非织造布的梳理技术和针布配置_上_

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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 单锡林梳理机: 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。
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 非织造布的纤维原料 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
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)
辊 9 剥取辊 10 风轮 11 道夫 12 斩刀 图 1 罗拉式梳理机
3 2 1 在图 1 中可分下列几个部分介绍: ( 1) 定量喂 入部分: 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。
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2003 年 1 月
非织造布的梳理技术和针布配置( 上)
费青
( 中国纺织科学研究院 北京 100025)
文献标识码: B 文章编号: 1002- 3348 ( 2003) 01- 0014- 04
非织造布 ( Nonwoven) 又称不织布或无纺布, 它是以纤维为原料, 制成纤维网 ( 层) , 经过化学 或物理方法 ( 如粘合、熔合或其他机械方法等) 加 工而成的纤维网状结构纺织品, 简言之, 非织造布 就是不经过传统的纺纱、机织、针织所制成的布。 由于产量高、工艺流程短、纤维原料适应性强、产
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 6dt ex。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。
图3
1 道夫 2、3 杂乱辊 4 剥取装置 图 4 双道夫杂乱 成网梳理机
图5
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 Hergeth Holl 公司 的 Am 5 BBA Hm6 d2 R2 和 AL 4 DAL 4 4 等。 3 2 2 双道夫杂乱成网梳理机
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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。 ∀ 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。 # 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 非织造布的梳理机
梳理机的工作幅宽发展趋势是越来越大, 例如 Hollingsworth on wheels 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: ! 纤
( 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 ) 、
北京纺织 第 24 卷 第 1 期
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。
表1
纤维 飞花 梳理 精梳落棉 棉 仿毛 梳毛 亚麻 长丝 类型 ( 棉) 落棉 再生纤维 纤维 纤维 纤维 大麻 ( 单、复丝)
长度 < 3 < 10 < 30 < 65 < 80 < 150 < 300
( mm)
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。
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。
细 tex 度 旦 ( D)
< 0 11 <1
< 0 33 <3
< 0 55 <5
粗纤维 > 0 55
>5
! 1 7 ~ 3 3dtex, 粘合、热轧 法用。 ∀ 5 5 ~ 9 9dtex, 喷胶, 针刺法 用。 # 15 6~ 33dtex, 针 刺 地毯 用。 ∃33ຫໍສະໝຸດ Baidutex 以上, 特殊 用途, 如人 造草 坪 等。 2 非织造布的梳理成网技术
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3 2 罗拉梳理机: 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。
( 略有改变) 。
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图2
1 喂给帘子 2 喂给罗拉 3 刺辊 4 开松锡林 5 开松工作辊 6 开松剥取辊 7 锡林 8 工作
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:
收稿日期: 2002- 11- 25 作者简介: 费青 ( 1931- ) 男, 江苏江阴人, 教授级高工。
北京纺织 第 24 卷 第 1 期
表 2 各种纤维的细度
纤维种类 超细纤维 细纤维 中细纤维
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。
( 2) 预梳部分: 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) 主梳部 分: 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。
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。
( 4) 凝聚转移、输出部分: 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) 在胸锡林与主锡林间有一只转移辊, 将胸 锡林上的纤维转移到主锡林上。
例如 Hergeth ( 图 2) 、德 国斯宾宝 ( Spinnbau) AP 1754 型、3500 ( 图 3) 和图 5 都属此类梳 理机
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