非織造氣流成網(wǎng)

非織造氣流成網(wǎng)第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、氣流成網(wǎng)原理纖維經(jīng)過開松、除雜、混和后喂入主梳理機(jī)構(gòu)，得到進(jìn)一步的梳理后呈單纖維狀態(tài)，在錫林高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和氣流的共同作用下，纖維從針布鋸齒上脫落，由氣流輸送并凝聚在成網(wǎng)簾(或塵籠)上，形成纖維三維雜亂排列的纖網(wǎng)。氣流成網(wǎng)纖網(wǎng)中纖維呈三維雜亂排列，MD:CD=1.1~1.5，最終產(chǎn)品基本各向同性。氣流成網(wǎng)通常要求纖維長度不大于80mm，纖維過長會破壞纖網(wǎng)外觀和均勻度。氣流成網(wǎng)可有效地處理短纖維，如長度小于10mm的木漿粕纖維。第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、氣流成網(wǎng)原理氣流成網(wǎng)中為提高纖維在最終纖網(wǎng)中排列的雜亂度，輸送管道在結(jié)構(gòu)上往往采用文丘利管。這種管道實際上是一種變截面管道，即管道中任意二個截面的截面積不相等，且管道從入口到出口逐步擴(kuò)大。按流體力學(xué)原理，氣體在常壓下可視為不可壓縮的。即：Q1=Q2，Q1=S1V1,Q2=S2V2∵S1<S2，∴V1>V2式中：Q1——流入氣流量Q2——流出氣流量S1——截面1的面積S2——截面2的面積V1——截面1處的氣流速度V2——截面2處的氣流速度由于纖維有一定長度，在文丘利管中，其頭、尾端處于兩不同截面，因此纖維頭、尾端速度是不同的，頭端速度低于尾端速度，于是纖維產(chǎn)生變向，形成雜亂排列。第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、氣流成網(wǎng)原理氣流成網(wǎng)中的輸送管道第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、氣流成網(wǎng)方式自由飄落式離心力+纖維自重壓入式離心力+氣流吹入抽吸式離心力+氣流抽吸封閉循環(huán)式離心力+上吹下吸(一臺風(fēng)機(jī))壓吸結(jié)合式離心力+上吹下吸(二臺風(fēng)機(jī))第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日自由飄落式壓入式抽吸式封閉循環(huán)式壓吸結(jié)合式第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、典型氣流成網(wǎng)機(jī)組國產(chǎn)SW-63型氣流成網(wǎng)機(jī)奧地利Fehrer公司V21/K12氣流成網(wǎng)機(jī)組奧地利Fehrer公司K21氣流成網(wǎng)機(jī)美國Rando公司40B氣流成網(wǎng)機(jī)組奧地利DOA公司氣流成網(wǎng)機(jī)組第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日國產(chǎn)SW-63型氣流成網(wǎng)機(jī)由傳統(tǒng)梳棉機(jī)改造，錫林離心力和提升羅拉使纖維進(jìn)入風(fēng)道，然后吸附在成網(wǎng)簾上形成雜亂排列纖網(wǎng)。適用范圍：纖維細(xì)度為1.65~6.6dtex，纖維長度25~55mm，纖網(wǎng)單位面積質(zhì)量12~70g/m2，生產(chǎn)速度2~3m/min，幅寬1m。第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日奧地利Fehrer公司V21/K12氣流成網(wǎng)機(jī)組由V21預(yù)成網(wǎng)機(jī)和K12氣流成網(wǎng)機(jī)組成。經(jīng)過預(yù)開松的纖維定量喂到V21預(yù)成網(wǎng)機(jī)的喂料箱中，被具有壓實、均勻作用的雙層簾帶夾持著進(jìn)入一對給棉羅拉與2000rpm轉(zhuǎn)速的刺輥組成的第一開松區(qū)。然后纖維進(jìn)入第二和第三開松區(qū)。第三開松區(qū)刺輥上的纖維被來自其上側(cè)的風(fēng)機(jī)的氣流分離，并經(jīng)風(fēng)道吸附在纖維橫向分配裝置的多孔簾帶上。纖維橫向分配裝置可保證輸入K12氣流成網(wǎng)機(jī)纖維層的橫向均勻性，其有一回轉(zhuǎn)的多孔簾帶，下有一臺風(fēng)機(jī)，用以吸附集棉風(fēng)道送來的纖維。回轉(zhuǎn)刮板和多孔簾帶相配合，當(dāng)多孔簾帶行經(jīng)K12氣流成網(wǎng)機(jī)的一個工作寬度時，刮板回轉(zhuǎn)一次，將帶狀纖維層推入精開松裝置的喂入槽。第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日這種“橫鋪直取”的方法可有效地改善纖維層的橫向均勻性。這里的纖維層的單位面積質(zhì)量約為500~1000g/m2。

纖維經(jīng)精開松裝置開松后，被氣流吸附在由壓輥和尼龍網(wǎng)簾組成的氣流凝網(wǎng)喂入裝置上。這里的纖維層的單位面積質(zhì)量約為200~400g/m2，cv值已降至3~4%。如此均勻的纖維層喂入K12氣流成網(wǎng)機(jī)，為制得均勻的纖網(wǎng)創(chuàng)造了良好的條件。K12氣流成網(wǎng)機(jī)的主梳理部分有2對直徑為140mm的工作羅拉和剝棉羅拉，錫林直徑450mm，轉(zhuǎn)速高達(dá)2300rpm，可使針布鋸齒表面的纖維量減少到0.2~0.5g/m2。纖維分梳后，在高速回轉(zhuǎn)錫林產(chǎn)生的離心力和上方橫流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流的作用下從錫林齒尖脫落，并隨氣流經(jīng)輸棉風(fēng)道而凝聚在成網(wǎng)簾上。第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日V21/K12氣流成網(wǎng)機(jī)組適用于長度小于100mm，細(xì)度在50d以下的各種纖維原料。但纖維的最大長度受到細(xì)度的嚴(yán)格限制，如1.5d為38mm；3d為50mm；6d為60mm；15d為75mm。纖網(wǎng)單位面積質(zhì)量范圍為20~2000g/m2時，輸出速度為0.5~50m/min。常用纖網(wǎng)單位面積質(zhì)量范圍為60~220g/m2，輸出速度為7~20m/min。纖網(wǎng)單位面積質(zhì)量在30g/m2以下時，輸出速度很少超過20m/min，否則將影響纖網(wǎng)的均勻性。K12氣流成網(wǎng)機(jī)的最大工作寬度為5.4m。第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日V21預(yù)成網(wǎng)機(jī)第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日K12氣流成網(wǎng)機(jī)第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日K21氣流成網(wǎng)機(jī)由數(shù)個梳理輥筒組成，增加梳理輥筒的數(shù)量，可增加該機(jī)的產(chǎn)量。每個梳理輥筒配有一對工作羅拉和剝?nèi)×_拉。適合加工的纖維細(xì)度為1.87~3.63dtex，纖維長度為38~40mm，成網(wǎng)后單位面積質(zhì)量范圍為10~100g/m2，輸出速度為50~150m/min。工作寬度為1~2.6m。第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日K21氣流成網(wǎng)機(jī)第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日美國Rando公司40B氣流成網(wǎng)機(jī)組由前置給棉機(jī)、四輥開松機(jī)、棉箱給棉機(jī)和成網(wǎng)系統(tǒng)組成。纖維經(jīng)前置給棉機(jī)和四輥開松機(jī)開松后喂入棉箱給棉機(jī)。棉箱給棉機(jī)的斜簾角釘所攜帶的纖維經(jīng)均棉簾的作用后，被氣流吸引到由塵籠和輸送羅拉組成的鍥形空間(又稱空氣橋)內(nèi)，雜質(zhì)從羅拉間隙中排出。塵籠表面凝聚的纖維層的厚度，由鍥形空間內(nèi)的纖維量的多少來調(diào)節(jié)。鍥形空間內(nèi)纖維量↓→氣流阻力↓→氣流速度↑→氣流吸引力↑→進(jìn)入鍥形空間纖維量↑→塵籠表面凝聚纖維層的厚度↑。第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日塵籠表面凝聚的纖維層被剝?nèi)×_拉剝下，進(jìn)入給棉板，然后由喂棉羅拉喂入線速度高達(dá)25m/s的刺輥。被分梳成單纖維狀態(tài)的纖維由刺輥下部吹入的氣流剝離，經(jīng)文氏管形輸棉風(fēng)道吸附在成網(wǎng)簾上。刺輥下部吹入的氣流和成網(wǎng)簾下的吸引氣流由一臺風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，呈閉路循環(huán)系統(tǒng)。該機(jī)組適合加工的纖維長度為15~55mm，成網(wǎng)后單位面積質(zhì)量范圍為20~1000g/m2，一般以生產(chǎn)34~68g/m2纖網(wǎng)為主，產(chǎn)量15~136kg/h，工作寬度為1020，1520，2030mm。40C型可生產(chǎn)10~20g/m2的雜亂纖網(wǎng)，輸出速度達(dá)到40m/min，40D型更有較多改進(jìn)。第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日Rando公司40B氣流成網(wǎng)機(jī)組第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日奧地利DOA公司氣流成網(wǎng)機(jī)組封閉循環(huán)式氣流成網(wǎng)，采用雙塵籠凝聚纖維，可避免不同密度纖維產(chǎn)生的分層現(xiàn)象，可生產(chǎn)高達(dá)2500g/m2的厚纖網(wǎng)，特別適合于廢纖維成網(wǎng)。第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日法國LAROCHE公司氣流成網(wǎng)機(jī)組采用單塵籠凝聚纖維，適合于廢纖維或長粗纖維成網(wǎng)，料倉較大，可配稱重輸送簾，產(chǎn)量：2.4m幅寬為1.5噸；3.9m幅寬為2.4噸。第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日Hiloft氣流成網(wǎng)機(jī)第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日Hiloft氣流成網(wǎng)機(jī)第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日纖網(wǎng)定量與纖網(wǎng)厚度的比較第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日四、影響氣流成網(wǎng)均勻度因素(一)喂入纖維層的均勻性(二)纖維在氣流中的均勻分布和輸送(三)纖維在成網(wǎng)簾上的凝聚條件第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日(一)喂入纖維層的均勻性氣流成網(wǎng)中使用的氣流輸送纖維管道通常很短，而氣流的速度很高（>15m/s），纖維在管道中逗留時間很短，而且氣流主要對纖維起輸送、擴(kuò)散作用，對纖維量的均勻分布調(diào)節(jié)作用非常弱，而且后道往往不配置鋪網(wǎng)系統(tǒng)，難以通過薄纖網(wǎng)鋪疊來彌補(bǔ)質(zhì)量均勻度的差異。因此喂入氣流成網(wǎng)機(jī)的纖維層均勻與否，對纖網(wǎng)均勻度有著直接的、決定性的影響，所以嚴(yán)格控制并改善喂入纖維層的均勻度是獲得氣流成網(wǎng)均勻性的首要途徑。第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日(二)纖維在氣流中的均勻分布和輸送纖維在氣流中的均勻分布和輸送，取決于以下三個因素：1、單纖維程度2、剝離纖維的氣流速度和方向剝離氣流應(yīng)循錫林表面的切線方向，V剝離≥3~4V道夫，從錫林上剝?nèi)r，V剝離≥2.3V錫林。3、輸送纖維氣流流量和均勻流動纖維輸送過程中，應(yīng)有足夠的空氣包容每一根纖維，使其不與相鄰纖維纏結(jié)。如假想以纖維長度為直徑的球體去包容每一根纖維，即可估算所需的空氣流量。第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日空氣流量可按下式估算：式中：k－系數(shù)

P－纖網(wǎng)產(chǎn)量

L－纖維長度

D－纖維細(xì)度由上式可知，L↑，Q↑↑，呈平方關(guān)系

P↑，Q↑

D↓，Q↑第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日纖維流密度一定體積的流體中所含纖維的重量，通常稱為纖維流密度。纖維在流體中的密度超出某一數(shù)值，原有的單纖維會重新“絮凝”成纖維束、纖維團(tuán)，在纖網(wǎng)上出現(xiàn)“云斑”、束纖維現(xiàn)象，破壞纖網(wǎng)均勻度。試驗表明纖維在流體中的分布，除與纖維的幾何尺寸有關(guān)外，還受其它性狀的影響，如種類，靜電性能等，不同的纖維，要求的纖維流密度也不同，如棉纖維，最大纖維流密度為1.2～1.5g/m3；聚酰胺纖維，可達(dá)3～4g/m3。雖然氣流流量大，可降低纖維流密度，但也帶來了產(chǎn)量低、能耗大等問題。第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日(三)纖維在成網(wǎng)簾上的凝聚條件1、氣流與成網(wǎng)簾(塵籠凝聚面)夾角不宜接近90°，防止纖維沖入網(wǎng)眼。2、氣流速度輸送管道可采用弓形擴(kuò)管，減弱氣流沖力，有利于纖維均勻吸附。3、成網(wǎng)簾(塵籠)表面吸附條件網(wǎng)眼大小和分布影響氣流成網(wǎng)均勻度。對于同樣的氣流吸口，曲面塵籠比平面的成網(wǎng)簾具有更大的展開面積，纖網(wǎng)局部在氣流吸口處停留時間延長，纖維多次重合凝聚機(jī)會高，有利于提高纖網(wǎng)均勻性。4、抽吸氣流的均勻流動第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日五、干法造紙干法造紙是采用氣流成網(wǎng)技術(shù)加工木漿纖維網(wǎng)的一種新工藝。1、工藝流程﹡木漿纖維＋熱溶纖維→氣流成網(wǎng)→熱粘合加固→非織造材料﹡木漿纖維→氣流成網(wǎng)→噴灑粘合劑→烘燥→非織造材料﹡木漿纖維(氣流成網(wǎng))＋常規(guī)纖維(梳理成網(wǎng))→水刺加固→烘燥→非織造材料2、性能與用途其產(chǎn)品主要是醫(yī)用