梅少君 （上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 上海 200240）

1.引言

最早的熱粘合非織造材料產(chǎn)生于上個世紀(jì)40年代，至今已有70年的歷史了。當(dāng)時的產(chǎn)品采用人造棉作為基質(zhì)纖維，塑性醋酸纖維素（PCA）或聚氯乙烯（PVC）作為粘合用纖維。如今隨著人們對日用消費品要求的提高，熱粘合法非織造材料具備的手感柔軟，彈性好，能耗低、生產(chǎn)速度高、不含化學(xué)試劑等特點得到了很好的體現(xiàn)，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于嬰兒尿布、衛(wèi)生巾面料、過濾材料、高檔服裝襯等。

2.熱粘合工藝的分類及應(yīng)用

非織造材料的加固纖網(wǎng)方法歸納起來主要可分為三大類：化學(xué)粘合法，機械固結(jié)法，熱粘合法。這些年的技術(shù)發(fā)展使得熱粘合法在加固纖網(wǎng)工藝中所占比例逐步提高。究其原因，熱粘合過程因其較低的能源成本而獲得相對價格優(yōu)勢。其次，熱粘合過程中還解決了苛刻的質(zhì)量要求。新原料的發(fā)展，更好的成網(wǎng)技術(shù)和更高的生產(chǎn)速度也推動了熱粘合工藝在耐久性和一次性非織造材料中的應(yīng)用范圍。

熱粘合簡單地說，就是非織造材料通過中間介質(zhì)粘合纖維的熱融合。它利用非織造材料受熱熔融的特性，將需要聯(lián)合的纖維通過合適的粘合溫度熔化，熔化了的纖維聚集在未熔化的基質(zhì)纖維周圍粘連在一起，再經(jīng)過冷卻使熔融聚合物得以固化，從而生產(chǎn)出熱粘合的非織造物。

熱粘合非織造工藝主要有：熱風(fēng)法（或稱熱熔法）、熱軋法，超聲波粘合法。

熱風(fēng)法是指在烘房里利用熱風(fēng)穿透纖網(wǎng)使之受熱熔融得到粘合加固。包括熱風(fēng)穿透式和熱風(fēng)噴射式。熱風(fēng)粘合適合于生產(chǎn)薄型、厚型以及蓬松型產(chǎn)品如于婦女衛(wèi)生巾、嬰兒尿片面料、過濾材料以及復(fù)合增強材料、高蓬松回彈“海綿”材料等，產(chǎn)品的纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，手感柔軟、彈性好，不含任何化學(xué)物質(zhì)，是一種比較理想的衛(wèi)生材料；而且加工工藝流程短、無環(huán)境污染，值得相應(yīng)地擴大應(yīng)用。

熱軋粘合是指用熱軋輥對纖網(wǎng)進行加熱加壓，導(dǎo)致纖網(wǎng)中部分纖維熔融而產(chǎn)生粘結(jié)。熱軋粘合根據(jù)其作用，主要有表面粘合，面粘合和點粘合。按加熱方式分，主要有電加熱，油加熱和電磁感應(yīng)加熱。熱軋粘合生產(chǎn)速度快，因而特別適合于薄型紡粘法非織造材料的加固。熱軋法非織造材料廣泛應(yīng)用于一次性衛(wèi)生產(chǎn)品的制造。

以上兩者區(qū)別如下：設(shè)備上開始步驟相同，但成網(wǎng)加固工藝不同（熱風(fēng)法：加固介質(zhì)是熱空氣；熱軋法：用一對熱軋輥軋制)。產(chǎn)品性能與風(fēng)格效果上（熱風(fēng)法：具有柔軟，蓬松，高彈性，滲性強；熱軋法：軋制壓點會使人體使用部位有不舒適的感覺)。

超聲波粘合是利用高頻轉(zhuǎn)換器把低頻電流轉(zhuǎn)換成高頻電流，再通過電能—機械能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成高頻機械能（超聲波），然后傳送到纖網(wǎng)上，使纖維內(nèi)部分子運動加劇并釋放出熱能，導(dǎo)致纖維軟化、熔融，從而使纖維粘合。超聲波粘合工藝特別適合于蓬松、柔軟的非織造產(chǎn)品的后道復(fù)合加工，用于裝飾、保暖材料等。

3.熱粘合纖維的分類及性能

熱粘合纖維根據(jù)原料及構(gòu)成的不同可分為三種類型，如表1所示。第一種是易粘纖維，是以低熔點聚酯纖維為主，其結(jié)晶度較低，因而加熱至100oC左右就會發(fā)粘。第二種是熱熔粘合纖維，它是一種均質(zhì)纖維，其熔融范圍為l00～200oC，較基體纖維的低得多，固而會以免熱粘結(jié)時損壞基體纖維。第三種是雙組分纖維，它們通常是由低熔點成分和高熔點成分構(gòu)成，其截面構(gòu)型為皮芯型或并列型。低熔點成分起到了粘合或融合的效果。這種方法的優(yōu)點是熔體分布均勻和結(jié)合點比較細(xì)小。

熱粘合纖維的選擇和用量主要取決于用戶對其機械物理等性能的要求。

表1：熱粘合纖維的分類

4.熱粘合工藝的優(yōu)勢

相比較于其它加固纖網(wǎng)工藝，熱粘合有如下優(yōu)勢：

1)熱粘合非織造材料更軟，更接近于織物。

2)與化學(xué)粘合相比經(jīng)濟效益更高，無需蒸發(fā)粘合劑的水分，提高節(jié)能效果。而且在化學(xué)粘合相比，熱粘合只需1/4到1/6的熱能，有利于生態(tài)環(huán)境。

3)更低的機器投入。資本支出，維護和操作成本往往較低，因為無粘合劑制備機器和粘合劑應(yīng)用機器的要求。

4)非織造專用梳理機輸出纖網(wǎng)速度已經(jīng)超過150m/min，熱粘合工藝是與之相匹配的工藝方法。

5)使噴灑粘合不能完成的將較厚的纖網(wǎng)與芯統(tǒng)一地完全地粘結(jié)起來成為可能，所以粘合的纖維均勻分布在纖網(wǎng)的截面上，而噴灑粘合的聯(lián)合只是在纖網(wǎng)外層。

6)無需粘合劑和焙烘，沒有廢氣或廢水的問題，因此熱粘合不會引起污染。

7)純聚合物纖維或共混物可用于熱粘合過程，在實際中可百分百再循環(huán)利用。

8)纖維的性能能夠按照需要的方式進行改變 （例如，阻燃性，纖維的卷曲產(chǎn)生的非織造材料的高膨松性和優(yōu)良的回彈性，中空纖維的保溫特性等）。需要說明，并不是所有的非織造材料都可以通過熱粘合加工達到所需求的特性

5.熱粘合非織造材料的應(yīng)用前景

由于熱粘合非織造材料有許多不可替代的優(yōu)良性能，特別是隨著更多品類的熱粘合纖維的不斷出現(xiàn)，制造工藝的不斷改善及更合理的價格優(yōu)勢，熱粘合工藝將得到進一步的推廣，其需求量會繼續(xù)增加，在應(yīng)用方面的發(fā)展前景將十分廣闊。

[1]Albert G.Hoyle,"Thermal bonding of nonwoven fabrics",Tappi Journal,July 1990

[2]Alfred Watzi;"Fusion bonding,thermal bonding and heatsetting of nonwovens-theoretical fundamentals,practical experience,market trends",Melliand,English,October 1994

[3]柯勤飛，靳向煜，非織造學(xué)，東華大學(xué)出版社，第1版，2004年9月1日

[4]丁九龍，熱粘合纖維的生產(chǎn)、性能及應(yīng)用，合成技術(shù)及應(yīng)用，1994,9(3)

[5]戚學(xué)武，熱粘合非織布的工藝特點及其應(yīng)用,新紡織，1998(1)

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