非织造布

非织造布

第一节 湿法非织造布简史

湿法非织造布技术是各种非织造布技术当中发展最早的，它的起源主要是基于传统的造纸技术，而造纸又是我国古代的四大发明之一，它对人类社会的文明和文化进步做出了巨大的贡献。早在公元105年东汉和帝时期，当时的宦官蔡伦任“尚方令”，即皇室手工业作坊负责人，以树皮、麻类、鱼网、破布等加水舀叩成浆造纸。从西汉到魏晋南北朝，开始利用楮皮、藤皮、枸皮等长纤维作造纸原料，出现了侧理纸、有色黄麻纸、凝光纸以及各种有色纸。到了唐朝以后，有了染色纸与施胶纸，而且还有了质量较好的宣纸，出现了手工生产湿法非织造布的雏形，从此以后，中国的造纸技术和丝绸、陶瓷一样传遍了世界五大洲。到了宋朝和清朝，仍然沿用唐宋旧法生产，清朝末叶，海禁大开，机制洋纸大举入侵，我国造纸事业一蹶不振，而在西方国家，不仅造纸业已进入了工业革命时代，如荷兰人于公元1750年发明了荷兰式打浆机，1804年第一台长网造纸机在英国问世等，而且在湿法非织造布生产领域中进行了机械化生产的探索。早在19世纪40年代，英国人MILBOURN先生发明了初始的斜网造纸机，而真正开始用于长纤维湿法非织造布生产的斜

网造纸机或成型器是在日本，即用菲律宾马尼拉麻长纤维在斜网成型器上生产日本和纸。到了20世纪40年代和50年代，美国的DEXTER公司发明了斜网成型器生产袋泡茶用湿法非织造布。随着合成纤维的发明和广泛使用，它又被扩大到利用或掺和合成纤维生产各种长纤维特种纸，随着近代干法非织造布的兴起和走向市场，真正意义上的湿法与干法非织造布几乎同时发展并开始了它新的一页。

湿法非织造布的发展过程可以说与造纸、纺织、化工、机械、自动控制等行业的发展是密切相关的，原材料从单一的韧皮纤维已经发展到今天常用的合成纤维、复合纤维等功能性纤维;装备已从单一的圆网和单层斜网成型器，到开发出了双层和复合式斜网;从普通的接触式烘缸干燥发展到高效率的穿透式干燥和红外线干燥;工艺技术已从简单的长纤维造纸技术发展到具有特种功能、不同用途和系列的湿法非织造布，制造技术日趋成熟。发展至今，湿法非织造布已成为非织造布领域中不可缺少的一部分。

第二节 湿法非织造布的定义及与造纸的区别

一、湿法非织造布的定义

湿法非织造布又名湿法无纺布，其英文名为WET-LAID NONWOVEN，寓意是以水作为介质的纤维成形的非织造形式，国际非织造布协会的定义是:“湿法成网是从水槽沉集、悬浮的纤维而制成的纤维网，再经固网等一系列加工而成的一种纸状非织造布。”通俗地讲，湿法非织造布是水、纤维或可能添加的化学助剂在专门的成形器中脱水而制成的纤维网状物，再经物理或化学处理及加工后而获得的某种性能的非织造布。

二、湿法非织造布与纸的区别

湿法非织造布起源于长纤维造纸技术，所以它沿用了许多造纸的工艺和制造设备，而且它与纸的外观和某种性能上十分相似，但是，由于近代非织造布技术的日新月异，不同领域或者交叉科学知识的应用，产品更趋于专业化和系列化，与传统造纸的区别越来越大。主要体现在以下几个方面:

1.纤维原料长度的区别。 一般造纸的纤维长度为1～3mm，而湿法非织造布所用纤维长度是5～10mm，最长的纤维可达20mm以上。造纸仅用纤维素纤维原料，而湿法非织造布可采用在其成形长度范围内的任何种类的纤维原料。

2.纤维间增强方式的区别。 由于造纸纤维采用纤维素纤维，抄造前纤维须经打浆，使纤维切断、帚化、纵向分丝、纤维表面微纤维化，使暴露在纤维表面的氢键量增多，而氢键之间的相互作用及链接，使纸页在成型干燥后，提高了纤维间的结合力，纸张的物理强度也由此而生。而对于湿法非织造布，如果有纤维素纤维存在，纤维间增强的方式与造纸相同，如果是非纤维素纤维成形，纤维加固是靠外加粘合剂完成，其原理与化学粘合固网方法相同。

3.纤维成形机理的区别。 造纸与湿法非织造布成形机理的相同之处在于，一是将纤维悬浮液变成湿纤维层，二是脱掉悬浮液中约95%以上的水分，这两个作用是相互依存和联系的，在脱水的过程中形成湿纤维层，在成形中进一步地脱水，最后达到使液态的纤维悬浮液变为固态的、均匀湿成形层。区别之处在于成形的浓度有高低，造纸的成形浓度一般在0.1%～0.5%之间，而湿法非织造布的成形浓度一般在0.01%～0.05%之间。湿法非织造布的脱水和成形几乎在流浆箱中同时进行，而造纸成形则主要靠流浆箱完成，脱水全靠网部进行。

4.最终成品性能的区别。 由于湿法非织造布的纤维比纸的长得多且靠粘合剂粘合加固、加强，不像造纸过程加有大

量的填料，所以湿法非织造布在强度、柔软度、悬垂性等方面要比纸好，湿法非织造布多布感，少纸感，性能更接近纺织品。

第三节 湿法非织造布的主要优缺点

一、主要优点

1.生产速度高、产量大。 湿法非织造布的生产速度可达到300m/min以上，工作宽度可达到5m，是非织造布领域中生产速度最高的，特别适合大批量产品的规模化生产。

2.纤维种类的适应能力强。 不仅可以利用造纸的长纤维原料，而且可充分利用各种不同类型及规格的纺织短纤维。可适应长度一般在20mm以下的无法纺纱的天然纤维、化学纤维、特种木浆粕、棉浆粕等，这不仅可以作为化学纤维的补充，而且可作为粘合剂的辅助手段，以得到某种性能。

3.纤维结构和成网匀度好。 纤维在水中分散均匀，杂乱排列，三维分布。湿法成形的非织造布各向同性效果显著，大部分湿法非织造布产品的结构比纸蓬松，故特别适合过滤材料的特性要求。

4.生产品种多、应用领域广阔。 由于原材料选用的范围广，设备几乎能适应10～200g/m范围内的非织造布领域，加上各种方式后加工工艺的应用，使它不仅能适用于大宗产品的生产，而且品种多样。

二、主要缺点

1.一次性投入大，工艺流程复杂，对原材料及成品的输送和存放，操作、质量控制要求较高。

2.配套工程要求高，轻度环境污染不可避免，生产过程需消耗大量的水、电、气等，白水处理系统、污水处理系统也不可缺少。

3.由于工艺流程长，更换品种时间长，适合于大批量连续生产，同一设备上经常性更换品种的灵活性不如干法非织造布。

第四节 湿法非织造布的分类及其应用领域

湿法主要有斜网、圆网和其他成形网方式。由于其用途

的特殊性和多样性，本书将按用途介绍其不同的类型和应用领域。

一、食品工业

茶叶过滤、咖啡过滤、抗氧剂和干燥剂的包装、人造肠衣、高透气度滤嘴棒成型材料等。

二、家电工业

吸尘器过滤袋、电池隔离膜、空调过滤等。

三、内燃机及建材工业

各种内燃机（飞机、火车、船舶及汽车）的空气、燃油和机油过滤及建筑防护基材等。

四、医疗卫生行业

手术服、口罩、床单、手术器械的包覆、医用胶带基材等。

复习题

1．湿法非织造布的定义是什么？

2．湿法非织造布与造纸有哪些不同？

3．湿法非织造布的有缺点是什么？

4．湿法非织造布的应用领有哪些域？

第二章 湿法非织造布原料

第一节 纤维原料的选用

湿法非织造布的原料主要包括纤维原料和化学粘合剂。由于湿法非织造布对纤维原料的处理是依靠纤维在水中的分散与悬浮，完全不同于干法非织造布的开松与梳理过程，因而湿法非织造布生产对纤维原料的要求便不像干法那样严格。理论上讲所有一切可称之为纤维的固形物质，只要能（或经过适当处理）在水中均匀分散与悬浮，均可作为湿法非织造布的纤维原料。在湿法非织造布中，粘合剂的作用非常重要，其种类非常丰富，湿法非织造布的强度主要靠它提

供。纤维原料的选用因湿法非织造布以水为介质，要求纤维能在水中均匀分散，不易絮凝和成团，在整个输浆和成网中都应良好悬浮。

有很多因素影响纤维在水中的分布状态，其中主要有以下几点:

一、纤维的长细比

纤维的长细比是指纤维的长度和其径向最大尺寸之比。长细比越大，纤维在水中越难分散，越易成团。通常纤维长度、细度有如下关系:

切断长度（mm）=5×(旦)1/2

二、纤维的长度分布

纤维的长度分布越窄，在同样条件下越易于对纤维控制，使纤维较易分散;同时应极力避免尽管是少量但却过长的纤维出现，如化学纤维切断过程中的连刀料等，过长纤维在纤维分散过程中起纤维桥的作用，将本已分散开来的纤维又纠缠在一起。

三、纤维的湿模量

纤维的湿模量越大，其在水中的刚度越大，越易分散，如玻璃纤维、碳纤维等较易于湿法成网。

四、纤维的卷曲度和类型

纤维的卷曲度越大、卷曲的类型越复杂，纤维间越易纠缠，在水中越难分散，三维立体卷曲的纤维很难分散。 五、纤维的化学结构与表面状态

纤维的化学结构主要是指纤维分子与水的结合性能，结合性能越强，纤维的吸湿越好，纤维在水中的润涨能力越强，纤维的分散性越好。纤维的表面状态主要指纤维的表面摩擦性能，纤维表面摩擦系数越大，纤维越易纠缠，在水中越难分散。可以对纤维进行适当的表面处理，或在成浆中加入吸湿剂、分散剂等，以改善纤维的分散性能;亦可加入适当助剂，提高水的粘度，固定纤维并阻止其相互纠缠。纤维能否在水中均匀分散和良好悬浮还取决于纤维在水中的浓度。显然越难分散的纤维，其浓度应越低，用水量越大。经过试验，成网时，允许纤维浆的浓度和纤维长细度有以下关系。

设成网浓度为C，纤维细度为D（dtex），纤维长度为L（mm），纤维的用量为G（g），用水量为W（L3 ），则: C=D/L2， 又知C=G/W，当纤维的长度增加，则C要降低，即用水量加大，这有一定的限度，水源、输送管道和泵的功率等方面都受影响，所以湿法非织造布加工纤维的长度受到一定的制约，长度一般应在30mm以下。

第二节 常用纤维原料

湿法非织造布所用的纤维原料几乎与造纸工业类似，包括纤维素纤维、矿物纤维、化学纤维或其他特种纤维。世界各国非织造布所用纤维随各国的资源不同、产品的最终用途不同、采用的设备不同而没有统一的标准，但大部分还是以纤维素长纤维为主。

一、纤维素纤维

造纸用纤维素纤维属于植物纤维的一种，由于其在湿法非织造布中占有特殊的地位，因而在此单独加以阐述。顾名思义，造纸用纤维素纤维是造纸工业的传统原料，它像所有植物纤维一样，是不同长短度的混合物，它是用一年生草本

植物或木材通过化学或机械分解作用，除去原料中非纤维性物质，并使纤维彼此分离（称之为制浆）后再经漂白制成或进行改性。其基本成分是纤维素，尚含有少量的木质素、半纤维素和树胶等。目前市场上销售的造纸用纤维素纤维以浆粕或浆板的形式存在，其纤维素含量一般在80%～90%左右，若再进一步除去木质素等伴生物，使纤维素含量达到90%以上，则称为甲种纤维素或纯纤维素。它们大多以针叶树或阔叶树制得，以针叶树制得的纤维素长约2～4mm，粗约0.02～0.07mm，以阔叶树制得的纤维长约1mm，粗约0.03mm。在湿法非织造布生产中，应根据产品工艺要求选用甲种纤维素或造纸用纤维素，这两种纤维的分散性都不存在问题。选用甲种纤维素的产品，洁白而柔软，但成本较高，如丝光化浆和棉浆粕等。根据原料的不同，制浆的原理和方法亦不同，一般可分为化学浆（如碱法制浆、亚硫酸法制浆）以及机械、生物制浆等方法，在碱法制浆中又分为石灰法、烧碱法和硫酸盐法等3种。各制浆方法所得到的纤维素纤维浆粕的特性均不一样。一般说来，石灰法制浆所得到的纤维素浆粕较硬而脆;烧碱法制浆所得到的纤维素浆粕洁白而柔软，吸水性强，不透明度高，但强力稍差;硫酸盐法制浆所得到的纤维素浆粕强度高，但色泽较深，通常需要进一步漂白;亚硫酸盐法制浆所得到的纤维素浆粕有较高的白度，且强度高。机械法制浆所得到的纤维素浆粕强度较低，耐久性差，

但不透明度好，产品光滑而富有弹性。一般纤维素纤维浆粕由化学制浆而成，并在湿法非织造布生产中占有很大的分量，许多湿法非织造布产品多是适当混用一定量的纤维素纤维和其他纤维而制成的。

由于木材纤维和其他非木材纤维在造纸工艺技术中详细论述，在此着重介绍常用于湿法非织造布中、具有代表性的长纤维原料，如马尼拉麻、桑皮类纤维等。

（一）马尼拉麻纤维

马尼拉麻是一种蕉麻，英文名叫ABACA，它的学名为MUSA TEXTILIS LUOIS NEE。它盛产于菲律宾，曾经在印度尼西亚、马来西亚、我国的海南省移种，但由于受土壤、气候、地理环境等因素的影响，目前，在地球上只有厄瓜多尔进行商业化移种成功。从外观上看，它与香蕉树并无两样，高达10m以上，直径可达50cm。由于菲律宾属热带雨林气候，常年相对湿度平均且雨水充沛，它又是一个多火山的国家，到处是松脆的黑土、滤水性好，富含有机质，很适宜马尼拉麻的生长。目前在菲律宾，马尼拉麻纤维产量占全世界的70%以上，其余的基本上在厄瓜多尔。在菲律宾主要有3个地区出产马尼拉麻纤维，它们是MINDANAO、VISAYAS

和BICOL，马尼拉麻主要用于制作绳子、工艺品和进行湿法非织造布的生产。马尼拉麻纤维用手工或机械从树叶的根茎里剥离出来。手工剥离是将马尼拉麻叶鞘窄条放在齿形刀下，刀上施压，再用手将纤维从叶鞘中拉出。转轴机械剥离是一种半机械方法，叶鞘经机械剥离法分离纤维，其制得率低，价格也低于手工剥离。根据马尼拉麻的植物特性，从中心到外层纤维可分成若干层，它们依此为AD、EF、I、S2、G、S3、JK、Y1、WS、Y2、L、M1、H等各等级。从中心到外层的白度、柔软度、粗细都不一样，纤维形态及化学组成也有差异;也因产地不同而各异。用于造纸和非织造布的马尼拉麻纤维主要是S2到Y1的等级，约占总量的25%，前者用于工艺品的生产，约占50%，后者用于渔绳，约占25%。可以说马尼拉麻纤维是当今世界湿法非织造布生产最主要、最传统的原料之一，不管是自制浆，还是商品浆，其制浆方法基本上采用碱性AQ亚钠法，而漂白方法正从传统的次氯酸盐转向符合环保要求的TCF，即无氯漂白方式。 以目前世界上最大的、质量最好的、品种最多的马尼拉麻纤维制浆厂ISAROG Pulp&Paper Co.Inc.为例，其制浆工艺流程大致为:

马尼拉麻纤维的分级、拣选→立式蒸锅→倒料池→三段抽提洗涤机→黑浆池→ESKO振动筛→鼓式脱水机→浆池→抽提

洗涤机→螺旋输送机→漂白机→真空圆网洗涤机→成浆池→高位箱→ESKO振动筛→分配箱→高浓除沙器→冲浆泵→低浓除沙器→圆网浆板抄造机（成形、压榨、干燥）→切浆板机→打包不同种类、不同用途的马尼拉麻纤维的制浆工艺条件不尽相同，主要区别在蒸煮、漂白以及纤维的不同配制上，湿法非织造布的生产将根据其品种的不同特性，合理地选择马尼拉麻纤维。

马尼拉麻纤维的形态特征:纤维粗细均匀，纤维壁薄，端部钝尖，胞腔宽而明显，不中断，纤维壁上横节纹稀少，纤维的断面多为不规则的椭圆形或具圆角的多角形，浆料中常有导管分子和薄壁细胞。

纤维长度一般为1.5～8.0mm，宽度为8.8～26.4μm，常用长度为2.0～6.0mm，宽度为6.6～22μm，平均长度为4mm，宽度为16.8μm。 （二）桑皮纤维

桑皮纤维取之于桑树之皮，桑树系多年生木本植物，桑科，桑属。据悉桑树全世界约有12种，我国主要有5种。可分为白桑、紫桑、黑桑、麻桑、倭桑，其学名为Morus alba L，其中前3种多产于四川、河南、广东、江苏、浙江等蚕桑地区，多用于栽培饲蚕，叶肥厚，后2种为野生植物，不

宜饲蚕。

桑皮是由桑树幼嫩茎秆或枝条韧皮层部剥取而得的内皮层，桑树是我国最古老、最有经济价值的园艺植物，叶可饲蚕，蚕作茧制丝，树干可入药，有解毒清热，去烦、明目、清心之效。上千年来，桑皮又是优良的传统长纤维造纸原料，古时是有名的书画纸、窗户纸、浙江的皮纸和伞纸，近代用来生产打字蜡纸、茶叶滤纸等。湿法非织造布的生产技术多离不开桑皮原料。当国外许多湿法非织造布的生产厂家大批量采用马尼拉麻纤维之前，中国的桑皮已被广泛运用于长纤维造纸，而且目前中国利用得最好。

1.桑皮纤维的制造工艺流程。 在手工制浆时期，主要利用石灰法在地窖里除去桑皮的非纤维物质，而目前桑皮制浆方法主要是硫酸盐法和蒽醌亚硫酸盐法。由于桑皮的特性，其得率较低，黑浆得率仅25%左右，而漂白损失又很高，占绝干浆6%左右。主要原因是桑皮中的果胶以及半纤维素成分含量较高。其工艺流程简要如下:

拣皮、取梢→切皮→浸皮→除杂、除沙→加液、蒸煮→喷放、洗涤→打浆→洗涤、筛选→加液、漂白、洗涤→成品浆

2.桑皮的纤维形态特征。 桑皮纤维较马尼拉麻略粗，呈圆筒形，中央有沟管，有时非常明显，有时仅呈狭线状，纤维上多平行之纵纹裂痕，横纹稀少，但甚明显，排列亦较规则，有时纤维中端有突出之节，其色甚暗。此外有薄膜状细胞，重叠而成不规则形，其上形成各式纵横细纹。

（三）丝光化纤维

所谓的丝光化就是用氢氧化钠溶液对木或棉纤维进行碱处理，以提高纤维的纯度，使甲种纤维素含量大大提高，其他半纤维素和非纤维素成分被除去，经过“丝光化”处理的纤维，纤维膨胀，几乎成为圆柱状，表面平滑，胞腔变小，纤维弯曲增加而扭曲度减少。在干法造纸或过滤材料的制造中，由于有着极好的松厚性和透气性，它一方面可提高了过滤材料的效率，另一方面提高了未经化学处理的湿法非织造布的吸收性能，为其深加工创造了条件。 二、化学纤维

化学纤维属非天然纤维范畴，是经过化学加工而制造出来的工业纤维，主要用于纺织工业，也可作为造纸行业干法纸和湿法非织造布的主要原料。与天然纤维相比，化学纤维的长度、细度一致性好;纤维的强度、伸长率、耐磨性等要优于天然纤维，湿法非织造布可根据其产品用途来选择纤维原

料。

化学纤维可分为再生纤维和合成纤维两大类。

常见的再生纤维有粘胶纤维、铜氨纤维、醋酸纤维等，均有天然的植物原料，如木材、棉短绒、蔗渣等加工而成。

合成纤维的品种很多，常见的有锦纶、涤纶、腈纶、维纶等，它们均由煤、石油、天然气等加工制成。由于原料及制造工艺不同，纤维的性质和断面形状各不相同。根据使用要求，各种化学纤维有长丝和短丝两种，长丝多供纺织，短丝除纺织外还用于干法和湿法非织造布生产，而湿法非织造布所用短丝一般不超过10mm，由于这些纤维的基本性能在前面已作详细介绍，下面仅介绍几种在湿法非织造布中的应用情况。

（一）维纶

维纶又称聚乙烯醇纤维，作为湿法非织造布的原料主要有两种类型:一种是高熔点纤维，主要用于提高强度和非织造布的透气性，如汽车过滤器用材、医用绷带基材、育苗用布等，另一种是低熔点纤维，与其他高熔点纤维掺用后湿法成

网，经过烘缸表面温度，使低熔点的纤维溶化，产生粘结作用，这类纤维可制成具有不同熔点温度的纤维，目前有35℃、60℃、90℃、120℃等，可供使用者选择。维纶纤维具有良好的吸湿性，与植物纤维以及水有着很好的亲和性，无须添加任何分散剂即可上网成形，而且加工后具有很好的湿强度，既可提高产品的强度，又可提高单位产量。

（二）丙纶

丙纶又称聚丙烯，近几年来，丙纶在干法非织造布和干法造纸中的卫生材料中的应用极为广泛，其理由是这种纤维具有相对密度小，强度好，耐酸、耐碱、耐化学溶剂性能优越于其他大部分合成纤维的特点。目前丙纶在湿法非织造布中已应用于过滤材料、医用材料、家用装饰材料、食品工业的复合包装材料等多方面、多领域。

（三）粘胶纤维

粘胶纤维俗称人造棉，化学组成与棉纤维极为相似，性能也极接近棉纤维，但它具有比棉纤维更优越的吸湿、柔软和分散性能。其长度、细度和卷曲度均可控制，一般湿法不用卷曲长度为4～8mm的纤维，细度为1.7dtex的短纤维用

于制造医疗卫生产品和其他用即弃型产品。

（四）LYOCELL纤维

LYOCELL纤维是一种把纤维素用溶剂溶解后纺成丝的纤维素纤维的通称。由于其独特的性能，十多年来已被广泛地应用于纺织行业，非织造行业的应用是近几年的事，它在合成革基布和医用卫生领域的应用前景十分广阔。它在湿法非织造布中的应用研究已初见成效，它在电池隔离材料、医用材料、过滤材料、热敏誊印和打字蜡纸基材中的优越性越来越大。其主要特性有:

1.优良的亲水和分散性。 由于LYOCELL纤维是一种纤维素纤维，在水中的特性与植物纤维相同，与粘胶纤维相比，粘胶纤维的横截面呈锯齿形，这使粘胶纤维的两端切断处有粘连现象，成形过程分散困难，导致最终成品的匀度不好，LYOCELL纤维克服了合成纤维普遍的亲水性差、难于分散的缺陷。

2.极易原纤化。 由于组成的长分子链具有高结晶度和定向排列，纤维可以当作由微细纤维束组成，这使LYOCELL纤维很容易通过打浆原纤化成小于1μm的细纤维，根据需要，

通过打浆度来控制纤维的原纤化程度。纤维原纤化后，赋予了非织造布最重要的特性，如抗张强度、撕裂强度、吸湿性、透气性、俘获粒子的能力会大大地提高。

3.良好的湿强度和低的出网部含水率。 在湿法非织造布生产过程中加入少量的LY-OCELL纤维，可明显提高其湿强度，减少了湿断头，尤其在开式引纸或布的成形器上，对提高车速很有帮助，另外低的出网部含水率，可大大提高产量，大幅度地节约干燥所需的能源。

4.纤维纯度高，单丝强度好，适应性广。LYOCELL纤维可被制成各种长度和直径，以满足不同用途非织造布的需要，这是天然纤维难于做到的;由于制造过程中未发生化学反应，不但保持了原纤维素分子的性能，而且使分子链长度加长，从而使纯度和单丝强度比一般合成纤维要高。由于其纯度高，在制浆过程中无需筛选和净化设备，同时对制造纯度高的湿法非织造布也免去了除离子、灰分等过程的污染，性能极为优越。

5.可生物降解，符合环保。该纤维在有氧或无氧的条件下均可以降解，不会给环境造成二次污染。下表列举了LYOCELL纤维与其他纤维性能的比较。

LYOCELL纤维与其他纤维性能的比较

性能

单位

种类 纤度 强度 湿强 湿伸长率 湿模量 保水性

dtex cN/tex % cN/tex % N(5%伸长下) ％ ％

LYOCELL纤维 1.7 420～440 14～16 370～410 16～18 11.5 65

聚酯纤维 1.7 420～520 420～520 25～35 210 3

伸长率 270 25～35 0.5 吸湿性

棉 1.7 230～250 7～9 270～310 12～14 100 8 50

粘胶纤维 1.7 230～250 20～25 100～120 25～30 50 13 90

高湿模量粘胶纤维 1.7 380 11 260 12 110 12.5 90

三、无机纤维

用于非织造布生产的无机纤维主要有玻璃纤维、碳和活性碳纤维、金属纤维等。

（一）玻璃纤维

在湿法非织造布生产中，玻璃纤维已被广泛应用。由于其具有良好的绝缘性、耐磨性和尺寸稳定性，并具有高强、耐高温和耐腐蚀等特性，在防水材料、绝缘材料、过滤材料

和增强材料中作基材或基布。

用于湿法非织造布生产的玻璃纤维主要选用E型和G型（即无钎和中钎型），长度为6～50mm，直径为9～19μm（1.6～6.4dtex），过滤材料通常采用直径为1～5μm的超细纤维。玻璃纤维的刚度大，因而可以使用较大的长径比，但由于其吸湿性差，纤维在使用前必须进行特殊处理。通常的办法是在纤维的悬浮物中加入表面活性剂和分散剂，这些化学助剂可作为保护性胶团，以防止纤维在开始使用阶段彼此之间靠拢凝聚成团状。非离子表面活性剂、CMC、羟甲基纤维素等作为玻璃纤维的分散剂已被广泛采用。

（二）石棉纤维

石棉纤维是通过离心熔融的岩石制成，用于制造某些耐热性良好及化学稳定性好的材料，通常具有不同的长细度，不需预处理可直接用于湿法非织造布的生产。

（三）碳和活性碳纤维

碳纤维属脆性材料，裂断伸长小，只有部分可挠性，比强度高，导电、导热，耐高温和耐化学腐蚀，可制作导电材

料、静电消除材料、高压电保护层和防火衣等。活性碳纤维是碳纤维中的一种特殊纤维，其主干分布有大量的直径在0.5～50nm的微孔，孔的深度大多大于其自身直径，在孔内可吸附大量的有害气体。因此，湿法活性碳产品常用来作为气体过滤材料，被广泛应用于火力发电厂、化工厂、金属冶炼厂以及汽车等交通工具的废气排放处理。用过一段时间后，还可以经再生处理，对活性碳纤维进行解脱而再循环利用。

（四）金属纤维

湿法非织造布中使用金属纤维主要是利用其导电性能，可开发生产电子屏蔽材料和抗静电材料等。

四、动物纤维

动物纤维很少用于湿法非织造布中，只有当需要某些特殊性能时才利用它们，下面将简要介绍羊毛和蚕丝纤维。

（一）羊毛纤维

羊毛纤维的主要成分为含硫的蛋白质，其结构一般可分为表层、外层和内层。表层为不规则的鳞片状结构，此为羊

毛的主要特征。外层为羊毛的主体，内层也称髓心层，为蜂窝状结构。羊毛纤维的粗细差异很大，一般为10～70μm，同一根纤维上粗细也不一样。羊毛一般不用于非织造布，但可加入某些非织造布或纸中，以提高美观或防伪能力。

（二）蚕丝纤维

蚕丝纤维也属动物蛋白纤维，它是由蚕体成熟后分泌丝素而形成蚕茧，蚕丝的长度一般有数千米，丝的直径为10～20μm，经过缫丝，将数根丝合并后，可直接供织造用。非织造布一般不直接用蚕丝作原料，而是将其废丝经脱胶切成适当的长度，在卫生材料或化妆品行业作基材。 第三节 常用化学助剂

湿法非织造布制造过程中所用的化学助剂主要分过程助剂和功能性助剂两大类。过程助剂有:分散剂、消泡剂、防腐剂、网和毛毯清洗剂等。功能性助剂有:干强剂、湿强剂、粘合剂、浸渍剂等。

随着湿法非织造布品种的增多，新材料的需求不断加大，对化学品的依赖性也越来越大。下面就几种常见的化学品的性质和具体应用介绍如下。

一、纤维分散剂

（一）纤维分散剂的作用机理

纤维分散剂的作用机理是减少纤维的絮凝，改进成形质量，得到均匀的成品。就纤维悬浮液来讲，单位体积的纤维含量越高，纤维与纤维间不可避免地发生相互接触、碰撞、绕缠，其结果是形成了絮聚，纤维越长越容易絮聚。纤维悬浮液是一种类似的胶体物质，既有促进絮聚的共同因素，也有阻止絮聚使纤维分散的共同因素，纤维表面带负电，吸附着一层水分子，吸附水分子越多，悬浮液稳定性越好，不易絮聚。在生产中防止纤维絮聚并促进分散，主要通过纤维悬浮液的流动性加以控制，在上网前后增强纤维浆料的流动和湍流。实际上长纤维悬浮液的絮聚倾向要大于纤维的分散，它主要通过网前箱的特殊设计，尽量采取有利于纤维分散的措施。但当这些措施无济于事的时候，纤维分散剂，确切地说是抗絮聚剂的使用就显得尤其重要。目前最常用的分散剂有聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。

（二）聚丙烯酰胺

它既可以由非离子聚丙烯酰胺水解制得，也可以通过丙烯酰胺和丙烯酸以一定比例共聚得到。作为分散剂使用的一般是它的钠盐，由于分子链中含有部分羧基，对带负电荷的纤维素有分散作用。

作为纤维分散剂的聚丙烯酰胺其相对分子量在300万以上，这不仅能提高浆料的粘度，有利于纤维的悬浮，而且能提高非织造布的干、湿强度，属阴离子型。

（三）聚氧化乙烯

聚氧化乙烯（Polyethylene oxide，简称PEO），是目前国内外应用较为广泛的纤维分散剂。相对分子量大于250万，熔点66～70℃，热分解温度423～425℃，表面密度0.15～0.3kg/L，水溶液pH值6.5～7.0，属非离子型。聚氧化乙烯作为纤维的分散剂，它具有高度的粘性，水溶性好，润滑性好等特点。它还有助留、增强作用，适应pH值范围宽，能改善非织造布的柔软性和光滑程度。一般用作分散剂PEO的相对分子质量大于300万，分子质量越低用量越大，小于50万时，会完全失去分散效果。PEO在高剪切力和高温下会发生分子链降解，导致粘度降低和分散能力下降，这在使用中要特别注意。 二、增强剂和粘合剂

在湿法非织造布的生产中添加增强剂或粘合剂的方法主要有两种，一种是在纤维成网之前加入，另一种方法是在纤维成网之后进行，也就是我们通常所说的湿法非织造布的后加工粘合。

（一）湿增强剂

有纤维素纤维存在时，在成网之前加入的化学助剂主要是湿强剂，它一方面赋予某些产品具有湿强的功能，如茶叶过滤、香肠的包装材料等。另一方面对湿纤网提供足够的湿强度，保证纤网有足够的牵伸应力，使之顺利进入下一道工序。目前主要采用两种不同类型的湿强剂，一种是聚酰胺环氧氯丙烷，另一种是三聚氰胺甲醛树脂。可根据不同品质和用途进行选择。

（二）粘合纤维

粘合纤维也和湿强剂一样在纤维成网前加入，这不仅能给纤维成网带来影响，更主要的是能给最终产品带来不同的性能，目前这类粘合纤维主要有维纶（聚乙烯醇）、双组分纤维以及低熔点聚丙烯纤维等。比如在电池隔离材料中加入水溶性

的聚乙烯醇，不仅可增加它的挺度，而且可增加它的强度和其他电离性能。又如在茶叶过滤材料中加入SWP浆或ES纤维，可提高其热封性能。再比如在玻璃纤维材料中加入聚乙烯醇水溶性纤维除可大大提高其强度外，更能使它的品种多种多样。

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