随着世界经济和科技的日益发展，全球纤维产品越来越多的用于非织造行业。因此，非织造产品的制造商们应该时刻注意当今最先进的纺粘、短纤维以及熔喷生产技术。当大部分非织造布机械制造商专注于纺粘和短纤维的技术发展时，对于提高熔喷技术的需求也正日益高涨。这部分是因为对医用产品、新型过滤产品以及一些隔离产品的需求正在日益增加。

      其中多组分纤维的发展正是熔喷、纺丝粘合以及短纤维产品的推动力之一。多组分纤维和众多其他高附加值的合成纤维一样，可以满足相应市场的需求。对于纤维制造商来说，则可以达到从市场中获取最高利润的目的。随着机械和聚合体技术的进化，多组分纤维和纳米纤维（以下简称特殊纤维）在过去十年间已变得非常普遍和多样化。一些以前只是作为有趣的实验结果的特殊纤维，现在也已通过现代的聚合体分类技术被投入了商业生产当中。对于特殊纤维的成功应用，起到关键作用的是使用最先进的纺丝组件技术。

      一般而言，纺丝组件的硬件组成，包括起到形成多组分配置作用的“分配板”都是用例如研磨、钻孔、电火花、激光等方法制成的。Hills公司研发了一套完全不同的新型的分配板制造系统。它的工作原理类似于集成电路板的制造过程。应用这一技术，Hills公司可以制造出能精确地计算和均匀分配多组分聚合体的纺丝组件，这些组件对于制造特殊纤维是 不可或缺的。其原理为在纺丝组件中使用薄型的分配板，把每种聚合体的单一入口分成多个入口，而后根据需要计算并分配工作给没一个薄型分配板的喷丝板入口。应用这 一独特而又灵活的技术，只需要更换几个相应价格便宜的薄型分配板就可以实现在同一台纺丝设备上生产各种可纺的多组分复合纤维的 截面。有些时候仅仅更换一个薄型分配板就可以制造出完全不同的纤维。

      Hills多组分纺丝箱体和组件的设计非常灵活，它可以很方便地被接入到常见的商用纺丝设备，用于生产单一原料的纤维产品。同时，这一设计在实践中也能很好地将多组分纤维输送给传统的后道设备（侧吹风、卷绕等）。相对于传统的多组分设备，Hiils纺丝箱和纺丝组件设计还有一些别的优势，包括：较短的聚合物熔体滞留时间，高密度喷丝孔，易于控制纺丝温度，可制造复杂的截面，喷丝孔的大小及几何形状不受限制，以及产品有更好的弹性。

      Hills公司的多组分纤维纺丝技术在全球处于领先地位，这一技术也被广泛应用于非织造布的生产中。

      熔喷指的是在喷丝孔附近用高速的热气流将挤出的聚合体拉成丝的过程。传统熔喷纤维的丝径相对较小（通常在2—10微米左右），但强度较底，同时纤维粗细的变化范围太大。大部分现有的熔喷设备使用的是由Exxon公司在70年代研制的模头（参见专利号USP3，825，380）。现在Exxon公司的专利已经过期很长时间了，因此这一技术也被广泛采用，并有不同程度的改进。

近年来，市场对能生产可应用于特殊医疗或过滤方面的亚微米纤维和纳米纤维的设备的需求正日益上涨。使用具有高熔融温度、高化学密度等特殊性能的聚合物生成的新型熔喷纤维的市场需求也正逐步上升。熔喷纤维的制造厂家开始把注意力放在双组分技术上，以次作为生产更精细的纳米纤维和具有其他特殊功用的熔喷纤维的方法。

      新的Hiils熔喷技术是基于使用Hills拥有专利的薄型分配板来解决聚合体的分布途径和喷丝孔（参见专利号USP6，833，104）。通过这一新的技术生产的纤维所具有的优点和特性包括：

      Hiils技术用的也是传统的Exxon方法，即在每根挤出的丝的两

      边加载两条空气狭缝。不同之处在于，Hills使用最新的流体模型技术对空气狭缝的设计加以完善，克服了原技术中对于各种模头、纤维细化的均匀性及细化效率不够稳定的问题。

      传统的熔喷模头主要使用电加热的“衣架式”聚合体传送系统，就象在薄膜挤出工业中使用的系统一样。在衣架式设计中，使用导航的通道将聚合体分配到线性模具的出口。在流量和流变条件一定的条件下，导流的通道可以均一压力来输送聚合体。

在和别的机器制造商的合作项目中，Hiils独特的熔喷技术被用于和衣架式聚合体传送系统一起工作。但是，Hills更倾向于使用他们资金专为纤维生产而设计的多泵聚合体传送系统，而不是由薄模挤出行业衍生出的衣架式聚合体传送系统。这一系统的优点包括：

      ◆计量后聚合物熔体的纺程短。多泵系统作用于多个聚合物熔体，每个聚合物熔体挤出只传递经过模头出口很短的一段距离。相比传统衣架式系统1米甚至更长的纺程，这一系统的距离只有75毫米左右。使得这一系统的聚合物流变、聚合物速度和聚合物温度非常稳定均一，并易于控制。

      ◆模头压力高。一般的衣架式系统的模具及其出口与加压聚合体之间的接触面积很大，这就会使工作压力受到限制。Hills系统中不存在这么大的接触面积，因此，多泵系统的工作压力可以轻易地达到传统衣架式系统的两倍以上，这一特性对于后文所述的最佳的微纤维分布是非常重要的。

聚合物温度控制。在一些特定的双组分聚合物复合情况下，

      ◆需求以不同的温度将两种聚合物分别传递到喷丝孔，在衣架式系统中，两种聚合物是通过同一段金属区输送的。这就导致了两种聚合物之间即使温度不同，其差别也很小。在Hills独有的多泵系统中，两种聚合物是分开加热的，这就保证了它们可以有不同的温度。现在Hills已有的系统中，二种组分聚合物复合的温差可以达到大于50摄氏度，用其他的方法还不可能做到。

      ◆聚合物滞留时间（Polymer Residence Time）。Hills多泵系统特别的设计使得聚合物在本传递到喷丝口前的熔融滞留时间相同。对于某些温度变化取决于溶解滞留时间的特殊聚合物来说，这一特性是至关重要的。

      ◆加热。大多数衣架系统采用电加热，Hills多泵系统也可以使用电加热。除此之外，Hills系统还可以使用蒸汽加热以确保模头在任何作业条件下都能维持稳定的温度。使用蒸汽加热的另一好处在于可以减少电路控制以及随之而来的维修问题。

      ◆模头安装。多泵系统可以根据需要设计成从顶部安装模头或是从底部安装模头。在某些情况下，需要从底部安装模头以满足车间或是企业后勤部门的需要。而传统的衣架系统只能从底部安装模头，无法满足现实的需要。

      这项熔喷技术利用Hills著名的薄板“印刷电路板”技术，来精确地计量及分配两种以上的聚合物通过模头。这一技术已经Hills的许都纺丝应用（长丝、短丝和纺粘）中得到了完善。在熔喷领域，Hills取得了另一项革命性的突破，将薄板技术应用于喷丝口上。使用不同的聚合物组合，能生产出均一的多组分纤维。与传统的均聚物熔喷系统相比，在相同的喷丝孔密度（孔数/英寸）的前提下，纤维从横截面切片的角度而言堪称完美。Hills的熔喷系统已经商业化并被用于生产并列纤维，皮/芯纤维9皮比例小于20%）和混合丝。图2所示是以PP为芯，以PE为皮的熔喷纤维的样品。Hills现在正在研制各种可分离和海岛双组分熔喷纤维。这些双组分纤维能在生产价格非常经济的情况下提供最小的纳米纤维。

      生产很细小的均聚物纤维（直径小于1微米）要求降低每个喷丝孔的流速，使用低分子量的聚合物以及较高的熔融温度（用以进一步降低聚合物的粘度）。因此，使用传统模头会有两个问题：其一是由于喷丝孔附近聚合物熔体压力不足会导致其在模头表面分布不均；其二是模头单位宽度（每米）上的生产能力低下，不够经济。

      使用Hills的薄板技术的喷丝孔则很好地解决了以上的两个问题：

      ◆   利用Hills公司所拥有的薄板技术

      可以制造出长径比很大（高L/D值）的喷丝孔。在每个喷丝口孔的熔体流速很底的情况下，依然能在熔体挤出时产生能保证纤维均一性分布的高压。用传统的喷丝孔制造技术是基本不可能制造出像这样孔径小于0.1毫米，而L/D比值大于50：1的喷丝孔的。Hills公司同时还研发并拥有一项组合技术，可以用来进一步加强他们的特殊模头。图3所示的是Hiils公司在装配的一套双组件熔喷模头里的四块组合板的显微相片。板之间的连接非常紧密，因此看上去每块板不再是独立的。这些模具工作时能连续地以大于1500PSI的压力让聚合物通过喷丝孔。传统的模头要达到如此高的喷孔密度成本会很高。另外在高的聚合物压力下操作也非常不稳定（容易像拉链一样并起）。

      ◆   相比于传统的制孔技术，喷丝孔的

      密度可以达到更高，成本更底，而且稳定性也更好。每，英寸100个喷丝孔的模头已经商业化完成并可以投放市场。密度达到每英寸200个喷头的模具也已经测试成功。高密度的喷丝孔在制造亚微纤维的时候可以降低每个喷丝孔的聚合物流量。不仅经济可行，而且还能保持模头每单位宽度（每米）的生产效率。

      在非织造布生产工艺中发展最快的是纺粘法。全球范围内的 纺粘法产量还在快速增长中。纺粘法的生产线一般由厂商内部自行研制，或是由Reicofil或其他制造商如Hills、Neumag、Rieter和STPI等提供安装。Reicofil公司使用的是封闭式的纺粘系统，而Hills和其他制造商使用的则是开放式的纺粘系统。开放系统使用压缩气体把经过侧吹风冷却的聚合物熔体进行拉伸。无论是开放系统还是闭合系统，都采用所谓的帘式的纺丝方法，即使用连续的喷丝板将挤出纤维分散到拉伸区域。商业化的开放系统近年来爱美国很受欢迎，Hills公司作为主要的供应商已经提供了四套3米宽的纺粘法设备了。

纺粘设备的最近发展趋势在于研发带有高纺丝孔密度（超过7500孔/米）、高纺丝速度（大于每分钟6000米）以及双组分纤维能力的机器。

      在纺粘生产中，双组分纤维的生产发展最快，也最具有市场潜力。Reicofil和Nordson公司的纺粘机的双组分技术也是由Hills公司提供的。双组分技术可以应用于从粘接纤维到自卷曲纤维，再到可分离的微细纤维的几乎所有领域。Hills公司现在正在制造世界上第一台和第二台商业级的海岛纺粘法设备。使用这一设备生产的海岛纤维直径仅2微米，相比现有的熔喷纤维，平均直径更小。均匀性和强力也更好。这些新的双组分纤维加上一些最新研发的下游技术，例如亲水处理等，将会有很大的时常机遇。生产出的纺粘纤维的触感和强力性能有极大的提高，甚至于可应用于服装市场。

      短丝工艺是制造非织造布纤维的经典纺丝方法。目前西方国家对于发展新的短丝生产能力的机器的投资较低，主要集中与像双组分纤维、耐高温聚合体等特殊领域。而在中国，这一投资还是相对较高，由当地的供应商提供大部分的纺丝机器。

      很大部分中国的投资用于大型企业使用的两步法工艺，基本上以在线的连续聚化反应为主。由于这些大型企业的存在，大多数设备供应商们近年来也倾向于研发生产能力较高的工艺（大直径的组件、高的孔密度等），而忽视前些年较常见的一步法工艺。

      纤维挤出的最新技术的发展及这一技术的商业化提供了大量的新亮点，极大地丰富了非织造布生产线的设计，主要包括：

      ◆   多组分纤维—可以以生产传统

纤维的速度制造几乎任何可以想象得到的纤维；

      ◆   使用新的熔喷和分离技术可以生产

出超细的、纳米级的纤维；

      ◆   采用新的聚合物可以赋予非织造布

新的特性；

      ◆   防菌、纺火等新的添加剂的加入。

      依靠这些新兴的元素，非织造生产商们将继续将非织造用品的应用向纵深发展。