1、1 非 织 造 学 课 程实验指导书南通大学纺织服装学院撰写人：辛三法2006.8.252非织造学实验一成网技术实验一、导言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 干法成网有两种方式：梳理成网和气流成网。下面就分别介绍梳理成网和气流成网。1、梳理成网梳理成网之前是对纤维原料的梳理作用，梳理主要作用有：彻底分梳混和的纤维原料，使之成为单纤维状态；使纤维原料中各种纤维进一步均匀混和；进一步除杂；使纤维近似于伸直状态。为了增加纤网单位面积质量；增加纤网宽度；调节纤网纵横向强力比；改善纤网均匀性(cv 值 )；获得不同规格、不同色彩的纤维分层排列的纤网结构，需要采用成网技
2、术铺网。铺网方式有三种：平行铺网、交叉折叠铺网、垂直式折叠铺网。也可以采用它们之间的复合。（1）平行铺网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。平行铺叠成网的方式：串联式、并联式。（2）交叉折叠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
3、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，cv24%。交叉折叠铺网的方式：立式摆动、四帘式、双帘夹持。交叉铺网新技术3（3）垂直式折叠铺网垂直式折叠铺网后，纤网内大部分纤维趋于垂直排列，加固后具有良好的压缩回弹性。（4）复合式交叉折叠铺网后再叠加平行梳理网交叉折叠铺网后，纤网表面留有各层折叠痕迹。在交叉铺叠纤网的上、下两面再铺上一层平行梳理网，可改善纤网外观，同时可得到多层颜色的纤网，但使用机台多，占地面积大。2、气流成网原理（1）气流成网原理纤维经过开松、除杂、混和后喂入主梳理机构，得到进一步的梳理后呈单纤维状态，在锡林高速回转产生的离心力和气流的
4、共同作用下，纤维从针布锯齿上脱落，由气流输送并凝聚在成网帘(或尘笼)上，形成纤维三维杂乱排列的纤网。获得良好质量的纤网要求：气流状态和纤维的规格、性能、状态。气流成网纤网中纤维呈三维杂乱排列，MD : CD=1.11.5，最终产品基本各向同性。气流成网中为提高纤维在最终纤网中排列的杂乱度，输送管道在结构上往往采用文丘利管。这种管道实际上是一种变截面管道，即管道中任意二个截面的截面积不相等，且管道从入口到出口逐步扩大。按流体力学原理，气体在常压下可视为不可压缩的。即： Q1 = Q2， Q1 = S1V1 , Q2 = S2V2 S1 V2 式中：Q1 流入气流量 Q2 流出气流量S1 截面 1
5、 的面积 S2 截面 2 的面积V1 截面 1 处的气流速度V2 截面 2 处的气流速度由于纤维有一定长度，在文丘利管中，其头、尾端处于两不同截面，因此纤维头、尾端速度是不同的，头端速度低于尾端速度，于是纤维产生变向，形成杂乱排列。（2）气流成网方式自由飘落式 离心力 + 纤维自重压入式 离心力 + 气流吹入抽吸式 离心力 + 气流抽吸封闭循环式 离心力 + 上吹下吸( 一台风机)压吸结合式 离心力 + 上吹下吸( 二台风机)4二、测试原理本实验根据学院的具体条件选择梳理成网和气流成网中的一个进行实验。1、梳理成网实验，主要是四帘式交叉折叠铺网。通过设计控制梳理机输出的薄网宽度、铺网帘移动速度
6、、输出帘回转速度、输出帘上铺网宽度等四个参数的值，从而达到符合一定设计要求的铺叠后纤网层数。它们之间的相关关系满足：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2、气流成网实验，主要采用气流成网机。通过设计控制纤维喂入量、锡林转速、气流的气压值和输出网帘速度等参数的值，得到符合一定定量、强度和厚度等设计要求的非织造材料产品。探讨具体的成网工艺和铺网速度与成网均匀度关系。三、实验目的与要求1、熟悉纤维成网的方法与特点；2、了解铺网机铺叠成网的工艺；3、了解铺网速度与成网均匀度关系。四、实验设备与仪器1、梳理铺网非织造系统一套（开松机，型号
7、：FZK500；给棉机，型号：FZG500；梳理机，型号：FZSO500；铺网机，型号：FZP1000。 ）2、YBG121 气流成网机3、电子天平，型号：FA210N，一台；4、圆盘取样器，一台4、电子织物强力仪，型号：YG(B)026D-250，一台；5、单纱强力仪，型号：YG061,一台；6、剪刀、刻度尺等五、实验步骤与方法（一）实验步骤32VL51、梳理成网实验（1）设计实验方案；（2）按方案开机加工出非织造多层材料首先将非织造系统一套机械打开，再将纤维原料喂入，认真观察纤维从梳理机出来进入铺网机时的运动状态。然后按照设计方案调整好的梳理机输出的薄网宽度、铺网帘移动速度、输出帘回转速度
8、、输出帘上铺网宽度参数将多层非织造材料加工出来。分别将梳理机出来的单层纤网和最后出来的多层纤网取出部分作为实验的样品。（3）测定单层和多层纤网单位平方米重量，边实验边做好数据记录。（4）变换工艺参数，重复上述实验。实验完毕。（5）数据处理。将实验数据代入公式验证公式的正确性。结论。（6）填写实验报告。2、气流成网实验（1）设计实验方案；（2）按方案开机加工出非织造材料打开气流成网机，从后面喂入纤维原料，仔细观察纤维原料如何由输入网帘进入成网机，又如何出来在输出网帘上由于气流的作用形成纤网。然后按照实验方案调整喂入量、锡林转速、气流的气压值和输出网帘速度等参数的值，得到符合一定定量、强度和厚度等
9、设计要求的非织造纤网。（3）剪取多块纤网，测定每一块纤网单位平方米重量，边实验边做好数据记录。（4）变换工艺参数，重复上述实验，实验完毕。（5）数据处理。计算非织造纤网的均匀度，找出铺网速度与纤网均匀度的相关关系。结论（6）填写实验报告。（二）实验方法单位平方米重量的测定采用直接的测定方法，按标准 FZ/T60003-91，所以实验方法省略。六、实验报告与思考题1、梳理成网和气流成网原理上有什么差别？2、为什么要采用铺网工艺？3、什么叫非织造材料的面密度？七、主要仪器测试原理和使用方法（略）6非织造学实验二针刺工艺实验一、导言针刺最早起源于英国。1878 年英国 William Bywater
10、 公司制造最早的针刺机，但是和现在的针刺机相比，仍很粗糙原始，1945 年 Bywater 公司对针刺机作出重要改进，才为现代针刺技术的发展奠定基础。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。针刺法非织造工艺的特点是：适合各种纤维，机械缠结后不影响纤维原有特征；纤维之间柔性缠结，具有较好的尺寸稳定性和弹性；用于造纸毛毯大大提高寿命；良好的通透性和过滤性能；毛圈型产品手感丰满；无污染，边料可回收利用；可根据要求制造各种几何图案或立体成型产品，等等。针刺法非织造工艺的原理为：利用三角截面(或其它截面)棱边带倒钩的刺针对纤网进
11、行反复穿刺。倒钩穿过纤网时，将纤网表面和局部里层纤维强迫刺入纤网内部。由于纤维之间的摩擦作用，原来蓬松的纤网被压缩。刺针退出纤网时，刺入的纤维束脱离倒钩而留在纤网中，这样，许多纤维束纠缠住纤网使其不能再恢复原来的蓬松状态。经过许多次的针刺，相当多的纤维束被刺入纤网，使纤网中纤维互相缠结，从而形成具有一定强力和厚度的针刺法非织造材料。针刺非织造工艺形式有预刺、主刺、花纹针刺、环式针刺和管式针刺等。针刺密度与产品性能的关系：针刺密度纤维缠结程度针刺非织造材料强度；针刺密度纤维断裂针刺非织造材料强度。二、测试原理（略）7三、实验目的与要求1、了解针刺工艺流程、设备构造；2、掌握针刺工艺参数对产品性能
12、的影响。四、实验设备与仪器1、针刺机系统：FZK500 开松机、FZG500 给棉机、FZDO500 梳理机、FZP1000 铺网机、FZZ-1000 预针刺机、FZZ-1000 主针刺机。2、YG065 电子织物强力仪；3、剪刀、钢尺。五、实验步骤与方法（一）实验步骤先认识预针刺机和主针刺机结构特点，比较预针刺机和主针刺机的结构相同点和差异。了解两设备的基本操作方法和注意事项。具体的实验操作顺序如下：（1）开机；将原料喂入开松机，经过给棉机、梳理机、铺网机，做成一定面密度的非织造材料；（2）将非织造材料（纤网）按要求慢慢喂入预针刺机里，调节针刺频率 n 和纤网输出速度V，直到纤网经过预针刺机
13、出来；（3）将非织造材料（纤网）按要求慢慢喂入主针刺机里，调节针刺频率 n 和纤网输出速度V，直到纤网经过预针刺机出来；（4）实验得出新的非织造产品；（5）按国标裁剪非织造材料试样；测定非织造材料的纵向和横向强度；将试样裁减成 20050mm2条形试样，然后测定其断裂强度，取平均值。（6）数据处理，从而得出针刺密度和非织造材料性能的关系；将各组的平均值数据按针刺遍数为横坐标、断裂强度平均值为纵坐标，画相关关系曲线，最后简要解释曲线的含义。（7）实验完毕，填写实验报告。（二）实验方法六、实验报告与思考题1、什么叫非织造材料的针刺密度、材料的纵横向强度？2、针刺非织造材料的工艺原理是什么？3、针刺
14、密度与产品性能的关系是什么。8七、主要仪器测试原理和使用方法（略）非织造学实验三非织造热粘合实验一、导言我国短纤热轧法非织造材料生产线 1998 年统计时有 120 多条，大多为从台湾引进合资，由于产品更新及转移，目前我国运转热轧生产线 65 条左右，将近 50停产或转成其它产品生产，生产能力约 5.5 万吨。我国现有热熔(热风粘合)非织造材料生产线 20 条，生产能力约 1.5 万吨，有薄型与厚型之分。 热粘合加固纤网的特点：利用高分子聚合物材料的熔融特性粘结纤网，取代了化学粘合剂，产品更加符合卫生要求。非织造专用梳理机输出纤网速度已经超过 150m/min，热轧粘合非织造工艺是与之相匹配的
15、工艺方法。热粘合专用纤维的开发及无需蒸发粘合剂的水分，使热粘合非织造材料性能提高、生产成本降低。计算表明：热熔粘合耗能：浸渍粘合耗能1：4.7；热熔粘合耗能：泡沫浸渍粘合耗能1：3.0。热粘合非织造材料的应用热粘合法非织造材料具有生产速度快、产品不带化学粘合剂、能耗低等特点，其产品广泛用于医疗卫生、服装衬布、绝缘材料、箱包衬里、服用保暖材料、家具填充材料、过滤材料、隔音材料、减震材料等，热粘合非织造生产工艺仍有发展前景。热粘合加固纤网基本原理高分子聚合物材料大都具有热塑性，即加热到一定温度后会软化熔融，变成具有一定流动性的粘流体，冷却后又重新固化，变成固体。热粘合非织造工艺就是利用热塑性高分子
16、聚合物材料这一特性，使纤网受热后部分纤维或热熔粉末软化熔融，纤维间产生粘连，冷却后纤网得到加固而成为热粘合非织造材料。 热粘合工艺分类：热轧粘合、热熔粘合和超声波粘合。9平板式热轧机热轧原理图二、测试原理（略）三、实验目的与要求1、掌握热轧机的工作原理；2、了解热粘合加固的工艺对产品性能的影响。四、实验设备与仪器1、YA32-100 型四柱万能液压机；2、YG065 电子织物强力仪；3、剪刀、钢尺。五、实验步骤与方法（一）实验步骤（1）打开平板轧烫机，预热平板；（2）按要求将非织造材料（纤网）放到两平板之间；（3）快速开启平板合拢并且加压开关，（2）等待一定时间后，开启打开两平板开关，将纤网取
17、出；（4）实验得出非织造产品；（5）按国标裁剪非织造材料试样；（6）测定非织造材料的纵向和横向强度；（7）数据处理，从而得出针刺三个工艺参数和非织造材料性能的关系；（8）实验完毕，填写实验报告。（二）实验方法六、实验报告与思考题1、非织造材料热粘合的工艺原理是什么？ 2、热粘合工艺参数与产品性能的关系是什么。3、举例说明热粘合非织造材料的特点和应用领域。七、主要仪器测试原理和使用方法（略）10非织造学实验四非织造布产品的测试一、导言非织造工艺中，为了保证加工顺利，使材料达到标准要求，有关纤维原料、半成品和成品的性能测试是非常重要的。非织造测试技术包括：原料测试、纤网不匀率测试(生产过程中的监测
18、) 、非织造材料性能测试、非织造材料鉴别。二、测试原理（略）三、实验目的与要求1、了解各种非织造材料的结构特征；2、学会非织造材料一些性能的测试方法。四、实验设备与仪器1、弹子式顶破测试仪；2、YG461 型织物中压透气量测定仪；3、剪刀、钢尺。五、实验步骤与方法（一）实验步骤1、顶破实验（1）检查仪器各部位是否正常；（2）将试样放入夹布园环内并拧紧，再将其平放在夹头上；11（3）按启动扳手进行实验，待试样完全顶破后，推启动扳手，使仪器恢复原位； （4）重复上述实验，边实验边记录顶破强力值。2、透气性测定（1）根据气流量，选定锐孔直径 16mm；（2）将试样放在仪器上，调节夹头高低，扳下加压手柄，压紧试样；（3）缓缓旋转调压器按钮，逐渐增大吸气量，使低压定压压力计的斜管液面稳定在 13mm水柱处，读取流量压差P，记录下读数值；（4）重复上述实验，边实验边记录P 值。（5）实验完毕，填写实验报告。（二）实验方法六、实验报告与思考题1、举例说明非织造材料的结构和性能的关系；2、举例说明非织造材料过滤性能的测试方法。七、主要仪器测试原理和使用方法（略）
