青岛大学纺织服装学院， 山东 青岛 266071

近二十年来，全球水刺非织造布行业发展迅速。中国于1990年进口水刺生产线，这一年的全球水刺非织造布产量仅为7万t左右。随着高速梳理机的问世，成网速度快速增加，水刺生产线的生产效率大大提高。水刺技术加工过程具有不损伤纤维、不污染环境且无黏合剂等优势。水刺非织造布具有手感柔软、强度高、悬垂性好、蓬松度高、吸湿透气性好、外观光滑、不起毛、成本低、可回收等特点，其应用范围不断扩大，成为非织造布中增长速度最快的品种。2010—2016年，中国水刺非织造布的年产量分别为24万、26万、30万、36万、45万、50万、55万t。

1 水刺非织造布的应用领域

水刺非织造布的发展前景广阔且应用领域广泛，其主要应用领域：

(1) 卫生材料行业。医用卫生材料和民用清洁材料是水刺非织造布在卫生材料行业的主要应用类别[1]。其中，医用卫生材料主要应用于医院，如手术服、手术帘、纱布、口罩、绷带、病床床单等[2]。民用清洁材料主要包括面膜、湿巾、各种干湿擦拭布等。此外，以抗菌性甲壳素纤维为原料生产的水刺非织造布，既能杀菌又能促进伤口愈合；以水溶性纤维为原料生产的水刺非织造布在使用后可以用热水溶化，既环保又安全，主要用于手术衣、手术帽等产品。

(2) 工业材料行业。应用在工业材料行业的水刺非织造布主要包括各种基布、环保滤布、软盘内衬、电子线路板复合材料、航天航空耐高温复合材料等[3]63。其中，基布主要有PVC(聚氯乙烯)基布、PU(聚氨酯)基布、高档植绒基布等。采用水刺技术生产合成革基布是为了降低产品的纵横向强力比，成网方式常采用交叉铺网，其产品可应用于皮包、皮鞋等产品[3]63

(3) 装饰装潢用品行业。用于装饰装潢用品行业的水刺非织造布主要包括沙发布、床罩、台布、墙布、窗帘、门帘、服装用衬布、汽车内饰材料等[3]63。

(4)家庭生活用品行业。作为家庭生活用品的水刺非织造布主要包括湿巾、擦拭布、窗帘等[4]。

2 水刺非织造布成套装备与技术的发展现状

水刺非织造布生产工艺流程一般为纤维成网→预湿→正反面多道水刺加固→脱水→后整理→干燥定形→分切→卷绕→包装[5]。下面介绍几种常见的水刺非织造布生产线。

2.1 直铺水刺非织造布生产线

直铺水刺非织造布生产线主要包括单梳理和双梳理两种，以后者为主。直铺水刺非织造布生产线得到的水刺非织造布产品主要用作卫生材料，尤其是湿巾用布；产品面密度较小，以30～80 g/m2为主；布面风格以提花、平纹和打孔为主；常用生产速度为160～260 m/min。直铺水刺非织造布生产线具有流程短、设备少、占地面积小、速度高、能耗及成本低、用工少等特点[6]。但是，产品的纵横向强力比较大，一般超过3.0 ∶1.0，因此用途受限严重。

2.2 半交叉水刺非织造布生产线

半交叉水刺非织造布生产线又称两梳一铺水刺非织造布生产线。半交叉水刺非织造布生产线得到的水刺非织造布产品用途以卫生材料、装饰装潢用品和基布为主；产品面密度范围较广，以35～100 g/m2为主；布面风格以提花、平纹、打孔、上色、上浆为主；常用生产速度为60～100 m/min；产品纵横向强力比为2.0 ∶1.0～1.5 ∶1.0。半交叉水刺非织造布生产线的主要特点是适应性强，产品应用范围广[7]。

2.3 全交叉水刺非织造布生产线

全交叉水刺非织造布生产线主要包括两梳两铺和一梳一铺两种。全交叉水刺非织造布生产线得到的水刺非织造布产品用途以基布为主；产品面密度以45～120 g/m2为主；布面风格以平纹、上色、上浆为主；常用生产速度为60～100 m/min；产品纵横向强力比约为1.0 ∶1.0。

2.4 纯棉水刺非织造布生产线

纯棉水刺非织造布生产线主要包括直铺线和交叉线两种。纯棉水刺非织造布生产线得到的水刺非织造布产品用途以卫生材料为主；面密度以30～80 g/m2为主；直铺线的生产速度为80～120 m/min，交叉线的生产速度为50～80 m/min。

2.5 水刺复合非织造布生产线

水刺复合技术采用微细高压水流，对两种或两种以上的纤维进行穿透，使纤维之间相互缠结而形成性能优越、功能多样的水刺非织造布[8]。水刺复合是提高非织造布性能和附加值的有效手段，主要有纤网与纤网复合、纤网与其他材料复合、两种或两种以上材料复合等方式，如纤网+木浆纸水刺复合、纤网+木浆水刺复合、纤网+木浆+纤网水刺复合等。

2.6 湿法水刺非织造布生产线

湿法水刺非织造布是非织造布的一种，其手感柔软、蓬松，工艺原理与传统造纸相似，但使用的纤维原料、浆料、加固设备有所区别。湿法水刺非织造布生产线在产能和成本上均大大优于传统水刺非织造布生产线。

2.7 高压水刺非织造布生产线

高压水刺非织造布生产线的水刺压力≤500 MPa。通过高压水刺非织造布生产线生产得到的水刺非织造布产品种类多样[9]。其中，超细纤维纺黏水刺非织造布被广泛地应用于人工革基布、高档擦拭布、过滤材料、汽车装饰材料及地毯基布等领域；双组分超细纤维纺黏水刺非织造布可以充分满足纺织、合成革、滤材、医疗及汽车工业等行业的需求。超细纤维的单纤很细，其比表面积大，经纺丝成网、水刺加固所形成的三维立体结构紧密，因此产品手感柔软、吸湿透气性好。

2.8 其他水刺非织造布生产线

其他水刺非织造布生产线得到的水刺非织造布产品主要包括甲壳素纤维水刺非织造布、麻纤维水刺非织造布、牛皮纤维水刺非织造布、蚕丝水刺非织造布等。

3 水刺非织造布成套装备与技术的发展方向

3.1 提高产能，降低能耗

梳理机是影响直铺水刺非织造布生产速度和产量的最主要因素，纤网的转移和输送、水刺的抽吸负压、烘燥机的烘干能力等也是影响高产的主要因素[10]。交叉铺网机的入网速度是影响交叉水刺非织造布生产速度和产量的最主要因素。由于水刺非织造布是通过水刺进行加固的，纤网之间的纤维互相杂乱抱合，之后还需将纤网中的水分烘干，以便进入下道工序。因此，水刺压力越大及水分烘干工艺不合理，会产生大量的能耗。水分烘干方式有直燃式烘干和导热油间接式烘干两种，可以对烘干的余热进行再利用，达到降低能耗、提高效率的效果[11]。

3.2 减少布面缺陷

水刺工艺参数影响水刺非织造布的质量和性能，如水针压力、水针直径、水针排列密度、水出口到纤网的距离、滚筒及平板的配置、输网速度、水刺用水的水质等[12]。水刺工艺参数设置不当则容易造成布面质量缺陷，如水针纹、棉结、云斑、疵点等。因此，需要配合使用多种仪器，如水分检测仪、面密度检测仪、污点检测仪、金属检测仪等，以确保产品质量稳定。

3.3 提高生产线自动化控制水平

随着社会的发展，用工成本逐渐增加，出现了招工难的现象，重体力劳动岗位的招工更加困难。此外，生产过程中过多的人工干预会影响产品质量的稳定，对生产线的连续运转也极为不利。因此，提高生产线自动化控制水平是非常必要的。目前，水刺非织造布生产线的自动化控制主要包括：

(1) “原料仓库→水刺线→分切机→包装设备→成品仓库”全流程实现自动化。

(2) 开清设备、梳理机的回风与除尘机组之间进行自动化连续控制。

(3) 水循环系统的供水、负压抽吸、新水补给等进行自动化控制，并与水刺机连接。

(4) 空气压缩机与开清设备、梳理机、水刺机、卷绕机等各用气点之间的供气进行自动化控制。

(5) 圆网烘燥机烘房内的温度进行自动调节与控制[13]。

3.4 自觉执行CE等安全认证标准

设备安全可靠，多处设置检测装置及急停开关、防护装置，达到CE等安全认证标准要求，在提高工作效率的同时，最大限度地减少各种事故的发生。

3.5 达到环保标准的要求

配置除尘机组，过滤后的空气含尘量应≤0.75 mg/m3，满足GBZ 1—2010《工业企业设计卫生标准》要求；长时间循环使用后排放的废水，其所有指标均应达到排放标准要求。

4 结束语

随着国家在环境保护和医疗卫生领域的投入加大，庞大的内需市场是纺织行业增长的最大动力。改革会推动行业加快转型升级的步伐，加快先进装备及工艺的更新速度，加快技术改革和新产品的开发。