非织造布—水刺工艺

题目非织造布-水刺非织造布工艺指导教师邢明杰学生姓名聂换换学号2012020570专业纺织材料与纺织品设计教学单位青岛大学纺织服装学院二O一二年十二月二十六日目录摘要……………………………………………………………………1一、非织造布的概念及特点…………………………………………2（一）无纺布材料特点……………………………………………2（二）简单介绍一下几种无纺布生产工艺……………………………3二．水刺法加固工艺及机械………………………………………3（一）概述…………………………………………………………3（二）水刺法加固纤网原理…………………………………………3（三）水刺法加固纤网工艺技术特点………………………………4（四）产品应用……………………………………………………4（五）水刺工艺过程………………………………………………5（六）水刺设备……………………………………………………7(七)典型水刺机…………………………………………………10（八）工艺参数及其对产品结构与性能的影响……………………11(九)工艺参数对产品性能的影响…………………………………11(十）水刺非织造材料的应用……………………………………11结束语…………………………………………………………11参考文献…………………………………………………………121非织造布-水刺非织造布工艺摘要介绍了非织造布的基本概念和特点，及其几种常见的生产工艺。主要以水刺非织造布为研究，具体阐述了其生产原理，工艺技术特点和工艺过程；水刺工艺主要的生产机械，以水刺生产中的主要设备为介绍对象，设备的具体结构及作用；非织造布产品的应用广泛，所以国内对非织造布生产一直高度重视。关键词：非织造布水刺加固工艺工艺过程生产机械产品应用ABSTRACTIntroducethebasicconceptandcharacteristicsofnonwovens,severalcommonproductiontechnology.Spunlacinguseshigh-speedjetsofwatertostrikeawebsothatthefibersknotaboutoneanother.Asaresult,nonwovenfabricsmadebythismethodhavespecificproperties,assofthandle.Itakespunlacednonwovensasthemainlyresearchobject,specificallyelaborateitsproductionprocess、itsmainproductionmachineryandtheapplicationofnonwovensproducts.KEYWORDS：NonwovensSpunlacedprocessProductionmachineryProductionapplication2一．非织造布的概念及特点非织造布（又称无纺布），是新一代环保材料，具有拒水、透气、柔韧、不助燃、无毒无刺激性、色彩丰富等特点。该材料若置于室外经自然分解，其最长寿命只有90天，置于室内在5年内分解，燃烧时无毒、无味、且无任何遗留物质，从而不污染环境，故环保由此而来。宜于洗涤等物点。它直接利用高聚物切片、短纤维或长丝通过各种纤网成形方法和固结技术形成的具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。（一）无纺布材料特点：1．质轻：以聚丙烯树脂为主要生产原料，比重仅0.9，只有棉花的五分之三，具蓬松性，手感好。2．柔软：由细纤维组成(2-3D)轻点状热熔粘结成型。成品柔软度适中，具舒适感。3．拨水、透气：聚丙烯切片不吸水，含水率零，成品拨水性佳，由100%纤维组成具多孔性，透气性佳，易保持布面干爽、易洗涤。4．无毒、无刺激性:产品采用符合FDA食品级原料生产，不含其他化学成分，性能稳定，无毒、无异味，不刺激皮肤。5．抗菌、抗化学药剂：聚丙烯属化学钝性物质，不虫蛀，并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀；抗菌、碱腐蚀、成品不因侵蚀而影响强度。6．抗菌性。制品具拔水性，不发霉，并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀，不霉蛀。7．物性佳。由聚丙烯纺丝直接铺成网热粘结而成，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。8．在环保方面，目前使用的大多数无纺布的原材料是聚丙烯，而塑料袋的原材料是聚乙烯，两种物质虽然名字相似，但在化学结构上却相差甚远。聚乙烯的化学分子结构具有相当强的稳定性，极难降解，所以塑料袋需要300年才可分解完毕；而聚丙烯的化学结构不牢固，分子链很容易就可断裂，从而可以有效地降解，并且在无毒的形态中进入下一步环境循环，一个无纺布购物袋在90天内就可以彻底分解。而且无纺布购物袋可重复使用10次以上，废弃后对环境的污染度也只有塑料袋的10%。3（二）目前国内市场上销售的无纺布主要是纺粘无纺布，熔喷无纺布和水刺无纺布，简单介绍一下几种无纺布生产工艺：1．纺粘无纺布：纺粘无纺布是在聚合物已被挤出、拉伸而形成连续长丝后，长丝铺设成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法，使纤网变成无纺布。2．熔喷无纺布：熔喷无纺布的工艺过程：聚合物喂入---熔融挤出---纤维形成---纤维冷却---成网---加固成布。3．水刺无纺布：水刺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。二．水刺法加固工艺及机械（一）概述：水刺法加固（又称水力喷射法、水力缠结法等）纤网的非织造布工艺技术起步较晚，于20世纪70年代中期由美国的公司Dupont和Chicopee公司开发成功，1985年实现工业化生产。水刺法非织造材料的吸湿性和透气性好，手感柔软，强度高，悬垂性好，无需粘合剂加固，外观比其它非织造材料更接近传统纺织品，因此，尽管水刺法工艺发展较晚，但已成为增长速度最快的非织造工艺方法之一，无论产品和工艺，还是设备，近几十年来均得到了很大的发展。水刺工艺技术应用也被移植到纺粘非织造材料、机织物、针织物和纸浆粕材料领域。（二）水刺法加固纤网原理水刺法加固纤网原理与针刺工艺相似，但不用刺针，而是采用高压产生的多股微细水射流喷射纤网，俗称“高压水针”。水针穿过纤网后，受托持网帘的反弹，再次穿插纤网，由此，纤网中纤维在不同方向高速水针穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得到加固。4（三）水刺法加固纤网工艺技术特点①柔性缠结，不影响纤维原有特征，不损伤纤维②外观比其它非织造材料更接近传统纺织品③强度高、低起毛性④高吸湿性、快速吸湿⑤透气性好⑥手感柔软、悬垂性好⑦外观花样多变⑧无需粘合剂加固、耐洗⑨生产流程长、占地面积大⑩设备复杂、水质要求高（四）产品应用水刺法非织造材料的用途为医用帘、手术服、手术罩布、医用包扎材料、伤5口敷料、医用纱布、航空抹布、服装衬基布、涂层基布、用即弃材料、仪器仪表高级抹布、电子行业高级抹布、毛巾、化妆棉、湿巾、口罩包覆材料等。（五）水刺工艺过程A.纤维原料准备→开松混和→梳理成网→交叉铺网→预湿→正反水刺加固→脱水（水处理循环）→预烘燥→后整理→烘燥定形→分切卷绕→包装B.纤维原料准备→开松混和→梳理杂乱成网→预湿→正反水刺加固→脱水（水处理循环）→预烘燥→后整理→烘燥定形→分切卷绕→包装不同成网方式影响最终产品的纵横向强力比，流程A对纤网纵横向强力比的调节较好，适合于水刺合成革基布的生产；流程B适合于水刺卫材生产。1、预湿已经成形的纤网送入水刺机加固，首先是预加湿处理。预湿的目的是压实蓬松的纤网，排除纤网中的空气，使纤网进入水刺区后能有效地吸收水射流的能量，以加强纤维缠结效果。常见预湿方式：①双网夹持式②带孔滚筒与输网帘夹持式预湿工艺水压力一般在0.5~60Bar之间选择。（1）双网夹持式该方式可减少纤网中纤维在预湿过程中产生意外位移，并有效压缩蓬松纤维网输入预湿区。纤网控制和预湿效果比带孔滚筒与输网帘夹持方式好，而且适合于200m/min以上线速度的生产工艺。（2）带孔滚筒与输网帘夹持式水通过带孔滚筒和脱水器的作用迅速、充分地润湿纤网，对纤网的控制和压缩效果不如双网夹持式。2、水刺经预湿的纤网进入水刺区，水刺头喷水板的喷水孔喷射出多股微细水射流，垂直射向纤网。水射流使纤网中一部分表层纤维发生位移，包括向纤网反面的垂直运动，当水射流穿透纤网后，受到托网帘或转鼓的反弹作用，以不同的方位散射到纤网的反面。在水射流直接冲击和反弹水流的双重作用下，纤网中的纤维发6生位移、穿插、缠结、抱合，形成无数个柔性缠结点，从而使纤网得到加固。水射流对纤网垂直喷射可防止破坏纤网结构，并最大程度地利用水射流的能量，从而有利于提高水刺法非织造材料的性能。水刺加固方式主要有平网（平台式）水刺加固、圆网（辊筒式）水刺加固和圆网与平网相结合的水刺加固三种形式。(1)平网（平台式）水刺加固平网水刺加固工艺中，水刺头通常位于一个平面上，纤网由托网帘输送作水平运动，并接受水刺头垂直向下喷出的水射流的喷射。设置过桥输送机构可使纤网反面接受水刺。托网帘的编织结构可采用平纹、半斜纹和斜纹等，从而使产品得到不同的外观效果。平网水刺加固机械结构简练，维护保养方便，但占地面积大。平网水刺加固工艺中，松边、张力变化以及导辊不平行等原因致使托网帘反复游动而需纠偏，同时导辊对托网帘的磨损较大，致使托网帘变形，也影响托网帘的使用寿命。托网帘对水射流的反弹作用没有转鼓强，导辊传动方式也不适合高速。(2)圆网（辊筒式）水刺加固圆网水刺加固工艺中，水刺头沿着圆网圆周排列，纤网吸附在圆网上，接受水刺头喷出的水射流的喷射。纤网吸附在圆网上，不存在跑偏现象，有利于高速生产，同时纤网在水刺区内呈曲面运动，接受水刺面放松，反面压缩，这样有利于水射流穿透，有效地缠结纤维。圆网为金属不锈钢丝编织结构，内设脱水装置，与平网水刺加固的托网帘相比，对水射流有很好的反弹作用。圆网式水刺工艺可在很小空间位置内完成对纤网多次正反水刺，通常平网水刺工艺的占地面积是圆网水刺工艺的两倍。圆网水刺工艺适合加工单一外观效果特别是平纹的水刺非织造材料，不适合加工不同外观效果特别是开孔的水刺非织造材料，这是圆网结构所决定的。(3)圆网与平网相结合的水刺加固在水刺加固工艺中，平面式与圆周式组合使用可扬长避短，发挥各自的优势，通常第一级、第二级为圆网式水刺，第三级为平网式水刺。(4)水刺头数与水压7水刺加固工艺中常用水刺头数为7~12只，常用水压为60~250Bar，视纤网单位面积质量、生产速度等而定，水刺头压力设置通常为低→高→低。3、脱水脱水的目的是及时除去纤网中的滞留水，以免影响下道水刺时的缠结效果。当纤网中滞留水量较多时，将引起水射流能量的分散，不利于纤维缠结。水刺工序结束后将纤网中水分降至最低，有利于降低烘燥能耗。平网水刺加固的脱水箱结构和圆网水刺加固不同，但原理是一样的，均利用真空吸水，常用真空度为16000~37000Pa。4、后整理主要有水刺提花、印花、染色、拒水整理和卫生整理等。正常水刺加工后，可增加一道提花水刺，由提花水刺机构来实现。镍质圆网的花纹采用照相雕刻而成，水刺头安装在圆网内，喷射出的高速水射流可将圆网花纹复制到非织造材料上。印花和染色可从传统纺织移植过来。水刺非织造材料用作合成革基布时，必须进行上色上浆整理。水刺手术服材料必须进行拒水整理，以防止手术时血液等对医护人员的感染。某些水刺卫生材料还要进行抗菌整理。5、烘燥定形水刺加固后，可采用抽吸装置和脱水辊压榨脱除水刺非织造材料中的大部分水。然后采用烘燥机烘干水刺非织造材料。水刺工艺中主要采用烘筒式烘燥和热风穿透式烘燥两种烘干方式，取决于非织造布产品规格、性能要求、产量、车速等因素。（六）水刺设备1、水刺机主要由水刺头、托网帘(或转鼓)、脱水箱、传动系统及控制系统等组成。(1)水刺头水刺头是水刺非织造工艺中产生高速水射流的关键部件，尽管各个生产厂家制造的水刺头结构有些差异，但一般均由过滤装置、均流装置、密封装置、喷水板和外壳等组成。水刺头材质为高级不锈钢。8（2