短纤维成网工艺和原理

第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网§3-2干法成网—气流成网§3-3干法造纸§3-4干法成网中的工序衔接§3-5湿法成网第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网非织造材料生产的工艺流程通常为：纤维原料→成网前处理→成网→加固→后处理→成卷纤网质量如单位面积质量偏差，不匀率，纤维的配比、配色以及纤维的排列方向等，直接影响非织造材料的外观和性能。纤网缺陷在后加工过程中无法加以弥补，有时反而扩大和暴露。由此，成网技术是非织造材料生产技术中的关键。纤网均匀度：指纤维在纤网中分布的程度。通常用纤网不匀率(CV值)来表征纤网的均匀度。纤网定量：指纤网中所含纤维的质量。通常用单位面积纤网质量(g/m2)来表示。纤网质量控制：•维持纤网定量在规定的范围内•尽可能减少定量偏差的变化范围第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网纤维在纤网中的排列方向，一般用定向度来表示。纤维在纤网中呈某一方向排列数量的多少称为定向度。纵向(MD)：纤维顺着机器输出方向排列。横向(CD)：纤维垂直于机器输出方向排列。杂乱排列：纤维沿纤网各个方向排列。杂乱度：沿纤网各个方向排列的纤维数量的均匀程度。各向异性：纤网各个方向的物理机械性能差异很大(定向度高的纤网)各向同性：纤网各个方向的物理机械性能非常相似(杂乱度高的纤网)通常用非织造材料的纵向和横向断裂强力的比值来判断纤网的定向度或杂乱度。MD:CD1或1，则纤网的定向度高；MD:CD≈1，则纤网的杂乱度高。也可以进一步测定纤网其它方向(30°、45°、60°)的断裂强力来进一步表征纤网的杂乱度。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网3.1.1成网前准备干法成网的准备工序主要包括纤维的混和、开清和施加油剂。不同纤维原料的混和，除了非织造材料性能的要求，还有生产工艺上的要求。如热轧粘合，各批、各包纤维所采用的压力、温度和速度应进行调节，才能保证产品的性能。因此，在实际生产中必须对不同化纤厂生产的纤维原料认真选用、搭配、混和，同一化纤厂生产的各批、各包之间也有差异，需要细心检测。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网1.配料成份计算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(%)100%包平均总混料维包平均重量某料配料成份某种重量纤维种纤纤维原第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网2.油剂的施加使用油剂的目的，是减少纤维的摩擦，防止纤维产生静电，以达到加柔、平滑而又有良好抱合性的要求。通常在纤维开松前，把油剂稀释，以雾点状均匀地喷洒到纤维中，再堆积24~48h，使纤维均匀上油，达到润湿、柔和的效果。油剂施加量太多会产生纤维绕刺辊、锡林和腐蚀金属针布的问题，一般对纤维重量的最佳油剂附着量为0.2~0.9%。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网油剂一般包含润滑剂、加柔剂、抗静电剂和乳化剂等，由于各种纤维对水的亲疏性不同，所以必须采用不同的油剂。例如：o涤油1号：油酸16%；三乙醇酸8%；羊毛脂2%；甘油3%；白油71%o涤油73号：烷基醚硫酸钠20%；平平加(15)30%；平平加(16)10%；十二烷基磷酸钾盐40%o丙纶油剂：十六烷基磷酸钾盐55%；聚氧乙烯油酸酯11%；二甲基硅油11%；抹香鲸油23%o锦油1号：油酸丁脂硫酸盐6%；甘油3%；乳化剂OP4%；柔软剂SG1%；水86%第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网3.混和与开松混合与开松处理是将各种成分的纤维原料进行松解，使大的纤维块、纤维团离解，同时使原料中的各种纤维成分获得均匀的混合。这一处理总的要求是混合均匀、开松充分并尽量避免损伤纤维。可供混合、开松的设备种类很多，必须结合纤维密度、纤维长度、含湿量、纤维表面形状等因素来选择混合与开松设备，设备选定后，还要根据纤维特性及对混合、开松的要求考虑混合、开松道数、工作元件的调整参数(如元件的隔距、相对速度)。混合、开松良好的纤维原料是后道高速、优质生产的重要前提。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网4.开松混合生产线1）成卷方式的开松混合工艺路线这一配置属间断式生产工艺流程，生产线由园盘式抓棉机、开松机、棉箱以及成卷机组成。最终将混合开松的原料制成卷子，由人工将卷子放入梳理机的棉卷架，供下道加工。这种配置比较灵活，适用于同种原料，多品种非织造材料产品的生产要求，其加工的纤维范围为1.67~6.67dtex，长度38~65mm。2）称量式开混联合工艺路线属连续生产的工艺流程，生产线由抓棉机、无回料输送机、称量装置、开松机、棉箱以及气流配送系统组成。混合、开松后的纤维由气流输送和分配到后道成网设备的喂入棉箱中。由于采用了称量装置，混料中各种成分比较准确。这种工艺流程适用于加工的纤维范围为1.67~6.67dtex，长度38~65mm。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网4.开松混合生产线3）与成分无关的批混合工艺路线该流程由德国Temafa公司开发的，其基本原理是整批混合，将该批原料中的每一种纤维组分按要求比率称取，然后将整批原料的所有纤维组分，以纤维包为单位放到开包机的倾斜喂入台上，小于整批量10%的小组分纤维均匀地分布在其余组分中。原料经开包机开松后送到第一混合仓，水平铺放的纤维层被取料装置垂直地抓取，这种方法被称为“横铺直取”，可保证原料均匀混合，经开松机开松后再送入第二混合仓，再次混合，然后再经精开松机，精细开松后，送入后道成网加工。其流程如下：整批原料各组分纤维按混合比称重→开包→第一混合仓→开松→第二混合仓→精开松。该工艺路线的优点是：(1)混合均匀，不受纤维种数和类型的限制。(2)产量稳定，不受纤维组分间比率的影响。(3)应用灵活，改变整批原料成分时，不需附加设备。(4)自动化程度高，人为影响小。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网5.开松、混合设备混和开松设备包括往复抓棉机、圆盘抓棉机、喂棉称量机、自动称量机、混棉帘子开棉机、气动二路配棉器、凝棉器、多仓混棉机、开棉机、中间喂棉机、锯齿辊筒开棉机、气纤分离器、气流棉箱喂棉机等。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网往复抓棉机(FA006系列)该机为开清流程的第一道工序，间歇下降的抓棉器打手随转塔作往复运动，对棉包作顺序抓取，被抓取的纤维束经输棉风机和输棉管道，依靠前方凝棉器或风机的抽吸，送至前方棉箱内。适合棉纤维及76mm以下的化纤或棉与化纤混纺，产量1000kg/h，有效抓取宽度1720mm，最大抓取高度FA006和FA006A为1700mm，FA006B为1775mm，打手形式为锯齿刀片双打手，堆包长度基本型为21m和9m，可视需要递增或递减，总功率FA006和FA006A为10.69kw，FA006B为10.74kw，总重量约为4000kg。FA006B具有棉包找平、分组抓棉、小车行走记忆和光电保护等功能。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网圆盘抓棉机(A002D、FA002)适合于抓取棉纤维、棉型化纤和76以下的化纤，由小车、中心轴、伸缩管、地轨和外围墙板等组成。A002D单台使用，FA002可两台并联使用。产量800kg/h，堆放棉包重量2000kg，打手转速740rpm，刀片伸出肋条距离2.5~7.5mm，小车回转速度A002D为1.7和2.3rpm，FA002为0.59~2.96rpm，地轨外径5192mm，总高度4155mm，总重约1600kg，总功率A002D为3.8kw，FA002为4.17kw。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网圆盘抓棉机第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网喂棉称量机(ZBG011)和自动称量机(ZBG012)用于纤维混纺，喂棉称量机采用人工将纤维喂入喂棉帘，而自动称量机由凝棉器或气纤分离器将抓棉机抓取的纤维送至自动称量机的棉箱内，纤维经初步开松后落至称量斗中，由前方机台控制称量斗是否落料，最终定量的纤维依次铺在混棉帘子上。通常一套混和机组配置2~3台称量机可供两种或三种纤维原料混纺用。称量方式有电子和机械两种形式。产量250kg/h，机幅1060mm，剥棉打手和均棉罗拉的直径均为320mm，最大称重量1350g/次，总功率3.1k，总重量ZBG011为2800kg，ZBG012为2100kg。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网多仓混棉机(FA022系列)适用于76mm以下的各种纤维混和，是开清混和流程中不可缺少的设备。由棉仓、罗拉、打手、配棉通道、混棉通道等组成。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网机型FA022-4FA022-6产量(kg/h)500600机幅(mm)1400打手直径(mm)420转速(rpm)260，330，400260，330罗拉直径(mm)200转速(rpm)0.14~1.10.1，0.2，0.3输棉风机直径(mm)500转速(rpm)1200，1440，1728总功率7.7512.2长×宽×高(mm)4735×2600×38055735×2600×3805第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网FA022系列多仓混棉机第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网FA022系列多仓混棉机第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网开棉机(FA106A)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。产量600kg/h，机幅1060mm，打手直径600mm，打手转速540rpm，给棉罗拉直径76mm，给棉罗拉转速5.09~25.5rpm，总功率3.55kw，总重量约1800kg，长×宽×高为1810×1650×3875mm(包括A045B凝棉器)。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网FA106A开棉机第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网中间喂棉机(FA031-W)适用于经初步开松、混和和除杂后的纤维进一步开松除杂，并将纤维喂给FA108E-W开棉机或ZFA109清棉机。该机在以往只起储棉作用的中间棉箱上增加了开松除杂打手，可在不增加单元机的情况下提高开清流程的开松除杂效率。产量500kg/h，机幅1200mm，角钉打手直径405mm，打手转速800rpm，锯齿罗拉直径172mm，锯齿罗拉转速3.8~19rpm，翼片罗拉直径150mm，翼片罗拉转速4.6~23rpm，三角尘棒21根，总功率3.15kw，总重量约1600kg，长×宽×高为1864×1664×3250mm(包括A045B凝棉器)。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网FA031-W中间喂棉机第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网锯齿辊筒开棉机(FA108E-W)主要用于清梳联，适用于经初步开松、混和和除杂后的筵棉进一步开松。采用锯齿辊筒打手分梳板来开松梳理，取消了传统的尘格装置，给棉罗拉采用变频控制，可根据清梳联喂棉箱的要求自动调整连续喂棉。产量400kg/h，机幅1200mm，锯齿辊筒打手直径406mm，锯齿辊筒打手转速700、800、900rpm，上给棉罗拉为沟槽式，下给棉罗拉为锯齿式，直径80mm，转速0~40rpm，总功率4.55kw，总重量约1000kg，长×宽×高为1230×1670×1250mm。第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网FA108E-W锯齿辊筒开棉机第三章短纤维成网工艺和原理§3-1干法成网—梳理成网气纤分离器(ZFA053)适用于开清棉流程，依靠后方机台的风机输送纤维，纤维在机内沿网眼板作圆周运动后落入前方机台，部分短绒和