非织造布加工工艺

无纺布加工工艺

无纺布加工工艺的方法有机械加工、热粘合、化学粘合、射流喷网、纺丝成网、熔喷法、湿法和其他方法。

第一节机械加工

机械加固非织造布中大部分是针刺法机械加固而成的，这里主要介绍针刺法非织造工艺。

目前世界上的干法非织造布中，针刺法非织造布占40％以上，是非织造布的重要加工方法。由于针刺技术的不断发展，针刺产品的用途越来越广，不仅在民用方面、工业方面，而且在国防工业方面都得到了广泛应用，例如：土工合成材料、地毯、汽车内饰材料、造纸毛毯、过滤材料、合成革基布及耐高温复合材料等。

基本原理是纤维经开松、梳理成网后，喂入针刺机，针刺机中截面为三角形（或其它形状〕且棱边带有钩刺的针，对蓬松的纤维网进行反复针刺，当成千上万的刺针进入纤网时，刺针上的钩刺就带住纤网表面的一些纤维随刺针穿过纤网，同时，由于摩擦力的作用，使纤网收到压缩。刺针刺入一定深度后回升，因钩刺顺向而使纤维以垂直状态留在纤网内，起加固作用，这就制成了具有一定厚度和强力的针刺法非织造布。

图1 高频针刺机

刺针是针刺机的关键器件，一般有带有弯头的针柄、针腰（有时和针柄合在一起〕、针叶和针尖等四部分组成。针刺工艺对刺针的基本要求主要有以下两点：（1〕刺针的平直度好，几何尺寸精确，表面光滑，钩刺无毛刺，针尖形状一致。（2〕刺针的弹性好，耐磨损。这样刺针在穿刺过程中，才能承受巨大的负荷，不易折断，并有较长的使用寿命。

目前世界上比较著名的刺针制造公司是美国的福斯脱（Foster〕；德国的胜家（Singer〕、格罗兹－贝克尔特（Groz-Beckert〕、杰克（Jecker)；日本的风琴和英国的针叶公司（Needle Industris〕等。

针刺法非织造布的应用非常广泛。可用于家用装饰、地毯、毛毯、汽车内饰、过滤材料、土工合成材料、建筑、农用丰收布等。

第二节化学粘合

化学方法加固是非织造布干法生产中应用历史最长、使用范围最广的一种纤网加固方法。近几年由于聚合物挤出直接成布方法的迅速发展及机械加固方法、热粘合法推广应用继续增加，由于某些化学粘和剂存不种于环境深护及人体健康的副作用，从而使得化学方法在干法非织造布中采用的比重有所降低，并且此趋势将继续下去。然而尽管如此，对不少产品来说化学粘合方法仍是一种十分重要的干法非织造布加固方法，并且化学粘合剂的制造技术已有很大改进，出现了许多无毒性、无副作用或者说“绿色”化学粘合剂，这也是今后化学粘合方法发展的重要基础。

基本原理是两个同类或不同类的固体，由于介于两者表面的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这现象称为粘合（或称粘接），而介于两固体间表面的物质称为粘合剂。非织造布的粘合剂粘合法中被粘合的固体主要是纤维，它们被粘合得牢不牢，这是由粘合剂和被粘合的纤维分子之间及粘合剂自身分子之间的结合强度所决定的。在粘合剂和纤维相互接触的界面上，一般认为，有两种粘合作用，即机械粘合及由物理与化学作用产生的特殊粘合。所谓机械粘合，是由粘合剂渗入到被粘合物体的孔隙中而形成机械作用力，但这种作用力在粘合过程中只占次要地位。在粘合过程中起主要作用的是特殊粘合，它是由于形成化学健，也就是使粘合剂与被粘合物体之间通过化学反应在两相间形成化学键；或是通过粘合剂中极性基团的引入以及大分子键与链段的运动逐渐迁移至被粘合物体表面，双方极性基团相互吸引而产生分子间的作

用。而粘合剂粘合法中的纤维粘合，是以依靠粘合剂大量渗透到纤维网中纤维之间的缝隙中去，经固化后，介于孔隙之间的粘合剂与纤维“铆接”成一体，形成一种机械结合。当然亦可在粘合剂中引入各种能和纤维进行交联的宫能团，使粘合剂和纤维之间发生化学反应，以得到更好的粘合。

粘合剂是化学方法加固的重要材料，其性能对粘合法非织造布的质量与外观起着重要作用。粘合法非织造布所用的粘合剂，实际附着量为5％~300％。因此非织造布工业用粘合剂的研究与生产，已受到有关化工部门的重视。

目前，在非织造布生产中数量用得最多的粘合剂是水基粘合剂，它包括水溶性和水分散性两大类。水溶性粘合剂必须使用水溶性聚合物，例如聚乙烯醇等，非水溶性树脂可通国过乳化作用而成为水分散型乳液，因而就有可能将现在的具有良好性能的非水溶性粘合剂改变成为水基粘合剂。该类粘合剂因为它是以水为介质，较之溶剂型粘合剂有很多优点，例如具有不燃性、无毒性、成本低、制造设备简单、清除容易、贮存时无火灾危险、调节流动性方便等。困此，国内外正在大力开发和研究这一类粘合剂。

化学粘合法产品主要应用于粘合衬、保暖絮片、地毯、揩布等。

图2 双网式浸渍机

1—纤网 2—上帘网 3—下帘网 4—浸渍槽 5—轧辊 6—浸渍后的纤网

第三节 热粘合

热粘合法非织造布至今发展迅猛，其主要缘由是人们生活水平提高，化纤原料的新技术、新材料的开发应用，产品成本下降，以聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯纤维为代表，替代了原先的棉及粘胶等纤维。同时上述聚丙烯纤维具有低熔点的特性，非常适合热轧非织造工艺，无化学粘合剂，产品柔软，干燥感好，在国内外被迅速用于“用即弃”卫生材料、尿布面料和卫生巾面料等。

基本原理是热塑性合成纤维一般均具有无定形－结晶态结构，结晶区的存在使纤维具有一定强力，而无定形区的存在使纤维的大分子链可自由移动，从而使纤维的性质接近于非晶态的高聚物，具有非晶态高聚物所特有的一些物理状态待征，即加热时有玻璃态、高弹态、粘流态，热粘合加固正是利用这一原理。当热熔纤维加热至一定温度时，非晶区的纤维大分子链构象发生变化，通过链段的相跃迁，使整个大分子链相互滑移即热熔纤维软化、熔融，发生粘性流动。如果在主体纤维中混人部分热熔纤维，通过纤网毛细管作用及表面张力作用，熔体流散或者热熔纤维与主体纤维直接接触，则在纤维交叉点处，由热熔纤维的熔体形成粘合点。如果采用双组分纤维（其外壳为低熔点高聚物），则在纤维交叉点处熔体更易形成粘合点。

图5 热风喷射式热粘合生产线（单联网〕

1－喂料斗 2－梳理机 3－撒粉装置 4－交叉折叠机构 5－烘房 6－加压辊

图4 热风穿透式原理图

图3 热风喷射式原理图