1介紹
從1995年到2000年，全世界水刺非織造布的產(chǎn)量翻了一番；2000年的產(chǎn)量和1985年相比增加了四倍；2000年到2006年間，其產(chǎn)量仍增加了一倍多。水刺非織造布是所有非織造產(chǎn)品中增長速度最快的。
盡管許多水刺非織造布的使用性能由水刺工藝決定，但另有一些水刺非織造布經(jīng)過了后整理和附加的加固工藝這些對其最終的使用性能也有影響，此類工藝主要有：化學粘合劑滲透、化學助劑后整理、染色或印花和熱熔或熱定型。這些附加的后整理工序可在線實現(xiàn)，也可離線實現(xiàn)。很多非織造布生產(chǎn)商更喜歡在水刺生產(chǎn)線之后安裝獨立的后整理流程。
從后整理的諸多工序和纖網(wǎng)面密度來考慮，纖網(wǎng)在進行附加后整理之前被干燥是一個基本要求。如果附加的在線后整理工序能實現(xiàn)節(jié)省干燥工藝能耗的成本，那將非常有意義。當然，配備在線后整理工序的整條生產(chǎn)線的安裝有最縝密的設計。
此處還需提到的是，一些已經(jīng)投入實際生產(chǎn)的生產(chǎn)線在水刺工序后增加了在線纖網(wǎng)加固工藝，并且包含中間的干燥工序，以取得最佳的后整理效果。
2采用化學粘合劑和化學助劑進行加固和后整理
采用化學助劑來加固的方法通常分為兩個步驟：首先，添加粘合劑，進行熱處理；然后，非織造布通過粘合作用，粘合劑與基體纖維被粘結成一體得以加固。
水刺非織造布是通過粘附力得以加固的非織造布。粘合劑通過一定形狀的加固點加固纖網(wǎng)中的纖維。當纖維在所有相互交叉點由粘合劑作用進行粘合時，整塊非織造布的強力就達到最大。這就提供了通過粘合劑加固的非織造布所需的高強力應用性能，耐磨性、洗后穩(wěn)定性和干洗應變也會降低。
2.1粘合劑及受粘合劑影響的非織造布性能
可按要求制備具有某種特定分子式的液體粘合劑以適應特殊的產(chǎn)品需求。
使用不同的粘合劑配方，相同的非織造布可得到截然不同的性能。
除了一些單體和低聚物，一些有特殊官能團的物質(zhì)如交聯(lián)劑也包括其中，它將影響聚合物的性質(zhì)，隨之影響非織造布的性能如機械性能和抗溶解性。
通過添加不同的
一種分散液中可包含下列不同濃度的各種物質(zhì)：粘合劑、濕潤劑、增稠劑、催化劑、抗發(fā)泡劑、水、熱敏劑、填充劑、干燥劑和防燃劑。
不同性能的液體粘合劑可滿足非織造布所需的不同性能，且變化幅度較大。
所使用的粘合劑除了要達到特定要求之外，另外一些重要性能也要慎重考慮，如提高生態(tài)無害性、無毒安全性和降低可燃性。
2.2粘合劑應用方法
粘合劑應用方法一般可分為下列幾種：
(1)整體粘合：粘合劑均勻分布于非織造布的厚度方向和表面。通過飽和浸漬法或泡沫浸漬法使粘合劑浸透于整塊非織造布中。
(2)表面粘合：粘合點集中于纖網(wǎng)表面。這通常是通過噴灑、涂層和表面泡沫法使粘合劑均勻分布于非織造布表面。
(3)局部粘合：非織造布的表面被局部加固，粘合點的形狀大部分情況下是某種規(guī)則圖形。通常采用印花粘合和印花方法。
在大部分情況下，不管是液體或是泡沫粘合劑，以下工序中的一種總會被用到：飽和浸漬法、非織造布在浸軋機中通過或浸入溝槽(液體)、單面計量粘合劑施加、涂撒、帶漿輥筒應用、采用凸版印花輥筒的小表面粘合、采用圓網(wǎng)的小表面粘合和噴灑。
下面著重介紹最常用的工序如液體和泡沫浸漬；在介紹完印花粘合和染色工藝后，采過凸版印花輥筒的局部粘合也將被介紹。
2.3液體粘合劑和泡沫粘合劑
2.3.1液體粘合劑的應用
以液體形式存在的粘合劑對于水刺非織造布，無論在線或離線施加都可應用。舉例來說，對于較厚重的非織造布如涂層基材需要離線浸漬工藝才能順利達到粘合效果，因為在濕對濕的在線浸漬工藝中，采用常用的浸漬機很難達到適宜的浸滲效果。對厚重水刺非織造布，在線采用泡沫浸漬法是不適宜的，而在離線工序中，由于降低了吸濕量，所以成本上更經(jīng)濟。
如果是面密度較低的非織造布(最大8O～90g/m2)，比起液體浸漬，泡沫浸漬有更大的優(yōu)勢
在預濕上漿工藝中，由于配置了中間的干燥工序，減少了多道工序。這種方法不僅減少了能耗，而且還可減少粘合劑用量，因為粘合劑的用量主要取決于水刺工藝完成后軋輥對非織造布擠壓力的大小。
在AquaJet水刺工藝后，伴隨抽吸殘留物的水汽含量主要取決于抽吸槽的真空度、纖維種類和纖維混紡性以及速度。
所以，預濕上漿浸漬工藝必須控制得當，這在操作過程中要付出更多努力，協(xié)調(diào)好實際生產(chǎn)中的技術訣竅和工藝理論知識的關系。
在預濕上漿應用中，纖網(wǎng)上的水分和浸漬膠液或多或少會發(fā)生強烈的相互作用。為了確保設定的粘合劑用量，由于纖網(wǎng)上水分的作用而流失的粘合劑固體含量和不斷變稀的膠液必須及時得到補充。
通常在干濕上漿粘合中，知道膠液總用量和膠液含固量就能計算出粘合劑用量。但在液一液界面粘合中，要計算出粘合劑用量，光知道膠液總用量和膠液含固量是不夠的，還要知道纖網(wǎng)人口時攜帶的水量和纖網(wǎng)出口時攜帶的膠液量，也就是要知道出入口時的液體差值。纖網(wǎng)在人口時攜帶的水分要與粘合劑膠液發(fā)生作用。
粘合劑總用量P包含兩個部分：粘合劑用量P1，它取決于粘合劑膠液的不同用量；粘合劑用量P2，它取決于在浸漬浴中纖網(wǎng)上攜帶的水分和膠液的互換程度。
在傳統(tǒng)的膠液補充量計算中，被直接消耗掉的那部分膠液會進行再加料，而由于水分的作用導致膠液變稀的那部分損耗則通過在浸漬浴中添加濃度更高的膠液來進行補充。
自然，膠液用量和粘合劑用量取決于設定的兩軋輥間的壓力。
2.3
泡沫粘合劑和相應的液體粘合劑相比含水較少，因為部分稀釋水被空氣所代替了。在泡沫粘合劑中，固體物含量可高達40%～50%，這要根據(jù)粘合劑用量而定大約15%是浸滲液體。這就降低了干燥成本，進而降低了能量損耗成本。
應用泡沫粘合劑優(yōu)點如下：粘合劑用量變化范圍較廣，甚至可降至最低用量(如各種輔助劑用量)；粘合劑表面分散更均勻；應用于表面滲透和整體滲透；在干燥過程中，粘合劑的泳移發(fā)生率更小；由于即時加固，有很好的強力，抗彎強度較低；非織造布體積增大；良好的紡織品手感。
泡沫粘合所用的粘合劑液體種類基本上與液體粘合劑相似。泡沫混合物的發(fā)泡性取決于發(fā)泡劑和泡沫穩(wěn)定劑的添加量。泡沫粘合劑的性能取決于每升含泡量和泡沫穩(wěn)定性。泡沫穩(wěn)定性影響氣泡的破裂速度，繼而影響生產(chǎn)性能。
根據(jù)所需的不同效果，膠液變?yōu)榕菽螅潴w積可變?yōu)樵瓉淼?、10或20倍(每升泡沫含量30～300g)，隨后將之應用于兩軋輥間的纖網(wǎng)上。
泡沫浸漬法既適用于單面浸漬(帶漿輥筒應用)，也適用于整體浸漬。簡單的表面浸漬也同樣適用。泡沫粘合劑存在于膠液混合體中，通過對泡沫分配裝置的振蕩將之均勻分散于軋輥表面或是直接放入輥筒溝槽中。對于雙面泡沫粘合加固的情況，則需在軋輥上安裝兩個分配裝置。滲透深度可通過調(diào)節(jié)兩軋輥之間的距離來控制。
一般來說，泡沫粘合劑加固的應用主要有三個影響因素：粘合劑膠液的含固量、每升泡沫含量和軋輥間距。
瀝青氈基材的纖網(wǎng)生產(chǎn)就是非織造布后整理中運用泡沫粘合劑加固的一個例子。這些生產(chǎn)線生產(chǎn)出的針刺和水刺非織造布的寬度可達到5400mm。采用丙烯酸類粘合劑使纖網(wǎng)加固得到的非織造布將有很高的強力和尺寸穩(wěn)定性以便可以通過熱瀝青浴。
對于輕薄的纖網(wǎng)來說，水刺生產(chǎn)線的在線泡沫浸漬工藝有不同一般的優(yōu)點。由于經(jīng)過水刺工藝后纖網(wǎng)已有足夠強力，粘合劑的作用不必再著眼于如何提高纖網(wǎng)強力，而應更多地著眼于如何提高表面耐磨性、抗起
在這些情況下，粘合劑固體用量通常較少。生產(chǎn)商會盡量減少粘合劑的含水量，提高含固量。此處表現(xiàn)出的優(yōu)點是纖網(wǎng)已經(jīng)處于濕潤狀態(tài)，在每升泡沫含量較少，生產(chǎn)速度較高的情況下，纖網(wǎng)仍可獲得快速和均勻的粘合劑附著。
實驗證明，在粘合劑加固應用中，預濕上漿粘合和干濕上漿粘合的區(qū)別并不是很大。另外，這種方法在液一液界面粘合中并不要求復雜的膠液添加物。添加于軋輥間的泡沫粘合劑通常會很快消耗掉，所以不會形成伴有其他粘合劑的膠液，這樣泡沫粘合劑浴液和濕潤的非織造布之間就不會發(fā)生反應。添加物粘合工藝和預濕上漿泡沫粘合工藝有顯著區(qū)別，在預濕上漿膠液粘合中，或多或少會發(fā)生飽和浸漬。
在水刺非織造布面密度相同的情況下，不管其采用的是液體浸漬加固還是泡沫浸漬加固，相比于機械加固纖網(wǎng)的強力更高。所以在粘合劑加固工藝中，少量粘合劑就能達到預期效果。這就意味著粘合劑成本可降低，干燥工藝的能源損耗也可降低。
2.3.3粘合劑處理
當要求非織造布有較高的防水性、防溶劑性和較高的尺寸穩(wěn)定性時(如頂棚膜)，粘合劑中應加入養(yǎng)護劑，因為在添加了養(yǎng)護劑的粘合劑作用于纖網(wǎng)時，可獲得上述這些性能。
粘合劑可通過自身完成相互交聯(lián)(如N-甲基丙烯酰胺類粘合劑)，也可通過它們含有的養(yǎng)護劑完成相互交聯(lián)(如三聚氰胺甲醛)。粘合劑的養(yǎng)護可在液體中完成，也可在泡沫型粘合劑分散液中完成。
養(yǎng)護處理需要一段時間。時間的長短主要取決于溫度的高低和穿過纖網(wǎng)的氣流速度。溫度越高，處理時間越短。但是，設定的溫度不得對纖維造成損傷。熱氣流干燥器通常會提供一個適當?shù)臍饬魉俣龋贿@就是為什么高技術的穿透氣干燥(TAD)所需的養(yǎng)護處理區(qū)小于干燥簾或是干燥罐。
氣流穿透型轉鼓的操作原理有兩種：運用于輕薄型非織造布的單轉鼓生產(chǎn)線，其在轉鼓上方的干燥部分安裝有固定傳送帶；運用于厚重型非織造布的多轉鼓生產(chǎn)線，如瀝青氈基材纖網(wǎng)。
在完成干燥后，纖網(wǎng)通過
2.3.4粘合劑泳移
在于燥過程中，粘合劑受熱發(fā)生泳移對非織造布的品質(zhì)有很消極的作用。水分和粘合劑在干燥過程中會發(fā)生移動現(xiàn)象，它們會從纖網(wǎng)內(nèi)部逐漸移到受熱的纖網(wǎng)表面，在此表面水分不斷聚集蒸發(fā)。未溶解或未分散的粘合劑顆粒發(fā)生與水分相同的運動趨勢，于是纖網(wǎng)表面的粘合劑不斷聚集。泳移現(xiàn)象會導致諸多不利影響。
泳移現(xiàn)象可能導致的嚴重后果如下：纖網(wǎng)中的粘合劑、染料和化學助劑分布不勻；由于產(chǎn)品分層，纖網(wǎng)內(nèi)部強力降低；手感粗硬；纖網(wǎng)兩面物理性能如耐磨性差別顯著；表面吸濕性降低；由于纖網(wǎng)表面形成粘合劑薄膜，干燥時間增加。
控制和減少泳移現(xiàn)象的方法如下：降低干燥溫度，但這種方法并不理想，因為溫度降低的同時干燥速率也降低了。提高氣流速度，加快干燥，可以限制泳移現(xiàn)象發(fā)生的時間。這就是為什么相比于其他干燥系統(tǒng)，具有高氣流穿透速率的氣流穿透干燥器有較低的泳移率的原因。降低水分的吸收：水分含量少，則水分蒸發(fā)少，泳移發(fā)生的概率就低。泡沫浸漬粘合工藝很適宜使用這種方法。
化學處理方法：使用增稠劑，因為較高的粘度可減少泳移；添加凝結劑或是熱敏劑。這些輔助劑被加入粘合劑分散液中，在特定的溫度下，引起乳液顆粒凝結形成更大顆粒。而這個溫度必須低于纖網(wǎng)中水分開始向纖網(wǎng)表面移動時的溫度，以避免水分蒸發(fā)。蒸發(fā)作用時的溫度設置在絕熱濕球溫度計的溫度變化范圍中常見的粘合劑泳移區(qū)。
由于熱敏性作用，當粘合劑在低于濕球溫度時發(fā)生凝結，則泳移現(xiàn)象可被避免。常見的熱風穿透式干燥器和干燥罐的粘合劑凝結溫度在40～55℃之間，紅外線預干燥器則在50～60℃之間。
2.4印花粘合加固
對于許多非織造布應用來說，可采用某種花型對其進行局部加固和染色來代替全表面粘合劑加固，如家用抹布、醫(yī)用和衛(wèi)生用非織造材料均可采取這種做法。以印花粘合加固系統(tǒng)
通過凸版印花和圓網(wǎng)印花，輕薄型纖網(wǎng)在自身相互交纏和熱塑性丙烯酸樹脂的作用下進行局部加固。
2.4.1凸版印花
在這一工序中，凸版印花輥筒沿纖網(wǎng)長度方向將液體粘合劑以點狀加注于纖網(wǎng)上。由于液體轉移需要一定壓力，此處需要一個以橡膠包覆的平衡輥。
凸版印花工藝要求非織造布有較高的吸濕性。潤濕的水刺非織造布就具備良好的吸濕性。這個系統(tǒng)也可實現(xiàn)較高的生產(chǎn)速度。
這種印花系統(tǒng)包含一個凸版印花下輥筒(下輥筒可包含兩個羅拉)和一個橡膠包覆的平衡輥筒，一把輔助刮刀用以去除多余的染料。這個設備也可用于其他的后整理工藝，如化學助劑滲透工藝或是親水和疏水整理等。為了完成這些工藝，凸版印花輥筒需要有很精細的構造。對于較厚重的非織造布來說，印花加固要作用于纖網(wǎng)的兩側。
安裝一個適用于輕薄型水刺非織造布的多功能后整理生產(chǎn)線，則泡沫浸軋機和印花裝置要配備干燥器用于在線工藝。
需印花的產(chǎn)品使用顏料或染料進行上染，并上著少量粘合劑，類似于傳統(tǒng)紡織品的印花工藝。
膠液粘度對粘合劑的泳移來說是一個重要因素，應盡量避免粘合劑分散至周圍不需要粘合劑的區(qū)域。
對于濕潤材料來說，在線工藝中，常用的膠液含固量為30%～36%；而對于離線印花加固工藝來說，其含固量只有20%。
為了取得預期的印花效果，在水刺工序后可進行干燥以降低在印花工藝之前材料的水分含量。
2.4.2圓網(wǎng)印花
代替凸版印花輥筒，圓網(wǎng)通常被應用于網(wǎng)面印花工藝中。膠液狀粘合劑液體通過一個壓力導管被注入旋轉的圓網(wǎng)中；液體在輔助刮刀的作用下通過網(wǎng)面上的小孔上著到纖網(wǎng)上。根據(jù)纖網(wǎng)的不同干濕程度，印花液體的含固量在20%～40%之間。
2.5化學后整理/染色
2.5.1染色
當要求水刺非織造布具有裝飾功能時，如作為地毯、桌布、床單或是制造布料時；染料的使用是必不可少的。
如果這些非織造布或整體或局部需要用粘合劑進
當需染色的非織造布完成加固后，其后處理與機織材料相似，并通過傳統(tǒng)的染色車間對單種纖維或是混紡纖維制成的非織造布進行染色(如分散性染料加入熱熔膠浸漬浴中的工藝適用于PES纖網(wǎng))。福來司拿可提供適當?shù)倪B續(xù)性染色生產(chǎn)線。
2.5.2化學后整理
當使用粘合劑加固非織造布時，所有產(chǎn)品的使用性能會盡量通過粘合劑膠液的配制來取得。
沒有經(jīng)過粘合劑加固處理的水刺非織造布要想通過后整理來獲得某一特殊性能，則必須采用一種附加的再處理工序。這些化學后整理工序可通過飽和浸漬法或是泡沫浸漬法來實現(xiàn)。
下列是一些有可能采取的后整理操作。硬化整理：如遮光布和擋光簾等；鞋面材料整理；軟化整理：軟化整理中加入含硅物質(zhì)特別有效，如對內(nèi)襯產(chǎn)品的整理；抗靜電整理：抗靜電整理對于家紡產(chǎn)品、墻板、墻紙、家具、裝飾用布和集塵抹布來說特別重要；抗污整理：如含有氟烴樹脂的產(chǎn)品；衛(wèi)生整理：抗菌或殺菌整理對于衛(wèi)生用產(chǎn)品和醫(yī)用產(chǎn)品來說是必不可少的，為了取得抗菌效果所使用的輔助劑可添加于纖維表面或原料中，這步工序可位于纖網(wǎng)成形之前，也可位于水刺網(wǎng)制成之后；阻燃整理：盡管阻燃性能主要由所采用的纖維和粘合劑決定，但通過附加整理還是可以提高這一性能；涂層；親水整理，疏水整理，防油整理。
在疏水整理的過程中(如手術單和手術服)。纖網(wǎng)上會添加含氟化學物品。這可通過飽和浸漬完成，也可通過吻合輥筒的泡沫粘合法完成。而這些方法都各有優(yōu)缺點。泡沫粘合的方法可節(jié)省能源并提供良好的防油、防水和防酒精性，在根據(jù)所需量添加潤濕劑和發(fā)泡劑后，其水射流沖擊穿透率會更好。在有發(fā)泡劑的情況下，穿透率為50%，有帶漿輥筒的情況下是85%～115%，飽和浸漬的情況下是130%。<
3水刺非織造布熱氣流加固
向樣，在接下來的熱加固工藝中，水刺非織造布依靠纖維自身熱熔粘合加固或熱定型，特殊的產(chǎn)品性能可通過與粘合劑加固相同的方式獲得。
3.1熱氣流熱熔粘合加固
除了增加纖維之間相互交纏外，熱氣流熱熔粘合加固或許還可提高水刺非織造布的強力和抗起球性。在這些情況下，熱氣流的滲透通常并不理想，這將影響材料的相互接觸粘合。于是，纖維混紡物中會混入一些雙組分纖維，這些雙組分纖維在完成干燥工藝后，在干燥器中熔融并與其他纖維相互粘合。
通過纖維之間的熱熔產(chǎn)生的粘合可能是內(nèi)聚粘合，也可能是附著粘合。熱熔粘合可在線完成，并且已有的干燥器不必安裝其他的裝置。在干燥工藝或是干燥熱熔相結合的工藝中，使用的是單鼓或是多鼓生產(chǎn)線。一般來說，多鼓生產(chǎn)線被更多地使用，這是因為它們能保證材料自動輸送及熱氣流在纖網(wǎng)間交互，對于厚重型纖網(wǎng)來說，這個優(yōu)點尤其明顯。
當非織造布中含有收縮性纖維或是有熱定型工藝，非織造布的收縮一定要避免。這可通過安裝在轉鼓上的兩個針座環(huán)來實現(xiàn)，以保持材料的幅寬。這種裝置也可安裝在單鼓干燥器上。
如有要求，福來司拿還可提供干燥簾，通過氣流穿透和氣流噴射來完成干燥和熱熔粘合。
3.2熱定型
熱定型是在很高溫度下對合成纖維制成的非織造布進行熱處理，使之具備良好的尺寸穩(wěn)定性。尺寸穩(wěn)定性取決于形狀穩(wěn)定性和抗縮性。這種方法主要應用于需涂層加工的非織造布(如房頂氈，PU、PVC鞋子和地板覆蓋物的涂層物質(zhì)等)。
一般情況下熱定型的加熱介質(zhì)是熱空氣，大部分纖維都是PES纖維。
熱定型效果不僅取決于溫度，也取決于停止周期。目前，最好的合成纖維可設置的最高熱定型溫
一般對于空氣穿透性較好的水刺非織造布來說，材料到達熱定型溫度的時間間隔只有1～2S。整個熱定型過程在5～12S之內(nèi)完成，具體時間取決于纖網(wǎng)面密度。
熱定型是為了對纖維定型、降低纖網(wǎng)張力、獲得尺寸穩(wěn)定性、避免在之后的后整理工藝如涂層工藝中產(chǎn)生寬度收縮。
福來司拿多孔轉鼓的空氣穿透原理能使纖網(wǎng)被快速加熱至熱定型溫度。這臺設備的設計十分緊湊，有很多優(yōu)點可降低能量損耗。沖擊式冷卻可在空氣穿透式冷卻鼓上實現(xiàn)。在有些情況下，材料在冷卻之前會經(jīng)過一個校準裝置來校準纖網(wǎng)的厚度。
大部分非織造布熱定型工藝要求在一定溫度影響下材料的幅寬得到有效控制，材料收縮能加以避免。為了達到這種效果，可使用配備有可調(diào)式或固定式針座環(huán)的福來司拿單鼓干燥器。
水刺非織造布的熱定型工藝可在線實現(xiàn)，也可離線實現(xiàn)。無論采用哪種情況，材料必須先進行干燥。生產(chǎn)速度較低的情況下，在線熱定型工藝操作中，干燥和熱定型過程可在單鼓生產(chǎn)線上依次完成。而在生產(chǎn)速度較高的在線熱定型工藝操作中，首先在單鼓熱定型烘箱中完成熱定型，然后在多鼓干燥器上完成干燥。
4結語
所有濕法和干法的后整理工藝在Egelsbach的福來司拿技術中心都有展示。
福來司拿歡迎相關廠商送交生產(chǎn)用纖維，我們可以當場做各種試驗，幫助生產(chǎn)廠家使非織造布品質(zhì)達到最佳。在線試驗包括：纖維開松/混合、梳理成網(wǎng)、用AquaJet水刺系統(tǒng)進行水刺加固、氣流成網(wǎng)、熱氣流干燥/熱定型和自動卷繞。離線試驗包括：所有液體和泡沫浸漬粘合和熱定型工藝。
機不可失。我們誠摯期盼相關廠商的到來。
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