热粘合加固6

产品应用
热轧法非织造材料广泛应用于用即弃产品 的制造，如手术衣帽、口罩、妇女卫生巾、婴 儿尿裤、成人失禁垫以及各种工作服和防护服 等，此外，热轧法非织造材料还大量应用于服 装衬布、电缆电机绝缘材料、电池隔膜、箱包 衬里、包装材料、涂层基布等。
二、热轧粘合工艺过 程及机理
热轧粘合非织 造工艺是利用一对 或两对钢辊或包有 其它材料的钢辊对 纤网进行加热加压， 导致纤网中部分纤 维熔融而产生粘结， 冷却后，纤网得到 加固而成为热轧法 非织造材料。
§6-2 热轧工艺
一、概述
热轧粘合在热粘合非织造工艺中的应用较 晚，其借用了印染工业中的砑光、烫光技术， 由于其生产速度快、无三废问题，因而发展很 快。80年代初，美国的用即弃尿布崛起，聚丙 烯热轧非织造材料作为尿布面料替代了原来以 粘胶、聚酯纤维为主体的化学粘合法非织造材 料。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。
热粘合非织造材料的应用
热粘合法非织造材料具有生产速度快、产品不带化学粘 合剂、能耗低等特点，其产品广泛用于医疗卫生、服装衬布、 绝缘材料、箱包衬里、服用保暖材料、家具填充材料、过滤 材料、隔音材料、减震材料等，热粘合非织造生产工艺仍有 发展前景。
§6-1 热粘合法基本原理与分类
一、热粘合加固纤网基本原理 高分子聚合物材料大都具有热塑性，即加
热粘合加固纤网的特点：
❖利用高分子聚合物材料的熔融特性粘结纤网，取代 了化学粘合剂，产品更加符合卫生要求。
❖非 织 造 专 用 梳 理 机 输 出 纤 网 速 度 已 经 超 过 150m/min，热轧粘合非织造工艺是与之相匹配的 工艺方法。
❖ 热粘合专用纤维的开发无需蒸发粘合剂的水分，使 热粘合非织造材料性能提高、生产成本降低。
热轧粘合时，在熔融高聚物的流动过程中， 同时存在着高聚物分子向相邻纤维表面的扩散， 纤维熔融相互接触部分会产生扩散过程，扩散 作用有利于形成良好的粘合。研究结果表明， 高聚物在粘合过程中的扩散距离仅为1nm左右， 但对于纤网形成良好的粘合有重要的作用。
5、冷却过程
在热轧粘合过程中，由于纤网中纤维受到 热和机械作用，因此纤维的微观结构将发生一 定的变化，纤维的性能也必然会产生一定程度 的变化。加快热轧粘合后纤网的冷却速度，有 利于改善产品的强度和手感。
热到一定温度后会软化熔融，变成具有一定流 动性的粘流体，冷却后又重新固化，变成固体。 热粘合非织造工艺就是利用热塑性高分子聚合 物材料这一特性，使纤网受热后部分纤维或热 熔粉末软化熔融，纤维间产生粘连，冷却后纤 网得到加固而成为热粘合非织造材料。
二、热粘合工艺分类 o 热轧粘合
• 电加热 • 油加热 • 电磁感应加热
纤网通过轧辊钳口区时沿厚度方向的温度分布
Ts－上轧辊温度 Te－下轧辊温度 Tf－纤维软化点 Ti－纤网进入热轧区时间 td－纤网出热轧区时间
Tn－纤网进入热轧区时具有的温度
2、clapeyron效应
高聚物分子受压时熔融所需的热量远比常 压下多，这就是所谓的clapeyron效应。对聚 丙烯纤维来说，压力使其熔融温度提高的范围 约为38℃/kbar。
热轧粘合是一个非常复杂的工艺过程，在 该工艺过程中，发生了一系列的变化，包括纤 网被压紧加热，纤网产生形变，纤网中部分纤 维产生熔融，熔融的高分子聚合物的流动以及 冷却成形等等。
1、纤网变形与热传递过程
热传递：
当纤网进入轧辊组成的热轧粘合区域时，由于轧 辊具有较高的温度，因此热量将从轧辊表面传向纤网表 面，并逐渐传递到纤网的内层。单靠热传递并不能向纤 网内层提供足够的温度。
三、热轧粘合的方式 热轧粘合根据其作用，可分为三种加固方式：
▪ 表面粘合 ▪ 面粘合 ▪ 点粘合
1、表面粘合
表面粘合热轧方式适合于生产过滤材料、合成革基 布、地毯基布和其他厚重型非织造材料。在表面粘合时， 由于输入的非织造材料比较厚，并且具有一定的隔热作 用，因此轧辊的热量无法深入到非织造材料的内层，只 仅仅对非织造材料的表面进行加热。通常，轧辊温度必 须达到热熔纤维的熔点，生产速度快时甚至超过纤维的 熔点。
计算表明：
热熔粘合耗能：浸渍粘合耗能＝1：4.7
热熔粘合耗能：泡沫浸渍粘合耗能＝1：3.0
我国热粘合非织造工艺的发展简况
我国短纤热轧法非织造材料生产线1998年统计时有 120多条，大多为从台湾引进合资，由于产品更新及转移， 目前我国运转热轧生产线65条左右，将近50％停产或转 成其它产品生产，生产能力约5.5万吨。我国现有热熔 (热风粘合)非织造材料生产线20条，生产能力约1.5万吨， 有薄型与厚型之分。
形变热：
向纤网提供热量的另一个重要来源是形变热。轧辊间 的压力使处于轧辊钳口的高聚物产生宏观放热效应， 导致纤网温度进一步上升。据研究，在轧辊间线压 力为2.5～7×103N/cm下，纤网厚度将从300μm 压缩到33μm，纤网产生的形变热可使纤网内层的 温度上升35～40℃。但由于聚合物熔融要消耗部 分热量，形变热实际上会使纤网内层温度上升 30～35℃。
超声波粘合
超声波粘合是一种新型的热粘合工艺技术， 其将电能通过专用装置转换成高频机械振动， 然后传送到纤网上，导致纤网中高分子聚合物 纤维相互摩擦及纤维内部的分子运动加剧而产 生热能，使纤维产生软化、熔融，从而使纤网 得到粘合加固。
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，可替代绗缝工艺。
在热轧粘合过程中，轧辊钳口将使聚合物 的熔融温度提高，因此，合理选择轧辊温度和 压力的配合是非常重要的。
3、流动过程
在热轧粘合过程中，纤网中部分纤维在温 度和压力的作用下发生熔融，同时还伴随着熔 融的高聚物的流动过程，这也是形成良好粘合 结构的条件之一。轧辊温度升高将有利于熔融 高聚物的流动。
4、扩散过程
o 热熔粘合
• 热风穿透式与热熔粘合的区别
热轧粘合是指利用一对加热辊对纤网进行 加热，同时加以一定的压力使纤网得到热粘合 加固。
热熔粘合是指利用烘房加热纤网使之得 到粘合加固。
热轧粘合和热熔粘合的区别在于，热轧 粘合适用于薄型和中厚型产品，产品单位面积 质量大多在15～100g/m2，而热熔粘合适合 于生产薄型、厚型以及蓬松型产品，产品单位 面积质量为15～1000g/m2，两者产品的粘合 结构和风格存在较大的差异。