倪冰選 高曉艷 張 鵬 王向欽

廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院，廣東 廣州 511447

水刺非織造布復(fù)合技術(shù)發(fā)展研究

倪冰選 高曉艷 張 鵬 王向欽

廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院，廣東 廣州 511447

水刺技術(shù)在非織造布生產(chǎn)領(lǐng)域非常具發(fā)展?jié)摿颓熬?，而?fù)合則是非織造技術(shù)生產(chǎn)高性能和高功能性產(chǎn)品的一種常見方式。介紹各類水刺復(fù)合技術(shù)的研發(fā)狀況及其應(yīng)用。

水刺非織造布，復(fù)合技術(shù)，超細(xì)纖維，發(fā)展?fàn)顩r

1 水刺非織造布

水刺是一種常見的、重要的非織造布加工工藝，其利用微細(xì)的高壓水針穿透纖網(wǎng)，使原本松散、強(qiáng)力低下的纖網(wǎng)中的纖維移動(dòng)并相互纏繞，形成具有一定強(qiáng)力和形狀的水刺非織造布，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、衛(wèi)生、合成革基布、家庭擦拭布、過濾材料等領(lǐng)域，典型的產(chǎn)品包括濕巾、面膜布、革基布、超細(xì)纖維擦拭布、醫(yī)用敷料等。

杜邦公司于20世紀(jì)80年代實(shí)現(xiàn)了水刺非織造布的工業(yè)化生產(chǎn)。我國也在不斷提高對(duì)引進(jìn)水刺設(shè)備消化能力的基礎(chǔ)上，不斷深入對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)[1]。水刺非織造布自身也因具有無化學(xué)試劑、無環(huán)境污染、不掉屑、不含雜質(zhì)、吸濕、柔軟、強(qiáng)力高、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)，得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展[2]。

2 水刺復(fù)合技術(shù)

復(fù)合技術(shù)選擇將兩種或兩種以上相同或不同的物質(zhì)，以及兩種或兩種以上的方法，進(jìn)行組合，克服單一加工技術(shù)存在的局限性，以生產(chǎn)出性能更加優(yōu)越、功能更加豐富的產(chǎn)品。復(fù)合技術(shù)不是簡單的疊加，它有較大的功能或性能增效作用。

水刺技術(shù)加工的原料選擇面廣，加之技術(shù)自身具備工藝靈活多樣性，這些都為其復(fù)合提供了良好的基礎(chǔ)[3]。水刺技術(shù)可與其他多種技術(shù)相復(fù)合，所得新型水刺復(fù)合非織造布產(chǎn)品具有柔軟、吸濕、不易掉屑、縱橫向強(qiáng)力高、功能多等特點(diǎn)。且隨著非織造布技術(shù)的不斷發(fā)展，有越來越多的技術(shù)與水刺技術(shù)相復(fù)合，生產(chǎn)新型水刺復(fù)合非織造布。

2.1 紡黏水刺復(fù)合技術(shù)

紡黏非織造布的生產(chǎn)是利用高聚物熔融后的熔體進(jìn)行紡絲，以形成纖網(wǎng)的。紡黏非織造布中纖維呈長絲狀，因此，其具有強(qiáng)力高的特點(diǎn)。而水刺加固可適用于各種類型的纖維，包括天然纖維(如棉、麻、絲等)、化學(xué)纖維(如滌綸、丙綸、錦綸等)。當(dāng)前，隨著紡黏非織造布生產(chǎn)設(shè)備和水刺加固設(shè)備的不斷發(fā)展，兩者的加工生產(chǎn)速度可以實(shí)現(xiàn)相互匹配，這為紡黏技術(shù)和水刺技術(shù)的設(shè)備結(jié)合奠定了基礎(chǔ)。兩項(xiàng)技術(shù)的復(fù)合是對(duì)非織造布生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新與推動(dòng)[4]。如，AquaJet-Spunlace型水刺生產(chǎn)線(Fleissner公司)被越來越多地應(yīng)用于固結(jié)紡黏技術(shù)生產(chǎn)出的纖網(wǎng)；同時(shí)，F(xiàn)leissner公司也在與多家紡黏機(jī)械制造商合作，開發(fā)水刺紡黏生產(chǎn)設(shè)備[5]。將紡黏技術(shù)與水刺技術(shù)相結(jié)合，利用高壓水針帶動(dòng)紡黏非織造布纖網(wǎng)中的長絲上下穿插、纏繞，可生產(chǎn)出強(qiáng)力高、吸水性良好、手感柔軟、密度均勻、縱橫向強(qiáng)力更佳的紡黏水刺復(fù)合非織造布產(chǎn)品，且該復(fù)合技術(shù)適用范圍很廣。

紡黏水刺超細(xì)纖維非織造布是其中的一個(gè)發(fā)展方向。超細(xì)纖維非織造布因具有良好的柔軟性、優(yōu)異的擦拭性和較高的強(qiáng)度而被廣泛推崇。利用紡黏技術(shù)生產(chǎn)分裂復(fù)合纖維可制造出超細(xì)纖維非織造布。而水刺技術(shù)借助于高壓水力，能將橘瓣型、分割型等纖維在線分裂，從而簡化了后道堿減量工序，是最適當(dāng)、最經(jīng)濟(jì)的一種加工工藝。在紡黏水刺復(fù)合加工過程中，水針不僅用于纏結(jié)纖維，還用于分裂纖維，纖網(wǎng)的加固和纖維的分裂一次性完成，可高效地生產(chǎn)出高端水刺非織造布。如，使用可分裂復(fù)合纖維生產(chǎn)紡黏水刺超細(xì)纖維非織造布時(shí)，可獲得線密度低至0.09 tex的長絲。

2.2 濕法成網(wǎng)水刺復(fù)合技術(shù)

成網(wǎng)根據(jù)工藝可分為濕法成網(wǎng)和干法成網(wǎng)兩類。其中，濕法成網(wǎng)利用水、纖維、化學(xué)助劑等在專門的成形器中脫水制得纖網(wǎng)。將濕法成網(wǎng)與水刺技術(shù)相復(fù)合，所得濕法成網(wǎng)水刺非織造布的強(qiáng)力可達(dá)到或超過干法成網(wǎng)水刺非織造布，且前者不易掉屑，尤其適用于服裝及高端儀器清潔等。此外，從生產(chǎn)速度方面看，濕法成網(wǎng)水刺非織造布的生產(chǎn)速度高于干法成網(wǎng)水刺非織造布。如，木漿短纖濕法成網(wǎng)+滌綸紡黏長絲纖網(wǎng)，經(jīng)水刺技術(shù)加固后，可用作各類抹布產(chǎn)品[6-8]。

2.3 氣流成網(wǎng)水刺復(fù)合技術(shù)

以木漿氣流成網(wǎng)與水刺技術(shù)復(fù)合為例。木漿纖維吸濕性良好、價(jià)格便宜、手感舒適，它的加入可改善原有純纖維制品的手感，賦予新產(chǎn)品更高的價(jià)格競爭優(yōu)勢(shì)。氣流成網(wǎng)工藝將開松、分離、加工處理后的木漿粕吸至梳理成網(wǎng)的纖網(wǎng)上，然后經(jīng)水刺技術(shù)固結(jié)，所得產(chǎn)品可作為揩布、紙尿褲、衛(wèi)生巾等產(chǎn)品的芯層材料，還可用作手術(shù)服、手術(shù)覆蓋布、手術(shù)單等[9]。目前，將氣流成網(wǎng)和水刺技術(shù)相復(fù)合的非織造布生產(chǎn)設(shè)備有Fleissner公司的Aquapulp生產(chǎn)線和RieterPerfojet公司的Airlace生產(chǎn)線等。

2.4 針刺水刺復(fù)合技術(shù)

針刺可加工厚型產(chǎn)品，水刺可獲得孔隙更小、纖維更雜亂、表面更柔軟密集的產(chǎn)品。針刺與水刺兩種固結(jié)技術(shù)相結(jié)合，可同時(shí)發(fā)揮針刺和水刺的優(yōu)勢(shì)。如，在強(qiáng)力、耐磨性、孔徑分布及過濾性等方面，針刺水刺復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)出的過濾材料相對(duì)于單一的針刺或水刺技術(shù)生產(chǎn)出的過濾材料更勝一籌，且針刺水刺復(fù)合材料非常適合用作袋式過濾器中的濾料產(chǎn)品。針刺水刺復(fù)合技術(shù)的研發(fā)推動(dòng)了整個(gè)過濾材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[10]。上海博格工業(yè)用布有限公司研究開發(fā)了一種水刺針刺復(fù)合新型過濾材料，其通過技術(shù)創(chuàng)新，所得產(chǎn)品最高面密度可達(dá)1 000 g/m2，突破了水刺產(chǎn)品在面密度方面的局限性。且在相同的面密度下，針刺水刺復(fù)合技術(shù)相對(duì)于單一的針刺或水刺技術(shù)，能獲得拉伸強(qiáng)度更高、縱橫向強(qiáng)力比更小的產(chǎn)品。國外一些技術(shù)先進(jìn)的公司已經(jīng)研發(fā)出產(chǎn)量高、生產(chǎn)工序簡單、產(chǎn)品過濾精度更高的針刺水刺復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)線。

2.5 長絲纖網(wǎng)和短纖纖網(wǎng)的水刺復(fù)合

典型的產(chǎn)品便是滌綸紡黏長絲纖網(wǎng)和木漿短纖纖網(wǎng)、黏膠短纖纖網(wǎng)等的水刺復(fù)合。滌綸紡黏長絲纖網(wǎng)具有高強(qiáng)度和高伸長率的優(yōu)點(diǎn)，而木漿短纖纖網(wǎng)、黏膠短纖纖網(wǎng)的吸水性能優(yōu)越。將長絲纖網(wǎng)與短纖纖網(wǎng)進(jìn)行水刺復(fù)合，可充分利用各自的優(yōu)勢(shì)，所得產(chǎn)品適用于各類醫(yī)用衛(wèi)生和包裝等領(lǐng)域。

另外，丙綸紡黏長絲纖網(wǎng)和棉纖纖網(wǎng)水刺復(fù)合也較常見。丙綸具有良好的吸油性，而棉纖維具有良好的吸水性，兩者相結(jié)合的產(chǎn)品非常適合用作家庭清潔用布[11]。

2.6 纖網(wǎng)與傳統(tǒng)紡織品的水刺復(fù)合

傳統(tǒng)紡織品主要指由纖維紡紗制成紗線，然后經(jīng)織造而形成的針織布或機(jī)織布。利用水刺技術(shù)中的高壓水針，對(duì)針織布或機(jī)織布進(jìn)行表面整理加工，可使針織布或機(jī)織布中的紗線更加松散，織物更加飽滿，手感更加柔軟，此外織物得到了清潔。機(jī)織布還會(huì)獲得較好的表面起絨效果，織物透氣、透濕能力增加，耐磨性更強(qiáng)，織物表面孔隙分布更加均勻。對(duì)傳統(tǒng)紡織品進(jìn)行水刺技術(shù)復(fù)合，避免了傳統(tǒng)紡織品的退漿、煮練等工序，節(jié)約了能源、提高了效率。經(jīng)水刺技術(shù)復(fù)合的針織布或機(jī)織布可用于生產(chǎn)服裝、家庭用紡織品等?？梢哉f，水刺技術(shù)是一種非常好的傳統(tǒng)紡織品用后整理方法。

將超細(xì)長絲切斷成3 mm左右的超短纖維，利用濕法成網(wǎng)技術(shù)鋪成纖網(wǎng)。將該纖網(wǎng)與機(jī)織物復(fù)合，利用水刺技術(shù)加固，可形成超細(xì)纖維水刺布。該布結(jié)合了機(jī)織布的強(qiáng)力和非織造布的功能性，所得復(fù)合產(chǎn)品的縱橫向強(qiáng)力和吸收能力都有所提高，適用于手術(shù)紗布或家用擦布等產(chǎn)品。

2.7 提花水刺復(fù)合技術(shù)

提花屬傳統(tǒng)紡織技術(shù)。提花與水刺技術(shù)相結(jié)合，可使水刺非織造布獲得更多可變化的花型，外觀更加漂亮。提花水刺復(fù)合技術(shù)利用水刺過程中的高壓水針在水刺非織造布表面形成圖案，其與傳統(tǒng)的將做好的水刺非織造布進(jìn)行軋花工序相比，所得產(chǎn)品更加衛(wèi)生、圖案立體性更強(qiáng)、生產(chǎn)效率更高。如，可在水刺非織造布表面提花，展示品牌LOGO，提升產(chǎn)品的品牌特色。

3 展望

水刺非織造布是非織造布中技術(shù)含量高、產(chǎn)品風(fēng)格好、應(yīng)用領(lǐng)域廣、備受消費(fèi)者青睞的品種之一。水刺技術(shù)通過與不同工藝、不同纖網(wǎng)、不同原材料進(jìn)行復(fù)合，可生產(chǎn)出高性能和多功能性的產(chǎn)品，進(jìn)一步提升了水刺非織造布產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域及附加值。大力開發(fā)不同工藝、不同纖網(wǎng)、不同原材料的水刺復(fù)合產(chǎn)品是未來水刺技術(shù)的發(fā)展方向，具有廣泛的發(fā)展前景，且對(duì)整個(gè)非織造布行業(yè)的發(fā)展具有良好的促進(jìn)作用。

[1] 郭秉臣.非織造布學(xué)[M].北京:中國紡織出版社,2002:112-113.

[2] 陳政.我國水刺非織造布行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的探討[J].福建輕紡,2007(1):26-29.

[3] RUEHER J A, 柯勤飛.水刺加固的最新發(fā)展[J].國外紡織技術(shù)(紡織分冊(cè)),1992(12):31-34.

[4] 徐美齡,靳向煜.紡絲成網(wǎng)水刺固結(jié)復(fù)合非織造材料性能研究[J].非織造布, 2007, 15(1): 34-37.

[5] 倪冰選,焦曉寧.紡黏水刺復(fù)合非織造布的發(fā)展概況[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2010,28(1):1-4.

[6] 李寧.水刺非織造技術(shù)新發(fā)展[J].非織造布,2010,18(3):6-9.

[7] 王曉婷,陳廷.水刺非織造布技術(shù)的新發(fā)展——復(fù)合技術(shù)[J].紡織導(dǎo)報(bào),2006(6):64-66.

[8] 馬詠梅,孫原.水刺非織造布技術(shù)的研究與發(fā)展[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2001,19(11):1-5.

[9] 張志娟.木漿復(fù)合水刺布的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2008,26(12):28-31.

[10] 何建江.針刺水刺復(fù)合技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和探討[J].非織造布,2011,19(1):20-22.

[11] 陳龍敏.水刺復(fù)合技術(shù)[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2001,19(5):1-3.

Study on development of spun-laced nonwovens composite technology

NiBingxuan,GaoXiaoyan,ZhangPeng,WangXiangqin

Guangzhou Fiber Product Testing and Research Institute, Guangzhou 511447, China

Spun-laced technology was very promising and prospects in the nonwovens production field，and compositing was a common way to produce high performance and high functional products with nonwovens’ technology. The development situation and its application of all kinds of spun-laced composite technology were introduced.

spun-laced nonwovens, composite technology, super-fine fiber, development situation

2016-05-18

倪冰選，男，1983年生，檢驗(yàn)工程師，主要從事產(chǎn)業(yè)用紡織品及非織造的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究工作

TS174.8

A

1004-7093(2017)01-0023-03