非织造成网工艺和原理课件

非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理1NONWOVEN内容3-1 干法成网前准备 3-2 梳理 3-3 铺网 3-4 气流成网 3-5 湿法成网 NONWOVEN内容3-1 干法成网前准备 2NONWOVEN成网准成网准备纤维梳理梳理成成 网网纤网成网成网技网技术NONWOVEN成网准备纤维梳理成 网纤网成网技术3NONWOVEN纤网成网技术纤网成网技术干法成网干法成网相关设备成网准成网准备纤维梳理梳理成成网网纤维喂入、开松、混合喂入、开松、混合分梳、剥取、提升分梳、剥取、提升机械机械铺网、机械网、机械杂乱成网乱成网气流成网气流成网NONWOVEN纤网成网技术干法成网相关设备成网准备纤维梳理4NONWOVENl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l纤网质量如单位面积质量偏差，不匀率，纤维的配比、配色以及纤维的排列方向等，直接影响非织造材料的外观和性能。纤网缺陷在后加工过程中无法加以弥补，有时反而扩大和暴露。由此，成网技术是非织造材料生产技术中的关键。NONWOVEN非织造材料生产的工艺流程通常为：5NONWOVEN纤网均匀度：指纤维在纤网中分布的程度。通常用纤网不匀率(CV值)来表征纤网的均匀度。纤网定量：指纤网中所含纤维的质量。通常用单位面积纤网质量(g/m2)来表示。纤网质量控制：维持纤网定量在规定的范围内尽可能减少定量偏差的变化范围NONWOVEN纤网均匀度：6NONWOVEN纤维在纤网中的排列方向，一般用定向度来表示。纤维在纤网中呈某一方向排列数量的多少称为定向度。纵向(MD)：纤维顺着机器输出方向排列。横向(CD)：纤维垂直于机器输出方向排列。杂乱排列：纤维沿纤网各个方向排列。杂乱度：沿纤网各个方向排列的纤维数量的均匀程度。各向异性：纤网各个方向的物理机械性能差异很大(定向度高的纤网)各向同性：纤网各个方向的物理机械性能非常相似(杂乱度高的纤网)通常用非织造材料的纵向和横向断裂强力的比值来判断纤网的定向度或杂乱度。MD:CD1或V锡林锡林NONWOVEN杂乱罗拉 V杂乱V锡林20NONWOVENNONWOVEN21NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-23-2梳理梳理l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。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-2 22NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理3-23-2梳理梳理梳理机的其它技术进展高速高产可梳理细度1.1dtex以下的纤维纤网检测系统，通过自调匀整控制纤网长片段不匀NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-2 23NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-23-2梳理梳理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。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-2 24NONWOVEN新型梳理机新型梳理机双道夫梳理机1-气压棉箱2-给棉罗拉3-给棉板4-刺辊5-胸锡林6-主锡林7-工作辊8-剥取辊9-道夫10-杂乱辊11-出网帘NONWOVEN新型梳理机双道夫梳理机 1-气压棉箱 2-25NONWOVEN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。NONWOVEN双锡林双道夫26NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-33-3铺网铺网铺网的作用：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NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-327NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-33-3铺网铺网一、平行铺网从道夫剥下的纤网较轻，通常只有830g/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：1 纤网宽度被梳理机工作宽度限死2 其中一台梳理机出故障，就要停工，生产效率低3 要求纤网很厚时，梳理机台数也得很多，不经济4 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NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-328NONWOVEN平行铺网平行铺网串联式NONWOVEN平行铺网串联式29NONWOVEN平行铺网平行铺网并列式NONWOVEN平行铺网并列式30NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-33-3铺网铺网二、交叉折叠铺网要克服平行铺叠成网存在的种种不足之处，可以采用交叉折叠铺网。其特点为：1 铺叠后纤网宽度不受梳理机工作宽度限制。2 可获得很大单位面积质量的纤网。3 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。4 可获得良好的纤网均匀性，cv24%。交叉折叠铺网的方式：立式摆动四帘式双帘夹持NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-331NONWOVEN交叉铺网交叉铺网垂直式NONWOVEN交叉铺网垂直式32NONWOVEN梳理机输出的薄网经过定向回转的输入帘和补偿帘到达铺网帘，铺网帘不仅回转，并按所需的成网宽度来回运动，因此薄网被交叉折叠铺放在输出帘上，形成一定厚度的纤网。1-纤网2-输网帘3-补偿帘4-铺网帘5-成网帘6-纤网123456NONWOVEN梳理机输出的薄网经过定向回转的输入帘和补偿帘33NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-33-3铺网铺网三、双帘夹持交叉折叠铺网法国Asselin公司生产的双帘夹持铺网机，由于薄网始终在双帘夹持下运动，因此不会受到意外张力和气流的干扰，既可提高铺网速度，又可改善纤网均匀性。夹持帘由聚酯长丝织成，厚度0.71.0mm，表面采用合成橡胶涂层，涂层中混有少量碳粉，以防止帘带上积聚静电。导网系统带快速反转装置以迅速换向。Asselin公司新一代的双帘夹持铺网机，配置了PROFILE和PRODYN技术，铺网层数、铺网宽度和铺网速度控制自如。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-334NONWOVEN双帘夹持铺网双帘夹持铺网NONWOVEN双帘夹持铺网35NONWOVEN铺网工艺过程NONWOVEN铺网工艺过程36NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-33-3铺网铺网交叉铺网新技术储网装置传统交叉铺网机以往复运动铺网，在铺网宽度两端换向时，铺网小车经历了速度减至零、换向和重新加速的变化过程，由于梳理机输出纤网是恒速的，因而铺网小车在两端减速停顿时，薄纤网还在继续输入，造成铺叠纤网两端变厚。针对这一问题，德国奥特法(AUTEFA)公司开发了储网装置(Accumulator)，当铺网小车在两端减速停顿时，储网装置中垂直帘子向下运动，将梳理机输入的薄纤网储存起来，当铺网小车完成换向加速时，垂直帘子向上运动，恢复薄纤网的供给，以保证整个铺叠纤网在宽度方向上重量一致。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-337NONWOVEN交叉铺网新技术Accumulator储网装置NONWOVEN交叉铺网新技术38NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原非织造成网工艺和原理理3-33-3铺网铺网交叉铺网新技术：纤网横截面整形系统传统交叉铺网机还存在第二个问题，即由于后道加固处理时纤网受牵伸力作用，即使原先纤网很均匀，在牵伸力作用下，其纵向伸长，横向收缩，也会导致两边厚中间薄的现象，对此奥特法公司开发了纤网横截面整形系统(Profiling)。该系统采用计算机和伺服电机来控制铺网过程中薄纤网的牵伸和运动，按要求的最终纤网横截面形状来铺叠，例如中间厚，两边薄，来补偿后道加固处理时的牵伸影响。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-339NONWOVEN交叉铺网机控制纤网横截面形状的技术交叉铺网机控制纤网横截面形状的技术传统交叉铺网机形成的纤网横截面形状传统交叉铺网机形成的纤网横截面形状NONWOVEN交叉铺网机控制纤网横截面形状的技术传统交叉40NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-43-4气流成网气流成网一、气流成网原理纤维经过开松、除杂、混和后喂入主梳理机构，得到进一步的梳理后呈单纤维状态，在锡林高速回转产生的离心力和气流的共同作用下，纤维从针布锯齿上脱落，由气流输送并凝聚在成网帘(或尘笼)上，形成纤维三维杂乱排列的纤网。气流成网纤网中纤维呈三维杂乱排列，MD:CD=1.11.5，最终产品基本各向同性。气流成网通常要求纤维长度不大于80mm，纤维过长会破坏纤网外观和均匀度。气流成网可有效地处理短纤维，如长度小于10mm的木浆粕纤维。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-441NONWOVEN气流成网中为提高纤维在最终纤网中排列的杂乱度，输送管道在结构上往往采用文丘利管。这种管道实际上是一种变截面管道，即管道中任意二个截面的截面积不相等，且管道从入口到出口逐步扩大。由于纤维有一定长度，在文丘利管中，其头、尾端处于两不同截面，因此纤维头、尾端速度是不同的，头端速度低于尾端速度，于是纤维产生变向，形成杂乱排列。NONWOVEN42NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-43-4气流成网气流成网气流成网中的输送管道NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-443NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-43-4气流成网气流成网二、气流成网方式o自由飘落式离心力+纤维自重o压入式离心力+气流吹入o抽吸式离心力+气流抽吸o封闭循环式离心力+上吹下吸(一台风机)o压吸结合式离心力+上吹下吸(二台风机)NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-444NONWOVEN成成 网网机械杂乱成网气流成网气流成网机械机械铺叠成网叠成网平行平行铺网网串串联式式并并联式式交叉交叉铺网网垂直式垂直式水平式水平式双帘双帘夹持持铺网网杂乱乱辊式式杂乱成网乱成网牵伸式伸式杂乱成网乱成网封封闭循循环式式抽吸式抽吸式自由自由飘落式落式压吸吸结合式合式压入式入式链接接链接接NONWOVEN成 网机械杂乱成网气流成网机械铺叠成网平行铺45NONWOVEN自由飘落式压入式抽吸式封闭循环式压吸结合式NONWOVEN自由飘落式压入式抽吸式封闭循环式压吸结合式46NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-43-4气流成网气流成网提高气流成网的均匀度的途径(一)喂入纤维层的均匀性气流成网中使用的气流输送纤维管道通常很短，而气流的速度很高（15m/s），纤维在管道中逗留时间很短，而且气流主要对纤维起输送、扩散作用，对纤维量的均匀分布调节作用非常弱，而且后道往往不配置铺网系统，难以通过薄纤网铺叠来弥补质量均匀度的差异。因此喂入气流成网机的纤维层均匀与否，对纤网均匀度有着直接的、决定性的影响，所以严格控制并改善喂入纤维层的均匀度是获得气流成网均匀性的首要途径。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-447NONWOVEN(二)纤维在气流中的均匀分布和输送纤维在气流中的均匀分布和输送，取决于以下三个因素：1、单纤维程度2、剥离纤维的气流速度和方向剥离气流应循锡林表面的切线方向，V剥离34V道夫，从锡林上剥取时，V剥离2.3V锡林。3、输送纤维气流流量和均匀流动纤维输送过程中，应有足够的空气包容每一根纤维，使其不与相邻纤维缠结。如假想以纤维长度为直径的球体去包容每一根纤维，即可估算所需的空气流量。NONWOVEN(二)纤维在气流中的均匀分布和输送48NONWOVEN(三)纤维在成网帘上的凝聚条件1、气流与成网帘(尘笼凝聚面)夹角不宜接近90，防止纤维冲入网眼。2、气流速度输送管道可采用弓形扩管，减弱气流冲力，有利于纤维均匀吸附。3、成网帘(尘笼)表面吸附条件网眼大小和分布影响气流成网均匀度。对于同样的气流吸口，曲面尘笼比平面的成网帘具有更大的展开面积，纤网局部在气流吸口处停留时间延长，纤维多次重合凝聚机会高，有利于提高纤网均匀性。4、抽吸气流的均匀流动NONWOVEN(三)纤维在成网帘上的凝聚条件49NONWOVEN思考题凝聚罗拉和杂乱罗拉是作用是什么？铺网的形式有哪几种？各自特点如何？气流成网原理是什么？试比较几种气流成网方式的特点。如何提高气流成网的均匀度？NONWOVEN思考题凝聚罗拉和杂乱罗拉是作用是什么？50NONWOVEN五、干法造纸干法造纸是采用气流成网技术加工木浆纤维网的一种新工艺。1、工艺流程木浆纤维热溶纤维气流成网热粘合加固非织造材料木浆纤维气流成网喷洒粘合剂烘燥非织造材料木浆纤维(气流成网)常规纤维(梳理成网)水刺加固烘燥非织造材料2、性能与用途其产品主要是医用卫生材料，特别是高吸水性的一次性卫生用品（如尿片、卫生巾、湿面巾、擦布等），其特点是蓬松度好、手感柔软、湿强度和耐磨性优于纸张，吸湿性能超强。作为一次性用品，消耗量大，当采用木浆纤维作主要原料，还具有可生物降解的优点，为废弃物处理也提供了方便。NONWOVEN五、干法造纸51NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网一、概述湿法非织造工艺的特点湿法非织造工艺原理和过程湿法非织造材料与纸张的差异湿法非织造布定义国际非织造布协会的定义是：“湿法成网是由水槽悬浮的纤维沉集而制成的纤维网，再经固网等一系列加工而成的一种纸状非织造布。”即湿法非织造布是水、纤维及化学助剂在专门的成形器中脱水而制成的纤维网，经物理、化学方法固网后所获得的非织造布。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-552NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网湿法非织造材料与纸张的差异 材料对比项目材料对比项目湿法非织造材料湿法非织造材料纸纸 张张纤维原料纤维原料830mm14mm加加 固固粘合剂粘合剂自身氢键自身氢键性性 能能密度小，柔软，密度小，柔软，有一定湿强有一定湿强手感硬，手感硬，耐水性差耐水性差NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-553NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网湿法非织造工艺的特点l生产速度高，可达到400m/minl适合长度20mm以下短纤维成网l不同品质纤维相混几乎无限制l纤网中纤维杂乱排列，湿法非织造材料几乎各向同性l产品蓬松性、纤网均匀性较好l生产成本较低l湿法非织造材料品种变换可能性小l用水量大NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-554NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网湿法非织造工艺原理和过程湿法成网工艺原理以水为介质，造纸技术为基础，将纤维铺制成纤网。工艺流程纤维原料悬浮浆制备湿法成网加固后处理悬浮桨的组成成分：纤维+分散剂+粘合剂(或粘和纤维)+湿增强剂制浆的目的疏解作用：使纤维分散成单纤维；水化作用：使纤维吸水后润胀，使浆粕形成胶体状；帚化作用：使纤维表面起毛，增加比表面，有利于纤维间的缠结；混合作用：使不同纤维和粘合剂、化学助剂充分混合。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-555NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网二、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和，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。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-556NONWOVEN三、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0.050.5g/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。长径比，湿模量分散性卷曲度，长度一致性分散性吸湿性分散性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。NONWOVEN三、合成纤维分散与结合的基本特性57NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网四、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510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：斜网式湿法成形圆网式湿法成形NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-558NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网(一)斜网式湿法成形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。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-559NONWOVENNONWOVEN60NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网(二)圆网式湿法成形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。园网湿法成形中，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。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-561NONWOVENNONWOVEN62NONWOVEN第三章第三章 非织造成网工艺和原理非织造成网工艺和原理 3-53-5湿法成网湿法成网五、湿法纤网的加固和整理粘合剂加入悬浮液中(乳液型或粉状粘合剂)粘合纤维混入主体纤维中(水溶性聚乙烯醇纤维)成网后加固采用浸渍、泡沫浸渍、喷洒、印花、溶剂粘合等化学粘合方法，然后再烘燥热轧。NONWOVEN第三章 非织造成网工艺和原理 3-563