非织造学课后习题答案

《非织造学》复习题/课后习题答案

第一章绪论

1、非织造工艺过程由哪些步骤组成？答：非织造工艺过程一般可分为以下四个过程：纤维准备、成网、加固、后整理。

2、试阐述非织造工艺的技术特点，并阐明非织造材料的特点。

答：技术特点：1）多学科交叉。突破传统纺织原理，综合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识。2）过程简单，劳动生产率高。3）产速度高，产量高。4）应用纤维范围广。5）艺变化多，产品用途广。6）金规模大，技术要求高。

非织造材料的特点:1）传统纺织品、塑料、皮革和纸四大柔性材料之间的材料。2）织造材料的外观、结构多样性

3）非织造材料性能的多样性：感刚柔性；机械性能；材料密度；纤维粗细；过滤性能；吸收性能；透通性等。

3、试按我国国标给非织造材料给予定义。

答：国标定义：定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫(不包括纸、机织物、簇绒织物，带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品)。所用纤维可以是天然纤维或化学纤维；可以是短纤维、长丝或当场形成的纤维状物。

4、试根据成网或加固方法，将非织造材料进行分类。

答：(1)按成网方法分：1）干法成网（包括机械成网和气流成网）、湿法成网聚合物挤压成网

（2）按纤网加固方法分:机械加固，化学粘合，热粘合

第二章非织造用纤维原料

1、试述纤维在非织造材料中的作用。

答：1）纤维作为非织造材料的主体成分。2）纤维作为非织造材料的缠结成分。3）纤维作为非织造材料的粘合成分。4）纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的热熔粘合成分

2、试述纤维性能对非织造材料性能的影响。

纤维特性对非织造材料性能的影响规律

1）细度和长度：细度↓长度↑→非织造材料强度↑

2)卷曲度: 纤维卷曲度影响抱合力、弹性、压缩回弹性。

3)纤维截面形状:过滤材料采用多叶截面，孔径↓，表面积↑，非织造材料强度↑。

4)表面光滑程度: 影响强度，影响加工工艺性能，如静电、针刺力等。

5)吸湿性：影响加工工艺性能，如静电、粘合剂扩散等。

6）纤维的断裂强度和伸长：影响织物的手感，强度，抗皱性等。

7）考虑纤维的热学性能来进行非织造布的加工。

3、非织造材料选用纤维原料的原则是什么？

(一)非织造材料的性能要求:如强度、工作温度、老化性能、耐化学品性能、颜色等。

(二)工艺与设备的适应性:包括气流成网、梳理机、热粘合工艺等。

（三)产品的成本:采用价值工程原理，以最小的成本实现产品的功能

第三章干法成网工艺

1、梳理机的主要种类有那两种？各自特点及其主要差异是什么？

答：罗拉式梳理机和盖板式梳理机。

各自特点：（1）罗拉式梳理机主要包括喂入系统、预梳系统、梳理系统、输出系统和传动系统等。适合于梳理较长的纤维。

（2）盖板式梳理机主要包括喂入系统、预梳系统、梳理系统、输出系统和传动系统等。适合于梳理棉纤维、棉型化纤及中长型纤维。

工作差异：（1）盖板式梳理点多，罗拉式梳理点少（2）盖板式梳理区域是连续的，损伤纤维多，特别是长纤维（3）盖板式梳理不仅除杂，还除去短纤维，罗拉式梳理基本上不会去除短纤维(4)盖板式梳理在盖板和锡林之间反复细微分梳纤维并混和，而罗拉式梳理的工作罗拉仅对纤维分梳、凝聚及剥取返回

2、杂乱梳理有哪几种形式，其原理是什么？

答：一、杂乱梳理有：单锡林双道夫梳理，双锡林双道夫梳理，带凝聚罗拉的杂乱梳理，带杂乱罗拉的杂乱梳理，组合式杂乱梳理。

二、原理：（1）单锡林双道夫梳理是通过提高锡林转速，在锡林表面单位面积纤维负荷量不增加的情况下，增加单位时间的纤维量，即在保证纤维梳理质量的前提下提高产量。（2）双锡林双道夫配置，在原单锡林双道夫基础上再增加一个锡林，使梳理工作区面积扩大了一倍，即在锡林表面单位面积纤维负荷不变，增加面积来提高产量，与单锡林双道夫比较同样取得增产的效果，而梳理质量更容易控制。（3）要缩小纤网各方向的结构差异，可通过在道夫后面家一对凝聚罗拉，由于V道夫＞V1凝聚＞V2凝聚，

纤维在上述两个转移过程中存在负牵伸，纤维转移过程中受到推挤作用，由于纤维属柔性材料，在推挤作用下，纤维排列改变方向，形成一种纤维呈杂乱排列纤网;（4）在锡林和道夫减设置高速旋转的杂乱罗拉，杂乱机理是靠杂乱罗拉高速旋转产生的气流和针齿是锡林上纤维浮起，由于杂乱罗拉与锡林附面层气流在三角区引起的湍流，是纤维卷曲，变向混合。（5）组合式杂乱罗拉即将凝聚罗拉和杂乱罗拉辊两种配置组合，在锡林和道夫间插入高速旋转的杂乱罗拉，并在道夫后再安装一对凝聚罗拉，将两种杂乱效应组合取来，进一步提高输出纤网中纤维排列的杂乱程度。

3、画出单锡林双道夫和双锡林双道夫梳理机的示意图，分析各自加工非织造布的特点。

4、铺网作用有哪些？铺网的形式有哪些？各自特点如何？

答：铺网的作用：增加纤网单位面积质量，增加纤网宽度，调节纤网纵横向强力比，改善纤网均匀性(cv值)，获得不同规格、不同色彩的纤维分层排列的纤网结构

铺网形式：平行铺网（串联式铺网和并联式铺网）、交叉折叠铺网（立式摆动、四帘式、双帘夹）、组合式铺网(交叉折叠铺网与叠加平行梳理网组合)和垂直铺网

特点：平行铺网的特点平行铺叠成网可获得一定的纤网单位面积质量，并可获得不同规格、不同色彩的纤维分层排列的纤网结构。交叉折叠铺网特点1.铺叠后纤网宽度不受梳理机工作宽度限制；2.可获得很大单位面积质量的纤网；3.可以调节纤网中纤维的排列方向，甚至使最终非织造材料的横向强力大于纵向强力；4.可获得良好的纤网均匀性，cv2-4%。组合式铺网特点

可改善纤网外观，同时可得到多层颜色的纤网，但使用机台多，占地面积大。垂直铺网特点垂直式折叠铺网后，纤网内大部分纤维趋于垂直排列，加固后具有良好的压缩回弹性。

5、气流成网原理是什么？气流成网有哪几种型式？

原理：纤维经过开松、除杂、混和后喂入主梳理机构，得到进一步的梳理后呈单纤维状态，在锡林高速回转产生的离心力和气流的共同作用下，纤维从针布锯齿上脱落，由气流输送并凝聚在成网帘（或尘笼）上，形成纤维三维杂乱排列的纤网。

型式：自由飘落式、压入式、抽吸式、封闭循环式、压吸结合式

6、气流成网形成的杂乱纤网是如何形成的？请分析其原理。

答：气流成网中为提高纤维在最终纤网中排列的杂乱度，输送管道在结构上往往采用文丘利管。这种管道实际上是一种变截面管道，即管道中任意二个截面的截面积不相等，且管道从入口到出口逐步扩大。由于纤维有一定长度，在文丘利管中，其头、尾端处于两不同截面，因此纤维头、尾端速度是不同的，头端速度低于尾端速度，于是纤维产生变向，形成杂乱排列。气流成网纤网中纤维呈三维杂乱排列。最终产品基本各向同性。

第四章针刺法加固纤网工艺

1、名词解释：植针密度、针刺深度、针刺动程、针刺密度、针刺力。

植针密度：指1m长针刺板上的植针数，也叫布针密度。

针刺深度：针刺时刺针穿过纤网后伸出纤网的最大长度。

针刺动程：指偏心轮偏心距的两倍距离。

针刺密度：指纤网单位面积内所受到的针刺数，为针刺工艺的重要参数

针刺力：针刺过程中，刺针的钩刺带着一小束纤维刺入纤网，该作用使刺针受到的阻力称为针刺力

2、简述针刺加固原理和针刺机的基本结构。

答：1)加固原理：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。

2)基本结构：由送网机构、针刺机构、牵拉机构、花纹机构（仅花纹针刺机有）、传动和控制机构、附属机构和机架等组成。

3、预针刺机采用何方法使蓬松纤网顺利喂入针刺区？

答：针刺机的机型不同，送网机构也不同，一般预针刺机对其送网机构要求较高，预针刺机采用喂入方式：压网罗拉式、压网帘式、双滚筒式

4、花纹针刺机是如何实现花纹针刺的？

答：(1)所刺的纤网必须经过预针刺，一般预针刺密度在70~150刺/cm2,（2）在针刺板上按花纹图案要求布针，并合理选用针刺机；（3）使刺针有规律地“刺入”或“不刺入”（4）纤网的进给速度有规律地变化，在“刺入”

时，纤网以0.1~0.2mm/刺的速度缓慢地进给，在“不刺入”时，纤网以正常速度快速进给，（5）为使纤维成圈，通常采用叉形针，同时，托网板和剥网板须相应地改用由薄钢片组成的纵向肋条式槽形板，（6）通过槽形板台架的上下移动使叉形针有规律地“刺入”或“不刺入”，再加上针板上的刺针按一定图案排列，可在预针纤网表面形成各种花纹图案。

5、选用刺针的原则是什么？

答：1）根据针刺工艺选刺针类型。

2）根据纤维细度选择刺针号数，纤维较细时，选大号刺针，纤维较粗时，选小号刺针

3）对一条针刺生产线，刺针选用按“细→粗→细”原则，即预针刺选略细刺针，主针刺先粗后细选用刺针。

4）仅1台针刺机时，针板前几列可植入较细的刺针。

6、试讨论针刺深度和针刺密度对针刺非织造材料性能的影响。

答：1）针刺深度的影响：在一定范围内，随着针刺深度的增加，三角刺针每个棱边上钩刺带动的纤维移动的距离增加，纤维之间缠结更充分，产品的强度有所提高，但刺的过深，部分移动困难的纤维在钩刺作用下发生断裂，非织造产品强度降低，结构变松。

2）针刺密度的影响：针刺密度增大，纤维缠结程度增大，针刺非织造材料强度增强。针刺密度增大，纤维断裂增大，针刺非织造材料强度增强，但当针刺密度增大到一定程度时，纤维断裂下降，针刺非织造材料强度减弱。

第六章水刺法加固纤网工艺

1、试阐述水刺缠结的基本原理。

原理：水刺法加固纤网原理与针刺工艺相似，但不用刺针，而是采用高压产生的多股微细水射流喷射纤网。水射流穿过纤网后，受托持网帘的反弹，再次穿插纤网，由此，纤网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得到加固。

2、试讨论预湿工艺对缠结性能的影响。

湿的目的是压实蓬松的纤网，排除纤网中的空气，使纤网进入水刺区后能有效地吸收水射流的能量，以加强纤维缠结效果。预湿使加工纤网的表面张力变大，即保持润湿角较小。

3、试比较平网水刺和转鼓水刺工艺各自的特点。

答：1）平网水刺加固工艺中，水刺头通常位于一个平面上，纤网由托网帘输送作水平运动，并接受水刺头垂直向下喷出的水射流的喷射。设置过桥输送机构可使纤网反面接受水刺。平网水刺加固机械结构简练，维护保养方便，但占地面积大。

2）转鼓水刺加固工艺中，水刺头沿着转鼓圆周排列，纤网吸附在转鼓上，接受水刺头喷出的水射流的喷射。转鼓为金属圆筒打孔结构，内设脱水装置，与平网水刺加固的托网帘相比，对水射流有很好的反弹作用。转鼓水刺适合加工单一外观效果特别是平纹的水刺非织造材料，不适合加工不同外观效果的水刺非织造材料。

4、名词解释：喷水板、水刺工艺距离、絮凝剂、水刺能量。

喷水板：是一条长方形金属薄片，厚度0.8~1.5mm,宽度20~30mm，是水刺

头形成高速水射流的核心零件。

水刺工艺距离：喷水板喷水孔出口至托网帘的距离。

絮凝剂：能够使水中的胶体微粒相互粘结的物质。

水刺能量：即喷射能量，是水刺中衡量纤网受水针冲击的力度的可用水。

5、水过滤的主要机理是什么？试述水刺工艺中水处理絮凝气浮技术的过程和特点。

答：1）水过滤的主要机理：经各段水刺后的水被抽吸至真空脱水箱中，然后分送至相连接的水气分离器，气体由真空泵抽入大气层，回用水由循环泵送至气浮器和砂过滤器进行连续自动过滤，杂质自动排除。过滤后的水再由过滤水泵送至袋式过滤器进行精过滤。经过上述多段过滤处理后的水达到了生产工艺用水的要求，被送入储水箱和补充的新鲜水一起进入储水箱，再由给水泵抽送至各高压泵循环使用。

2）气浮过程：水刺后水首先进入相应地反应池与絮凝剂的溶气水反应而形成较大的纤维絮团，然后进入气浮池。另一方面经压缩空气或经过溶气罐在气浮池中减压解放时，溶解的空气便析出形成气泡，被反应池来的水中的纤维和固体物，浮化油所吸附，形成泡沫、水、颗粒（油）三相混合物，并上浮到表面而被刮沫板刮入排污口，通过刮沫板收集泡沫达到分离杂质净化水质的目的，澄清水通过下方溢流管进入下到过滤系统。

3特点：气浮法的适用性广、效率高、水净化度也高，经处理后水中悬浮物可达30mg/L以下。

第七章化学粘合法加固纤网

1、粘合剂有哪些? 简述非织造材料对粘合剂的要求。各种粘合剂有哪些优缺点？

1）按来源分为天然粘合剂和合成粘合剂，

2）按粘合剂固化后的胶体特性分类：热塑性粘合剂和热固性粘合剂

3）按粘合剂基料物质分类：树脂型粘合剂、橡胶型粘合剂、无机粘合剂4）按其外观形态可分为溶液、乳液或乳胶、膏糊、粉末、膜状、泡沫、固体等粘合剂。

5）按特殊功能分压敏、导电、导热、导磁、耐高温、超低温等粘合剂。

2、一般粘合剂中有哪些辅助材料？各有何作用？

答：粘合剂是由多种成份构成的混合物，除主体材料(基材)外，还应根据不同特性和产品需要，添加若干种辅助材料，包括固化剂、溶剂、增塑剂、乳化剂、增稠剂、偶联剂、分散剂、络合剂、引发剂、发泡剂、填料等。1）固化剂是一种可使单体或低聚物变为线型高聚物或网状体型高聚物的物质，也可称为交联剂或硫化剂。

2)溶剂有些粘合剂需用溶剂，这些溶剂是能与粘合剂主要成份相溶的低粘度液体物质，包括水、有机或无机溶剂。

3)增塑剂是一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度，改善胶层脆性、增进熔体流动性的物质。

4)乳化剂能使两种或两种以上互不相溶(或部分相溶)的液体形成稳定的分散体系(乳化液)的物质。

5)增稠剂能增加粘合剂表观粘度，减少流动性的物质。