非织造原理

摘要:湿法成网是由水槽悬浮的纤维沉集而制成的纤维网，再经固网等一系列加工而成的一

种纸状非织造布。即湿法非织造布是水、纤维及化学助剂在专门的成形器中脱水而制成的纤维网，经物理、化学方法固网后所获得的非织造布。湿法非织造布成网技术源于湿法造纸。

关键词：湿法非织造布 湿法造纸 干法造纸 上浆 成网

湿法成形技术源于造纸工业。在造纸生产中，纤维悬浮于水溶液中。水从平网中流出而纤维材料留在网上形成均匀的薄片，然后进行粘合、烘干、后整理和卷绕。

湿法成形非织造技术的一个特殊目的就是使非织造布具有纺织品的一些性能，如透气、灵活、张力较强等，这与造纸有很大的不同。适用于湿法成形的纤维 （1）可再生材料，如亚麻、黄麻、椰壳、棉花、马尼拉麻、木片等；

（2）化学纤维，包括粘胶纤维、PET、CoPET、PA6、PP、PAN、芳纶等； （3）粘合型纤维，如PVA、T/C、双组分纤维等；

（4）高技术纤维，如金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、纸浆纤维、再生纤维等。 工艺流程

纤维原料→悬浮浆制备→ 湿法成网→ 加固→ 后处理 工艺特征

虽然湿法成形非织造技术起源于造纸工业，但它们的生产工艺存在显著区别。造纸生产的特点是使用短纤维或高密度和低透气度的纸浆。脱水前，造纸纤维浆料的浓度为 1% 左右。水从平网处流出，而纤维则留在了网上。纤维平网部只有很短的距离让纤维成网。为了生产透气度可控的非织造产品，成形过程必须是延展和倾斜的，从而使纤维可以进行连续处理。在该工艺中，浆料浓度显著下降至约 0.03%（即每升水含 0.3 g纤维）。纤维长度范围在 1 ～ 18 mm（在一些情况下甚至更长）之间。由于在低密度的悬浮液中，每根纤维在和其他纤维结合着网前都可以几乎不受阻碍地在流动液体中移动，因此可以得到纤维成形和透气度可控的匀质产品。

湿法成形非织造生产工艺包括 3 个步骤，即： （1）浆料制备：为后续工艺进行纤维准备；

（2）成网：在该阶段，悬浮液均匀地分布在整个成形网宽上；

（3）烘干、整理、起卷：湿法成网在成形后对非织造布进行烘干，根据产品的最终用途有可能需要进一步的工艺步骤，如粘合和／或热轧等，最后将整理的非织造布起卷。 湿法成形是湿法非织造工艺的关键工序，与干法成网不同的是，纤维是由水流分布到成网帘上。由于制浆工序的末端贮料桶中的纤维浓度一般为成网时悬浮浓度的5~10倍，因而在成网前纤维悬浮浆还需要进一步的稀释。常用成网方式有两种： 斜网式湿法成形：纤维悬浮浆从混料桶1*重力流入搅拌桶2，搅拌后再经计量泵3导入一循环输送通道，该通道内水流*轴流泵4驱动。纤维悬浮浆进入成网料桶5时*A、B、C、D四点冲击转向后流至成网帘6，水透过帘子的网眼进入集水箱7，再流入水箱8中，经处理后循环使用。 成网均匀性与纤维在悬浮浆中的均匀分布有很大关系。集水箱较浅时，只适合于窄幅成网。 加深集水箱，配备控制水流方向的装置，可改善成网均匀性。采用封闭的循环水路，可减少用水量，降低能源消耗。

圆网式湿法成形：原理与斜网式湿法成形一样，但成网帘换为圆网形式。纤维悬浮浆由管道1经分散辊2输入成网区3，可调节挡板4可控制成网区空间的大小，5为圆网滚筒。纤维悬浮浆经抽吸箱6的作用使纤维凝聚在圆网表面，水被吸入抽吸箱6，并进入滤水盘7。圆网上部的回转滚筒8中有一固定的吸管，使纤网离开圆网，并转移到湿网导带9上。溢流螺栓10可调节成网区中的悬浮浆高度。圆网湿法成形中，金属网帘在滚筒表面和滚筒一起转动，可以加

大真空抽吸力，因此可生产较厚、密度较大的非织造布。 湿法纤网的加固和整理

1、粘合剂加入悬浮液中(乳液型或粉状粘合剂) 2、粘合纤维混入主体纤维中(水溶性聚乙烯醇纤维) 3、成网后加固

采用浸渍、泡沫浸渍、喷洒、印花、溶剂粘合等化学粘合方法，然后再烘燥热轧。

传统的造纸工艺是离不开水的。原料在水溶液中分散成纤维；纤维又借助水的力量交织而成纸张，这叫湿法造纸。与之相反，有一种造纸方法可以完全不用水，整个过程以空气为介质。这种把纤维加工成纸又不用水的方法，我们称之为干法造纸。 干法造纸最早出现在本世纪30 年代初，由两个苏联人提出来的。不过，因为成本太高，对原料要求苛刻，需要采用长纤维棉花和一套纺织设备，故未能得到普遍推广。由此还得到了一个“无纺布”的名称，意思是不必经过传统纺织那样加工而制成的“布匹”。60 年代，由美国和丹麦合作进行了一系列研究，获得了多方面的干法造纸专利权。这样，就把干法造纸从探索阶段推向到了实用阶段。70 年代，有人研制出了所谓的“机制纤维”，并改用了半湿态的干式造纸机，从而使干法造纸工艺得到进一步的发展。干法造纸所使用的原料是植物纤维、合成纤维、无机纤维、不符合纺织要求的废旧短纤维等。其产品有电气绝缘纸、耐热纸、仿革纸、云母原纸、过滤嘴纸等。

与湿法造纸相比，干法造纸最突出的优点是，湿法造纸需用大量水，导致能耗过高和废水处理等难题。而干法造纸却是以空气为载体，可节省大量的能源，不存在污水处理问题，而且投资也较少。干法造纸机械结构小，生产工序较少，操作人员也相应减少。调整产品的灵活性大，可根据市场需要，从技术上选用合适的原料，生产急需的短线产品，周转快，效果自然就好。干法造纸的原理是利用干纤维在空气中均匀分布，然后沉降到正在运转的网面上形成薄页，同时加入一些粘合剂，再经干燥等处理制成了纸。由于干纤维没有打浆，成纸时依靠粘合剂的联结作用，由此搞不好就可能抄出不合格的产品，对技术上要求严格。纤维在空气流中的运行状况和控制手段，直接影响干法造纸的工艺成型问题。当纤维随着气流作高速运动时，除了摩擦阻力外，还有来自涡流运动的新阻力，这样就形成无规则的紊乱流动现象，我们称之为湍流。干法造纸的生产过程，主要是空气和干纤维在湍流条件下的运动过程。其影响因素很多，如气流速度、干纤维的比重、单位体积空气中的干纤维分布数量等。因此，必须深入研究湍流运动对纤维沉降速度的控制和分散程序的影响。干法造纸的主要缺点是纸面不能光滑，容易起皱，撕裂强度较差等。通过采用涂布处理技术或向纸纤维中掺入部分热熔性或粘结性纤维，可能会取得较大突破。

与造纸相比,湿法非织造布产品普遍附加值高,经济效益显著。开发和生产湿法非织造布产品符合国家的产业政策,符合可持续发展计划,有助于提高整体劳动生产率和降低生产成本,在治理环境污染以及合理利用资源等方面有着重要的经济效益和社会效益。

参考文献：

《非织造布学》 郭秉臣 中国纺织出版社

《先进的湿法成形非织造技术》 纺织学报 2009 NO.7