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無紡布生產原理

2014-09-18

無紡布生產原理

 

無紡布生產原理 第一章第一節

第一節非織造基本原理及發展簡史

    非織造材料又稱非織造布、非織布、非織造織物、無紡織物或無紡布。非織造技術是一門源于紡織,但又超越紡織的材料加工技術。它結合了紡織、造紙、皮革和塑料四大柔性材料加工技術,并充分運用了諸多現代高新技術,如計算機控制、信息技術、高壓射流、等離子體、紅外、激光技術等。非織造技術正在成為提供新型纖維狀材料的一種必不可少的重要手段,是新興的材料工業分支,無論在航天技術、環保治理、農業技術、醫用保健或是人們的日常生活等許多領域,非織造新材料已成為一種愈來愈廣泛的重要產品。非織造產業被譽為紡織工業中的"朝陽工業"

    (一)、非織造基本原理

    非織造材料 (Nonwovens)又稱非織造布、非織布、非織造織物、無紡織物或無紡布。非織造技術是一門源于紡織,但又超越紡織的材料加工技術。不同的非織造工藝技術具有各自對應的工藝原理。但從宏觀上來說,非織造技術的基本原理是一致的,可用其工藝過程來描述,一般可分為以下四個過程:(1)纖維準備;(2)成網;(3)加固;(4)后整理

    (二)、非織造材料發展簡史:

    第一階段:40年代初~50年代中,萌芽期。設備大多利用現成的紡織設備,或適當進行一些改造,使用天然纖維。

    第二階段:50年代末~60年代末,商業化生產。主要采用干法技術和濕法技術,大量使用化學纖維。

    第三階段:70年代初~80年代末,發展重要時期。聚合法擠壓法成套生產線誕生。使用各種特種化纖。如低熔點纖維、熱粘接纖維、雙組分纖維、超細纖維等。

    第四階段:90年代初至今,全球發展期。非織造企業通過兼并、聯合、重組趨勢加強,技術更加先進,設備更加精良,生產能力大幅提升。

    非織造材料的發展原因:

1. 傳統紡織工藝與設備復雜化,生產成本不斷上升,促使人們尋找新技術。

2. 紡織工業下腳料越來越多,需要利用。

3. 化纖工業的迅速發展,為非織造技術的發展提供了豐富的原料,拓寬了產品開發的可能性。

4. 很多傳統紡織品對最終應用場合,針對性差。

    (三)、世界非織造材料工業的發展概況:

1、西歐非織造材料發展情況

    2000年產量為102.55t,比上年增長12.7%,按重量計,用即棄產品占64.1%,耐用型占35.9%

    2000年產量按面積計為257.7m2,比上年增長10.8%。增加產量中,主要是水刺法非織造材料(以意大利為主)、短纖氣流成網產品(以德國為主)以及揩拭布。

    2002年產量為120(3230m2),增長率為7.8%,增長率高于北美和日本。

    西歐非織造業共有130多家公司,雇員約1.6萬名。德國和意大利的產量總和接近西歐非織造材料總產量的一半。銷售量排名靠前的有:BBADexterAhlstromDupontFreudenbergJohns ManvilleORVPGI集團等

    2、北美非織造材料發展情況

    2000年產量按面積計為214m2,其中用即棄產品占82%,耐用型占18%;按產值計為38USD,用即棄產品占60%,耐用型占40%;按重量計為95.28t,用即棄產品占60%,耐用型占40%

    按面積產量排序,用即棄產品中依次為衛生保健材料、抹布、醫用材料、過濾材料及防護服等;耐用型產品依次為家具及寢具用、鋪地材料、土工布、建筑用、電子業用、襯料、涂層及疊層材料、汽車用、鞋材及農業用等。

    3、日本非織造材料發展情況

    2000年產量為31.41t,比上年增長1.57%

    按重量計產品排序,依次為產業用、醫用衛生保健材料、家用、土工/建筑/農業、服裝襯等。

    4、韓國非織造材料發展情況

    1999年產量為12.8t2000年產量為16.17t,增長26.32%,生產線數減少23條。

    5、中國非織造材料工業的發展概況

    中國非織造布研究和生產始于1958年,發展至2001年,生產企業已超過1000家,現有紡粘、熔噴、水刺、針刺、熱粘合以及化學粘合法等各類非織造布專業生產線接近2100條,年生產能力超過130萬噸,2002年非織造材料產量為63.25萬噸,2003年達到83.64萬噸。

    中國臺灣地區非織造材料產量1999年產量為12.56t

    2000年產量為11.19t,比上年增長-10.92%,部分生產線遷往中國大陸。

    2001年為10.79噸,2002年為10.77噸,比上年增長-0.18%。產量下降的原因是部分生產線遷往中國大陸

 

 

 

 

 

無紡布生產原理 第一章第二節

第二節非織造材料的定義與分類

     定義

     非織造材料是一種由定向或隨機排列的纖維通過摩擦、抱合或粘合或者這些方法的組合而相互結合制成的片狀物、纖網或絮墊(不包括紙、機織物、簇絨織物,帶有縫編紗線的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品)。所用纖維可以是天然纖維或化學纖維;可以是短纖維、長絲或當場形成的纖維狀物。

     為了區別濕法非織造材料和紙,還規定了在其纖維成分中長徑比大于300的纖維占全部質量的50%以上,或長徑比大于300的纖維雖只占全部質量的30%以上但其密度小于0.4g/cm3的,屬于非織造材料,反之為紙。

     (二)、非織造材料的分類

     非織造材料的分類方法一般基于以下兩種分類方法進行,即成網方法和加固方法。                     工藝流程

無紡布生產原理 第二章第一節

第一節纖維在非織造材料中的作用

    

 

  纖維在非制造材料中所起的作用歸納起來有如下幾種:

     一、纖維作為非織造材料的主體成分

    在粘合法非織造材料、針刺法非織造材料、水刺法非織造材料、紡絲成網法等非織造材料中,纖維以網狀構成非織造材料的主體,纖維在這些非織造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。

     二、纖維作為非織造材料的纏結成分

     在針刺法非織造材料、水刺法非織造材料以及無紗線纖網型縫編法非織造材料中,部分纖維以纖維束鍥柱形式或線圈狀結構起加固纖網的作用。

     三、纖維作為非織造材料的粘合成分

     在大多數熱粘合非織造材料中,加入纖網的熱熔性纖維在熱粘合時全部或部分熔融,形成纖網中的熱熔粘合加固成分。

     在溶劑粘合法非織造材料中,部分纖維在溶劑作用下溶解或膨潤,起到與其它纖維相互粘合的作用。

     四、纖維既作非織造材料的主體,同時又作非織造材料的熱熔粘合成分

 

 

 

 

 

無紡布生產原理 第二章第一節

第一節纖維在非織造材料中的作用

    

  纖維在非制造材料中所起的作用歸納起來有如下幾種:

     一、纖維作為非織造材料的主體成分

    在粘合法非織造材料、針刺法非織造材料、水刺法非織造材料、紡絲成網法等非織造材料中,纖維以網狀構成非織造材料的主體,纖維在這些非織造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。

     二、纖維作為非織造材料的纏結成分

     在針刺法非織造材料、水刺法非織造材料以及無紗線纖網型縫編法非織造材料中,部分纖維以纖維束鍥柱形式或線圈狀結構起加固纖網的作用。

     三、纖維作為非織造材料的{關鍵詞}粘合成分

     在大多數熱粘合非織造材料中,加入纖網的熱熔性纖維在熱粘合時全部或部分熔融,形成纖網中的熱熔粘合加固成分。

     在溶劑粘合法非織造材料中,部分纖維在溶劑作用下溶解或膨潤,起到與其它纖維相互粘合的作用。

     四、纖維既作非織造材料的主體,同時又作非織造材料的熱熔粘合成分

無紡布生產原理 第二章第二節

第二節纖維與非織造材料性能的關系

   一、纖維表觀性狀對非織造材料性能的影響

     1、纖維長度及長度分布:纖維長度大,可以提高非織造材料的強度。

     2、纖維線密度:在相同面密度條件下,采用細度細的纖維,可獲得強力較高的非織造材料。

     3、纖維卷曲度:一定的卷曲度,可保證成網時的抱合力,可獲得較好的手感和彈性。

     4、纖維截面形狀:

a.硬挺度:圓形100;三角形120;橢圓:50

b.保暖性:中空的纖維>實心纖維

c.光澤度:采用半光或消光纖維來達到不同的光澤。

     5、纖維表面摩擦系{關鍵詞}數:纖維表面摩擦系數大,有利于纖維的機械加固,能增加產品的強力。但摩擦系數大,在某種程度上會影響產品的強力。

     二、纖維的物理機械性能、化學性能對非織造材料性能的影響

     ()細度和長度

     細度長度↑→非織造材料強度

     ()卷曲度

     纖維卷曲度影響抱合力、彈性、壓縮回彈性。

     ()纖維截面形狀

     過濾材料采用多葉截面,孔徑,表面積,非織造材料強度

     ()表面光滑程度

     影響強度,影響加工工藝性,如靜電、針刺力等。

     ()吸濕性

     影響加工工藝性,如靜電、粘合劑擴散等。

 

無紡布生產原理 第二章第三節

第三節 纖維選用的原則

 

第一節纖維在非織造材料中的作用

(非織造材料的性能要求:如強度、工作溫度、老化性能、耐化學品性能、顏色等。

()工藝與設備的適應性:包括氣流成網、梳理機、熱粘合工藝等。另外還與纖維靜電電位序列有關。(纖維靜電電位序列:羊毛、聚酰胺、粘膠、棉、絲、醋酸纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚氯乙烯纖維、聚乙烯纖維、聚四氟乙烯纖維。)靜電電位差別大的纖維相混,可減少靜電。

 (產品的成本:采用價值工程原理,以最小的成本實現產品的功能。

  (四)按非織造材料的用途選擇纖維原料

《》服裝襯:聚酯,聚酰胺,粘膠

《》保暖絮片:聚酯(中空,三維卷曲),聚丙烯腈

《》服裝面料:聚酯

《》人造毛皮:聚丙烯腈

《》毛毯:羊毛,聚丙烯腈

《》窗簾:聚酯

《》地毯:聚酯,聚丙烯,聚酰胺

《》墻布:聚酯

《》衛生巾和尿片包覆布:聚丙烯,ES纖維,棉

《》手術衣:聚丙烯,木漿纖維,粘膠

《》繃帶和敷料:棉,粘膠

《》合成革基布:聚酯,聚酰胺

《》內底革:聚酯,粘膠,聚氯乙烯纖維

《》土工合成材料:聚酯,聚丙烯,聚酰胺,聚乙烯醇

《》過濾材料:聚酯,聚丙烯,棉,耐高溫纖維等

《》吸油材料:聚丙烯,天然秸桿材料

《》電器絕緣材料:聚酯,聚丙烯

《》隔音材料:聚丙烯,聚乙烯醇,廢纖維

《》隔熱材料:棉,粘膠,麻纖維,廢纖維

《》包裝材料:聚乙烯,廢纖維,聚酯,聚酰胺

《》拋光材料:聚酰胺,麻纖維

《》書籍布:聚酯,聚酰胺,聚乙烯

《》造紙毛毯:聚酰胺,羊毛

 

 

 

 

 

 

無紡布生產原理 第二章第四節

第四節 非織造常用纖維

    

     一、聚丙烯纖維

     定義:由聚丙烯熔融紡絲制得,又稱丙綸,簡寫為PP。用途較廣,如土工合成材料、地毯、手術衣、手術罩布、嬰兒尿片和婦女衛生巾包覆材料、吸油材料、過濾材料、保暖材料、隔音材料、揩布等。

     二、聚酯纖維

     定義:化學名稱為聚對苯二甲酸乙二酯,又稱滌綸,簡寫為PETPES。非織造工藝中常用截面為圓形、三角形、扁帶形、中空圓形等,通常適用于絕緣材料、保暖絮片、墻布、服裝襯基布、屋頂防水材料、土工合成材料等。

     三、聚酰胺纖維

     定義:通常由聚酰胺6熔融紡絲制得,又稱尼龍纖維,簡寫為PA。主要用于服裝襯基布、造紙毛毯、地毯、合成革基布、拋光材料等。

     四、聚乙烯醇纖維

     定義:濕紡制得的聚乙烯醇縮甲醛纖維,又稱維綸。與聚丙烯纖維混和后可生產土工合成材料,水溶性纖維可用于繡花基布、用即棄材料等。

     五、聚丙烯腈纖維

     定義:由丙烯腈和其它單體共聚而成,濕紡或干紡成形。主要用于生產保暖絮片、人造毛皮、毛毯等

     六、棉纖維

     棉纖維含有較多的雜質,除雜脫漂后可用于醫衛非織造材料,白度應大于80%,殘硫量應小于8mg,

/100g

     七、粘膠纖維

     定義:由纖維素組成,濕紡成形,簡寫為VIS。粘膠纖維已開發出許多新品種,如高卷曲、高濕強、高吸濕等,常用于醫衛材料,和其它纖維混和后用于服裝襯基布、合成革基布、食品過濾材料等。

     八、麻纖維

     苧麻纖維主要用于生產地毯基布、拋光材料、襯里和建筑用隔音隔熱材料等。

     九、羊毛纖維

     具有天然卷曲,彈性好,手感豐滿,保暖性好,吸濕性強,光澤柔和,染色性好,具有獨特的縮絨性,但價格高。主要用于生產高級地毯、造紙毛毯等。

     十、Lyocell纖維

     采用溶劑法生產的一種新型的纖維素纖維,纖維素直接溶解在有機溶劑中,經過濾、脫泡等工序后擠壓紡絲,凝固后成為纖維素纖維,具有完整的圓形截面和光滑的表面結構,具有較高的聚合度。Lyocell纖維既具有纖維素的優點,如吸濕性、抗靜電性和染色性,又具有普通合成纖維的強力和韌性。其干強達到4.2cN/dtex,與普通聚酯纖維相近,濕強僅比干強低15%左右,仍保持較高的強度。該纖維生產時不污染環境,自身可生物降解,故可稱為"綠色纖維"

     十一、 椰殼纖維

     長度為15~33cm,直徑為0.05~0.3mm,剛度大,彈性好。采用針刺工藝可以加工成用于沙發、汽車座墊及彈簧軟墊、厚床墊、運動墊的填料。

     十二、蠶絲

     具有良好的伸長、彈性和吸濕性,細而柔軟、平滑、光澤好等優點。非織造工業中僅用其絲絹下腳料生產一些特殊的濕法和水刺非織造材料。

     十三、廢纖維

     包括棉紡廠的皮輥花、粗紗頭、梳棉抄斬花、精梳落棉、短絨,毛紡廠的落毛、精梳短毛,麻紡廠的苧麻落麻以及化纖廠的廢絲、再紡纖維等,還包括服裝裁剪邊角料與舊衣等進行布開花處理形成的廢纖維。廢纖維主要用于填料、包裝材料、隔音隔熱材料、絮墊等產品

無紡布生產原理 第二章第五節

第五節 非織造用特種纖維

     一、可溶性粘結纖維

     可溶性粘結纖維在熱水或水蒸汽中產生軟化、熔融現象,干燥后使纖網內纖維之間粘合。該類纖維通常由多種聚合物共聚而成,如日本開發的Efpakal

L90纖維為50%聚氯乙烯與50%聚乙烯醇共聚,在90℃熱水中聚乙烯醇部分溶解,而聚氯乙烯部分軟化、粘合。德國Enka公司的N40纖維為共聚酰胺,在過熱蒸汽或190℃干燥熱風中可熔融。

     二、熱熔粘結纖維

     熔融紡絲制成的合成纖維均可作為熱熔粘結纖維用于熱粘合法非織造材料的生產。但某些纖維的熔點較高,生產能耗大,熱收縮大,不適合作熱熔粘結纖維。由此國內外先后開發了一些低熔點的熱熔粘結纖維。

對低熔點的熱熔粘結纖維的要求:

《》熔點低

《》軟化溫度范圍大

《》熱收縮小

     三、雙組份纖維

     雙組份纖維又稱復合纖維,采用兩種聚合物同時通過復合紡絲孔成形。常見結構形式有4種:

《》并列式(side by side)

《》芯殼式(mantle/core)

《》非連續纖維芯殼式(short fibres in a matrix)

《》長絲芯殼式(fibres of unlimited length)

     非織造工藝中使用的雙組份纖維有ES纖維、海島型纖維和桔瓣型纖維。

ES纖維是一種性能優異的熱熔粘結纖維,在纖網中既作主體纖維,又作粘合纖維,由日本Chisso公司開發,國內已有生產。海島型纖維和桔瓣型纖維經化學或機械的方法可形成超細纖維。

     四、超細纖維

     超細纖維通常是指纖維細度在0.44dtex(0.4d)以下的纖維。超細纖維生產方法主要有:

     采用復合紡絲技術先制得雙組份復合纖維,通常為海島型纖維和桔瓣型纖維,然后分離雙組份,形成超細纖維。

《》對于海島型纖維,采用溶解法溶去""組份,留下的""組份即為超細纖維,細度可達到:0.0011~0.11dtex(0.001~0.1d)

《》對于桔瓣型纖維,可采用機械方法分離兩組份,分離后兩組份均為超細纖維,細度可達到:0.11~0.44dtex(0.1~0.4d)

     五、高性能纖維

     具有高性能的特種纖維,如碳纖維、芳綸等。

《》芳綸1313,商品名Nomex,強度4.84cN/dtex,模量132cN/dtex,斷裂伸長17%,最高使用溫度20{關鍵詞}4℃

《》芳綸1414,商品名Kevlar,強度19.36cN/dtex,模量440cN/dtex,斷裂伸長4%,最高使用溫度232℃

《》聚苯并咪唑纖維,商品名PBI,強度4.27cN/dtex,模量137cN/dtex,斷裂伸長10%,最高使用溫度560℃

《》聚砜酰胺纖維,商品名芳砜綸,強度3.8cN/dtex,模量54cN/dtex,斷裂伸長17%,最高使用溫度200℃

《》聚四氟乙烯纖維,商品名氟綸,強度1.75cN/dtex,模量13.2cN/dtex,斷裂伸長25%,最高使用溫度280℃

《》碳纖維(PAN),強度1961~7061N/mm2,模量226~686kN/mm2,斷裂伸長25%,熔點或分解點為20003500℃

     六、功能性纖維

     與高性能纖維不同之處是,高性能纖維強調耐高溫、熱穩定性以及高強度等性能,而功能性纖維強調使用功能,如:

《》導電

《》抗紫外線

《》抗菌

《》除臭

《》吸收太陽能

     七、無機纖維

     ()玻璃纖維

     圓截面,最大直徑為18μm,實際應用主要為812μm,相當于1.2~2.8dtex。生產超細過濾材料時,可采用13μm的玻璃纖維。玻璃纖維表面光滑,剛性大,易斷,碎屑會引起人體皮膚過敏,因此要注意生產勞動保護。玻璃纖維非織造材料常用于過濾材料、隔音材料、絕熱材料以及復合材料的基材等。

     ()陶瓷纖維

     即硅酸鹽纖維,其特點是強力高,具有優良的耐熱性,耐化學性,較柔軟,有可紡性。

     目前已商業化生產的陶瓷纖維主要有碳化硅(SiC)Si-Ti-C-O兩種。陶瓷纖維梳理成網比較困難,通常采用濕法成網+針刺或水刺等方法加固。

     ()金屬纖維

     由金屬棒拉伸而成,生產成本極高。常用碳鋼纖維的直徑為75250μm。不銹鋼纖維制成的非織造材料可用作耐高溫過濾材料。纖網中混入少量的金屬纖維(占纖維總重的0.51.0%),可獲得永久的抗靜電效果。

     八、木漿纖維

     木漿纖維系來自木材的天然纖維素纖維。70年代初美國首先利用木漿纖維中的絨毛漿短纖維制造一次性衛生用品(婦女衛生巾、嬰兒尿片),因吸濕性良好和成本較低,產量急劇上升。干法造紙和水刺非織造工藝近年來發展迅速,也采用了大量的木漿纖維。木漿纖維的原料為原木,其中含有4345%的纖維素,2730%半纖維素,2028%木質素與35%的天然可提取物。

     九、卷曲中空纖維

     軸向有管狀空腔的化學纖維稱為中空纖維。按卷曲特征分為二維卷曲和三維卷曲。按組分多少分為單一型中空纖維,如滌綸中空纖維和雙組分復合型中空纖維,如滌/丙復合中空纖維。按其孔數的多少分為單孔和多孔纖維,如4孔、6孔和9孔中空纖維。中空纖維的中空度越大,材料滯留的空氣量越大,使非織造產品更輕便、更保暖。

     最常用的是滌綸三維立體卷曲中空纖維,具有彈性好、蓬松、保暖、透氣等優點,是噴膠棉、仿絲面、仿羽絨等保暖絮片的主要原料。

     十、聚乳酸纖維(PLA)

     聚乳酸纖維是一種使用玉米作為原料,從中提取淀粉,經過酶分解得到葡萄糖,再通過乳酸菌發酵后變為乳酸,然后經過化學合成得到高純度聚乳酸,再通過熔融紡絲等加工技術生產出纖維,再經干法或濕法成網制得非織造材料,也可由紡粘法或熔噴法直接制成非織造材料。

     美國CDP公司是現今全球最大的聚乳酸原料制造公司。鐘紡公司與島津制作所合作,于1994年發表了商品名為Lactron的纖維。1998年又發表了一系列以Lactron<,/SPAN>纖維為原料的制成品,并于長野冬季奧林匹克運動會上展示了各式服飾。

無紡布生產原理 第三章第二節

第二節 梳理

      梳理是成網的關鍵工序,將開松混和準備好的小棉束梳理成單纖維組成的薄網,供鋪疊成網,或直接進行加固,或經氣流成網以制造纖維雜亂排列的纖網。

      梳理所用設備可以是羅拉式梳理機,也可以是蓋板式梳理機。

      纖網中纖維具有一定的排列方向,以纖維定向性來表示。通常用非織造材料的縱向(MD)和橫向(CD)強力的比值來鑒別纖維的定向性特征。

梳理機道夫直接輸出的纖網中纖維呈縱向排列,定向性最好;雜亂梳理或交叉鋪網后纖維呈兩維排列;氣流成網后纖維呈三維排列,非定向性良好。

      一、梳理作用

《》徹底分梳混和的纖維原料,使之成為單纖維狀態

《》使纖維原料中各種纖維進一步均勻混和

《》進一步除雜

《》使纖維近似于伸直狀態

      二、梳理設備

      ()針布對纖維的作用

      梳理機的錫林、刺輥、道夫、蓋板以及工作輥等均包覆針布,針布的型號規格、工藝性能和制造質量直接影響纖維的分梳、均勻混和和轉移,因此針布是梳理機的重要元件。

      針布的齒向配置、相對速度、相對隔距及針齒排列密度的變化,對纖維產生不同的作用:

《》分梳作用

《》剝取作用

《》提升作用

      ()針布性能要求

《》對纖維具有良好的穿刺能力和握持能力,能使纖維經常處于針齒的尖端

《》對纖維具有良好的轉移能力,易使纖維從一個針面向另一個針面轉移

《》具有一定的針隙容量,能較好地吸收和釋放纖維,以提高梳理機的混和作用

《》針齒鋒利、光潔,針面平整耐磨,從而保證緊隔距、強分梳、易轉移的工藝要求

      ()梳理機構的差異

      1、主梳理機構

《》單錫林梳理機構

《》羅拉-錫林梳理機構

《》蓋板-錫林梳理機構

      2、工作差異

《》蓋板式梳理點多,羅拉式梳理點少

《》蓋板式梳理區域是連續的,損傷纖維多,特別是長纖維

《》蓋板式梳理不僅除雜,還除去短纖維,羅拉式梳理基本上不產生短纖維

《》蓋板式梳理在蓋板和錫林之間反復細微分梳纖維并混和,而羅拉式梳理的工作羅拉僅對纖維分梳、凝聚及剝取返回

      ()雜亂梳理原理與機構

      (1)凝聚羅拉

一前一后安裝在道夫前面,從道夫到凝聚羅拉1再到凝聚羅拉2,速度依次降低,由此纖維從道夫到凝聚羅拉1再到凝聚羅拉2時受推擠作用,從而使纖維產生隨機變向。最終輸出纖網中纖維從單向排列轉變為一定程度的雜亂排列。

纖網特征:MD : CD = 5 ~ 6 : 1

      (2)雜亂羅拉

      安裝在錫林前面,與錫林針布齒尖相對,相向旋轉,高轉速產生的離心力使雜亂羅拉表面的纖維從張緊拉直狀態變為懸浮在齒尖上的松弛狀態,此外,高轉速產生的空氣渦流促使纖維隨機分布。

纖網特征:MD : CD = 3 ~ 4 : 1

      (3)組合方式

      雜亂羅拉 + 凝聚羅拉

      I. 凝聚羅拉

      V道夫:V1凝聚 = 2:1~1.75:1

      V1凝聚:V2凝聚 = 1.5~1

      II. 雜亂羅拉

      V雜亂>>V錫林

      III. 組合方式

      ()梳理機

      梳理機的作用是將小棉束梳理成單纖維狀態,并使纖維伸直平行,形成一定寬度、一定單位面積質量的纖網。

根據不同的梳理機構,梳理機可分為羅拉式和蓋板式兩種。羅拉式梳理機按不同形式可分為H型和K型。

      1、羅拉式梳理機

      主要包括喂入系統、預梳系統、梳理系統、輸出系統和傳動系統等。

羅拉式梳理機適合于梳理較長的纖維。

根據工作輥尺寸,可梳理纖維長度范圍38~203mm

根據不同針布,可梳理纖維細度范圍1.1~55dtex

      (1) 喂入系統由喂給羅拉和刺輥組成

      a. 2-羅拉喂入系統

      b. 4-羅拉喂入系統

      c. 喂棉羅拉+喂棉板喂入系統

      (2)預梳系統和梳理系統由錫林、工作輥和剝取輥等組成,

      V錫林>V剝取>V工作

      式中:-一根纖維的平均作用齒數,即梳理度

      Nc -錫林針布的齒密

      nc -錫林轉速

      NB-纖維細度

      r -纖維轉移率

      P -梳理機產量(kg/·h)

      Kc -比例系數

      梳理度3比較理想,如果C =1,將產生棉結。

      (3)輸出系統由道夫、凝聚羅拉、剝取羅拉(或斬刀)、輸出簾等組成。

      " 不配置凝聚羅拉和雜亂羅拉時:

      輸出纖網特征: MD : CD = 9 ~ 15 : 1

      配置凝聚羅拉和雜亂羅拉時:

      輸出纖網特征: MD : CD = 3 ~ 6 : 1

      " 剝取形式

      斬刀剝取,輸出纖網速度較慢,用于低速成網。

      剝取輥剝取,輸出纖網速度較快,常用。

      " 梳理機輸出纖網直接加固,如熱軋加固,要控制較小的MD : CD值,除配置凝聚羅拉等外,還可采用法國Thibeau公司的LDSWID技術。

      常用形式:

      單錫林雙道夫

梳理機為保證輸出單纖維狀態的均勻纖網,通常錫林表面的纖維負荷是很輕的,每平方米的纖維負荷量不到1克,理論上來說,纖維負荷量越小,分梳效果越好。在錫林轉速恒定情況下,要降低纖維負荷,就要限制纖維喂入量,因此也限制了梳理機的產量。錫林轉速提高后單位時間內纖維攜帶量增加,為便于錫林上的纖維及時被剝取轉移,避免剝取不清,殘留纖維在以后梳理過程中因纖維間搓揉形成棉結,影響纖網質量,在錫林后配置兩只道夫,可轉移出兩層纖網,達到了增產目的。

      雙錫林雙道夫

      單錫林雙道夫是通過提高錫林轉速,在錫林表面單位面積纖維負荷量不增加情況下,增加單位時間內纖維量,即在保證纖維梳理質量前提下提高產量。雙錫林雙道夫配置,在原單錫林雙道夫基礎上再增加一個錫林,使梳理工作區面積擴大了一倍,即在錫林表面單位面積纖維負荷量不變情況下,增加面積來提高產量,與單錫林雙道夫比較同樣取得增產效果,但梳理質量更容易控制。

      2、蓋板式梳理機

      主要包括喂入系統、預梳系統、梳理系統、輸出系統和傳動系統等。

蓋板式梳理機適合于梳理棉纖維、棉型化纖及中長型纖維。

      (1)喂入系統可采用喂棉羅拉和喂棉板結構,這也是傳統梳棉機所采用的,該種結構對由較短纖維構成的纖維層具有良好的握持作用。

      (2)傳統梳棉機沒有預梳系統,而非織造專用的蓋板式梳理機則配置預梳系統。

      (3)傳統梳棉機的梳理系統由移動式蓋板和大錫林構成,而非織造專用的蓋板式梳理機則配置固定式蓋板。

無紡布生產原理 第三章第三節

第三節 鋪網

 

     鋪網的作用:

《》增加纖網單位面積質量

《》增加纖網寬度

《》調節纖網縱橫向強力比

《》改善纖網均勻性(cv)

《》獲得不同規格、不同色彩的纖維分層排列的纖網結構

     一、平行鋪網

     從道夫剝下的纖網較輕,通常只有8~30g/m2,當要求較大的纖網單位面積質量時,可采用平行鋪疊成網。

     平行鋪疊成網可獲得一定的纖網單位面積質量,并可獲得不同規格、不同色彩的纖維分層排列的纖網結構,但也存在不足之處:

《》纖網寬度被梳理機工作寬度限死

《》其中一臺梳理機出故障,就要停工,生產效率低

《》要求纖網很厚時,梳理機臺數也得很多,不經濟

《》無法調節纖維排列方向,MD : CD = 10 ~ 15 : 1

     平行鋪疊成網的方式:

《》串聯式

《》并聯式

     二、交叉折疊鋪網

     要克服平行鋪疊成網存在的種種不足之處,可以采用交叉折疊鋪網。其特點為:

《》鋪疊后纖網寬度不受梳理機工作寬度限制。

《》可獲得很大單位面積質量的纖網。

《》可以調節纖網中纖維的排列方向,甚至使最終非織造材料的橫向強力大于縱向強力。

《》可獲得良好的纖網均勻性,cv2~4%

交叉折疊鋪網的方式:

《》立式擺動

《》四簾式

《》雙簾夾持

     ()立式擺動交叉折疊鋪網

     ()四簾式交叉折疊鋪網

     ()雙簾夾持交叉折疊鋪網

     法國Asselin公司生產的雙簾夾持鋪網機,由于薄網始終在雙簾夾持下運動,因此不會受到意外張力和氣流的干擾,既可提高鋪網速度,又可改善纖網均勻性。

     夾持簾由聚酯長絲織成,厚度0.7~1.0mm,表面采用合成橡膠涂層,涂層中混有少量碳粉,以防止簾帶上積聚靜電。

     導網系統帶快速反轉裝置以迅速換向。

     Asselin公司新一代的雙簾夾持鋪網機,配置了PROFILEPRODYN技術,鋪網層數、鋪網寬度和鋪網速度控制自如。

     (四)交叉鋪網機控制纖網橫截面形狀的技術

     三、交叉折疊鋪網后牽伸

     通過多級小倍數牽伸,使交叉鋪疊纖網中原來呈橫向排列的部分纖維向縱向移動,從而減小纖網縱橫向的強力差異,同時調節纖網的單位面積質量,匹配前后機臺的速度。

     纖網牽伸機主要由牽伸羅拉組成,牽伸羅拉表面包覆特殊針布。通常3根牽伸羅拉構成一個牽伸區,由一個電機驅動。牽伸區內3根牽伸羅拉的傳動件的齒數比,決定牽伸區的固定牽伸倍數。當牽伸區之間無牽伸時,牽伸區數量決定了纖網牽伸機總的最小固定牽伸倍數。

     四、交叉折疊鋪網后再疊加平行梳理網

     交叉折疊鋪網后,纖網表面留有各層折疊痕跡。在交叉鋪疊纖網的上、下兩面再鋪上一層平行梳理網,可改善纖網外觀,同時可得到多層顏色的纖網,但使用機臺多,占地面積大。

     五、垂直式折疊鋪網

     垂直式折疊鋪網后,纖網內大部分纖維趨于垂直排列,加固后具有良好的壓縮回彈性。

 

無紡布生產原理 第三章第五節

第五節 濕法成網

     一、概述

《》濕法非織造工藝的特點

《》濕法非織造工藝原理和過程

《》濕法非織造材料與紙張的差異

     濕法非織造布定義

     國際非織造布協會的定義是:"濕法成網是由水槽懸浮的纖維沉集而制成的纖維網,再經固網等一系列加工而成的一種紙狀非織造布。"即濕法非織造布是水、纖維及化學助劑在專門的成形器中脫水而制成的纖維網,經物理、化學方法固網后所獲得的非織造布。

     濕法非織造工藝的特點

《》生產速度高,可達到400m/min

《》適合長度20mm以下短纖維成網

《》不同品質纖維相混幾乎無限制

《》纖網中纖維雜亂排列,濕法非織造材料幾乎各向同性

《》產品蓬松性、纖網均勻性較好

《》生產成本較低

《》濕法非織造材料品種變換可能性小

《》用水量大

     濕法非織造工藝原理和過程

《》濕法成網工藝原理

     以水為介質,造紙技術為基礎,將纖維鋪制成纖網。

《》工藝流程

     纖維原料懸浮漿制備→ 濕法成網→ 加固→ 后處理

     懸浮槳的組成成分:

     纖維+分散劑+粘合劑(或粘和纖維)+濕增強劑

     制漿的目的

《》疏解作用:使纖維分散成單纖維;

《》水化作用:使纖維吸水后潤脹,使漿粕形成膠體狀;

《》帚化作用:使纖維表面起毛,增加比表面,有利于纖維間的纏結;

《》混合作用:使不同纖維和粘合劑、化學助劑充分混合。

     二、纖維準備與制漿

     纖維準備工序的主要任務:

     將置于水中的纖維原料開松成單纖維狀態,同時使不同纖維原料充分混和,制成纖維懸浮漿,然后在不產生纖維團塊的條件下,將懸浮漿送至濕法成網機構。

《》非連續式制漿

《》連續式制漿

     纖維素漿粕板送入料桶1溶解,再送入桶2,經送漿泵3送入粉碎機4,然后經貯料桶5送入混料桶6。如果采用切斷的短纖維,可直接送入混料桶6進行分散和混和。混料桶6中的懸浮漿經過必要的混和、反應后,批量送入貯料桶7,由此可連續地輸送至成網機構。

     2567中部均裝有旋翼式攪拌器,旋翼轉動并配合形狀特殊的漿桶,可使桶中產生具有強烈混和作用的液體流動。料桶1底部裝有高速回轉的轉子,可通過強烈的水流將漿粕板打爛。

     助劑和粘合劑可直接加入到混料桶6中,混料桶6中懸浮漿的纖維濃度為0.5~1.5%

     纖維原料連續地喂入料斗1,經輸送簾2送入混料桶3,水也連續地加入到混料桶中。泵4將懸浮漿送入混料桶56,不斷地進行均勻攪拌,最后由泵7將懸浮漿送至成網機構。

     特點是產量高,稀釋比大,所需料桶體積小,節省能源,可適應較長的纖維,但不適應在制漿中易扭結、易結團塊的纖維。

     三、濕法成形

     濕法成形是濕法非織造工藝的關鍵工序,與干法成網不同的是,纖維是由水流分布到成網簾上。由于制漿工序的末端貯料桶中的纖維濃度一般為成網時懸浮濃度的5~10倍,因而在成網前纖維懸浮漿還需要進一步的稀釋。常用成網方式有兩種:

斜網式濕法成形

圓網式濕法成形

     ()斜網式濕法成形

     纖維懸浮漿從混料桶1靠重力流入攪拌桶2,攪拌后再經計量泵3導入一循環輸送通道,該通道內水流靠軸流泵4驅動。纖維懸浮漿進入成網料桶5時靠ABCD四點沖擊轉向后流至成網簾6,水透過簾子的網眼進入集水箱7,再流入水箱8中,經處理后循環使用。

     成網均勻性與纖維在懸浮漿中的均勻分布有很大關系。集水箱較淺時,只適合于窄幅成網。

     加深集水箱,配備控制水流方向的裝置,可改善成網均勻性。采用封閉的循環水路,可減少用水量,降低能源消耗。

     斜網式濕法成形的研究表明:

《》成網簾傾斜可保證脫水區與抽吸區分開,傾斜角度以10°~15°為佳,對于迅速脫水的纖維(如玻璃纖維),傾斜角度可增大,同時縮短了機器長度。

《》成網料桶中懸浮漿壓力過高會造成密封困難。

《》迅速脫水的纖維應盡可能快地鋪至成網簾上。

《》難以脫水的纖維應有較長的成網區。

《》調節懸浮漿輸送速度,可控制成網后纖網內纖維的排列方向,成網簾運動速度與懸浮漿輸送速度一直時,成網后纖網內纖維呈雜亂排列。如差異很大,則纖維呈一定的縱向排列。

     )圓網式濕法成形

     原理與斜網式濕法成形一樣,但成網簾換為圓網形式。

     纖維懸浮漿由管道1經分散輥2輸入成網區3,可調節擋板4可控制成網區空間的大小,5為圓網滾筒。纖維懸浮漿經抽吸箱6的作用使纖維凝聚在圓網表面,水被吸入抽吸箱6,并進入濾水盤7。圓網上部的回轉滾筒8中有一固定的吸管,使纖網離開圓網,并轉移到濕網導帶9上。溢流螺栓10可調節成網區中的懸浮漿高度。

     園網濕法成形中,金屬網簾在滾筒表面和滾筒一起轉動,可以加大真空抽吸力,因此可生產較厚、密度較大的非織造布。

     ()復合式濕法成形

     五、濕法纖網的加固和整理

《》粘合劑加入懸浮液中(乳液型或粉狀粘合劑)

《》粘合纖維混入主體纖維中(水溶性聚乙烯醇纖維)

《》成網后加固

     采用浸漬、泡沫浸漬、噴灑、印花、溶劑粘合等化學粘合方法,然后再烘燥熱軋。

 

 

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