王 莉 李曉春 朱 明

（河南工程學院，河南鄭州，450007）

濕法無紡布是水、纖維和化學助劑在專門的成形器中脫水而制成的纖維網狀物，再經物理或化學加工處理后獲得的具有布的外觀和某些性能的非織造布。它起源于長纖維造紙技術，沿用了許多造紙工藝和設備，而且與紙的外觀和某些性能非常相似，更確切地說應該稱“無紡紙”。無紡布壁紙產品源于歐洲，從法國流行，是新一代環(huán)保材料，稱為“會呼吸的壁紙”，具有防潮、透氣、柔韌、質輕、不助燃、易分解、無毒無刺激性［1］、色彩豐富、耐用、抗擦洗、可循環(huán)再用、生產速度快等特點，成本僅比純紙壁紙稍高，是一種市場潛力巨大的壁紙，目前在國內只有極少數廠家生產，主要依賴進口。本文主要介紹了濕法非織布壁紙的制造工藝，以此為國內壁紙生產提供參考。

無紡布壁紙有兩種類型，一種是通體無紡布壁紙，另一種是純紙表層和無紡布基層相結合的壁紙，本文重點研究通體無紡布壁紙。通體無紡布壁紙采用濕法加工工藝，其制造工藝流程為：原料選擇→懸浮液制備→濕法成形→干燥、熱軋加固→印花、軋花→積料裁切、卷取包裝。

1 原料選擇

無紡布壁紙的原紙是由植物纖維和合成纖維混抄而成，但為獲得透氣性好、強度高、尺寸穩(wěn)定性好、不發(fā)霉發(fā)黃、無毒環(huán)保且易加工的壁紙，纖維原料選擇時應考慮以下幾方面。

（1）纖維長度與分布 纖維長度大，可以提高非織造布的強度，一般在25mm以下，纖維長度與直徑之比大于300的纖維應占纖維總質量的50％以上，且長度分布范圍盡量窄；

（2）纖維線密度 在相同面密度條件下，采用細度小的纖維，可獲得強度較高的無紡布，纖維細度應為0.1～0.5dtex；

（3）纖維卷曲度 一定的卷曲度可保證成纖維形時的抱合力，能獲得較好的手感和彈性；

（4）纖維的濕模量 纖維濕模量越大，在水中的剛度越大，越易濕法成形，應選用高濕模量的纖維，如麻、聚酯纖維、聚丙烯纖維等；

（5）纖維中應含有低熔點熱塑性纖維 此纖維可作為黏合纖維，利于熱黏合加固成網，如低熔點聚丙烯纖維。

因此，濕法無紡布壁紙通常采用纖維如植物纖維（棉、麻）、聚酯纖維、聚丙稀纖維等，各種纖維的配比視壁紙性能要求而定，如強調壁紙的環(huán)保及手感就以植物纖維為主，增強壁紙的強度就需增加低熔點的黏接纖維含量。

除了主體成分纖維之外，制造無紡布壁紙還需化學助劑（過程助劑和功能性助劑），過程助劑有分散劑、消泡劑、防腐劑、網部清洗劑等；功能性助劑有濕強劑、干強劑、色料（染色壁紙）和阻燃劑等。選擇助劑時除了考慮助劑的主要功能，還要考慮環(huán)保性。

例如，分散劑很重要，因為濕法無紡布壁紙原料中的合成纖維是疏水性纖維，長度比傳統(tǒng)造紙用植物纖維長得多、憎水性強、游離度高、不容易細纖維化、纖維交織不好，因此需要添加分散劑。常用的分散劑如刺梧桐、古爾膠等天然樹脂膠或聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯等。分散劑的作用機理是使?jié){液的黏度增高，限制纖維在水中的自由運動，同時在纖維表面形成一層膠黏劑組成的水化膜，使纖維不易相互接觸及纏結，減少了纖維間的絮聚，具有良好的懸浮性，改善了纖維成形交織的能力。

2 懸浮液制備

懸浮液的制備是將纖維和助劑以水為介質制成懸浮物，利用機械力或流體的剪切力的摩擦作用，將原料充分混合并分散成單根纖維，去除雜質，制成適合濕法成形并達到產品性能要求的懸浮物，然后把此懸浮液通過輸送管道送入濕法成形機中的過程。懸浮液制備的主要工藝是碎漿與打漿、凈化與篩選、貯存與輸送等（見圖1）［2］。

圖1 濕法無紡布懸浮液制備工藝流程圖

2.1 碎漿與打漿

碎漿的目的是使纖維疏解，為打漿做準備，一般采用水力碎漿機（見圖2），其主要部件是裝有葉片和刀片的轉盤以及裝有篩板和底刀的槽體。當轉盤由電機帶動回轉時，刀片強烈地撞擊與它相接觸的、經過潤濕的纖維束；同時葉片產生強力渦旋，在轉盤輪緣周圍形成一個速度很高的湍流區(qū)，接近槽體內壁處的速度較低，會產生水力剪切作用，使纖維及其他物料相互摩擦，物料得到碎解，纖維得到疏解。

圖2 立式水力碎漿機示意圖

濕法無紡布壁紙的打漿采用精漿機，對纖維進行疏解（為主）、壓潰、帚化與縱向分絲。打漿很重要，能影響無紡布壁紙的物理性能，因為通過打漿，增加了纖維之間的結合力，破除了纖維細胞的初生壁和次生壁，使纖維細胞壁產生了不同程度的移位和變形，保證無紡壁紙具有布感、透氣度大、吸收性好、撕裂度和耐破度好、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，一般采用連續(xù)式錐形精漿機，以滿足無紡布壁紙的長纖維打漿及連續(xù)化、自動化控制生產的要求。

2.2 凈化與篩選

紙漿貯存、中轉及助劑的添加在貯漿池中進行，以利于連續(xù)生產。貯漿池中的紙漿濃度一般為3％～5％，紙漿從貯漿池到上網成形，需在調節(jié)箱中調濃至0.01％～0.02％，且上網前需要凈化與篩選。凈化與篩選的目的是去除纖維性雜質（纖維束、木節(jié)等）和非纖維性雜質（樹脂、泥沙、碎石、金屬等），以提高紙漿質量和保護設備。凈化與篩選要求有效地去除各種雜質，且纖維流失要最少。

2.3 輸送

濕法無紡布壁紙是連續(xù)性生產，經碎漿、精漿、凈化、篩選并稀釋后的漿料（一般在貯漿池中）通過輸送管道進入濕法成形機中的漿料流送設備中。漿料流送設備（是濕法成形的起始部分，也稱流漿箱）使已被稀釋到低濃度的漿料均勻地、連續(xù)不斷地輸送到成形網上。無紡布壁紙漿料的輸送是利用攪動、加速、摩擦等，使?jié){流中產生流體剪切場，分布漿流并使纖維均勻分散，使上網的漿料橫向流速一致，以免纖維沉積。同時要求輸送管道的內壁都應光滑沒有阻礙，避免出現掛漿現象。尤其是沖漿泵應具有較好的機械加工性能及對漿料流量很好的控制能力，使?jié){液形成湍流并保持一定的能量才能上網。

3 濕法成形

濕法非織布的成形在成形器中進行，由于成形網對纖維懸浮液的機械攔阻而沉積在網面上，水和一些細小物質通過成形網的網眼流走（脫水），隨著脫水過程的進行，留在成形網簾上的錯綜交織的纖維層增厚，過濾速度降低，細微物質的沉積不斷增加，形成均勻的濕網。

濕法無紡布壁紙成形采用斜網成形器，雖然其作用與一般造紙一樣，斜網成形器使纖維懸浮液在網上逐步脫水而成網，但它的成形機理不同于一般造紙，斜網成形器纖維成形既不像長網成形器那樣噴漿成形，也不像圓網成形器那樣掛漿成形，而是兼容長網、圓網成形的特點，使纖維很少受到網前進方向上的外力而改變纖維的方向，僅受到在垂直方向的較大的真空抽吸力，使纖維處于充分懸浮狀態(tài)，無明顯的方向性，纖維均勻分布，成紙縱橫向拉力比較?。?.1～2.8）∶1。所以斜網成形器能在較小區(qū)域內使?jié){料大量脫水（流漿箱內紙漿濃度一般為0.01％～0.02％，上網濃度為0.1％～1.0％，離網時濕纖維網的干度為10％～20％）并垂直沉積，形成纖維均勻分布的濕網。

斜網成形器的結構形式很重要，例如，成網簾的傾斜角度以10°～15°為好，成形區(qū)長度根據纖維脫水難易來設計（難脫水纖維的成形區(qū)應長些），以保證網區(qū)具有較大的橫截面，快速脫水，并且成形工藝采用循環(huán)水路，能大大節(jié)約能源。斜網成形器的結構如圖3所示［2］。成形器既影響網部的脫水能力（總脫水量約96％，非織布的脫水與成形同時進行），又影響無紡布壁紙的定量、厚度、強度、緊度、勻度、透氣度及其他方面的性能。

4 干燥、熱軋加固

濕法成形后，纖維網需加固，濕法無紡布壁紙的加固宜采用熱軋法加固。熱軋法的原理是利用高分子材料（合成纖維）具有熱塑性的特點，當加熱到一定溫度后部分纖維軟化、熔融，變成具有一定流動性的黏流體，冷卻后使纖維相互黏結在一起而固化。操作時在無紡布濕法成網后，首先經干燥使纖維網具有一定的強度，然后采用熱軋方法（纖維網通過熱軋輥，溫度根據熱熔纖維的熔點決定），使纖維網中的低熔點熱融纖維熱熔并相互連接軋薄而直接加固成布，一種典型的熱軋無紡布生產線如圖4所示。熱軋輥的表面一般需進行鍍鉻處理、滲氮處理等，以防止粘連。無紡布壁紙采用光輥與光輥組合熱軋。熱軋時在纖維交叉點處黏合，產生“面黏合”結構，黏合點多，壁紙較密實、表面光滑平整。

熱軋前干燥使用接觸式烘缸干燥，升溫時加熱不能過快，否則會破壞濕法無紡布壁紙的結構，引起纖維間結合力下降，從而影響壁紙的物理強度。無紡布壁紙的干燥速度主要取決于烘缸內部蒸汽性質及干燥部通風能力。干燥過程中需不斷排除烘缸內的空氣和冷凝水，并保持烘缸內外表面的清潔，促使烘缸傳熱正常，才能提高干燥效率。

5 印花、軋花

經過熱軋加固的無紡布壁紙一般具有良好的印刷適性，為增強表面裝飾性，需進行印花或軋花加工（見圖5）。

5.1 印花

印花就是通過印刷工藝在無紡布壁紙表面產生豐富多彩的花紋圖案，增強其觀賞性，提高產品檔次與附加值。壁紙印花的傳統(tǒng)方式是凹版印刷或絲網印刷，但現在應采用環(huán)保的柔性版印刷。

柔性版印刷是使用柔性印版，通過網紋傳墨輥傳遞油墨的印刷方式。柔性版是一種樹脂型的凸印版，具有柔軟可彎曲富于彈性的特點，肖氏硬度一般在25～60，對印墨的傳遞性能好，屬于輕壓力印刷，承印材料廣泛。印刷時使用無污染、干燥快的水性環(huán)保油墨，適應高速多色的印刷（印刷速度一般高于凹印機）。由于使用高質量的樹脂版、陶瓷網紋輥等材料，使印刷精度已達到175線/in（1 in=2.54cm），并且具有飽滿的墨層厚度，使產品層次豐富，色彩鮮艷，滿足包裝印刷的要求，其醒目的色彩效果往往是平版膠印所不能達到的，它兼有凸版印刷的清晰、膠印的色彩柔和、凹印的墨層厚實和高光澤、制版速度快（約5h）、制版成本低（約是凹版制版費用的1/15）、耐印率高（耐印率在50萬印到幾百萬?。?、設備成本低（只是同色組凹印機投資的30％～50％）、適用材料廣泛、操作維護簡便等特點。目前美國柔性版印刷的市場份額在軟包裝印刷領域占70％，已成為包裝印刷的主流［3］。

5.2 軋花

對于染色后的無紡布壁紙，可采用軋花工藝使壁紙表面產生有凹凸感的花紋圖案，如圖5（b）所示。對于印刷后的壁紙，表面已產生五顏六色的花紋圖案，成卷后即可使用，但如果進一步增強外觀效果，還可采用軋花工藝進行加工。

軋花就是采用刻有花紋的壓花輥，在無紡布壁紙的表面壓出花紋，如木紋、布紋、石紋、云紋等，同時加強了印花花紋的立體感，改善外觀，使壁紙更高貴大方，提高使用價值。軋花設備由刻有花紋的凹凸加熱輥和一彈性軋輥組成，軋花時無紡布壁紙在轉動著的兩輥間通過，刻花輥上凸起部分與壁紙接觸，纖維受到熱與壓力的作用而變形，經冷卻定形后，即在壁紙表面留下與花輥上花紋相反的花紋圖案（見圖6）［4］。

6 積料檢驗、裁切、卷取及包裝

6.1 積料檢驗、裁切和卷取

積料就是利用較長的平臺對壁紙起到減緩走速的作用，便于工作人員對壁紙表面瑕疵進行檢查，發(fā)現瑕疵應立即做記號，將該部分在卷取時剔除。檢驗時查看壁紙外觀品質、顏色、印花效果、產品直徑、有無刀痕、污垢、套印精度等。

圖6 軋花機示意圖

裁切是通過裁切刀將壁紙裁為一定寬度或長度規(guī)格，方便使用及包裝運輸。裁切時裁邊應平整、不毛、無損傷。裁切一般有以下3種規(guī)格［5］：

（1）幅寬530～600mm，長10～12m，每卷為5～6m2的窄幅小卷；

（2）幅寬760～900mm，長25～50m，每卷為20～45m2的中幅中卷；

（3）幅寬920～1200mm，長50m，每卷為46～90m2的寬幅大卷。

卷取就是利用卷取機按需要尺寸將產品卷成單支產品，每卷壁紙一般10m，或按照客戶要求的尺寸卷取。收卷時產品的兩端拉力要平衡，卷曲要齊，不能有進出的情況，避免收卷不齊。

6.2 包裝

一般壁紙包有收縮膜，而寬幅成品無需收縮膜，收縮膜需用合適的型號，根據產品直徑選用大中小膜，不能過大，也不能過小，包裝膜收縮后要求兩端平整，膜頭裁切干凈，膜收縮整體服帖無翻邊、翹角現象。包裝時必須按照產品的種類選用正確的標頭，標頭與產品一端必須平齊，不能松，并在標頭上打印該產品型號、批號。最后按照壁紙類型選用合適大小的包裝箱包裝入庫，裝箱時須選用該產品品種規(guī)定的紙箱、型號，在紙箱上刻印產品型號、批號、箱號時要求字體端正清晰，避免裝混。

［1］余 勇.無紡布壁紙引領壁紙生態(tài)潮流［J］.中國纖檢，2010（5）：72.

［2］郭秉臣.非織造布學［M］.北京：中國紡織出版社，2002.

［3］陳文革，蔣文燕，黃學林.柔印基礎知識［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2008.

［4］焦曉寧，劉建勇.非織造布后整理［M］.北京：中國紡織出版社，2008.

［5］李 芬，陳 港.壁紙的生產工藝特性及應用［J］.上海造紙，2008，39（1）：47.