第七章非织造布案例

2005年全球非织造布产量区域分布(总计385万吨)
4% 6% 5% 31%
北美 西欧 日本 亚太地区 拉丁美洲 中东地区 其它地区
17%
8% 29%
2006年全球非织造布产量(按工艺分布)
纺粘 26% 熔喷 针刺 水刺 热粘和及化学粘 合 浆粕气流成网 29% 湿法成网
7% 11%
3%
6%
18%
需求量增长 率/%
到2030年，按美国GDP的1/3计算，中国非织造布的年产量应当达到 145万t。这时与美国的人均差距仍为2/3。但经是十分可观。
世界最大的40家非织造布生产公司
非织造产品分类
非织造材料按使用时间长短可分为：
• 用即弃材料 • 耐用型材料 非织造材料按用途可归纳为三大类： • 装饰用材料 • 服装用材料 • 产业用材料
第七章 非织造布
第一节 非织造概述
一、非织造技术是一门多学科交叉技术 非织造材料 (Nonwovens) 又称非织造布、非织布、非
织造织物、无纺织物或无纺布。非织造技术是一门源于纺
织，但又超越纺织的材料加工技术。 它结合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加 工技术，并充分结合和运用了诸多现代高新技术，如计算 机控制、信息技术、高压射流、等离子体、红外、激光技
关专家对1997年主要产品的非织造布实用量和2010年的需 求量如表3所示。
表 2010年国内非织造布需求量
主要产品
1997年用量/ 万t 2010年用量/ 万t
用即弃类 2.07 4 193.23
耐久性类 12 22.6 188.33
装饰类 3.15 4 126.98
产业用布类 7 28.12 400
加固
• 使纤网具有一定的强度而形成非织造布的工序。 • 机械加固、化学粘合和热粘合方法。 • 机械加固方法：针刺法、水刺法、缝编法。 • 化学粘合：将粘合剂、溶剂等化学材料，以乳液或 溶液形式施加到纤网中，经热处理使纤维得到粘合 而达到加固的目的。 • 热粘合是利用纤网中热塑性材料受热熔融后固化， 使纤维得到粘合而达到加固的目的。 热熔粘合和热轧粘合。
造纸
(三)世界非织造工业的发展概况 第一阶段：二十世纪40年代初-50年代中，萌芽期。针刺 非织造布，纺粘法非织造布 第二阶段：二十世纪50年代末-60年代末，商业化生产。 湿法非织造布机，水刺法生产非织造布 闪蒸法非织造布 第四阶段：90年代初至今，全球发展期。
第三阶段：二十世纪70年代初-80年代末，发展重要时期。
原料准备
• 主要为纤维或高分子聚合物、粘合剂及后整理用试剂等。
• 纤维可以是天然纤维或化学纤维。
• 干法和湿法成网用短纤维，必须经过开松、除杂、混合、加油润 滑以及喷洒静电剂。
成网
• 是将纤维形成松散的网状结构材料的工序。 • 主要有干法成网、湿法成网和聚合物挤压法成网。 • 聚合物挤压法形成的纤网通过自身粘合可形成较高的强度。
二、非织造布的定义
国家标准(GB/T5709-1997)
定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方
法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫(不包括纸、机 织物、簇绒织物，带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制
品)。所用纤维可以是天然纤维或化学纤维；可以是短纤维、长
丝或直接形成的纤维状物。 为了区别湿法非织造材料和纸，还规定了在其纤维成分中 长径比大于300的纤维占全部质量的50%以上，或长径比大于300 的纤维虽只占全部质量的30%以上但其密度小于0.4g/cm3的，属
3855
1290 990 920 655
非用即弃类
土工与建筑 电机与电子 其他 总需求
1470
270 265 935 4055
1770
345 340 1085 4920
2065
435 435 1195 5920
欧洲非织造材料发展情况
2000年产量为102.55万t，比上年增长12.7%，2001年非 织造布增长率为4.3%，2002年产量为120吨(3230万平米)，增 长率为7.8%，增长率高于北美和日本。增加产量中，主要是 水刺法非织造材料(以意大利为主)、短纤气流成网产品(以德
• 聚合物挤压成网法：指高分子聚合物经过挤压加工 形成网状结构的纤网。 • 熔喷成网：将高分子聚合物在熔融转台下高压喷出， 以极细的短纤维沉积在凝网帘或滚筒上形成纤网， 并利用自身粘合形成非织造材料。 • 膜裂成网：在聚合物挤压成膜阶段，通过机械作用， 使薄膜形成网状结构或原纤化的轻薄非织造材料。 • 静电成网：指高分子聚合物粉末等材料在静电作用 下加热熔融并抽丝形成长短、粗细不一的纤维，沉 积在成网帘上形成纤网。
2010年
30 40 25 3 30 7 农用 过滤用 国防用 建筑用 医疗卫生 包装用
2003年
7 20 4.4 4.6 28 22
2010年
10 8 5 13 25 25
运输用 防护服
土工布
9 9
7
30 12
10
体育用 绳、带、缆
绝缘隔音
6 9.5
6
6 10
8
存在问题
• 处于粗放型水平 • 工厂小且分散，产品单一 • 非织造布生产地区 • 设备机械 • 产品种类与质量
世界技术纺织品与非织造布消费量发展趋势(单位：千吨)
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2000 2005 2010
农业 建筑 工业用衣物及鞋类 土木工程 家用装饰制品 工业用过滤及清洁 医疗卫生 交通运输 工业用包装纺织品 防护工业用纺织品 运动与休闲用品
毡制品-----针刺毡、针刺垫
家蚕抽丝成锦------纺丝成网法
大麻造纸--------湿法非织造布
(二)现代非织造工艺技术发展
朝阳工业
非织造材料的发展原因：
1. 原料使用范围广，产品品种多。 2. 生产工艺过程简单。 3. 生产速度快，产量高。 4. 工艺变化多，产品用途广。
生产方法 机织 针织 非织造
非织造材料
干 法
机械加固 针刺法 化学粘合法 浸渍法 热粘合法 热熔法
聚合物挤压成网法 纺粘法 机械法
化学法
湿
园网法 化学粘合
法
斜网法 热粘合
水刺法
缝编法
喷洒法
泡沫法
热轧法
热粘合法
熔喷法
印花法
溶剂粘合法
膜裂法
世界非织造布产量发展趋势
600 500 400 300 200 100 0 1950 1970 1985 1995 2001 2005 单位：万吨
非织造布的分类： 按加工方法（成网法）分类
干法非织造布
湿法非织造布
聚合物直接成网法。
• 干法成网：指天然纤维或 化学短纤维在干态条件下 采用机械、气流、离心力 等方法形成纤网。 • 湿法成网：以水为介质， 使短纤维均匀的悬浮于水 中，并借水流作用，使纤 维沉积在透水的帘带或多 孔滚筒上，形成湿的纤网。
机型 自动有梭织布机 无梭织布机 纬编大圆机 高速经编机 缝编机 针刺机（４ｍ工作宽度） 针刺机（特宽幅） 粘合法生产线 热轧法生产线 纺丝成网法生产线 湿法生产线 高速造纸生产线
相对生产速度 1 10 28 71 90 125 360 600 1800 200~2000 2300~10000 40000~100000
(2)纤维与纤维之间在交接点相粘合的结构 (3)由化学粘合剂将纤维交接点予以固定的纤维
网架结构 外观:
布状、网状、毡状、纸状等。
3、非织造材料性能的多样性 手感刚柔性；
机械性能；
材料密度； 纤维粗细； 过滤性能； 吸收性能；
透通性……
根据非织造材料的用途，来设计材料的性能，进而选择确定 相应的工艺技术和原料。
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休闲、旅行用产品
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、非织造布与传统纺织品的结构差异 传统纺织品结构特征： 1、构成主体是纱线(或长丝) 2、经交织或编织形成规则的几何结构
机织物
针Biblioteka Baidu物
非织造布结构特征：
1、构成主体是纤维(呈单纤维状态) 2、由纤维组成网络状结构 3、必须通过化学、机械、热学等加固手段使该结构稳定和完 整。
子元件用布为1.6万吨，在耐久性产品中价值最高；土工布和
内燃机市场约6.7万吨，在耐久性产品中用量最大。
2002年-2012年美国对非织造材料的需求(百万美元)
2002年 2007年 2012年
用即弃类
生活用 医用 过滤 其他
2585
935 670 580 400
3150
1085 820 740 505
于非织造材料，反之为纸。
• 日本 • 应用除织造（包括针织）以外的其他方法，使纤维组成布状材料。 • 不排除部分用纱，只强调不织，故日本译为“不织布”。
三、非织造基本原理
不同的非织造工艺技术具有各自对应的工艺原理。 但从宏观上来说，非织造技术的基本原理是一致的， 可用其工艺过程来描述，一般可分为以下四个过程： (1)原料准备；(2)成网；(3)加固；(4)后整理。
国为主)以及揩拭布，以及SMS工艺。在产品的最终用途上，
卫材所占市场份额最大约32.8%,计39.05吨 欧洲非织造业共有130多家公司，雇员约1.6万名。德国
和意大利的产量总和接近欧洲非织造材料总产量的一半。
中国非织造材料工业的发展概况
中国非织造布研究和生产始于1958年，发展至2003年，生产企业 已超过1000家，现有纺粘、熔喷、水刺、针刺、热粘合以及化学粘合 法等各类非织造布专业生产线接近2100条，年生产能力超过130万吨， 2003年非织造材料产量达到83.64万吨。
术等。非织造技术正在成为提供新型纤维状材料的一种必
不可少的重要手段，是新兴的材料工业分支，无论在航天 技术、环保治理、农业技术、医用保健或是人们的日常生
活等许多领域，非织造新材料已成为一种愈来愈广泛的重
要产品。非织造产业被誉为纺织工业中的“朝阳工业”。
非织造布的发展简史
(一)非织造材料的起源
非织造材料的起源可追溯到几千年前的中国古代。
北美非织造布发展情况
2000年产量按面积计为214亿m2，其中用即弃产品占 82%，耐用型占18%；按产值计为38亿，用即弃产品占60%， 耐用型占40%；按重量计为95.28万t，用即弃产品占60%，耐 用型占40%。
2001年产量为120吨，比上年增长4％，产值约41亿USD，
其中用即弃占2/3，卫生用品约24.4万吨，其次是揩布，约 12.2吨，过滤材料10.8万吨。耐久性产品约34.6万吨，其中电
非织造布的主要用途有： 医用卫 生非织造材料；服装用非织造材料； 日常生活用非织造材料；工业用非织 造材料；农业用非织造材料；国防用
非织造材料等。
个人卫生产品
医疗保健产品
家用装饰产品
居家用产品
农用材料
车用材料
车用材料
过滤材料
过滤材料
电器电子行业用材
包装材料
服用产品
鞋帽仿皮革材料
织造材料的结构模型
理想结构模型
点状结构模型
片状结构模型
团状结构模型
非织造布的特点 1、介于传统纺织品、塑料、皮革和纸四大柔性材料之间的材料。
非织造布的外观、结构多样性
结构： 纤维排列 (1)纤维呈二维排列的单层薄网几何结构 (2)纤维呈三维排列的网络几何结构
纤维结合
(1)纤维与纤维缠绕而形成的纤维网架结构
2006年中国大陆非织造加工工艺比例
15.54% 0.72%
0.00% 31.97%
纺粘 水刺 熔喷 热粘合
27.50%
4.30% 1.79% 3.83% 14.35%
浆粕气流成 网 针刺 湿法 化学粘合
中国产业用纺织品2003年产量数与2010年 (单位：万吨)
2003年
骨架材料 蓬帆布 渔业用 造纸用 合成革基布 工业用毡瓦 23 35 22 1.5 31.5 7.4