復(fù)合技術(shù)在非織造工藝加工中的應(yīng)用促進(jìn)了非織造技術(shù)的飛速發(fā)展,不僅提高了現(xiàn)有產(chǎn)品的各種性能,也盡可能地滿足了新產(chǎn)品的研制需求,使非織造產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域得以進(jìn)一步擴(kuò)大。如今,科學(xué)家正在嘗試將現(xiàn)代科技運(yùn)用到非織造布的后整理加工中,以此來(lái)提升產(chǎn)品多方面功能的躍進(jìn)。
多快好省的超聲波組合
超聲波是人耳無(wú)法感知的振動(dòng)波,它可以應(yīng)用在多種非織造布的加工過(guò)程中。例如,超聲波可以用于棉纖維的煮練與漂白、非織造布的粘合以及復(fù)合、等方面。
非織造布的常規(guī)粘合技術(shù)主要包括針刺法、熱軋法和化學(xué)粘合法。超聲波屬于機(jī)械振動(dòng)能量,它的頻率超過(guò)1.8×104Hz,在人的聽(tīng)力范圍之外。用于粘結(jié)由熱塑性材料制造的非織造布時(shí),通常使用的頻率是2×104Hz。與針刺法、熱軋法、化學(xué)黏合法以及其他方法相比,超聲波粘合法具有許多獨(dú)特之處。首先,超聲波粘合不需要化學(xué)粘合劑;其次,能量損失少;再次,和熱軋法相比,超聲波粘合無(wú)需熱能通過(guò)被粘合纖維就能發(fā)生傳導(dǎo),因此由多余的熱引起的纖維降解最少;最后,和其他黏合法相比,超聲波粘合加工速度最快。
研究表明,輕薄型非織造產(chǎn)品超聲波復(fù)合的加工速度較快,利用超聲波技術(shù)生產(chǎn)復(fù)合土工布的速度要比針刺復(fù)合的速度快得多。超聲波技術(shù)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能,它不對(duì)材料的外表加熱就可以達(dá)到有效的粘合。超聲波能量直接傳到材料內(nèi)部,能量損失少,這樣每一個(gè)部位要比用熱粘合節(jié)省300%以上的能量。此外超聲波復(fù)合不產(chǎn)生污染物質(zhì),與粘合劑黏合法相比有利于環(huán)境保護(hù)。從機(jī)器設(shè)備成本來(lái)看,設(shè)計(jì)生產(chǎn)一臺(tái)4m寬的超聲波復(fù)合設(shè)備與生產(chǎn)一臺(tái)4m款的針刺機(jī)成本相近或者略低。
兩種工藝引入紫紅外線
目前,生產(chǎn)遠(yuǎn)紅外非織造布產(chǎn)品主要有兩條途徑,一是把遠(yuǎn)紅外線保溫涂料加入到后整理劑中,進(jìn)行涂層加工(局部整理液可以加入到顏料印花色漿中進(jìn)行印花加工);二是把遠(yuǎn)紅外線保溫涂料加工到合成纖維紡絲液中,紡出功能性纖維再加工成非織造布。
紅外線在非織造布后整理中的一種應(yīng)用是利用遠(yuǎn)紅外線保溫涂料進(jìn)行保溫隔熱整理。許多無(wú)機(jī)陶瓷粉末都有很強(qiáng)的發(fā)射紅外線特性,例如氧化鋯、氮化硅以及一些美鋁硅酸鹽都有較強(qiáng)的發(fā)射和反射紅外線的能力。將這些物質(zhì)加工成涂料,用涂料印花或進(jìn)行涂層加工的方法加工到非織造布上,就可賦予非織造布發(fā)射紅外線的功能,使產(chǎn)品具有良好的隔熱性和保溫性。此外,紅外線干燥器還可以配有一套強(qiáng)制對(duì)流通風(fēng)系統(tǒng),用于除去表面附著的熱氣,以將非織造布表面的水蒸氣及時(shí)排除,提高干燥效能。
將海藻纖維經(jīng)過(guò)特殊的碳化處理,加工成0.4μm左右的超細(xì)粒子,也可使其具有很好的反射遠(yuǎn)紅外線功能。特別是能在接近人體溫度下,高效率的放射出適應(yīng)人體保健的8~12μm的遠(yuǎn)紅外線。
大多數(shù)非織造布的后整理是使用水溶液中的化學(xué)品對(duì)非織造布進(jìn)行整理、印花、染色。在纖維表面涂層是為了使它不沾臟污,減少易燃性,或者賦予親水性,但加工過(guò)程中的干燥要消耗大量的能源。由于紫外線具有很高的能量,能夠?qū)Ψ强椩觳牧线M(jìn)行改性或加工,更重要的是紫外線不需要在真空的特殊狀態(tài)下,也不需要引進(jìn)其他氣體,只要在常壓下就可以進(jìn)行應(yīng)用。
低溫等離子體適合改性
利用等離子技術(shù)對(duì)纖維進(jìn)行鑒別,尤其是對(duì)外觀難以區(qū)分而內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同的纖維,這項(xiàng)技術(shù)是當(dāng)今最前沿的檢測(cè)方式。利用等離子體對(duì)材料進(jìn)行接枝改性,可以獲得很多有特殊性能的材料。非聚合體有機(jī)物或無(wú)機(jī)物的接枝、有機(jī)物和氣體的接枝以及先無(wú)機(jī)物氣體后有機(jī)物氣體的接枝利用普通的化學(xué)方法難以實(shí)現(xiàn),而采用等離子體技術(shù)則比較容易實(shí)現(xiàn)。
由于低溫等離子體具有既可改善聚合物的表面性質(zhì),同時(shí)又不改變聚合物母體性質(zhì)的特點(diǎn),使其非常適合非織造新材料的改性。這樣既可以保持非織布原有優(yōu)點(diǎn),又可賦予其新的特征或消除某些缺點(diǎn)。
最常用于紡織品改性的低溫等離子體包括電暈放電和輝光放電。其中輝光放電比較穩(wěn)定,對(duì)材料的作用比較均勻、改性效果比較好。但輝光放電是在低氣壓狀態(tài)下進(jìn)行的,設(shè)備較為昂貴,所以受到一定的限制。而電暈放電是在常壓下進(jìn)行,設(shè)備價(jià)格較低,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化處理。
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