雙組份襯墊產品的開發(fā)研究(非織造專業(yè)畢設定稿)

1、 畢業(yè)設計（論文）題 目：雙 組 份 襯 墊 產 品 的 研 究 開 發(fā) 學 院： 紡織與材料學院 專業(yè)班級： 非織造材料與工程09級（2）班 指導教師： 張星 職稱： 教 授 學生姓名： 宋 萍 學 號： 40901040225 摘 要滌綸三維立體卷曲中空纖維，作為一種擁有著特定性能與風格的后起之輩，因其良好的蓬松性以及保暖暖性透氣性，所制得的產品抗壓力保形性好，防結變形，質量輕盈，抗拉性強，耐水洗，不怕蟲蛀，防霉防潮。特別適合于生產冬裝、被褥和襯墊用絮片等。本課題通過設計針刺非織造加工工藝路線及參數，以6.7d與16.7d的二種滌綸三維立體卷曲中空纖維為原料，通過改變原料混紡比、針刺密度、

2、預針刺機針刺深度、倒針刺機針刺深度等工藝參數，成功設計開發(fā)不同成分、不同工藝的滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊。通過對比分析一系列性能測試的實驗數據，獲得了參數最佳的滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊加工工藝。為系統(tǒng)全面研究滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊提供了科學有效的依據。然而在實際生產中，必須根據織物的最終用途和強力的要求,選擇合適的非織造加工工藝，以及克重、厚度以及針刺密度、深度等規(guī)格參數，才能滿足使用的需要。關鍵詞：滌綸三維立體卷曲中空纖維，非織造，襯墊，工藝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西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文）目 錄前 言3第1章 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊研究現狀及發(fā)展41.

8、1 滌綸三維立體卷曲中空纖維的簡介41.1.1 中空纖維的發(fā)展概況41.1.2 滌綸三維立體卷曲中空纖維的性能51.1.3 目前我國對中空纖維技術的掌握水平61.2 針刺法非織造技術的簡介71.2.1 針刺法的基本原理71.2.2 針刺非織造布結構模型81.2.3 針刺過程中纖維轉移的形態(tài)分布81.2.4 針刺法產品91.3 滌綸三維立體卷曲中空纖維應用現狀及前景展望101.3.1 應用現狀101.3.2 前景展望111.4 本課題研究的意義與內容111.4.1 本課題的目的及意義121.4.2 本課題的研究內容和擬解決的問題121.5 小結12第2章 原料準備132.1 上機前準備132.1

9、.1 小和毛機開松132.2.2 蓋板式梳毛機梳理13第3章 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊加工工藝的設計153.1 纖維混紡比設計153.2 加工工藝流程設計153.3 開松工藝參數設計163.4 混合工藝參數設計163.5 梳理工藝參數設計173.6 鋪網工藝參數設計193.7 針刺工藝參數設計213.7.1 預針機刺工藝參數設計223.7.2 倒針刺工藝參數設計253.8 成卷工藝參數設計263.9 小結27第4章 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊的性能測試及結果分析284.1 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊單位面積質量測定284.1.1 測試儀器、條件及依據284.1.2 實驗結果284.2

10、滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊厚度及壓縮性能測試284.2.1 測試儀器、條件及依據284.2.2 實驗結果294.3 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊透氣率測試304.3.1 測試儀器、條件及依據304.3.2 實驗結果304.4 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊力學性能測試304.4.1 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊拉伸強力測試304.4.2 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊撕裂強力測試314.4.3 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊頂破強力測試314.4.4 實驗結果314.5 實驗結果分析32參考文獻33致 謝34誠信聲明35前 言隨著科學技術的不斷發(fā)展和世界范圍內工業(yè)化程度的不斷提高，各行各業(yè)對產業(yè)資

11、材的需求及其品種、性能的要求也越來越高。紡織品在很早以前就稱為產業(yè)用途中不可缺少的材料之一，而非織造因其工藝流程短，生產成本低，產品用途廣泛，使其紡織品呈現出更加廣闊的發(fā)展前景。人們生活水平的提高，物流業(yè)以及汽車產業(yè)的興起，意味著更多行業(yè)更多的發(fā)展前景，非織造也不例外。低投入高回報的非織造產品被高度重視，其中，襯墊作為消耗品需求量逐步提高。本文跟進時代，開發(fā)研究性能更佳的非織造襯墊，以滌綸三維立體卷曲中空纖維作為原料，在領域內有所創(chuàng)新。文章共分為四個章節(jié)，綜述了中空纖維的優(yōu)良性能、加工方法以及其在產業(yè)中的應用現狀與發(fā)展趨勢。通過設計針刺非織造加工工藝路線及參數，以二種中空纖維即6.7d和16.

12、7d的為原料，通過改變原料混紡比、針刺密度等工藝參數，成功設計開發(fā)不同成分、不同工藝的滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊。第1章 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊研究現狀及發(fā)展1.1 滌綸三維立體卷曲中空纖維的簡介1.1.1 中空纖維的發(fā)展概況中空纖維是橫截面沿軸向具有空腔的一種重要的異形纖維，中空結構賦予了纖維良好的保暖性、蓬松性等特定性能與風格。絮片用中空纖維，中空度要求不高，約30%100%，主要追求輕而保暖，為了提高其回彈率，需要經熱處理而形成三維卷曲。中空纖維的品種極其豐富、發(fā)展迅速，其原料從最初的滌綸發(fā)展到錦綸、丙綸、粘膠、維綸、聚砜、碳纖維等；纖維孔數從單孔發(fā)展到四孔、七孔、九孔等；中空截

13、面也從圓形發(fā)展到三角形、四邊形、梅花形等；同時，經過特殊紡絲工藝或后整理得到的抗菌、遠紅外、阻燃、芳香、陽離子改性等功能中空纖維也不斷涌現。這些變化和發(fā)展拓寬了中空纖維的應用前景并刺激了市場需求，中空纖維從最初主要作為具有保暖和蓬松性能的絮填料發(fā)展到廣泛用作膜分離、填充、玩具制品、地毯、人造毛皮、高級仿毛面料、高級無紡制品等的材料，在紡織、服裝、醫(yī)療和廢水處理等行業(yè)發(fā)揮重要作用。尤其是最近幾年，具有非常大的面積，體積比率的多孔中空纖維在工業(yè)和醫(yī)藥領域的分離技術方面的應用越來越廣泛。近幾年來我國對中空纖維的市場需求量成級數增長。1990年前市場需求量不到lokt，而到1998年市場需求量在200

14、kt以上，至2002年底市場的消費量已在400kt以上。面對如此巨大的增長勢頭，國內各生產廠不斷擴大產能并開發(fā)新的品種，同時關于中空纖維的生產工藝、結構和性能等研究也開展得如火如荼。來幾年效卷曲我國中空纖維以短纖維的生產和應用為主，其大宗產品為無硅或含硅的立體卷曲中空短纖，此外還有部分異形或圓中空纖維以及各種抗菌、遠紅外等功能性中空纖維等。我國中空纖維生產廠家中，儀化公司品種最多，并且該公司可以根據用戶的需求，生產各種長度、多孔、上硅油或不上硅油、熒光增白、香型、抗菌、彩色、遠紅外等滌綸中空立體卷曲纖維。而國外如日本，其中空纖維制造技術早在上世紀7o年代就相當發(fā)達，并開發(fā)出各種特種中空纖維：如

15、用于地毯的三角三孔中空纖維、表面有微孔的中空纖維以及細旦(可達0.77dtex)中空纖維等。1.1.2 滌綸三維立體卷曲中空纖維的性能1.1.2.1 形態(tài)參數及力學性能步進一步型型滌綸三維立體卷曲中空纖維由于其具有永久的立體卷曲、優(yōu)良的膨松回彈性及重量輕、保暖性好的特點，自開發(fā)投放市場以來，備受歡迎。因此研究其的力學性能，在在線的條件下對中空纖維結構與性能的變化情況進行研究分析，掌握其特性和規(guī)律，以求進一步提高中空纖維的質量，搞好大生產的管理，同時為進一步提高產能作好基礎理論準備。1.1.2.2 松弛熱定型條件對纖維結構性能的影響表1-1 纖維在松弛熱定型機各區(qū)的結構性能參數取樣點se前se二

16、區(qū)四區(qū)六區(qū)八區(qū)十區(qū)se后結晶度xc/18.634.935.733.831.835.432.5晶區(qū)取向因子fc81.1787.2686.4686.6986.5985.7485.58聲速取向因子fa0.530.380.400.320.340.420.37非晶區(qū)取向因子fa0.500.130.210.140.140.240.19卷曲率/22.820.020.618.918.319.419.8卷曲數/個25mm-17.86.77.87.87.36.76.7膨松特性v1158168165167172167169膨松特性v253525048525153壓縮回彈率/22.035.036.731.029.22

17、9.732.0壓縮率/70.971.370.072.474.071.672.71.1.2.3 滌綸中空纖維試樣的力學性能、熱性能表1-2 滌綸中空纖維試樣的力學性能、熱性能取樣點原絲df2hbxdf3出口出口出口cp前cp后se前se后纖度/dtex18.296.176.346.246.056.305.986.41斷裂強力/cn27.1826.0927.9628.1226.4328.2526.3626.58斷裂強度/cndtex-11.494.234.414.514.374.484.414.15斷裂伸長率/305.6435.4025.5928.4427.9728.7623.8938.0110定

18、伸強/cn8.6818.0023.1622.5721.7422.3222.487.49斷裂功/cncm43.026.815.616.085.666.194.635.59干熱收縮率/75.028.616.317.617.717.215.63.001.1.3 目前我國對中空纖維技術的掌握水平目前代表中國中空纖維技術水平最高的是儀征化纖，據儀征化纖證實：做單空最細的是1.2d。做四孔最細的是7.5d，做七孔最細的是9d、也就是說，目前的0.8d化纖，僅僅是概念炒作，技術不過關。在2010年初期，儀化公司研究開發(fā)的“細旦滌綸中空纖維”項目通過了中國石化的技術鑒定。鑒定委員會主任、中國石化集團公司高級顧

19、問、中國工程院院士曹湘洪評價，儀化開發(fā)生產的系列細旦滌綸中空纖維，形成了具有自由運作權的生產技術，實現了產品工業(yè)化穩(wěn)定生產，申請了國家發(fā)明專利一項，并獲得申請?zhí)?，整體技術達到國內領先水平。從八十年代后期開始，異形纖維開發(fā)開始升溫，中空纖維因其質輕、蓬松，吸濕性、透氣性而成為保暖的最佳材料。儀化公司技術人員通過走訪市場，了解到滌綸細旦中空纖維織物的彈性好，手感豐滿，抗變形能力強，易洗快干，優(yōu)良免燙性的特點，應用前景十分廣闊，于2007年向中國石化申請項目并獲得批準。項目組通過專利查新,噴絲孔孔型的設計，利用小型長絲紡絲裝置試驗取得成功,并由此設計了工業(yè)化裝置的大型噴絲板。2008年3月至2009

20、年8月，項目組在生產裝置上，陸續(xù)進行了細旦中空纖維、細旦棉型中空纖維和有硅細旦中空短纖維批量和規(guī)模試驗，最終成功地開發(fā)出兩種規(guī)格可用于紡織以及家用充填不同用途的細旦滌綸中空纖維，所生產的纖維具有細旦和中空兩大特點，可以用于紡織加工成面料，也可以用做充填材料。開發(fā)的棉形細旦中空纖維經紡紗、織造，可生產高檔保暖衣、襪；開發(fā)的上硅細旦中空纖維更柔軟，保暖性更好，可用于高檔床上用品、防寒服、睡袋等充填，經與羅萊家紡進行合作，所設計冬被已通過產品評審。 目前，儀化公司開發(fā)生產的細旦滌綸中空纖維得到了國內用戶廣泛認可，并正批量出口國際市場，取得了較好的經濟效益和社會效益。中國石化鑒定組的專家建議儀化根據市

21、場需求加大開發(fā)力度，進一步擴大市場份額。1.2 針刺法非織造技術的簡介1.2.1 針刺法的基本原理針刺法的基本原理是：針刺機利用具有三角形或其他形狀的截面，且在棱邊上帶有刺釣的刺針對纖維網反復進行穿刺，如圖1-1所示。圖1-1 針刺法的基本工藝原理示意圖 1纖網 2刺針2 由交叉成網或氣流成岡機下機的纖網，在喂入針刺機時十分蓬松，只是由纖維與纖維之間的抱合力面產生一定的強力，但強力很差，當多枚刺針刺入纖悶時，刺針上的刺釣就會帶動纖網表面及次表面的纖維，由纖網的平面方向向纖網的垂直方向運動，使纖維產生上下移位，而產生長下移位的纖維對纖網就產生一定擠壓，使纖網中纖維靠攏而按壓縮。當刺針達到一定的深

22、度后，刺針開始回升，由于刺鉤順向的緣故，產生移位的纖維脫離刺釣面以幾乎垂直狀態(tài)留在纖網中，猶如許多的纖維束“銷釘”釘入了纖網，從面使纖網產生的壓縮不能恢復，如果在每平方厘米的纖網上經效十或上百次的反復穿刺，就把相當數量的纖維束刺入了纖網，纖網內纖維與纖維之間的摩接力加大，纖網強度升高，密度加大，纖網形成了具有一定強力、密度、彈性等性能的非織造布針刺法非織造布。1.2.2 針刺非織造布結構模型針刺非織造布是由水平結構(如圖1-2(a)所示)和垂直結構(如圖如圖1-2(b)所示)兩種形式組成。刺針的反復穿刺使纖網中的部分水平纖維形成了成千上萬的垂直纖維族，垂直纖維族像一個個“銷釘”貫穿于纖網上下，

23、與水平纖維紹結，有效地阻止了水平纖維在拉應力作用下所產生的相互滑脫，并且使纖網結構緊密。厚度大大下降。然而這些垂直“銷釘”與被約束的水平纖維之間并不是孤立的，垂直纖維來自于水平纖維，“銷釘”中的絕大部分纖維的一端或兩端仍留在水平纖維之中。對于纖網中的部分纖維則有可能被兩個或兩個以亡的刺針握持而轉移。一根纖維同時參與兩個或兩個以上的“銷釘”的組成，正是這種纖維在垂直的“銷釘”與“銷釘”之間產生了連接，起到了搭橋作用，面這些纖維受到兩個或兩個以上刺針的握躍纖維的緊張程度加強。通過他們應力的傳遞，產生了以垂直“銷釘”為“節(jié)點”的水平網狀結構。針刺非織造布就是通過均勻、穩(wěn)定、緊張的水平網狀結構串起成干

24、上萬垂直纖維族組成的三維骨架結構(如圖1-2(c)所示)約束其他水平纖維的有機整體，正是這種獨持結構使針刺非織造布具有廠一定的強度及其他物理性能。從力學納構出發(fā)，可以隊清針刺非織造布的本質，把握其持性，在實際生產中占提高針刺產品的檔次，使其產品質量能滿足不斷擴大的應用市場。(a ) (b) (c)圖1-2 針刺非織造布水平結構（a）、垂直結構（b）與三維骨架模型（c）1.2.3 針刺過程中纖維轉移的形態(tài)分布刺鉤穿刺纖網首先接觸的是表面層纖維，此時刺鉤的抓取、容納能力最強。隨著穿刺深度的增加，刺鉤空間逐步為纖網上層纖維所充滿，繼續(xù)下刺，刺鉤的握持能力便明顯下降。由于各刺鉤依置的不同，進入纖網有先

25、后，所面對纖網的結構因前面刺鉤對纖網的作用而不同，接觸各層次纖維的概率也不同，在一定針刺深度下，先進入纖網的刺鉤到達位置較深，所攜帶的纖維轉移程度就較大。有人利用有色纖維對針刺后各層次纖維被轉移的情況進行了跟蹤實驗，如圖l-3所示。實驗表明，表面層纖維不僅被轉移的數量最多，并且纖維貫穿纖網上下，而其他層次的纖維被轉移的數量及程度均逐步減小。第四層以下的被轉移纖維數量最少。從分布形態(tài)可以看出，被針刺后的纖網所形成的垂直纖維族主要是由上層纖維轉移而成，貫穿纖網的表面層轉移纖維則在垂直纖維族中對纖網的加固起決定作用。圖1-3 不同纖維層轉移情況1.2.4 針刺法產品（1）過濾材料針刺非織造布作為一種

26、新型的紡織過濾材料，以其獨特的三維立體網狀結構、孔隙分布均勻、過濾性能好、產量高、成本低以及品種多等特點，正逐步取代傳統(tǒng)的機織和針織過濾材料，因為非織造布過濾材料即可制成蓬松性的產品，又可加工成特殊需要的超厚型制品。機織過濾材料由于經緯向的交叉結構和紗線之間的較大孔隙，致使其過濾效率低，有時甚至達不到過濾標準。而非織造布過濾材料纖維間相互纏結，纖維之間空隙小，濾阻低，濾效高。（2）合成革基布針刺法生產的基布可滿足合成革產品所要求的致密的三維結構，纖網中纖維雜亂排列，上下穿插，相互纏繞，呈三維狀態(tài)分布，并具有透氣、透濕、結構均勻、強度高的特點。（3）土工布用非織造方法生產的土工布，主要是紡粘法長

27、絲針刺土工：布和千法短纖針刺土工布，與其他土工材料比較，它們具有重量輕、抗拉強度高、施工簡單等特點，顯示出傳統(tǒng)材料難以比擬的優(yōu)越性，其反濾排水、防護防滲、加筋等基本作用可在各種工程建筑中充分發(fā)揮作用。（4）造紙毛毯化纖針刺造紙毛毯與傳統(tǒng)的羊毛毯比較，除具有成本低，耐磨性好，壽命長，不易被蟲蛀的優(yōu)勢外，還具有結構上的優(yōu)勢：（1）針刺造紙毛毯的孔隙大，針刺后，許多纖維形成“纖維楔釘”，呈直立狀態(tài)，提高了毯在垂直方向的毛細作用與濾水作用。（2）針刺造紙毛毯的毯面是由無數根細纖維組成，毯面平滑，而傳統(tǒng)造紙毛毯是較粗的經緯紗，毛毯面粗糙，因而針刺造紙毛毯可改善紙頁的平整度。（5）襯墊襯墊是根據商品不同形

28、狀及薄弱部位，用于固定商品，確保商品在運輸過程中不致移動，同時具有緩沖作用的包裝構件。襯墊作為具有緩沖作用的包裝構件，其主要作用是減少或降低外界沖擊對內包裝物品的破壞。針刺中空纖維襯墊抗壓力保形性好，防結變形，質量輕盈，抗拉性強，不怕蟲蛀，防霉防潮。具有減振、隔音、隔熱、密封、增強、填隙等作用。另外，針刺產品還可用來作汽車內飾材料、針刺地毯、粘合襯基布、墊肩、保暖絮片、貼墻布、農用保溫材料、工業(yè)用呢(氈、墊)等。采用聚四氯乙烯纖維和聚酰氨纖維，經rontex針刺工藝加工可制造人造血管、人造食管等人造器官，也可用于血液和藥品過濾。1.3 滌綸三維立體卷曲中空纖維應用現狀及前景展望1.3.1 應用

29、現狀由于中空纖維一系列的優(yōu)良性能，比重輕、蓬松、保溫、透氣、覆蓋力強等特點，主要用作非織造布的生產原料，適用于棉被、合纖絮絨、仿羽絨等。中空纖維作為一種具有特殊幾何形狀的化學纖維，已經在許多紡織領域獲得應用，比如中空纖維用于保溫已歷多年，這是利用了中空纖維面積體積比率大，可容大量空氣的特性，因此也可用作充填纖維隔熱材料三維卷曲多中空纖維由于具有優(yōu)越的回彈性、蓬松性、保暖性以及防霉、防蛀等性能，被廣泛應用于被褥和衣服內里的填充物。此外，微孔中空纖維制成的膜具有選擇透過性，可以使氣體、液體混合物中某些組分從內腔向外或從外向內腔透過中空纖維壁，而同時對另外一些組分具有截留作用?，F已廣泛應用于氣體分離

30、、海水淡化、血液滲透、人工腎臟、廢水處理等工業(yè)領域。1.3.2 前景展望中空纖維經過四十多年的發(fā)展，已成為具有多種細度、多孔、較高中空度和各種異性截面的高技術纖維，各種特種中空纖維如碳中空纖維和遠紅外、抗菌等功能性中空纖維以及細旦中空纖維也在發(fā)展之中，并且其整體應用和需求日益增長。但是中空纖維存在以下缺點：（1）由于形成中腔的方式決定了中空纖維二端開口，一方面易于水、汽等戒指的導通，另一方面二端開口不利于保持在空腔中填充介質的性能且不利于要求拒水等性能的使用場合；（2）中空纖維最基本的特點是截面具有中腔，目前纖維中空度可達50，理論上而言中空度越高越好，但是過高的中空度將導致纖維易壓縮且不易加

31、工；（3）隨著使用過程中的反復壓縮等機械作用，中空纖維的中空度將不斷下降，持久性不高。利用封端技術將中空纖維二端封閉，并在中腔內充入氣體等介質，可以提高纖維的中空度并能提高在加入和使用過程中的中空度的可保持性；高中空度的拒水性良好的中空纖維可以作為水上個體救生裝備用浮力材料；若在纖維空腔內填入相變材料，可利用溫度變化引起的纖維膨脹或收縮來改善服裝冷暖感。這些研究將進一步擴大中空纖維的應用領域。1.4 本課題研究的意義與內容1.4.1 本課題的目的及意義滌綸三維立體卷曲中空纖維，作為一種擁有著特定性能與風格的后起之輩，因其良好的蓬松性以及保暖暖性透氣性，所制得的產品抗壓力保形性好，防結變形，質量

32、輕盈，抗拉性強，耐水洗，不怕蟲蛀，防霉防潮。特別適合于生產冬裝、被褥和襯墊用絮片等。滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊具有十分優(yōu)良的性能，本課題研究的理論意義在于通過實驗，得出制造滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊的最佳針刺加工工藝參數，為系統(tǒng)研究滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊提供更為科學的依據。1.4.2 本課題的研究內容和擬解決的問題(1)通過檢索和收集相關的國內外資料，總結其研究成果及遇到的問題，完成滌綸三維立體卷曲中空纖維原料的開松、除雜等初步加工；(2)通過針刺非織造加工工藝路線，以滌綸三維立體卷曲中空纖維纖維為原料，改變原料混紡比、針刺深度、針刺密度等工藝參數，設計開發(fā)不同混比、不同工藝的滌綸三

33、維立體卷曲中空纖維襯墊；(3)制備出不同物理機械性能性能的滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊，并對其進行測試性能，據此優(yōu)化其加工工藝；1.5 小結滌綸三維立體卷曲中空纖維被行內認識默認為 “21世紀最具有發(fā)展前景的新興材料”，是紡織行業(yè)內公認的朝陽產業(yè)。與此同時，物流、汽車產業(yè)高速發(fā)展具有龐大的國內國際市場需求，遠途貨物的運輸及汽車內飾日常家裝對襯墊的需求量日益凸顯，擁有日漸龐大的市場空間，研究雙組份襯墊產品及其開發(fā)既有益于消費者的健康及生活品質，又會為企業(yè)帶來可觀的利潤。本課題將重點研究雙組份（6.7d、16.7d）襯墊的加工工藝。第2章 原料準備2.1 上機前準備2.1.1 小和毛機開松購買回來

34、的中空纖維由于擠壓，已經糾結成塊。需要經過開松機松解纖維，通過撕扯使大塊的糾結纖維松解變成小塊或束狀，同時在松解過程中伴有除雜作用。開松機一般是由一對喂入輥或喂入羅拉及一個開松錫林組成，開松錫林上裝有用釘或梳針或針布或豪豬打手，為開松更徹底，有的還在錫林上裝有工作輥及剝取輥。圖2-1為和毛機示意圖。圖2-1 b261型和毛機示意圖1-喂給簾 2-喂入羅拉 3-壓輥 4-錫林5-工作輥 6-剝毛輥 7-打手 8-塵格經過開松后，中空纖維明顯由糾結的大塊松解為纖維束，但是由于原料的三維卷曲特性，一次開松效果不佳，考慮到更好的開松效果，我們進行了二次開松，并在二次開松過程中以所制產品的比例要求進行一

35、定的混合開松。將開松后的一定混比的纖維收集后，準備進行羅拉式梳毛機一道梳理混合。2.2.2 蓋板式梳毛機梳理蓋板式梳棉機使用一個環(huán)形的針帶（蓋板）代替羅拉輥而與錫林進行梳理加工，加工纖維偏短。蓋板式梳棉機示意圖如圖2-2所示。圖2-2 蓋板式梳棉機1-棉卷架 2-棉卷桿 3-棉卷 4-棉卷羅拉 5-給棉板 6-給棉羅拉7-刺輥 8-絨輥 9-除塵刀 10-小漏底 11-錫林 12-后罩板 13-蓋板14-上斬刀 15-前上罩板 16-抄針門 17-前下罩板 18-道夫 19-大漏底20-吸塵罩 21-剝棉羅拉 22-轉移羅拉 23-上軋輥 24-下軋輥我們使用的是東華大學研制的dhu a201

36、 蓋板式梳棉機。在梳理前要經過一組高速運轉的打手，由于開松之后中空纖維特殊的卷曲特性，實際結果不是很好。原料之前雖已混合均勻，但是經梳理之后纖維依舊呈卷曲狀，因此可知，梳理對三維卷曲的中空纖維作用有限。此外，經與各位指導老師探討得，其優(yōu)良的三維立體卷曲特性會在一定程度上導致在之后的鋪網過程中斷網，并擴大產品縱橫向強度差異。我們在開松梳理之后將原料取出，噴灑機油及抗靜電劑，已達到調濕，減少纖維間摩擦，防止靜電產生，減少纖維損失并使其具有一定的回潮率，從而確保后續(xù)工作的順利進行。第3章 滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊加工工藝的設計3.1 纖維混紡比設計 本課題采用6.7d和16.7d二種中空纖維按一

37、定比例混紡進行實驗，每次實驗使用纖維總重量為800g。所設計的6.7d中空纖維/16.6d中空纖維二種纖維的混紡比例為： 20%/80%，80%/20%，50%/50%三種；所對應的6.7d中空纖維/16.6d中空纖維二種纖維的重量為160g/640g，640g/160g/，400g/400g。表3-1為本課題研究所設計的實驗工藝參數表頭設計。因素a為針刺密度(刺/cm2)；因素b為纖維混紡比（%），6.7d中空纖維/16.6d中空纖維。表3-1 二因素三水平實驗表頭設計水平因素針刺密度/刺cm-2a纖維混紡比/%b115020/80/220080/20328050/503.2 加工工藝流程設

38、計根據非織造實驗室設備情況，本課題設計加工工藝流程為：纖維準備開松混合梳理鋪網預針刺倒針刺卷繞分類裁剪3.3 開松工藝參數設計開松工序設備單元機較多設備與設備之間通過風管連接而同步運行，防止纖維脫空或堵塞，所以相互之間的工藝匹配就顯得十分重要。本課題非織造上機實驗開松機進料頻率均設定為50hz，根據設備說明書得知，該設備電機組件1hz=0.0472m/min，即開松機進料速度設計為：v=500.0472m/min=2.36m/min開松過后的混合纖維通過風管傳送到混棉機中進行混合。非織造實驗室開松機設備型號為wl-gk-a-500，實物圖如圖3-1所示。圖3-1 開松機3.4 混合工藝參數設計

39、混棉工序中角釘簾速度是設計關鍵。角釘簾和輸送簾之間應有一定量的堆積，堆積的量由一組光電開關來控制，如不提出要求，一股均棉羅拉和剝棉羅拉是恒定的一個速度，要調節(jié)喂入量只能通過調節(jié)角釘丁簾速度和均棉羅拉隔距，均棉羅拉是將超出兩者之間的纖錐從角釘簾上剝離，剝棉羅拉是將角釘簾帶過來的纖維干凈利索的打下。本課題非織造上機實驗混棉機角釘簾頻率設定為25hz，1hz=0.085m/min，即角釘簾運動速度設計為：v=250.085m/min=2.125m/min混合后的纖維經水平喂給簾進入梳理工序。3.5 梳理工藝參數設計在干法非織造布生產過程中梳理工程是關鍵工序，梳理工序的工藝質量直接影響后部產品的質量。

40、梳理工程的主要任務是： (1)進一步開松纖維并去土雜。 (2)將纖維原科進一步混和均勻。 (3)將塊狀纖維梳理成束狀，再梳理成單根纖維狀。 (4)將纖維梳理成網。 (5)帶有雜亂機構的梳理機還能使纖網的纖維雜亂排列，減小產品縱橫向的強度差異。梳理機是干法非織造布的重要工序、重要機臺，是干法成網的心臟，它的工藝當然就顯得尤其重要。梳理機工藝設計內容包括：原料的選用、喂入量、喂給周期、隔距、速比、針布選用、工藝計算、產量計算及產品質量控制。設計必須根據產品要求而進行。（1）喂入量喂入多少可反映產量高低，蓬松度大的纖維喂入量可小些，喂入量的均勻程度也必須控制。如果喂入不勻率大會影響纖維網的質量，因此

41、必須嚴格控制、及時儉田喂入的均勻程度。（2）隔距梳理機上各輥之間都有一定隔距，但后車隔距一般都是固定的，只有主錫林主體梳理部分有所變化。隔距分布原則是由后車向前車，隔距逐漸變小。這是因為剛喂入的纖維塊狀、束狀的較多，同時纖維仍有糾結，所以隔距應大些，如果隔距太小易損傷纖維。經過幾個梳理環(huán)的梳理后纖維比較松散、顆直，單根率逐漸增大，隔距也就可以逐漸變小，這樣不會損傷纖維。隔因大小一般根據纖維長度而定，長纖維、蛆纖維的隔距應大，喂入量大隔距應大。隔距的大小用隔距片調校。隔距片上都標有厚度。校對隔距時靠經驗和手感，要求左、中、有一致，松緊適中。 松機08 達到產品性能要求（3）速比速比的大小意味速度

42、差異的大小。速比大，速差就大，梳理力就大，梳理就強烈。根據原料在加工過程中的狀態(tài)，工作輥速比的大小布置，一般是由后向前逐漸變大。這是因為第一工作輥處纖維還有糾結，速比太大易拉斷纖維，速比適當小一點，逐步緩和梳理，到第三工作輥處速比可大些，一方面纖維此時已比較松解，速比大不會拉斷纖維，另一方面速比大還可以提高梳理效果。速比的大小設計實質上是速度的大小選用。通過傳動計算，算出各輥速度即可確定速比。（4)工藝計算工藝計算主要指喂入量、喂給周期、產量及各輥的速比計算。本課題非織造上機實驗梳理機進料、梳理機錫林、梳理機道夫工藝參數設計如表3-2所示。表3-2 實驗梳理機工藝參數設計名稱頻率/hz速度/m

43、min-1進料201.225錫林30868.6道夫259.25非織造實驗室中梳理設備為羅拉式梳理機，型號為wl-gs-a-500，實物圖如下所示：圖3-2 梳理機3.6 鋪網工藝參數設計鋪網是指把多層單網經機械設備鋪疊在一起，形成比較均勻的厚網供下道工序使用。一般說來，鋪網是又疊又鋪，主要是為了進一步混和均勻、加寬、加厚及滿足下道工序的需要。因梳理機梳理成的纖網單重較輕，幅寬也較窄，不能滿足產品的要求一般要用鋪網機進行加工。鋪網的主要形式有3種：一是平行鋪網；二是交叉鋪網；三是組合鋪網。非織造實驗室中的鋪網設備采用雙網簾夾持鋪網，型號為wl-gp-b-800，設備實物如3-3所示：圖3-3 梳

44、理機以及傳送竹簾非織造實驗室提供的鋪網機設備為交叉式鋪網中的二簾式鋪網機。二簾式鋪疊成網是目前應用較多的一種鋪網方式。其工作原理如圖3-4所示。圖3-4 雙網簾式加持鋪網機1-纖網 2-上鋪網簾 3、7、8-傳動輥 4-下鋪網簾 5、6-鋪網輥 9-丁簾纖網1沿上鋪網簾2(皮板)向前運動，經傳動輥3到傳動輥7，上下鋪網簾2、4的皮板夾持住纖網，纖網被夾持繼續(xù)向前，運動到鋪網輥5、6輸出到丁簾9上。其鋪網是靠鋪網輥5和6、傳動輥3的左右平動實現的。傳動輥3向左平動時，鋪網輥5、6向右平動；傳動輥3向右平動時，鋪網輥5、6向左平動。從而實現了交叉折疊鋪網。鋪網均勻度很重要，關鍵在左右擺動的鋪網輥的

45、運動機構設計，尤其是換向機構。普通鋪網機由于平動的存在，擺動到兩端速度變慢，而擺到中間速度快，纖網變薄，即易形成兩邊厚、中間薄的鋪網效果，使纖網的均勻度變差，影響最終產品質量。這種新型二簾式鋪網機解決了這個問題。鋪網機不管其運動機構用什么形式及怎樣復雜，都必須保證梳理機道夫的纖網下饑速度vd等于上鋪網簾的速度v2，并且必須等于下鋪網簾4的速度v4，否則會引起牽伸斷網或纖網堆集。鋪網后的形狀如圖3-5所示。圖3-5 鋪網形狀l-成網寬 w-單網寬 v4-鋪網速度 v5-丁簾速度其鋪網層數n應等于輸出纖網的總面積，除成網后的總面積，即：n=v4w/(v5l) (3-1)式中：n鋪網層數； v4鋪網

46、速度(m/min)； v5丁簾速度(m/min)； w單網寬度(m)； l成網的寬度(m)本課題非織造上機實驗鋪網機上鋪網簾、鋪網機下鋪網簾、鋪網機丁簾工藝參數設計如表3-3所示。表3-3 實驗鋪網機工藝參數設計名稱頻率/hz速度/mmin-1上鋪網簾248.1下鋪網簾248.1丁簾4.81.63.7 針刺工藝參數設計3.7.1 預針機刺工藝參數設計預針刺機主要是對高度蓬松且纖網間抱臺力小的纖網進行針刺，因此，一般預針刺機對送網機構要求較高，為保證蓬松纖網順利喂入針刺區(qū)而不產生擁塞，不同預針刺機采用的送網方式各具待色?？傮w分為壓網輥式和壓網簾式兩種方式。非織造實驗室中的送網機構為壓網簾式進料機

47、。圖3-6 壓網簾式送網裝置1-壓網簾 2-喂入輥 3-小羅拉 4-導網片壓網簾式進料機將壓網輥改成壓網簾，壓網簾與送網簾相配合，形成進口大、出口小的喇叭狀使纖網受到逐步壓縮而順利進入針刺區(qū)，如圖3-6所表示，為確保纖網的順利輸送，除設置一對喂入輥外，還在壓網簾與喂入輥之間加裝對小羅拉。本課題非織造上機實驗進料機頻率均設定為20hz，1hz=0.085m/min，即進料機速度設計為：v=200.085m/min=1.7m/min本課題非織造上機實驗預針刺機預出料頻率均設定為10hz，1hz=0.085m/min，即預針刺機預出料速度設計為：v=100.085m/min=0.85m/min3.7

48、.1.1 預針機刺機針刺密度針刺密度是指纖網在單位面積里所受到的總針刺數(包括重復穿刺在內)。它與針板單位長度上的植針數和纖網在每一個針刺循環(huán)中前進的距離有關。針刺密度隨產品的不同而不同。一般來講針刺密度越大，纖維網的強力也越大，產品也越堅實硬挺。當針刺密度達到一定的值時。纖網就相當緊密，繼續(xù)針刺下去，刺鉤帶動纖維位移就十分困難，針的受力加大。這既容易造成針的折斷，又會增加纖網中纖維的損傷，使纖網強力下降，因此，由不同纖維組成的纖維網，由于纖維自身強力之差異，它們的針刺密度極限也不一樣，強力高的纖維，針刺密度可大些，反之則低些，否則由于纖維過度損傷，會大大降低纖網的強力。隨著針刺密度的增大,織

49、物的克重有所下降,厚度降低,密度增加；初始模量、拉伸斷裂強度先達到峰值后逐漸下降,斷裂伸長、透氣性能下降耐磨性、壓縮回彈性上升。本課題研究中，滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊針刺密度=預針刺機針刺密度+倒針刺機針刺密度，即本課題實驗的滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊針刺密度由預針刺機針刺密度與倒針刺機針刺密度加和構成，我們所設計的三種針刺密度為：150刺/cm2，200刺/cm2及280刺/cm2三種。表3-4 實驗針刺密度實驗號123456789產品針刺密度/刺cm-2150150150200200200280280280本實驗中預針刺機針刺頻率始終設定為20 hz。又根據非織造預針刺機設備說明書得

50、知，預針刺機針刺頻率為1hz=20刺/min；預針刺機植針密度為1750枚/m；預針刺機預出料頻率均設定為15hz，1hz=0.085m/min，即預針刺機預出料速度設計為：v=150.085m/min=1.275m/min。由針刺密度計算公式： (3-2)式中：d-針刺密度(刺/cm2)n-植針密度（枚/m）f-針刺頻率（刺/min）v-纖網輸出速度(m/min)我們可以計算出：當針刺頻率為20hz：d預針刺=82.4針刺/ cm23.7.1.2 預針刺針刺道數增加針刺道數的主要目的是使織物達到較高的針刺密度,但是針刺道數的增加也會對織物的其它性能造成影響。隨著針刺道數的增加,織物的克重及密

51、度先增大后趨于穩(wěn)定,織物幅寬減小,厚度增大,孔隙率減小織物強度、初始模量增加,回彈性能提高,斷裂伸長下降,透氣性下降。本課題實驗的滌綸三維立體卷曲中空纖維襯墊預針刺機針刺道數為1次。3.7.1.3 預針刺刺針刺針由優(yōu)質鋼絲經成型模具直接沖壓而成。目前世界上各種類型、規(guī)格的刺針有1500種左右，常用刺針的結構如圖3-7所示。圖3-7 刺針形狀及幾何尺寸l-刺針總長度 r-針柄長度 s-針腰長度 t-針葉長度l-第一個鉤刺至針尖的距離 m-同棱相鄰鉤刺間距 n-二棱相鄰鉤刺間距各家公司制造的刺針都有完整的技術規(guī)格及尺寸說明，包括刺針總長度，代表針柄、針腰、針葉直徑的號數，刺鉤排列形式，針尖類型、精加工類型，每條棱上的鉤刺數等。刺針的針葉、針腰、針柄的粗細分別以針葉號、針腰號、針柄號表示。號數越大，表示越細。生產中常提到的是針葉號，簡稱針號。刺針規(guī)格一般按下列順序和方式表示：針柄號針腰號針葉號刺針總長度刺針類型廠家自編品號 非織造實驗室中提供的預針刺機刺針標號為：1518363.5 r222 y4012。3.7.2 倒針刺工藝參數設計經過預針刺機加工形成的非織造材料已經初步形成非織造布的形態(tài)，但其強力還遠達不到產品設計要求，因此要經過一道倒針刺機針刺工藝，這樣不僅使產品達到設計的針刺密度，也使得非織造布的兩面更加均勻。3.7.2.1 倒針刺針刺深度本課題實驗的倒針刺采用上刺式針