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第二节 梳理工艺及设备

第二节梳理工艺纤维网是非织造布最重量的半成品,纤网的均匀度、纤网的定量及纤网中纤维排列的方向性直接影响非织造布产品的质量。

不同用途的非织造布对纤网的质量有不同的要求。

干法非织造布梳理机仅完成传统梳棉机和梳毛机的作用是不够的,为了适应非织造产品质量要求,它还必须完成传统梳理机没有的一些作用。

现将非织造梳理机的主要任务简述如下:1、分梳对开松后的纤维束进行彻底松解,使之成为单纤维状态。

2、除杂进一步清除混料中的各种杂质和疵点。

3﹑混和使混料中的各种纤维进一步细致而均匀地混和。

4、杂乱成网制成定量均匀有一定要求的薄网。

由于产品的纵横向强力不能差异太大,应使用带杂乱机构的梳理机。

5.并合均匀双道夫及三道夫梳理机可将多层纤网叠合,并起均匀作用,在某些情况下又能改善产品的外观。

一、纤网的类型及特性(一)纤网类型纤网中纤维的排列方向,一般以纤维定向性(度)来表示。

纤维多数按机器输出方向排列的称为纵向排列,与机器输出方向垂直排列的称之为横向排列,纤维排列如果各个方向均有则称为杂乱排列。

我们把纤网中呈纵向或横向排列的纤维量多少的程度称之为定向度。

纵向定向度好的纤网,其纵向强力远大于横向强力;横向定向度好的纤网,其横向强力又远大于纵向强力。

定向度太高的纤网最后会造成非织造布纵横强力差异大,对于某些用途的产品可能极大地影响其寿命。

直接从梳理机道夫剥下来的纤维网,纤维呈纵向平行排列的程度高,称为平行网,纵横向强力差异大。

在道夫后面加装凝聚辊,使某些纤维改变了平行向前的方向而往横向有一些移动,这种纤网称为凝聚网。

在梳理机的锡林和道夫之间插入高速旋转的杂乱辊,能显著改善纤网的纵横向强力差异大的缺点,这种纤网称为杂乱网。

采用空气流输送纤维,可以形成纤维杂乱排列的均匀纤网,该种生产可用于加工重量较大、厚度较厚的产品,生产薄型纤网的均匀度不好。

过去还通过将道夫输出的纤网经过折叠,再经纤维网牵伸机而制得杂乱纤网,但这种生产方式要配置横叠机,现在已较少采用。

不同的成网方法与非织造布的纵横向强力比值见表3-2表3-2 不同的成网方法与非织造布的纵横向强力比值纤网的质量与纤网中纤维排列的方向性有很大的关系。

例如平行网,因为光线的折射或散射的影响,显示出均匀的外观,即使纤网存在一定的不匀率,肉眼也根本看不出来,当然在不匀率太高时也能看出其不匀。

但是对杂乱网,当定量在15~40克/米2时,如不匀率>5~6%,;定量在60~120克/米2时,如不匀率>10%,凭肉眼就能分辨其均匀度优劣。

(二)纤网定向性的改变由纤维运动时的加速或减速可改变纤网的类型。

当纤网中的纤维处于加速运动时,即头部的速度快尾部速度慢,快速的头部要将尾部从纤网中拉伸出来,即发生牵伸运动,这有利于纤维的伸直,纺纱上面的并粗细工序就是发生的这种运动。

反之,当纤网中的纤维处于减速运动时,即头慢尾快,这是牵伸运动的反义,快速的尾部要推动头部发生偏移运动,使纤网的定向度降低,却使非织造布的纵横向强力比值减小。

在锡林和道夫之间插入杂乱辊,先将纤维进行升速,再经道夫降速,纤维往横向偏移、杂乱的效果更好。

1. 由平行网→凝聚网由道夫出来的纤维→经过比道夫速度慢2~3倍的凝聚辊→纤维头慢尾快,迫使纤维向横向偏移→凝聚网2. 由平行网→杂乱网锡林→高速旋转的杂乱辊(升速)→道夫(降速)→杂乱网在锡林和道夫之间插入杂乱辊这种方法,在进口设备上称为带高速的杂乱装置。

杂乱辊高转速产生的离心力使杂乱罗拉表面的纤维从张紧拉直状态变为悬浮在齿尖上的松弛状态,此外,高转速产生的空气涡流促使纤维随机分布。

3.由平行网→气流杂乱网道夫→气流输送管道→文丘利管(先加速后减速)→尘笼凝聚成网二、梳理机喂入机构(一)均匀喂入原理喂入梳理机的纤维,有棉卷状、条子状和筵棉状三种形态。

旧式盖板梳理机以棉卷状喂入,均匀喂入与否由棉卷的均匀度决定,但现在棉纺生产不提倡做棉卷,喂入梳棉机的原料都是筵棉状的纤维,这就需要加装专门的喂棉箱。

非织造生产多数是以筵棉状喂入梳理机,为了保证筵棉能均衡、准时、定量地喂入梳理机,从而使道夫输出的薄网重量均衡,有称重式和定容式两种均匀喂入方式,这两种方式在原理和机构上差别较大,后者使用得较多,只有在原料回潮较大,容易结块才采用定重式喂入。

1、称重式喂入毛纺梳理机一直沿用这种喂入方式,它有一套自控机构,能定时定量地称取相同重量的原料喂入梳理机,见图3-35、3-36 所示。

羊毛原料由于回潮较大,不适用棉箱式的定容喂入方式。

由人工或气流将原料送入储毛仓,最好由光电管监控喂入量在毛仓总体积的三分之二处,原料太多或太少都会引起喂入不匀。

仓内底帘的转动将原料送到升毛帘,升毛帘向上转动带动纤维上升,均毛耙将升毛帘上过多的纤维剥下。

升毛帘转到右侧,再由剥毛耙将升毛帘上纤维全部剥下,落入称毛斗内。

在一个喂毛周期称毛斗内原料重量达到设定值,升毛帘停转,毛斗自动打开,落入水平喂毛帘,再由喂入罗拉喂入梳理机。

喂料完成后毛斗自动关闭,升毛帘又开始转动,开始下一喂毛周期的工作。

自动喂毛机要测试喂入量不匀的试验很简单。

连续喂毛20次,把每次毛斗落下的原料都收集起来进行称重,然后利用下面的公式计算不匀率或变异系数CV%。

喂入不匀率:%100)(211⨯⨯-⨯⨯=nx x x n H (1)式(3)中:x —20次喂毛称重的平均重量(g)1x —比平均重量小的喂毛次数的平均重量(g)n —次数,这里是20次n 1—比平均重量小的喂毛次数 喂入不匀率H在质量要求较高的工厂,控制在1%以下;质量要求一般的企业也应想法控制在3%以下。

变异系数CV%计算:%1001)(%1⨯--=∑=xn x xCV ni i (2)式(4)中:x —20次喂毛称重的平均重量(g)i x —第i 次称量的重量(g)n —次数,这里是20次喂入均匀关系到产品质量,因此致力于减小喂入不匀是纺织业同行的重量课题。

用双速电机控制升毛帘运动(喂毛刚开始时快速、毛斗快满时慢速)、光电开关、电磁离合器等,都能使自动喂毛机的喂给不匀率降到3%以下。

现在的梳毛机上普遍采用自调匀整装置,用微处理器控制喂入罗拉的回转,使喂入重量的变动满足上下波动范围。

这种喂入方式对天然纤维比较适用,因为天然纤维吸湿性高,长度和细度方面差异大,容易存在分散不匀和纤维团块集聚情况。

在这种方式下虽然定时喂入了相等的重量,但是却不能改变纤维团重量分配的均匀性不良问题,由于非织造布的工艺流程短,在这种喂入方式下调节产品质量不匀就很不方便,因此选用化纤为主要原料的梳理机不要选用这种喂入方式。

2.定容式喂入这是棉纺生产较常采用的均匀喂入方式,如清梳联梳棉机的喂棉箱。

这种喂入方式的原理见图3-37所示。

(1)棉箱容量的恒定是均匀喂入的前提: 一对输出罗拉以恒速运转,是否能均匀地输出纤维流,取决于棉箱内的原料对箱底的压力。

棉箱的压力大小由箱内的纤维重量决定。

为了保证压力稳定,用光电管监控棉箱的高度。

低于光电管的监控线,喂入原料;高于光电管的监控线,停止喂料。

这样可以使棉箱内的纤维容量始终保持为一恒定值,为棉箱压力稳定和均匀输出棉流创造条件。

G=V ×ρ (3)式(5)中G —重量(千克)V —体积(米3)ρ—密度(千克/米3)(2)原料开松程度好是均匀喂入的保证:用光电管监控棉箱的高度是为了保证棉箱的体积恒定。

虽然棉箱的容量恒定,但要达到压力的恒定,这就取决于纤维块的的密度是否均匀一致。

将原料进行细致开松,使纤维块尽量松解成小束状,就能保证棉箱内纤维原料的密度均匀一致;相反原料的开松程度不好,要想均匀地输出纤维流是不可能的,就算是在单位时间内喂入了相等的重量,要想改变原料的均匀性不良、使纤维均匀地分布于纤网也是非常困难的。

单棉箱喂入在棉箱的容量发生临时波动时就会造成喂入不匀,因此喂棉箱一般使用上下两个,上箱的波动还可以通过下棉箱进行修正,当然下棉箱的均匀作用更重要。

双喂棉箱,它由上棉箱、变径箱和下棉箱组成,如图3-42所示,变径箱位于上棉箱和下棉箱之间,喂棉罗拉位于打手的左上方,喂棉罗拉按顺时针方向旋转,而打手按逆时针方向旋转,喂棉罗拉和打手的转向都是顺沿纤维流向,这样既能使纤维充分开松,又不会拉断纤维。

现在的喂棉箱在配棉管道中设有压力传感器,根据压力大小来控制喂入量,保证了上棉箱的压力稳定。

同理压力传感器能根据下棉箱的压力来控制上棉箱给棉罗拉变频电机连续喂棉,使下棉箱压力更稳定。

筵棉密度的差异主要与纤维的开松效果有关,一般化学纤维在长度和细度方面都比天然纤维均匀得多,而且化纤吸湿低,不容易形成较重的团块,所以采用定容式喂入机构对控制化学纤维纤网的生产过程是比较合适的。

定容式喂入要进行喂入不匀测试就不太方便,只能通过半成品的质量测试间接反映喂入不匀,所以在这种喂入方式下都安装有自调匀整控制装置。

生产上可以用微处理器控制梳理机输出的纤网定量、称斗容积和原料喂入速度,即用W 代表纤网容量,D 代表称斗容积,V 代表原料喂入速度,使函数W=f (D 、 V )保持变异值最小。

德国斯宾宝(Spinnbau)公司专门开发了称重、称容组合式喂入系统,综合了上述两种喂入方式的优点。

(二)喂棉机1.FA177A双箱喂棉机该设备采用上下棉箱结构,如图3-42所示,主要通道采用进口镜面钢板,密封性好。

在配棉总管中,设有压力传感器,根据压力大小来控制清棉设备喂给梳棉系统喂入量,来保证清梳联喂棉箱上棉箱的压力稳定,保证了上棉箱内棉花密度的均匀。

下棉箱采用风机通过静压扩散箱循环吹气,使整个机幅内下棉箱压力均匀。

采用美国进口压力传感器,根据下棉箱的压力来控制上棉箱给棉罗拉变频电机连续喂棉,保证了下棉箱压力更稳定,下棉箱在300Pa压力工作时压力波动小于20Pa,为梳棉机提供了均匀稳定棉层,为保证纤网重量均衡,提供了良好的基础。

气压棉箱本身具有横向均匀自调作用,如图3-38所示。

下棉箱底部有气流出口网,当棉层横向高度某处有下降时,气流会因出口网面积增大而自动吹向棉量较少的位置。

提高了下棉箱内棉块分布的横向均匀度,这种闭路循环气流起着棉层横向自调匀整作用。

该机是我国清钢联梳棉机的主要配置。

气压棉箱的横向均匀作用如图3-39所示。

2.其它几种喂棉机分别见图3-40、3-41、3-42(1)定容式(2)定重式(3)称重和定容组合式(三)喂给组合盖板-锡林式梳理机采用给棉板-给棉罗拉式喂入,适用于细度为1.33~2.78dtex 、长度为65mm 以下的纤维,有利于对短纤维的握持;罗拉-锡林式梳理机采用双锯齿罗拉喂入,适用于细度为3.3dtex 以上、长度为65mm 以上的纤维。

纤维长度较长,只能采用双锯齿罗拉喂入,否则纤维容易被拉断。

但纤维长度较短,使用给棉板和给棉罗拉组合式有利握持纤维。

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