水刺無紡布
水刺法又稱射流噴網成布法,是一種重要的非織布加工工藝,由于水刺法的獨特工藝技術,它廣泛應用與醫療衛生產品和合成革基布、襯衫、家庭裝飾領域。其纖維原料來源廣泛,可以是滌綸、錦綸、丙綸、粘膠纖維等。目前水刺布的主要用途為三大類,即醫用、人革用和擦潔用,其銷售方向:人革用水刺布主要是內銷,醫用水刺布主要是外銷出口,擦潔用水刺布則出口與內銷各占一部分。現在銷售價格最高約為3.6萬元/噸。
一、新技術 :
1、水刺復合技術:水刺復合技術的研究與發展,不僅克服了部分非織造產品的局限性,增加了花色品種,大大拓寬了水刺非織造布的應用領域,而且促進了水刺技術乃至整個非織造布工藝的發展和提高。(1)水刺與木漿氣流成網復合技術。由于木漿價格比水刺法常用的短纖維便宜得多,而絨毛漿吸濕性和手感均很好,因此制成的產品比全部用纖維的產品便宜,在價格上很競爭力,但在工藝上對過濾系統要求很高。產品可用作揩布(70%g/m2)、尿布及衛生巾內芯材料。水刺與木漿氣流成網復合的設備有Fleissner公司的Aquapulp、Perfojet公司的Airlace。(2)水刺與長絲紡粘纖網復合技術。該方法復合的產品兼具紡粘非織造布較市制強力和短纖維良好的吸收性能,并且較紡粘非織造布均勻柔軟,有吸水吸油功能,強度又較高,可用作食品包布、裝飾用布及清潔用布等。水刺與紡粘法復合的設備有Flerssner公司的Aquqspun、Aquasplit。以及Freudenberg公司的Evolon加工技術。(3)水刺與濕法成網復合技術。典型的工藝Detex公司的Hydraspun技術,由Detex公司的濕法成網技術結合日本Unicharm公司注冊的Soflom水刺方法組成。Hyderaspun濕法水刺非織造布的強力和柔軟性等同于甚至超過傳統干法水刺非織造布,而且濕法水刺非織造布不掉毛屑,其線縫拉伸強力是干法水刺非織造布的兩倍,尤其適用于服裝領域。
2、水刺的織物整理功能新技術:1995年美國的BBA公司開發了Interspun工藝并申請了專利。利用該工藝,通過水刺來對織物表面進行處理,可以對織物的結構與性能有積極的影響。1998年BBA公司與Fleissner公司簽署了一項合作協議,Fleissner公司為此項技術的獨家機器供應商。Fleissner公司的Aquatex是采用水刺頭對機織布進行處理的系統,被稱作是對機織物后整理工藝的一項革命性措施。機織物進行水刺處理后使織物中的紗線松開,并使織物得到有效的清潔;根據水刺頭布置情況的不同,織物的兩面或單面可獲得桃皮絨的效應;還可消除織物在工藝過程中所產生的應力,使經紗間更加均勻,從而改善織物的手感和外觀,增加織物的厚度,使織物光澤柔和,耐磨性是未處理前的300%以上,縫紉處的滑脫現象減少一倍以上,抗起球性能得到改善,抗皺性提高,布面更均勻,布面孔隙減少,分布更均勻,用于棉織物染色似經絲光處理一般。因此經水刺處理后可取消退漿、煮煉、絲光、砂磨等工藝,漂白工藝亦可簡化,具有很明顯的綜合經濟效益。產品廣泛用于裝飾布、過濾布、家用紡織品、服裝、汽車安全氣袋織物。
3、水刺技術新進展:英國Loughborough大學機械工程系的Memis Acar研究證明,水刺工藝能夠加工玻璃纖維,生產工業用布,由于玻璃纖維無卷曲,傳統觀念認為干法非織造工藝很難加工。大多數玻璃纖維非織造布一般是由針刺或濕法工藝加工的,但是美國北卡羅萊州立大學(NCSN)已經成功開發了玻璃纖維和滌綸混紡的水刺非織造布。直徑16um的粗旦玻纖,用水刺法很難加工,如果與直徑6.5um的細旦玻纖混合,則有利于提高水刺非織造布的強力,因此不同纖度的玻纖混合,細旦纖維利于水刺,粗旦纖維利于提高水刺非織造布的強力。如果玻纖與紡織用短纖如滌綸混合,可以加強水刺纏結能力。將玻纖與低熔點滌綸混合,可以生產玻鄉土增強聚酯復合材料。 美國Auburm大學的研究人員使用NGSN設備發現水刺法可以生產土布,目前土工布是由針刺和熱軋工藝生產的。研究人員發現改變水刺壓力和纖網受水針作用的時間可以改變土工布的孔徑。孔徑是土工布的關鍵指標,特別是用其做沙土反濾層,允許水流穿過而阻止土壤運動。延長纖網受水針作用的時間或提高水刺壓力,可以增強纖網水刺纏結效果,而使織物孔徑縮小。孔徑尺寸可以在線調節不必停車,從而提高生產速度,比土工布的其他加工工藝靈活簡便。
二、新產品
水刺加工技術有了突破性的進展,PGI公司的Miratec水刺非織造布和Freudonberg公司的Evolon水刺非織造布是有能力替代紡織品與針織品的新一代水刺產品,產品的推出給水刺法廣闊的市場前景與發展方向作了最好的注釋,為水刺技術開拓了一個具有巨大潛力的新市場。
PGI公司的Miratec織物無論在觀念上還是在性能上都是水刺非織造布最具創新的發展。時間將會告訴人們,Miratec織物能否在其針對的耐用紡織品領域開創一個廣闊的市場,價格可能是值得考慮的主要因素。PGI公司所展示的有限樣品區別于目前任何非織造布工業生產的產品。事實上非織造布這一詞匯并沒有被用來描述這種產品,該產品在纖網成形和整理方式上都有所創新。 先PGI的奇考比公司之前,J&J公司研究并在1996年申請了專利,即“用發散的激光鉆孔工藝加工織物成形裝置的支撐體”。有理由相信,正是該技術使得Miratec產品的形狀幾乎復制了大多數三維紡織品的花紋組織。這個專利告訴人們,按照預先設定的掃描圖像,在成形滾筒的某一固定點移動激光束,激光束便能在成形滾筒上雕刻出花紋,多元的峰頂、峰谷、孔眼等。經水刺后,成形滾筒上的花紋會轉移到水刺非織造布上,使水刺非織造布呈現紡織品的風格。Miratec產品不僅僅具有該項優點,其縱、橫向還有很高的強力,而且產品還可以具有真正的彈性。顯然,整理起著關鍵的作用。PGI公司稱該新技術為Apex技術。Mirarec織物面向耐久型紡織品市場,而由Apex技術生產的用即棄非織造布稱作Miralace(熱軋工藝),同樣可以呈現各種花紋圖案。PGI公司于1998年底開始生產Miratec水刺非織造布,2000年公司又投產兩面三刀條Miratec生產線。PGI公司與其用戶Johnson Controls有限公司建產了合作伙伴關系,使Miratec水刺非織造布的用途從目前主要用于家具與家庭裝飾用品拓寬到汽車內飾板中。
美國耐克(Nike)公司現已推出以75%再生聚酯纖維為原料,并利用PGI公司的Apec水刺技術制作無袖低領運動衫,這是非織造布在服裝上的一大進步,該產品采用超聲熔接縫合,并具有調節溫度的功能。
世界最大的非織造布生產商Freudenberg NOnwovens 公司(德國)2000年2月推出了商品名為Evolon的紡粘長絲微旦新型水刺非織造布,由含有紡絲、成網與水刺的單一流水線生產。該專有工藝是其在非織造布生產上第三個主要技術突破(該公司聲稱在1948年生產出第一批短纖非織造布,在1965年開發出了第一個紡粘工藝)。Freudenberg總經理兼主席Hermann Eidel說:“該布的一步生產工藝比得上機織布與針織布所需要的多步秤工藝。這一特點加上Evolo非織造布生產工藝包括從聚合物切片復合長絲,成網后由高壓水刺工藝分裂復合纖維(每根復合纖維可分裂成數根平滑的微纖維)并同時固結(纏結)纖網,最終生產出含有0.05dtex-2.5dtex微纖維的非織造布。據說,與常規的微纖維相比,該工藝長絲中聚合物有更高的分子取向。Evolo水刺非織造布可以經受常規水洗,其在各個方向上都有較高的拉伸強度、較高的抗撕裂性以及良好的懸垂性與手感。預計Evolo非織造布將瞄準廣泛的耐用品與用即棄產品市場,尤其是傳統紡織品占支配地位的服裝市場,包括成人與兒童的運動服、便服以及工作服等。例如70克/平方米-150克/平方米的Evolo水刺非織造布可以做T恤衫和運動服。
Freudenberg公司目前有一條Evolo中試生產線正在運轉,該公司說,2000年夏天在法國Colmar工廠投產一條工業化生產線,并計劃在2002年再投產一條 Evolo生產線。
三、國內概況:
目前我國水刺布非織造布生產線發展飛速,其中以江浙兩省最為突出,如有中國無紡城之稱的常熟任陽,就有6條生產線,蘇州常盛水刺就占3條 。
目前水刺布技術的發展方向是向著高速度、高質量、滾筒式水刺邁進,影響我國水刺技術前進的原因主要是缺少大型高速度、高產量、高質量梳理機;我國尚不能制造滾筒式水刺機;缺少實際鋪網生產速度達70-100M/ min以上的鋪網機;目前國內有關各水刺設備制造工廠不能積極吸取美國、法國和德國各廠的成功經驗進行分工合作,而是各自為政、互不配合。
我國的水刺非織造布的研究開發生產已近十年,無論從品種、規模、質量、設備都有顯著的提高,基本上適應了目前國民經濟發展的需求。水刺非織造布的涉及了醫藥衛生、輕工、電子、環保等學科領域,推動了國內傳統化纖和差別化纖維的發展。
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