一、我國國標賦予非織造材料的定義——(GB/T5709-1997)
定向或隨機排列的纖維通過摩擦抱合或粘合或者這些方法的組合而相互結(jié)合制成的片狀物、纖網(wǎng)或絮墊。不包括紙、機織物,簇絨織物、帶有縫編紗線的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品。所用纖維可以是天然纖維或化學纖維;可以是短纖維、長絲或直接形成的纖維狀物。為了區(qū)別濕法非織造材料和紙,還規(guī)定了在其纖維成分中長徑比大于300的纖維占全部質(zhì)量的50%以上,或長徑比大于300的纖維雖只占全部質(zhì)量的30%以上但其密度小于0.4g/cm3的,屬于非織造材料,反之為紙。
二、美國材料試驗協(xié)會(ASTM) 賦予的定義
ASTM賦予非織造材料的定義如下:
A structure produced by bonding of mechanical ,chemical,thermal,or solvent meansand the combination thereof . The term does not include paper or fabrics that are woven,knitted ,tuftedor those made by wool or other felting processes .
由此可知,非織造材料是一種有別于傳統(tǒng)紡織品和紙類的新的纖維制品。這一界定已遠遠超出了“布”的涵義。
三、非織造材料的分類
非織造材料的分類方法可以按照成網(wǎng)方式、纖網(wǎng)加固方式、纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)或纖維類型等多種方法,一般基于成網(wǎng)方法或加固方式。
1、按成網(wǎng)方法分類
根據(jù)非織造學的工藝理論和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征,非織造的成網(wǎng)技術大體上可以分為:1)干法成網(wǎng);2)濕法成網(wǎng);3)聚合物擠壓成網(wǎng)。
1)干法成網(wǎng)
在干法成網(wǎng)過程中,天然纖維或化學短纖維網(wǎng)通過機械成網(wǎng)或氣流成網(wǎng)制得。
(1)機械成網(wǎng)
用鋸齒開棉機或梳理機(如羅拉式梳理機、蓋板式梳理機)梳理纖維,制成一定規(guī)格和面密度的薄網(wǎng)。這種纖網(wǎng)可以直接進人加固工序,也可經(jīng)過平行鋪疊或交叉折疊后再進入加固工序。
圖1 開棉機和梳理機
(2)氣流成網(wǎng)
利用空氣動力學原理,讓纖維在一定的流場中運動,并以一定的方式均勻地沉積在連續(xù)運動的多孔簾帶或塵籠上,形成纖網(wǎng)。纖維長度相對較短,最長80mm。纖網(wǎng)中纖維的取向通常很隨機,因此纖網(wǎng)具有各向同性的特點。
梳理或氣流成網(wǎng)的纖維網(wǎng)經(jīng)過化學、機械、溶劑或者熱粘合等方法制得具有足夠尺寸穩(wěn)定性的非織造材料。纖網(wǎng)面密度可由30g/m3到3000g/m2。
圖2 氣流成網(wǎng)機
2)濕法成網(wǎng)
以水為介質(zhì),使短纖維均勻地懸浮在水中,并借水流作用,使纖維沉積在透水的簾帶或多孔滾筒上,形成濕的纖網(wǎng)。濕法成網(wǎng)利用的是造紙的原理和設備。在濕法成網(wǎng)過程中,天然或化學纖維首先與化學物質(zhì)和水混合得到均一的分散溶液,稱為“漿液”?!皾{液”隨后在移動的凝網(wǎng)簾上沉積,然后,多余的水分被吸走,僅剩下纖維隨機分布形成均一的纖網(wǎng),纖網(wǎng)可按要求進行加固和后處理。非織造纖網(wǎng)面密度從10g/m2到540g/m2。
圖3 以色列迪莫納Albaad新線WLM 1——濕法水刺線
3)聚合物擠壓成網(wǎng)
聚合物擠壓成網(wǎng)利用的是聚合物擠壓的原理和設備。代表性的紡絲方法有熔融紡絲,干法紡絲和濕法紡絲成網(wǎng)工藝。首先采用高聚物的熔體、濃溶液或溶解液通過噴絲孔形成長絲或短纖維。這些長絲或短纖維在移動的傳送帶上鋪放形成連續(xù)的纖網(wǎng)。纖網(wǎng)隨后經(jīng)過機械加固、化學加固或熱粘合形成非織造材料。大多數(shù)聚合物擠壓成網(wǎng)的纖網(wǎng)中,纖維長度是連續(xù)的。纖網(wǎng)面密度范圍可以從10g/m2到1000g/m3。
圖4 熔融紡絲設備
2.按照纖網(wǎng)加固方式分類
纖網(wǎng)的加固工藝可以分為三大類:機械加固、化學粘合和熱粘合工藝。具體加固方法的選擇主要取決于材料的最終使用性能和纖網(wǎng)類型。有時也會組合使用兩種或多種加固方式以得到理想的結(jié)構(gòu)和性能。
1)機械加固
在機械加固中,非織造纖網(wǎng)通過機械的方法使纖維相互交纏得到加固,如針刺、水刺和縫編法等。
圖5 機械加固各種類型圖
2)化學粘合
在化學粘合劑粘合過程中,粘合劑乳液或粘合劑溶液在纖網(wǎng)內(nèi)或周圍沉積,然后通過熱處理得到粘合。粘合劑通常經(jīng)過噴灑、浸漬或者印花附著于纖網(wǎng)表面或內(nèi)部。在噴灑法中,粘合劑經(jīng)常停留在纖網(wǎng)材料表面,蓬松度較高。在浸漬法中,所有的纖維相互粘合使得非織造材料僵硬、刻板。印花法給予纖網(wǎng)未印花區(qū)域的柔軟性、通透性和蓬松性。
3)熱粘合
該工藝是將纖網(wǎng)中的熱熔纖維在交叉點或軋點受熱熔融后固化而使纖網(wǎng)得到加固。熱熔的工藝條件決定了纖網(wǎng)的性質(zhì),最顯著的是手感和柔軟性。用此法粘合的纖網(wǎng)可以是干法成網(wǎng)、濕法成網(wǎng)或者聚合物紡絲成網(wǎng)的纖網(wǎng)。
圖6 非織造材料基于成網(wǎng)方法和加固方法的分類
安徽元琛環(huán)??萍脊煞萦邢薰局铝τ诜强椩觳牧系闹苽浒≒TFE短纖維、PPS短纖維以及利用針刺法得到的非織造濾料,未來,公司將致力于開發(fā)和生產(chǎn)更多非織造材料,尋求高效節(jié)能的生產(chǎn)方式。