非织造水刺

水刺非织造布技术及其发展趋势专业：学号：姓名：2013年12月15日摘要水刺非织造工艺是一种新型的非织造材料加工技术，水刺工艺也被称为射流喷网或水力缠结工艺。

它是一种独特的、新型的非织造布加工技术，它是利用高速高压的水流对纤网冲击，促使纤维相互缠结抱合，而达到加固纤网的目的。

其加工特点是无环境污染，不损伤纤维;产品无粘合剂，不起毛、不掉毛、不含其他杂质。

因此水刺技术虽起步较晚，但发展极其迅速，被称为第三代非织造布加工工艺。

由于水刺布具有诸多优点而被广泛应用于卫生材料、家庭生活用品、服装、装饰布、合成革基布、过滤材料等领域。

目前该技术的发展方向趋向各种差别化、高性能、功能性纤维的应用和工艺的复合以及功能性后整理等。

关键词: 水刺非织造布、加工工艺。

目录1 水刺非织造布简介........................................................... 错误!未定义书签。

1.1 水刺工艺技术特点......................................................... 错误!未定义书签。

1.2 产品特点及其应用. ........................................................ 错误!未定义书签。

2 水刺非织造技术工艺及设备 (2)2.1 水刺机理 (2)2.2 水刺工艺流程 (2)2.3 水刺设备 (4)3 水刺非织造技术发展趋势 (5)3.1 新原料的应用 (5)3.2 复合技术 (6)3.3 功能性后整理 (7)3.4 新型技术的应用 (8)结论 (8)参考文献 (9)1 水刺非织造布简介水刺法又称水力缠结法、水力喷射法、射流喷网法，它是一种独特的、新型的非织造布加工技术，它是利用高速高压的水流对纤网冲击，促使纤维相互缠结抱合，而达到加固纤网的目的。

水刺技术的加工特点是无环境污染，不损伤纤维;产品无粘合剂，不起毛、不掉毛、不含其他杂质;产品具有吸湿、柔软、强度高、表观及手感好等特点。

因此水刺技术虽起步较晚，但发展极其迅速，被称为第三代非织造布加工工艺，有人将其喻为21世纪非织造布工业的一颗明星。

1.1 水刺法加固纤网工艺技术特点柔性缠结，不影响纤维原有特征，不损伤纤维外观比其它非织造材料更接近传统纺织品强度高、低起毛性高吸湿性、快速吸湿透气性好手感柔软、悬垂性好外观花样多变粘合剂加固、耐洗生产流程长、占地面积大设备复杂、水质要求高能耗大1.2 水刺产品特点及其应用水刺产品的特点是具有优良的悬垂性和极柔软的手感，蓬松透气性好，强力高，吸湿性好，不易起毛，不含化学粘合剂（除特殊用途外），卫生、可靠。

由于水刺布具有上述诸多优点而被广泛应用于卫生材料、家庭生活用品、服装、装饰布、合成革基布、过滤材料、建筑补强防漏材料、农业园艺、蔬菜种植材料等领域。

(1)医用卫生用品:这是水刺布最主要的应用领域，其用途有数百种，大致分为手术用品、医护用品。

具体品种有:伤口敷料、外科用罩布、灭菌包布、绷带、纱布球、药膏布、手术衣帽、手术口罩、手术鞋罩、手术垫、手术巾、吸液垫、病员及手术用床罩、枕套、褥子、病员服等。

(2)家庭生活用品:揩布在家庭生活中用量很大，有婴儿揩布，美容揩布，家具、餐具、炊具揩布，卫生揩布，汽车揩布。

用细旦纤维做的擦拭布柔软吸电，不伤物体表面，不留纤维屑，可用于擦拭精密仪器、眼镜、相机镜头、玻璃制品、工艺品等。

此外还有台布、湿面巾、擦手巾，魔术毛巾体积小，易收藏，便于携带，适合外出旅行使用。

(3)服装、装饰布:服装方面有高档服装衬布，免洗内衣、内裤，袖套，围裙等，水刺布经后整理或印花可做台布、窗帘布、汽车内饰、床罩等。

2 水刺非织造工艺与设备2.1 水刺机理水刺法又称水力缠结法、水力喷射法、射流喷网法, 它是一种独特的、新型的非织造布加工技术, 它是利用高速高压的水流对纤维网冲击, 促使纤维相互缠结抱合, 达到加固纤维的目的。

纤维经梳理机梳理成网后经托网帘进入水刺机,纤网在高压水针的作用下, 上面的纤维从表面被带入网底, 造成纤维之间的缠结。

当水针穿过纤维网射到托网帘后, 形成不同方向的反射作用, 水柱被反弹到纤维网反面, 纤维网又受到多方位水柱的穿刺, 故在整个水刺过程中, 纤维网中的纤维在水针从正面直接冲击和从反面托网帘水柱的反弹的双重作用下, 形成不同方向的无规则的缠结, 从而达到加固目的, 形成水刺法非织造布。

[1]2.2 水刺工艺流程A. 纤维原料准备→开松混和→梳理成网→交叉铺网→预湿→正反水刺加固→脱水（水处理循环）→预烘燥→后整理→烘燥定形→分切卷绕→包装B. 纤维原料准备→开松混和→梳理杂乱成网→预湿→正反水刺加固→脱水（水处理循环）→预烘燥→后整理→烘燥定形→分切卷绕→包装不同成网方式影响最终产品的纵横向强力比，流程A对纤网纵横向强力比的调节较好，适合于水刺合成革基布的生产；流程B适合于水刺卫材生产。

2.2.1 预湿已经成形的纤网送入水刺机加固，首先是预加湿处理。

预湿的目的是压实蓬松的纤网，排除纤网中的空气，使纤网进入水刺区后能有效地吸收水射流的能量，以加强纤维缠结效果。

常见预湿方式：双网夹持式带孔滚筒与输网帘夹持式预湿工艺水压力一般在0.5-60Bar之间选择。

双网夹持式该方式可减少纤网中纤维在预湿过程中产生意外位移，并有效压缩蓬松纤维网输入预湿区。

纤网控制和预湿效果比带孔滚筒与输网帘夹持方式好，而且适合于200m/min以上线速度的生产工艺。

2.2.2 水刺经预湿的纤网进入水刺区，水刺头喷水板的喷水孔喷射出多股微细水射流，垂直射向纤网。

水射流使纤网中一部分表层纤维发生位移，包括向纤网反面的垂直运动，当水射流穿透纤网后，受到托网帘或转鼓的反弹作用，以不同的方位散射到纤网的反面。

在水射流直接冲击和反弹水流的双重作用下，纤网中的纤维发生位移、穿插、缠结、抱合，形成无数个柔性缠结点，从而使纤网得到加固。

水射流对纤网垂直喷射可防止破坏纤网结构，并最大程度地利用水射流的能量，从而有利于提高水刺法非织造材料的性能。

水刺加固方式主要有平网（平台式）水刺加固、圆网（辊筒式）水刺加固和圆网与平网相结合的水刺加固三种形式。

2.2.3 脱水脱水的目的是及时除去纤网中的滞留水，以免影响下道水刺时的缠结效果。

当纤网中滞留水量较多时，将引起水射流能量的分散，不利于纤维缠结。

水刺工序结束后将纤网中水分降至最低，有利于降低烘燥能耗。

平网水刺加固的脱水箱结构和圆网水刺加固不同，但原理是一样的，均利用真空吸水，常用真空度为16000-37000Pa。

水处理和循环水刺非织造布生产工艺的用水量很大，产量达到5吨/天，每小时需用水约150m3-160m3。

为节约用水，减少生产成本，必须将其中约95%左右的水经过水处理后循环使用。

由于生产用水源含有一些杂质，高速水射流对纤网冲击时会发生纤维脱落，尤其是棉纤维和木浆粕纤维的杂质和短绒比化学纤维多得多。

此外，化学纤维的各类油(助)剂，水刺后也会遗留在水中，水中微生物的繁殖等均会影响水质，造成喷水板的喷水孔堵塞，从而严重影响产品的质量和外观。

故水过滤系统是水刺生产中一个非常重要的部分。

2.2.4 后整理主要有水刺提花、印花、染色、拒水整理和卫生整理等。

正常水刺加工后，可增加一道提花水刺，由提花水刺机构来实现。

镍质圆网的花纹采用照相雕刻而成，水刺头安装在圆网内，喷射出的高速水射流可将圆网花纹复制到非织造材料上。

印花和染色可从传统纺织移植过来。

水刺非织造材料用作合成革基布时，必须进行上色上浆整理。

水刺手术服材料必须进行拒水整理，以防止手术时血液等对医护人员的感染。

某些水刺卫生材料还要进行抗菌整理。

2.2.5 烘燥定形水刺加固后，可采用抽吸装置和脱水辊压榨脱除水刺非织造材料中的大部分水。

然后采用烘燥机烘干水刺非织造材料。

水刺工艺中主要采用烘筒式烘燥和热风穿透式烘燥两种烘干方式，取决于非织造布产品规格、性能要求、产量、车速等因素。

2.3 水刺设备2.3.1 水刺机主要由水刺头、托网帘(或转鼓)、脱水箱、传动系统及控制系统等组成。

(1) 水刺头水刺头是水刺非织造工艺中产生高速水射流的关键部件，尽管各个生产厂家制造的水刺头结构有些差异，但一般均由过滤装置、均流装置、密封装置、喷水板和外壳等组成。

水刺头材质为高级不锈钢。

（2）水刺头的密封方式水刺头的喷水板可以快速更换，由此产生了高压水的密封问题。

根据高压水的密封原理，水刺头可分为两类，一类是附加油压密封，另外一类是水压自密封。

水刺头形成高速水射流的核心零件。

2.3.2 喷水板（水针板）（1）性能要求尺寸正确，平直度好。

喷水孔孔径一致，喷水孔出口应保持锋利的状态，无毛刺，孔与板面的垂直性好。

良好的耐腐蚀性。

良好的强度和韧性，耐磨性好。

（2）喷水孔孔型由工程流体力学可知，水射流从喷水板喷水孔中喷出，称为管嘴出流。

喷水孔按其形状可分为圆柱型、圆锥收缩型、流线收缩型三类。

受制造工艺局限，无论是圆锥型还是流线型喷水孔，其出口端均为圆柱型。

（3）喷水孔孔径与排列喷水孔出口直径通常为0.08-0.15mm，排列形式有单排和双排，排列密度为16-24孔/cm，双排间距为1.2mm。

喷水孔出口直径和排列密度与高压泵的流量相匹配时，可在水刺头内建立接近高压泵标定压力的水压，从而保证一定的水射流速度，达到较好的纤维缠结效果。

2.3.3 托网帘（1）托网帘的作用水刺机中托网帘主要有三个重要功能：顺利输送和有效托持纤网进入水刺区；能有效滤水并有利于水柱的反弹，提高纤网的缠结效果；按不同的编织结构(目数与花纹)使产品产生相应的外观结构。

（2）托网帘的结构与材质托网帘结构可分为环织和开式织法两种。

循环编织，编织后经线沿纵向排列，不弯曲变形。

横向排列的纬线呈弯曲状，由于经线弯曲少，减少了网帘的延伸和幅缩，磨损仅产生于纬线，使经线保持了应有的强度。

开式编织，加工形式与环织相同，纵向线在编织时为经线，横向线为纬线，使用时经线呈磨损状，接头是在网的末端。

托网帘主要由聚酯材料编织而成，也可用聚酰胺材质。

常用目数为12-80#，与金属丝网相比较，在负重情况下具有伸长少、拉伸强度高的特点。

温度和湿度有变化的水刺非织造工艺生产环境中，要求托网帘性能稳定(不易变形)，耐磨性和耐腐蚀性好(尤其是抗酸性)，通过对托网帘表面树脂处理，可有效防止油剂和微细纤维的附着。

2.3.4转鼓（抽吸滚筒）主要由转鼓套、塑料密封件和内胆等组成。

转鼓套筒体有两种结构，一为薄钢板打孔，开孔率为50%左右；另一种为蜂巢结构，蜂巢结构的开孔率高于钢板打孔，一般可达到90%以上。

筒体外面套上一至数层金属丝编织圆网或一层开有微孔的镍网即构成转鼓套。