非织造材料与工程专业课概论-无纺布从业人员必修课

显示全部楼层 · 发表于 2012-5-8 07:30

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一、绪论
非织造布生产原理所包括的四个工艺过程和非织造布的定义。熟悉耐用型非织造布和用即弃型非织造布的应用场合，熟悉非织造布的分类方法。了解非织造布所用纤维，着重了解热熔粘合纤维。了解超细纤维的生产方法。了解木浆纤维和聚乳酸纤维。了解非织造材料的应用。
1、非织造布生产原理:
四个生产工艺过程：纤维/原料准备、成网、纤网加固、后整理与成形。
(1) 纤维/原料准备：纤维（主体）；粘合剂、后整理化学试剂（辅助材料）、聚合物等。
(2) 成网：将纤维形成松散的纤维层结构。
(3) 纤网加固：通过相关的工艺方法对松散纤维层进行加固，赋予其物理机械性能。
(4) 后整理与成形：改善产品的结构、手感及性能，并在成形机上转化成最终产品。
2、非织造布的定义：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。
3、耐用型非织造布
多次使用或具有一定使用寿命的非织造布。
4、用即弃型非织造布
要指一次性使用的非织造布，实际上有时也可使用1次以上，甚至多达4～5次。
5、非织造布的分类
①　纤网成形方法：干法成网、湿法成网、纺丝成网
②　按用途分类
（1）医用卫生保健类（2）服装与制鞋类（3）家用装饰类（4）工业用布类
（5）土木工程（6）其它
6、非织造布所用纤维
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。几乎每种已知的原料都可用于非织造生产。纺织下脚料难以纺织加工的纤维，如玻璃纤维、金属纤维等。一些新型的化学纤维，如耐高温纤维、超细纤维等
7、热熔粘合纤维
(热熔)粘合纤维：受热后熔化冷却后将纤网中纤维粘合固结的纤维。熔体纺丝法制得的纤维皆是，但有的纤维熔点高。
低熔点粘合纤维：熔点低，软化温度范围大，软化时收缩小。
最常用的低熔点粘合纤维有丙纶和ES纤维(PP/PE复合纤维)。
热熔粘合时，纤网中的 ES纤维含量必须超过50%，薄型产品可采用100%的ES纤维。
8、超细纤维的生产方法
细度在0.44dtex(0.4d)以下的纤维。
生产方法主要有两种：
复合纺丝技术：先制得双组份复合纤维(海岛型或和桔瓣型)并做成传统织物或非织造布，然后用机械方法或化学方法处理，形成超细纤维产品。
熔喷非织造技术：直接得到由超细纤维构成的非织造材料，平均纤维直径为2~5μm。
超细纤维非织造布可用作过滤材料、合成革基布等。
9、木浆纤维和聚乳酸纤维
l 木浆纤维也称绒毛浆纤维，是以原木为原料的天然纤维素纤维。
l 绒毛浆纤维生产：木材→切割成小木片→加入化学药品高温高压蒸煮（去除木质素与可提取物） →漂白和机械筛选与清洗→纤维素浆→脱水烘燥成浆粕板
l 绒毛浆纤维与造纸用木浆纤维的主要差别：
A. 绒毛浆纤维平均长度为2mm，造纸用木浆纤维平均长度为1mm。
B. 造纸用木浆纤维中可提取物的残留量较大，影响其吸湿性。
C. 造纸用木浆纤维通常含水率较大。
聚乳酸纤维生产流程：玉米→淀粉→葡萄糖→乳酸→高纯度聚乳酸→聚乳酸纤维
聚乳酸纤维可生物降解，资源可再生，是一种绿色环保纤维。
聚乳酸纤维(PLA)的应用

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一蓑烟雨 · 发表于 2013-7-11 08:19

无纺布袋发表于 2013-7-11 05:22
haiyoujianglima还有奖励吗

奖励不少，呵呵

隆成机械 · 发表于 2012-5-10 09:13

本帖最后由隆成机械于 2012-5-10 09:33 编辑

呵呵，站长很用心哦！这个我本来打算整理发布一下的，只是时间一直没抽出来。
因为我们公司不做其他方面的，专做针刺加固生产线和热熔加固生产线，所以就发例图给大家看看，也算是贡献一点小力量吧。
有时间的时候再把整条生产线介绍一下，请朋友们斧正。

硬质棉热熔棉烘箱前端

热熔棉硬质棉烘箱前端

主刺机：产品有效幅宽6.6米，机器幅宽8米多

主刺机：有效幅宽6.6米，机器宽8米多

预刺机

异位对刺机

同位对刺机

提花条纹针刺机

起绒针刺机

起绒针刺就

高速针刺机

一蓑烟雨 · 发表于 2012-5-8 07:35

九、非织造布生产的其它方法

掌握浆粕气流成网技术、湿法成网非织造技术和闪蒸法非织造技术的生产原理，以及它们和普通纸张的区别。了解各种非织造产品的性质和应用。

浆粕气流成网技术：浆粕气流成网技术是以木浆纤维为主要原料，通过气流成网及不同固结方法生产非织造布的一种新方法。

干法造纸与普通纸张区别

	干法造纸	普通纸张（湿法）
纤维原料	<8mm	1~4mm
加固	粘合剂	自身氢键
性能	吸水能力强、柔软、蓬松不掉毛、湿强度高	手感硬，耐水性差

湿法成网非织造技术：所谓“湿法”就是以水为介质，使纺织纤维在水中均匀分散后，在成型网上脱水，纤维沉积在成型网上形成纤维层的工艺。它是从造纸工艺发展而来的，因此湿法非织造布也叫造纸法非织造布。

湿法非织造材料与纸张的区别

湿法非织造布的应用

目前发达国家的湿法无纺布产量已占无纺布总产量的30%以上。我国，初步统计不到无纺布总产量的5%。

1．医用：手术衣、帽、口罩；病员床单、枕套；绷带、膏药布等。

2．装饰：服装衬里、防尘服、劳动防护服、防尘面罩、人造革、鞋内底革、吸尘器滤袋、沙发包布等。

3．工业用：电池隔膜纸、玻璃钢增强基布、过滤材料等。

4．土木工程、建筑：土工布、隔音材料、防水材料基布。

5．农业与园艺：护根布、育苗布、防虫害布、防霜冻布。

6．包装材料：复合水泥袋、箱包用材、其它包装基材。

闪蒸法非织造技术：将线性高密度聚乙烯(PE)在高温下（ 200℃，温度低时不溶解）溶于二氯甲烷，浓度为13%，并在高压（6.9Mpa）下用CO2进行饱和处理制成纺丝溶液，然后从喷丝孔中以高速喷出（10~11km/min）。

丝束喷出过程中，压力突降，二氯甲烷瞬间挥发，聚合物高度原纤化而成超细单纤维（0.11~0.17dtex），其取向度极高，强度很大。同时采用静电分丝和凝网技术，使纤维成网，再经热轧加固后成为闪蒸法非织造材料。

十、非织造产品介绍

了解非织造材料在各领域中的应用。

l 服装用非织造产品：非织造粘合衬基材；热熔网膜粘合衬；保暖材料

l 装饰用非织造产品：针刺地毯和铺地材料；针刺壁毯与贴墙布；汽车内饰材料

l 产业用非织造产品：应用于工业、农牧渔业、基本建设、交通运输、医疗卫生、文娱体育、军工及尖端科学领域 的纺织品，称为产业用纺织品。

应用：土工布的开发与应用；建筑防水非织造布；过滤材料；医用卫生非织造布；合成革用非织造布；针刺造纸毛毯；其他。

一蓑烟雨 · 发表于 2012-5-8 07:32

10、非织造材料的应用
个人卫生领域       医疗保健领域
服饰及办公领域    家具及家用领域
休闲和旅游领域    过滤材料、建筑材料领域
工业及军事领域    汽车领域
岩土和水利工程领域农业领域
二、干法成网技术
掌握盖板式梳理机和罗拉式梳理机所适用的纤维类型，单锡林双道夫梳理机的特点，以及
法成网的方式。掌握气流成网方式和交叉折叠成网方式的类型。
1、罗拉式梳理机适合于梳理长度大于51mm的较长纤维。
2、盖板式梳理机适合于梳理棉纤维、棉型化纤及中长型纤维。
3、单锡林双道夫梳理机的特点：
采用双道夫，锡林转速可得到提升，相应的纤维转移率得到提高，可满足高产要求，而且两层纤网叠合，有利于提高成网均匀度。
4、成网的方式
a)       机械铺叠成网
b)       机械杂乱成网
c)       气流杂乱成网
5、气流成网方式
自由飘落式：纤维自重(适用于短、粗纤维)
      压入式：气流吹入(适用于含杂多的纤维)
   抽吸式：气流抽吸
封闭循环式：上吹下吸(一台风机)
压吸结合式：上吹下吸(二台风机)
6、交叉铺叠成网
n       四帘式（水平式）和立式摆动式
n       交叉折叠铺网的特点：
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。
三、化学粘合加固法
1、掌握化学粘合加固法的原理和类型。
ü       化学粘合法原理：将粘合剂通过浸渍、喷洒及印花等方法施加到纤网中去，经    热处理使水分蒸发、粘合剂固化，从而制得非织造布的一种方法。是非织造布生产中应用历史最长、使用范围最广的一种纤网加固方法。
ü       类型：1. 浸渍粘合法2. 喷洒粘合法3. 泡沫浸渍法4. 印花粘合法

四、针刺加固法
掌握针刺加固法的原理，针刺机的组成，预针刺机、主针刺机的作用和两者间的区别，掌握针刺方式的类型。了解花纹针刺。掌握针刺的工艺参数含义及其对产品性质的影响。熟悉针刺频率、针刺动程、工作幅宽针刺性能指标。了解针刺产品的应用。
1、针刺加固法的原理
用三角形截面(或其它形状)且棱边带倒钩的刺针对纤网进行反复穿刺。倒钩穿过纤网时，将纤网表面和局部里层纤维强迫刺入纤网内部。刺针退出纤网时，刺入的纤维束脱离倒钩而留在纤网中，这样，许多纤维束纠缠住纤网使其不能再恢复原来的蓬松状态。形成具有一定强力和厚度的针刺法非织造材料。
²       预针刺机作用：将高蓬松且抱合力很小的纤网进行针刺，使之具有一定的强力、密度和厚度，便于后道加工。
²       主针刺机的作用：对经过预针刺的纤网进行针刺以增加针刺密度。
1、针刺机的组成：针刺机按所加工纤网的状态可分为预针刺机和主针刺机。
针刺机主要由送网机构、针刺机构、牵拉机构、花纹机构、传动机构等组成，其中花纹机构仅花纹针刺机具有。
2、预针刺机的作用：预针刺机对蓬松的纤网进行初次针刺。
3、预针刺机的特点：
•       剥网板与托网板之间的距离较大，有利于蓬松纤网喂入
•       剥网板在入口处呈倾斜状，配有导网装置
•       针刺频率较低
•       针刺动程较大
•       针板植针密度较小，刺针较长较粗
4、主针刺机的作用：主针刺机对经过预针刺的纤网进行针刺以增加针刺密度。
5、预针刺机的特点：
•       剥网板与托网板之间的距离较小
•       针刺频率较高
•       针刺动程较小
•       针板植针密度较大，刺针较短
6、针刺方式的类型
按针板数多少：有单针板、双针板和多针板。
按针刺方向：有单向针刺和对刺，对刺又可分为异位对刺和同位对刺。异位对刺和同位对刺都有交替针刺和同时针刺。
按针刺角度：有斜向针刺和垂直针刺。其中垂直针刺有向上刺和向下刺。
7、花纹针刺
采用叉形刺针（或单刺成圈针）和栅格托网板可使纤网获得毛圈状的表面效果。如圆截面的叉形针头端开叉，穿刺经过预针刺的纤网时，叉取一束纤维穿出纤网，形成毛圈结构。
8、的工艺参数含义及其对产品性质的影响
针刺密度：是指纤网单位面积内所受到的理论针刺数，用Dn表示，单位：刺/cm2。
针刺密度↑→纤维缠结程度↑→针刺非织造材料强度↑
针刺密度↑↑→纤维断裂↓→针刺非织造材料强度↓
针刺深度：指刺针针尖穿过托网板到极限位置时，针尖到托网板托持纤网的表面的距离，即针刺时刺针穿过纤网后伸出纤网的最大长度，单位mm。一定范围内，针刺深度增加，纤维间的缠结充分，但针刺过深，纤维断裂，产品强力降低。
步进量：是指针刺机每针刺一个循环，织物所前进的距离。针方式确定后，步进量会对布面的平整和光洁性有一定影响。一般短纤织物针刺的步进量在3~6mm/针。

一蓑烟雨 · 发表于 2012-5-8 07:32

五、热粘合工艺
掌握热粘合的原理和几种热粘合方法的含义
1、热粘合的原理
高分子聚合物材料大都具有热塑性，即加热到一定温度后会软化熔融，变成具有一定流动性的粘流体，冷却后又重新固化，变成固体。
2、几种热粘合方法的含义
l       热轧粘合:利用一对加热的钢辊对纤网进行加热，同时加以一定压力的热粘合方式。
热风粘合:利用烘箱对混有热熔介质的纤网进行加热，使纤网中的热熔纤维或热熔粉末(熔点低)受热熔融，熔融的聚合物流动并凝聚在纤维交叉点上，冷却后纤网得到粘合加固而成为非织造材料。
l       超声波粘合: 高于人类听觉上限频率20kHz的声波称为超声波，或称为超声。超声波粘合的能量来自电能转换的机械振动能。超声波粘合时，纤网或叠层材料喂入传振器和辊筒之间形成的缝隙，并在植入销钉的局部区域将受到一定的压力，在该区域内纤网中的纤维材料受到超声波的激励作用，纤维内部微结构之间产生摩擦而产生热量，最终导致纤维熔融。
六、水刺法加固热轧粘合
掌握水刺加固法的原理和水刺加固的方式。熟悉水刺产品的应用。
1、水刺法固结原理
l       水刺法采用高压产生的多股微细水射流喷射纤网。水射流穿过纤网后，受托持网帘的反弹，再次穿插纤网，由此，纤网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得到加固。
2、水刺加固方式主要有三种形式：
（1）    平网水刺加固：水刺头位于输网帘上，纤网作水平运动，其正反两面多次接受垂直喷射的水针能量。
平网式水刺机的特点：机械结构简练，维护保养方便，但占地面积大。输网帘在运行过程中，松边、张力变化、导辊不平行等都会造成网帘横向移动（游动），需要用纠偏装置来保持网帘在横向上居中运动。
（2）    转鼓水刺加固：水刺头沿着转鼓圆周排列，纤网吸附在转鼓上，接受水刺头喷出的水射流的喷射。
转鼓式水刺机的特点：转鼓呈圆周运动，无跑偏现象，利于高速生产；纤网呈圆弧状弯曲，接受水刺面蓬松，反面压缩，利于水射流穿透，有效地缠结纤维。可在很小空间内完成对纤网多次正反水刺，占地面积较小。适合加工单一外观效果特别是平纹非织造材料，不适合加工不同外观效果的非织造材料，这是转鼓结构所决定的。
（3）    转鼓与平网结合式：平面式与转鼓式组合可扬长避短，发挥各自的优势，通常第一级、第二级为转鼓式水刺，第三级为平网式水刺。
3、水刺产品的应用
A.       医疗卫生用品纱布、绷带
B.       家用和工业用擦布
C.       服装及衬布
D.    合成革基布和过滤材料
E.       服装用和传统产品修饰
七、纺粘法
掌握纺粘法生产的工艺原理，及纺粘工艺流程图中个部件或部位的名称。掌握纺粘产品的特点。掌握纺粘生产的工艺流程：原料烘干（原因）、螺杆挤出（构造）、纺丝、拉伸（方式）、分丝（方式）、加固（方式）。
1、纺粘法生产的工艺原理
纺粘法的原理是利用化纤纺丝的方法，将高聚物纺丝、牵伸、铺叠成网，最后经针刺、水刺、热轧或自身粘合等方法加固形成非织造材料。
2、纺粘工艺流程图
聚合物切片—切片烘燥—熔融挤压—纺丝—冷却—牵伸—分丝—铺网—加固—切边，卷绕
3、原料烘干（原因）：纺粘产品的特点去除水分。含水切片，如PET熔融时会水解，使分子量下降，影响成丝质量。水在高温下汽化，易造成纺丝断头或毛丝。提高结晶度和软化点含水PET切片是无定形结构，软化点低，在螺杆的加料段易造成粘结阻料现象，影响正常生产。
4、拉伸（方式）
机械牵伸－－由拉伸辊的速度差进行拉伸。合成纤维生产中常使用。易于对纤维控制，拉伸程度也易于保证，但需防止丝条粘连。
气流牵伸－－利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸。影响因素多，对拉伸效果的控制复杂、困难。纺粘法生产中多采用这种方法。
5、分丝（方式）
气流分丝法：利用空气动力学效应，气流在一定形状的管道中扩散，形成紊流达到分丝目的。静电分丝法：牵伸时丝束经过高压静电场或摩擦带电，丝因带同种电荷相互排斥，达到分丝的目的。
机械分丝法：丝束牵伸后与挡板、摆丝辊、振动板等撞击，变成无规则运动，达到分丝
6、加固（方式）
A.       针刺加固：厚型产品采用，主要用于土工布
B.       自身粘合：如PA66纤网采用盐酸水溶液处理产生自身粘合，已较少应用。
C.       复合加固：对纤网先后采用多种加固方法。
D.    热轧粘合：聚丙烯等薄型产品采用。

一蓑烟雨 · 发表于 2012-5-8 07:33

螺杆挤出（构造）:
了解纺粘产品的应用
八、熔喷法
掌握熔喷法生成的原理，产品特征，熔喷模头组合件的特点，以及工艺参数对熔喷纤维性质的影响。掌握聚合物原料的性质指标熔体指数的含义。熟悉滤芯的生产。了解熔喷产品的应用和纺粘/熔喷产品的复合。
1、熔喷法生成的原理
熔喷非织造工艺是利用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上，并依靠自身粘合而成为非织造布。
2、产品特征
熔喷法非织造布的特点
A.       纤维细度较小，通常小于10μm，大多数纤维细度在1～4μm。
B.       纤维细度大小不一，从熔喷模头喷丝孔到接收装置的整条纺丝线上各种作用力无法保持平衡（高温高速气流的拉伸力波动、冷却空气的速度和温度等的影响）
C.       牵伸和冷却条件变化波动较小，纺粘法非织造布纤网中纤维直径的均匀度明显好于熔喷纤维，因纺粘工艺中，纺丝工艺条件是稳态的，牵伸和冷却条件变化波动较小。
3、熔喷模头组合件的特点
聚合物熔体分配系统：保证聚合物熔体在整个熔喷模头长度方向上均匀流动并具有均一的滞留时间，从而保证熔喷法非织造布在整个宽度上具有较均匀的性质。目前熔喷工艺中主要采用衣架型聚合物熔体分配系统
模头系统：喷丝板、气板、加热保温元件等组成。熔喷产品的均匀度与模头密切关系。通常，熔喷模头的加工精度要求高，故模头制造成本昂贵。喷丝孔常呈单排排列，长径比大于10。
4、工艺参数对熔喷纤维性质的影响
Ø       在线参数：在熔喷生产过程中可按需要调节的参数，如熔体挤出量、熔体温度、拉伸热空气的温度和初始速度、接收距离等。
1)       热空气的速度（压力）
   直接影响熔喷纤维细度。生产中用气流的压力来表示气流的速度，压力大则速度大。
   热空气速度↑：纤维直径越小；单纤维相对强力越大；纤网中纤维间的粘合效果越好；非织造布强度越大
2)       熔喷温度（熔体温度），是指熔喷模头的温度。
温度↑：熔体粘度越低，纤维越细。但熔体粘度过小会造成熔体细丝的过度牵伸，形成的超短超细的纤维会飞散到空中而无法收集，因此熔喷工艺中聚合物熔体粘度并不是越小越好。
3)       接收距离
纤网强力除取决于纤维本身的强力外还取决于纤维之间的热粘合程度。热粘合程度受接收距离(DCD)的影响尤为显著。
DCD↓：热空气冷却和扩散不充分，粘合效果得到改善，产品蓬松度下降（纤维多呈团聚状）。产品强力提高。
DCD↑：熔喷非织造布强力（拉伸、顶破撕破强力）及弯曲刚度均下降；透气率增长。
4)       熔体挤出量
挤出量↑：纤维直径增加，熔喷非织造布的相对强度减小。
熔喷纤网中常出现没有牵伸成超细纤维的团块状聚合物，称为“shot”现象。（亮点）
l       “shot”现象成因主要有：
空气速度太小或熔体粘度太高，部分熔体细丝未完全牵伸；
熔体粘度太小：空气速度高时，喷丝孔对熔体的握持作用减弱，熔体还没有被牵伸成纤维便脱离喷丝孔；
Ø       离线参数：只能在设备不运转时才能调节的参数，如喷丝孔的形状、拉伸热空气通道尺寸和夹角等。
1）喷孔直径
孔径小有利于纺制造超细纤维。但小的孔径加工较为困难。
2）热空气喷射角度，气流与模头底面的夹角θ
夹角越大，气流在喷丝孔轴线方向的分量越大。

5，聚合物原料的性质指标熔体指数的含义：
指在一定的压力及温度下,10分钟所流出的融体的重量克数
6，滤芯的生产：
立体成型(芯轴)：采用立体接收装置，分间歇式接收和连续式接收。
(1) 间歇式接收装置
Ø    接收装置来回移动，纤维多层缠绕在芯轴上；
Ø    改变接收距离，生产具有密度梯度的滤芯；
Ø    改变芯轴尺寸，生产不同内径的滤芯。
      每根滤芯制成后需更换芯轴，因此生产效率较低。
（2）连续式接收装置
接收芯轴呈悬臂梁形式，内有输出管状滤芯的传动轴，传动轴头端有螺纹，将管状滤芯从接收芯轴上拔出并输送至切割系统。
生产有密度梯度的滤芯时，应配多个不同接收距离的模头。