非织造布学——针刺.pptVIP

第五章 针刺加固法 纺织与材料学院 非织造材料与工程系 韩玲 非织造布固网技术 一般来说，非织造布的生产工艺一般可分为三个过程： 纤维/原料准备?纤维成网?纤网加固成形。 纤维准备是非织造布生产工艺的第一道工序，包括纤维／原料的选择。纤维是所有非织造材料的基础，大多数天然纤维和化学纤维乃至成纤高聚物都可用于生产非织造材料。纤维原料的准备随着成网方法的不同而不同。 将纤维形成松散的纤维网状结构称为成网。纤维网是非织造布的骨架，其质量的好坏直接影响到非织造布的外观和内在质量，非织造布的成网方法主要有干法、湿法和聚合物直接成网法三大类。如以纤维的形态来分，则有短纤维网、长丝纤维网和连续网络状纤维网。 纤维成网工序所成的纤网强度很低，不能满足非织造布的使用要求，因此必须使纤维网中的纤维彼此粘合，即对纤维网进行加固。由此可见，固网是非织造布生产工艺过程中的关键工序，它对非织造布的强度和手感等性能有着决定性的影响。 纤维网的加固方法可以分为三类，即机械固网、化学粘合固网和热熔粘合固网。 第五章 针刺法非织造布 第一节 针刺机理 第二节 针刺机 第三节 刺针 第四节 针刺工艺 发展历程 针刺法是一种典型的机械加固方法，在世界上的干法非织造布中，针刺非织造布占40%以上，我国占25%，是干法非织造布中最重要的加工方法。由于针刺法具有加工流程短，设备简单，投资少，产品应用面广等特点，因此针刺技术发展很快。 1878年英国William Bywater公司制造最早的针刺机 1885年英国James Broadhead采用针刺法制造薄毡 1890年美国James Hunter工厂开始制造针刺机 1930年汽车已开始应用针刺非织造材料 1957年Hunter工厂设计出传动平衡的针刺机，转速达到800rpm 1968年奥地利Fehrer公司制造出组合机架、全封闭分段传动针刺机，转速达到1000rpm 1972年Fehrer公司发明U形刺针和花纹针刺机 目前，德国迪罗（Dilo）公司和奥地利菲勒尔（Fehrer）公司生产的针刺设备几乎代表了世界针刺设备的最高水平。 技术指标 针刺机速度达到3500r/min，生产速度超过60m/min，有的甚至达到150m/min。现在，各种型号、各种规格的针刺机多种多样，品种达100多种。 菲勒尔公司的单针板植针密度达10000枚/m，门幅达16.5m，必威体育精装版采用弧形针板机构。 迪罗公司的针刺频率达3500r/min，单针板植针密度达16000枚/m，针梁采用平面椭圆运动。 我国的针刺技术与针刺设备装备水平虽与国外有较大差距，但近年来已有长足的进步，除引进有世界上先进的针刺设备外，已可自己生产最高机速为1200r/min的通用型针刺机，植针密度10000枚/m，最宽门幅达6m。 产品应用 早期的针刺产品多数是由纤维或服装业的下脚料制成质量粗糙的垫子，用于家具衬垫、地毯底布、家用装饰品等。 现今，由于针刺技术的不断发展，针刺产品的应用已渗透到工业、农业、国防、医疗等各个行业。例如，地毯、保温材料、过滤材料、土工布、服装辅料、合成革基布、油毡基布、造纸毛毯、汽车内衬材料、隔音材料、绝缘材料等。 第一节 针刺机理 在针刺法加工中，利用具有三角形或其他形状的截面，且在棱边上带有刺钩的刺针对纤维网反复进行穿刺 作用，将十分蓬松的纤网加固成具有一定性能的布。 针刺法的基本工作过程： 针刺法非织造工艺的原理 利用三角截面(或其它截面)棱边带倒钩的刺针对纤网进行反复穿刺。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。 针刺布的结构模型： 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簇，垂直纤维簇像一个个“销钉”贯穿于纤网上下，与水平纤维缠结，有效地阻止了水平纤维在拉应力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。 “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上的刺针握持而转移，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，而这些纤维受到两个或两个以上刺针的握持，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。 针刺法非织造工艺的特点 适合各种纤维，机械缠结后不影响纤维原有特征