第九节非织造布后整理工艺及机械

1、 第九节 非织造材料的后整理工艺及机械 一、概述： 非织造材料的后整理就是将非织造材料与各种涂层剂、整理剂或其它功能性材料，通过化学和物理机械的方法使其牢固结合，或改变材料的性能、外形和物理形态的加工过程。在这一过程中，非织造材料与其它高分子聚合物和功能性物质集合成一体，成为一种新型非织造复合材料；或以另外一种物理形态出现，使之得以弥补原来单一的非织造材料性能上的缺陷和不足，又可以改变材料的外观和风格，同时又使材料增加了新的功能，如防水、拒油、抗菌防霉、抗静电、防紫外线、阻燃、亲水、柔软、防辐射等等。 非织造的后整理技术主要有： 1、一般性整理 2、功能性整理二、涂层 非织造涂层是在非织造基材

2、上均匀地涂覆高分子聚合物和或其它功能性物质，成为一种涂层材料。非织造基材经涂层加工后，高分子聚合物一般不进入纤维内部，而在非织造基材表面形成一连续的膜，单独承担某种功能。 这种复合材料不仅具有非织造材料原有的特性，更增加了覆盖层的功能。有的涂层材料中，非织造材料只起支撑和骨架作用，对功能的实现主要由涂覆层完成 。 非织造涂层材料在产业用、服装用、装饰用三大领域有着广泛的用途。如服装、箱包、鞋用革；产业用的防渗土工复合膜、膜结构建筑材料、蓬盖布、农用覆膜和地膜；医疗用手术服、防病毒感染的隔离服、帷帘；装饰用遮光窗帘及桌布、装饰革。 典型非织造涂层材料加工方法与特性 应用类别涂层产品非织造基材加工

3、方法涂层剂或层合材料特性服装用聚氨酯湿法合成革水刺、针刺聚氨酯的DMF溶液透气仿皮革，抗撕裂、柔软仿麂皮装饰、家具用人造麂皮水刺、针刺丙烯酸酯色浆仿皮革，透气透湿土木工程用合成革基材（PU、PVC）针刺、纺丝成网、化学粘合聚氨酯含浸防渗、加筋、隔离环保用防渗土工布针刺、化学粘合、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)过滤、清灰医疗、环境工程用过滤材料水刺、纺丝成网聚四氟乙烯（PTFE）防水、防油、防酒精、防病毒、防有毒物质建筑工程用手术服、防护服针刺、纺丝成网、助剂、PTFE、PVC、PE薄膜防水、防晒运输、广告用屋顶油毡缝编丙烯酸酯类、沥青、聚四氟乙烯、有机硅防水、抗紫外线、透光等 涂层剂 涂层

4、剂是一种具有成膜性能的合成高聚物。作为涂层整理的主体原料，它的性能将对涂层后材料的技术指标产生重要的影响。因此，根据产品的最终用途选择合适的涂层剂至关重要。一般来说，涂层剂除了应具备良好的粘合性能以外，还须具有手感柔软、弹性模量低、拉伸变形大、高强透湿以及与其它功能助剂、添加剂有良好的相容性及协效作用等特点。 目前可供选择的涂层剂品种很多，按化学结构分类，主要有聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚氯乙烯类、合成橡胶类、硅酮弹性体类等。 涂层工艺与设备 非织造材料的涂层大都采用与传统纺织品涂层一样的工艺与设备，但必须充分考虑其张力和纵横向强力与传统纺织品有较大的差异这一特性。较常用的涂层工艺有刮刀涂层、辊

5、式涂层、转移涂层、喷洒涂层、湿法涂层等。 (一)刮刀涂层刮刀形状：(a)楔形(b)圆形(c)钩型悬浮刮刀涂层贴辊刮刀涂层 垫带衬刮刀涂层 (二)圆网涂层 (三)辊式涂层 辊式涂层主要以转动的圆辊筒给基材施加涂层剂。它包括同向辊技术、反转辊技术、凹版涂层技术和浸渍辊技术。 反转辊涂层 1计量辊 2施胶辊 3托辊 凹版涂层示意(四)转移涂层 转移涂层是将涂层剂涂在片状载体上使它形成连续的、均匀的薄膜，然后再在薄膜上涂粘合剂，和基材叠合，经过烘干和固化，把载体剥离，涂层剂（包括粘结层）膜就会从载体上转移到基材上。聚氯乙烯和聚氨酯人造革常用该法生产。工艺流程如下：离型纸 离型纸复卷 检查离型纸 离型纸

6、剥离 涂层 烘干 冷却 涂粘结层 叠合 烘干固化 成品 冷却 剥离 基材(针刺、水刺非织造材料，机织和针织布) 三、功能性整理 功能整理是指根据非织造材料的最终用途要求，通过所需的整理剂和适当的整理技术，使整理剂分子渗透到材料内部直接与纤维大分子键合，赋予非织造材料以特殊的功能。 基本流程如下： 配制整理工作液对非织造材料施加整理液烘干焙烘成品。 对非织造材料施加整理剂的工艺有浸轧法、涂层法、喷洒法、泡沫整理法等。 主要工艺技术参数： (1) 功能整理剂(或功能性物质)在工作液中的浓度； (2) 浸轧次数及轧液率； (3) 焙烘温度及时间； (4) 助剂浓度。 (一)拒水拒油整理拒水拒油整理剂

7、防水剂拒水性拒油性耐久性柔软性石蜡类较好无不好好烷基乙烯脲类较好无不好不好有机硅类好无一般好含氟聚合物好好较好一般拒水拒油整理工艺 ： 拒水拒油整理工艺与纤维特性、整理液PH值及焙烘温度和时间等相关。 纤维特性 在以水为介质的加工中，乳液粒子和纤维各自的表面电位会影响处理效果。 整理液PH值 溶液PH值发生变化将影响纤维表面的电势电位；PH值对整理剂乳液的稳定性也有较大影响。 焙烘温度和时间 烘干时宜温度较低，时间较长，但影响生产速度；焙烘温度按不同整理剂和不同纤维材料来确定，既要防止高温处理降低纤维的物理机械性能，又要保证有机硅或有机氟聚合物充分交联或反应。 (二)抗菌整理 抗菌整理是指在非

8、织造材料等纤维制品上用具有抗菌作用的试剂进行处理，赋予其抗菌防霉性能，使材料具有抑制菌类生长的功能。非织造材料抗菌整理的要求： 具有广谱的抗菌性 对使用者无毒性，对皮肤无致敏 具有良好的透气性 整理剂不损伤纤维，不使材料产生色变 对环境无污染，可在环境中自然降解 与其它整理剂具有相容性 不影响原有材料特性 成本低廉，加工简便(三)阻燃整理 纤维材料的燃烧特性 ： 几乎所有的纺织纤维都是有机高分子材料，绝大多数在300以下就会发生分解。经过阻燃整理后，并不能使它成为在火焰中不燃烧和不受损伤的材料，只不过是程度不同地降低了可燃性。评定材料的阻燃性主要有两方面，一是着火性，即着火点的高低，表示材料起

9、火的难易；另一是燃烧性能，即在特定的条件下，沿着样品燃烧的速率和氧指数。氧指数是指试样在氧气和氮气的混合气体中维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积浓度的百分数，通常用LOI表示。氧指数越大，维持燃烧所需的氧气浓度越高，即越难燃烧。 阻燃剂的阻燃方法一般有以下几种： 覆盖法 例如硼酸在温度较高时能形成玻璃状覆盖涂层，从而阻止氧气供应达到阻燃目的。 气体冲淡法 阻燃剂在燃烧时能分解出不燃性气体，从而冲淡稀释纤维分解出来的可燃性气体。 转移阻燃法 阻燃剂在高温时能作为活泼性较高的游离基转移体，从而阻止了游离基反应的进行。 吸热与散热法 这是一种主要针对阴燃的阻燃方法。由于吸热和散热作用可以阻止阴燃的蔓

10、延，因此选择在高温下能产生吸热反应的物质整理织物，阻止燃烧或者使纤维迅速散热，使材料达不到燃烧温度。阻燃剂及整理工艺 ：阻燃剂可分为： 无机阻燃剂： 主要有金属氧化物和卤化物；硼砂；磷酸盐等。 有机磷阻燃剂： 这是一类重要的阻燃剂，阻燃效果好，但成本高、毒性强。如四羟甲基氢氧化膦(THPOH)、四羟甲基氯化膦(THPC)等阻燃整理工艺：浸轧阻燃整理剂烘干焙烘(150,45min)水洗烘干。 阻燃整理使被整理材料增加了一定数量的有害物质，而且阻燃的耐久性受到一定的限制。在非织造材料中放入一定比例的耐高温纤维或阻燃纤维，如芳砜纶及碳纤维，同样能达到一定的阻燃效果，且安全无毒。 (四)防紫外线整理

11、纤维材料防紫外线方式主要有两种： 防紫外纤维法： 防紫外纤维就是在聚合或熔融纺丝过程中添加紫外线吸收剂或屏蔽剂等，制备出防紫外纤维，并将其做成非织造材料。 防紫外后整理： 将防紫外整理剂通过浸轧、涂层等方法与非织造材料结合在一起，使非织造材料具有一定的防紫外功能。 防紫外线整理剂的整理工艺： 对于非织造材料的防紫外整理工艺主要有两种，即浸轧法和涂层法。 由于紫外线吸收剂大部分不溶于水，拟配制成分散相溶液，采用浸轧烘干焙烘工艺加工。对于某些对纤维没有亲和力的吸收剂，应在工作液中添加粘合剂或采用涂层整理的方法加工，还可以和一些无机类的紫外线反射剂合并使用，效果更佳。 (五)亲水整理 亲水整理就是将

12、亲水剂覆盖于纤维表面，使其形成一层亲水薄膜。亲水薄膜有一定的导电性，可以提高材料的抗静电性能。亲水整理的实质就是提高非织造材料的表面张力，降低材料与水之间的接触角。 亲水整理剂按大类分为： 聚酯类，包括聚醚型聚酯、磺化聚酯、混合性聚酯 丙烯酸类 聚胺类 环氧类 聚氨酯类等 (五)其它整理 轧光轧纹整理： 轧光的主要目的是提高产品表面光洁度与平整性，或增加其材质的紧密度；轧纹的目的是增加产品的外观效果，使材料表面获得浮雕状或其它效果的花纹，获得柔软的手感；轧点或轧孔整理则是对非织造材料表面施与适当的点子或孔状，使非织造材料增加其结构密度和耐磨性的同时，增进产品的美观。 收缩整理： 利用热塑性纤维

13、在加热条件下收缩，使非织造材料密度增加，来提高材料的面密度和体积密度，增加材料的强度。 四、复合技术 单一的非织造产品远远不能满足日益发展的市场经济和人民生活的需要。如防止疾病传播方面，医护人员的口罩、隔离服及帽子、手套和脚套所用的材料必须对孔径、阻隔效率及透气透湿等指标有严格的要求，尽可能减少艾滋病毒(HIV)、B型肝炎病毒(HBV)和非典型性肺炎(SARS)病毒的传染，这就需要采用复合技术，将非织造医用材料和其它功能性材料(机织物、针织物、非织造材料、膜、塑料网、纸等)复合。 （一）层压复合： 层压复合就是把两层或两层以上的材料叠合，通过加压粘合成为一体。其中的材料可以是非织造的、机织的、针织的、各类高分子膜及功能性材料。层压工艺种类很多，常用的有粘合剂法和热粘法。 （二）工艺复合： 工艺复合就是将两种或两种以上的材料用两种或两种以上的非织造加工工艺组合完成的技术。将非织造加工方法中的成网、加固、后整理的各