水刺法固结

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1、纤维原料对产品性能的影响
纤维强度↑→水刺非织造材料强度↑ 抗弯模量↓→
纤维缠结↑ 细度↓→ 纤维缠结↑ 长度↑→ 纤维缠结↑ 纤维卷曲度↑→纤维缠结↓ 扁平截面比圆截面有更好的纤维缠结效果
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2、成网方式对产品性能的影响 成网方法不同，产品的纵横向强力比是不 一样的，水刺过程会使部分呈横向排列的纤维 转为纵向，从而改变纤网的纵横强力比。
水刺头
纤网
预湿
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转鼓水刺加固
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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。
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（3）转鼓加平网式水刺加固 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。
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（五）脱水
目的：
及时除去纤网中的滞留水，以免影响下道水刺 时的缠结效果。 当纤网中滞留水量较多时，将引起水射流能量 的分散，不利于纤维缠结。水刺工序结束后将纤网 中水分降至最低，有利于降低烘燥能耗。
1、水刺头
水刺头是水刺非织造工艺中产生高速水射流的 关键部件，材质为高级不锈钢。其核心零件是水针 板(喷水板)。
安全过滤网 进水口
射流分水板 水针板 水针
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喷水板为一长方形金属薄片，厚度为0.8~1.5mm， 宽度为20~30mm。喷水板喷水孔排列形式分单排、双 排或三排。喷水孔出口直径为0.08~0.15mm。 单排孔密度为8~24孔/cm，双排孔密度为16~36孔 /cm，三排孔密度为24~48孔/cm。
第六章
水刺法加固
（Water Jet Process）
本章基本要求： 掌握水刺加固原理 熟悉水刺工艺与设备 了解水刺非织造材料性能与应用
第一节
概述
水刺法又称射流喷网法（Spunlaced）、水 力缠结法、喷水成布法等，是非织造布固结工 艺中一种独特的、新型的加工技术。 水刺工艺技术已被移植到塑料、纺织、造纸 等学科领域。
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热风穿透式烘燥
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二、水刺工艺用水的要求
不能含有固体颗粒杂质
尽量减少金属离子含量
水质必须是中性（pH=7）
水温要适中
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第三节
水刺设备
水刺设备大概由水刺系统、水过滤循环系统和 烘燥装置组成。 一、水刺系统 水刺系统包括水刺头、托网帘(或转鼓)、脱水箱、 传动系统及控制系统等组成。
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纤网中纵向排列纤维多于横向排列纤维时，水刺
后纵横强力比得不到改善，适用于水刺卫生材料。
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（三）纤网预湿
预湿的目：压实蓬松的纤网，排除纤网中的空气， 使纤网进入水刺区后能有效地吸收水射流的能量， 以加强纤维缠结效果。 常见预湿方式： 带孔滚筒与输网帘夹持式
双网夹持式
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带孔滚筒与输网帘夹持式
水过滤系统主要任务是：
(1) 清除纤维性杂质。 (2) 清除油剂和微生物等杂质。 (3) 节约用水。
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水过滤循环处理系统主要由水过滤、循环、增 压、回收等装置组成。
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第四节

影响产品质量的因素
1. 纤维原料 2. 成网方式 3. 水刺装置排列方式 4. 输网帘结构和水针作用距离 5.水针能量
双排孔
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Fleissner公司Aquajet水刺加固系统的水刺头
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JETLACE2000水刺加固系统的水刺头
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水针板的性能要求：
几何尺寸正确，平直度好。
喷水孔孔径一致，喷水孔出口应保持锋利的状态，
无毛刺，孔与板面的垂直性好。 良好的耐腐蚀性。 良好的强度和韧性，耐磨性好。
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喷水孔孔型：
2. 家用和工业用擦布
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1. 医疗卫生用品
纯棉、醋酯纤维、粘胶纤维或粘胶纤维/涤纶为 原料的水刺非织造材料，用作医用敷帖料，如纱布、 绷带等。
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2. 家用和工业用擦布 以纯粘胶或粘胶/丙纶及其它纤维混合而成， 产品一般具有较大的网孔。 家用擦布要求具有一定的抗菌作用，工业擦 布要求具有一定的专用功能。
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二、水刺法固结原理
水刺法采用高压产生 纤维网 的多股微细水射流喷射 纤网。水射流穿过纤网 托网帘 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 真空封口 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。
水刺头 水针（教材中标错了）
蜂巢滚筒 蜂巢滚筒
水刺头 纤维网 托网帘 水针射流
真空封口 水流
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2、水刺加固方式 水刺加固方式主要有三种形式： 平网水刺加固 转鼓水刺加固 转鼓与平网结合式
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（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。
过桥装置 水刺头
预湿
输网帘
脱水箱
纤网
平网水刺加固
真空脱水机理：靠纤网两面压力差挤压脱水及空
气流穿过纤网层时将水带走。
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（六）烘燥
目的：将纤网中的水分完全除去。
水刺加固后，可采用抽吸装置和脱水辊压榨脱 除水刺非织造材料中的大部分水。然后采用烘燥机 烘干水刺非织造材料。 水刺工艺中主要采用烘缸式烘燥和热风穿透式 烘燥两种烘干方式。与烘缸式烘燥相比，热风穿透 式烘燥效率高，产品柔软，产品外观结构保持较好。
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3. 服装及衬布 适于做西装、休闲服、运动服等某些部位的热 熔粘合衬。
4. 合成革基布和过滤材料
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5. 服装用和传统产品修饰
服装用：如，德国Freudenberg公司产品Evolon，可 做T恤衫、运动服等。
传统产品修饰：长丝机织物整理排列更均匀，织物 表面孔隙变小，并使织物得到有效的清洁。
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（二）缺点
生产流程长、占地面积大 设备复杂、水质要求高 能耗大
每吨耗电量： 水刺2000～2500kW· h；针刺300～350kW· h；
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四、水刺产品的应用
1. 医疗卫生用品 3. 服装及衬布 4. 合成革基布和过滤材料 5. 服装用和传统产品修饰 如，德国Freudenberg公司的产 品Evolon，可做T恤衫、运动服等。 纱布、绷带
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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。
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（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
带孔滚筒
水针
托网帘
脱水箱
送网帘
纤网密度过大时，无法有效对纤网握持，纤网 表面纤维摩擦打滑，破坏纤网表面结构。
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双网夹持式
上夹持网
预湿水刺头
脱水箱
下夹持网
有效夹持，减少纤网在预湿过程中产生意外 的位移。
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Fleissner双网夹持式水刺预湿装置
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（四）水刺加固
水刺头 纤维网 1、水刺加固原理 托网帘 经预湿的纤网进入水 刺区，水刺头喷射出多 股微细水射流（水针）， 真空封口 垂直射向纤网。 水针射流
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各种托网帘结构
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微孔结构
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各种托网帘结构
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3、脱水箱
水刺头
细金属丝网 粗金属丝网
转鼓套筒体 内胆
塑料密封件
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二、水过滤循环处理系统
自然界的水中含有一定杂质，比如泥砂、悬浮 物、溶解的有机物和无机物以及微生物等，经水刺 加工后的水还含有纤维性杂质（纤维脱落所致）、 油剂（化学纤维的各类油助剂会遗留在水中）。
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托网帘编织结构与纤网外观结构效果
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托网帘的性能要求：
有足够的强度，能耐高压水流的冲击。
托网帘应该是“无接头网”。 耐磨性和耐腐蚀性好，使用寿命长。
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托网帘的结构和材质： 托网帘的常用结构有平纹、斜纹、缎纹组织和 微孔圆网结构。 托网帘目前主要由聚酯、聚酰胺长丝织造，也 有采用金属丝织造的。
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水刺装置的配置： 一般为四上四下。排列形式分水平排列(也叫平 板式或平台式)和圆周排列(也叫滚筒式或圆鼓式)， 分别对应于平网水刺和转鼓水刺。
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2、托网帘
作用：
顺利输送和有效托持纤网进入水刺区。
能有效滤水并有利于水针的反弹，提高纤网的
缠结效果。 按不同的编织结构使产品产生相应的外观结构。
整理前
整理后
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水刺整理后牛仔布背面的整理效果，织物表 面纤维产生相互缠结，原来被磨平的部分由于纤 维的松散而显得更丰满。在实际生产中，可以通 过控制整理次数来取得不同的织物表面效果。
整理前
整理后
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分裂型纤维水刺后分离情况
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分裂型纤维水刺后碱减量分离情况
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第二节
一、水刺工艺流程
水刺工艺
3、水刺装置排列方式对产品性能的影响
圆周排列式的水刺装置大于平板排列式水 刺装置的横向强力。
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4、输网帘结构和水针作用距离
水刺产品网眼的形成：
水针穿透纤网后，遇到网帘编织丝的交叉点时， 水针受到阻碍，水流向上和四周无规则反射，迫使 交织点上的纤维向四周运动并相互集结纠缠，因此 交织突起部位形成网眼。
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提高水流量、使用目数小的网帘（网帘孔稀）可 使网眼变得清晰。 水针作用距离（一般几厘米）小，冲击力大。
5、水针能量与产品性能