非织造材料与工程产品设计实习报告

二、 实习内容
首先老师对我们进行了安全教育，安全无小事，在实习过程中安全是很重要 的。 实习动员后， 我们便开始了产品设计实习的第一项： 非织造产品鉴别、 学习。 鉴别非织造产品首先要鉴别原料，然后是成网方式以及加固方法，还有就是后处 理。 非织造原料选择很广， 从纤维外观以及手感可以很容易区分天然纤维和合成 纤维。成网方式主要有机械梳理成网、气流成网、浆粕气流成网、湿法成网和聚 合物直接成网。机械梳理成网的产品纵横向强力差异较大，气流成网较均匀，浆 粕气流成网又称干法造纸，浆粕气流成网产品和纸很相似，产品主要有擦拭布、 手术服、防护服、复合婴儿尿布吸收芯层、复合伤口敷料、农用材料等。湿法非 织造产品也与纸类似，主要用于茶叶袋滤纸、内燃机过滤材料、建筑用湿法非织 造布等。聚合物直接成网又分为纺粘法、熔喷法和膜裂法，纺粘法非织造产品为 长丝，纺粘法非织造产品强度高，纵横向比性能优越，但成网均匀度和表面覆盖 性不好。熔喷法非织造产品为短纤，产品明显分层，手感柔软，蓬松性好，熔喷 法产品主要用于过滤材料、医疗卫生材料、吸油材料、保暖材料和电池隔膜等。 通常把纺粘法与熔喷法非织造材料复合起来生产 SMS、SMMS 等复合非织造产 品。SMS 产品布面均匀美观，抗静水压能力高，主要用于医疗卫生材料。闪蒸法 是干法纺丝后直接成网， 闪蒸法发展产品强度高， 不起毛， 尺寸稳定， 利于印刷， 手感好，主要用于医用防护材料、地图、快递信封、海报、广告牌等。加固方式 主要有针刺、水刺、热粘合、超声波粘合、化学粘合等。针刺产品有明显的针刺 痕迹，针刺产品主要用于过滤材料、合成革基布、土工布、造纸毛毯等。水刺非 织造材料手感柔软，有细腻的水针痕，主要用于医疗用品、擦拭材料等。热粘合 分为热熔和热轧，热熔产品蓬松，弹性好，保暖性好广泛用于保暖材料、过滤材 料、隔音材料等，热轧产品主要用于用即弃产品。超声波粘合主要用于熔喷法的 粘合。化学粘合非织造产品有化学试剂味道。后整理方法主要有烧毛、轧光、覆 膜等。 随后，我们便开始查阅资料、制定完善产品设计方案。我们刚开始想做隔声 材料的，由于在学校里没法测隔声效果，然后就放弃了。最终我们选择做生态护 坡毡。生态护坡毡采用针刺三层复合结构，三层分别是涤纶、麻、废棉。涤纶主 要提供强力，麻纤维较粗，透气性较好。而废棉则是变废为宝，实现废物利用， 废棉为天然纤维，不会影响植物生长。 名称：针刺生态护坡毡
透水性测试： 剪取 100mm×100mm 试样 5 块 水温 23.5℃ 校正系数 Rt=0.92
时间 30s
夹持器内径：50mm
测试步骤： 1、 装夹试样 取出夹持器，松开压紧螺母上，将试样平整地放置在下夹持平面上，压上上夹持 器，然后拧紧压紧螺母，将夹持器安放在定位支承销上。 2、打开电源开关，在时间计数器上设定收集时间值 30S 3、确定放水口处于关闭状态,进水口外接稳压电源后，打开流量控制开关，将出 水嘴对准水位量筒， 往仪器内注水， 直至水位超过水位试样平面达到内器的高度， 此时水头压差为零。 4、待水平面稳定后继续注水，水开始溢出内容器，调节流量控制通过排水口排 出。 5、待水头压差稳定 30S 后，按下工作键，时间计时器开始计时，同时电磁阀转 换出水口，此时溢出水流通过取水口流出。流出水量通过仪器收集，再用量筒测 出具体数值，精确到 10ml，达到设定的时间后，电磁阀动作，此时溢出水从排 水口排出。 6、在进行以上步骤的同时，读取温度计上的温度值，水温应在 10-25 度(精确到 0.1 度) 7、重复以上步骤，共得到 5 组读数，水流速度均匀分布在 0-60mm/s 之间，试 验时水流速度从最高做到最低。 8、重复 6-7 步骤，在同一水压下将余下试样测试完毕。 9、关闭电源开关，拔下电源插头 10、打开放水口，将仪器内的剩余水排空 11、测式数值按 GB/T5789-2005 标准处理。
试样 5 2940 2380 2000 1410 1010
平均值 2920 2430 2010 1430 1050
计算20℃ 的流速v20(m/s): v20=VRt/At 式 中 : V--水的体积，单位为立方米(m3); Rt --20℃水温校正系数(见附录A); A-- 试 样过水面积，单位为平方米(m2) ; t-- 达 到水的体积V的时间，单位为秒(S)。 水头差 H/mm 170 150 130 100 80 v20mm/s 45.6 37.7 31.4 22.3 16.4 透水率θ =v/H (l/s) 0.268 0.251 0.242 0.223 0.205
160 140 120 100 80 60 40 20
水 头 差
H/mm
10 20 30 40 50 流速 v/(mm/s)
耐磨性测试： 剪 5 块 50mm×250mm 的式样在土工布耐磨性测试仪上磨 200 次 1.检查试验仪器是否水平（水平—水准泡必须位于液腔中央） ，如果水准泡发生 偏移，通过调整仪器底端的垫脚将仪器至水平。 2.裁减磨料，根据实验平台上下平板大小将磨料裁减为 50*250(mm)大小，需用 磨料 2 块。 3.将磨料分别两端分别夹持入上下平板的两端，两端用螺纹顶柱将之夹紧。 4.裁减试样，将大小为 50*250（mm）大小的式样平在整铺放下平板上，并将上 平板通过固定销柱放置在下平板上。在上平板上加放配重砝码。 5.接通电源，打开电源开关。 6.在计数器上设定频率周期为 200 次(即下平板的往返次数， 本仪器次数设定范围 2 ~ 9999)。 7.按下启动键，开始对试样进行磨损，达到设定次数后仪器自动停止，单次测试 结束。 8.如果未达到设定次数试样就己磨穿，则舍弃此次试样，进行调整后试验另一块 试样，并注明试样磨穿和磨穿周期。 9.如果要测试直至试样磨穿， 须调整设定周期次数， 至试样磨穿时记录磨穿周期。 10.试验结束后，关闭电源开关，拔下电源插头，并对仪器进行清洁。
所需纤维：涤纶 210g、麻 300g、废棉 120g（考虑到梳理损耗） 工艺流程为：原料开松→梳理→交叉铺网→预针刺→三层复合→针刺 所用设备：开松机 FZK500 、给棉机 FZG500、梳理机 FZSC1050DZ850 、铺网机 FZP1000、预针刺机 FZZ-I1000、土工布综合强力机 YT010-1000、土工布透水性测 定仪 YT020、土工布耐磨性测试仪 YT050 产品用途：护坡防止水土流失 生产方法：分别将每种原料开松、梳理，然后交叉铺网。幅宽为 80cm,长 125cm。 然后分别进行预针刺，最后将三层复合，涤纶在最上层，麻在中间，废棉在最下 层，正反两面各针刺一遍。 值针密度 N：3300 枚/m 频率 n：800 转/min 输出辊周长：33.5cm 输辊转一周所需时间：10.5s 纤网输出速度 v=33.5*0.01*60/10.5=1.91m/s 针刺密度 D=3*N*n/(10000*v)=3*3300*800/（10000*1.91）=414.7 刺/cm2 单位面积重量：465g/ m2 由于麻纤维损失较多，单位面积重量与设计值有所偏差。 拉伸断裂强力测试： 剪 50mm×200mm 的式样纵横向各五块，进行测试 步骤： 1.按上升启动键，使行车上升至上限位置自动停止，用钢板尺测量 上下夹持器 的间距，如与试样长度要求有微小差异，可通过调节 上限撞击螺母的高度(螺纹 调节)，最终使上下夹持器的距离为 100mm。 2.根据调定的上下夹持器的距离，检查所设定夹持距离是否正确， 如不相符， 请按至正确档位。至此，试样测试长度调整完毕。 3.试验参数设定 根据标准要求，按液晶屏提示输入。 4.拉伸速度调整 对一种织物试样进行试验时，应比规定之试验条样数多准备若 干 条附加试样，用于进行预试，以确定拉伸速度。 5.装夹试样 a. 旋动夹钳手柄使波纹夹板松开； b. 将试验条样的一端由上夹钳 下方插入已开启的上夹钳夹持口内,并保 持试样与钳口平直； c. 旋动手柄将其 夹紧； d. 将下夹钳手柄松开，使下夹钳口开启； e. 将上端已夹持在上夹钳的 试验条样的另一端穿过下夹钳钳口， 并用择 定好的预张力夹夹住穿过钳口的条 样使试样在预张力夹的作用下拉 直； f. 旋动下夹钳手柄，夹紧试样的下端，然 后取下预张力夹，即告该试样 装夹完毕。 6. 测试操作：断裂试验 按控制面板上的工作键，行车下降，并对夹持于上、下 夹持器间的 试样进行拉伸，断裂后行车自动返回原位，仪器自动记录并显示该 次断裂时的最大强力值（峰值强力值） 、拉伸长度、伸长率及断裂 时间和试验 次数。
x =平均重量损失率
=标准差
CV=19.57% 由测试结果可知：试样有足够的强度及耐磨性，透水性不是太好，可适当减 少涤纶比例。X
三、 实习体会及建议
在课堂上，老师传授给我们先进的理论知识，教给我们专业技能。但是，这 些都来自课本， 源于前人的研究总结。在课堂上听老师讲授的有太多是抽象的东 西，不易去理解把握。而实习则是把理论与实际相结合，更直观的展现在我们面 前。通过本次产品设计实习，我学到了很多课本上没有的知识，同时理论知识也 得到了巩固。 为期一周的非织造产品鉴别、学习，让我学会了从原料、成网方法、加固方 法以及后整理方法去鉴别非织造产品。鉴别非织造产品首先要鉴别原料，然后是 成网方式以及加固方法，还有就是后处理。非织造原料选择很广，从纤维外观以 及手感可以很容易区分天然纤维和合成纤维。成网方式主要有机械梳理成网、气 流成网、浆粕气流成网、湿法成网和聚合物直接成网。机械梳理成网的产品纵横 向强力差异较大，气流成网较均匀，浆粕气流成网又称干法造纸，浆粕气流成网 产品和纸很相似， 产品主要有擦拭布、 手术服、 防护服、 复合婴儿尿布吸收芯层、 复合伤口敷料、 农用材料等。 湿法非织造产品也与纸类似， 主要用于茶叶袋滤纸、 内燃机过滤材料、建筑用湿法非织造布等。聚合物直接成网又分为纺粘法、熔喷 法和膜裂法，纺粘法非织造产品为长丝，纺粘法非织造产品强度高，纵横向比性 能优越，但成网均匀度和表面覆盖性不好。熔喷法非织造产品为短纤，产品明显 分层，手感柔软，蓬松性好，熔喷法产品主要用于过滤材料、医疗卫生材料、吸 油材料、 保暖材料和电池隔膜等。通常把纺粘法与熔喷法非织造材料复合起来生 产 SMS、SMMS 等复合非织造产品。SMS 产品布面均匀美观，抗静水压能力高，主 要用于医疗卫生材料。闪蒸法是干法纺丝后直接成网，闪蒸法发展产品强度高， 不起毛，尺寸稳定，利于印刷，手感好，主要用于医用防护材料、地图、快递信 封、海报、广告牌等。加固方式主要有针刺、水刺、热粘合、超声波粘合、化学 粘合等。 针刺产品有明显的针刺痕迹， 针刺产品主要用于过滤材料、 合成革基布、 土工布、造纸毛毯等。水刺非织造材料手感柔软，有细腻的水针痕，主要用于医 疗用品、擦拭材料等。热粘合分为热熔和热轧，热熔产品蓬松，弹性好，保暖性 好广泛用于保暖材料、过滤材料、隔音材料等，热轧产品主要用于用即弃产品。 超声波粘合主要用于熔喷法的粘合。化学粘合非织造产品有化学试剂味道。后整 理方法主要有烧毛、轧光、覆膜等。 对非织造产品的鉴别主要靠自己的理解，其实一周的时间有点长，不如把更 多的时间放在后面。 在设计产品方案时，我查阅了很多资料，最初的想法是做隔声材料，由于考 虑到学校没有相关测试设备，而且测试标准也没有国家标准，就放弃了，我们最 终选择做生态护坡毡。生态护坡毡由三层不同纤维复合而成，涤纶在最上层，麻 在中间层，废棉在最下层。这样设计的原因是，涤纶有很好的耐磨性，强度大， 而麻较粗，可提供良好的透气性，还起到导流作用，废棉则是变废为宝，实现废 物再利用，废棉是天然纤维素纤维，不会影响植物生长。针刺生态护坡毡用于护 坡，防止水土流失。 在生产产品时，由于人数较多，所以浪费了很多时间，建议以后合理安排各