双组份衬垫产品的开发研究(非织造专业毕设定稿).doc

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1、 毕业设计（论文）题 目：双 组 份 衬 垫 产 品 的 研 究 开 发 学 院： 纺织与材料学院 专业班级： 非织造材料与工程09级（2）班 指导教师： 张星 职称： 教 授 学生姓名： 宋 萍 学 号： 40901040225 摘 要涤纶三维立体卷曲中空纤维，作为一种拥有着特定性能与风格的后起之辈，因其良好的蓬松性以及保暖暖性透气性，所制得的产品抗压力保形性好，防结变形，质量轻盈，抗拉性强，耐水洗，不怕虫蛀，防霉防潮。特别适合于生产冬装、被褥和衬垫用絮片等。本课题通过设计针刺非织造加工工艺路线及参数，以6.7D与16.7D的二种涤纶三维立体卷曲中空纤维为原料，通过改变原料混纺比、针刺密度、

2、预针刺机针刺深度、倒针刺机针刺深度等工艺参数，成功设计开发不同成分、不同工艺的涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫。通过对比分析一系列性能测试的实验数据，获得了参数最佳的涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫加工工艺。为系统全面研究涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫提供了科学有效的依据。然而在实际生产中，必须根据织物的最终用途和强力的要求,选择合适的非织造加工工艺，以及克重、厚度以及针刺密度、深度等规格参数，才能满足使用的需要。关键词：涤纶三维立体卷曲中空纤维，非织造，衬垫，工艺ABSTRACTPet three-dimensional crimp hollow fiber, as a kind of has a s

3、pecific performance and style of the younger generation, because of its good fluffy and warm warm air permeability, the prepared product pressure resistance conformality, preventing deformation, light in weight, tensile strength, washable, not afraid of insects, mildew proof. Particularly suitable f

4、or the production of clothing, bedding and liner for wadding etc.This issue through the design of needle-punched nonwoven process route and parameters, two kinds of polyester three-dimensional 6.7D and 16.7D crimp hollow fiber as raw material, by changing the blending ratio, needling density, pre-ne

5、edling machine needling depth, inverted needle machine needling depth and other parameters, the successful design and development of different compositions and processes three-dimensional crimp hollow polyester fiber wadding. Through comparative analysis of a series of performance tests of the exper

6、imental data obtained optimal parameters dimensional crimp hollow polyester fiber wadding processes. Comprehensive study of the system three-dimensional crimp hollow polyester fiber wadding provides a scientific and effective basis. However, in actual production, the fabric must be based on the requ

7、irements of the end use and power, choose a suitable non-woven processing, and weight, thickness, and needling density and depth specifications, in order to meet the needs.KEY WORDS： pet three-dimensional crimp hollow fiber，non-woven，wadding，process目 录前 言3第1章 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫研究现状及发展41.1 涤纶三维立体卷曲中空纤维的简

8、介41.1.1 中空纤维的发展概况41.1.2 涤纶三维立体卷曲中空纤维的性能51.1.3 目前我国对中空纤维技术的掌握水平61.2 针刺法非织造技术的简介71.2.1 针刺法的基本原理71.2.2 针刺非织造布结构模型81.2.3 针刺过程中纤维转移的形态分布81.2.4 针刺法产品91.3 涤纶三维立体卷曲中空纤维应用现状及前景展望101.3.1 应用现状101.3.2 前景展望111.4 本课题研究的意义与内容111.4.1 本课题的目的及意义121.4.2 本课题的研究内容和拟解决的问题121.5 小结12第2章 原料准备132.1 上机前准备132.1.1 小和毛机开松132.2.2

9、 盖板式梳毛机梳理13第3章 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫加工工艺的设计153.1 纤维混纺比设计153.2 加工工艺流程设计153.3 开松工艺参数设计163.4 混合工艺参数设计163.5 梳理工艺参数设计173.6 铺网工艺参数设计193.7 针刺工艺参数设计213.7.1 预针机刺工艺参数设计223.7.2 倒针刺工艺参数设计253.8 成卷工艺参数设计263.9 小结27第4章 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫的性能测试及结果分析284.1 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫单位面积质量测定284.1.1 测试仪器、条件及依据284.1.2 实验结果284.2 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫厚度

10、及压缩性能测试284.2.1 测试仪器、条件及依据284.2.2 实验结果294.3 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫透气率测试304.3.1 测试仪器、条件及依据304.3.2 实验结果304.4 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫力学性能测试304.4.1 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫拉伸强力测试304.4.2 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫撕裂强力测试314.4.3 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫顶破强力测试314.4.4 实验结果314.5 实验结果分析32参考文献33致 谢34诚信声明35前 言随着科学技术的不断发展和世界范围内工业化程度的不断提高，各行各业对产业资材的需求及其品种、性能的要求也越

11、来越高。纺织品在很早以前就称为产业用途中不可缺少的材料之一，而非织造因其工艺流程短，生产成本低，产品用途广泛，使其纺织品呈现出更加广阔的发展前景。人们生活水平的提高，物流业以及汽车产业的兴起，意味着更多行业更多的发展前景，非织造也不例外。低投入高回报的非织造产品被高度重视，其中，衬垫作为消耗品需求量逐步提高。本文跟进时代，开发研究性能更佳的非织造衬垫，以涤纶三维立体卷曲中空纤维作为原料，在领域内有所创新。文章共分为四个章节，综述了中空纤维的优良性能、加工方法以及其在产业中的应用现状与发展趋势。通过设计针刺非织造加工工艺路线及参数，以二种中空纤维即6.7D和16.7D的为原料，通过改变原料混纺比

12、、针刺密度等工艺参数，成功设计开发不同成分、不同工艺的涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫。第1章 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫研究现状及发展1.1 涤纶三维立体卷曲中空纤维的简介1.1.1 中空纤维的发展概况中空纤维是横截面沿轴向具有空腔的一种重要的异形纤维，中空结构赋予了纤维良好的保暖性、蓬松性等特定性能与风格。絮片用中空纤维，中空度要求不高，约30%100%，主要追求轻而保暖，为了提高其回弹率，需要经热处理而形成三维卷曲。中空纤维的品种极其丰富、发展迅速，其原料从最初的涤纶发展到锦纶、丙纶、粘胶、维纶、聚砜、碳纤维等；纤维孔数从单孔发展到四孔、七孔、九孔等；中空截面也从圆形发展到三角形、四边形、

13、梅花形等；同时，经过特殊纺丝工艺或后整理得到的抗菌、远红外、阻燃、芳香、阳离子改性等功能中空纤维也不断涌现。这些变化和发展拓宽了中空纤维的应用前景并刺激了市场需求，中空纤维从最初主要作为具有保暖和蓬松性能的絮填料发展到广泛用作膜分离、填充、玩具制品、地毯、人造毛皮、高级仿毛面料、高级无纺制品等的材料，在纺织、服装、医疗和废水处理等行业发挥重要作用。尤其是最近几年，具有非常大的面积，体积比率的多孔中空纤维在工业和医药领域的分离技术方面的应用越来越广泛。近几年来我国对中空纤维的市场需求量成级数增长。1990年前市场需求量不到lOkt，而到1998年市场需求量在200kt以上，至2002年底市场的消

14、费量已在400kt以上。面对如此巨大的增长势头，国内各生产厂不断扩大产能并开发新的品种，同时关于中空纤维的生产工艺、结构和性能等研究也开展得如火如荼。我国中空纤维以短纤维的生产和应用为主，其大宗产品为无硅或含硅的立体卷曲中空短纤，此外还有部分异形或圆中空纤维以及各种抗菌、远红外等功能性中空纤维等。我国中空纤维生产厂家中，仪化公司品种最多，并且该公司可以根据用户的需求，生产各种长度、多孔、上硅油或不上硅油、荧光增白、香型、抗菌、彩色、远红外等涤纶中空立体卷曲纤维。而国外如日本，其中空纤维制造技术早在上世纪7O年代就相当发达，并开发出各种特种中空纤维：如用于地毯的三角三孔中空纤维、表面有微孔的中空

15、纤维以及细旦(可达0.77dtex)中空纤维等。1.1.2 涤纶三维立体卷曲中空纤维的性能1.1.2.1 形态参数及力学性能步进一步型型涤纶三维立体卷曲中空纤维由于其具有永久的立体卷曲、优良的膨松回弹性及重量轻、保暖性好的特点，自开发投放市场以来，备受欢迎。因此研究其的力学性能，在在线的条件下对中空纤维结构与性能的变化情况进行研究分析，掌握其特性和规律，以求进一步提高中空纤维的质量，搞好大生产的管理，同时为进一步提高产能作好基础理论准备。1.1.2.2 松弛热定型条件对纤维结构性能的影响表1-1 纤维在松弛热定型机各区的结构性能参数取样点SE前SE二区四区六区八区十区SE后结晶度Xc/18.6

16、34.935.733.831.835.432.5晶区取向因子fc81.1787.2686.4686.6986.5985.7485.58声速取向因子fa0.530.380.400.320.340.420.37非晶区取向因子fa0.500.130.210.140.140.240.19卷曲率/22.820.020.618.918.319.419.8卷曲数/个25mm-17.86.77.87.87.36.76.7膨松特性V1158168165167172167169膨松特性V253525048525153压缩回弹率/22.035.036.731.029.229.732.0压缩率/70.971.370.

17、072.474.071.672.71.1.2.3 涤纶中空纤维试样的力学性能、热性能表1-2 涤纶中空纤维试样的力学性能、热性能取样点原丝DF2HBXDF3出口出口出口CP前CP后SE前SE后纤度/dtex18.296.176.346.246.056.305.986.41断裂强力/cN27.1826.0927.9628.1226.4328.2526.3626.58断裂强度/cNdtex-11.494.234.414.514.374.484.414.15断裂伸长率/305.6435.4025.5928.4427.9728.7623.8938.0110定伸强/cN8.6818.0023.1622.

18、5721.7422.3222.487.49断裂功/cNcm43.026.815.616.085.666.194.635.59干热收缩率/75.028.616.317.617.717.215.63.001.1.3 目前我国对中空纤维技术的掌握水平目前代表中国中空纤维技术水平最高的是仪征化纤，据仪征化纤证实：做单空最细的是1.2D。做四孔最细的是7.5D，做七孔最细的是9D、也就是说，目前的0.8D化纤，仅仅是概念炒作，技术不过关。在2010年初期，仪化公司研究开发的“细旦涤纶中空纤维”项目通过了中国石化的技术鉴定。鉴定委员会主任、中国石化集团公司高级顾问、中国工程院院士曹湘洪评价，仪化开发生产的

19、系列细旦涤纶中空纤维，形成了具有自由运作权的生产技术，实现了产品工业化稳定生产，申请了国家发明专利一项，并获得申请号，整体技术达到国内领先水平。从八十年代后期开始，异形纤维开发开始升温，中空纤维因其质轻、蓬松，吸湿性、透气性而成为保暖的最佳材料。仪化公司技术人员通过走访市场，了解到涤纶细旦中空纤维织物的弹性好，手感丰满，抗变形能力强，易洗快干，优良免烫性的特点，应用前景十分广阔，于2007年向中国石化申请项目并获得批准。项目组通过专利查新,喷丝孔孔型的设计，利用小型长丝纺丝装置试验取得成功,并由此设计了工业化装置的大型喷丝板。2008年3月至2009年8月，项目组在生产装置上，陆续进行了细旦中

20、空纤维、细旦棉型中空纤维和有硅细旦中空短纤维批量和规模试验，最终成功地开发出两种规格可用于纺织以及家用充填不同用途的细旦涤纶中空纤维，所生产的纤维具有细旦和中空两大特点，可以用于纺织加工成面料，也可以用做充填材料。开发的棉形细旦中空纤维经纺纱、织造，可生产高档保暖衣、袜；开发的上硅细旦中空纤维更柔软，保暖性更好，可用于高档床上用品、防寒服、睡袋等充填，经与罗莱家纺进行合作，所设计冬被已通过产品评审。 目前，仪化公司开发生产的细旦涤纶中空纤维得到了国内用户广泛认可，并正批量出口国际市场，取得了较好的经济效益和社会效益。中国石化鉴定组的专家建议仪化根据市场需求加大开发力度，进一步扩大市场份额。1.

21、2 针刺法非织造技术的简介1.2.1 针刺法的基本原理针刺法的基本原理是：针刺机利用具有三角形或其他形状的截面，且在棱边上带有刺钓的刺针对纤维网反复进行穿刺，如图1-1所示。图1-1 针刺法的基本工艺原理示意图 1纤网 2刺针2 由交叉成网或气流成冈机下机的纤网，在喂入针刺机时十分蓬松，只是由纤维与纤维之间的抱合力面产生一定的强力，但强力很差，当多枚刺针刺入纤闷时，刺针上的刺钓就会带动纤网表面及次表面的纤维，由纤网的平面方向向纤网的垂直方向运动，使纤维产生上下移位，而产生长下移位的纤维对纤网就产生一定挤压，使纤网中纤维靠拢而按压缩。当刺针达到一定的深度后，刺针开始回升，由于刺钩顺向的缘故，产生

22、移位的纤维脱离刺钓面以几乎垂直状态留在纤网中，犹如许多的纤维束“销钉”钉入了纤网，从面使纤网产生的压缩不能恢复，如果在每平方厘米的纤网上经效十或上百次的反复穿刺，就把相当数量的纤维束刺入了纤网，纤网内纤维与纤维之间的摩接力加大，纤网强度升高，密度加大，纤网形成了具有一定强力、密度、弹性等性能的非织造布针刺法非织造布。1.2.2 针刺非织造布结构模型针刺非织造布是由水平结构(如图1-2(a)所示)和垂直结构(如图如图1-2(b)所示)两种形式组成。刺针的反复穿刺使纤网中的部分水平纤维形成了成千上万的垂直纤维族，垂直纤维族像一个个“销钉”贯穿于纤网上下，与水平纤维绍结，有效地阻止了水平纤维在拉应力

23、作用下所产生的相互滑脱，并且使纤网结构紧密。厚度大大下降。然而这些垂直“销钉”与被约束的水平纤维之间并不是孤立的，垂直纤维来自于水平纤维，“销钉”中的绝大部分纤维的一端或两端仍留在水平纤维之中。对于纤网中的部分纤维则有可能被两个或两个以亡的刺针握持而转移。一根纤维同时参与两个或两个以上的“销钉”的组成，正是这种纤维在垂直的“销钉”与“销钉”之间产生了连接，起到了搭桥作用，面这些纤维受到两个或两个以上刺针的握跃纤维的紧张程度加强。通过他们应力的传递，产生了以垂直“销钉”为“节点”的水平网状结构。针刺非织造布就是通过均匀、稳定、紧张的水平网状结构串起成干上万垂直纤维族组成的三维骨架结构(如图1-2

24、(c)所示)约束其他水平纤维的有机整体，正是这种独持结构使针刺非织造布具有厂一定的强度及其他物理性能。从力学纳构出发，可以队清针刺非织造布的本质，把握其持性，在实际生产中占提高针刺产品的档次，使其产品质量能满足不断扩大的应用市场。(a ) (b) (c)图1-2 针刺非织造布水平结构（a）、垂直结构（b）与三维骨架模型（c）1.2.3 针刺过程中纤维转移的形态分布刺钩穿刺纤网首先接触的是表面层纤维，此时刺钩的抓取、容纳能力最强。随着穿刺深度的增加，刺钩空间逐步为纤网上层纤维所充满，继续下刺，刺钩的握持能力便明显下降。由于各刺钩依置的不同，进入纤网有先后，所面对纤网的结构因前面刺钩对纤网的作用而

25、不同，接触各层次纤维的概率也不同，在一定针刺深度下，先进入纤网的刺钩到达位置较深，所携带的纤维转移程度就较大。有人利用有色纤维对针刺后各层次纤维被转移的情况进行了跟踪实验，如图l-3所示。实验表明，表面层纤维不仅被转移的数量最多，并且纤维贯穿纤网上下，而其他层次的纤维被转移的数量及程度均逐步减小。第四层以下的被转移纤维数量最少。从分布形态可以看出，被针刺后的纤网所形成的垂直纤维族主要是由上层纤维转移而成，贯穿纤网的表面层转移纤维则在垂直纤维族中对纤网的加固起决定作用。图1-3 不同纤维层转移情况1.2.4 针刺法产品（1）过滤材料针刺非织造布作为一种新型的纺织过滤材料，以其独特的三维立体网状结

26、构、孔隙分布均匀、过滤性能好、产量高、成本低以及品种多等特点，正逐步取代传统的机织和针织过滤材料，因为非织造布过滤材料即可制成蓬松性的产品，又可加工成特殊需要的超厚型制品。机织过滤材料由于经纬向的交叉结构和纱线之间的较大孔隙，致使其过滤效率低，有时甚至达不到过滤标准。而非织造布过滤材料纤维间相互缠结，纤维之间空隙小，滤阻低，滤效高。（2）合成革基布针刺法生产的基布可满足合成革产品所要求的致密的三维结构，纤网中纤维杂乱排列，上下穿插，相互缠绕，呈三维状态分布，并具有透气、透湿、结构均匀、强度高的特点。（3）土工布用非织造方法生产的土工布，主要是纺粘法长丝针刺土工：布和千法短纤针刺土工布，与其他土

27、工材料比较，它们具有重量轻、抗拉强度高、施工简单等特点，显示出传统材料难以比拟的优越性，其反滤排水、防护防渗、加筋等基本作用可在各种工程建筑中充分发挥作用。（4）造纸毛毯化纤针刺造纸毛毯与传统的羊毛毯比较，除具有成本低，耐磨性好，寿命长，不易被虫蛀的优势外，还具有结构上的优势：（1）针刺造纸毛毯的孔隙大，针刺后，许多纤维形成“纤维楔钉”，呈直立状态，提高了毯在垂直方向的毛细作用与滤水作用。（2）针刺造纸毛毯的毯面是由无数根细纤维组成，毯面平滑，而传统造纸毛毯是较粗的经纬纱，毛毯面粗糙，因而针刺造纸毛毯可改善纸页的平整度。（5）衬垫衬垫是根据商品不同形状及薄弱部位，用于固定商品，确保商品在运输过

28、程中不致移动，同时具有缓冲作用的包装构件。衬垫作为具有缓冲作用的包装构件，其主要作用是减少或降低外界冲击对内包装物品的破坏。针刺中空纤维衬垫抗压力保形性好，防结变形，质量轻盈，抗拉性强，不怕虫蛀，防霉防潮。具有减振、隔音、隔热、密封、增强、填隙等作用。另外，针刺产品还可用来作汽车内饰材料、针刺地毯、粘合衬基布、垫肩、保暖絮片、贴墙布、农用保温材料、工业用呢(毡、垫)等。采用聚四氯乙烯纤维和聚酰氨纤维，经Rontex针刺工艺加工可制造人造血管、人造食管等人造器官，也可用于血液和药品过滤。1.3 涤纶三维立体卷曲中空纤维应用现状及前景展望1.3.1 应用现状由于中空纤维一系列的优良性能，比重轻、蓬

29、松、保温、透气、覆盖力强等特点，主要用作非织造布的生产原料，适用于棉被、合纤絮绒、仿羽绒等。中空纤维作为一种具有特殊几何形状的化学纤维，已经在许多纺织领域获得应用，比如中空纤维用于保温已历多年，这是利用了中空纤维面积体积比率大，可容大量空气的特性，因此也可用作充填纤维隔热材料三维卷曲多中空纤维由于具有优越的回弹性、蓬松性、保暖性以及防霉、防蛀等性能，被广泛应用于被褥和衣服内里的填充物。此外，微孔中空纤维制成的膜具有选择透过性，可以使气体、液体混合物中某些组分从内腔向外或从外向内腔透过中空纤维壁，而同时对另外一些组分具有截留作用。现已广泛应用于气体分离、海水淡化、血液渗透、人工肾脏、废水处理等工

30、业领域。1.3.2 前景展望中空纤维经过四十多年的发展，已成为具有多种细度、多孔、较高中空度和各种异性截面的高技术纤维，各种特种中空纤维如碳中空纤维和远红外、抗菌等功能性中空纤维以及细旦中空纤维也在发展之中，并且其整体应用和需求日益增长。但是中空纤维存在以下缺点：（1）由于形成中腔的方式决定了中空纤维二端开口，一方面易于水、汽等戒指的导通，另一方面二端开口不利于保持在空腔中填充介质的性能且不利于要求拒水等性能的使用场合；（2）中空纤维最基本的特点是截面具有中腔，目前纤维中空度可达50，理论上而言中空度越高越好，但是过高的中空度将导致纤维易压缩且不易加工；（3）随着使用过程中的反复压缩等机械作用

31、，中空纤维的中空度将不断下降，持久性不高。利用封端技术将中空纤维二端封闭，并在中腔内充入气体等介质，可以提高纤维的中空度并能提高在加入和使用过程中的中空度的可保持性；高中空度的拒水性良好的中空纤维可以作为水上个体救生装备用浮力材料；若在纤维空腔内填入相变材料，可利用温度变化引起的纤维膨胀或收缩来改善服装冷暖感。这些研究将进一步扩大中空纤维的应用领域。1.4 本课题研究的意义与内容1.4.1 本课题的目的及意义涤纶三维立体卷曲中空纤维，作为一种拥有着特定性能与风格的后起之辈，因其良好的蓬松性以及保暖暖性透气性，所制得的产品抗压力保形性好，防结变形，质量轻盈，抗拉性强，耐水洗，不怕虫蛀，防霉防潮。

32、特别适合于生产冬装、被褥和衬垫用絮片等。涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫具有十分优良的性能，本课题研究的理论意义在于通过实验，得出制造涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫的最佳针刺加工工艺参数，为系统研究涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫提供更为科学的依据。1.4.2 本课题的研究内容和拟解决的问题(1)通过检索和收集相关的国内外资料，总结其研究成果及遇到的问题，完成涤纶三维立体卷曲中空纤维原料的开松、除杂等初步加工；(2)通过针刺非织造加工工艺路线，以涤纶三维立体卷曲中空纤维纤维为原料，改变原料混纺比、针刺深度、针刺密度等工艺参数，设计开发不同混比、不同工艺的涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫；(3)制备出不同物理

33、机械性能性能的涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫，并对其进行测试性能，据此优化其加工工艺；1.5 小结涤纶三维立体卷曲中空纤维被行内认识默认为 “21世纪最具有发展前景的新兴材料”，是纺织行业内公认的朝阳产业。与此同时，物流、汽车产业高速发展具有庞大的国内国际市场需求，远途货物的运输及汽车内饰日常家装对衬垫的需求量日益凸显，拥有日渐庞大的市场空间，研究双组份衬垫产品及其开发既有益于消费者的健康及生活品质，又会为企业带来可观的利润。本课题将重点研究双组份（6.7D、16.7D）衬垫的加工工艺。第2章 原料准备2.1 上机前准备2.1.1 小和毛机开松购买回来的中空纤维由于挤压，已经纠结成块。需要经过开

34、松机松解纤维，通过撕扯使大块的纠结纤维松解变成小块或束状，同时在松解过程中伴有除杂作用。开松机一般是由一对喂入辊或喂入罗拉及一个开松锡林组成，开松锡林上装有用钉或梳针或针布或豪猪打手，为开松更彻底，有的还在锡林上装有工作辊及剥取辊。图2-1为和毛机示意图。图2-1 B261型和毛机示意图1-喂给帘 2-喂入罗拉 3-压辊 4-锡林5-工作辊 6-剥毛辊 7-打手 8-尘格经过开松后，中空纤维明显由纠结的大块松解为纤维束，但是由于原料的三维卷曲特性，一次开松效果不佳，考虑到更好的开松效果，我们进行了二次开松，并在二次开松过程中以所制产品的比例要求进行一定的混合开松。将开松后的一定混比的纤维收集后

35、，准备进行罗拉式梳毛机一道梳理混合。2.2.2 盖板式梳毛机梳理盖板式梳棉机使用一个环形的针带（盖板）代替罗拉辊而与锡林进行梳理加工，加工纤维偏短。盖板式梳棉机示意图如图2-2所示。图2-2 盖板式梳棉机1-棉卷架 2-棉卷杆 3-棉卷 4-棉卷罗拉 5-给棉板 6-给棉罗拉7-刺辊 8-绒辊 9-除尘刀 10-小漏底 11-锡林 12-后罩板 13-盖板14-上斩刀 15-前上罩板 16-抄针门 17-前下罩板 18-道夫 19-大漏底20-吸尘罩 21-剥棉罗拉 22-转移罗拉 23-上轧辊 24-下轧辊我们使用的是东华大学研制的DHU A201 盖板式梳棉机。在梳理前要经过一组高速运转的

36、打手，由于开松之后中空纤维特殊的卷曲特性，实际结果不是很好。原料之前虽已混合均匀，但是经梳理之后纤维依旧呈卷曲状，因此可知，梳理对三维卷曲的中空纤维作用有限。此外，经与各位指导老师探讨得，其优良的三维立体卷曲特性会在一定程度上导致在之后的铺网过程中断网，并扩大产品纵横向强度差异。我们在开松梳理之后将原料取出，喷洒机油及抗静电剂，已达到调湿，减少纤维间摩擦，防止静电产生，减少纤维损失并使其具有一定的回潮率，从而确保后续工作的顺利进行。第3章 涤纶三维立体卷曲中空纤维衬垫加工工艺的设计3.1 纤维混纺比设计 本课题采用6.7D和16.7D二种中空纤维按一定比例混纺进行实验，每次实验使用纤维总重量为

37、800g。所设计的6.7D中空纤维/16.6D中空纤维二种纤维的混纺比例为： 20%/80%，80%/20%，50%/50%三种；所对应的6.7D中空纤维/16.6D中空纤维二种纤维的重量为160g/640g，640g/160g/，400g/400g。表3-1为本课题研究所设计的实验工艺参数表头设计。因素A为针刺密度(刺/cm2)；因素B为纤维混纺比（%），6.7D中空纤维/16.6D中空纤维。表3-1 二因素三水平实验表头设计水平因素针刺密度/刺cm-2A纤维混纺比/%B115020/80/220080/20328050/503.2 加工工艺流程设计根据非织造实验室设备情况，本课题设计加工工

38、艺流程为：纤维准备开松混合梳理铺网预针刺倒针刺卷绕分类裁剪3.3 开松工艺参数设计开松工序设备单元机较多设备与设备之间通过风管连接而同步运行，防止纤维脱空或堵塞，所以相互之间的工艺匹配就显得十分重要。本课题非织造上机实验开松机进料频率均设定为50Hz，根据设备说明书得知，该设备电机组件1Hz=0.0472m/min，即开松机进料速度设计为：V=500.0472m/min=2.36m/min开松过后的混合纤维通过风管传送到混棉机中进行混合。非织造实验室开松机设备型号为WL-GK-A-500，实物图如图3-1所示。图3-1 开松机3.4 混合工艺参数设计混棉工序中角钉帘速度是设计关键。角钉帘和输送

39、帘之间应有一定量的堆积，堆积的量由一组光电开关来控制，如不提出要求，一股均棉罗拉和剥棉罗拉是恒定的一个速度，要调节喂入量只能通过调节角钉丁帘速度和均棉罗拉隔距，均棉罗拉是将超出两者之间的纤锥从角钉帘上剥离，剥棉罗拉是将角钉帘带过来的纤维干净利索的打下。本课题非织造上机实验混棉机角钉帘频率设定为25Hz，1Hz=0.085m/min，即角钉帘运动速度设计为：V=250.085m/min=2.125m/min混合后的纤维经水平喂给帘进入梳理工序。3.5 梳理工艺参数设计在干法非织造布生产过程中梳理工程是关键工序，梳理工序的工艺质量直接影响后部产品的质量。梳理工程的主要任务是： (1)进一步开松纤维

40、并去土杂。 (2)将纤维原科进一步混和均匀。 (3)将块状纤维梳理成束状，再梳理成单根纤维状。 (4)将纤维梳理成网。 (5)带有杂乱机构的梳理机还能使纤网的纤维杂乱排列，减小产品纵横向的强度差异。梳理机是干法非织造布的重要工序、重要机台，是干法成网的心脏，它的工艺当然就显得尤其重要。梳理机工艺设计内容包括：原料的选用、喂入量、喂给周期、隔距、速比、针布选用、工艺计算、产量计算及产品质量控制。设计必须根据产品要求而进行。（1）喂入量喂入多少可反映产量高低，蓬松度大的纤维喂入量可小些，喂入量的均匀程度也必须控制。如果喂入不匀率大会影响纤维网的质量，因此必须严格控制、及时俭田喂入的均匀程度。（2）

41、隔距梳理机上各辊之间都有一定隔距，但后车隔距一般都是固定的，只有主锡林主体梳理部分有所变化。隔距分布原则是由后车向前车，隔距逐渐变小。这是因为刚喂入的纤维块状、束状的较多，同时纤维仍有纠结，所以隔距应大些，如果隔距太小易损伤纤维。经过几个梳理环的梳理后纤维比较松散、颗直，单根率逐渐增大，隔距也就可以逐渐变小，这样不会损伤纤维。隔因大小一般根据纤维长度而定，长纤维、蛆纤维的隔距应大，喂入量大隔距应大。隔距的大小用隔距片调校。隔距片上都标有厚度。校对隔距时靠经验和手感，要求左、中、有一致，松紧适中。 松机08 达到产品性能要求（3）速比速比的大小意味速度差异的大小。速比大，速差就大，梳理力就大，梳

42、理就强烈。根据原料在加工过程中的状态，工作辊速比的大小布置，一般是由后向前逐渐变大。这是因为第一工作辊处纤维还有纠结，速比太大易拉断纤维，速比适当小一点，逐步缓和梳理，到第三工作辊处速比可大些，一方面纤维此时已比较松解，速比大不会拉断纤维，另一方面速比大还可以提高梳理效果。速比的大小设计实质上是速度的大小选用。通过传动计算，算出各辊速度即可确定速比。（4)工艺计算工艺计算主要指喂入量、喂给周期、产量及各辊的速比计算。本课题非织造上机实验梳理机进料、梳理机锡林、梳理机道夫工艺参数设计如表3-2所示。表3-2 实验梳理机工艺参数设计名称频率/Hz速度/mmin-1进料201.225锡林30868.

43、6道夫259.25非织造实验室中梳理设备为罗拉式梳理机，型号为WL-GS-A-500，实物图如下所示：图3-2 梳理机3.6 铺网工艺参数设计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。一般说来，铺网是又叠又铺，主要是为了进一步混和均匀、加宽、加厚及满足下道工序的需要。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加工。铺网的主要形式有3种：一是平行铺网；二是交叉铺网；三是组合铺网。非织造实验室中的铺网设备采用双网帘夹持铺网，型号为WL-GP-B-800，设备实物如3-3所示：图3-3 梳理机以及传送竹帘非织造实验室提供的铺网机设备为交叉式铺网中的二帘式铺网机。二帘式铺叠成网是目前应用较多的一种铺网方式。其工作原理如图3-4所示。图3-4 双网帘式加持铺网机1-纤网 2-上铺网帘 3、7、8-传动辊 4-下铺网帘 5、6-铺网辊 9-丁帘纤网1沿上铺网帘2(皮板)向前运动，经传动辊3到传动辊7，上下铺网帘2、4的皮板夹持住纤网