湿法非织造土工布制造优化方案

（一）湿法非织造土工布的制造方法

湿法成网的工艺原理是：以水为介质，以造纸技术为基础，将纤维铺制成纤维网。

工艺流程为：纤维原料→悬浮浆制备→湿法成网→加固→后处理。

其中悬浮浆的成分包括：纤维、分散剂、黏合剂（或黏合纤维）、湿增强剂。

湿法成网工艺的优点是：生产速度高，可达400m/min；适合20mm以下长度的短纤维成网；不同品质的纤维相混合几乎没有限制；纤维网中纤维杂乱排列，湿法非织造布几乎各向同性；纤维网均匀性好，产品蓬松；生产成本低。湿法成网工艺的缺点是：湿法非织造材料品种变换可能性小；用水量大。

（二）湿法非织造土工布的制造设备及工艺

1.湿法非织造土工布的制造设备

湿法非织造土工布的制造设备包括喂料机、料浆罐、送浆泵、湿法成网机、浸胶机、热风烘箱干燥机、成卷装置等构成。德国teabag湿法成网机组如图2-6-1所示。

图2-6-1 德国teabag湿法成网机组

2.湿法非织造土工布的制造工艺

（1）湿法非织造土工布原料的选择和配方设计

1）原料的选择

湿法成网的主要原料是纤维，包括天然纤维、人造纤维还有水，其他的辅助材料有：表面活性剂、黏合剂、各种功能性的添加剂。

一种纤维是否适用于湿法非织造布，就看它在水介质中的分散能力。纤维的分散能力很大程度上依靠以下几个因素：卷曲的状态、润湿能力和切断质量。一般湿法成网使用2～30mm的纤维，由湿法抄造纤维长度强度试验可知，当纤维长度超过12mm后，纤网强度增长趋势平坦趋缓，而且湿法抄造为有效保证纤维分散、提高成网质量，尽量控制纤维长度，以降低抄造成本并在加固工序上予以增强。

2）配方设计

根据成品的单位面积质量及性能指标选择确定纤维的品种、规格（纤维直径、长度）、纤维配比及表面活性剂、黏合剂的添加比例。配方设计要保证浆料制备给纤维加水后成合格上网浆料（均匀分散与浓度一致），保证成网时把浆料用斜网均衡有序脱水成形至纤网。

（2）工艺条件的控制

1）纤维准备与制浆

纤维准备工序的主要任务：将置于水中的纤维原料开松成单纤维状态，同时使不同纤维原料充分混合，制成纤维悬浮浆，然后在不产生纤维团块的条件下，将悬浮浆送至湿法成网机构。

制浆的目的有四点：一是疏解作用，可使纤维分散为单纤维；二是水化作用，在使纤维吸水后润胀，使浆粕形成胶体状；三是帚化作用，使纤维表面起毛，增加比表面，有利于纤维缠结；四是混合作用，使不同纤维、黏合剂、化学助剂充分混合。

2）制浆工艺的非连续式制浆和连续式制浆

①非连续式制浆（如图2-6-2所示）。纤维素浆粕板送入料桶1溶解，再送入桶2，经送浆泵3送入粉碎机4，然后经贮料桶5送入混料桶6。如果采用切断的短纤维，可直接送入混料桶6进行分散和混合。混料桶6中的悬浮浆经过必要的混合、反应后，批量送入贮料桶7，由此可连续地输送至成网机构。桶2、5、6、7中部均装有旋翼式搅拌器，旋翼转动并配合形状特殊的浆桶，可使桶中产生具有强烈混合作用的液体流动。料桶1底部装有高速回转的转子，可通过强烈的水流将浆粕板打烂。助剂和黏合剂可直接加入到混料桶6中，混料桶6中悬浮浆的纤维浓度为0.5%～1.5%。

图2-6-2 非连续式制浆流程

②连续式制浆流程（如图2-6-3所示）。纤维原料连续地喂入料斗1，经输送帘2送入混料桶3，水也连续地加入到混料桶中。泵4将悬浮浆送入混料桶5、6，不断地进行均匀搅拌，最后由泵7将悬浮浆送至成网机构。

图2-6-3 连续式制浆流程

特点是产量高，稀释比大，所需料桶体积小，节省能源，可适应较长的纤维，但不适应在制浆中易扭结、易结团块的纤维。

3）合成纤维分散与结合的基本特性

用于湿法成网的纤维，要求在水中的分散性较好。纤维如果在制浆过程中形成扭结，就不易被水力再打散成单纤维。纤维扭结的形成主要与纤维性质和悬浮浆过度搅拌相关，通常纤维分布密度范围为0.05～0.5g/cm³。

纤维的长径比、湿模量、卷曲度、吸湿性和切断质量（长度一致性）影响其在水中的分散性。

①长径比加大，湿模量降低，分散性变差。(www.xing528.com)

②卷曲度增加，长度一致性下降，分散性变差。

③吸湿性增加，分散性提高。

对吸湿性差的合成纤维，要进行表面亲水处理，或水中加助剂，以利于纤维分散。

4）湿法成形

湿法成形是湿法非织造工艺的关键工序，与干法成网不同的是，纤维是由水流分布到成网帘上。由于制浆工序的末端贮料桶中的纤维浓度一般为成网时悬浮浓度的5～10倍，因而在成网前纤维悬浮浆还需要进一步的稀释。

常用成网方式有两种：斜网式湿法成形和圆网式湿法成形。

①斜网式湿法成形（如图2-6-4所示）。纤维悬浮浆从混料桶1靠重力流入搅拌桶2，搅拌后再经计量泵3导入一循环输送通道，该通道内水流靠轴流泵4驱动。纤维悬浮浆进入成网料桶5时靠A、B、C、D四点冲击转向后流至成网帘6，水透过帘子的网眼进入集水箱7，再流入水箱8中，经处理后循环使用。

图2-6-4 斜网式湿法成形

成网均匀性与纤维在悬浮浆中的均匀分布有很大关系。集水箱较浅时，只适合于窄幅成网。

加深集水箱，配备控制水流方向的装置，可改善成网均匀性。采用封闭的循环水路，可减少用水量，降低能源消耗（如图2-6-5所示）。

图2-6-5 改进后的斜网式湿法成形

斜网式湿法成形的研究表明：

a.成网帘倾斜可保证脱水区与抽吸区分开，倾斜角度以10°～15°为佳，对于迅速脱水的纤维（如玻璃纤维），倾斜角度可增大，同时缩短了机器长度。

b.成网料桶中悬浮浆压力过高会造成密封困难。

c.迅速脱水的纤维应尽可能快地铺至成网帘上。

d.难以脱水的纤维应有较长的成网区。

e.调节悬浮浆输送速度，可控制成网后纤网内纤维的排列方向，成网帘运动速度与悬浮浆输送速度一致时，成网后纤网内纤维呈杂乱排列。如差异很大，则纤维呈一定的纵向排列。

②圆网式湿法成形（如图2-6-6所示）。原理与斜网式湿法成形一样，但成网帘换为圆网形式。

纤维悬浮浆由管道1经分散辊2输入成网区3，可调节挡板4可控制成网区空间的大小，5为圆网滚筒。纤维悬浮浆经抽吸箱6的作用使纤维凝聚在圆网表面，水被吸入抽吸箱6，并进入滤水盘7。圆网上部的回转滚筒8中有一固定的吸管，使纤网离开圆网，并转移到湿网导带9上。溢流螺栓10可调节成网区中的悬浮浆高度。

圆网湿法成形中，金属网帘在滚筒表面和滚筒一起转动，可以加大真空抽吸力，因此可生产较厚、密度较大的非织造布。

③复合式湿法成形（如图2-6-7所示）。加入纱线的双层斜网式湿法成形。

图2-6-6 圆网式湿法成形

图2-6-7 复合式湿法成形

5）湿法纤网的加固和整理

①黏合剂加入悬浮液中（乳液型或粉状黏合剂）；

②黏合纤维混入主体纤维中（水溶性聚乙烯醇纤维）；

③成网后加固，采用浸渍、泡沫浸渍、喷洒、印花、溶剂黏合等化学黏合方法，然后再烘燥热轧。

湿法非织造土工布的制造，原料纤维的选择与配比，浆料制备的均匀分散与浓度一致、湿法成网的脱水效果与纤网的均匀度、浸胶量的控制、烘干温度与生产速度的协调，各环节严格操作，才能生产出高性能的产品。