非织造布的生产与应用

非织造布的生产与应用

非织布，也称为不织布和不织布，是由纤维作为原料制成的纤维网（层）。它是由经过化学或物理方法（如粘合剂、焊接、或其他机械方法）制成的纤维网结构纺织品。简言之，非织布是由传统的丝绸、织物和针织物制成的布料。由于产量高、工艺流程短、纤维原料适应性强、产品使用范围广,从20世纪40年代,开始工业生产以来,发展迅速,已成为纺织工业中最年轻而又最有发展前途的一个新领域。1复合纤维在针刺纺织品中的应用1.1天然纤维主要有棉、毛、麻、蚕丝等,化学纤维可分(1)人造纤维(再生纤维素纤维)如粘胶纤维;(2)合成纤维有:聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶)、聚丙烯纤维(丙纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇纤维(维纶)和聚氯乙烯纤维(氯纶)等;(3)天然纤维化学纤维的下脚纤维;(4)在一些特殊场合,玻璃纤维、石棉纤维、陶瓷纤维、碳素纤维和金属纤维等都可作为非织造布的原料。在非织造布中用得最多的是化学纤维,我国以化纤为主要原料的约占80%~85%,天然纤维及各种下脚约占15%~20%。近年来,为了改善合纤存在的某些缺陷(如吸湿性、透气性差,摩擦后易起球等),相继出现了异形纤维和复合纤维,异形纤维指用人工方法模拟天然纤维的结构、形态制得具有各种不同形态截面的纤维,以改变纤维的手感弹性、光泽;改善纤维的抱合性能和覆盖性能,并具有一定的抗起球和抗静电能力。复合纤维是将两种或两种以上化学性质和物理性质不同的聚合物,通过同一纺丝孔制得的纤维,其主要特点是具有三维空间的立体卷曲,体积高度膨胀,具有类似羊毛的弹性,抱合力好、手感柔和、覆盖能力强。1.2纤维的长度和细度试验表明,当纤维长度在38mm以下时,纤维越长则非织造布的强力越高,但纤维过长,非织造布强力反而降低。梳理成网时,纤维可适当长些,但气流成网时,纤维过长,纤维网均匀度恶化,在湿法成网时,要短纤维才可使纤维自由运动、均匀分布,因此不同成网方法所加工的纤维长度有一适宜的范围(常见的纤维长度见表1)各种化纤可根据需要制成不同的细度,可制成长丝和切断成各种长度的短纤维,按其长度和细度可分为棉型化纤(33~38mm,1.32~1.65dtex)、毛型化纤(64~114mm,3.3~3.5dtex)和中长化纤(51~76mm,2.2~3.3dtex)三种。较细的纤维可制得密度较大、强力较高的非织造布,在非织造布中,通常采用的纤维细度为1.65~6.6dtex。纤维细,织物密度大,隔绝性好,因此在生产过滤烟尘、气体及流体用的过滤布时,有必要采用细度低于1.1dtex的纤维,甚至超细纤维。在生产蓬松而保暖性较好的如絮片、绒毛型非织造布时,纤维粗些好,如5.5~8.8dtex的纤维。对厚型垫料采用高于5.5dtex的纤维。针刺地毯类产品则往往面层采用11~16.5dtex的粗纤维。各种纤维的细度如表2。非织造布大多采用化学纤维,采用的纤维规格应根据产品用途而异,根据化纤短纤的粗细,大致有以下几类:①1.7~3.3dtex,粘合、热轧法用。②5.5~9.9dtex,喷胶,针刺法用。③15.6~33dtex,针刺地毯用。④33dtex以上,特殊用途,如人造草坪等。2加强非织造布的内环节干法成网是当前应用最广的一种成网方法,可分为梳理成网与气流成网两种,后者亦需高速刺辊或锡林,将纤维分梳成单纤维,将在气流成网中介绍。2.1梳理成网技术。梳理成网由两部分组成,一是梳理机分梳,送出单向排列的纤维薄网。二是把薄纤网折叠铺成一定厚度的纤维网,这由折叠铺网机完成。在加工非织造布时,梳理的主要目的是将纤维束梳理成单纤维,并保证成网的均匀度。非织造布的梳理机没有成条机构,而以成网机构取代。梳理机可分单锡林式、盖板锡林式和罗拉锡林式三大类,借助锡林表面包卷的金属针布或弹性针布的针齿对纤维进行分梳。在非织造布生产中,大多采用金属针布,而且部分还采用自锁针布。盖板梳棉机机幅窄,产量低,近年来在非织造布生产中已基本不采用,故在非织造布生产中罗拉梳理机占多数。梳理机的工作幅宽发展趋势是越来越大,例如Hollingsworthonwheels公司的梳理机,其幅宽已由2.2m增大到4m。梳理机制得的纤网中,纤维分布不匀,且具有明显的方向性,绝大多数纤维按机器输出方向(纵向)排列,使产品的纵横向强力比高达10∶1~12∶1。纤网的单位面积重量轻,一般仅5~27g/cm2,通常采用折叠铺网装置将纤网铺叠成所需的纤维网。2.2折叠铺网可分平行式和交叉式,而平行式又分串联式(纵向折叠)和并列式(转向折叠)。纤维网中纤维单方向(纵向)排列,非织造布纵横向强力比高达9∶1以上,纤网宽度受梳理机机幅的限制,且需梳理机台数较多。交叉式(横向折叠)梳理机与成网帘呈直角配置,输出纤网的纤维排列由纵向改为横向交叉,交叉折叠成网的特点是:①纤网宽度由铺网帘的往复动程决定,不再受梳理机机幅的限制。②纤网中大多数纤维近乎横向排列,使非织造布的横向强力大于纵向强力。③纤网表面有折痕。2.3杂乱辊和纤网牵伸机。为了设法降低纤网中纤维的定向排列问题,采用机械或杂乱成网(杂乱辊和牵伸机):(1)在梳理机的道夫与剥取装置之间,加装一组(1~3根)低速回转的杂乱辊,道夫的VD大于第一杂乱辊V1约2~3倍,第1杂乱辊又快于第2杂乱辊1.5倍左右,且杂乱辊一边回转一边横动,横动幅度控制在纤维长度的25%~70%范围内,以保证纤维网不产生破洞。杂乱辊上包有特种规格的金属针布,当道夫上的单向性纤维网一经被剥取凝聚到低速的杂乱辊上,其转移凝聚作用即使纤维改变原来的纵向排列,纤维方向变得杂乱。这是因为道夫上纤网中任一根纤维的前部嵌入杂乱辊上时,它的速度立即减慢,而它的后部则被道夫以高速推之向前,这样纤维即改变了平直向前的方向,使原来沿机器方向的单向纤网变成三向杂乱纤网,同时增加纤维网的厚度。杂乱效果取决于道夫与杂乱辊的速比、杂乱辊上针布的几何参数,杂乱辊的横动。其纤网纵横向强力比可改善到6~7∶1。也有在锡林前直接加装杂乱辊的,此时杂乱辊上包有针齿,与锡林同向回转,两针面间为分梳作用,杂乱辊上方罩有气流板,由于气流作用,纤维悬浮在杂乱辊与气流板之间,从而得到纤维排列杂乱的纤网。也有资料介绍,上述两类杂乱成网(锡林前方或道夫前方加装杂乱辊)可使纤网纵横向强力比为2.5~6∶1,而且纤网单位面积的重量增加。(2)交叉折叠成网机的纤网(纤维横向排列)喂入由几组罗拉组成的纤网牵伸机,几组罗拉的线速由后向前逐组增大,形成多级小倍数牵伸,由于牵伸作用,使喂入纤维网中的部分纤维沿纵向运动,从而使纤网的纵横向强力比改善。德国斯宾宝(Spinnbau)公司的231型杂乱牵伸式成网机有5个牵伸区。3上包卷金属针布的方法梳理机由锡林—盖板或锡林与工作辊、剥取辊等组成,其上包卷金属针布或弹性针布,后者现已基本不用,可分单锡林梳理机、罗拉梳理机和盖板梳理机等。3.1单锡林清洁机利用刺辊锡林的针布对纤维进行分梳和转移,能使80%~85%的纤维成单纤维,因而它要求喂入的纤维原料开松充分。3.2拉普拉斯设备适宜加工51mm以上的较长纤维,其工艺流程如图1所示,罗拉梳理机在非织造布生产中应用最广,图1是其最基本的一种。3.2.1如图1所示，可根据以下部分进行介绍(1)独立的生物能由定量喂料机(或喂棉箱)、喂给帘子和锯齿喂给罗拉(1~2对)组成,其自动喂给机可附称量装置,喂棉箱如FBK529、FBK535、青纺机的BG221等。(2)混合式小辊与排解辊由刺辊、胸锡林(开松锡林)及其上的胸工作辊、胸剥取辊(1~3组)组成,它们都包卷锯条。刺辊下也有除尘刀及漏底。纤维束获得初步分解,进行预梳。(3)锡林地树立的主要作用在于其与风轮的配置特点由主锡林和工作辊、剥取辊(4~6对)组成,对纤维进行分梳、均混、剥取等作用,逐步将纤维分解为单纤维。它们表面都包卷针布,锡林线速大于剥取辊,而剥取辊线速又大于工作辊,从针齿配置、运动方向及相对速度可知,锡林、工作辊间为分梳作用,工作辊带走的纤维被剥取辊剥取后再交给锡林,因而发生反复梳理和均混作用。在包卷弹性针布时,锡林前部装有风轮,其与锡林梳针为平行配置,风轮的线速一般比锡林快20%~40%,风轮的针尖通常插入锡林针隙一定深度,以便将沉在锡林针隙间的纤维提升至锡林针尖处,易于转移给道夫。在主锡林(大锡林)上还有采用控制辊、分梳辊的。(4)锡林文化上纤维网的形成由道夫、剥取罗拉(或斩刀)组成,锡林将充分梳理的纤维凝聚转移至道夫针面,再由剥网罗拉(二罗拉、三罗拉)或斩刀将道夫上的纤维剥下并形成纤维网。(5)联式、三联式例如Hergeth(图2)、德国斯宾宝(Spinnbau)AP1754型、3500(图3)和图5都属此类梳理机(略有改变)。根据需要,罗拉梳理机也可以由两台或三台串联组成二联式或三联式。如HergethHoll公司的Am-5-BBA-Hm6-d2-R2和AL-4-DAL-4-4等。3.2.2双道夫梳理机型(1)为使纤网纵横向强力比差异减小,在道夫与剥取罗拉间加装一组(1~3根)低速回转的杂乱辊(图4)。德Spinnbau-216(3根杂乱辊)、W1201、W1201A(5对工作辊)、Hergeth的Hm6-d2-R2型(图5)青纺机的BG231等均为此类双道夫梳理机。(2)双道夫双凝聚杂乱梳理机:如青纺机另一种BG231梳理机(图6)。(3)Spinnbau-228(图7)及Graf双道夫梳理机,除胸锡林外,还有二只主锡林串联。3.2.3工作辊和剥取辊的加工(1)梳理机由喂棉箱、给棉板、刺辊、锡林、道夫等组成,明显的特点是没有胸锡林和转移辊,纤维由刺辊直接转移给锡林,锡林上方配有几组工作辊和剥取辊,除罗拉代替盖板外,与梳棉机类似,可加工80mm以内的人造纤维和天然纤维,如JKP4和DS-AKG-5(图8)等。另有一种Jm4型梳理机,可加工125mm长的纤维,并可梳理膨松度较高的纤维和再生纤维。(2)双联梳理机:由喂棉箱及两套刺辊、锡林、道夫串联而成,如DS-DAKG-5-5(图9),Graf公司样本也有类似的双联,在道夫输出纤网后又经两只杂乱辊。3.2.4-akg-p-c(1)由喂棉箱、刺辊、锡林、固定盖板、道夫组成,如DS-AKG-P-C4。(2)由喂棉箱及两套刺辊、锡林、道夫串联而成,第一锡林配工作辊,第二锡林配固定盖板,如DS-DAKG-5-C4,加工60mm以内的化纤和天然纤维。3.2.5杂式梳理成网机(1)窄幅七罗拉梳理机:采用金属针布,锡林速度仅115r/min左右,纤维经秤量棉箱、开棉机(梳针打手)。喂入七罗拉梳理机,在锡林上由一弯脚(或直脚)针布的提升罗拉,提起锡林上的纤维。梳理机不用道夫,而由扁形吸口把锡林上的纤维吸送到振动棉箱喂入兰多气流成网机。(2)W