第五章 热粘合

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1、第五章热粘合加固纤网§5-1热粘合法基本原理与分类§5-2热轧工艺§5-3热熔工艺§5-4超声波粘合工艺§5-5热粘合工艺与产品性能热粘合加固纤网的特点：利用高分子聚合物材料的熔融特性粘结纤网，取代了化学粘合剂，产品更加符合卫生要求。非织造专用梳理机输出纤网速度已经超过150m/min，热轧粘合非织造工艺是与之相匹配的工艺方法。热粘合专用纤维的开发及无需蒸发粘合剂的水分，使热粘合非织造材料性能提高、生产成本降低。计算表明：热熔粘合耗能：浸渍粘合耗能＝1：4.7热熔粘合耗能：泡沫浸渍粘合耗能＝1：3.0§5-1热粘合法基

2、本原理与分类一、热粘合加固纤网基本原理高分子聚合物材料大都具有热塑性，即加热到一定温度后会软化熔融，变成具有一定流动性的粘流体，冷却后又重新固化，变成固体。热粘合非织造工艺就是利用热塑性高分子聚合物材料这一特性，使纤网受热后部分纤维或热熔粉末软化熔融，纤维间产生粘连，冷却后纤网得到加固而成为热粘合非织造材料。二、热粘合工艺分类热轧粘合电加热油加热电磁感应加热热熔粘合热风穿透式热风喷射式超声波粘合热轧粘合与热熔粘合的区别热轧粘合是指利用一对加热辊对纤网进行加热，同时加以一定的压力使纤网得到热粘合加固。热熔粘合是指利用烘房

3、加热纤网使之得到粘合加固。热轧粘合和热熔粘合的区别在于，热轧粘合适用于薄型和中厚型产品，产品单位面积质量大多在15～100g/m2，而热熔粘合适合于生产薄型、厚型以及蓬松型产品，产品单位面积质量为15～1000g/m2，两者产品的粘合结构和风格存在较大的差异。超声波粘合超声波粘合是一种新型的热粘合工艺技术，其将电能通过专用装置转换成高频机械振动，然后传送到纤网上，导致纤网中高分子聚合物纤维相互摩擦及纤维内部的分子运动加剧而产生热能，使纤维产生软化、熔融，从而使纤网得到粘合加固。超声波粘合工艺特别适合于蓬松、柔软的非织造

4、产品的后道复合加工，用于装饰、保暖材料等，可替代绗缝工艺。§5-2热轧工艺一、概述热轧粘合在热粘合非织造工艺中的应用较晚，其借用了印染工业中的砑光、烫光技术，由于其生产速度快、无三废问题，因而发展很快。80年代初，美国的用即弃尿布崛起，聚丙烯热轧非织造材料作为尿布面料替代了原来以粘胶、聚酯纤维为主体的化学粘合法非织造材料。热轧粘合生产速度快，因而特别适合于薄型纺粘法非织造材料的加固。产品应用热轧法非织造材料广泛应用于用即弃产品的制造，如手术衣帽、口罩、妇女卫生巾、婴儿尿裤、成人失禁垫以及各种工作服和防护服等，此外，热轧

5、法非织造材料还大量应用于服装衬布、电缆电机绝缘材料、电池隔膜、箱包衬里、包装材料、涂层基布等。二、热轧粘合工艺过程及机理热轧粘合非织造工艺是利用一对或两对钢辊或包有其它材料的钢辊对纤网进行加热加压，导致纤网中部分纤维熔融而产生粘结，冷却后，纤网得到加固而成为热轧法非织造材料。热轧粘合是一个非常复杂的工艺过程，在该工艺过程中，发生了一系列的变化，包括纤网被压紧加热，纤网产生形变，纤网中部分纤维产生熔融，熔融的高分子聚合物的流动以及冷却成形等等。1、纤网变形与热传递过程热传递：当纤网进入轧辊组成的热轧粘合区域时，由于轧辊具

6、有较高的温度，因此热量将从轧辊表面传向纤网表面，并逐渐传递到纤网的内层。单靠热传递并不能向纤网内层提供足够的温度。形变热：向纤网提供热量的另一个重要来源是形变热。轧辊间的压力使处于轧辊钳口的高聚物产生宏观放热效应，导致纤网温度进一步上升。据研究，在轧辊间线压力为2.5～7×103N/cm下，纤网厚度将从300μm压缩到33μm，纤网产生的形变热可使纤网内层的温度上升35～40℃。但由于聚合物熔融要消耗部分热量，形变热实际上会使纤网内层温度上升30～35℃。2、clapeyron效应高聚物分子受压时熔融所需的热量远比常压

7、下多，这就是所谓的clapeyron效应。对聚丙烯纤维来说，压力使其熔融温度提高的范围约为38℃/kbar。在热轧粘合过程中，轧辊钳口将使聚合物的熔融温度提高，因此，合理选择轧辊温度和压力的配合是非常重要的。3、流动过程在热轧粘合过程中，纤网中部分纤维在温度和压力的作用下发生熔融，同时还伴随着熔融的高聚物的流动过程，这也是形成良好粘合结构的条件之一。轧辊温度升高将有利于熔融高聚物的流动。4、扩散过程热轧粘合时，在熔融高聚物的流动过程中，同时存在着高聚物分子向相邻纤维表面的扩散，纤维熔融相互接触部分会产生扩散过程，扩散作

8、用有利于形成良好的粘合。研究结果表明，高聚物在粘合过程中的扩散距离仅为1nm左右，但对于纤网形成良好的粘合有重要的作用。5、冷却过程在热轧粘合过程中，由于纤网中纤维受到热和机械作用，因此纤维的微观结构将发生一定的变化，纤维的性能也必然会产生一定程度的变化。加快热轧粘合后纤网的冷却速度，有利于改善产品的强度和手感。三、热轧粘合设备1