一、熱粘合加固纖網(wǎng)基本原理

高分子聚合物材料大都具有熱塑性，即加熱到一定溫度后會軟化熔融，變成具有一定流動性的粘流體，冷卻后又重新固化，變成固體。熱粘合非織造工藝就是利用熱塑性高分子聚合物材料這一特性，使纖網(wǎng)受熱后部分纖維或熱熔粉末軟化熔融，纖維間產生粘連，冷卻后纖網(wǎng)得到加固而成為熱粘合非織造材料。

二、熱粘合工藝分類

熱軋粘合：利用一對加熱鋼輥對纖網(wǎng)進行加熱，同時加以一定的壓力使纖網(wǎng)得到熱粘合。

電加熱
油加熱
磁感應加熱

熱熔粘合：利用烘箱加熱纖網(wǎng)同時在一定風壓條件下使之得到熔融粘合加固。

熱風穿透式
熱風噴射式

超聲波粘合：將電能通過專用裝置轉換成高頻機械振動，然后傳送到纖網(wǎng)上，導致纖網(wǎng)中纖維內部的分子運動加劇而產生熱能，使纖維軟化、熔融、流動和固化，從而使纖網(wǎng)得到粘合。

熱軋粘合與熱熔粘合的區(qū)別

熱軋粘合是指利用一對加熱輥對纖網(wǎng)進行加熱，同時加以一定的壓力使纖網(wǎng)得到熱粘合加固。

熱熔粘合是指利用烘房加熱纖網(wǎng)使之得到粘合加固。

熱軋粘合和熱熔粘合的區(qū)別在于，熱軋粘合適用于薄型和中厚型產品，產品單位面積質量大多在15～100g/m2，而熱熔粘合適合于生產薄型、厚型以及蓬松型產品，產品單位面積質量為15～1000g/m2，兩者產品的粘合結構和風格存在較大的差異。

三、熱軋粘合工藝過程和機理

1、熱傳遞處理：當纖網(wǎng)進入軋輥組成的熱軋粘合區(qū)域時，由于軋輥具有較高的溫度，因此熱量將從軋輥表面?zhèn)飨蚶w網(wǎng)表面，并逐漸傳遞到纖網(wǎng)的內層。

2、形變過程：向纖網(wǎng)提供熱量的另一個重要來源是形變熱，兩軋輥之間強大的壓力使高聚物產生形變而導致纖網(wǎng)溫度進一步提高。

3、克萊帕倫效應：高聚物分子受壓時熔融所需的熱量遠比常壓下多，這就是所謂的clapeyron效應。4、流動過程：在熱軋粘合過程中，纖網(wǎng)中部分纖維在溫度和壓力的作用下發(fā)生熔融，同時還伴隨著熔融的高聚物的流動過程，這也是形成良好粘合

結構的條件之一。軋輥溫度升高將有利于熔融高聚物的流動。

5、擴散過程：熱軋粘合時，在熔融高聚物的流動過程中，同時存在著高聚物分子向相鄰纖維表面的擴散，纖維熔融相互接觸部分會產生擴散過程，擴散作用有利于形成良好的粘合。研究結果表明，高聚物在粘合過程中的擴散距離僅為1nm左右，但對于纖網(wǎng)形成良好的粘合有重要的作用。

6、冷卻過程：在熱軋粘合過程中，由于纖網(wǎng)中纖維受到熱和機械作用，因此纖維的微觀結構將發(fā)生一定的變化，纖維的性能也必然會產生一定程度的變化。加快熱軋粘合后纖網(wǎng)的冷卻速度，有利于改善產品的強度和手感。

熱軋粘合方式：點粘合、面粘合、表面粘合。

熱軋機的基本要求

（1）良好的導熱油加熱裝置與油溫控制裝置（2）設計良好、加工精度高、材質好的熱軋輥

（3）熱軋輥主軸承要耐高溫
（4）熱軋機墻板要堅固，加壓和調整軋輥要方便。

軋輥加熱方式

熱軋輥加熱方式目前主要有：

電加熱：利用電熱管或電熱絲發(fā)熱使軋輥受熱，特點是結構簡單，維修方便，升溫速度也比較快，但加熱均勻性差，溫度控制精度較低，不適合寬幅熱軋輥。

油加熱：采用導熱油作為熱媒體對軋輥進行加熱。導熱油加熱后通過熱軋輥的芯軸的長孔輸入熱軋輥，熱軋輥呈一定壁厚的鋼管狀，管壁內設有熱油導孔，并形成循環(huán)的熱油回路。導熱油通過軋輥內部的熱油回路傳遞熱量，使軋輥升溫。導熱油從軋輥流出后經(jīng)過濾、加熱后再輸入軋輥。

電感應加熱：電感應加熱基本原理，是利用變壓器工作時產生的負效應——發(fā)熱現(xiàn)象作為軋輥的熱源。

“熱管”工作原理

鋼輥體的軸向長圓孔有數(shù)十個，沿圓周方向均勻排列，孔的直徑、數(shù)量與排列均需精密計算?？變葻崦襟w(主要為純水)封閉成真空狀態(tài)，分別進行著蒸發(fā)與液化，反復循環(huán)，這祥就形成了具有巨大熱傳輸能力的特殊裝置“熱管”，當軋輥受電感應作用被感應電流加熱時，熱輥升溫至所需的特定溫度，在這一溫度條件下“熱管”內熱媒體蒸發(fā)形成飽和蒸汽壓，如

果熱輥某部分表面因熱負荷而降溫，則其相鄰區(qū)域“熱管”內的飽和蒸汽壓相應降低，這樣就使周圍的高壓蒸汽流向這個區(qū)域，使蒸汽發(fā)生降壓液化，釋放部分潛熱，起到提高這一區(qū)域溫度的作用。反之，如果熱輥表面某一部分溫度高于相鄰區(qū)域，那么這部分“熱管”內的熱媒體即發(fā)生沸騰、蒸發(fā)，帶走部分熱量，從而使軋輥該部位的溫度降低。

軋輥變形補償方式

在熱軋粘合時，由于壓力較高，熱軋輥發(fā)生彎曲變形是不可避免的。當軋輥發(fā)生彎曲變形時，將導致整個軋輥鉗口壓力分布不均勻，造成纖網(wǎng)局部受不到熱軋粘合加固或粘合效果較差。因此要采取種種措施以減少變形或對變形進行補償。

常用補償方式有：

中凸輥補償軸向交叉補償外加彎矩補償液壓支承芯軸補償

中凸輥補償彎曲變形

中凸輥補償彎曲變形，是一種簡單而有效的方式，但其僅僅適合于特定的軋輥工作壓力，因此該補償方法有一定的局限性。

軸向交叉補償彎曲變形

軸向交叉補償是指將軋輥的主軸承側向移位，從而使兩軋輥的軸線產生一定角度的交叉，這樣軋輥兩端的鉗口尺寸變大，當施加壓力時，可達到補償彎曲變形的目的。調節(jié)主軸承的側向位移大小，可補償不同工作壓力產生的軋輥彎曲變形，因此該方法的適應性要比中凸輥補償方法更好一些。

外加彎矩補償彎曲變形

這種方法是通過在軋輥外端施加彎矩來補償正常工作壓力引起的軋輥彎曲變形，補償系統(tǒng)是純機械式的，可根據(jù)不同工作壓力來調節(jié)。

液壓支承芯軸補償彎曲變形

液壓支承芯軸是補償軋輥彎曲變形的可靠、精確的方法。

電感應加熱軋輥補償變形原理

通過將感應線圈分段設置，分段控制，可按熱軋工藝要求使熱軋輥在加溫時中央部分凸起，以補償由于加壓造成的軋輥變形。

四、熱熔粘合工藝過程及機理

熱熔粘合工藝是指利用烘房對混有熱熔介質的纖網(wǎng)進行加熱，使纖網(wǎng)中的熱熔纖維或熱熔粉末受熱熔融，熔融的聚合物流動并凝聚在纖維交叉點上，冷卻后纖網(wǎng)得到粘合加固而成為非織造材料。

1、熱傳遞過程利用熱空

氣穿透纖網(wǎng)對熱熔纖維進行加熱，少數(shù)采用如紅外輻射的加熱方式。

2、流動過程在熱熔粘合過程中，纖網(wǎng)中部分纖維或熱熔粉末在溫度的作用下發(fā)生熔融，熔融的高聚物向纖維交叉點流動。

3、擴散過程在熔融高聚物的流動過程中，同時存在著高聚物分子向相接觸的纖維表面的擴散過程，擴散作用有利于形成良好的粘合。

4、加壓和冷卻過程

在熱熔粘合過程中，纖網(wǎng)離開烘房的熱熔區(qū)域后應馬上采用一對軋輥對纖網(wǎng)加壓，軋輥的機械作用，可改善纖網(wǎng)的粘合效果，同時提高產品的結構、尺寸的穩(wěn)定性。

五、熱熔粘合的方式

熱熔粘合工藝按熱風穿透形式可分為：

熱風穿透式粘合：單層平網(wǎng)熱風穿透式
雙網(wǎng)夾持熱風穿透式
滾筒圓網(wǎng)熱風穿透式

熱風噴射式粘合：單簾網(wǎng)熱風噴射式熱熔
雙簾網(wǎng)熱風噴射式熱熔

1、熱風穿透式粘合

(1)單層平網(wǎng)熱風穿透式粘合
這種熱熔粘合方式采用了單層簾網(wǎng)，纖維沒有受到加壓作用，熱熔粘合后經(jīng)過相當長的自然冷卻過程，因此產品蓬松、彈性好。

(2)雙網(wǎng)夾持熱風穿透式粘合
纖網(wǎng)在熱風穿透粘合時，由上下兩層簾網(wǎng)夾持，這樣，在生產較大定量的厚型產品時，可控制產品的厚度和密度。熱風穿透粘合后，纖網(wǎng)還要經(jīng)過一道熱軋?zhí)幚恚M一步控制產品厚度，并使產品表面比較光潔。熱軋后，纖網(wǎng)必須經(jīng)過水冷或風冷，然后才成卷。

(3)滾筒圓網(wǎng)熱風穿透式粘合
圓網(wǎng)熱風穿透式粘合是近年來迅速發(fā)展的一種工藝，與圓網(wǎng)穿透對流式烘燥原理基本相同，纖網(wǎng)送入圓網(wǎng)熱風穿透烘房后，熱風從圓網(wǎng)的四周向滾筒內徑方向噴入，對纖網(wǎng)進行加熱。

2、熱風噴射式粘合

(1)單簾網(wǎng)熱風噴射式熱熔粘合梳理機輸出的薄網(wǎng)經(jīng)撒粉裝置加入熱熔粉末，然后由交叉鋪網(wǎng)裝置鋪成較厚的纖網(wǎng)，再輸入到烘房中進行熱風噴射加熱粘合。熱熔粘合后的纖網(wǎng)離開烘房后，再經(jīng)軋輥加壓作用，使產品結構進一步穩(wěn)定并改善非織造材料的表面質量。

(2)雙簾網(wǎng)熱風噴射式熱熔粘合雙網(wǎng)夾持方式可使產品不受熱風噴射的影

響而變形，同時可調節(jié)產品密度并形成穩(wěn)定的纖網(wǎng)結構。

六、熱熔粘合設備的基本要求

（1）能對纖網(wǎng)整個寬度進行迅速而均勻的加熱，烘房內各處溫度誤差應≤1.5℃。

（2）熱風的速度和方向均能控制，熱風在循環(huán)流動過程中不破壞纖網(wǎng)的結構。

（3）能有效控制最終產品的密度。

（4）為了獲得良好的熱粘合效果，烘房應有足夠的通過長度，以保證纖網(wǎng)有足夠的受熱時間。

（5）加熱能耗應盡可能低，以降低生產成本。

七、超聲波粘合工藝過程及機理

超聲波粘合時，被粘合的纖網(wǎng)或疊層材料喂入傳振器和輥筒之間形成的縫隙，纖網(wǎng)或疊層材料在植入銷釘?shù)木植繀^(qū)域將受到一定的壓力，在該區(qū)域內纖網(wǎng)中的纖維材料受到超聲波的激勵作用，纖維內部微結構之間產生摩擦而產生熱量，最終導致纖維熔融。在壓力的作用下，超聲波粘合將發(fā)生和熱軋粘合一樣的熔融、流動、擴散及冷卻等工藝過程。

八、超聲波粘合設備

超聲波粘合設備通常由超聲波控制電源、超聲波發(fā)生及施加系統(tǒng)，以及托網(wǎng)輥筒和輥筒傳動系統(tǒng)等組成，其關鍵部件是超聲波發(fā)生及施加系統(tǒng)，包括換能器、變幅桿、傳振桿及加壓裝置。

1、換能器
換能器是進行能力轉換的器件，超聲波粘合工藝中使用的換能器是一種將電能轉換成高頻聲能的器件。
換能器按能量轉換原理，分為磁性換能器和電性換能器。

2、變幅桿和傳振桿 變幅桿又稱為波導桿，用來耦合換能器與負載的參數(shù)，同時起到固定整個機械系統(tǒng)的作用。傳振桿則用于在粘合區(qū)域激發(fā)振動。