非织造布化学粘合

第二部分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强度的疏松纤网形成具有一定强度和结构特征的纤维材料，即非织造布。固结方法归纳起来主要可分为三大类第一章

化学粘合法第二章热粘合法第三章机械固结法，每一大类中又可细分为多种方法。固结方法不同，所形成的产品具有不同的风格和特性。第一章化学粘合法第一节、粘合原理第三节工艺与设备一、饱和浸渍法二、泡沫法

三、喷撒法四、印花法第二节粘合剂第一节粘合原理：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，从而形成具有一定强度的非织造布。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，即润湿吸附能力、扩散能力、化学键合以及机械嵌合等等。一、润湿吸附所谓润湿，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。

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。液体对固体表面的润湿程度可用接触角θ表示接触角越小，润湿程度越好。二、扩散作用界面两相大分子能相互渗透扩散，扩散程度影响着粘合强度，因为扩散程度决定了界面区的结构、可运动链段的多少和界面自由能的大小。

若扩散不良，界面分子易在外力作用下产生滑动，粘合强度就很低。

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。

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起来而产生粘合强度。锚钩作用

包覆作用

第二节粘合剂一、粘合剂种类粘合剂种类繁多，其分类方法也很多，根据粘合剂的特点可作如下分类：按来源分类按粘合剂固化后的胶体特性分类按粘合剂基料物质分类按外观形态分类按特殊功能分类

1、按来源分类

可分为天然粘合剂和合成粘合剂。天然粘合剂，就是其组成的原料主要来自天然，如虫胶、动物胶、淀粉、糊精、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。

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—2、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。3、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。4、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。粘合剂型态特点粘合剂品种溶液在适当的有机溶剂或水中溶解为粘稠溶液。粘合剂干燥快，初期粘合力大。热固型树脂：酚醛；脲醛，聚丙烯酸双酯等。热塑性树脂：聚醋酸乙烯，聚丙稀酸酯，纤维素，聚氰基丙烯酸酯，饱和聚酯。橡胶：丁苯，氯丁，晴基橡胶。乳液或乳胶以水为介质，无毒，不燃烧，蒸发水后成膜形成粘接，可在乳液中加填充剂而不影响乳液稳定性乳液固含量高。热塑型树脂：热塑性树脂：聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，环氧橡胶：丁苯，氯丁，天然橡胶。粉末水溶性树脂在使用前加溶剂（水或有机溶剂），制成溶液。价格低，适合于热压加工。热塑型树脂：乙烯或丙烯基聚合物。热固型树脂：酚类热固化树脂。天然物：淀粉，酪朊，虫胶。4、按外观形态分类5、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。特殊功能粘合剂功能

粘合剂主体成份

特殊填料、副料及添加剂

导电

环氧树脂、酚醛树脂丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯

石墨粉、炭粉金属粉(银、铜、铝金)导热

一般以液体丁腈橡胶改性环氧树脂

金属粉(银、铜、铝金)、氧化粉(氧化铍)导磁

环氧树脂等

羰基铁粉、铝粉等

耐高温

有机硅聚合物、含芳杂环聚合物及无机物(氧化铜)超低温

环氧树脂改性聚氨酯、聚氨酯、尼龙改性环氧树脂等压敏

橡胶型：聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶树脂型：丙烯酸酯、硅、氟树脂

基材(布、纸、塑料膜等)、隔离剂

光敏

树脂单体或预聚体为主料，加入光敏剂、经光催化聚合固化

买来的“原装的”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），包括：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、引发剂、填料等。

三、粘合剂辅助材料1、增塑剂（塑化剂）

改善胶层脆性、增进熔体流动性。2、乳化剂使互不相溶的液体形成稳定的分散体系(乳化液)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。3、增稠剂增加粘合剂表观粘度，减少流动性。4、交联剂改善粘合剂的综合性能。5、偶联剂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“架桥”作用。6、分散剂使粘合剂均匀地分散在介质中，属表面活性剂范畴。

7、促进剂(催化剂)缩短固化时间。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。一、饱和浸渍法二、泡沫法

三、喷撒法四、印花法一、饱和浸渍法⒈基本工艺流程是：纤网在输网帘的托带下，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装置除去多余的粘合剂。如图然后再通过烘燥系统使粘合剂受热、固化而制成非织造布。⒉除液方式⑴轧液式：⑵吸液式：真空度可调，影响粘合剂的量。⑶吸液—轧液式：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。饱和浸渍单帘网+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，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。双网吸液式①网帘需按时清洗，定期更换；

②产品手感较硬，适宜作衬布。③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。④真空度可调，可控制粘合剂的量单帘网+圆网浸渍+真空吸液轻度轧液真空吸液和轻度轧液，粘合剂浸渍充分均匀，脱液效果好，且产品蓬松柔软。减少网帘损耗。避免粘合剂堵塞圆网转移式浸渍机①纤网水平运动，不易变形。②粘合剂的量可控制；③吸液，真空度可控制，影响粘合剂的量；④产品柔软，弹性好浸渍槽中带轧辊先浸液，再轧液，再浸液，粘合剂渗透充分。适用于厚型产品。深槽浸渍+轧液

减少浸渍槽中粘合剂数量。锲状物含磨料混有磨料的粘合剂，通过粘合剂的作用，把磨料牢固地粘附于纤维表面。具有高效、耐磨、使用方便、粉尘少而无污染，气孔率高，不易烧伤工件，可用于较复杂形面和曲面的加工，用于除锈、打毛、精磨、抛光。二、泡沫浸渍法是化学粘合法中较新的一种生产技术。泡沫浸渍法是用发泡剂和发泡装置将粘合剂浓溶液成为泡沫状态，并将发泡的粘合剂涂于纤网上，经加压和热处理，由于泡沫的破裂，泡沫中的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结构。从而改善了产品的蓬松性和柔软性。同时有利于降低烘燥能耗。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的粘膜状粒子沉积，使纤网粘合后形成多孔性结构。主要用于薄型非织造材料。

二、泡沫浸渍法肥皂泡破裂瞬间纤维交叉处点粘合结构泡沫状粘合剂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33～40％。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)。泡沫是由大量的分散在液体中的气泡所组成。纯液体不会形成泡沫，必须在该液体中至少加入表面活性剂。因此，泡沫粘合剂的产生可以表达为：(二)发泡机理粘合剂表面活性剂(发泡剂)→发泡装置→泡沫粘合剂空气1、发泡机理泡沫是由大量的分散在液体中的气泡所组成，这些气泡间由液膜隔开，其中大部分是气相，它们具有某些特定的几何形状，实质上是微观多相的胶体体系，其中气体是分散相，它分散在液体的分散介质中，纯液体不会形成泡沫，必须在该液体中至少加入一种能在气液界面上形成界面吸附的物质──表面活性剂。在表面活性剂溶液中通入空气，气泡被一层表面活性剂的单分子膜包围，当该气泡冲破了表面活性剂溶液/空气的界面时，则第二层表面活性剂包围着第一层表面活性剂膜而形成一种含有中间液层的泡沫薄膜层，在这种泡沫薄膜层中含有粘合剂液体，当各个气泡相邻地聚集在一起时，就成为泡沫集合体。2、发泡装置根据以上分析，泡沫粘合剂的产生可以表达为：粘合剂表面活性剂(发泡剂)→发泡装置→泡沫粘合剂空气

发泡装置分动态和静态两种形式。动态发泡装置主要由转子和定子组成，静态发泡装置由多层筛网构成。1.动态发泡装置定子有固定的内齿；转子有可转动的外齿。内、外齿形成曲折通道，转子回转产生剪切作用，使通过的空气和粘合剂/发泡剂组成的液体充分混合形成泡沫。缺点：制造要求高，动力消耗大，设备价格较贵。(一)发泡装置发泡装置分动态和静态两种形式。动态发泡装置改进后动态发泡装置，泡沫直径较均匀。2.静态发泡装置由固定不动的多层筛网构成，空气和粘合剂/发泡剂组成的液体定量地供给发泡装置，混合物经多层筛网后形成泡沫。缺点：网眼易堵塞。3、影响泡沫稳定性的主要因素

（1）气泡的破裂当泡沫的壁膜或其局部区域因为排液而变薄，泡沫即由亚稳定状态变为不稳定。此时外界的扰动，如机械或热的冲击，或泡沫壁膜内分子的无规则运动都会引起膜的破裂。（2）泡沫的并合气泡的半径与气泡内外的压差成反比。气泡半径越小，气泡内气体压强对液壁的压强差越大，即气泡越小，其中泡内气体压强越大，因而气体将透过液模由小泡向大泡扩散，结果小泡逐渐缩小以致消失，而大泡则逐渐扩大。（3）泡沫中液体的流失泡沫中的液体除了表面蒸发减少外，主要流失渠道是沿泡壁的重力流动，向几个气泡的结合处汇集，并向底部排液形成泡液分离。（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(ρ0)与发泡后泡沫的密度(ρ1)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5：1～25：1之间。2、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2～12min之间。3、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50μm左右。4、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。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。（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。刮涂式轧液式利用轧辊轧压刮涂式和轧液式相结合德国Monforts公司的泡沫浸渍设备间接施加泡沫。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（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）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。如图所示对厚型产品常采用双面喷洒，并通过抽吸装置使纤网两面及中间都能均匀布胶。喷头轨迹双面喷洒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45~16510~20平行家具用150~60010~20交