非织造技术

水刺法非织造技术综述

纺工081班罗春霞200800608003

摘要阐述了水刺法非织造技术的定义、原理、特点、、工艺、设备、应用以及发展前景等方面的研究进展。通过研究，我们发现水刺法非织造技术发展迅速，成为了主要的非织造材料加工技术，其产品广受市场欢迎。

关键词水刺法特点工艺技术应用发展

前言水刺法有称射流喷射网、力缠结法、喷水成布法等，是一门正在蓬勃发展的非织造布加工新技术。水刺法非织造布技术的主要不足是耗能较高，但是随着水刺非织造布技术的发展，其耗能正在明显下降。水刺法非织造产品在卫生性、柔软性、吸附性等方面有独特的性能优势，在医疗、卫生、服装、轻工、环保和日常生活等领域得到广泛应用，所以很受广大消费者欢迎。在各具特色的各类加工方法中，水刺法非织造技术是最有前途且发展最快的生产工艺。

1.刺水法非织造技术的定义

水刺法非织造技术是利用现代物理、化学、力学等学科的理论与基础知识，融合了CAD／CAM技术、信息技术和新材料技术等成果而形成的一门新兴边缘科

学，是非织造材料领域中发展最快的一种工艺。【1】

2．水刺法固结原理

水刺法技术基本原理与针刺法极为相似。水刺法是以提供高压水源的“水刺头”喷射的高压水柱—“水针”来代替针刺法生产中使用的刺针。“水针”穿过纤维网的同时，水柱遇到输送网帘后反射回来，又“刺”向纤维网，这些直射和反射动作的组合形成对纤维不同方向的搅动，使得纤维网中的纤维向不同方向做

无规则的运动，从而达到了固结纤维网的作用。[2]

3.水刺法生产工艺及特点

水刺法生产工艺主体结构主要由成网系统（混棉给棉机和梳棉机）、水刺系

统（圆筒型水刺机和脱水轮）和干燥卷绕系统（干燥设备和卷绕头）组成.[3] 3.1水刺法生产工艺流程

水刺法非织造布生产线的工艺流程与常规非织造布生产线如热轧、针刺等相比，除水刺设备和水处理设备外,均十分相似。首先,根据产品需要,将一种或数种不同纤维原料经不同的配比混合后送至开松机充分开松；开松后的纤维经输送装置送入喂棉机,并由其定量喂入高效梳棉机梳理成水刺工艺所需要的均匀纤网。经水刺处理之后的纤网被送入干燥系统进行烘干,使其在较短的时间内除去水份并定型。有些产品需在预干燥后加印花工序,然后再完成最终干燥和定型。最后进行检布、分切、卷绕、包装 ,至此整个生产工艺结束。

与常规非织造布生产不同的是纤维网在进行水刺处理之前,有预湿处理过程,即使纤维预先吸收部份水份,然后再接受水刺处理,这样能更好地发挥水刺功能。也就是说,经预湿的纤维网能更多地吸收水刺的能量,使水刺效果更好。在水刺处理之后还需要一套效率较高的吸水系统,以及时地把纤维网内积存的大量水份尽快抽走,从而提高产品的生产效率。

非织造布生产工艺流程一般为：

配棉→开松→输送→喂棉→梳理→纤维成网→预湿→正反面水刺→脱水（预干

燥）→后整理（印花、上色、上浆等）→干燥定型→分切→卷曲→包装[4][5]

3.2水刺法生产工艺特特点

（1）工艺较简单，生产中不用化学粘合剂，卫生性能好，因而不会造成环境污染，用途广泛。

（2）加工时纤维不受损伤，产品不起毛，伸长较小。

（3）具有优良的悬垂性和极柔软的手感, 蓬松透气性好,强力高,吸湿性好。3.3水刺法非织造布生产工艺的缺点

水刺法非织造布生产工艺生产出高质量的非织造布以其性能独特、加工方便、价格低廉等特点占领市场,其应用范围越来越广泛。但它也存在其本身的缺点和不足,原因在于它采用高压水作为动力,因水刺开纤后,超细纤维在棉层中形成大量的毛细管,棉层的吸水率及含水率大大提高, 所得到的非织造布含水量很大,再加上超细纤维水刺布致密的结构影响干燥机热量的穿透, 使之不易烘干,在烘干过程中烘干能力偏低,能耗较大。高能耗的水刺法非织造布生产工艺不仅影响了产品的竞争力,而且也不符合目前节能降耗的方针。

政策。

4.影响水刺产品性能的因素

影响水刺非织造布产品质量性能的因素主要是原料纤维的性能及开松、混棉、梳理、成网、水刺烘干等工艺以及设备等，在实际生产中，只有将各工序的

工艺参数及设备运行状态调节到最好才能将产品面不匀率控制在最低程度。[6]

4.1常规原材料物理性能对水刺非织造布质量的影响

（1）断裂强度：在生产工艺一定的前提下，水刺非织造布的强力主要是由纤维的断裂强度决定的。不同的加工方法或使用不同的粘合剂都对水刺非织造布得强度有一定影响。

（2）回潮率：如果纤维的回潮率超出正常使用范围，即纤维中的含水率不符合使用规定，或水分混合不均匀时，对非织造布的生产设备和产品质量影响较大。（3）耐环境性：水刺非织造布大多数使用常规纤维，在使用过程中严格按照生产工艺执行时，不会发生性能变化。但如果纤维或产品放置不妥，则会发生潮湿或风化现象，容易造成纤维和产品强力下降，甚至使有的纤维和产品发黄、掉粉末。建议纤维和水刺非织造布生产厂家不要有大量的库存或长时间存放产品，一旦放置环境发生变化，不利于稳定产品的内在质量。各种纤维耐环境性能不同，应特别关注含有丙纶、锦纶、粘胶纤维的产品

（4）含油率：纤维中含有一定量的油剂，可以减少纤维与纤维之间的摩擦，防止产生静电，便于梳理成网。当纤维中的含油量不符合使用规定时都会对生产造成不利的影响。若含油过多，使纤维表面过于光滑，纤维之间抱合力不足不易梳理，翻花严重，易使纤网破损，损坏设备；含油过少，纤维间摩擦系数增大，易静电，梳理机严重飞花，成网不均匀，纤网定量不稳定。（5）其他指标：纤维纤度和长度等其他指标对产品也有不可忽视的影响。一般情况下，纤维越长，纤维之间相互缠结点和面越多，抱合力越强，产品强力也越高。在相同非织造布定量

条件下，纤维越细，纤维根数越多，纤维间接触点和面积越大，纤维间相互滑动的阻力越大，产品的内在强力也越大。但纤维过细，必须调整梳理机生产工艺和改用更细密的针布，否则纤维容易缠绕锡林，成网困难。纤维过粗，针布不能很好梳理，容易使纤网慢慢从主锡林和道夫处向梳理机下部脱落，造成生产困难。

但纤维过长，容易造成梳理困难，不利于成网。[7]

4.2纤维成网对水刺产品的影响

梳理机是成网的核心设备，利用各种型号转动的针布和不同针布的转动速度、方向对纤维进行充分的分梳、清除杂质，达到平等伸直的单纤维状态，使纤维充分混合、杂乱，最后形成均匀的纤维网。纤维与针布规格的匹配、针布速度的恰当调配以及针布质量都是影响成网质量的主要因素，也是影响产品性能的重要因素。

交叉铺网机是改变纤网和产品性能的重点设备。交叉铺网机各运动件和运动点输入输出速度、加速度、牵伸率、铺网层数、幅宽等是决定产品定量(及 CV 值) 、交叉角搭接、纵横向强力等性能的重要参数。

牵伸机是纤网最后一道把关设备。利用7个握持针布辊和8个牵伸针布辊，对纤维形成3个牵伸区，调整各区之间的速度( 牵伸倍数)，进一步改善纤维的排列，使纤维层与层之间紧密结合以减少水刺后的分层。

4.3水刺装置对水刺产品的影响

水刺机是纤维加固的主要设备，也是生产水刺产品的特殊设备。高压水针的质量直接影响产品的内在质量（强力）和外观（布面）质量。

用同一台杂乱成网的梳理机梳理同样克重的纤网，若分别采用平板式排列和圆周排列的水刺装置以相同水针压力进行水刺加固，最终水刺产品的横向强力，后者要比前者高30%~40%。这是因为纤网经过滚筒时，上部疏松，下部压缩，提高了纤网纤维之间的缠结度，滚筒上的金属网帘的开孔率仅在9%~15%，采用随机分布方式，高压水流在喷向纤网时，纤网的纤维被无规则地推向孔的四周，促使纤维横向排列，故使纤网横向强力提高。实践证明，同样克重的水刺产品，采用相同的水针压力，则网孔纹产品的横向强力要高于平纹产品的横向强力。

4.4水刺压力对水刺产品的影响

水刺机压力要根据纤维性能和产品组织结构，按照产品定量进行设定，一般是定量越大，水刺压力越高。水刺到达布面的长度应该保持在15mm~20mm，水针过长能量损失大，在相同工艺条件下会使产品强力及其他性能降低。水刺压力对纤网有一定的牵伸作用，调整不当，水刺非织造布表面会出面褶皱现象。牵伸值和水刺压力值得设定原则是以产品表面无褶皱现象为标准。

4.5水质的要求

生产中要合理配置过滤系统，注意循环水的处理，定期更换滤布、滤袋等滤材，准备调整工艺用水的PH值，定时添加杀菌剂，防止细菌微生物滋生。循环水要定期排放，添加新鲜水，使工艺水保持一定纯度。同时，要注意水刺装置内

安全过滤网和水针板的清洁，要定期用高压水枪冲洗水刺装置内腔。[8]

5、水刺法产品的应用领域

由于水刺布具备诸多优点而被广泛地应用于医疗卫生材料、保健品、家庭生活用品、服装、装饰布及工农业等各个领域里。