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热粘合在非织造行业中的应用及前景

作者: 发布时间:2020-02-04 13:56:01 阅读: 42 次

摘要:本文对热粘合非织造材料的加工工艺,热粘合纤维的类别和性能,及热粘合工艺的优势进行了综述,最后对热粘合在非织造业的应用给予展望。

关键词:热粘合 非织造布 工艺 特点 应用

 

1.引言

最早的热粘合非织造材料产生于上个世纪40年代,至今已有70年的历史了。当时的产品采用人造棉作为基质纤维,塑性醋酸纤维素(PCA)或聚氯乙烯(PVC)作为粘合用纤维。如今随着人们对日用消费品要求的提高,热粘合法非织造材料具备的手感柔软,弹性好,能耗低、生产速度高、不含化学试剂等特点得到了很好的体现,其已经广泛应用于婴儿尿布、卫生巾面料、过滤材料、服装衬等。

 

2.热粘合工艺的分类及应用

非织造材料的加固纤网方法归纳起来主要可分为三大类:化学粘合法,机械固结法,热粘合法。这些年的技术发展使得热粘合法在加固纤网工艺中所占比例逐步提高。究其原因,热粘合过程因其较低的能源成本而获得相对价格优势。其次,热粘合过程中还解决了苛刻的质量要求。新原料的发展,更好的成网技术和更高的生产速度也推动了热粘合工艺在耐久性和一次性非织造材料中的应用范围。

热粘合简单地说,就是非织造材料通过中间介质粘合纤维的热融合。它利用非织造材料受热熔融的特性,将需要联合的纤维通过合适的粘合温度熔化,熔化了的纤维聚集在未熔化的基质纤维周围粘连在一起,再经过冷却使熔融聚合物得以固化,从而生产出热粘合的非织造物。

热粘合非织造工艺主要有:热风法(或称热熔法)、热轧法,超声波粘合法。

热风法是指在烘房里利用热风穿透纤网使之受热熔融得到粘合加固。包括热风穿透式和热风喷射式。热风粘合适合于生产薄型、厚型以及蓬松型产品如于妇女卫生巾、婴儿尿片面料、过滤材料以及复合增强材料、高蓬松回弹“海绵”材料等,产品的纤网结构稳定,手感柔软、弹性好,不含任何化学物质,是一种比较理想的卫生材料;而且加工工艺流程短、无环境污染,值得相应地扩大应用。

热轧粘合是指用热轧辊对纤网进行加热加压,导致纤网中部分纤维熔融而产生粘结。热轧粘合根据其作用,主要有表面粘合,面粘合和点粘合。按加热方式分,主要有电加热,油加热和电磁感应加热。热轧粘合生产速度快,因而特别适合于薄型纺粘法非织造材料的加固。热轧法非织造材料广泛应用于一次性卫生产品的制造。

以上两者区别如下:设备上开始步骤相同,但成网加固工艺不同(热风法:加固介质是热空气;热轧法:用一对热轧辊轧制)。产品性能与风格效果上(热风法:具有柔软,蓬松,高弹性,渗性强;热轧法:轧制压点会使人体使用部位有不舒适的感觉)

超声波粘合是利用高频转换器把低频电流转换成高频电流,再通过电能—机械能转换器转换成高频机械能(超声波),然后传送到纤网上,使纤维内部分子运动加剧并释放出热能,导致纤维软化、熔融,从而使纤维粘合。超声波粘合工艺特别适合于蓬松、柔软的非织造产品的后道复合加工,用于装饰、保暖材料等。

 

3.热粘合纤维的分类及性能

热粘合纤维根据原料及构成的不同可分为三种类型,如表1 所示。种是易粘纤维,是以低熔点聚酯纤维为主,其结晶度较低,因而加热至100oC左右就会发粘。第二种是热熔粘合纤维,它是一种均质纤维,其熔融范围为l00200oC,较基体纤维的低得多,固而会以免热粘结时损坏基体纤维。第三种是双组分纤维,它们通常是由低熔点成分和高熔点成分构成,其截面构型为皮芯型或并列型。低熔点成分起到了粘合或融合的效果。这种方法的优点是熔体分布均匀和结合点比较细小。

热粘合纤维的选择和用量主要取决于用户对其机械物理等性能的要求。

1:热粘合纤维的分类

纤维类别

组成结构

举例

价格

产品评价

易粘纤维

均聚物

无定型聚酯

非常僵硬,强度低,粘合比例高

热熔粘合纤维

均聚物

聚丙烯

较硬,强度一般,绝缘性好,粘合比列高

共聚物

共聚酰胺

柔软,有弹性,强度高,稳定性好,粘合纤维比列低

共聚酯

双组分纤维

皮芯型

聚酰胺66/6

柔软,蓬松度高,稳定性好,粘合纤维比例高

聚酯/共聚酰胺

聚酯/聚乙烯

聚丙烯/聚乙烯

并列型

PP/PE

手感柔软,形状保持性好,拒水性好,易与薄膜复合。

 

4.热粘合工艺的优势

相比较于其它加固纤网工艺,热粘合有如下优势:

1)热粘合非织造材料更软,更接近于织物。

2)与化学粘合相比经济效益更高,无需蒸发粘合剂的水分,提高节能效果。而且在化学粘合相比,热粘合只需1 / 41 / 6的热能,有利于生态环境。

3)更低的机器投入。资本支出,维护和操作成本往往较低,因为无粘合剂制备机器和粘合剂应用机器的要求。

4)非织造专用梳理机输出纤网速度已经超过150m/min,热粘合工艺是与之相匹配的工艺方法。

5)使喷洒粘合不能完成的将较厚的纤网与芯统一地完全地粘结起来成为可能,所以粘合的纤维均匀分布在纤网的截面上,而喷洒粘合的联合只是在纤网外层。

6)无需粘合剂和焙烘,没有废气或废水的问题,因此热粘合不会引起污染。

7)纯聚合物纤维或共混物可用于热粘合过程,在实际中可百分百再循环利用。

8)纤维的性能能够按照需要的方式进行改变(例如,阻燃性,纤维的卷曲产生的非织造材料的高膨松性和优良的回弹性,中空纤维的保温特性等)。需要说明,并不是所有的非织造材料都可以通过热粘合加工达到所需求的特性

 

5.热粘合非织造材料的应用前景

由于热粘合非织造材料有许多不可替代的优良性能,特别是随着更多品类的热粘合纤维的不断出现,制造工艺的不断改善及更合理的价格优势,热粘合工艺将得到进一步的推广,其需求量会继续增加,在应用方面的发展前景将十分广阔。

 

参考文献

[1] Albert G. Hoyle, "Thermal bonding of nonwoven fabrics", Tappi Journal, July 1990

[2] Alfred Watzi; "Fusion bonding, thermal bonding and heat-setting of nonwovens-theoretical fundamentals, practical experience, market trends", Melliand, English, October 1994

[3] 柯勤飞,靳向煜,非织造学,东华大学出版社,第1版,200491

[4] 丁九龙,热粘合纤维的生产、性能及应用,合成技术及应用,1994, 9(3)

[5] 戚学武,热粘合非织布的工艺特点及其应用, 新纺织,1998(1)

[6] 王继祖,热风法非织造布的分析研究,非织造布,199801