非织造学.docx

非 织 造 学 杜教授主要内容1绪论2针刺法非织造布的原料选用3开清棉工序与产品质量控制4梳理工序与产品质量控制5成网工序与产品质量控制6针刺工序与产品质量控制7后整理工序与产品质量控制8新型针刺产品的开发9其他非织造技术简介 第一讲 绪 论非织造材料、非织造布、无纺布、不织布一、非织造材料的定义 国家标准(GB/T5709-1997)： 定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫(不包括纸、机织物、簇绒织物，带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品)。所用纤维可以是天然纤维或化学纤维；可以是短纤维、长丝或当场形成的纤维状物。为了区别湿法非织造材料和纸，还规定了在其纤维成分中长径比大于300的纤维占全部质量的50%以上，或长径比大于300的纤维虽只占全部质量的30%以上但其密度小于0.4g/cm3的，属于非织造材料，反之为纸。 二、针刺法非织造布定义以短纤维为原料，经过机械梳理或者气流形成纤维薄网，再经过杂乱或定向铺置，最后用针刺机针刺缠结的方法加固成的纺织品。 三、非织造材料按纤维网形成方法分类 四、非织造工艺的技术特点1. 多学科交叉突破传统纺织原理，综合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识。2. 工艺过程简单，劳动生产率高。3. 生产速度高，产量高。4. 可应用纤维范围广。5. 工艺变化多，产品用途广。6. 资金规模大，技术要求高。五、针刺非织造布的性能特点共同特点：工艺过程短、连续化、自动化、高产高效。 针刺非织造布在干法非织造布中占的比例高。（40%）产品种类多、应用领域广。原料适应性广。工艺可变化性大。设备结构简单。占地面积小、无污染，一次性投资不大。 六、针刺非织造布的发展历史 发展历程：1878年英国William Bywater公司制造最早的针刺机1885年英国James Broadhead采用针刺法制造薄毡1990年美国James Hunter工厂开始制造针刺机1930年汽车已开始应用针刺非织造材料1940年针刺机仍很粗糙原始1945年Bywater公司对针刺机作出重要改进1957年Hunter工厂设计出传动平衡的针刺机，转速达到800rpm1968年奥地利Fehrer公司制造出组合机架、全封闭分段传动针刺机，转速达到1000rpm1972年Fehrer公司发明U形刺针和花纹针刺机发展至今，幅宽16m，频率超过3300rpm，多针板植针密度达30000枚/m，生产速度达30m/min。七、我国针刺非织造布的发展情况1995-2005 41-43%占亚洲地区总量22.52%1996年至今，产量上升、利润率不高。生产线上马快。 八、针刺非织造布的用途和市场铺地材料家居用布揩布合成皮革基布环保过滤材料土木工程材料汽车内饰材料造纸毛毯农用材料九、非织造材料的发展原因1. 传统纺织工艺与设备复杂化，生产成本不断上升，促使人们寻找新技术。2. 化纤工业的迅速发展，为非织造技术的发展提供了丰富的原料，拓宽了产品开发的可能性。3. 很多传统纺织品对最终应用场合，针对性差。十、非织造材料的结构与性能非织造材料与传统纺织品的结构差异传统纺织品结构特征：1、构成主体是纱线(或长丝)2、经交织或编织形成规则的几何结构十一、非织造材料的结构与性能非织造材料结构特征：1、构成主体是纤维(呈单纤维状态)2、由纤维组成网络状结构3、必须通过化学、机械、热学等加固手段使该结构稳定和完整。十二、非织造材料的结构与性能 非织造材料的外观、结构多样性 1、结构：纤维排列 (1)纤维呈二维排列的单层薄网几何结构 (2)纤维呈三维排列的网络几何结构纤维结合 (1)纤维与纤维缠绕而形成的纤维网架结构 (2)纤维与纤维之间在交接点相粘合的结构 (3)由化学粘合剂将纤维交接点予以固定的纤维网架结构2、外观: 布状、网状、毡状、纸状等。 本世纪针刺非织造材料发展及应用的主要趋势：生态化；其他领域最新技术成果的综合应用；大量向其他领域渗透。第二讲 针刺非织造布的原料选用2-1 纤维在非织造材料中的作用一、纤维作为非织造材料的主体成分在粘合法非织造材料、针刺法非织造材料、水刺法非织造材料、纺丝成网法等非织造材料中，纤维以网状构成非织造材料的主体，纤维在这些非织造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。 二、纤维作为非织造材料的缠结成分 在针刺法非织造材料、水刺法非织造材料以及无纱线纤网型缝编法非织造材料中，部分纤维以纤维束锲柱形式或线圈状结构起加固纤网的作用。三、纤维作为非织造材料的粘合成分 在大多数热粘合非织造材料中，加入纤网的热熔性纤维在热粘合时全部或部分熔融，形成纤网中的热熔粘合加固成分。 在溶剂粘合法非织造材料中，部分纤维在溶剂作用下溶解或膨润，起到与其它纤维相互粘合的作用。四、纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的热 熔粘合成分 在双组份纤维热熔粘合法非织造材料中，双组份纤维的高熔点组份(通常为芯)作为非织造材料的主体，低熔点组份(通常为壳)在纤维交叉处熔融粘结，由此，双组份纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的热熔粘合成分。2-2 纤维与非织造材料性能的关系一、纤维表观性状对非织造材料性能的影响1、纤维长度及长度分布2、纤维线密度3、纤维卷曲度4、纤维截面形状5、纤维表面摩擦系数二、纤维的物理机械性能、化学性能对非织造材料性能的影响 纤维的机械性能(包括断裂强力和伸长、初始模量、弹性恢复性等) 纤维的吸湿性 纤维的热学性能 纤维的化学性能1、纤维的物理机械性能浸渍粘合法非织造材料与其采用纤维的应力应变曲线相似。浸渍粘合法非织造材料应力应变曲线与粘合剂应力应变曲线的比较。纤维强度利用系数可用下式来表示：式中：K 纤维强度利用系数 p 非织造材料的强度 B 单纤维强力 m 通过非织造材料1cm2截面的纤维根数 通常，粘合法非织造材料的纤维强度利用系数不超过20%，针刺法非织造材料的纤维强度利用系数可达30%，而普通机织物的纤维强度利用系数高达4050%。2、纤维的吸湿性 3、纤维的热学性能三、纤维特性对非织造材料性能的影响规律 (一)细度和长度 细度长度非织造材料强度(二)卷曲度 纤维卷曲度影响抱合力、弹性、压缩回弹性。(三)纤维截面形状 过滤材料采用多叶截面，孔径，表面积，非织造材料强度。(四)表面光滑程度 影响强度，影响加工工艺性，如静电、针刺力等。(五)吸湿性 影响加工工艺性，如静电、粘合剂扩散等。2-3 纤维选用的原则一、天然纤维与化学纤维的比较： 多数化学纤维的物理机械性能高于天然纤维。 天然纤维和部分化学纤维具有可降解性。 化学纤维含杂少，可简化纤维准备工序。 差别化、功能性的化学纤维可满足非织造材料的特殊要求。 化学纤维细度、长度的一致性较好，并可按非织造生产工艺的要求进行控制。纤维原料对非织造材料性能的影响二、纤维选用的原则 (一)非织造材料的性能要求 如强度、工作温度、老化性能、耐化学品性能、颜色等。(二)工艺与设备的适应性 包括气流成网、梳理机、热粘合工艺等。纤维静电电位序列： 羊毛、聚酰胺、粘胶、棉、丝、醋酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维、聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维。 静电电位差别大的纤维相混，可减少静电。(三)产品的成本 采用价值工程原理，以最小的成本实现产品的功能。三、按非织造材料的用途选择纤维原料 v 服装衬：聚酯，聚酰胺，粘胶v 保暖絮片：聚酯(中空，三维卷曲)，聚丙烯腈v 服装面料：聚酯v 人造毛皮：聚丙烯腈v 毛毯：羊毛，聚丙烯腈v 窗帘：聚酯v 地毯：聚酯，聚丙烯，聚酰胺v 墙布：聚酯v 卫生巾和尿片包覆布：聚丙烯，ES纤维，棉 v 手术衣：聚丙烯，木浆纤维，粘胶v 绷带和敷料：棉，粘胶v 合成革基布：聚酯，聚酰胺v 内底革：聚酯，粘胶，聚氯乙烯纤维v 土工合成材料：聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚乙烯醇v 过滤材料：聚酯，聚丙烯，棉，耐高温纤维等v 吸油材料：聚丙烯，天然秸杆材料v 电器绝缘材料：聚酯，聚丙烯v 隔音材料：聚丙烯，聚乙烯醇，废纤维v 隔热材料：棉，粘胶，麻纤维，废纤维v 包装材料：聚乙烯，废纤维，聚酯，聚酰胺v 抛光材料：聚酰胺，麻纤维v 书籍布：聚酯，聚酰胺，聚乙烯v 造纸毛毯：聚酰胺，羊毛2-4 非织造常用纤维 纤维的分类 一般分为以下三大类：(1)天然纤维：包括棉、木棉、椰壳纤维、甲壳质纤维、海藻纤维、苎麻、黄麻、亚麻、羊毛、丝等。(2)化学纤维：包括粘胶、聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈及其它纤维。(3)无机纤维：包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维、石棉纤维等。一、聚丙烯纤维 定义：由聚丙烯熔融纺丝制得，又称丙纶，简写为PP。性能：断裂强度2.65.7cN/dtex，断裂伸长2080%，初始模量1835cN/dtex，密度为0.900.91g/cm3(相当聚酰胺的80%，聚酯的70%)，软化点140150，熔点163175左右，制成产品后比较厚实，干和湿强度好，耐磨性好，不起球，变形回复性好，耐化学品好，耐霉性好，绝缘性好，吸湿性极低，无毒性，表面虹吸作用强，不耐日晒。用途较广，如土工合成材料、地毯、手术衣、手术罩布、婴儿尿片和妇女卫生巾包覆材料、吸油材料、过滤材料、保暖材料、隔音材料、揩布等。二、聚酯纤维定义：化学名称为聚对苯二甲酸乙二酯，又称涤纶，简写为PET或PES。性能：断裂强度4.25.7cN/dtex，断裂伸长3550%，初始模量2244cN/dtex，密度为1.38g/cm3，软化点235240，熔点256左右，变形回复性好，耐磨性好，弹性好，强力高，绝缘性好，易起球，易产生静电，耐酸不耐强碱，老化性能较好。非织造工艺中常用截面为圆形、三角形、扁带形、中空圆形等，通常适用于绝缘材料、保暖絮片、墙布、服装衬基布、屋顶防水材料、土工合成材料等。三、聚酰胺纤维定义：通常由聚酰胺6熔融纺丝制得，又称尼龙纤维，简写为PA。 性能：断裂强度3.86.2cN/dtex，断裂伸长2560%，湿态断裂强度3.25.5cN/dtex，湿态断裂伸长2763%，初始模量726cN/dtex，密度为1.14g/cm3，软化点180，熔点220左右，综合性能良好，弹性好，悬垂性好，价格高，易起球起毛，耐日晒牢度差，耐碱不耐强酸，摩擦系数大。主要用于服装衬基布、造纸毛毯、地毯、合成革基布、抛光材料等。四、聚乙烯醇纤维定义：湿纺制得的聚乙烯醇缩甲醛纤维，又称维纶。性能：断裂强度4.05.7cN/dtex，断裂伸长1226%，湿态断裂强度2.84.6cN/dtex，湿态断裂伸长1226%，初始模量2262cN/dtex，密度为1.261.30g/cm3，干态软化点220230，水中软化点110左右，干强好，湿强低，耐磨性好，耐碱性好，吸湿性较好，弹性较差，染色较困难，不耐强酸。与聚丙烯纤维混和后可生产土工合成材料，水溶性纤维可用于绣花基布、用即弃材料等。五、聚丙烯腈纤维定义：由丙烯腈和其它单体共聚而成，湿纺或干纺成形。性能： 断裂强度2.54.0cN/dtex，断裂伸长2550%，湿态断裂强度1.95.5cN/dtex，湿态断裂伸长2560%，初始模量2255cN/dtex，密度为1.17g/cm3，软化点190240，分解点280300 ，强力较高，弹性好，耐光性好，染色性好，蓬松性较好，易起毛起球，耐磨性较差。主要用于生产保暖絮片、人造毛皮、毛毯等。2-5 非织造用特种纤维 一、热熔粘结纤维熔融纺丝制成的合成纤维均可作为热熔粘结纤维用于热粘合法非织造材料的生产。但某些纤维的熔点较高，生产能耗大，热收缩大，不适合作热熔粘结纤维。由此国内外先后开发了一些低熔点的热熔粘结纤维。对低熔点的热熔粘结纤维的要求：熔点低；软化温度范围大；热收缩小 常用热熔纤维及其粘合温度 二、双组份纤维双组份纤维又称复合纤维，采用两种聚合物同时通过复合纺丝孔成形。常见结构形式有4种：并列式(side by side)芯壳式(mantle/core)非连续纤维芯壳式(short fibres in a matrix)长丝芯壳式(fibres of unlimited length)非织造工艺中使用的双组份纤维有ES纤维、海岛型纤维和桔瓣型纤维。 ES纤维是一种性能优异的热熔粘结纤维，在纤网中既作主体纤维，又作粘合纤维，由日本Chisso公司开发，国内已有生产。海岛型纤维和桔瓣型纤维经化学或机械的方法可形成超细纤维。热熔粘合非织造材料采用ES纤维的优点为：改善非织造材料的结构，纤网内纤维交接点产生有效、均匀的粘合作用；非织造材料强力高；热熔粘合的温度范围宽，生产过程容易控制；产品手感柔软；能耗低，生产率高。ES纤维生产的非织造材料的用途三、功能性纤维 与高性能纤维不同之处是，高性能纤维强调耐高温、热稳定性以及高强度等性能，而功能性纤维强调使用功能，如：导电；抗紫外线；抗菌；除臭；吸收太阳能。第三讲 开清棉工序与产品质量控制一、基础知识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。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 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。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1，则纤网的定向度高；MD:CD1，则纤网的杂乱度高。也可以进一步测定纤网其它方向(30 、45 、60 )的断裂强力来进一步表征纤网的杂乱度。 二、开松前的准备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。不同纤维原料的混和，除了非织造材料性能的要求，还有生产工艺上的要求。如热轧粘合，各批、各包纤维所采用的压力、温度和速度应进行调节，才能保证产品的性能。因此，在实际生产中必须对不同化纤厂生产的纤维原料认真选用、搭配、混和，同一化纤厂生产的各批、各包之间也有差异，需要细心检测。（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： 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2448h，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0.20.9%。油剂一般包含润滑剂、加柔剂、抗静电剂和乳化剂等，由于各种纤维对水的亲疏性不同，所以必须采用不同的油剂。例如：o 涤油1号：油酸16%；三乙醇酸8%；羊毛脂2%；甘油3%；白油71%o 涤油73号：烷基醚硫酸钠20%；平平加(15)30%；平平加(16)10%；十二烷基磷酸钾盐40%o 丙纶油剂：十六烷基磷酸钾盐55%；聚氧乙烯油酸酯11%；二甲基硅油11%；抹香鲸油23%o 锦油1号：油酸丁脂硫酸盐6%；甘油3%；乳化剂OP4%；柔软剂SG1%；水86%三、混和开松流程及设备(一)混和开松流程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1.676.67dtex，长度3865mm。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1.676.67dtex，长度3865mm。3、与成分无关的批混合工艺路线该流程由德国Temafa公司开发的，其基本原理是整批混合，将该批原料中的每一种纤维组分按要求比率称取，然后将整批原料的所有纤维组分，以纤维包为单位放到开包机的倾斜喂入台上，小于整批量10%的小组分纤维均匀地分布在其余组分中。原料经开包机开松后送到第一混合仓，水平铺放的纤维层被取料装置垂直地抓取，这种方法被称为“横铺直取”，可保证原料均匀混合，经开松机开松后再送入第二混合仓，再次混合，然后再经精开松机，精细开松后，送入后道成网加工。其流程如下：整批原料各组分纤维按混合比称重开包第一混合仓开松 第二混合仓精开松。该工艺路线的优点是：(1)混合均匀，不受纤维种数和类型的限制。(2)产量稳定，不受纤维组分间比率的影响。(3)应用灵活，改变整批原料成分时，不需附加设备。(4)自动化程度高，人为影响小。(二)国产设备和典型工艺流程混和开松设备包括往复抓棉机、圆盘抓棉机、喂棉称量机、自动称量机、混棉帘子开棉机、气动二路配棉器、凝棉器、多仓混棉机、开棉机、中间喂棉机、锯齿辊筒开棉机、气纤分离器、气流棉箱喂棉机等。往复抓棉机(FA006系列)该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，依靠前方凝棉器或风机的抽吸，送至前方棉箱内。适合棉纤维及76mm以下的化纤或棉与化纤混纺，产量1000kg/h，有效抓取宽度1720mm，最大抓取高度FA006 和FA006 A为1700mm， FA006 B为1775mm，打手形式为锯齿刀片双打手，堆包长度基本型为21m和9m，可视需要递增或递减，总功率FA006 和FA006 A为10.69kw， FA006 B为10.74kw，总重量约为4000kg。FA006 B具有棉包找平、分组抓棉、小车行走记忆和光电保护等功能。FA006系列往复抓棉机圆盘抓棉机(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。产量800kg/h，堆放棉包重量2000kg，打手转速740rpm，刀片伸出肋条距离2.57.5mm，小车回转速度A002D 为1.7和2.3rpm，FA002 为0.592.96rpm，地轨外径5192mm，总高度4155mm，总重约1600kg，总功率A002D为3.8kw， FA002为4.17kw。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23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。产量250kg/h，机幅1060mm，剥棉打手和均棉罗拉的直径均为320mm，最大称重量1350g/次，总功率3.1kw，总重量ZBG011为2800kg， ZBG012为2100kg。ZBG011喂棉称量机 1、喂棉帘 2、输棉帘 3、光电控制 4、均棉罗拉 5、角钉帘 6、剥棉打手 7、活门 8、秤斗 9、秤斗活门 10、混棉帘子ZBG012自动称量机混棉帘子开棉机(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。产量600kg/h，机幅920mm，混棉帘子宽度900mm，打手直径405mm，给棉罗拉直径80mm，总功率3kw，总重量约3700kg。多仓混棉机(FA022系列)适用于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) 适用于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。产量600kg/h，机幅1060mm，打手直径600mm，打手转速540rpm，给棉罗拉直径76mm，给棉罗拉转速5.0925.5rpm，总功率3.55kw，总重量约1800kg，长宽高为1810 1650 3875mm(包括A045B凝棉器)。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。产量500kg/h，机幅1200mm，角钉打手直径405mm，打手转速800rpm，锯齿罗拉直径172mm，锯齿罗拉转速3.819rpm，翼片罗拉直径150mm，翼片罗拉转速4.623rpm，三角尘棒21根，总功率3.15kw，总重量约1600kg，长宽高为1864 1664 3250mm(包括A045B凝棉器)。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。产量400kg/h，机幅1200mm，锯齿辊筒打手直径406mm，锯齿辊筒打手转速700、800、900rpm，上给棉罗拉为沟槽式，下给棉罗拉为锯齿式，直径80mm，转速040rpm，总功率4.55kw，总重量约1000kg，长宽高为1230 1670 1250mm。 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。产量600kg/h，机幅1000mm， 6排角钉打手直径400mm，打手转速475rpm，给棉罗拉为翼片式，上给棉罗拉直径200mm，转速6.5rpm，下给棉罗拉直径150mm，转速4rpm，总功率1.65kw，总重量约1000kg，长宽高为1070 1400 2800mm。 气流棉箱喂棉机(W1061) 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。产量200300kg/h，机幅18002500mm， 6排角钉打手直径350mm，打手转速784rpm，锯齿给棉罗拉直径230mm，12叶轮后倾式风机直径 290mm，转速2820rpm ，总功率3.35kw，长宽高为800 2960 3070mm。 针刺混和开松典型工艺流程喂棉称量机(ZBG011)混棉帘子开松机(ZBG021)多仓混棉机(FA022-6)输棉风机(TV425)气纤分离器(ZFA053)棉箱(TF23)锯齿辊筒开棉机(FA108E-W)输棉风机(TV425)气纤分离器(ZFA053)开棉机(ZBG041)输棉风机(FT202B)气流棉箱喂棉机(W1061)梳理机 (三)国外混和开松典型工艺流程和设备1、德国Temafa公司工艺流程：整批原料各组分纤维按混和比称重开包第一混棉仓开松第二混棉仓精开松成网特点：均匀混和，与纤维种数和类型无关。产量稳定，不受纤维配比影响。应用灵活，改变整批原料成分时，不需附加设备。高度自动化。2、开清棉工序的操作要点 开包工序：准确称重、注意杂质 粗开松工序：作用柔和、防堵防塞 混棉工序：开松度、均匀度 精开松工序：注意纤维损伤。 3、常见故障及处理方法缠棉：罗拉-打手速比、隔距、倍长纤维量 堵棉：喂入量、风压、风道挂棉 断棉、缺棉：称重失灵、开合气压不够 称重不稳定：快慢速度时间分配、每斗周期尽量不小于25s,均棉罗拉隔距尽量小，开松度提高。 开闭合不稳定：材料密度低，单斗棉量过大，开合后棉不能全部倒出，调整棉量。 皮帘、木帘跑偏：调整帘子张力 打手卡死：调整喂入量，检查打手与喂入罗拉间隔距 皮帘撕裂：检查角钉帘与水平帘隔距，硬物 角钉帘帘棒脱落：角钉帘防尘布的破损，连接螺丝脱落，传动轴绕棉将帘棒涨开。 角钉帘、平帘顿挫或不转：张力太松，硬物卡死，罗拉绕棉后造成局部隔距偏小。第四讲 梳理工序与产品质量的控制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。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。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o 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o 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o 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o 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 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38203mm根据不同针布，可梳理纤维细度范围1.155dtex (1) 喂入系统由喂给罗拉和刺辊组成。刺辊预分梳度可由下式表示： 式中：N 刺辊预分梳度 V给 喂给罗拉表面速度(m/min) G 喂给纤维层单位面积质量(g/m2) n 纤维根数(根/mg) V 刺刺辊转速(rpm) T 刺辊表面总齿数(齿/转)N小表示分梳度好， V 刺 N ，V给 N ， G N 。(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，梳理机的梳理度可用下式表示： 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 L 纤维长度梳理度C 为3比较理想，如果C =1，将产生棉结。锡林针布的齿密Nc 是很重要的参数，和梳理机的产量及纤维规格密切相关： P ，则nc必须 L ，则nc必须 保持平衡 NB ，则nc必须 梳理机产量(kg/台h)=(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。 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。法国Thibeau公司CA11-R35PP(LL)梳理机(H型) 适合原料为PET或棉，1.72.2dtex，3250mm，产量为180kg/h/m，最高输出速度105m/min，输出薄网单位面积质量为1732g/m2。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。梳理工序调节要点（三点）1、喂棉机称重式喂棉机：1）角钉帘与均棉罗拉隔距2）角钉帘速度与开松打手转速3）输送帘与称重周期匹配。振动喂棉箱：1）2）同上3）光电开关位置4）振动板的频率与幅度4）棉箱底帘速度。气压棉箱：1）密封性2）上下棉箱气压差3）打手速度4）送风管道内堵塞、卡棉。 2、自调匀整的调节称重皮帘上不要有附加重量根据检测位置到梳理机喂入口之间距离，调整速度，解决延时滞后性。 3、梳理机调整定期保养重点检查隔距重点检查飞花各旋转件绕花 梳理设备故障、原因及处理方法（十六点）1、故障：纤网不匀、外观差 原因：工作辊、主锡林、剥取辊、道夫之间速比不合理；隔距偏大、环境温湿度不对；纤维长度损失大10-15%。 处理方法：1）降低速度2）减少剥取辊与工作辊的速度差3）隔距减少4）速比合理2、斜杆、横杆条纹 产生原因：1）漏底隔距偏大，飞花落入漏底2）工作辊、剥取辊、喂入辊传动有顿挫 处理：1）大漏底隔距减少2）检查链条链轮传动3、纤网纵向条痕 产生原因：1）针布局部伤痕或清洁欠佳、夹杂2）连辊部平行3）工作辊速度不当4）温湿度不对5）纤维质量太差6）漏底局部挂花 处理：1）定期抄针，清洁针齿2）隔距3）漏底挂花4、纤网有白点、折皱、云斑 原因：喂棉量超过主锡林负荷量、针布型号不对、主锡林速度偏低 处理：主锡林针面负荷3g/m25、纤维缠绕、罗拉缠绕 原因：梳理各辊速比、隔距不合理，纤维细度与针布规格不匹配 处理：降低车速、温湿度，调整相应隔距 6、梳出棉粒子 原因：纤维过细，梳理各辊速比不合理，纤维细度与针布规格不匹配 处理：降低车速，调小隔距和调整各梳理辊速比，降低相对速度，更换细针布。 7、纤网破裂 原因：锡林、道夫针布有损伤，锡林漏底有积尘，且碰到纤网。剥取罗拉与传输帘之间的牵伸太大。 处理：更换针布，清理积尘，调整速度 。8、短片段明显不匀 原因：喂棉箱纤维密度大范围波动，棉箱输出帘与皮带秤之间的牵伸太大或太小，称重和反馈系统设置不当。 处理：检查振动棉箱是否堵塞，调整输出帘速度，检查称重系统。 9、纤网棉结 原因：针布上纤维分布不合理，针面负荷太大，隔距太小，梳理机气流紊乱，纤维返回率高。 处理：检查锡林针布有无碰齿、缠棉现象，纤维转移是否完全彻底，道夫与锡林之间隔距是否偏大。10、纤网CV值大 原因：纤维开松度不够，原料的配比不适当，原料卷曲度不适当，产量设定超出机器能力。 处理：增加开松，调整配方使纤维粗细搭配，产量设定合理。 11、纤维返回率高 原因：锡林与道夫两者针布配置不当，锡林针布太毛糙，针布上油垢太多。 处理：检查针布配置是否合理；新包针布一定要抄针，尤其生产再生纤维时，要定期抄针。 12、道夫不出棉 原因：道夫隔距太大，道夫针尖钝化，原料卷曲度大，纤维刚性大，上下道夫之间弧形板隔距太小，静电。 处理：检查隔距，检查针布，调整原料前准备（和毛油剂、抗静电剂） 13、局部脱棉 原因：工作辊速度太慢，工作辊上棉层太厚，相对湿度太低。 处理：调整速比，检查隔距，加和毛油、抗静电剂。 14、飞花 原因：锡林速度高气流大，纤维较细。 处理：降低锡林速度，调整温湿度或局部给湿。 15、针布损伤 原因：金属杂物、硬物；大漏底进口积花过多，在正常运行时易被锡林带入，漏底积花在瞬时翻起，造成隔距走动；剥棉罗拉有油污或锯齿发毛不光洁；道夫墙板隔距过大；轴承轴套或轴径磨损造成隔距变化 处理：定期检查针布，定期校正隔距，定期揩车加油。 16、均匀度 原因：辊隔距、喂棉恒定、漏底隔距、纤维性能与油剂含量 处理：检查设备总体状况，针布损伤情况、环境温湿度，原料质量，前道开松效果，工艺设定的合理性，操作规范及责任心。 第五讲 成网工序与产品质量控制铺网的作用： 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： 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：串联式和并联式。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。工作原理：采用皮帘夹持、小车往复、速度微调等措施完成纤维网铺叠成网胎。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，cv24%。方式：立式摆动；四帘式；双帘夹持(一)立式摆动交叉折叠铺网借用传统毛纺罗拉梳理机过桥机构原理的折叠铺网方式，铺网宽度由摆动的立式夹持帘的动程决定。立式夹持帘摆动换向时惯性较大，不适合高速生产。(二)四帘式交叉折叠铺网由输入帘、补偿帘、铺网帘和输出帘组成。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。（中厚型针刺产品）铺叠层数可按下式估算：式中：M 铺叠后纤网层数 W 梳理机输出的薄网宽度 V2 铺网帘移动速度 V3 输出帘回转速度 L 输出帘上铺网宽度 铺叠层数至少要达到68层，才能保证纤网均匀性。 铺叠层数不变，铺网帘移动速度，则产量。 产量不变，铺网帘移动速度，则铺叠层数。 四帘式交叉折叠铺网特点：1、铺网帘移动速度过快，空气阻力会引起薄网飘移，造成不均匀现象。2、补偿帘和铺网帘换向加减速及停顿，造成薄网在输送过程中产生不均匀。3、铺成的纤网两边厚、中间薄。4、速度与铺网帘机构的重量密切相关。解决方法：1、采用双网夹持交叉折叠铺网。2、 将木质实心帘子棒改为塑料空心棒，或改为合成胶带或尼龙交织网，可提高铺网帘移动速度2040%。 (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特点：1、薄网始终在双帘夹持下运动，因此不会受到张力和气流的干扰，无意外牵伸，铺网速度高，重量差异小，均匀性好。2、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，可以防止帘带上积聚静电。3、导网系统带快速反转装置以迅速换向。4、 铺网层数、铺网宽度和铺网速度控制自如。交叉铺网新技术（针对成网两边后中间薄的两种新技术） 1、储网装置传统交叉铺网机的不足：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。解决方法：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。2、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。解决方法：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 。三、交叉折叠铺网后牵伸通过多级小倍数牵伸，使交叉铺叠纤网中原来呈横向排列的部分纤维向纵向移动，从而减小纤网纵横向的强力差异，同时调节纤网的单位面积质量，匹配前后机台的速度。纤网牵伸机主要由牵伸罗拉组成，牵伸罗拉表面包覆特殊针布。通常3根牵伸罗拉构成一个牵伸区，由一个电机驱动。牵伸区内3根牵伸罗拉的传动件的齿数比，决定牵伸区的固定牵伸