無紡布粘合新技術

無紡布工業是一個充滿吸引力和有益可圖的行業，其中的射流噴網和氣流成網產品主要用做用即棄產品，如擦布；而其在產業和醫療領域的應用也給原材料帶來了高附加值。能量消耗是現代生產的關鍵因素，因而有必要對粘合過程自身的能量消耗做一個比較。射流噴網通常被認為需要較高能耗，但是每磅0.02美元的水壓能源費用大約是原材料成本的4%，或者說不足卷材銷售價格的1%。正如射流噴網工藝數據顯示，產品的基重是能耗的決定因素。以上數據僅與射流噴網工藝中的水壓能耗有關，但不包括脫水和干燥的能耗。考慮到全面產品成本或銷售價格，上面提到的成本優勢是過去5~10年水刺產品獲得成長發展的重要因素。2001年，全球無紡布行業總產量達到25萬噸。預計2001~2006年產品將增加17萬噸，也即2006年總量有望達到48萬噸。與熱粘合和化學粘合無紡布相比，射流噴網無紡布所占的市場份額仍較少，它除具有成本優勢外，還具有其他決定性的優勢。泡沫浸漬多年來，泡沫浸漬一直用于生產高品質內襯。現在，這一流程也應用到其他無紡布粘合工藝中，如生產輕質網（用可棄產品）和較厚重的針刺毛氈（針氈地毯，標準型、毛圈型、絲絨般表面，濾網，多種涂層底布）。相比全浸漬，泡沫浸漬的另一個優勢就是生產厚重無紡布和毛氈所耗水量相當少，浸漬工藝平均節省40%用水（吸液率低），進而在隨后的干燥工藝中降低能耗需求。這一流程的優勢包括：生產速度高；粘合劑使用均勻，甚至使用數量較少；手感柔軟；成網蓬松；較厚重的織網和針刺毛氈的生產耗水大約減少40%；泳移較少。泡沫浸染機的浸漬技術大直徑浸漬機主要用在厚重型預粘合成網（針刺或軋光）和大工作幅寬領域（產品寬度高達6.6米），這個過程允許對梳理和未粘合網進行浸漬和預粘成網。浸染機包括下列部件：在進口處有一個固定羅拉的緊湊型剛體基架；一個滑動羅拉（齒隙可調）。羅拉距離通過兩個升降紡錠齒輪固定，以保證齒距能準確的調節和再現，齒隙距離以模擬和數字化標記。兩個雙動式壓縮空氣錫林逆向齒距調節裝置，壓住滑動光羅拉。為使羅拉清洗方便，可經氣動裝置將齒隙擴大。對于輕型網（約15~100克/平方米），通過光羅拉（單側）供給泡沫粘合劑，而厚重或預粘網（約100~1000克/平方米）則需雙邊側同時應用。可應用的泡沫重量范圍非常廣，適用多種尺寸的混合器和操作。為節省下步干燥工序的能耗，一個方法就是盡可能使水耗減到最低，如通過空氣達到稀釋最大化（粘合劑準備中盡可能使用高固含量）。盡管如此，它還是被一些參數所局限，如應用數量、滲透速度（纖維、粘合劑、成網結構、纖維尺寸）和生產速度。從混配器出來的泡沫經分配器后能均勻地分布于齒隙，其速度由閥控制，使壓縮空氣不斷進出氣動裝置，泡沫分布寬度和位置由相鄰的電磁開關依網寬和位置而改變。對于雙面泡沫浸漬，兩個分配器被安裝在羅拉上，通過一個偏轉羅拉將原料運送到羅拉齒隙。水刺系統在水刺加工過程中，連續噴水可有選擇的應用于網的兩面，一般噴水直徑為0.1或0.12毫米。實踐測試證明，每英寸分布40個噴孔是合適的。根據材料表重和希望得到的噴水交纏度，壓力范圍一般控制在30~200巴，德國福來司拿(Fleissner)的Aquajet水刺系統最高應用壓力可達600巴。原料經由傳送帶或轉鼓傳輸，進而通過噴水交纏而粘合在一起。水被傳送帶或轉鼓上的抽吸槽所吸收，然后進入一個連續過濾系統。從1990年以來，福來司拿推出組件，如噴頭、用于噴水交纏結的抽吸轉鼓以及全套生產線。自1995年起提供包括過濾、高壓和低壓組件的水刺系統及全套工藝控制系統。55條水刺生產線生產速度可在300米/分以上，工作寬度最高達6米。Aquajet水刺系統中的組件決定每條生產線的質量及最終的經濟效益。在水刺系統中，每個非粘合網都必須首先進行預擠壓。非粘合的纖維網被壓縮、除氣泡，并固著在熱壓預縮金屬絲網和水刺履帶之間的夾持點，因而使纖維網不產生移位。在夾持點，纖維網被預濕或同時預粘，是否需要如此處理主要取決于第一個噴頭的操作壓力。與其他系統的轉鼓式擠壓相比，使用這種擠壓式履帶無需維修，并且履帶能自潔，因而理想的實現非粘網的擠壓、除氣泡和預濕及預粘，這種方法尤其適合厚重型無紡布。這個加工過程可避免網層損壞和移位，而預擠壓單元則保證網成型的MD/CD比值。預粘后，擠壓金屬絲網向上移動，而預濕網則在從動噴頭位置下面經過。水刺轉鼓特別為噴水交纏而開發，它非常剛硬，但并不重，因此非常容易更換鼓殼，適合不同產品的需要。由于堅硬，在更換轉鼓外罩時轉鼓損壞的風險降到很低；外殼容易替換，且組裝時間短。AlfredWatzl是福來司拿公司高級副總裁，本文內容節選自發表在2004年NonwovensWorkshop的相關文章。AlfredWatzlisSeniorVicePresidentofFleissner.ThecontentisanextractofapaperpresentedatNonwovensWorkshop2004.