥柱形式或線圈狀結構起加固纖網的作用。纖維在非織造材料中的作用三、纖維作為非織造材料的粘合成分在大多數熱粘合非織造材料中，加入纖網的熱熔性纖維在熱粘合時全部或部分熔融，形成纖網中的熱熔粘合加固成分。

在溶劑粘合法非織造材料中，部分纖維在溶劑作用下溶解或膨潤，起到與其它纖維相互粘合的作用。纖維在非織造材料中的作用四、纖維既作非織造材料的主體，同時又作非織造材料的熱熔粘合成分

纖維在非織造材料中的作用

在雙組份纖維熱熔粘合法非織造材料中，雙組份纖維的高熔點組份(通常為芯)作為非織造材料的主體，低熔點組份(通常為殼)在纖維交叉處熔融粘結，由此，雙組份纖維既作非織造材料的主體，同時又作非織造材料的熱熔粘合成分。

一、天然纖維與化學纖維的比較：

多數化學纖維的物理機械性能高于天然纖維。天然纖維和部分化學纖維具有可降解性。化學纖維含雜少，可簡化纖維準備工序。差別化、功能性的化學纖維可滿足非織造材料的特殊要求。化學纖維細度、長度的一致性較好，并可按非織造生產工藝的要求進行控制。纖維選用的原則纖維原料對非織造材料性能的影響纖維類型積極作用消極作用聚酯變形回復性良好，熱定型性良好，耐磨性強，彈性高，干濕強度高，快干，電絕緣性強。起球傾向大，易產生靜電荷積聚，不耐堿。聚丙烯耐磨性好，變形回復性好，耐腐蝕性強，耐化學性好，防霉，價廉，比重小。易老化，不吸濕，染色困難。聚酰胺干、濕強度高、耐沾污性好，快干，彈性高、耐磨性強。耐光度差，起球傾向大，不耐酸。聚乙烯醇有一定吸濕性，耐磨性強，強度高，耐堿性較強。染色較困難聚丙烯腈彈性強，手感柔軟，蓬松度好，日曬牢度高，耐磨性強，耐化學性強，保暖性強。易起球粘膠纖維干強度高，懸垂性優良，吸濕性強，不起球，易清潔。濕強度低棉耐磨性較強，干、濕強度較高，手感柔軟，易粘合，吸濕性好。彈性差，變形回復性差，易折皺，纖維均勻性差。羊毛蓬松度高，彈性強，手感柔軟，保暖性強，吸濕性強。有起球現象，耐磨性差。二、纖維選用的原則

(一)非織造材料的性能要求如強度、工作溫度、老化性能、耐化學品性能、顏色等。(二)工藝與設備的適應性包括氣流成網、梳理機、熱粘合工藝等。纖維靜電電位序列：羊毛、聚酰胺、粘膠、棉、絲、醋酸纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚氯乙烯纖維、聚乙烯纖維、聚四氟乙烯纖維。靜電電位差別大的纖維相混，可減少靜電。(三)產品的成本采用價值工程原理，以最小的成本實現產品的功能。三、按非織造材料的用途選擇纖維原料

服裝襯：聚酯，聚酰胺，粘膠保暖絮片：聚酯(中空，三維卷曲)，聚丙烯腈服裝面料：聚酯人造毛皮：聚丙烯腈毛毯：羊毛，聚丙烯腈窗簾：聚酯地毯：聚酯，聚丙烯，聚酰胺墻布：聚酯衛生巾和尿片包覆布：聚丙烯，ES纖維，棉手術衣：聚丙烯，木漿纖維，粘膠繃帶和敷料：棉，粘膠合成革基布：聚酯，聚酰胺內底革：聚酯，粘膠，聚氯乙烯纖維土工合成材料：聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚乙烯醇過濾材料：聚酯，聚丙烯，棉，耐高溫纖維等吸油材料：聚丙烯，天然秸桿材料電器絕緣材料：聚酯，聚丙烯隔音材料：聚丙烯，聚乙烯醇，廢纖維隔熱材料：棉，粘膠，麻纖維，廢纖維包裝材料：聚乙烯，廢纖維，聚酯，聚酰胺拋光材料：聚酰胺，麻纖維書籍布：聚酯，聚酰胺，聚乙烯造紙毛毯：聚酰胺，羊毛纖維一般分為以下三大類：(1)天然纖維

包括棉、木棉、椰殼纖維、甲殼質纖維、海藻纖維、苧麻、黃麻、亞麻、羊毛、絲等。(2)化學纖維

包括粘膠、聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈及其它纖維。(3)無機纖維

包括玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、石棉纖維等。非織造常用纖維

一、聚丙烯纖維定義：由聚丙烯熔融紡絲制得，又稱丙綸，簡寫為PP。性能：斷裂強度2.6~5.7cN/dtex，斷裂伸長20~80%，初始模量18~35cN/dtex，密度為0.90~0.91g/cm3(相當聚酰胺的80%，聚酯的70%)，軟化點140~150℃，熔點163~175℃左右，制成產品后比較厚實，干和濕強度好，耐磨性好，不起球，變形回復性好，耐化學品好，耐霉性好，絕緣性好，吸濕性極低，無毒性，表面虹吸作用強，不耐日曬。用途較廣，如土工合成材料、地毯、手術衣、手術罩布、嬰兒尿片和婦女衛生巾包覆材料、吸油材料、過濾材料、保暖材料、隔音材料、揩布等。非織造常用纖維

二、聚酯纖維定義：化學名稱為聚對苯二甲酸乙二酯，又稱滌綸，簡寫為PET或PES。性能：斷裂強度4.2~5.7cN/dtex，斷裂伸長35~50%，初始模量22~44cN/dtex，密度為1.38g/cm3，軟化點235~240℃，熔點256℃左右，變形回復性好，耐磨性好，彈性好，強力高，絕緣性好，易起球，易產生靜電，耐酸不耐強堿，老化性能較好。非織造工藝中常用截面為圓形、三角形、扁帶形、中空圓形等，通常適用于絕緣材料、保暖絮片、墻布、服裝襯基布、屋頂防水材料、土工合成材料等。高收縮聚酯纖維三、聚酰胺纖維定義：通常由聚酰胺6熔融紡絲制得，又稱尼龍纖維，簡寫為PA。性能：斷裂強度3.8~6.2cN/dtex，斷裂伸長25~60%，濕態斷裂強度3.2~5.5cN/dtex，濕態斷裂伸長27~63%，初始模量7~26cN/dtex，密度為1.14g/cm3，軟化點180℃，熔點220℃左右，綜合性能良好，彈性好，懸垂性好，價格高，易起球起毛，耐日曬牢度差，耐堿不耐強酸，摩擦系數大。主要用于服裝襯基布、造紙毛毯、地毯、合成革基布、拋光材料等。四、聚乙烯醇纖維定義：濕紡制得的聚乙烯醇縮甲醛纖維，又稱維綸。性能：斷裂強度4.0~5.7cN/dtex，斷裂伸長12~26%，濕態斷裂強度2.8~4.6cN/dtex，濕態斷裂伸長12~26%，初始模量22~62cN/dtex，密度為1.26~1.30g/cm3，干態軟化點220~230℃，水中軟化點110℃左右，干強好，濕強低，耐磨性好，耐堿性好，吸濕性較好，彈性較差，染色較困難，不耐強酸。與聚丙烯纖維混和后可生產土工合成材料，水溶性纖維可用于繡花基布、用即棄材料等。五、聚丙烯腈纖維定義：由丙烯腈和其它單體共聚而成，濕紡或干紡成形。性能：斷裂強度2.5~4.0cN/dtex，斷裂伸長25~50%，濕態斷裂強度1.9~5.5cN/dtex，濕態斷裂伸長25~60%，初始模量22~55cN/dtex，密度為1.17g/cm3，軟化點190~240℃，分解點280~300℃，強力較高，彈性好，耐光性好，染色性好，蓬松性較好，易起毛起球，耐磨性較差。主要用于生產保暖絮片、人造毛皮、毛毯等。六、棉纖維性能：纖維細度一般為1~2dtex，長度為25~36mm，斷裂強度2.6~4.3cN/dtex，斷裂伸長7~12%，濕態斷裂強度2.9~5.6cN/dtex，初始模量60~82cN/dtex，分解點150℃，截面為中空腎狀，縱向自然卷曲，吸濕性很好，濕強力比干強力高10%左右。棉纖維含有較多的雜質，除雜脫漂后可用于醫衛非織造材料，白度應大于80%，殘硫量應小于8mg/100g。七、粘膠纖維定義：由纖維素組成，濕紡成形，簡寫為VIS。性能：

斷裂強度2.2~2.7cN/dtex，斷裂伸長16~22%，濕態斷裂強度1.2~1.8cN/dtex，濕態斷裂伸長21~29%，初始模量26~62cN/dtex，密度為1.5~1.52g/cm3，分解點150℃，強力較低，吸濕性良好，不起球，濕強力更低，耐磨性差，彈性較差，手感較差。粘膠纖維已開發出許多新品種，如高卷曲、高濕強、高吸濕等，常用于醫衛材料，和其它纖維混和后用于服裝襯基布、合成革基布、食品過濾材料等。奧地利Lenzing公司粘膠纖維生產流程八、麻纖維苧麻纖維性能：纖維細長，斷裂強度4.9~5.7cN/dtex，斷裂伸長1.5~2.3%，濕態斷裂強度5.1~6.8cN/dtex，濕態斷裂伸長2.0~2.4%，初始模量176~220cN/dtex，吸濕性很好，剛性好，硬挺性好，但抱合力較小。主要用于生產地毯基布、拋光材料、襯里和建筑用隔音隔熱材料等。黃麻纖維大麻纖維九、羊毛纖維

性能：斷裂強度0.9~1.5cN/dtex，斷裂伸長25~35%，濕態斷裂強度0.67~1.43cN/dtex，濕態斷裂伸長25~50%，初始模量8.5~22cN/dtex，分解點135℃，天然卷曲，彈性好，手感豐滿，保暖性好，吸濕性強，光澤柔和，染色性好，具有獨特的縮絨性，但價格高。主要用于生產高級地毯、造紙毛毯等。十、Lyocell纖維

采用溶劑法生產的一種新型的纖維素纖維，纖維素直接溶解在有機溶劑中，經過濾、脫泡等工序后擠壓紡絲，凝固后成為纖維素纖維，具有完整的圓形截面和光滑的表面結構，具有較高的聚合度。

Lyocell纖維既具有纖維素的優點，如吸濕性、抗靜電性和染色性，又具有普通合成纖維的強力和韌性。其干強達到4.2cN/dtex，與普通聚酯纖維相近，濕強僅比干強低15%左右，仍保持較高的強度。該纖維生產時不污染環境，自身可生物降解，故可稱為“綠色纖維”。Lyocell纖維的性能對比

Lyocell纖維非織造材料的性能對比。十一、椰殼纖維長度為15~33cm，直徑為0.05~0.3mm，剛度大，彈性好。采用針刺工藝可以加工成用于沙發、汽車座墊及彈簧軟墊、厚床墊、運動墊的填料。十二、蠶絲具有良好的伸長、彈性和吸濕性，細而柔軟、平滑、光澤好等優點。非織造工業中僅用其絲絹下腳料生產一些特殊的濕法和水刺非織造材料。十三、廢纖維包括棉紡廠的皮輥花、粗紗頭、梳棉抄斬花、精梳落棉、短絨，毛紡廠的落毛、精梳短毛，麻紡廠的苧麻落麻以及化纖廠的廢絲、再紡纖維等，還包括服裝裁剪邊角料與舊衣等進行布開花處理形成的廢纖維。廢纖維主要用于填料、包裝材料、隔音隔熱材料、絮墊等產品。一、可溶性粘結纖維可溶性粘結纖維在熱水或水蒸汽中產生軟化、熔融現象，干燥后使纖網內纖維之間粘合。該類纖維通常由多種聚合物共聚而成，如日本開發的EfpakalL90纖維為50%聚氯乙烯與50%聚乙烯醇共聚，在90℃熱水中聚乙烯醇部分溶解，而聚氯乙烯部分軟化、粘合。德國Enka公司的N40纖維為共聚酰胺，在過熱蒸汽或190℃干燥熱風中可熔融。非織造用特種纖維

二、熱熔粘結纖維熔融紡絲制成的合成纖維均可作為熱熔粘結纖維用于熱粘合法非織造材料的生產。但某些纖維的熔點較高，生產能耗大，熱收縮大，不適合作熱熔粘結纖維。由此國內外先后開發了一些低熔點的熱熔粘結纖維。對低熔點的熱熔粘結纖維的要求：熔點低軟化溫度范圍大熱收縮小纖維類別粘合溫度℃纖維類別粘合溫度℃低密度聚乙烯85～115Kodel410(Eastman)85～170高密度聚乙烯126～135Dacron927,923,920(Dupont)160～180聚丙烯140～170Unitika2000,3300,4000110～200聚氯乙烯115～160HeterofilPA(ICI)雙組份220～230共聚酰胺110～140Trevira813(Hoechst)210～225聚酰胺6170～225HeterofilPES(ICI)雙組份170～230聚酰胺66220～260ESFaser(Chisso)雙組份120～150聚酯230～260Unitika2080,3380,4080雙組份110～200常用熱熔纖維及其粘合溫度

三、雙組份纖維雙組份纖維又稱復合纖維，采用兩種聚合物同時通過復合紡絲孔成形。常見結構形式有4種：并列式(sidebyside)芯殼式(mantle/core)非連續纖維芯殼式(shortfibresinamatrix)長絲芯殼式(fibresofunlimitedlength)非織造工藝中使用的雙組份纖維有ES纖維、海島型纖維和桔瓣型纖維。ES纖維是一種性能優異的熱熔粘結纖維，在纖網中既作主體纖維，又作粘合纖維，由日本Chisso公司開發，國內已有生產。海島型纖維和桔瓣型纖維經化學或機械的方法可形成超細纖維。

ES纖維由聚丙烯和高密度聚乙烯復合而成，其中高密度聚乙烯作為熱熔粘結成分，有芯殼式和并列式兩種結構，常用結構為芯殼式，主要性能如下：細度1.5d組份分離特性不可分離斷裂強度2.5~3.5g/d斷裂伸長40~120%卷曲度0.1~13轉/英寸含濕率＜1%(RH60%，20℃)軟化點110~120℃(HDPE)/150~160℃(PP)熔點130℃(HDPE)/163℃(PP)熱收縮率＜5%

熱熔粘合非織造材料采用ES纖維的優點為：改善非織造材料的結構，纖網內纖維交接點產生有效、均勻的粘合作用非織造材料強力高熱熔粘合的溫度范圍寬，生產過程容易控制產品手感柔軟能耗低，生產率高ES纖維生產的非織造材料的用途種類單位面積質量(g/m2)密度(g/cm3)用途熱軋、熱熔薄型10～500.23～0.27尿布、衛生巾面料，包裝材料，濕巾熱熔50～10000.02～0.2絮片，過濾材料，吸油氈，土工布，農業豐收布，汽車地毯針刺熱熔100～20000.07～0.32濕法10～2000.2～0.4尿布面料，揩布，濕巾模壓法－0.07～0.32帽料，成型過濾材料，排水材料

熱熔粘合時，纖網中的ES纖維含量必須超過50%，薄型產品可采用100%的ES纖維。5075100熱熔纖維含量(%)7050250其它纖維含量(%)8642斷裂強度(kg/5cm)聚乙烯與PETPP與PETES與PETES與PPES與VIS四、超細纖維

超細纖維通常是指纖維細度在0.44dtex(0.4d)以下的纖維。超細纖維生產方法主要有：采用復合紡絲技術先制得雙組份復合纖維，通常為海島型纖維和桔瓣型纖維，然后分離雙組份，形成超細纖維。對于海島型纖維，采用溶解法溶去“海”組份，留下的“島”組份即為超細纖維，細度可達到：0.0011~0.11dtex(0.001~0.1d)對于桔瓣型纖維，可采用機械方法分離兩組份，分離后兩組份均為超細纖維，細度可達到：0.11~0.44dtex(0.1~0.4d)

桔瓣型纖維也可采用堿減量處理方法，其中一個組份(通常是聚酯)被溶去。采用熔噴非織造技術，直接得到由超細纖維構成的非織造材料，平均纖維直徑為2~5μm。桔瓣型纖維機械分裂桔瓣型纖維堿減量處理桔瓣型纖維海島型纖維堿減量處理海島型纖維五、高性能纖維具有高性能的特種纖維，如碳纖維、芳綸等。芳綸1313，商品名Nomex，強度4.84cN/dtex，模量132cN/dtex，斷裂伸長17%，最高使用溫度204℃。芳綸1414，商品名Kevlar，強度19.36cN/dtex，模量440cN/dtex，斷裂伸長4%，最高使用溫度232℃。聚苯并咪唑纖維，商品名PBI，強度4.27cN/dtex，模量137cN/dtex，斷裂伸長10%，最高使用溫度560℃。聚砜酰胺纖維，商品名芳砜綸，強度3.8cN/dtex，模量54cN/dtex，斷裂伸長17%，最高使用溫度200℃。聚四氟乙烯纖維，商品名氟綸，強度1.75cN/dtex，模量13.2cN/dtex，斷裂伸長25%，最高使用溫度280℃。碳纖維(PAN)，強度1961~7061N/mm2，模量226~686kN/mm2，斷裂伸長25%，熔點或分解點為2000～3500℃。六、功能性纖維與高性能纖維不同之處是，高性能纖維強調耐高溫、熱穩定性以及高強度等性能，而功能性纖維強調使用功能，如：導電抗紫外線抗菌除臭吸收太陽能具有抗菌性能無抗菌性能七、無機纖維(一)玻璃纖維圓截面，最大直徑為18μm，實際應用主要為8～12μm，相當于1.2~2.8dtex。生產超細過濾材料時，可采用1～3μm的玻璃纖維。玻璃纖維表面光滑，剛性大，易斷，碎屑會引起人體皮膚過敏，因此要注意生產勞動保護。玻璃纖維非織造材料常用于過濾材料、隔音材料、絕熱材料以及復合材料的基材等。玻璃纖維纖網結構成網不均的玻璃纖維纖網結構纖維細度的比較

纖維素纖維玻璃纖維熔噴纖維玻璃纖維非織造材料的過濾效率熔噴非織造材料的過濾效率梳理成網非織造材料的過濾效率纖維素纖維非織造材料的過濾效率(二)陶瓷纖維即硅酸鹽纖維，其特點是強力高，具有優良的耐熱性，耐化學性，較柔軟，有可紡性。目前已商業化生產的陶瓷纖維主要有碳化硅(SiC)和Si-Ti-C-O兩種。陶瓷纖維梳理成網比較困難，通常采用濕法成網＋針刺或水刺等方法加固。(三)金屬纖維由金屬棒拉伸而成，生產成本極高。常用碳鋼纖維的直徑為75～250μm。

不銹鋼纖維制成的非織造材料可用作耐高溫過濾材料。纖網中混入少量的金屬纖維(占纖維總重的0.5～1.0%)，可獲得永久的抗靜電效果。不銹鋼纖維氈與不銹鋼粉末燒結材料、青銅粉末燒結材料的結構比較

青銅粉末燒結材料

不銹鋼纖維氈

不銹鋼粉末燒結材料

不銹鋼纖維氈的性能導電性耐高溫耐腐蝕高溫過濾防靜電電磁屏蔽八、木漿纖維木漿纖維系來自木材的天然纖維素纖維。70年代初美國首先利用木漿纖維中的絨毛漿短纖維制造一次性衛生用品(婦女衛生巾、嬰兒尿片)，因吸濕性良好和成本較低，產量急劇上升。干法造紙和水刺非織造工藝近年來發展迅速，也采用了大量的木漿纖維。木漿纖維的原料為原木，其中含有43～45％的纖維素，27～30％半纖維素，20～28％木質素與3～5％的天然可提取物。絨毛漿纖維與造紙用木漿纖維的主要差別：絨毛漿纖維平均長度為2mm，造紙用木漿纖維平均長度為1mm。造紙用木漿纖維中可提取物的殘留量較大，影響其吸濕性。造紙用木漿纖維通常含水率較大，而且濕度變化較大，由此造成相應的非織造工藝不穩定。九、卷曲中空纖維軸向有管狀空腔的化學纖維稱為中