短纤维成网工艺和原理

第三章短纤维成网工艺和原理,3-1干法成网梳理成网3-2干法成网气流成网3-3干法造纸3-4干法成网中的工序衔接3-5湿法成网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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,杂乱罗拉,道夫,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,5.组合式杂乱梳理,锡林,杂乱罗拉,道夫,凝聚1,凝聚2,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,(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：,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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，GN。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,2-罗拉喂入系统,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,4-罗拉喂入系统,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,喂棉罗拉+喂棉板喂入系统,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,(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：,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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NB，则nc必须梳理机产量(kg/台h)=,保持平衡,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,(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=915:1配置凝聚罗拉和杂乱罗拉时：输出纤网特征：MD:CD=36:1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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,LDS技术,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,LDS技术,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,WID技术,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,WID技术用于上下道夫纤网合并,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,LDS+WID技术,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,3.1.3高速梳理和杂乱梳理成网1、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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,2、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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,纤网检测系统，通过自调匀整控制纤网长片段不匀。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CA11-R35PP(LL)梳理机的针布(GRAF公司)配置,1,2,3,7,8,14,17,18,19,5,4,6,9,10,12,11,13,15,16,19,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,C,B,A,X,Y,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CA11-R35PP(LL)梳理机的隔距(单位：0.1mm),20,20,50,40,7,7,7,15,7,7,12,7,7,10,50,40,7,7,5,10,7,5,10,7,7,7,7,8,7,7,7,7,7,6,7,7,5,25,20,40,20,25,40,2,4,4,35,10,4,4,10,200,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CA11-R35PP(LL)梳理机的速度设置(单位：m/min),例100,例30,012例5,80300例220,170660例500,例100,2601000例800,4001500例1200,0285例95,0180例98,0160例100,100350例300,10200例100,10350,10200,10350,10200,10200例100,0160例80,0160例55,例95,0285例130,100350例300,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CA11系列梳理机生产的非织造材料的性能,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CA11系列梳理机杂乱比与非织造材料MD:CD的关系,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,WZW-K5型离心动力式杂乱梳理机(K型),第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,WZW-K5型离心动力式杂乱梳理机规格,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,A186型梳棉机,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,意大利Bonino公司的CC246NT型盖板式梳理机,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CC246NT型盖板式梳理机的梳理盖板,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,CC246NT型盖板式梳理机,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,3.1.4机械铺网1.平行式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=1015:1平行铺叠成网的方式：串联式并联式,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,串联式平行铺叠成网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,并联式平行铺叠成网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,2.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：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%。交叉折叠铺网的方式：立式摆动四帘式双帘夹持,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,1)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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,2)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。,梳理机输出薄网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,四帘式交叉折叠铺网纤网外观和结构,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,由此，提高铺网帘移动速度很重要。方法是降低铺网帘机构的重量，如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%。四帘式交叉折叠铺网时如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。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现象，同时造成铺成的纤网两边厚、中间薄。要克服这样的问题，可以采用双网夹持交叉折叠铺网。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,3.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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,Asselin350型双帘夹持铺网机,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,改进后的双帘夹持铺网,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,铺网工艺过程,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,4.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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,交叉铺网新技术Accumulator储网装置,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,5.其他铺网：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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,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,采用Profile和Prodyn技术形成的纤网横截面形状,纤网,加固后,纤网,加固后,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,Prodyn技术特点,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,Prodyn技术特点,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,带Prodyn技术的铺网机,第三章短纤维成网工艺和原理3-1干法成网梳理成网,6.纤网杂乱牵伸机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倍数。当牵伸区之间无牵伸时，牵伸区数量决定了纤网牵伸机总的最小固定牵伸倍数。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2气流成网,3.2.1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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,3.2.1气流成网原理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。按流体力学原理，气体在常压下可视为不可压缩的。即：Q1=Q2，Q1=S1V1,Q2=S2V2S1V2式中：Q1流入气流量Q2流出气流量S1截面1的面积S2截面2的面积V1截面1处的气流速度V2截面2处的气流速度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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,3.2.1气流成网原理气流成网中的输送管道,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,3.2.2气流成网方式自由飘落式离心力+纤维自重压入式离心力+气流吹入抽吸式离心力+气流抽吸封闭循环式离心力+上吹下吸(一台风机)压吸结合式离心力+上吹下吸(二台风机),第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,自由飘落式,压入式,抽吸式,封闭循环式,压吸结合式,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,3.2.3影响气流成网均匀度的主要因素1)喂入均匀的筵棉2)纤维在气流中的均匀分布和输送3)流体管道及尘笼表面,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,1)喂入均匀的筵棉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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,2)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，取决于以下三个参数：（1）单纤维化程度（2）剥离纤维的气流速度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）输送纤维的气流流量纤维输送过程中，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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,空气流量可按下式估算：,式中：k系数P纤网产量L纤维长度D纤维细度由上式可知，L，Q，呈平方关系P，QD，Q,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,纤维流密度一定体积的流体中所含纤维的重量，通常称为纤维流密度。纤维在流体中的密度超出某一数值，原有的单纤维会重新“絮凝”成纤维束、纤维团，在纤网上出现“云斑”、束纤维现象，破坏纤网均匀度。试验表明纤维在流体中的分布，除与纤维的几何尺寸有关外，还受其它性状的影响，如种类，静电性能等，不同的纤维，要求的纤维流密度也不同，如棉纤维，最大纤维流密度为1.21.5g/m3；聚酰胺纤维，可达34g/m3。虽然气流流量大，可降低纤维流密度，但也带来了产量低、能耗大等问题。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,3)流体管道及尘笼表面（1）流体状态不宜接近90，防止纤维冲入网眼。（2）流体流向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。,3.2.4典型气流成网机组奥地利Fehrer公司V21/K12气流成网机组美国Rando公司40B气流成网机组,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,奥地利Fehrer公司V21/K12气流成网机组由V21预成网机和K12气流成网机组成。经过预开松的纤维定量喂到V21预成网机的喂料箱中，被具有压实、均匀作用的双层帘带夹持着进入一对给棉罗拉与2000rpm转速的刺辊组成的第一开松区。然后纤维进入第二和第三开松区。第三开松区刺辊上的纤维被来自其上侧的风机的气流分离，并经风道吸附在纤维横向分配装置的多孔帘带上。纤维横向分配装置可保证输入K12气流成网机纤维层的横向均匀性，其有一回转的多孔帘带，下有一台风机，用以吸附集棉风道送来的纤维。回转刮板和多孔帘带相配合，当多孔帘带行经K12气流成网机的一个工作宽度时，刮板回转一次，将带状纤维层推入精开松装置的喂入槽。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,这种“横铺直取”的方法可有效地改善纤维层的横向均匀性。这里的纤维层的单位面积质量约为5001000g/m2。纤维经精开松装置开松后，被气流吸附在由压辊和尼龙网帘组成的气流凝网喂入装置上。这里的纤维层的单位面积质量约为200400g/m2，cv值已降至34%。如此均匀的纤维层喂入K12气流成网机，为制得均匀的纤网创造了良好的条件。K12气流成网机的主梳理部分有2对直径为140mm的工作罗拉和剥棉罗拉，锡林直径450mm，转速高达2300rpm，可使针布锯齿表面的纤维量减少到0.20.5g/m2。纤维分梳后，在高速回转锡林产生的离心力和上方横流风机产生的高速气流的作用下从锡林齿尖脱落，并随气流经输棉风道而凝聚在成网帘上。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,V21/K12气流成网机组适用于长度小于100mm，细度在50d以下的各种纤维原料。但纤维的最大长度受到细度的严格限制，如1.5d为38mm；3d为50mm；6d为60mm；15d为75mm。纤网单位面积质量范围为202000g/m2时，输出速度为0.550m/min。常用纤网单位面积质量范围为60220g/m2，输出速度为720m/min。纤网单位面积质量在30g/m2以下时，输出速度很少超过20m/min，否则将影响纤网的均匀性。K12气流成网机的最大工作宽度为5.4m。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,V21预成网机,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,K12气流成网机,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,K21气流成网机由数个梳理辊筒组成，增加梳理辊筒的数量，可增加该机的产量。每个梳理辊筒配有一对工作罗拉和剥取罗拉。适合加工的纤维细度为1.873.63dtex，纤维长度为3840mm，成网后单位面积质量范围为10100g/m2，输出速度为50150m/min。工作宽度为12.6m。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,K21气流成网机,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,美国Rando公司40B气流成网机组由前置给棉机、四辊开松机、棉箱给棉机和成网系统组成。纤维经前置给棉机和四辊开松机开松后喂入棉箱给棉机。棉箱给棉机的斜帘角钉所携带的纤维经均棉帘的作用后，被气流吸引到由尘笼和输送罗拉组成的锲形空间(又称空气桥)内，杂质从罗拉间隙中排出。尘笼表面凝聚的纤维层的厚度，由锲形空间内的纤维量的多少来调节。锲形空间内纤维量气流阻力气流速度气流吸引力进入锲形空间纤维量尘笼表面凝聚纤维层的厚度。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,尘笼表面凝聚的纤维层被剥取罗拉剥下，进入给棉板，然后由喂棉罗拉喂入线速度高达25m/s的刺辊。被分梳成单纤维状态的纤维由刺辊下部吹入的气流剥离，经文氏管形输棉风道吸附在成网帘上。刺辊下部吹入的气流和成网帘下的吸引气流由一台风机产生，呈闭路循环系统。该机组适合加工的纤维长度为1555mm，成网后单位面积质量范围为201000g/m2，一般以生产3468g/m2纤网为主，产量15136kg/h，工作宽度为1020，1520，2030mm。40C型可生产1020g/m2的杂乱纤网，输出速度达到40m/min，40D型更有较多改进。,第三章短纤维成网工艺和原理3-2干法成网气流成网,Rando公司40B气流成网机组,第三章短纤维成网工艺和原理3-3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熔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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-3干法造纸,3、典型的干法造纸生产线该生产线由丹麦的Dan-Web公司开发的。由木纤维制取的浆粕板A经粉碎机C中的高速回转钢锤打击粉碎，粉碎的木浆纤维从筛网小孔中漏出，经气流输送到成网机D；同时热熔纤维也经纤维开松机B开松后也由气流输送到成网机D。成网机是由两只金属园网滚筒、成网帘、以及位于成网帘下方的抽吸装置组成。金属圆网滚筒内有一根回转轴，轴上装有许多条状金属打手，其转动方向与园网滚筒转向相反，木浆纤维和热熔纤维从园网滚筒一侧由气流输入，在高速回转的打手作用下，再次被开松成单纤维状态，在成网帘下方抽吸装置对圆网滚筒产生自上而下的气流作用下，将单纤维吸出圆网滚筒，凝集到成网帘上，形成纤网。Dan-Web生产线上配置了四套成网机，由四层纤网叠合形成最终的纤网。,第三章短纤维成网工艺和原理3-3干法造纸,Dan-Web干法造纸生产线,第三章短纤维成网工艺和原理3-3干法造纸,Dan-Web干法造纸气流成网单元,机械梳理气流凝棉成网LDS高速传送纤网装置WID凝棉尘笼传输纤网,第三章短纤维成网工艺和原理3-4干法成网中的工序衔接,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,3.5.1湿法成网的原理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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,湿法非织造材料与纸张的差异,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,湿法非织造工艺的特点生产速度高，可达到400m/min适合长度20mm以下短纤维成网不同品质纤维相混几乎无限制纤网中纤维杂乱排列，湿法非织造材料几乎各向同性产品蓬松性、纤网均匀性较好生产成本较低湿法非织造材料品种变换可能性小用水量大,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,3.5.1湿法成网的原理以水为介质，成网抄纸前要加入大量的水，制成均匀分散的纤维悬浮液，其中还包括含一些非纤维性的颗粒，再在抄造成网过程中进行大量的脱水，即是纤维悬浮液在成形器上脱水和沉积的过程。3.5.2湿法非织造生产流程原料的准备供浆系统湿法成网及白水纤维回收和干燥白水：在纸机湿部，纤网成形时脱除的水以及真空抽吸箱和压榨进一步脱除的水，统称为白水。1.打浆的目的和作用水化及压溃作用：使纤维吸水后润胀，使浆粕形成胶体状；分丝帚化作用：使纤维表面起毛，增加表面积和游离出来更多的羟基，干燥时由于氢键的作用可增加纤维的结合力；混合和分散作用：可以与其他纤维原料、胶体、填料、色料、化学粘合剂均匀地混合，同时使纤维束均匀地分散成单纤维状。,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,2.影响纤维分散和结合的因素纤维的水润湿性纤维的密度纤维的长宽比成网条件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。纤维的长宽比、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。长宽比，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。,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,3.5.3供浆系统成网抄纸前制备系统要提供稳定、连续、净化的浆料，这一系列的处理工序称为供浆系统。包括：浆料的调配，浆料质量分数的调节和必要的储存，浆料的调量与稀释，浆料的净化与筛选，浆料的除气与消泡等。浆料的贮存叩前池、叩后池、配浆池、调浆池。浆料质量分数的调节纤维浆料从贮存池到上网成形，必须施加大量的水进行稀释，将浆料稀释成低质量分数的悬浮液。浓度调节的目的是为了稳定提供成网机浆料的质量分数和正常的操作，防止纤网面密度波动。,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,非连续式制浆流程,1,2,3,4,5,6,7,至成网机,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,连续式制浆流程纤维原料连续地喂入料斗1，经输送帘2送入混料桶3，水也连续地加入到混料桶中。泵4将悬浮浆送入混料桶5、6，不断地进行均匀搅拌，最后由泵7将悬浮浆送至成网机构。特点是产量高，稀释比大，所需料桶体积小，节省能源，可适应较长的纤维，但不适应在制浆中易扭结、易结团块的纤维。,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,连续式制浆流程,至成网机,1,2,3,水,4,5,6,7,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,3.5.4湿法成网系统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：斜网成形器的成形和脱水圆网成形器的成形和脱水影响成形和脱水的主要因素,第三章短纤维成网工艺和原理3-5湿法成网,1.斜网成形器的成形和脱水纤维悬浮浆