1、水刺非织造布的发展现状及应用前景介绍摘要：水刺法是非织造布领域中年轻而有发展前景的高端技术，自 70 年代问世以来经历了迅猛的发展，其产品大量应用于医疗卫生用品、服装衬里、包装材料等领域。本文从水刺设备、水刺产品、使用纤维原料三方面介绍了水刺法非织造布的发展现状，并通过对其良好发展现状的说明，展示水刺法非织造布广阔的应用前景。关键词：水刺非织造布 水刺法 现状 应用 前景非织造工业以惊人的发展速度被誉为纺织界的“朝阳工业” ，其中的水刺非织造布也以迅猛之势蓬勃发展。20 世纪 70 年代中期由美国杜邦(DuPont)公司和奇考比公司（Chicopee, Johnson & Johnson 公司
2、的一部分， 1995 年被 PGI 公司并购）研究开发的水刺产品问世，随后欧美地区研究发展迅速，商业化生产线自欧美扩展到日本、中国台湾和亚洲其他国家。由于水刺法非织造材料具有吸湿性和透气性好、手感柔软、强度高、悬垂性好等优点，在医疗卫生用品、家用和工业用擦布、服装及衬布、合成革基布和过滤材料、服装用和传统产品修饰方面得到广泛应用，并在其新产品不断涌现的过程中，市场应用领域不断扩大，显示出其广阔的应用前景。本文着重从水刺设备、水刺产品两方面介绍水刺非织造布的发展现状，并通过介绍典型的水刺法纤维原料展示水刺法非织造布广阔的应用前景。1.水刺设备1.1 水刺法加固工艺过程水刺法工艺流程一般为：纤维成
3、网预湿正反面多到水刺加固花纹水刺脱水预烘干后整理印花、浸胶、上色、上浆等干燥定性分切卷绕包装纤维可采用干法的梳理成网或气流成网，湿法成网及聚合物直接成网法的纺丝成网或熔喷成网，其中以干法输理成网应用最多、最普遍，其次是气流成网和湿法成网，而纺丝成网或熔喷成网应用最少。气流成网工艺适合生产中厚型产品，太薄或太厚都容易使产品产生明显的不均1。而湿法成网非织造布材料是非织造布材料生产速度最高的一种2。它可以充分地利用各种短纤维，形成具有优良均匀度的三维分布纤维网。在水刺法加固工艺过程中，必须用到一定的水刺设备，目前世界上已有多家水刺设备厂家能提供水刺设备，其技术性能也是各有千秋。1.2 美国赫尼柯姆
4、公司的设备美国赫尼柯姆公司的水刺设备是开发较早的水刺设备之一，在水刺技术发展史上具有一定的地位。该设备用两只具有高开孔率的滚筒托持纤网个，数个水刺装置安装在滚筒的上方，向纤网喷射极细的高压水流缠结纤维，余水从滚筒上的孔眼进入滚筒内部，并最终由滚筒内部的真空装置排出，纤网经第一滚筒完烘成正面水刺缠结后，由第二滚筒完成反面水刺缠结，然后进入滚筒式热风烘箱烘燥，由卷曲机卷取。生产线设备结构紧凑，占地面积小，所生产的产品外观平整，强度较高。1.3 郑州纺织机械股份有限公司的设备郑州纺织机械股份有限公司所开发的设备有单滚筒式，双滚筒式，三滚筒式和平台式四种，可进行自由组合以满足各类产品生产的需要。水刺机
5、的控制采用多单元变频调速，工控机人机界面来实现自动化连续生产。工控机作为上位，PLC 作为下位机可显示水刺机速度，牵伸比，启动曲线。可进行单动或联动操作，并可对整机的各个监控点进行监视。幅宽有 1.8 米，2.5 米，3 .5 米。2.水刺产品水刺产品的主要特点是：外观上具有纺织品风格，诸如柔软、悬垂、蓬松、舒适；机械性能上强力、延伸力和研磨性能都很好；具有良好的吸收性，不含非纤维组分，诸如化学粘合剂或加工杂质，不掉毛；平纹或网纹，孔形各异（圆形、椭圆、方形、长方形） ；纹路（直、三角、人字、图案） ；硬挺与柔软、防水与吸水、耐用与即弃、坚固、与灵活。水刺产品已经趋向于应用复合技术和组合技术创
6、新，按特殊要求定做，开发附加值高的产品和可以持续获利的产品。除应用水刺技术本身的优势以外，还应用其他工艺技术，比如 公司的 产品采用了纺粘工艺制成双组分纤维，然后用高压水分裂双组分长丝成超细纤维，同时确保水刺粘合成功，再用一系列的纺织后整理技术精确满足最终用途之需，诸如阻燃、防紫外线、抗菌疏水拒水、抗静电等。水刺产品的应用领域十分广泛，创新的可能性几乎是无限的，关键是选择正确。2.1 合成革基布人造革、合成革基布过去采用机织布、针织布，后来开始有部分采用针刺法非织造布，90 年代中后期有有一部分产品开始采用水刺法非织造布为基布。采用水刺法非织造布为基布的人造革、合成革制品手感柔软、厚实，相对弹
7、性较好，酷似真皮，具有独特的风格。很受市场的欢迎。表 4、图 4 为轻工行业塑料加工工业协会提供的 2000 年以来人造革、合成革的产量变化情况3从表 4 可以看出，进入 21 世纪以来，我国人造革、合成革生产发展迅速，2002年2006 年 6 年中平均增长率达到 16.7%，2006 年人造革、合成革产量达到136.7 万吨，成为世界上人造革、合成革生产总量最高的国家。而作为其骨架的革基布亦随之按比例增加，据折算，2006 年革基布的用量达到 44 万吨（占革总量的 31.7%） ，其中包括机织布、针织布与非织造布。目前，非织造布仅占革基布总量的 15%20%。2006 年非织造革基布总用
8、量为 6.6-6.8 万吨，其中水刺法非织造布约占 2.5-3 万吨，我国一批非织造生产企业都生产水刺革基布产品，这些企业中有的还生产一部分超细纤维水刺法非织造革基布，但数量较小。按照今后今后几年水刺法非织造基布用量每年增长 10%计，则至 2010 年，人造革、合成革所需水刺法非织造基布至少可达到 3.7-4.4 万吨，比目前使用量增长 1 万吨以上。另外目前用水刺法非织造布作为基材的人造革、合成革大都适用于制作鞋材、球类、箱包等产品。而水刺法非织造布产品还可用于服装用革，它要求纤维细度更细、水刺密度和织物强度更高，手感又要柔软。我国、日本、韩国有采用纯涤纶、锦纶，有的甚至采用超细纤维为原料
9、，以满足高质量服装革的要求。如果我们在水刺革基布方面更加精工细作，更加加大开发力度，则可以在今后几年中扩大水刺法非织造布在合成革领域中应用比例。2.2 医用水刺产品医疗领域包括手术帷帘、外科手术服、纱布、药棉、医疗用巾等，采用水刺或水刺复合产品已很广泛。在这方面，美国杜邦公司最早采用水刺技术开发成功外科手术衣、手术帷帘等产品4，这是采用两层涤纶梳理网与木浆纸经水刺开松后复合制成水刺非织造布。采用这种产品制成的外科手术衣和手术帷帘对血液渗透具有屏蔽作用，在医疗上特别在手术室采用后能有效防止交叉感染的发生。这种功能被确认后，在世界范围内得到广泛推广，其作用亦被得到进一步肯定。我国海南欣龙无纺布厂在
10、国内很早就引进了这一技术，并取得了成功，早已批量生产。2003 年 SARS 流行期间这一产品起了很大的作用，并得到各大医院进一步采用，且早已批量出口国外。2.3 过滤材料5国际一些知名的非织造布企业正重视把水刺法非织造布用于供应采暖、通风和空气调节产品市场。世界卷材生产 40 强之一， Jacob Holm 集团 Norafin 公司 3 年前就把产品转向过滤材料市场，并把其作为该公司的发展战略。他们特别重视水刺法非织造布在过滤方面的优势，认为水刺工艺过滤用品优点甚多，高压水力作用的缠结能较好地形成三维结构孔眼，细小、均匀、密度高。该公司开始是生产集尘设备，现已进入其他领域，如空气压缩机、进
11、气过滤、甚至液体过滤，认为水刺法非织造布在这方面大有用武之地，据了解，该厂已在这方面取得了较好的成绩。 PJI 公司过滤业经理认为，过滤业对非织造布生产日益重要的原因，首先是非织造材料继续取代纸材、织造布、玻璃纤维和其他介质材料。市场需要非织造布生产商能提供更好的附加值高、更富有竞争性的创新产品。例如 PJI 的非织造产品正在升级换代，以更加精心制造的产品和复合材料来取代传统的大路货，求得更有效的生产。这里部分是由于法规条例的推动，另外则是满足过滤材料用户的期望。我国浙江杭州路先非织造有限公司针对我国这几年水刺法非织造布生产能力上的过快，而产品又彼此雷同的较多的情况，在国内率先打入过滤介质生产
12、领域6 。3.纤维原料3.1 麻纤维的应用麻纤维的主要成分为纤维素，并含有较多的半纤维素和木质素，主要有苎麻、亚麻、大麻、罗布麻材料等。在非织造布工业中，一般用苎麻制造帽衬、服装衬、抛光和防水材料。黄红麻较粗硬，可用于制造针刺地毯、车用针刺毯的基本材料。亚麻与其他纤维混用可用于制造汽车内饰衬料、包装及装饰材料等。值得一提的是大麻纤维。由于大麻中含有一种“大麻酚”类非结晶树枝状物质，这种物质具有很好的化学稳定性，不溶于水，有杀菌、止痛、止咳、安眠等作用7。因此，大麻水刺非织造布因其特有的纤维形态与化学组分而具有良好的抗霉抑菌、吸湿透气、屏蔽辐射、润肤爽身等天然保健功能。3.2 超细纤维的应用8超
13、细纤维非织造材料的特点已经广为人知，如手感柔软、强度高、吸附性能好等。超细纤维可以通过海岛纤维减量开纤或裂瓣纤维机械开纤得到。由于海岛纤维纤维溶解后会造成 20%-30%纤网重量的纤维损失，故成本较高。因此，裂瓣纤维是通过水刺工艺制造超细纤维非织造布的最佳选择。纺丝成网制成的裂瓣型纤维网，通过高压水刺冲击对纤维进行机械开纤，纤网经高压水刺后纤网中的长丝分裂成 0.1-0.2d 甚至 0.05d 的超细纤维，即可得到性能优良的水刺非织造布。目前的水刺设备可以达到一定的水刺压力，使纤网中更多的长丝得到有效的分裂，应用到装饰乃至服装领域具一定的潜力。超细纤维的水刺非织造布可以用做擦拭布，因为分裂后的
14、纤维截面呈楔状，表面积大于圆形截面的常规纤维，所以除尘力强。同时在过滤方面它也有很大的发展潜力，特别是用在精密仪器、汽车过滤等方面。3.3 聚丙烯纤维的应用丙纶是聚丙烯纤维的商品名称。丙纶纤维的强度好，耐磨性好，弹性回复性好，因此适宜于生产结构型的水刺非织造布，其网眼清晰且不易变形。丙纶的耐酸,耐腐蚀等性能优于其他合成纤维，而且不霉不蛀、卫生性好。丙纶大分子没有清水基团，不吸水，因此作为表层与黏胶等吸水性好的纤维水刺复合来生产纱布、婴儿尿布等医疗卫生材料，能够保持人体皮肤的干燥，提供较好的舒适性。除了以上直接使用纤维原料进行水刺非织造布的加工外，还可对水刺非织造材料进行功能整理，如防水整理9,
15、抗菌防臭整理10，从而再一次扩大了水刺非织造材料的应用，使其具有更大的应用前景。4.结语本文通过水刺设备、水刺产品两方面介绍了水刺非织造布的发展现状，并通过介绍典型的水刺法纤维原料展示水刺法非织造布广阔的应用前景。从中可以看出：（1）水刺法非织造布虽诞生晚，但其发展速度极快，并在水刺设备不断更新、完善的情况下，在医疗、工业、服装等各方面都得到了大力发展，在这样良好的发展趋势下，相信世界各国水刺非织造布新产品将不断问世。(2) 由于水刺法非织造布独有的特点，使其在餐饮、航天方面也得到应用，在当代绿色生活的倡导下，甲克质纤维、聚乙烯醇纤维等对环境友好的水刺非织造布纤维将具有广阔的应用前景。参考文献
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