非織造布的生產路線
非織造布（Nonwoven 或稱不織布，無紡布）的生產有兩種截然不同的路線，取決於它們是由短纖維還是擠出聚合物樹脂製成。所採用的生產路線決定了最終織物的特性及其適用領域。
用於生產短纖維非織造布的技術，許多源自紡織業或造紙業，已經過數十年的發展和改進。最常見的是，乾法成網非織造布中使用的短纖維，從棉包送入梳理機，通過一系列齒輥進行解纏和混合，以獲得均勻的纖網。最早的乾法成網系統的開發很大程度上借鑒了中世紀以來使用的基本氈合工藝。在許多乾法成網工藝中，纖網還會經過交叉鋪網——這是一種分層和壓縮過程，旨在增加纖網的蓬鬆度和體積。
氣流成網 (airlaying) 技術同樣涉及乾態下纖維 (drylaid) 的處理，是一種源自造紙業的工藝技術。它將木漿或合成纖維（或兩者的混合物）製成的柔軟、隨機鋪放的纖維轉化為堅固且吸水性強的纖網，並通過氣流而非水平輸送帶運輸，以改善纖維的混合和纖網的蓬鬆度。另一種源自造紙業的常見生產路線是濕法成網(wetlaying) 工藝，其中非織造布由專門設計的機器製造，用於處理懸浮在液體中的短纖維。
紡熔 (spunmelt) 非織造布
相比之下，紡粘 (spunbond) 和熔噴 (meltblown) 非織造布（以及兩者的常見組合）是使用為塑料擠出開發的機器製造的，因此纖維結構是從熔融長絲同時形成並處理的。在基本的紡粘系統中，合成長絲片材直接從聚合物顆粒擠出到輸送帶上，形成隨機取向的纖網，整個過程連續進行。大多數早期的紡粘系統是由纖維生產商開發的專有技術，第一批商業化系統於1960年代問世。
下一步的重大進展是1984年Reifenhäuser的Reicofil系統的推出。自這一系統問世以來，它不斷改進，並幾乎成為高產量生產吸收性衛生用品（absorbent hygiene products AHP）嬰兒尿布、女性護理產品和成人失禁產品) 用紡熔織物的行業標準。
熔噴 (meltblowing) 工藝
熔噴工藝同樣使用高速氣流直接從聚合物形成纖維網。熔噴微纖維的直徑通常在2-4微米之間，這增強了纖網的柔軟性、覆蓋性、不透明性和孔隙率。熔噴是一種相對複雜的操作，其加工窗口非常有限，這意味著必須精確控制加工參數和所用原材料的規格。這使得其生產速度相對較慢。舉例來說，最新的Reicofil 5紡粘生產線的產能為每米噴絲板每小時270公斤，而熔噴工藝僅為每米噴絲板每小時20公斤。熔噴過濾層在口罩中的必要性是新冠疫情期間個人防護裝備（PPE）短缺的關鍵原因之一。
如今，紡粘和熔噴工藝通常在多噴絲板機器上結合使用，例如流行的“紡粘-熔噴-紡粘”（SMS）複合層結構，以充分利用兩種類型纖網的特性。Reifenhäuser Reicofil技術中心設有一條七噴絲板的SSMMMS生產線，用於生產衛生和醫療產品。因此，業界現在通常將此類材料稱為“紡熔 (spunmelt) 。
**粘合 (bonding) **
乾法 (drylaid) 和紡熔 (spunmelt) 非織造布的粘合可以通過機械、化學、溶劑或熱力方式進行，這是決定織物完整性（強度）、孔隙率、柔軟性和密度（蓬鬆度、厚度）的主要因素。在某些織物結構中，可能會使用多種粘合工藝。
機械加固方法包括針刺和水刺（通過高壓水射流）。後一種方法在過去幾十年中越來越受歡迎，尤其是在生產由纖維素纖維製成的一次性濕巾等應用中。
化學加固方法涉及使用浸漬、噴塗、印刷或發泡技術將粘合劑施加到纖網上。
熱粘合涉及對非織造布施加熱量（通常還包括壓力）或在其中加入粘合纖維，以將纖網熔合或焊接在一起。這一過程可以在其他粘合工藝之後進行，以獲得更光滑的織物表面。由於其速度極快，熱粘合成為紡熔生產中的首選方法（在可能的情況下）。
從顆粒到粘合
與傳統紡織品生產相比，所有非織造布製造的主要優勢在於省去了紡紗階段，從而提供了顯著的性價比優勢。然而，紡熔工藝更進一步，還省去了纖維開松和梳理的需要，直接從聚合物顆粒生產纖網，無需任何中間過程即可進行粘合。因此，最新的Reicofil紡粘生產線的運行速度高達每分鐘1200米，而乾法短纖維生產線的平均最高速度約為每分鐘300米。
多功能性
然而，乾法工藝的相對緩慢在一定程度上被其可處理的多樣化原材料所彌補。幾乎任何短纖維都可以（並且多年來已經）通過梳理路線進行處理，包括合成纖維和天然纖維，以及來自紡織品、紙張和紙板的廢棄纖維、其他生物纖維，甚至不鏽鋼基纖維。
為消除石油基原材料的推動，人們對亞麻和大麻等韌皮纖維重新產生了興趣。加拿大的Bast Fibre Technologies（BFT）公司目前正在加速生產這些纖維，專門用於非織造布行業。作為可再生作物，韌皮植物可以在短短90天內生長，每英畝產量高。它們還可以輪作，豐富後續種植的其他作物，並基於自然降雨提供有效的碳匯，無需灌溉、農藥或化學肥料。
韌皮植物的養分通過其核心運輸，BFT正在利用這一點來改善非織造布中液體的保留和釋放。這些植物纖維的其他優勢包括其強度、適合梳理工藝的特性以及無需化學染料的天然著色。BFT正致力於到2026年建成每年5萬噸大麻和亞麻纖維的產能。該公司已擁有一系列專利，並與美國喬治亞州亞特蘭大的紙漿和紙張專家Georgia Pacific簽訂了其他專利的獨家許可協議。
廢棄衣物
乾法工藝作為應對廢棄衣物填埋或焚燒需求的一部分也具有巨大潛力，歐盟（EU）將從2025年初開始對此進行強制規定。
非織造布行業已經將大量機械回收的紡織廢料轉化為二次生命產品，例如汽車和建築行業的隔熱材料、工業抹布、床墊套和填充物。然而，迄今為止，這主要來自再生工廠廢棄纖維。
相比之下，在傳統紡織加工中，成功紡紗和進一步加工再生纖維紗線在很大程度上取決於其純度和長度，短纖維始終是一個問題。原棉棉包的平均短纖維含量為24.6%，而工廠再生紗線廢料中的短纖維含量平均為46.9%，這已經使得將其轉化為新紗線用於紡紗具有挑戰性。消費後廢料的短纖維百分比通常更高，放大了這一問題。
據估計，目前紡紗中與原生纖維混紡的服裝紡織品中，消費後廢料纖維的含量上限為40%。非織造布行業應該為其已經開發的再生纖維應用感到自豪，即使採用最新的商業化纖維到纖維 fibre-to-fibre化學回收方法，傳統紡紗紗線中只能加入30-40%的再生材料，在非織布生產上已經在許多高價值非織造產品中實現了100%。
合成材料
與乾法工藝相比，紡粘工藝雖然速度更快、生產效率更高，但主要局限於合成原料，最初是為聚烯烴polyolefin 開發的（聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）），後來擴展到聚酯（PES）。PP仍然是用於生產非織造布的最常見聚合物，其次是PES、纖維素、丙烯酸、聚酰胺（PA）、棉花和其他特種纖維。
使用PP纖維生產非織造布具有許多優勢，包括其極輕的重量——PP是所有纖維中比重最低的。此外，由此產生的織物相對柔軟，可以進行熱粘合，並具有乾爽的手感，能夠將體液從皮膚上帶走。它們還具有良好的蓬鬆度和覆蓋性（適用於AHP），以及強度、低靜電、耐磨性，並且耐化學品、黴菌、汗液、腐爛和天氣的損壞，同時抗污漬和沾污。這種獨特的性能組合使PP成為一種高性能聚合物，價格極具競爭力。
替代材料
然而，如今AHP行業正在尋找其他原材料作為原料。例如，總部位於捷克布拉格的PFNnonwovens（PFN）開發了一系列可持續樹脂，用於在最新的Reicofil-5技術上生產紡熔非織造布。其中包括完全由NatureWorks提供的Ingeo聚乳酸（PLA）製成的材料，以及含有Borealis提供的Bornewables的材料。
PFN表示，新的100% PLA材料滿足了行業對柔軟性的需求，同時不影響性能，並改善了材料的可持續性。據稱，PLA非織造布具有無與倫比的柔軟性，並且可工業堆肥，包括紡粘和SMS結構。
開發符合行業期望的100% PLA紡熔非織造布面臨巨大挑戰，因爲PLA在加工和性能上與常見的PP和PE樹脂有很大不同。克服這些障礙需要大量的內部開發和合作，而Reifenhäuser的Reicofil-5技術和專家發揮了關鍵作用，確保最終產品具有頂級的質量、一致性和性能。
質量平衡
與此同時，Bornewables可以作為類似聚烯烴的直接替代品，在PFN的生產中無需改變現有製造工藝，同時提供與非可再生原生材料相同的質量和性能。
PFN使用的Bornewables PP由Borealis從完全來自廢棄和殘留植物油的第二代原料製成。所有Bornewables產品中的可再生內容均通過ISCC+認證標準進行質量平衡認證。質量平衡方法允許製造商追踪分配給其產品的可持續原料的確切份額，ISCC+證書每年進行審核以確保滿足所有要求。使用Borealis的Bornewables代替標準化石基樹脂將顯著減少我們的碳足跡，甚至可能實現碳足跡為負的產品。
回收挑戰
全球紡織和非織造布行業面臨的最新挑戰是處理壽命終結 end-of-life 的廢物，而梳理乾法非織造布生產路線在這一領域具有重要潛力，尤其是在廢物收集基礎設施建立且分類技術不斷進步的情況下。
然而，隨著紡織廢物回收的增加，另一個巨大的廢物山——一次性吸收性衛生用品（AHP）——在填埋場中變得越來越明顯。據估計，全球每天消耗約15億片嬰兒尿布。考慮到這些廢物的狀態，在其主要組成的織物中使用更可持續的纖維對建立實際的回收路線幾乎沒有幫助。
世界各地的小規模和地方性項目正在探索AHP的收集和再利用，但迄今為止，尚未有任何大規模的解決方案。
信息摘自《2024年秋季——國際技術紡織品》Technical Textiles International發表的文章
https://www.technical-textiles.net/features/bale-or-silo-%E2%80%93-production-routes-nonwovens
若需要進一步的資料可以向如下公司索取：
www.reicofil.com
www.bastfibretech.com
www.pfnonwovens.com
www.ingeo.com
www.borealisgroup.com
以上資料由鄭君威整理