非织造成网工艺和原理

第8讲第三章非织造成网工艺和原理作者：中国工控网发布时间：2007-8-910:18:00第一节干法成网前准备非织造材料生产的工艺流程通常为：纤维原料→成网前处理→成网→加固→后处理→成卷干法成网的准备工序主要包括纤维的混和、开清和施加油剂。一、配料成份计算采用整包纤维混和时，配料成份可用下式计算：某种纤维原料配料成份=（某种纤维包平均重量/混料纤维包平均总重量）*100%采用秤见重量混和时，秤见重量可用下式计算：某种纤维秤见重量(kg)=混料纤维总重量(kg)×某种纤维配料成份(%)二、油剂施加使用油剂的目的，是减少纤维的摩擦，防止纤维产生静电，以达到加柔、平滑而又有良好抱合性的要求。通常在纤维开松前，把油剂稀释，以雾点状均匀地喷洒到纤维中，再堆积24~48h，使纤维均匀上油，达到润湿、柔和的效果。油剂施加量太多会产生纤维绕刺辊、锡林和腐蚀金属针布的问题，一般对纤维重量的最佳油剂附着量为0.2~0.9%。三、混和开松流程及设备(一)混和开松流程混合与开松处理是将各种成分的纤维原料进行松解，使大的纤维块、纤维团离解，同时使原料中的各种纤维成分获得均匀的混合。这一处理总的要求是混合均匀、开松充分并尽量避免损伤纤维。可供混合、开松的设备种类很多，必须结合纤维密度、纤维长度、含湿量、纤维表面形状等因素来选择混合与开松设备，设备选定后，还要根据纤维特性及对混合、开松的要求考虑混合、开松道数、工作元件的调整参数(如元件的隔距、相对速度)。混合、开松良好的纤维原料是后道高速、优质生产的重要前提。1、成卷方式的开松混合工艺路线这一配置属间断式生产工艺流程，生产线由园盘式抓棉机、开松机、棉箱以及成卷机组成。最终将混合开松的原料制成卷子，由人工将卷子放入梳理机的棉卷架，供下道加工。这种配置比较灵活，适用于同种原料，多品种非织造材料产品的生产要求，其加工的纤维范围为1.67~6.67dtex，长度38~65mm。2、称量式开混联合工艺路线属连续生产的工艺流程，生产线由抓棉机、无回料输送机、称量装置、开松机、棉箱以及气流配送系统组成。混合、开松后的纤维由气流输送和分配到后道成网设备的喂入棉箱中。由于采用了称量装置，混料中各种成分比较准确。这种工艺流程适用于加工的纤维范围为1.67~6.67dtex，长度38~65mm。往复抓棉机(FA006系列)机为开清流程的第一道工序，间歇下降的抓棉器打手随转塔作往复运动，对棉包作顺序抓取，被抓取的纤维束经输棉风机和输棉管道，依*前方凝棉器或风机的抽吸，送至前方棉箱内。圆盘抓棉机(A002D、FA002)适合于抓取棉纤维、棉型化纤和76以下的化纤，由小车、中心轴、伸缩管、地轨和外围墙板等组成。A002D单台使用，FA002可两台并联使用。喂棉称量机(ZBG011)和自动称量机(ZBG012)用于纤维混纺，喂棉称量机采用人工将纤维喂入喂棉帘，而自动称量机由凝棉器或气纤分离器将抓棉机抓取的纤维送至自动称量机的棉箱内，纤维经初步开松后落至称量斗中，由前方机台控制称量斗是否落料，最终定量的纤维依次铺在混棉帘子上。通常一套混和机组配置2~3台称量机可供两种或三种纤维原料混纺用。称量方式有电子和机械两种形式。混棉帘子开棉机(ZBG021)主要用于对不同性质的纤维进行混纺，由自动称量机将纤维按不同混和比依次连续地铺在混棉帘子上，并输送至给棉罗拉，经打手开松混和后，由前方机台的风机吸走。气动二路配棉器(FA133)采用气动形式将开松的纤维按需要分配给前方机台，两个控制活门由连杆联结，仅用一个气缸和一个电控滑阀，结构简单，重量轻。凝棉器(A045B)用于开清流程，依*风机和输棉管道输送纤维，纤维*风机的抽吸凝聚在尘笼表面，然后由打手从凝棉器下方剥落，并经尘笼排除部分尘杂和短绒。在流程中不同位置应选用不同的功率。多仓混棉机(FA022系列)用于76mm以下的各种纤维混和，是开清混和流程中不可缺少的设备。由棉仓、罗拉、打手、配棉通道、混棉通道等组成。开棉机(FA106A)用于76mm以下各种纤维进一步开松和除杂，主要由储棉箱、给棉机构、打手及尘格等组成。打手为梳针辊筒，由多块梳针板组成，梳理开松能力较强，二分之一圆周有三角尘棒包围，可满足一定的除杂效果。中间喂棉机(FA031-W)适用于经初步开松、混和和除杂后的纤维进一步开松除杂，并将纤维喂给FA108E-W开棉机或ZFA109清棉机。该机在以往只起储棉作用的中间棉箱上增加了开松除杂打手，可在不增加单元机的情况下提高开清流程的开松除杂效率。锯齿辊筒开棉机(FA108E-W)主要用于清梳联，适用于经初步开松、混和和除杂后的筵棉进一步开松。采用锯齿辊筒打手分梳板来开松梳理，取消了传统的尘格装置，给棉罗拉采用变频控制，可根据清梳联喂棉箱的要求自动调整连续喂棉。气纤分离器(ZFA053)适用于开清棉流程，依*后方机台的风机输送纤维，纤维在机内沿网眼板作圆周运动后落入前方机台，部分短绒和杂质通过网眼板由排尘管道排出。开棉机(ZBG041)主要用于非织造流程，对经过初步开松、混和和除杂的筵棉或化纤进行进一步开松，棉箱容积较大，通过光电控制后方机台，给棉罗拉采用变频控制，根据气流棉箱的要求自动调整连续喂棉。气流棉箱喂棉机(W1061)安装于梳理机后，是连接开清棉联合机与梳理机的核心设备，其将经过开松、混和和除杂的纤维形成均匀的纤维层供给梳理机。采用气流调整的方法达到纵横向均匀喂棉的目的。第二节梳理梳理是成网的关键工序，将开松混和准备好的小棉束梳理成单纤维组成的薄网，供铺叠成网，或直接进行加固，或经气流成网以制造纤维杂乱排列的纤网。梳理所用设备可以是罗拉式梳理机，也可以是盖板式梳理机。纤网中纤维具有一定的排列方向，以纤维定向性来表示。通常用非织造材料的纵向(MD)和横向(CD)强力的比值来鉴别纤维的定向性特征。梳理机道夫直接输出的纤网中纤维呈纵向排列，定向性最好；杂乱梳理或交*铺网后纤维呈两维排列；气流成网后纤维呈三维排列，非定向性良好。一、梳理作用《》彻底分梳混和的纤维原料，使之成为单纤维状态《》使纤维原料中各种纤维进一步均匀混和《》进一步除杂《》使纤维近似于伸直状态二、梳理设备(一)针布对纤维的作用梳理机的锡林、刺辊、道夫、盖板以及工作辊等均包覆针布，针布的型号规格、工艺性能和制造质量直接影响纤维的分梳、均匀混和和转移，因此针布是梳理机的重要元件。针布的齿向配置、相对速度、相对隔距及针齿排列密度的变化，对纤维产生不同的作用：《》分梳作用《》剥取作用《》提升作用(二)针布性能要求《》对纤维具有良好的穿刺能力和握持能力，能使纤维经常处于针齿的尖端《》对纤维具有良好的转移能力，易使纤维从一个针面向另一个针面转移《》具有一定的针隙容量，能较好地吸收和释放纤维，以提高梳理机的混和作用《》针齿锋利、光洁，针面平整耐磨，从而保证紧隔距、强分梳、易转移的工艺要求(三)梳理机构的差异1、主梳理机构《》单锡林梳理机构《》罗拉-锡林梳理机构《》盖板-锡林梳理机构2、工作差异《》盖板式梳理点多，罗拉式梳理点少《》盖板式梳理区域是连续的，损伤纤维多，特别是长纤维《》盖板式梳理不仅除杂，还除去短纤维，罗拉式梳理基本上不产生短纤维《》盖板式梳理在盖板和锡林之间反复细微分梳纤维并混和，而罗拉式梳理的工作罗拉仅对纤维分梳、凝聚及剥取返回(四)杂乱梳理原理与机构(1)凝聚罗拉一前一后安装在道夫前面，从道夫到凝聚罗拉1再到凝聚罗拉2，速度依次降低，由此纤维从道夫到凝聚罗拉1再到凝聚罗拉2时受推挤作用，从而使纤维产生随机变向。最终输出纤网中纤维从单向排列转变为一定程度的杂乱排列。纤网特征：MD:CD=5~6:1(2)杂乱罗拉安装在锡林前面，与锡林针布齿尖相对，相向旋转，高转速产生的离心力使杂乱罗拉表面的纤维从张紧拉直状态变为悬浮在齿尖上的松弛状态，此外，高转速产生的空气涡流促使纤维随机分布。纤网特征：MD:CD=3~4:1(3)组合方式杂乱罗拉+凝聚罗拉I.凝聚罗拉V道夫:V1凝聚=2:1~1.75:1V1凝聚:V2凝聚=1.5~1II.杂乱罗拉V杂乱V锡林III.组合方式(五)梳理机梳理机的作用是将小棉束梳理成单纤维状态，并使纤维伸直平行，形成一定宽度、一定单位面积质量的纤网。根据不同的梳理机构，梳理机可分为罗拉式和盖板式两种。罗拉式梳理机按不同形式可分为H型和K型。1、罗拉式梳理机主要包括喂入系统、预梳系统、梳理系统、输出系统和传动系统等。罗拉式梳理机适合于梳理较长的纤维。根据工作辊尺寸，可梳理纤维长度范围38~203mm根据不同针布，可梳理纤维细度范围1.1~55dtex(1)喂入系统由喂给罗拉和刺辊组成a.2-罗拉喂入系统b.4-罗拉喂入系统c.喂棉罗拉+喂棉板喂入系统(2)预梳系统和梳理系统由锡林、工作辊和剥取辊等组成，V锡林＞V剥取＞V工作式中：C－一根纤维的平均作用齿数，即梳理度Nc－锡林针布的齿密nc－锡林转速NB－纤维细度r－纤维转移率P－梳理机产量(kg/台·h)Kc－比例系数梳理度C为3比较理想，如果C=1，将产生棉结。(3)输出系统由道夫、凝聚罗拉、剥取罗拉(或斩刀)、输出帘等组成。不配置凝聚罗拉和杂乱罗拉时：输出纤网特征：MD:CD=9~15:1配置凝聚罗拉和杂乱罗拉时：输出纤网特征：MD:CD=3~6:1剥取形式斩刀剥取，输出纤网速度较慢，用于低速成网。剥取辊剥取，输出纤网速度较快，常用。梳理机输出纤网直接加固，如热轧加固，要控制较小的MD:CD值，除配置凝聚罗拉等外，还可采用法国Thibeau公司的LDS和WID技术。常用形式：单锡林双道夫梳理机为保证输出单纤维状态的均匀纤网，通常锡林表面的纤维负荷是很轻的，每平方米的纤维负荷量不到1克，理论上来说，纤维负荷量越小，分梳效果越好。在锡林转速恒定情况下，要降低纤维负荷，就要限制纤维喂入量，因此也限制了梳理机的产量。锡林转速提高后单位时间内纤维携带量增加，为便于锡林上的纤维及时被剥取转移，避免剥取不清，残留纤维在以后梳理过程中因纤维间搓揉形成棉结，影响纤网质量，在锡林后配置两只道夫，可转移出两层纤网，达到了增产目的。双锡林双道夫单锡林双道夫是通过提高锡林转速，在锡林表面单位面积纤维负荷量不增加情况下，增加单位时间内纤维量，即在保证纤维梳理质量前提下提高产量。双锡林双道夫配置，在原单锡林双道夫基础上再增加一个锡林，使梳理工作区面积扩大了一倍，即在锡林表面单位面积纤维负荷量不变情况下，增加面积来提高产量，与单锡林双道夫比较同样取得增产效果，但梳理质量更容易控制。2、盖板式梳理机主要包括喂入系统、预梳系统、梳理系统、输出系统和传动系统等。盖板式梳理机适合于梳理棉纤维、棉型化纤及中长型纤维。(1)喂入系统可采用喂棉罗拉和喂棉板结构，这也是传统梳棉机所采用的，该种结构对由较短纤维构成的纤维层具有良好的握持作用。(2)传统梳棉机没有预梳系统，而非织造专用的盖板式梳理机则配置预梳系统。(3)传统梳棉机的梳理系统由移动式盖板和大锡林构成，而非织造专用的盖板式梳理机则配置固定式盖板。第三节铺网铺网的作用：《》增加纤网单位面积质量《》增加纤网宽度《》调节纤网纵横向强力比《》改善纤网均匀性(cv值)《》获得不同规格、不同色彩的纤维分层排列的纤网结构一、平行铺网从道夫剥下的纤网较轻，通常只有8~30g/m2，当要求较大的纤网单位面积质量时，可采用平行铺叠成网。平行铺叠成网可获得一定的纤网单位面积质量，并可获得不同规格、不同色彩的纤维分层排列的纤网结构，但也存在不足之处：《》纤网宽度被梳理机工作宽度限死《》其中一台梳理机出故障，就要停工，生产效率低《》要求纤网很厚时，梳理机台数也得很多，不经济《》无法调节纤维排列方向，MD:CD=10~15:1平行铺叠成网的方式：《》串联式《》并联式二、交*折叠铺网要克服平行铺叠成网存在的种种不足之处，可以采用交*折叠铺网。其特点为：《》铺叠后纤网宽度不受梳理机工作宽度限制。《》可获得很大单位面积质量的纤网。《》可以调节纤网中纤维的排列方向，甚至使最终非织造材料的横向强力大于纵向强力。《》可获得良好的纤网均匀性，cv2~4%。交*