《干法非织造布工艺与原理》实验指示书.docx

《干法非织造布工艺与原理》实验指示书.docx

《《干法非织造布工艺与原理》实验指示书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《干法非织造布工艺与原理》实验指示书.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

《干法非织造布工艺与原理》实验指示书

《干法非织造布工艺与原理》

实验指示书

非织造材料与工程教研室

撰写人：

韩玲

审核人：

薛少林

二

一一年十月

实验一非织造布产品介绍

一、实验目的与要求

1.了解非织造布的产品分类

2.了解各类非织造布产品的主要用途

二、基础知识

非织造材料的分类方法一般基于以下两种分类方法进行，即成网方法和加固方法。

基于成网方法和加固方法的分类分为针刺法非织造布、水刺法非织造布、热粘合非织造布、化学粘合非织造、缝编法非织造布以及气流成网法非织造布；基于基本加工路线可分为干法非织造布、湿法非织造布以及聚合物直接纺丝成网非织造布。

非织造布的用途非常广泛，主要应用在以下领域：

（1）医用卫生保健非织造布

（2）服装、制鞋非织造布

（3）装饰非织造布

（4）工业用布非织造布

（5）土工建筑工程非织造布

（6）汽车工业非织造布

（7）工业与园艺非织造布

（8）军事与国防非织造布

（9）其它非织造布

三、实验设备和用品

非织造产品样品册，包括医用卫生用品、装饰用非织造布、土木工程用非织造布；还有根据加工方式分的针刺非织造布、水刺类织造布、热粘合非织造布、纺粘法非织布、熔喷法非织布、化学粘合非织造布、湿法非织布以及经过特殊整理的非织造布。

四、实验内容与步骤

试验过程中分组,每组内有一册有标识的非织造布样品册,一册是没有标示的非织造样品册。

实验步骤及要求：

1.根据指定的样品册,观察并描述产品的外观特征、手感特征

2.通过分析选择三种非织布,设计并指定其用途。

3.通过对产品的了解,能够根据相关学习的知识,判断无标签的非织造布适合做什么产品，并写出判断依据。

4.撰写两类样品册对应要求的实验报告。

五、作业与思考题

1.农业用非织造布（丰收布）具有那些特点？

2.通过查询资料对非织造材料的产品发展趋势作出自己的分析。

实验二开松混合工艺实验

一、实验目的与要求

1.了解开松混合的工艺流程；

2.了解抓棉机、混棉机、开棉机以及非织造专用开松混合设备的主要结构和工艺过程

二、基础知识

非织造布用各种纤维原料，如丙纶、涤纶、粘胶等，由于大多数呈压紧捆包的形式进厂，在梳理加工之前必须对这些原料进行扯松分解，将纤维由团状或块状变为束状，同时清除各种杂质。

此外由于产品性能需要，还需要将各种成分的原材料进行初步的混合。

梳理前准备工序：

选配

混合

开松

除杂

加油

1.配料成份计算方法

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（%）

2.认识各类开松机

（1）毛纺厂的开松机

1—喂入帘2—喂入罗拉3—压辊4—锡林5—工作辊6—剥毛辊7—打手8—尘格

图1B261型和毛机

（2）沿用棉纺开棉机（FA106A型豪猪开棉机）

FA106A型豪猪开棉机，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。

（3）开棉机

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。

三、实验设备和用品

WL-GK-A开松机、WL-GK-D自动给棉机、混棉机、开棉机、多仓混棉机

四、实验内容与步骤

1.按照20：

80的混合比计算PP/PET混合纤网200g中PP和PET纤维的用量，分别称取，并将两种纤维喂入混合开松设备，经过实验，试制成初步混合均匀的厚纤网。

2.称厚纤网重量，并根据机器幅宽和设定的机器速度，算出纤网的定量。

3.通过实验方式调整、混配开松出不同定量的纤网，并记录实验数据。

4.撰写实验报告。

五、作业与思考题

1.混合开松在非织造布生产过程中的作用？

2.混合开松后的纤维还需要那些处理工艺才能进入梳理工序，为什么要进行这些工艺处理？

实验三梳理机的结构及工艺

一、实验目的与要求

1.了解盖板式梳理机和罗拉式梳理机的主要工艺流程；

2.认识盖板式梳理机和罗拉式梳理机的结构和主要工作部件，分析其作用；

3.观察两类梳理机，并分析其差异，熟悉其适用范围。

二、基础知识

梳理的主要任务：

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或使纤网中纤维杂乱排列，减小产品的纵横向的强度差异。

1．FA201盖板梳理机的工艺过程

图2为FA201盖板梳理机的工艺简图。

棉卷3中的棉卷扦2嵌在棉卷架1的沟槽中，随着退卷罗拉4的回转，依靠摩擦使棉卷缓缓退卷，经给棉板5和加压的给棉罗拉6的握持向前输送，喂给刺辊7。

刺辊表面包有金属锯条，回转速度很高，对喂入的棉层起着握持分梳的作用。

刺辊下面装有除尘刀8和分梳板9，由于刺辊高速离心力的作用，纤维层经过除尘刀和分梳板时，大部分杂质和短纤维被排除掉。

开松后的长纤维束通过三角小漏底10与锡林11相遇。

锡林表面包有金属针布，其表面速度大于刺辊，锡林针齿将刺辊表面的纤维剥取过来，经后罩板12进入锡林、盖板13工作区。

盖板表面包有弹性针布，全机共有106根，其中处于工作状态的是41根。

锡林的表面速度远大于盖板，纤维束在两个针面的作用下，被分梳成单纤维状态，并得到充分地混和，同时分离出了细小的杂质。

盖板针面上充塞的纤维和杂质，在走出工作区后被上斩刀14剥下成为盖板花。

被锡林针齿抓取的纤维经前上罩板15、抄针门16、前下罩板17，与道夫18相遇。

道夫表面也包覆有金属针布，其表面速度比锡林慢得多，在两个针面的作用下，锡林针布上一部分纤维凝聚到道夫外面，其余大部分纤维随着锡林的回转经大漏底19会同从刺辊上剥取的纤维一起，重新进入锡林、盖板工作区，形成反复循环梳理混和。

凝聚在道夫针面上的纤维层，由剥棉罗拉22剥下，经上下压辊23输出，形成薄薄的一层棉网，再经喇叭口24和大压辊25汇合成棉条，进入圈条器26并有规律地圈放在条筒27内。

2．CZ191罗拉梳理机的工艺过程

　　图3为CZ191罗拉梳理机的工艺简图。

由开松机制成的麻卷1放还在退卷罗拉2上，随着退卷罗拉的回转，麻卷逐层退解并经喂麻板3而喂入。

麻层在一对沟槽罗拉4和喂给针辊5的握持下向前送向回转的分梳罗拉6。

分梳罗拉表面包有金属针布，因而纤维受到梳理。

毛刷7的作用主要是清洁上喂给针辊，同时将上喂给针辊针面上的纤维转移到分梳罗拉上。

　　分梳罗拉上的纤维经转移罗拉8的转移而与锡林9相遇，锡林表面也包有金属针布，其表面速度大于转移罗拉，锡林针齿对转移罗拉表面的纤维进行剥取，并带向锡林、工作罗拉10和剥取罗拉11工作区。

全机共有四对工作罗拉和剥取罗拉，工作罗拉和剥取罗拉上均包有金属针布。

由于锡林的表面速度大于剥取罗拉，而取麻罗拉的表面速度又大于工作罗拉，因而纤维在锡林、工作罗拉和剥取罗拉工作区之间形成反复的梳理和混和作用。

　　纤维经反复循环多次梳理混和后，由锡林针面带向锡林、道夫12工作面，道夫表面也包有金属针布，其表面速度远小于锡林，在两个针面的作用下，部分纤维被道夫针齿所抓取，即形成道夫对锡林外面纤维的凝聚。

被道夫针齿所抓取的纤维经剥取辊13、转移辊14和上下压辊15等剥取装置剥取后形成薄薄的一层纤维网，再经喇叭口16和大压辊17汇集成纱条，圈条器l8将纱条有规律地圈放在条筒19内。

三、实验设备和用品

盖板梳理机，罗拉梳理机、WL-GS-A单锡林单道夫梳理机

四、实验内容与步骤

（一）、要求学生在初步了解盖板式梳理机的机构组成和工艺过程后，进一步仔细观察和了解：

（1）棉卷架、棉卷罗拉、给棉板的形状和给棉罗拉表面的沟槽形状。

（2）刺辊、锡林、道夫的针布规格，植针方向、回转方向和相对运动速度。

（3）除尘刀、刺辊分梳板、三角小漏底、大漏底的形状。

（4）盖板的形状、针布规格和运动速度。

（5）三罗拉剥取机构。

（6）圈条机构。

（7）全机的传动系统。

（二）要求学生在初步了解罗拉式梳理机的机构组成和工艺过程后，进一步仔细观察和了解：

（1）退卷罗拉和沟槽罗拉的表面形状。

（2）喂入针辊的梳针形状和沟槽罗拉的沟槽形状。

　　（3）分梳辊、转移辊、锡林、工作罗拉、剥取罗拉、道夫的针布规格，植针方向及回转方向。

　　（4）四罗拉剥取机构和斩刀剥取装置。

（5）圈条机构。

五、作业与思考题

1．在图1盖板梳理机工艺简图，标出各机件的回转方向、相对运动速度及植针方向并说明它们相互之间的作用属于什么性质。

2．在图2罗拉梳理机工艺简图中，标出各机件的回转方向、相对运动速度及植针方向，并说明它们相互之间的作用属于什么性质。

3．比较罗拉梳理机与盖板梳理机的不同点。

实验四杂乱成网设备及方法

一、实验目的与要求

1.了解杂乱成网的方法

2.观察并分析杂乱成网设备对纤网杂乱的主要原理

二、基础知识

杂乱成网是非织造布生产中重要的一个环节，通过杂乱成网非织造布可以获得较低的横纵向强力比，从而提高产品的适用性。

常见的杂乱成网方式四类：

（一）、机械杂乱成网

（1）凝聚罗拉杂乱成网

在道夫之前，装有速度依次降低的凝聚罗拉1和凝聚罗拉2。

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。

图4凝聚罗拉杂乱成网示意图

（2）高速杂乱辊杂乱成网

安装在锡林和道夫之间，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，高速杂乱辊速度与锡林相当，速度方向与锡林方向相反，形成的气流覆面层与锡林形成的气流覆面层方向相反，在两气流覆面层交汇处气流紊乱，出现涡流，纤维杂乱。

图5高速杂乱辊杂乱成网示意图

（二）、牵伸杂乱成网

主要是对交叉铺叠后的纤网，采用两对罗拉牵伸或者非织造生产中常用的品字形牵伸，将多层纤网之间的纤维相互之间混合并合成一个纤网，这个过程就是牵伸杂乱成网。

（三）、气流杂乱成网

图6气流成网使用的文丘利管

在文丘利管中，单位时间通入的气流量不变（即Q1=Q2），随着文丘利管截面逐渐变大（即S1V2（V1为截面1处的气流速度，V2为截面2处的气流速度），也就是说文丘利管中，气流的速度在逐渐降低。

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。

三、实验设备和用品

WL-GS-A单锡林单道夫梳理机、WL-GP-B铺网机

四、实验内容与步骤

1.观察非织造专用梳理机的杂乱成网装置，并根据已经学内容分析其杂乱成网的原理。

2.观察双网帘夹持折叠铺网机的主要结构，并画出结构简图.

3.分析双网帘夹持折叠铺网机的各个网帘的作用，并写入实验报告。

4.撰写实验报告

五、作业与思考题

1.非织造布生产中成网的主要方式有那些？

2.四网帘式折叠铺网的特点，如果存在不足之处，应该如何改进设备。

实验五针刺机的结构和工艺

一、实验目的与要求

1.了解针刺机的主要机构

2.了解针刺机上刺针的排列方式

二、基础知识

针刺法非织造布的生产是利用三角截面（或其它截面）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。

由于纤维之间的摩擦作用，原来蓬松的纤网被压缩。

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。

经过许多次的针刺，相当多的纤维束被刺入纤网，使纤网中纤维互相缠结，从而形成具有一定强力和厚度的针刺法非织造材料。

图7针刺法非织造布工艺示意图

针刺法非织造工艺形式有预针刺、主针刺、花纹针刺、环式针刺和管式针刺等。

三、实验设备和用品

WL-GZ-A高速预针刺机、WL-GZ-B高速倒针刺机、WL-GZ-C高速主针刺机

四、实验内容与步骤

先认识预针刺机和主针刺机结构特点，比较预针刺机和主针刺机的结构相同点和差异。

了解两设备的基本操作方法和注意事项。

具体的实验操作顺序如下：

（1）开机：

将原料喂入开送机，经过给棉机、梳理机、铺网机，做成一定面密度的非织造材料；

（2）将非织造材料（纤网）按要求慢慢喂入预针刺机，调节针刺频率N和纤网输出速度V,直到纤网经过预针刺机出来；

（3）将非织造材料（纤网）按要求慢慢喂入主针刺机，调节针刺频率N和纤网输出速度V,直到纤网经过预针刺机出来；

（4）在主针刺机的喂入辊上做标记，记录针刺10次后变化量，并计算出该针刺机在特定频率下的步进量。

（5）实验得出新的非织造产品；

（6）按国标裁剪非织造试样；测定非织造材料的纵向和横向强度；

将试样裁剪成200×50mm2条形试样，然后测定其断裂强度，取平均值。

（7）数据处理，从而得出针刺密度和非织造材料性能的关系；

将各组的平均值数据按照针刺遍数为横坐标、断裂强度平均值为纵坐标，画出相应的关系曲线，最后简要解释曲线的含义。

（8）实验完毕，填写实验报告。

五、作业与思考题

1.什么是非织造材料的针刺密度，材料的纵横向强度？

2.针刺非织造材料的工艺原理是什么？

3.针刺密度与产品性能的关系是什么？

实验六热轧及超声波粘合工艺实验

一、实验目的与要求

1.了解热轧粘合的主要工艺流程

2.观察并分析热轧中面粘合和点粘合的区别

3.观察超声波粘合的设备，并利用超声波缝合非织造产品

二、基础知识

热轧粘合非织造工艺是利用一对或两对钢辊或包有其它材料的钢辊对纤网进行加热加压，导致纤网中部分纤维熔融而产生粘结，冷却后，纤网得到加固而成为热轧法非织造材料。

超声波粘合的能量来自电能转换的机械振动能，换能器将电能转换为20kHz的高频机械振动，经过变幅杆振动传递到传振器，振幅进一步放大，达到100μm左右。

在传振器的下方，安装有钢辊筒，其表面按照粘合点的设计花纹图案，植入许多钢销钉，销钉的直径约为2mm左右，露出辊筒约为2mm。

超声波粘合时，被粘合的纤网或叠层材料喂入传振器和辊筒之间形成的缝隙，纤网或叠层材料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。

在压力的作用下，超声波粘合将发生和热轧粘合一样的熔融、流动、扩散及冷却等工艺过程。

图8超声波粘合发生器结构示意图

三、实验设备和用品

WL-GC-B三辊导热油轧机、BJ－50Q超声波缝合机

四、实验内容与步骤

1.将已经制成的纤网，采用热轧中的一对光辊热轧的方式，将其粘合成非织造布1，按照标准裁剪试样10

10cm2，并测试平方克重5次，计算其平均值。

2.将已经制成的纤网，采用光辊和刻花辊相结合的方式，粘合成非织造布2，按照标准裁剪试样10

10cm2，并测试平方克重5次，计算其平均值。

3.采用超声波粘合机缝制非织造布1和非织造布2，制成一个非织造布手袋。

五、作业与思考题

1.热轧粘合和超声波粘合有何不同？

2.超声波粘合和缝纫机缝合有何区别？

实验七针刺热轧产品上机实验

一、实验目的与要求

1.通过实验设计经过预针刺再热轧加固的非织造产品。

2.对比不同低熔点成分比例下同类非织造产品的差异

二、基础知识

因为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。

热粘合非织造工艺就是利用热塑性高分子聚合物材料这一特性，使纤网受热后部分纤维或热熔粉末软化熔融，纤维间产生粘连，冷却后纤网得到加固而成为热粘合非织造材料。

热粘合法非织造材料具有生产速度快、产品不带化学粘合剂、能耗低等特点，其产品广泛用于医疗卫生、服装衬布、绝缘材料、箱包衬里、服用保暖材料、家具填充材料、过滤材料、隔音材料、减震材料等，热粘合非织造生产工艺仍有发展前景。

热粘合分为热轧粘合、热熔粘合和超声波粘合三种工艺。

其中热轧粘合工艺是指利用一对热辊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。

热轧工艺存在热传递过程、流动过程、扩散过程、加压和冷却过程。

三、实验设备和用品

设备：

WL-GS-A单锡林单道夫梳理机、WL-GP-B铺网机、预针刺机、热轧机

原料:

低熔点热熔纤维、PP（聚丙烯）纤维

四、实验内容与步骤

（一）成网

通过混合不同比例（10%，15%，20%，25%，30%）的低熔点纤维，采用梳理成网的方式获得不同比例、面密度为50-100g/m2的纤网。

（二）热轧粘合

1.调整至合理的铺网帘速度，对梳理的薄网进行双网帘夹持折叠铺网。

2.将经过折叠铺网的纤网喂入预针刺机，进行预加固。

3.分别制取纤维定量为100-250g/m2的纤网。

4.设定预针刺参数（针刺深度和针刺密度），在预针刺机中设定相应的针刺频率和针板简距离。

将预针刺的纤网，剪取10cm*10cm的试样称重，测试平方克重5次，计算其平均值。

5.设定并检查热轧机的温度，待温度到合适的温度时，将经过预针刺的纤网喂入热轧机，进行热轧加固。

6.待纤网冷却后，剪取10cm*10cm的试样称重，测试平方克重5次，计算其平均值。

（三）撰写实验报告

五、作业与思考题

1.热风穿透式热熔粘合和热风辐射式热粘合工艺有何区别，产品上有何异同点？

2.热熔粘合和热轧粘合有何不同？