非织造布化学粘合课件

第二部分第二部分 固网方法固网方法 非织造布的固结，就是通过一定的方法使蓬松而无非织造布的固结，就是通过一定的方法使蓬松而无强度的疏松纤网形成具有强度的疏松纤网形成具有一定强度一定强度和和结构特征结构特征的纤维材料，的纤维材料，即非织造布。即非织造布。固结方法归纳起来主要可分为三大类固结方法归纳起来主要可分为三大类 第一章第一章 化学粘合法化学粘合法 第二章第二章 热粘合法热粘合法 第三章第三章 机械固结法，机械固结法，每一大类中又可细分为多种方法。固结方法不同，每一大类中又可细分为多种方法。固结方法不同，所形成的产品具有不同的风格和特性。所形成的产品具有不同的风格和特性。第二部分固网方法非织造布的固结，就是通过一1第一章第一章 化学粘合法化学粘合法第一节、第一节、粘合原理粘合原理 第三节第三节 工艺与设备工艺与设备 一、一、饱和浸渍法饱和浸渍法 二、二、泡沫法泡沫法 三、三、喷撒法喷撒法 四、四、印花法印花法第二节第二节 粘合剂粘合剂第一章第三节工艺与设备2第一节第一节 粘合原理：粘合原理：化学粘合法是采用化学粘合剂乳液或溶液，对纤化学粘合法是采用化学粘合剂乳液或溶液，对纤维网实施浸渍、喷洒、印花等方式的处理，再通过热处理维网实施浸渍、喷洒、印花等方式的处理，再通过热处理使纤网中的粘合剂液体交联固化，使纤网中的纤维在粘合使纤网中的粘合剂液体交联固化，使纤网中的纤维在粘合剂化学键和机械力的作用下相互发生连结，从而形成具有剂化学键和机械力的作用下相互发生连结，从而形成具有一定强度的非织造布。一定强度的非织造布。第一节粘合原理：3 一般认为，粘合剂使纤维之间产生粘合力是各个单一般认为，粘合剂使纤维之间产生粘合力是各个单一理论统一起来的综合作用，即一理论统一起来的综合作用，即润湿吸附润湿吸附能力、能力、扩散扩散能力、能力、化学键合化学键合以及以及机械嵌合机械嵌合等等。等等。一般认为，粘合剂使纤维之间产生粘合力是各个单一理论统一4一、润湿吸附一、润湿吸附 所谓润湿，就是粘合剂在被粘合物质表面，由于所谓润湿，就是粘合剂在被粘合物质表面，由于分子间力的作用而均匀分布的现象。分子间力的作用而均匀分布的现象。其大小取决于纤维与粘合剂之间接触界面的表面张力。为增加其大小取决于纤维与粘合剂之间接触界面的表面张力。为增加润湿能力，可加入适量的表面活性剂，以降低其表面张力。润湿能力，可加入适量的表面活性剂，以降低其表面张力。液体对固体表面的润湿程度可用接触角液体对固体表面的润湿程度可用接触角表示表示接触角越小，润湿程度越好。接触角越小，润湿程度越好。一、润湿吸附其大小取决于纤维与粘合剂之间接触界面的表面张5二、扩散作用二、扩散作用 界界面面两两相相大大分分子子能能相相互互渗渗透透扩扩散散，扩扩散散程程度度影影响响着着粘粘合合强强度度，因因为为扩扩散散程程度度决决定定了了界界面面区区的的结结构构、可可运运动动链链段段的的多多少少和和界界面面自自由由能能的的大小。大小。若若扩扩散散不不良良，界界面面分分子子易易在在外外力力作作用用下下产生滑动，粘合强度就很低。产生滑动，粘合强度就很低。二、扩散作用6三、化学键合三、化学键合 如果粘合剂和被粘物质之间存在化学键，即使没如果粘合剂和被粘物质之间存在化学键，即使没有很好的扩散，也能产生很强的粘合力，这就是化学有很好的扩散，也能产生很强的粘合力，这就是化学键合理论。键合理论。三、化学键合7四、机械结合作用四、机械结合作用 机械结合作用是指粘合剂渗入被粘合材料机械结合作用是指粘合剂渗入被粘合材料的孔隙内部或其表面之间，固化后，被粘合材的孔隙内部或其表面之间，固化后，被粘合材料就被固化的粘合剂通过锚钩或包覆作用结合料就被固化的粘合剂通过锚钩或包覆作用结合起来而产生粘合强度。起来而产生粘合强度。锚钩作用锚钩作用 包覆包覆作用作用 四、机械结合作用8第二节第二节 粘合剂粘合剂一、粘合剂种类一、粘合剂种类 粘合剂种类繁多，其分类方法也很多，根据粘合剂种类繁多，其分类方法也很多，根据粘合剂的特点可作如下分类：粘合剂的特点可作如下分类：按来源分类按来源分类 按粘合剂固化后的胶体特性分类按粘合剂固化后的胶体特性分类 按粘合剂基料物质分类按粘合剂基料物质分类 按外观形态分类按外观形态分类 按特殊功能分类按特殊功能分类 第二节粘合剂91、按来源分类、按来源分类 可分为天然粘合剂和合成粘合剂。可分为天然粘合剂和合成粘合剂。天天然然粘粘合合剂剂，就就是是其其组组成成的的原原料料主主要要来来自自天天然然，如如虫虫胶胶、动动物物胶胶、淀淀粉粉、糊糊精精、甲壳质以及天然橡胶等。甲壳质以及天然橡胶等。合成粘合剂，就是由合成树脂或合成橡胶合成粘合剂，就是由合成树脂或合成橡胶为生产原料配制而成的粘合剂，如环氧树脂、为生产原料配制而成的粘合剂，如环氧树脂、酚醛树脂、氯丁橡胶和丁腈橡胶等。酚醛树脂、氯丁橡胶和丁腈橡胶等。1、按来源分类可分为天然粘合剂和合10 粘合剂 天然类粘合剂 合成类粘合剂 葡萄糖衍生物淀粉，糊精，阿拉伯树胶，海藻酸钠等氨基酸衍生物植物蛋白，酪朊，血蛋白，骨胶，鱼胶天 然 树 酯 木质素，单宁，松香，虫胶，生漆 树脂型 热固型 热塑型 酚醛树脂，间苯二酚甲醛树脂，尿醛树脂，不饱和聚酯，聚异氰酸酯，丙烯酸双酯，有机硅等聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯-醋酸乙烯酯，聚丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚乙烯，聚酰胺，聚氨酯等。橡胶型 丁晴橡胶，丁苯橡胶，丁基橡胶，氯丁橡胶，硅橡胶，聚氨酯橡胶等。再生型再生橡胶。酚醛-聚乙稀醇缩醛，酚醛-氯丁橡胶，环氧-酚醛 ，醋酸乙烯共聚物，丙烯酸酯共聚物，丁二烯-苯乙烯共聚物，羧基丁二烯丙烯腈共聚物等.复合型 粘合剂天然类合成类葡萄糖衍生物淀粉，糊精，阿拉伯树胶112、按粘合剂固化后的胶体特性分类 可分为热塑性粘合剂和热固性粘合剂。热塑性粘合剂为线线性性结构，一般通过溶剂挥发、熔体冷却和乳液凝固的方式事先固化。其胶体受热软化，遇溶剂会溶解，凝聚强度较低，耐热性能较差。如聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇等。热固性粘合剂为网状体形网状体形结构，受热不软化，遇溶剂不溶解，具有较高的凝聚强度，而且耐热、耐介质腐蚀、抗蠕变，但冲击强度和剥离强度较低。如酚醛树脂、环氧树脂等。2、按粘合剂固化后的胶体特性分类123、按粘合剂基料物质分类 可分为树脂型粘合剂、橡胶型粘合剂、无机粘合剂和天然粘合剂。树脂型粘合剂是由合成树脂为主要原料配制而成的粘合剂。如酚醛树脂、环氧树脂等。橡胶型粘合剂是由合成橡胶为主体配制而成的粘合剂。如丁腈橡胶、丁苯橡胶等。无机粘合剂是由无机物如磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐、金属氧化物等为原料配制成的粘合剂。3、按粘合剂基料物质分类可分为树脂型粘合剂、橡胶134、按外观形态分类 粘合剂按其外观形态可分为溶液、乳液或乳胶、膏糊、粉末、膜状、泡沫、固体。化学粘合法非织造材料生产工艺中，使用最多的不外乎溶液、乳液或乳胶、泡沫。固体粘合剂在非织造材料生产技术中主要是热熔胶用于生产浆点或粉点热熔粘合衬布和卫生用品。4、按外观形态分类145、按特殊功能分类 粘合剂除了具有将物与物表面之间相互粘合、物体加固的功能之外，还可以通过添加具有功能性的填料或使主体材料具有功能性，以达到压敏、导电、导热、导磁、耐高温、超低温等目的。5、按特殊功能分类16 买来的买来的“原装的原装的”粘合剂不能直接应用，粘合剂不能直接应用，还需添加一些辅助材料（添加剂或助剂），还需添加一些辅助材料（添加剂或助剂），包括：包括：增塑剂、乳化剂、增稠剂、交联剂、偶增塑剂、乳化剂、增稠剂、交联剂、偶联剂、分散剂、促进剂（催化剂）、络合剂、联剂、分散剂、促进剂（催化剂）、络合剂、引发剂、填料等。引发剂、填料等。三、粘合剂辅助材料三、粘合剂辅助材料买来的“原装的”粘合剂不能直接应用，还需添加一些辅助181、增塑剂（、增塑剂（塑化剂）塑化剂）改善胶层脆性、增进熔体流动性。改善胶层脆性、增进熔体流动性。2、乳化剂、乳化剂 使互不相溶的液体使互不相溶的液体形成稳定的分散体系形成稳定的分散体系(乳乳化液化液)的物质。它属于表面活性剂的范畴，是水的物质。它属于表面活性剂的范畴，是水分散型粘合剂不可缺少的助剂。分散型粘合剂不可缺少的助剂。3、增稠剂、增稠剂 增加粘合剂表观粘度，减少流动性。增加粘合剂表观粘度，减少流动性。4、交联剂、交联剂 改善粘合剂的综合性能。改善粘合剂的综合性能。1、增塑剂（塑化剂）195、偶联剂、偶联剂 提高粘合剂的内聚强度；在粘合剂与被粘物之提高粘合剂的内聚强度；在粘合剂与被粘物之间起到一定的间起到一定的“架桥架桥”作用。作用。6、分散剂、分散剂 使粘合剂均匀地分散在介质中，属表面活性剂使粘合剂均匀地分散在介质中，属表面活性剂范畴。范畴。7、促进剂、促进剂(催化剂催化剂)缩短固化时间。缩短固化时间。5、偶联剂20第三节第三节 工艺与设备工艺与设备按粘合剂施加的方式不同，分为以下几种工艺。按粘合剂施加的方式不同，分为以下几种工艺。一、饱和浸渍法一、饱和浸渍法 二、泡沫法二、泡沫法 三、喷撒法三、喷撒法 四、印花法四、印花法第三节工艺与设备按粘合剂施加的方式不同，分为以下几种工艺21一、饱和浸渍法一、饱和浸渍法 基本工艺流程是：基本工艺流程是：纤网在输网帘的托带下，纤网在输网帘的托带下，送入浸渍槽中，纤网在送入浸渍槽中，纤网在胶液中穿过，浸渍后被带出浸渍槽并通过一对轧辊或吸液胶液中穿过，浸渍后被带出浸渍槽并通过一对轧辊或吸液装置除去多余的粘合剂。装置除去多余的粘合剂。如图如图 然后再通过烘燥系统使粘合剂受热、固化而制成非然后再通过烘燥系统使粘合剂受热、固化而制成非织造布。织造布。除液方式除液方式 轧液式：轧液式：吸液式：真空度可调，影响粘合剂的量。吸液式：真空度可调，影响粘合剂的量。吸液吸液轧液式：轧液式：不管采用那种方法和设备，目的都是为了粘合剂渗不管采用那种方法和设备，目的都是为了粘合剂渗透均匀、充分，脱液率高，满足产品需要。透均匀、充分，脱液率高，满足产品需要。一、饱和浸渍法基本工艺流程是：22饱和浸渍饱和浸渍饱和浸渍23单帘网+圆网浸渍+轧液浸轧式设备主要由输送辊、输送网帘和轧液辊组成。压力不足，浸轧式设备主要由输送辊、输送网帘和轧液辊组成。压力不足，粘合剂浸透不充分，产品易分层且增大烘干负荷。压力过大，产粘合剂浸透不充分，产品易分层且增大烘干负荷。压力过大，产品手感硬挺。品手感硬挺。单帘网+圆网浸渍+轧液浸轧式设备主要由输送辊、输送网帘和轧液24双网双网吸液吸液式式网帘需按时清洗，定期更换；网帘需按时清洗，定期更换；产品手感较硬，适宜作衬布。产品手感较硬，适宜作衬布。纤网上的粘合剂倾向于朝吸液口一面多一些，这对过滤材纤网上的粘合剂倾向于朝吸液口一面多一些，这对过滤材料来说，恰恰是产品所要求的。料来说，恰恰是产品所要求的。真空度可调，可控制粘合剂的量真空度可调，可控制粘合剂的量双网吸液式网帘需按时清洗，定期更换；25单帘网单帘网+圆网浸渍圆网浸渍+真空吸液轻度真空吸液轻度轧液轧液真空吸液和轻度轧液，粘合剂浸渍充分均匀，脱液效果真空吸液和轻度轧液，粘合剂浸渍充分均匀，脱液效果好，且产品蓬松柔软。好，且产品蓬松柔软。减少网帘损耗。减少网帘损耗。单帘网+圆网浸渍+真空吸液轻度轧液真空吸液和轻度轧液，粘合剂26避免粘合剂堵塞圆网避免粘合剂堵塞圆网避免粘合剂堵塞圆网27转移转移式浸式浸渍机渍机纤网水平运动，不易变形。纤网水平运动，不易变形。粘合剂的量可控制；粘合剂的量可控制；吸液，真空度可控制，影响粘合剂的量；吸液，真空度可控制，影响粘合剂的量；产品柔软，弹性好产品柔软，弹性好转移式浸渍机纤网水平运动，不易变形。28浸渍槽中带轧辊浸渍槽中带轧辊先浸液，先浸液，再轧液，再轧液，再浸液，再浸液，粘合剂渗透粘合剂渗透充分。充分。适用于厚型适用于厚型产品。产品。浸渍槽中带轧辊先浸液，29深槽浸渍+轧液 减少浸渍槽中粘合剂数量。锲状物深槽浸渍+轧液锲状物30含磨料 混有磨料的粘合剂，混有磨料的粘合剂，通过粘合剂的作用，通过粘合剂的作用，把磨料牢固地粘附于把磨料牢固地粘附于纤维表面纤维表面。具有高效、耐磨、具有高效、耐磨、使用方便、粉尘少而无污使用方便、粉尘少而无污染，气孔率高，不易烧伤染，气孔率高，不易烧伤工件，可用于较复杂形面工件，可用于较复杂形面和曲面的加工，用于除锈、和曲面的加工，用于除锈、打毛、精磨、抛光。打毛、精磨、抛光。含磨料混有磨料的粘合剂，通过粘合剂的作用，把磨料牢31 将泡沫状粘合剂均匀地施加到纤网中，泡将泡沫状粘合剂均匀地施加到纤网中，泡沫的破裂使粘合剂微粒在纤维交叉点成为很小沫的破裂使粘合剂微粒在纤维交叉点成为很小的粘膜状粒子沉积，使纤网粘合后形成多孔性的粘膜状粒子沉积，使纤网粘合后形成多孔性结构。结构。主要用于薄型非织造材料主要用于薄型非织造材料。二、泡沫浸渍法二、泡沫浸渍法肥皂泡肥皂泡破裂瞬间破裂瞬间将泡沫状粘合剂均匀地施加到纤网中，泡沫的破裂使粘合剂33纤维交叉处点粘合结构纤维交叉处点粘合结构泡沫状粘合剂泡沫状粘合剂纤维交叉处点粘合结构泡沫状粘合剂34泡沫浸渍法主要用于薄型非织造材料，与一般浸渍法相比，其优点如下：粘合结构在纤维的交叉点上，成为点状粘膜粒子结构蓬松、弹性好。浸渍以后，纤网含水量低，烘燥时能耗小，比全浸渍低3340。粘合剂水分少，浓度高，烘燥时避免产生泳移现象。生 产 速 度 高(薄 型 产 品 为 80m/min，厚 型 产 品 为20m/min)。泡沫浸渍法主要用于薄型非织造材料，与一般浸渍法相比，其优点如351.动态发泡装置动态发泡装置 定定子子有有固固定定的的内内齿齿；转转子子有有可可转转动动的的外外齿齿。内内、外外齿齿形形成成曲曲折折通通道道，转转子子回回转转产产生生剪剪切切作作用用，使使通通过过的的空空气气和和粘粘合合剂剂/发发泡泡剂剂组成的液体充分混合形成泡沫。组成的液体充分混合形成泡沫。缺缺点点：制制造造要要求求高高，动动力力消消耗耗大大，设设备备价格较贵。价格较贵。(一一)发泡装置发泡装置发泡装置分发泡装置分动态动态和和静态静态两种形式。两种形式。1.动态发泡装置(一)发泡装置发泡装置分动态和静态两种形式39动态发泡装置动态发泡装置40改进后动态发泡装置，泡沫直径较均匀。改进后动态发泡装置，泡沫直径较均匀。412.静态发泡装置静态发泡装置 由固定不动的由固定不动的多层筛网多层筛网构成，空气和粘合剂构成，空气和粘合剂/发泡剂组成的液体定量地供给发泡装置，混合物发泡剂组成的液体定量地供给发泡装置，混合物经多层筛网后形成泡沫。经多层筛网后形成泡沫。缺点：网眼易堵塞。缺点：网眼易堵塞。2.静态发泡装置42（二）泡沫粘合剂的技术指标 1、发泡率 是指一定体积待发泡液体的重量(G0)与同体积泡沫的重量(G1)之比，或发泡前液体密度(0)与发泡后泡沫的密度(1)之比。也称发泡比、发泡度或吹泡率。随发泡率的提高，泡沫的密度降低，粘度相应提高。因此，必须根据纤维种类、纤网定量和产量要求，选择最佳的发泡率。发泡率可以根据导入空气的量加以调节。通常机械式发泡机一般能控制在5：125：1之间。（二）泡沫粘合剂的技术指标442、泡沫的半衰期 是指一定的泡沫容积内部所含的液体流出一半所需要的时间。它表征了泡沫的排液速度和稳定性。生产中应严格控制泡沫的半衰期，使之在施加到纤网之前不产生排液或很少排液。泡沫的半衰期可通过加入稳定剂控制，一般控制在212min之间。2、泡沫的半衰期453、气泡直径 气泡的大小要尽可能均匀，以利于泡沫在纤网上均匀地分布。气泡越小，泡沫越稳定。气泡的大小以确保泡沫为亚稳态为最佳。所谓压稳态泡沫，就是其稳定程度介于稳定泡沫和不稳定泡沫之间，它在施加于纤网之前稳定，而在施加于纤网之后易于破裂。气泡直径一般在50m左右。3、气泡直径464、泡沫的润湿性 泡沫在施加到纤网之前，必须处于稳定状态，一旦施加到纤网上，即要求在纤维表面上迅速破裂、润湿并渗透到纤网中去。泡沫的这种特性称为润湿性。4、泡沫的润湿性47利用刮刀把泡沫粘合剂涂布在纤网上，在刮刀的刮压利用刮刀把泡沫粘合剂涂布在纤网上，在刮刀的刮压作用下，泡沫发生破裂并使粘合剂均匀渗入纤网中。作用下，泡沫发生破裂并使粘合剂均匀渗入纤网中。（三）泡沫浸渍设备（三）泡沫浸渍设备施加粘合剂的方式主要有刮涂式和轧液式。施加粘合剂的方式主要有刮涂式和轧液式。刮涂式刮涂式利用刮刀把泡沫粘合剂涂布在纤网上，在刮刀的刮压作用下，泡沫发48轧液式轧液式利用轧辊轧压利用轧辊轧压轧液式利用轧辊轧压49刮刮涂涂式式和和轧轧液液式式相相结结合合刮涂式和轧液式相结合50非织造布化学粘合课件51德国Monforts公司的泡沫浸渍设备间接施加泡沫。间接施加泡沫。德国Monforts公司的泡沫浸渍设备间接施加泡沫。52Eimmer公司的泡沫浸渍设备磁性辊式刮刀磁性辊式刮刀电磁铁Eimmer公司的泡沫浸渍设备磁性辊式刮刀磁性辊式刮刀电磁铁53（二）喷撒法（二）喷撒法用喷枪将液体粘合剂呈雾状喷撒到纤网上，这样分布用喷枪将液体粘合剂呈雾状喷撒到纤网上，这样分布均匀且无需轧液。用于生产高蓬松、多孔性产品。（如保均匀且无需轧液。用于生产高蓬松、多孔性产品。（如保暧絮片、垫絮、空气过滤材料等）暧絮片、垫絮、空气过滤材料等）喷头的运动方式决定了粘合剂的喷洒轨迹，常用的有：喷头的运动方式决定了粘合剂的喷洒轨迹，常用的有：固定式、往复式、旋转式和椭圆形轨迹式。固定式、往复式、旋转式和椭圆形轨迹式。如图所示如图所示对厚型产品常采用对厚型产品常采用双面喷洒双面喷洒，并通过抽吸装置使纤网，并通过抽吸装置使纤网两面及中间都能均匀布胶。两面及中间都能均匀布胶。（二）喷撒法用喷枪将液体粘合剂呈雾状喷撒到纤网上，这样分布均54喷头轨迹喷头轨迹喷头轨迹55双面喷洒双面喷洒双面喷洒56非织造产品用途与粘合剂加入量非织造产品用途与粘合剂加入量用途纤网定量(g/m2)粘合剂喷洒量(g/m2)纤网类型保暖絮片451651020平行家具用1506001020交叉铺网睡衣用1652651030平行枕头用500100013交叉铺网擦刷及缓冲垫7040015100气流成网过滤用1002003040气流成网或交叉铺网非织造产品用途与粘合剂加入量用途纤网定量粘合剂喷洒量纤网类型57（四）印花粘合法（四）印花粘合法通过采用刻有凹凸花纹的辊筒或圆网滚筒，将粘合剂溶通过采用刻有凹凸花纹的辊筒或圆网滚筒，将粘合剂溶液有规则地施加到纤网上。液有规则地施加到纤网上。印花粘合面积取决于印花辊的刻花图型、刻纹深度以及印花粘合面积取决于印花辊的刻花图型、刻纹深度以及粘合剂的浓度。粘合剂的浓度。粘合面积一般在粘合面积一般在10%10%80%80%。优点：部分粘合，粘合面积小，因此产品手感柔软、透优点：部分粘合，粘合面积小，因此产品手感柔软、透湿透气性好，而且加入染料可同时印花。湿透气性好，而且加入染料可同时印花。缺点：强度较低，且不适合加工厚型产品。缺点：强度较低，且不适合加工厚型产品。产品用途：主要适用于医疗卫生用品及揩布等。产品用途：主要适用于医疗卫生用品及揩布等。（四）印花粘合法通过采用刻有凹凸花纹的辊筒或圆网滚筒，将粘合58非织造布化学粘合课件59非织造布化学粘合课件60纤网预先经过水的润湿（使纤维末稍伏贴，纤网表纤网预先经过水的润湿（使纤维末稍伏贴，纤网表面平整。水中也可加入阻燃剂、荧光剂等），然后印面平整。水中也可加入阻燃剂、荧光剂等），然后印上浓稠的粘合剂。上浓稠的粘合剂。纤网预先经过水的润湿（使纤维末稍伏贴，纤网表面平整。水中也可61非织造布化学粘合课件62非织造布化学粘合课件69非织造布化学粘合课件70