成网与铺网

第三章成网与铺网第一节机械杂乱成网原理与方法第二节机械铺叠成网原理与方法第一节机械杂乱成网原理与方法成网:成网是指成单网即单层网或双层网，或由单网经铺网机折叠成厚网再去后加工。剥离机构的设计合理性、技术的先进性及水平对成网起重要作用。罗拉剥棉机械杂乱机构（一）机械剥棉成网斩刀剥棉（二）气流杂乱成网原理分类影响成网均匀度的主要因素典型的气流成网机气流成网产品特点机械剥棉成网（一）斩刀剥棉要求斩刀的速度至少每分钟600-700次。剥棉形式不适宜高速。（二）罗拉剥棉依靠一个、两个、三个或四个罗拉实现剥棉作用。单罗拉剥棉双罗拉剥棉三罗拉剥棉四罗拉剥棉（三）机械杂乱机构及原理梳理的特点决定了纤维的取向，即相互间都近似平行顺直，这是实现纺纱的基本条件。但在非织造工程中，这种相互平行顺直的纤网结构是不可取的。为了实现纤维的杂乱一般利用杂乱辊机构。1.低速凝聚杂乱位置：在道夫前面作用对象：单网低速凝聚杂乱依靠道夫与凝聚辊以及凝聚辊之间的速度差，使纤维在后者表面产生凝聚，纤维之间挤压调头产生杂乱。纵横强度比可达5:1~6:1。2.高速杂乱辊位置：在锡林与道夫之间作用对象：单网锡林与高速杂乱辊之间的作用形式是分梳作用，但是高速杂乱辊的针面工作角较小，大量纤维转移至高速杂乱辊。由于锡林和高速杂乱辊高速回转，而且回转方向相反，因此，二者形成的气流覆面层方向相反，在锡林、高速杂乱辊和挡风辊形成的三角形区域内，两气流覆面层交汇，形成紊流，紊流使转移的纤维产生调头，形成杂乱。MD:CD=3:1~4:13牵伸杂乱装置：牵伸罗拉作用对象：交叉铺叠后的纤网理论牵伸倍数E1=V2/V1实际牵伸倍数E1’=G/g一般E1≈E1’当喂入的纤网中纤维横向排列时，由于牵伸的作用把部分纤维拉成纵向成趋向纵向，使纤网实现杂乱。多对罗拉牵伸组合斯宾宝公司的231型牵伸杂乱装置牵伸区中牵伸倍数一般较小，在1～3倍之间；后区牵伸不宜大，防止到前区使纤维失控而引起纤网不匀；为控制纤维在牵伸区的运动，在罗拉钳口处增加附加小罗拉，以加强对纤维的控制。罗拉4,5采用平头针布包覆，使控制力更大。当上压辊为自重加压，纤维网较厚，纤维向前运动时有差异，而靠钳口远近不同产生不同速度来实现杂乱。法国水刺线多罗拉杂乱气流杂乱成网在干法非织造布生产工艺中。气流成网技术是成网的重要形式之一，尤其对短纤维成网更显重要。（一）原理纤维经开松混合后，喂入高速回转的锡林，进一步梳理成单纤维。在锡林的离心力和气流的联合作用下，纤维从针齿上脱落，靠气流输送，凝聚在成网帘上，形成纤网。（二）分类（根据气流形成方式不同划分）1.自由飘落式均匀性不高，定量小，少用。2.压入式3.抽吸式国产SW-63型气流成网机即采用抽吸式；美国兰多气流成网机采用抽吸式。奥地利的K12型气流成网机、K21型气流成网机为抽吸式。国产SW-63型气流成网机的工作过程奥地利菲勒尔(Fehrer)公司的K12气流成网机这种成网机的工作过程是纤网喂入后，经锡林2梳理后再由风机3及4吹吸结合，将锡林上的纤维凝聚到网帘7上实现了杂乱。这种成网机尽管适应性很大，细且，粗旦都能加工，但其生产效率偏低。菲勒尔公司K21气流成网机输出的纤维网7是由四部分纤维混和铺放在一起而形成的杂乱而又均匀的纤网。杂乱就发生在风道中，而均匀作用发生在四部分纤维的混铺。4.封闭循环式美国PS型气流成网机为封闭循环式5.压吸结合式返回Danweb气流成网系统这种机构并不复杂，但杂乱成网效果好，即可实现均匀杂乱，使最终产品的力学性质变好，各向同性更一致，从而提高产品的使用范围。（三）影响成网均匀度的主要因素•气流成网是通过气流把单根纤维送到铺网帘上成网。•杂乱好并不等于均匀好，只有又杂乱又均匀，才能达到要求。•杂乱及均匀的实现–流体的流畅设计；–气流管道形状、截面大小，尤其是管道出口处截面的形状、形式、面积大小与气流流量、流速关系的合理配合和巧妙设计。影响气流成网均匀度的因素1喂入原料的均匀度2纤维在气流中的均匀分布和输送3流体管道与尘笼表面状态返回1、喂入原料的均匀度气流管道很短，而气流的速度很高，纤维在管道中停留时间很短；气流对纤维主要起输送和扩散作用，对纤维的均匀分布作用很小。气流成网不再配置其它调节纤网均匀度的工序。因此，喂入原料的均匀程度对纤网的均匀有着直接的、决定性的影响。喂入均匀是保障纤网均匀的基础。•纤维的单纤化程度气流不具备分梳功能，分离不好的纤维（纤维簇、纤维团)直接反映在纤网上。选择容易形成单纤维状态的纤维原料（如黄麻、椰壳纤维、金属纤维等无卷曲且不易产生静电的纤维容易形成均匀的纤网）。加强前道开松、混合、梳理。2、纤维在气流中的均匀分布和输送•气流速度（1）从道夫上剥离纤维，气流速度应是道夫速度的3~4倍；从锡林上剥离纤维，速度可减小1/3~1/4。（2）高速气流有利于纤维伸直；气流速度要接近或略低于锡林表面速度；气流方向应与锡林切线方向一致。（3）合理选择纤维长度和纤维线密度，保证在气流带动纤维运动时纤维不纠缠，纤维的密度差异不能太大。机械剥棉成网，纤维受针齿控制，容易保持单纤维状态。而在气流中纤维容易“絮凝”。形成絮凝的主要原因：•气流：气流的涡流使纤维絮凝。•纤维性能：纤维细且长、卷曲度高或者容易产生静电，都容易絮凝；反之则容易形成均匀的纤网。因此，某些特殊的纤维，如黄麻、椰壳纤维、金属纤维等无卷曲且不易产生静电的纤维容易形成均匀的纤网，更适合气流成网。•气流量管道中应有足够的气流以保证纤维之间彼此不缠结。Q=K×P×L2/Tt式中：Q——气流量；K——与状态有关的特定系数；P——纤网产量；L——纤维长度；Tt——纤维线密度。气流成网适合加工粗、短纤维3、流体管道与尘笼表面状态输送管道结构、截而积、角度设计合理化，尤其接近尘笼时要防止纤维成网不匀。尘笼直径大小、表面网眼数、网眼大小及尘笼(或网帘)的运动速度等均与杂乱均匀成网有关。•流体状态输送管道采用文丘里管。管中任意两个截面面积都不等。纤维有一定长度，后端速度大于前端速度，纤维调头产生杂乱，但是不能产生明显的涡流，使纤维絮凝或造成纤维分布不匀。另外，气流速度逐渐减小，可减小气流的冲力以形成均匀的纤网。•流体流向流体流向与纤维凝聚在尘笼表面的状态有关。通常管道中心线与尘笼垂直面呈30-60度角，纤网在尘笼1/4-1/3表面上形成，让输送管道长度在250～1200mm之间。如果交角呈90度，纤维容易冲入孔眼，造成气流排出不畅，破坏纤网均匀性。文丘里管：一种变截面管道，管道中任意两个截面面积都不等，且从入口到出口面积逐渐扩大。•尘笼表面吸附条件尘笼用于凝聚纤维，其表面网眼应为气流排出提供阻力最小的通道，避免气流冲力反弹，破坏表面形成的纤网。曲面尘笼好于平面。（四）典型的气流成网机1.SW-63型气流成网机1-锡林2-风轮3-风道4-凝网帘5-吸风筒•风轮不仅提升纤维，而且高速回转可以吹乱纤维。•锡林的离心力和风机的抽吸使纤维脱离锡林。2.奥地利菲勒尔公司V21（预成网机）/K12（气流成网机）组•原料由双网帘夹持喂入，喂入速度由光电管控制，保证原料层的紧密度和均匀度。•预成网机有三个开松区。开松区由喂入罗拉和开松辊形成握持式开松。•第三开松区上吹下吸气流形成纤维层。•气流成网机的精开松装置对纤维进一步开松，并利用气流形成均匀的纤维层喂入。•主梳理部分配置两个梳理单元对纤维分梳。上吹下吸形成杂乱纤网。适用于长度小于100mm、线密度小于55dtex的纤维。产品定量60～220g/m2。生产速度7～20m/min。1-喂入纤网2-锡林(4个)3-剥取辊4-工作辊5-输网帘6-喂风口7-纤维网3.菲勒尔公司的Ｋ21气流成网机•四组锡林，每个锡林一个梳理单元。•锡林之间是分梳作用，增强了梳理作用。•四层纤网叠合，纤网更均匀。适合线密度较小的纤维（1.7-3.3dtex)。形成中薄型纤网（10~100g/m2)。生产速度150m/min。（五）气流成网产品特点纤维呈三维分布，产品纵横向强力差异小，呈各项同性，2-3：1甚至1.2-1.3：1。适合加工薄型产品。不适宜长纤维，加固方式以化学粘合居多，其次是热粘合。一次性产品较多。气流以近似于垂直的方向从尘笼表面的小孔流出，纤维沿气流流线运行时，虽然受到气流的扩散作用而变向，但是基本上是以近似于垂直的方向落在尘笼表面，所以有一部份纤维沿纤网厚度方向排列，特别是纤网较厚时，这种取向更加明显，因此气流成网形成的纤网纤维呈三维杂乱分布。区别于梳理成网形成的杂乱结构。不同成网方法均匀性比较第二节机械铺叠成网原理与方法•铺网：因梳理机梳理成的纤网单重较轻，幅宽也较窄，不能满足产品的要求，一般要用铺网机进行铺网。•铺网是指把多层单网经机械设备铺叠在一起，形成比较均匀的厚网供下道工序使用。•铺网是又叠又铺，主要是为了进一步混和均匀、加宽、加厚纤网及满足下道工序的需要。•1铺网的目的和意义•2平行铺网•3交叉铺网•4组合铺网•5垂直铺网1.铺网的目的和意义1）增加出机纤网的重量。2）改变出机纤网幅宽。（交叉）3）改变纤维在单网中平行顺直情况。（交叉）4）提高成品均匀度。5）调节纤网纵横向强力比。返回2、平行铺网平行铺网特点–平行铺叠成网可获得一定的纤网单位面积质量，并可获得不同规格、不同色彩的纤维分层排列的纤网结构，但也存在不足之处：–纤网宽度被梳理机工作宽度限死•其中一台梳理机出故障，就要停工，生产效率低•要求纤网很厚时，梳理机台数也得很多，不经济•无法调节纤维排列方向，MD:CD=10~15:1平行式铺叠成网因梳理机的走向与形成纤网后走向的不同，分成串联式铺网与并联式铺网。在生产薄型以及中厚偏薄型产品时运用较多。加固方法一般是水刺、热风等。串联式平行铺网•由梳理机道夫上剥下的纤维网单重在10～20g/m2之间，但经串联后，三台梳理机上的三层单网重叠铺在一起形成的最终纤网加厚增重并且提高了均匀度。•串联式平行铺网特点–梳理机的走向一致。–纤网的走向也一致。–纤维平行顺直较多。–纵向强度大，横向强度小。在实际生产中，为了利用产品的纵向强力即可使用这种形式。•并联式平行铺网–如果将各种梳理机并列排列即并联，梳理机平行排列，则纤网的走向要经折转90度后再铺叠在成网帘上。3台梳理机铺网帘铺后纤网铺前纤网并联式平行铺网特点：1.纤维在纤网中呈纵向平行顺直排列，纵横向强力比10～15:1。2.外观好，均匀度高。3.纤网宽度受梳理机宽度限制。4.厚度受梳理机台数限制。5.梳理机利用率低。返回3、交叉铺网•要克服平行铺叠成网存在的种种不足之处，可以采用交叉折叠铺网。其特点为：–铺叠后纤网宽度不受梳理机工作宽度限制。–可获得很大单位面积质量的纤网。–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。–可获得良好的纤网均匀性，CV=2~4%。交叉铺网机类型1）立式摆动（驼背式）机构笨重，速度慢，产量低，节约占地面积。•借用传统毛纺罗拉梳理机过桥机构原理的折叠铺网方式，铺网宽度由摆动的立式夹持帘的动程决定。立式夹持帘摆动换向时惯性较大，不适合高速生产。2）四帘式•由输入帘、补偿帘、铺网帘和输出帘组成。•梳理机输出的薄网经过定向回转的输入帘和补偿帘到达铺网帘，铺网帘不仅回转，并按所需的成网宽度来回运动，因此薄网被交叉折叠铺放在输出帘上，形成一定厚度的纤网。•铺叠层数可按下式估算：•式中：M－铺叠后纤网层数•W－梳理机输出的薄网宽度•V2－铺网帘移动速度•V3－输出帘回转速度•L－输出帘上铺网宽度•铺叠层数至少要达到6~8层，才能保证纤网均匀性。•铺叠层数不变，铺网帘移动速度↑，则产量↑。•产量不变，铺网帘移动速度↑，则铺叠层数↑。•由此，提高铺网帘移动速度很重要。方法是降低铺网帘机构的重量，如将木质实心帘子棒改为塑料空心棒，或改为合成胶带或尼龙交织网，可提高铺网帘移动速度20~40%。•四帘式交叉折叠铺网时如铺网帘移动速度过快，空气阻力会引起薄网飘移，造成不均匀现象。补偿帘和铺网帘换向加减速及停顿，造成薄网在输送过程中产生不均匀现象，同时造成铺成的纤网两边厚、中间薄。