非织造学

非织造学

——杜教授

主要内容

1绪论

2针刺法非织造布的原料选用

3开清棉工序与产品质量控制

4梳理工序与产品质量控制

5成网工序与产品质量控制

6针刺工序与产品质量控制

7后整理工序与产品质量控制

8新型针刺产品的开发

9其他非织造技术简介

第一讲绪论

非织造材料、非织造布、无纺布、不织布

一、非织造材料的定义

国家标准(GB/T5709-1997)：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。

为了区别湿法非织造材料和纸，还规定了在其纤维成分中长径比大于300的纤维占全部质量的50%以上，或长径比大于300的纤维虽只占全部质量的30%以上但其密度小于0.4g/cm3的，属于非织造材料，反之为纸。

二、针刺法非织造布定义

以短纤维为原料，经过机械梳理或者气流形成纤维薄网，再经过杂乱或定向铺置，最后用针刺机针刺缠结的方法加固成的纺织品。

三、非织造材料按纤维网形成方法分类

四、非织造工艺的技术特点

1. 多学科交叉

突破传统纺织原理，综合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识。

2. 工艺过程简单，劳动生产率高。

3. 生产速度高，产量高。

4. 可应用纤维范围广。

5. 工艺变化多，产品用途广。

6. 资金规模大，技术要求高。

五、针刺非织造布的性能特点

共同特点：工艺过程短、连续化、自动化、高产高效。

针刺非织造布在干法非织造布中占的比例高。（40%）

产品种类多、应用领域广。

原料适应性广。

工艺可变化性大。

设备结构简单。

占地面积小、无污染，一次性投资不大。

六、针刺非织造布的发展历史

发展历程：1878年英国William Bywater公司制造最早的针刺机

1885年英国James Broadhead采用针刺法制造薄毡

1990年美国James Hunter工厂开始制造针刺机

1930年汽车已开始应用针刺非织造材料

1940年针刺机仍很粗糙原始

1945年Bywater公司对针刺机作出重要改进

1957年Hunter工厂设计出传动平衡的针刺机，转速达到800rpm

1968年奥地利Fehrer公司制造出组合机架、全封闭分段传动针刺机，转速达到1000rpm 1972年Fehrer公司发明U形刺针和花纹针刺机

发展至今，幅宽16m，频率超过3300rpm，多针板植针密度达30000枚/m，生产速度达30m/min。

七、我国针刺非织造布的发展情况

1995-2005 41-43%

占亚洲地区总量22.52%

1996年至今，产量上升、利润率不高。

生产线上马快。

八、针刺非织造布的用途和市场

铺地材料

家居用布

揩布

合成皮革基布

环保过滤材料

土木工程材料

汽车内饰材料

造纸毛毯

农用材料

九、非织造材料的发展原因

1. 传统纺织工艺与设备复杂化，生产成本不断上升，促使人们寻找新技术。

2. 化纤工业的迅速发展，为非织造技术的发展提供了丰富的原料，拓宽了产品开发的可能性。

3. 很多传统纺织品对最终应用场合，针对性差。

十、非织造材料的结构与性能

非织造材料与传统纺织品的结构差异

传统纺织品结构特征：1、构成主体是纱线(或长丝)

2、经交织或编织形成规则的几何结构

十一、非织造材料的结构与性能

非织造材料结构特征：1、构成主体是纤维(呈单纤维状态)

2、由纤维组成网络状结构

3、必须通过化学、机械、热学等加固手段使该结构稳定和完整。

十二、非织造材料的结构与性能

非织造材料的外观、结构多样性

1、结构：纤维排列 (1)纤维呈二维排列的单层薄网几何结构

(2)纤维呈三维排列的网络几何结构

纤维结合 (1)纤维与纤维缠绕而形成的纤维网架结构

(2)纤维与纤维之间在交接点相粘合的结构

(3)由化学粘合剂将纤维交接点予以固定的纤维网架结构

2、外观: 布状、网状、毡状、纸状等。

本世纪针刺非织造材料发展及应用的主要趋势：生态化；

其他领域最新技术成果的综合应用；

大量向其他领域渗透。

第二讲针刺非织造布的原料选用

§2-1 纤维在非织造材料中的作用

一、纤维作为非织造材料的主体成分

在粘合法非织造材料、针刺法非织造材料、水刺法非织造材料、纺丝成网法等非织造材料中，纤维以网状构成非织造材料的主体，纤维在这些非织造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。

二、纤维作为非织造材料的缠结成分

在针刺法非织造材料、水刺法非织造材料以及无纱线纤网型缝编法非织造材料中，部分纤维以纤维束锲柱形式或线圈状结构起加固纤网的作用。

三、纤维作为非织造材料的粘合成分

在大多数热粘合非织造材料中，加入纤网的热熔性纤维在热粘合时全部或部分熔融，形成纤网中的热熔粘合加固成分。

在溶剂粘合法非织造材料中，部分纤维在溶剂作用下溶解或膨润，起到与其它纤维相互粘合的作用。

四、纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的热熔粘合成分

在双组份纤维热熔粘合法非织造材料中，双组份纤维的高熔点组份(通常为芯)作为非织造材料的主体，低熔点组份(通常为壳)在纤维交叉处熔融粘结，由此，双组份纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的热熔粘合成分。

§2-2 纤维与非织造材料性能的关系

一、纤维表观性状对非织造材料性能的影响

1、纤维长度及长度分布

2、纤维线密度

3、纤维卷曲度

4、纤维截面形状

5、纤维表面摩擦系数

二、纤维的物理机械性能、化学性能对非织造材料性能的影响

➢纤维的机械性能(包括断裂强力和伸长、初始模量、弹性恢复性等)

➢纤维的吸湿性

➢纤维的热学性能

➢纤维的化学性能

1、纤维的物理机械性能

浸渍粘合法非织造材料与其采用纤维的应力－应变曲线相似。

浸渍粘合法非织造材料应力－应变曲线与粘合剂应力－应变曲线的比较。