工艺技术非织造布主要工艺技术及特性

非织造布主要工艺技术及特性
1、纺粘非织造布技术
纺粘非织造布是利用化学纤维纺丝成型原理,将聚合物挤出、拉伸而形成连续长丝后铺置成网,纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法制成非织造布.在纺粘非织造布中,丙纶纺粘布比重最大可占到70%左右,其次是涤纶纺粘布约占18%左右,另外还有锦纶纺粘布及少量的功能化纺粘布.
丙纶纺粘布的特性：
〔1〕丙纶纺粘布以聚丙烯树脂为主要生产原料,密度仅0.91,较多元酯、锦纶等材质为轻；〔2〕同基重制品厚度较厚,具有蓬松性；
〔3〕成品柔软度适中,具有舒适感；
〔4〕拨水透气性好.PP树脂不吸水,含水率零,制品拨水性佳,且由100%纤维组成,具有多孔性,制品透气性佳,易保持布面干爽；
〔5〕无毒、无刺激性.PP纺粘制品不含其他化学成分,无毒、无异味且不刺激人体皮肤；〔6〕抗化学药剂.PP树脂属化学成分钝性物质,抗化学侵蚀强度佳,产品不受侵蚀而影响强度；
〔7〕抗菌性较好.不发霉并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀；
〔8〕物理机械性能佳.制品强度较一般短纤产品为佳,强度无方向性,纵横向强度相近；〔9〕加工容易.PP树脂属热可塑型树脂,除可以用一般针车加工外,亦可以用高周波热熔缝合方式加工；
涤纶纺粘布的特性：
〔1〕高强度,具有较好的拉力强度；
〔2〕具有良好的耐热性,可在120c环境中长期使用,在150c环境中也可使用一段时间；〔3〕耐老化、抗紫外线、延伸率高、隔音；
〔4〕具有较好的稳定性和透气性；
〔5〕耐腐蚀性较好,对酸及一般非极性有机溶剂有极强的反抗力；
〔6〕无毒、耐微生物、能防蛀、不受霉菌等作用；
纺粘非织造布广泛应用于家庭用品、包装用品、装饰行业、农业用布、防水材料、高档透气〔湿〕防水材料基布、过滤材料、绝缘材料、电器、加固材料、支撑材料、汽车装饰材料、复合膜基布、婴儿和成人尿布、卫生巾、防护用品、一次性卫生材料等领域.
纺粘无纺布工艺流程
聚合物〔聚丙烯+回料〕一一大螺秆高温熔融挤出一一过滤器一一计量泵〔定量输送〕一一纺丝〔纺丝入口上下拉伸抽吸〕一一冷却一一气流牵引一一网帘成网一一上下压辐〔加固〕一一轧机热轧〔加固〕一一卷绕一一倒布分切一一称重包装一一成品入库纺粘无纺布的技术类型
世界上纺粘无纺布技术主要有德国莱芬的莱科菲尔技术、意大利的STP技术、日本的神户制钢技术等.当前状况,尤其以莱芬技术成为世界上的主流技术.目前已经开展
到第四代技术.特点是采用负压超高速气流牵伸,纤维能够被拉伸到1但尼尔左右.国内已经
有很多企业进行了仿制,由于其核心技术有许多前沿性的问题尚未解决或掌握, 国内设备制造企业要想到达莱芬技术水平尚待时日.
2、熔喷非织造布技术
熔喷非织造布是经强大热空气欠伸而成的一种超细纤维无纺布,纤维直径在2微米左右,是
所有纤维中最细的.
熔喷非织造布因其特殊结构和所用原料聚丙烯而具有良好的防水性和透气性,过滤效率高, 集隔菌、滤毒、隔热、保暖、绝缘、无毒、无刺激等功能.
熔喷非织造布可用于空气过滤材料、血液过滤材料、电池隔板和滤芯材料、吸油材料、保暖材料、其它卫生材料市场如抹布等方面.
3、纺粘熔喷〔SMS〕复合非织造布技术
SMS复合非织造布是非织造布复合产品中开展最早、最有生命力的产品,其特性是：无毒无味、高效隔菌,通过特殊处理可到达抗静电、抗酒精、抗血浆、拒水等性能.
SMS复合非织造布主要用于各种气体和液体的高效过滤材料、高效吸油材料、医疗卫生劳动防护产品如外科手术服、手术帽、手术防护服、洗手衣、手袋、手术器械包等,以及隔热原料和服装辅料等.
4、湿法非织造布技术
湿法非织造布技术是将置于水介质中的纤维原料开松成单纤维,同时使不同纤维原料混合制成纤维悬浮浆,悬浮浆被输送到成网机构,纤维在湿态下成网再加固成布.该技术是利用造纸设备和技术,生产湿法非织造布产品或纸布复合材料的一项新技术.
湿法纺丝
wet spinning
化学纤维主要纺丝方法之一,简称湿纺.湿纺包括的工序是：〔1〕制备纺丝原液；⑵将原液从喷丝孔压出形成细流；〔3〕原液细流凝固成初生纤维；〔4〕初生纤维卷装或直接进行后处理.
将成纤高聚物溶解在适当的溶剂中,得到一定组成、一定粘度并具有良好可纺性的溶液,称纺丝原液.也可由均相溶液聚合直接得到纺丝原液.高聚物在溶解前先发生溶胀,即溶剂先向高聚物内部渗入,使大分子之间的距离不断增大,然后溶解形成均匀的溶液.整个过程所需时间很长,溶胀过程的速度对溶解速度有重要影响.高聚物溶液在纺丝之前,须经混和、过滤和脱泡等纺前准备工序,以使纺丝原液的性质均匀一致,除去其中所夹带的凝胶块和杂质并脱除液中的气泡.在粘胶纤维生产中,纺前准备还包括熟成工序,使粘胶具有必要的可纺性.
纺丝原液被循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头〔帽〕.喷丝头一般采用黄金与铂的合金或钽合金材料制成.在喷丝头上有规律地分布假设干孔眼,孔径为0.05〜0.08毫米.从喷丝孔眼中压出的原液细流进入凝固浴,原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固剂向细流渗透,从而使原液细流到达临界浓度,在凝固浴中析出而形成纤维.湿纺中的扩散和凝固是物理化学过程,但某些化学纤维在湿纺过程中还同时发生化学变化.例如粘胶纤维,纤维素黄酸纳分解成为纤维素再生纤维.
湿法纺丝速度(指卷取初生纤维的第一导丝盘速度)由于受溶剂和凝固剂双扩散速
度和凝固浴的流体阻力等限制,因此远比熔纺速度为低.第一导丝盘的线速度与纺丝原
液的挤出速度之比称为喷丝头拉伸比.湿纺拉伸比一般为负值、零,或是很小的正值, 目
的是提升成形过程的稳定性.
纺丝原液是兼具粘性和弹性的弹粘体.原液从喷丝孔压出时,有孔口胀大效应(巴
勒斯效应),使挤出细流的直径大于喷丝孔孔径.湿纺过程中,胀大比一般为 1〜2.
在第一导丝盘的拉伸力作用下,挤出细流在越过最大直径后逐渐变细,细化过程一
直持续到原液细流完全固化为止.湿纺中细流直径的变化不仅是拉伸形变的结果,而且
还与质量传递过程有关.从喷丝头到固化点的一段纺程为纤维成形区,是纤维结构形成
的关键区域.
湿纺初生纤维由于含有大量液体而处于溶胀状态.大分子具有很大的活动性,而且取向度很低,其形态结构与纺丝工艺条件关系极为密切.选择和限制纺丝工艺条件,可制得不同横截面形状或特殊毛细孔结构和特殊性能的纤维.湿纺有各种不同的成形方
式,纺丝机也有各种不同的结构.例如有单浴法或双浴法,有深浴法或浅浴法,有漏斗成形或管中成形等.
湿法长丝纺丝机的卷绕装置有离心罐式或筒管式.纺制短纤维时通常采用纺丝后处理联合机,各纺丝部位成形后的初生纤维被集合成束,连续进行后处理.
湿纺不仅需要种类繁多、体积庞大的原液制备和纺前准备设备,而且还要有凝固浴、循环及回收设备,其工艺流程复杂、厂房建筑和设备投资费用大、纺丝速度低,因此成本较高.制造切段纤维时可采用数万孔的喷丝头或集装喷丝头来提升生产水平.一般只有不能用熔体纺丝的合成纤维,例如聚丙烯腈纤维和聚乙烯醇纤维,才适于用高聚物溶液湿纺生产切段纤维和长丝束.
湿法非织造布技术突破了传统的纺织原理,避开了梳棉、纺纱、编织等劳动强度大、生产效率低的繁杂工序,合理地利用了造纸的湿法成网技术,使纤维在造纸机上一次性成网定型, 形成产品.该技术不存在对纤维原料的反复加工,直接由纤维短丝抄造成纤维制品,可降低能源消耗、节省人力物力,降低制造本钱.湿法非织造布技术主要有以下特点：
(1)可充分利用现有造纸设备,无需大的技术改造即可转产制造湿法非织造布产品.该技术从投料到产品入库的整个生产过程不产生粉尘和有害气体,不排放废液,是小造纸治理环境污染、开发新产品的实用性技术.
(2)生产用水量少.水只是作为纤维的输送介质在系统内部循环使用,不向外界排放, 不会对水资源造成破坏和浪费.
(3)由于其成网的技术特点对原料的适应性强,原料来源广泛.可选用的原料除植物纤维外,还可选用丙纶、涤纶、维纶、粘胶纤维、玻璃纤维等.这些原料可单独使用,也可按配比混合使用,赋予产品特殊功能.
(4)产品品种多、应用领域广.只要选择不同的纤维原料、不同的加工方法并结合不同的后整理加工,便可制成性能千差万别、用途广泛的湿法非织造布产品.
(5)市场潜力巨大、经济效益显著.湿法无纺布成网速度快、工艺流程短、劳动生产率高、
本钱低,其劳动生产率为干法的10--20倍,生产本钱只有干法的60—70%,具有很强的市场竞争水平和良好的经济效益.
湿法非织造布可广泛应用于包装、建材、服装、航天、汽车制造、水处理等领域.目前该技术在日、美、德等经济兴旺国家已被广泛采用,在这些兴旺国家湿法非织造布已占到纤维制
品的30%以上,处于世界领先地位,如日本的“三菱〞、“智素〞,美国的“杜邦〞、“联合碳化物〞等公司都投入大量资金进行研究开发,并已形成大规模产业化优势.
5、水刺非织造布技术
水刺非织造布工艺是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上,使纤维相互缠结在一起, 从而使纤网得以加固而具备一定强力,并在高压水力作用下分裂成为微细纤维相互固结而成.
水刺非织造布产品具有以下特性：
〔1〕产品一次性用完可自行分解,不会对环境造成任何污染；
〔2〕耐化学药品性好；
〔3〕清洁卫生,不含化学制剂和杂质；
〔4〕质地细密,不脱绒,具有很好的摩擦性能；
〔5〕具有超强的清洁微细尘埃的水平和洁净作用；
〔6〕有柔和细软的手感,不会损坏被擦拭物外表.
水刺非织造布产品可用于精密仪器、光学仪器镜面、室内各种设备仪器的清洁及CD片、碟片、眼镜镜片、玻璃外表等的清洁.也是取代传统湿毛巾,餐巾纸最理想的产品,是酒店、宾馆、餐厅、美容院、健身房、娱乐场所、机场、家庭学校等最理想的时尚用品.
水刺法又称射流喷网成布法,是一种重要的非织布加工工艺,由于水刺法的独特工艺技术, 它广泛应用与医疗卫生产品和合成革基布、衬衫、家庭装饰领域.其纤维原料来源广泛,可以是涤纶、锦纶、丙纶、粘胶纤维等.目前水刺布的主要用途为三大类,即医用、人革用和擦洁用,其销售方向：人革用水刺布主要是内销,医用水刺布主要是外销出口,擦洁用水刺布那么出口与内销各占一局部.
水刺复合技术
水刺复合技术的研究与开展,不仅克服了局部非织造产品的局限性,增加了花色品种,大大拓宽了水刺非织造布的应用领域,而且促进了水刺技术乃至整个非织造布工艺的开展和提升.〔1〕水刺与木浆气流成网复合技术.由于木浆价格比水刺法常用的短纤维廉价得多,而绒毛浆吸湿性和手感均很好,因此制成的产品比全部用纤维的产品便宜,在价格上很竞争力,但在工艺上对过滤系统要求很高.产品可用作揩布〔70%g/m2〕、尿布及卫生巾内芯材料.水刺与木浆气流成网复合的设备有 Fleissner公司的 Aquapulp、Perfojet公司的Airlace.〔2〕水刺与长丝纺粘纤网复合技术.该方法复合的产品兼具纺粘非织造布较市制强力和短纤维良好的吸收性能,并且较纺粘非织造布均匀柔软,有吸水吸油功能,强度又较高,可用作食品包布、装饰用布及清洁用布等. 水刺与纺粘法复合的设备有Flerssner公司的Aquqspun > Aquasplit.以及Freudenberg 公司的Evolon加工技术.〔3〕水刺与湿法成网复合技术.典型的工艺Detex公司的 Hydraspun技术,由Detex公司的湿法成网技术结合日本Unicharm公司注册的Soflom 水刺方法组成.Hyderaspun湿法水刺非织造布的强力和柔软性等同于甚至超过传统干法水刺非织造布,而且湿法水刺非织造布不掉毛屑,其线缝拉伸强力是干法水刺非织造布的两倍,尤其适用于服装领域.
织物整理功能新技术
1995年美国的BBA公司开发了 Interspun工艺并申请了专利.利用该工艺,通过水刺来对织物外表进行处理,可以对织物的结构与性能有积极的影响.1998年BBA公司与 Fleissner 公司签署了一项合作协议,Fleissner公司为此项技术的独家机器供给商. Fleissner公司的Aquatex是采用水刺头对机织布进行处理的系统,被称作是对机织物后整理工艺的一项革命性举措.机织物进行水刺处理后使织物中的纱线松开,并使织物得到有效的清洁；根据水刺头布置情况的不同,织物的两面或单面可获得桃皮绒的效应；还可消除织物在工艺过程中所产生的应力,使经纱间更加均匀,从而改善织物的手感和外观,增加织物的厚度,使织物光泽柔和,耐磨性是未处理前的300%以上,缝纫处的滑脱现象减少一倍以上,抗起球性能得到改善,抗皱性提升,布面更均匀,布面孔隙减少, 分布更均匀,用于棉织物染色似经丝光处理一般.因此经水刺处理后可取消退浆、煮炼、丝光、砂磨等工艺,漂白工艺亦可简化,具有很明显的综合经济效益.产品广泛用于装饰布、过滤布、家用纺织品、服装、汽车平安气袋织物.
水刺技术新进展
英国Loughborough大学机械工程系的Memis Acar研究证实,水刺工艺能够加工玻璃纤维,生产工业用布,由于玻璃纤维无卷曲,传统观念认为干法非织造工艺很难加工. 大多数玻璃纤维非织造布一般是由针刺或湿法工艺加工的,但是美国北卡罗莱州立大学〔NCSN〕E经成功开发了玻璃纤维和涤纶混纺的水刺非织造布.直径16um的粗旦玻纤, 用水刺法很难加工,如果与直径6.5um的细旦玻纤混合,那么有利于提升水刺非织造布的强力,因此不同纤度的玻纤混合,细旦纤维利于水刺,粗旦纤维利于提升水刺非织造布的强力.如果玻纤与纺织用短纤如涤纶混合,可以增强水刺缠结水平.将玻纤与低熔点涤纶混合,可以生产玻乡土增强聚酯复合材料.美国Auburm大学的研究人员使用NGSN 设备发现水刺法可以生产土布,目前土工布是由针刺和热轧工艺生产的.研究人员发现改变水刺压力和纤网受水针作用的时间可以改变土工布的孔径. 孔径是土工布的关键指标,特别是用其做沙土反滤层,允许水流穿过而阻止土壤运动.延长纤网受水针作用的时间或提升水刺压力,可以增强纤网水刺缠结效果,而使织物孔径缩小.孔径尺寸可以在线调节不必停车,从而提升生产速度,比土工布的其他加工工艺灵活简便.
新产品
水刺加工技术有了突破性的进展,PGI公司的Miratec水刺非织造布和Freudonberg 公司的Evolon水刺非织造布是有水平替代纺织品与针织品的新一代水刺产品,产品的推出给水刺法广阔的市场前景与开展方向作了最好的注释,为水刺技术开拓了一个具有巨大潜力的新市场.
Miratec 织物
PGI公司的Miratec织物无论在观念上还是在性能上都是水刺非织造布最具创新的开展.时间将会告诉人们,Miratec织物能否在其针对的耐用纺织品领域开创一个广阔的市场,价格
可能是值得考虑的主要因素.PGI公司所展示的有限样品区别于目前任何非织造布工业生产
的产品.事实上非织造布这一词汇并没有被用来描述这种产品,该产品在纤网成形和整理方
式上都有所创新.先PGI的奇考比公司之前,J&J公司研究并
在1996年申请了专利,即“用发散的激光钻孔工艺加工织物成形装置的支撑体〞.有理由相信,正是该技术使得Miratec产品的形状几乎复制了大多数三维纺织品的花纹组织. 这个专利告诉人们,根据预先设定的扫描图像,在成形滚筒的某一固定点移动激光束, 激光束便能在成形滚筒上雕刻出花纹,多元的峰顶、峰谷、孔眼等.经水刺后,成形滚筒上的花纹会转移到水刺非织造布上,使水刺非织造布呈现纺织品的风格.Miratec产
品不仅仅具有该项优点,其纵、横向还有很高的强力,而且产品还可以具有真正的弹性. 显然,整理起着关键的作用.PGI公司称该新技术为Apex技术.Mirarec织物面向耐久型纺织品市场,而由Apex技术生产的用即弃非织造布称作Miralace〔热轧工艺〕,同样可以呈现各种花纹图案.PGI公司于1998年底开始生产Miratec水刺非织造布,2000 年公司又投产两面三刀条Miratec 生产线.PGI公司与其用户Johnson Controls建产了合作伙伴关系,使Miratec水刺非织造布的用途从目前主要用于家具与家庭装饰用品拓宽到汽车内饰板中.
耐克无纺布运动衫
美国耐克〔Nike〕公司现已推出以75%再生聚酯纤维为原料,并利用PGI公司的Apec 水刺技术制作无袖低领运动衫,这是非织造布在服装上的一大进步,该产品采用超声熔接缝合,并具有调节温度的功能.
Evolon
世界最大的非织造布生产商Freudenberg NOnwovens公司〔德国〕2000年2月推出了商品名为Evolon的纺粘长丝微旦新型水刺非织造布,由含有纺丝、成网与水刺的单一流水线生产.该专有工艺是其在非织造布生产上第三个主要技术突破〔该公司声称在1948年生产出第一批短纤非织造布,在1965年开发出了第一个纺粘工艺〕. Freudenberg总经理兼主席Hermann Eidel说：“该布的一步生产工艺比得上机织布与针织布所需要的多步秤工艺.这一特点加上Evolo非织造布生产工艺包括从聚合物切片复合长丝,成网后由高压水刺工艺分裂复合纤维〔每根复合纤维可分裂成数根平滑的微纤维〕并同时固结〔缠结〕纤网,最终生产出含有0.05dtex-2.5dtex微纤维的非织造布.
据说,与常规的微纤维相比,该工艺长丝中聚合物有更高的分子取向.Evolo水刺非织
造布可以经受常规水洗,其在各个方向上都有较高的拉伸强度、较高的抗撕裂性以及良好的悬垂性与手感.预计Evolo非织造布将瞄准广泛的耐用品与用即弃产品市场,尤其是传统纺织品占支配地位的服装市场,包括成人与儿童的运动服、便服以及工作服等. 例如70克/平方米-150克/平方米的Evolo水刺非织造布可以做T恤衫和运动服.
Freudenberg公司目前有一条Evolo中试生产线正在运转,该公司说,2000年夏天在法国Colmar工厂投产一条工业化生产线,并方案在2002年再投产一条Evolo生产线.
6、针刺非织造布技术
针刺非织造布技术是干法非织造布的一种,是利用刺针的穿刺作用,将蓬松的纤网加固成布.
是以涤纶、丙纶原料制造,经粗梳、精梳、预针刺,主针刺.中央加网布夹层, 再经双道
核理,气流成网针刺复合成布,后压滤布具有三维结构,经热定型,烧毛后, 在外表最经化学油剂处理,使滤布外表光滑,微孔分布均匀,从外表看该产品的密度
好,两面外表光洁和透气程度较好,在板框压缩机上过滤使用证实,可使用高强压力, 过滤精度高达4微米以内,可根据用户需要提供丙纶和涤纶两种原料.实践证实无纺过滤布在板框压滤时性能更好：例选煤厂的煤泥处理,钢铁厂废水处理,在啤酒厂、
印染厂废水处理.如用其他规格滤布都会出现滤饼压不干,又难以脱落的问题,用无纺滤布后,滤饼在滤机压力到达10kg-12kg时就相当枯燥,而滤机开框时滤饼会自动脱落.用户在选择无纺滤布时,主要根据透气量,过滤精度、伸长率等来考虑不同厚度、质量的无纺滤布,产品参数请点涤纶针刺毡和丙纶针刺毡,规格品种均可制定.
针刺无纺布系列产品是经过精细梳理成型,屡次精密针刺或加以适当热轧处理而成.在引进国内外二条高精度针刺生产线的根底上,选用优质纤维,通过不同生产工
艺配合,以及不同材料的配搭,目前市场上流通数百种不同的产品,其中主要有：土工布、土工膜、戟绒布、音箱毯、电热毯棉、绣花棉、服装棉、圣诞工艺品,人革基布、过滤材料专用布.
针刺非织造布密度好,两面外表光洁和透气程度较好,是优质的高压过滤材料〔滤机开框时滤饼会自动脱落〕.因吸水、吸油性好,是清洁抹布中的佳品.针刺非织造布在造纸毛毯、保温材料、防水材料,家纺服装等领域也得到广泛应用.
7、热粘合非织造布技术
热粘合非织造布是指在纤网中参加纤维状或粉状热熔粘合加固材料〔如热塑性聚合物〕,纤网再经过加热熔融、冷却加固成布.热粘合工艺主要有热熔粘合法、热轧粘合法和超声波粘合法,其中前两种工艺应用最普遍.
热粘合非织造布在热熔絮片、土工布以及妇女卫生巾、婴儿尿布等材料中得到广泛应用.
8、浆粕气流成网非织造布技术
浆粕气流成网非织造布又可称做无尘纸、干法造纸无纺布.它是采用气流成网技术将木浆纤维板开松成单纤维状态,然后用气流方法使纤维凝集在成网帘上,纤网再加固成布.
浆粕气流成网非织造布具有蓬松性、强吸水性、柔软性好、织造本钱低、经济卫生等特点, 广泛应用于妇女卫生巾、高档桌布、揩布、尿布、婴儿纸尿裤、膨化芯材等领域.
简介熔喷无纺布、纺粘无纺布、SMS
小知识〔一〕：简介熔喷无纺布〔英文为：Meltblown 〕
熔喷无纺布是经强大热空气欠伸而成的一种超细纤维无纺布,纤维直径在2微米左右,是
所有纤维中最细的.熔喷无纺布因其特殊结构合所用原料威聚丙烯而具有良好的防水性合
透气性,过滤效率高,集隔菌、滤毒、隔热、保暖、绝缘、无毒、无刺激等功能.
其克重范围一般在15-500克/平方米；根本宽幅为1500毫米到2400毫米；
用途一般为过滤材料、吸油材料、卫生材料如抹布等方面.
小知识〔二〕：简单介绍纺粘无纺布〔英文为：Spunbonded Nonwovens 〕
克重范围：9克/平方米-260克/平方米；。