水刺法加固纖網原理與針刺工藝相似,但不用刺針,而是采用高壓產生的多股微細水射流噴射纖網。水射流穿過纖網后,受托持網簾的反彈,再次穿插纖網,由此,纖網中纖維在不同方向高速水射流穿插的水力作用下,產生位移、穿插、纏結和抱合,從而使纖網得到加固。
一、水刺法非織造工藝流程:
A. 纖維原料→開松混和→梳理→交鋪網→牽伸→→預濕→正反水刺→后整理→烘燥→卷繞↑ ↑水處理循環(huán)
B. 纖維原料→開松混和→梳理雜亂成網→→預濕→正反水刺→后整理→烘燥→卷繞↑ ↑水處理循環(huán) 不同成網方式影響較終產品的縱橫向強力比,流程A對纖網縱橫向強力比的調節(jié)較好,適合于水刺合成革基布的生產;流程B適合于水刺衛(wèi)材生產。
二、預濕
經成形的纖網送入水刺機加固,首先是預加濕處理。
預濕的目的是壓實蓬松的纖網,排除纖網中的空氣,使纖網進入水刺區(qū)后能有效地吸收水射流的能量,以加強纖維纏結效果。
常見預濕方式:
<> 雙網夾持式
<> 帶孔滾筒與輸網簾夾持式
三、水刺
經預濕的纖網進入水刺區(qū),水刺頭噴水板的噴水孔噴射出多股微細水射流,垂直射向纖網。水射流使纖網中一部分表層纖維發(fā)生位移,包括向纖網反面的垂直運動,當水射流穿透纖網后,受到托網簾或轉鼓的反彈作用,以不同的方位散射到纖網的反面。在水射流直接沖擊和反彈水流的雙重作用下,纖網中的纖維發(fā)生位移、穿插、纏結、抱合,形成無數個柔性纏結點,從而使纖網得到加固。
水射流對纖網垂直噴射可防止破壞纖網結構,并較大程度地利用水射流的能量,從而有利于提高水刺法非織造材料的性能。
水刺加固方式主要有平網水刺加固、轉鼓水刺加固和轉鼓與平網相結合的水刺加固三種形式。
托網簾編織結構與纖網外觀結構效果 轉鼓水刺加固工藝中,水刺頭沿著轉鼓圓周排列,纖網吸附在轉鼓上,接受水刺頭噴出的水射流的噴射。纖網吸附在轉鼓上,不存在跑偏現象,有利于高速生產,同時纖網在水刺區(qū)內呈曲面運動,接受水刺面放松,反面壓縮,這樣有利于水射流穿透,有效地纏結纖維。
轉鼓為金屬圓筒打孔結構,內設脫水裝置,與平網水刺加固的托網簾相比,對水流有很好的反彈作用。
(三)轉鼓與平網相結合的水刺加固 在水刺加固工藝中,平面式與轉鼓式組合使用可揚長避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,通常第一級、第二級為轉鼓式水刺,第三級為平網式水刺。
(四)水刺頭數與水壓 水刺加固工藝中常用水刺頭數為7~12只,常用水壓為60~250Bar,視纖網單位面積質量、生產速度等而定,水刺頭壓力設置通常為低→高→低。
(五)水射流的結構分析 根據流體力學,水從噴水孔中噴出,可稱為非淹沒性自由紊流射流。 水射流從噴水孔中噴出后,由于紊流射流的橫向脈動和空氣對流束的摩擦阻力,從集束的射流逐步轉變?yōu)榉稚⒌乃巍?br>
四、脫水
脫水的目的是及時除去纖網中的滯留水,以免影響下道水刺時的纏結效果。當纖網中滯留水量較多時,將引起水射流能量的分散,不利于纖維纏結。水刺工序結束后將纖網中水分降至較低,有利于降低烘燥能耗。
五、水處理和循環(huán)
水刺非織造生產工藝的用水量很大,產量達到5噸/日時,每小時需用水約150m3~160m3。為節(jié)約用水,減少生產成本,必須將其中約95%左右的水經過水處理后循環(huán)使用。
(一)水刺非織造工藝用水要求 <> 懸浮物含量高時,會縮短濾袋、濾芯的使用壽命。
<> 溶解在水中的無機鹽類,不管是其中的陰離子還是陽離子,對水刺工藝都有影響。鈣、鎂離子在管路中和設備上產生污垢,鐵、錳、銅等離子生成有色物質,對于白色衛(wèi)生材料生產,應嚴格控制其含量。氯離子含量較多時引起設備腐蝕。
將各種纖維組合在一起,并且是多層的纖維的組合就是水刺無紡布,但是這并不能正式的稱為水刺無紡布,它之所以被稱為無紡布是因為它沒有經過紡織,而是將紡織這一過程變?yōu)榱俗詣拥膰娚洹Mㄟ^噴射這一過程將各種纖維組合在一起,加強了布料的性,從而增加了布料的質量。
可沖散型擦布是當前公眾矚目的項目。擦布產業(yè)的一個主流趨勢可謂是可沖散性??蓻_散性擦布必須由完全可降解的纖維制成,使用時需具備足夠的強度,并且可在市政污水系統(tǒng)中迅速分散。
寇司德的濕法成網和帕弗杰特的水刺專門技術生成了已被證實了的濕法水刺技術。當不用化學粘合劑而使用和/或可再生原材料制成可沖散性擦布時,濕法水刺則是理想的工藝。采用濕法水刺技術生產的織物,根據新指南它已通過了全部7項測試,符合Edana/Inda歐洲非織造布協(xié)會/美國非織造協(xié)會可沖散性2011年標準,并且2013年再次達標。
此外,安德里茨開發(fā)了一種將特殊而且是獨一無二的工藝品應用到可沖散性擦布中的工藝。這一獨特工藝將使擦布生產商可按多種方式明確區(qū)分他們的產品和消費者產生共鳴。在2014年6月擦布會議上,這一創(chuàng)新被選為美國非織造布協(xié)會四大創(chuàng)新獎入圍產品之一。新型可沖散基質工藝是得益于安德里茨在濕法成網無紡布工業(yè)多年的經驗,尤其值得一提的是采用非常輕質茶包紙的,因為在生產過程中濕的茶包紙是非常脆弱的。
(1)纖維:棉、毛、麻、絲;
(2)常規(guī)纖維:粘膠纖維、聚酯纖維、醋酸纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維;
(3)差別化纖維:細纖維、異形纖維、低熔點纖維、高卷曲纖維、抗靜電纖維;
(4)高功能纖維:芳香族聚酰胺纖維、碳纖維、金屬纖維。
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