针刺过滤材料与水刺过滤的差异

浅谈水刺与针刺过滤材料的区别

摘要： 水刺过滤材料已经渐渐开始替代传统针刺过滤材料。本文通过对比法阐述了水刺过滤材料与针刺过滤在机械性能的差异性，并通过试验的方法分析了水刺和针刺产品的耐磨性能。

关键词：无纺布 水刺过滤毡 针刺过滤毡 1. 概述

水刺过滤材料在非织造工艺上是一个新的突破，它恰是以柔性高压水流取代刺针在纤网中由上至连续喷射并通过托网帘的反射作用而使纤维之相互缠绕成布的。它的品质要求是通过调整水头的压力、水刺头数量、水刺头与布面的距离及择不同的托网帘等方式来获得的。由于针刺是以刚性的带钩刺的刺针在纤网中往复运动使纤维之间相互缠结而成毡的,针刺过程中对纤维和基布造成的损伤时不可避免的，而且针刺非织造毡常存在有针痕、 手感硬、表面有骨折状等问题。对于某些高密度、高品质的针刺毡来讲,可能这些问题显得更为严重

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。因此，水刺过滤材料已经开始受到越来越多的人们关注。

2. 滤料的生产工艺 2.1 针刺法过滤材料

当前，袋式除尘器用非织造材料绝大部分为针刺毡。针刺毡又分为有基布和无基布二类。增加基布是为了提高针刺织物的强度，博格公司的产品主要是以有基布为主，其主要的工艺流程为：

图1 针刺法非织造过滤材料的工艺流程图

针刺非织造过滤材料完全依靠纤维之间的抱合力、挤压力和摩擦力来进行加固，使表面平整、手感好、强度高。过滤性能较为优异，与传统纺织过滤材料相比具有较高捕集效率，阻力小等特点。但是针刺是以刚性的带钩刺的刺针在纤网中往复运动使纤维之间相互缠结而

原料—开松—混料—给料—气流成网—叠网—上层纤维网

基布

原料—开松—混料—给料—气流成网—叠网—上层纤维网

针刺—后整理—成品

成布的，是通过选择不同的针板布针形式与刺针规格、形状以及调整不同的工艺(如针频、针密、针深等)手段来获得品质的不同要求的，因此其刚性刺针的上下往复运动与柔性纤网的连续水平运动的组合必然会给布面留下针痕，这是无论对刺针型号、针刺动程、针刺频率及走布速度如何调整都无法回避的困难，从而使针刺非织造布常存在有针痕、手感硬、表面有骨折状等问题。

2.2水刺法过滤材料

水刺过滤材料在工艺上是一个新的突破，它恰是以柔性高压水流取代刺针在纤网中由上至连续喷射并通过托网帘的反射作用而使纤维之相互缠绕成布的。它的品质要求是通过调整水头的压力、水刺头数量、水刺头与布面的距离及择不同的托网帘等方式来获得的。由于针刺是刚与柔的结合，而水刺是柔与柔的结合，所以水刺品的品质更为柔软，手感舒适。水刺非织造布要获得良好的缠结效果，与水刺压力密切相关，它也直接影响着耗能的多少。

图2 水刺原理图图3 水刺工艺流程图

从图2可以看到，水刺加固工艺采用高压水，经过喷水板的喷水孔，形成微细的高速水射流对拖网帘（或转鼓）上运动的纤维网进行连续喷射，在水射流直接冲击力和反射作用力的双重作用下，纤维网发生移位、穿插、抱合、缠结，形成无数的机械结合，从而使纤网得到加固。

从图3可以看出，在水刺过滤材料的制造过程中，纤维经开松、混合、梳理、铺网、牵引后喂入水刺缠结加固系统，喂入方式为双网夹持式，纤网在双网夹持

方式下进行预水刺，然后再进行第二道水刺。经过两道水刺后，纤网成为具有一定机械性能和外观的水刺非织造材料。 3 新型水刺复合滤料的特性研究

选用博格公司生产的500g 涤纶针刺毡和水刺毡进行分析。产品的基本指标如下：

表1 产品的基本指标对比

克重 厚度 断裂强力 断裂伸长率 透气度

经向 纬向 经向 纬向

g/m 2 mm N N % % m 3/m 2·min 针刺毡 502.2 1.69 1060.0 1439.4 18.1 41.73 8.59 水刺毡

488.0

1.52

1463.3

1894.6

47.8

46.02

14.1

3.1 物理性能指标分析

涤纶水刺而成的滤料其厚度较针刺毡偏薄，断裂强力较针刺毡提高了20%左右，透气度明显的提高。这主要是因为柔性水针在碰到纤维时会分成多个更较微细的水针，不会对纤维和基布造成损伤，同时也对内部蓬松的纤维进行加固，也就提高了产品的强度和断裂伸长率，降低了产品的厚度，增加滤料的内部的空隙，提高了产品的透气性能。 3.2 耐磨性能分析

图4涤纶水刺与针刺的比较（正面）

注：从左至右依次为：原样、200圈、400圈、600圈、1400圈；从上到下依次为：水刺、针刺

在实验室采用NO.600水砂纸作为耐磨实验的标准磨料，压力12KP对涤纶针刺毡和水刺毡进行耐磨性能试验，观察结果如图4和图5。从测试过程观察和图4中结果可以看出，涤纶针刺毡正面在400圈的时候露出了基布，在1400圈时，基布出现了断裂现象，且已经被磨通。涤纶水刺毡400圈的时候，表面纤维的颜色变成灰色，但是还没有出现漏基布现象；在1400圈时，表面纤维的颜色变成灰色且有起球现象。从图5可以看出，涤纶针刺毡反面随着摩擦圈数的增加其厚度也随着降低，且降低幅度高于涤纶水刺毡；尤其是在摩擦圈数增加至800圈时，涤纶针刺毡的反面已被摩通，而水刺毡还保持原来的75%的厚度。这主要是由于水刺工艺水针被纤维分成更加微细的水针，对内部纤维进行加固而引起的。也就是说水刺毡的耐磨程度远远超过针刺毡，这样采用水刺毡做成的滤袋，在使用增加了因为脉冲清灰引起的龙骨与滤袋之间的摩擦次数，提高了滤袋的使用寿命。

4 结语

（1）水刺法非织造过滤材料是对针刺法非织造滤料的一个升级，其良好的工艺特性保证了滤料的技术指标达到使用要求。

（2）从各项技术测试来看，水刺法生产的非织造过滤材料的各项物理性能已经远远优于针刺法滤料，尤其是强度和耐磨程度，增加了滤料与龙骨之间的摩擦次数，提高了滤料的使用寿命。

（3）从长远角度看，随着过滤技术的材料技术的发展，水刺法生产的过滤材料将会有良好的发展规模和前景。

参考文献

[1]郭秉臣. 非织造布学[M]. 2002：77-135

[2]张帆，靳向煜. 水刺非织造布材料的开发与应用[J]. 非织造布2004（12）：33-38

[3]水刺非织造分会.水刺非织造布的现状和发展前景[C]. 全国第七届水刺非织造生产技术与交流会论文集,2002 , (10)