定义:
水刺非织造布,也叫水刺无纺布,又叫“射流喷网成布”。“射流喷网成布”的概念来源于机械的针刺工艺。所谓“射流喷网”,就是利用高压水流刺入纤维网内,使纤维相互缠绕,使原来松散的纤维网具有一定的强力及完整的结构。其工艺流程是:纤维计量混合—开松除杂—机械杂乱梳理成网—纤网预湿—水针交缠—表面处理—烘干—卷取—检验—包装入库。射流喷网装置是利用高速流动的高压水流喷射纤网,使纤维网中的纤维重新排列,互相缠绕,变成结构完整,具有一定强力及其他性能的无纺布。这种水刺无纺布的物理性能不同于常见的针刺无纺布,无论在手感和性能方面,都是唯一能使其最终产品类似纺织品的无纺布.
工艺/过程:
一、水刺法非织造工艺流程:
A.纤维原料→开松混和→梳理→交*铺网→牵伸→
→预湿→正反水刺→后整理→烘燥→卷绕
↑ ↑
水处理循环
B.纤维原料→开松混和→梳理杂乱成网→
→预湿→正反水刺→后整理→烘燥→卷绕
↑ ↑
水处理循环
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。
二、预湿
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:
<>双网夹持式
<>带孔滚筒与输网帘夹持式
三、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水刺加固、转鼓水刺加固和转鼓与平网相结合的水刺加固三种形式。
托网帘编织结构与纤网外观结构效果
转鼓水刺加固工艺中,水刺头沿着转鼓圆周排列,纤网吸附在转鼓上,接受水刺头喷出的水射流的喷射。纤网吸附在转鼓上,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。转鼓为金属圆筒打孔结构,内设脱水装置,与平网水刺加固的托网帘相比,对水流有很好的反弹作用。
(三)转鼓与平网相结合的水刺加固
在水刺加固工艺中,平面式与转鼓式组合使用可扬长避短,发挥各自的优势,通常第一级、第二级为转鼓式水刺,第三级为平网式水刺。
(四)水刺头数与水压
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。
(五)水射流的结构分析
根据流体力学,水从喷水孔中喷出,可称为非淹没性自由紊流射流。
水射流从喷水孔中喷出后,由于紊流射流的横向脉动和空气对流束的摩擦阻力,从集束的射流逐步转变为分散的水滴。
四、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。
五、水处理和循环
水刺非织造生产工艺的用水量很大,产量达到5吨/日时,每小时需用水约150m3~160m3。为节约用水,减少生产成本,必须将其中约95%左右的水经过水处理后循环使用。
(一)水刺非织造工艺用水要求
<>悬浮物含量高时,会缩短滤袋、滤芯的使用寿命。
<>溶解或胶体分散状态的有机物易使水浑浊并产生颜色。这些物质易沉积在喷水孔孔壁,粘附在纤维上,从而影响产品最终的白度。
<>微生物形成的腐浆团,经高压水泵输送后,会快速堵塞喷水孔,造成水刺头压力突然上升,严重时引起停车 。
<>溶解在水中的无机盐类,不管是其中的阴离子还是阳离子,对水刺工艺都有影响。钙、镁离子在管路中和设备上产生污垢,铁、锰、铜等离子容易生成有色物质,对于白色卫生材料生产,应严格控制其含量。氯离子含量较多时容易引起设备腐蚀。
优点:
------1、柔软、悬垂性好;
------2、强度好;
------3、具有高吸湿性和速湿性;
------4、低起毛性;
------5、耐洗;
------6、无化学品添加剂;
------7、外观类似纺织品。
优越性:
------水刺工艺过程式中不存在对纤维网的挤压,从而提高了最终产品的膨松度;不使用树脂或粘合剂,从而保持了纤网固有的柔软性;产品的高度整体性避免了产品产生蓬松现象;纤网具有较高的机械强度,可达纺织品强度的80%~90%;纤网可用任意品种的纤维相混合。特别值得一提的是,水刺纤网可与任何基布进行复合,制成复合产品。可根据不同的用途生产各种功能的产品。
前景:
由于水刺布的优势,已成为近年来非制造界技术进步最快的一个领域。非织布的发展方向是替代纺织与针织品,水刺布以其最象纺织品的特点、优良的物理性能、物美价廉的优势成为与纺织品市场竞争最有潜力的领域。
应用:
一、 医用方面
------用即弃手术衣、手术罩布、手术台布、手术围裙等;
------伤口敷贴料、绷带、纱布、创可贴等;
二、 服装类诸如服装衬布、婴儿服、训练服、狂欢夜一次性彩服、各类防护服诸如手术服等;
三、 擦巾类诸如家用、个人、美容、工业、医用干湿巾等;
四、 装饰布类诸如汽车内饰、家庭内饰、舞台装饰等;
五、 农用类诸如保温大棚、防杂草生长、丰收布、防虫保鲜布等;
六、 水刺无纺布还可以用以复合加工,可以生产出“三文治”类结构的产品,开发出多种用途的新型复合材料
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