第三章 玻璃纤维无纺制品 生产技术

第一节 玻璃纤维无纺制品的概念及分类 1、玻璃纤维无纺制品的概念 2、玻璃纤维无纺制品的主要品种 3、玻璃纤维无纺制品的主要用途 第一节 玻璃纤维无纺制品的概念及分类 1、玻璃纤维无纺制品的概念 玻璃纤维无纺制品（非织造）产品，是指采用非织造方式（机械、化学或热学方式）将玻璃纤维制成的产品。主要包括短切毡、连续毡、针刺毡、湿法毡等。玻璃纤维无纺制品的生产工艺主要有两大类，既干法工艺和湿法工艺（或者说造纸法和非造纸法）。 2、玻璃纤维无纺制品的主要品种 玻璃纤维无纺制品最大的一类就是玻璃纤维毡类产品，包括：短切毡、连续毡、针刺毡和湿法毡（纸）等。(见图) 3、玻璃纤维无纺制品的主要用途 玻璃纤维无纺制品作为基材增强的玻璃钢制品广泛应用于航空航天、化工防腐、汽车、船艇、军工、体育、建材、电子、电器、娱乐器具等领域；还可用于过滤、保温隔热、隔音、阻燃、蓄电池隔板等方面。(转第二节)

短切毡 连续毡

针刺毡(返回)

第二节玻璃纤维短切原丝毡生产技术 1、玻璃纤维短切原丝毡 定义： 主要用途： 玻璃纤维短切原丝毡或简称短切毡（chopped strand mat），是指用化学粘结剂把随机分布的短切玻璃纤维原丝（通常长度20-50mm）粘结成形的毡。 主要用途： 短切毡主要用作增强材料，适用于手糊、缠绕、模压、连续制板、离心浇铸等成型工艺。典型应用制品有船艇、汽车、火车零部件；耐腐蚀贮罐、容器、水箱；波纹板等。（见图）

2、玻璃纤维短切原丝毡生产工艺流程 典型的短切原丝毡生产机组 玻璃纤维短切原丝毡生产工艺流程 短切原丝毡生产线包括： 典型的短切原丝毡生产机组示意图 玻璃纤维短切原丝毡生产工艺流程 原丝　　短切、铺网　　　施加粘结剂　　　加热粘结、烘干　　收卷 短切原丝毡生产线包括： 成型段（纱架室、原丝短切、铺网）、粘结剂施加段、加热烘干段和毡卷取段。

3、成型段（原丝短切、铺网） 成型段主要组成： 成型段的作用： 成型段的工艺要求： 成型段的关键点： 纱架室、短切机、沉降室、成型网带 把玻璃纤维原丝快速短切并分散，使其均匀、无定向性地沉降分布在一定宽度的平面网带上。 成型段的工艺要求： 短切纤维在成型网带上均匀分布，单位面积克重可控。 成型段的关键点： 原丝的分散性 纱架的设计和摆放 纱架室的湿度 短切机的调整幻灯片 9 沉降室的设计与调整幻灯片 10 网带的速度的调整 (转)

短切机示意图(返回)

(a)旋转分散器； (b)喷嘴式分散器 大沉降室分散器示意图

小沉降室示意图(返回)

4、施加粘结剂段 施加粘结剂段的主要组成： 施加粘结剂段的工艺要求： 施加粘结剂段的关键点： 对粉末粘结剂：雾化水喷洒系统、撒粉机、振动器、粉末接收槽（见图） 对乳液粘结剂：乳液雾化喷洒系统、乳液抽吸系统（见图） 施加粘结剂段的工艺要求： 粘结剂在毡层中分布均匀，含量可控。 施加粘结剂段的关键点： 对粉末粘结剂：粘结剂的质量（粒度分布、流动性）、水雾化状态及水量的控制、撒粉机的制造精度及调整、振动器和网带速度的调整。 对乳液粘结剂：乳液配制质量、乳液雾化状态及喷洒控制、乳液抽吸系统的调整。(转14)

1—第—撒粉器；2—振动装置；3—喷水装置；4—喷乳液装置； 5—第二撒粉器；6—乳液回收装置；7—网带；8—刷辊 粘结剂施加装备示意图

5 、加热烘干、粘结段 加热烘干、粘结段的主要组成： 加热烘干、粘结段的主要工艺要求: 加热烘干、粘结段的关键点： 加热炉（烘箱）和热风循环系统（见图） 加热烘干、粘结段的主要工艺要求: 烘干短切原丝中的水份，使粘结剂受热熔融，将相互接触的短切原丝粘结。 加热烘干、粘结段的关键点： 加热温度(关系曲线)、加热时间、烘箱（烘炉）内温度的均匀性、热风风量和风速的控制。

1—烘箱；2—送风管；3—回风管；4—排湿管；5—局部循环风机； 6—空气补偿风机；7—孔板；8—网带；9—孔板 加热烘干、粘结设备示意图

加热炉（烘箱）热风循环示意图(返回)

粘结剂粘度与温度关系曲线(返回)

6、毡卷取段 毡卷取段的主要组成： 毡卷取段的主要工艺要求： 毡卷取段的关键点： 冷压辊系统、纵切装置、横切装置、收卷装置。（见图） 毡粘结定型良好，达到要求的强度；毡边剪切整齐；毡卷紧实，两端整齐。 毡卷取段的关键点： 冷压辊系统应保证粘结剂充分冷却固化，使毡有足够强度； 纵、横切刀有足够的硬度；收卷张力的控制。(转)

1一水冷压辊；2一纵切装置；3一金属探测器；4--横切装置；5一主动卷取装置 收卷设备示意图

7、生产线的联动调整要求 整条生产线各传动单元的线速度要能整体联动调节，每个传动单元的线速度又要能独立微调。从理论上讲各段的线速度应一致，但正常生产时，后段传动单元的线速度应略微大于前段传动单元的线速度。 8、质量检测 一般短切毡质量检测应包括以下内容。 （1）单位面积质量 （2）可燃物含量 （3）含水率 （4）拉伸断裂强度。 （5）边和宽度 （6）外观质量

第三节 玻璃纤维连续原丝毡生产技术 1、玻璃纤维连续原丝毡 定义： 特点： 主要用途： 主要成型工艺： 第三节 玻璃纤维连续原丝毡生产技术 1、玻璃纤维连续原丝毡 定义： 玻璃纤维连续原丝毡简称连续毡，是指以一定数量的连续玻璃纤维原丝束随机分散成不定向的圈状形态均布于网带上，靠原丝间互相交搭的力学连锁作用及少量粘结剂粘合而成的毡。 特点： 孔隙率高，易吸附树脂，浸透性好；耐树脂冲刷，抗拉伸强度高，抗撕裂性强；抗滑移性好，纤维不易流动；充模性好，能适应形状复杂的模具等 主要用途： 被广泛应用于拉挤、模塑、缠绕、手糊等玻璃钢成型工艺方面。用该基材增强的FRP制品广泛应用于航空航天、化工防腐、汽车、船艇、军工、体育、建材、电子、电器、娱乐器具等领域。 主要成型工艺： “一步法”和“二步法”

2、玻璃纤维连续原丝毡“二步法”生产工艺流程 连续毡生产流程图 1—导轨；2—对辊；3—丝筒；4—气嘴；5—挡板；6—网带；7—喷水； 8—撒粉机；9—振荡器；10—烘箱；11—送风孔板；12—回风孔板； 13—冷压辊；14—纵叨刀；15—横切刀；16—毡卷

玻璃纤维连续原丝毡生产工艺流程 连续原丝毡生产线包括： 3、成型段工艺要求及设备 成型段工艺要求： 主要装备： 原丝　　抛丝、铺网　　　施加粘结剂　　　加热粘结、烘干　　收卷 连续原丝毡生产线包括： 成型段（纱架、抛丝、铺网）、粘结剂施加段、加热烘干段和毡卷取段 3、成型段工艺要求及设备 成型段工艺要求： 连续纤维在成型网带上均匀分布，单位面积克重可控。 主要装备： 纱架、抛丝系统、成型网带。（见图） 成型段的关键点： 原丝筒的质量、纱架的结构和摆放、成型段的湿度、抛丝系统的性能和网带速度的调整(转)

一种典型的 抛丝系统示意图 1—原丝；2—纱架；3—抛丝机；4—抛丝辊；5—气嘴；6—挡板；7—网带

抛丝系统的主要组成: ●抛丝机主要部件： 抛丝机、气流抛丝嘴 和往复行走机构改革 ●气流抛丝嘴 往复排丝装置、送丝辊 缝式气嘴 1，6—喷嘴体；2—气管；3—滤网； 4—喷管；5—曲面；7—气室 缝式气嘴

●往复行走机构 1—弹簧经缓冲器；2—链轮；3—小车(运动物体)； 4—销子；5—滑槽板；6—链条 往复机构原理图

VW≤（1－α）·C·VB/b 成型段主要参数之间的关系： 式中： VW——网带速度，（m/min）； α——重叠系数，（1/2＜α≤1）； C——抛丝带在网带上的宽度，（m）； VB —— 抛丝机往复速度（m/min）； b——毡宽，（m）。

粘结剂施加段、加热烘干段和毡卷取段（略）

4、连续单丝毡成型工艺简介 连续单丝毡工艺示意图 连续单丝毡生产工艺示意图

第四节 玻璃纤维针刺毡生产技术 1、玻璃纤维针刺毡 定义： 主要用途： 第四节 玻璃纤维针刺毡生产技术 1、玻璃纤维针刺毡 定义： 玻璃纤维针刺毡是指将短切玻璃纤维，经过梳理、成网后用刺针以机械方法使纤维之间产生相互缠结制成的毡。 主要用途： 玻璃纤维针刺毡广泛地应用于烟尘过滤、汽车内装饰、吸音、隔热、减震、阻燃等领域。此外，玻纤针刺毡还可用于土工布，涂层织物基布、绝缘材料等。

2 玻璃纤维针刺毡的生产工艺流程

玻纤针刺生产线工艺流程图 玻纤针刺毡生产线包括： 玻纤针刺毡成型的关键： 短纤维粗开松机、混合大仓、精开松机、给棉箱、梳理机、铺网机、针刺机、收卷机。 玻纤针刺毡成型的关键： 短纤维的性能、梳理、成网和针刺

3、玻纤短切丝规格性能 纤维长度： 纤维的耐折性： 玻纤短切丝的主要规格性能是纤维长度、纤维的耐折性、纤维的耐磨性、纤维的抗静电性。 一般约为40～80mm。 纤维的耐折性： 纤维的耐折性一般是以纤维反复受折直至断裂的次数来度量的。从理论上讲，玻璃纤维越细，其脆性越小，柔性越大，耐折性越好，越有利于针刺毡生产。(见表)

纤维的耐磨性: 纤维的耐磨性一般是用玻纤布与相对摩擦件在一定外力作用下相对运动直至产生破损时相对运动的次数来度量。磨损是玻璃纤维针刺毡在生产过程中造成玻璃纤维强度下降的主要原因之一。使用玻纤浸润剂是提高纤维耐磨性的重要手段。（见表） 纤维的抗静电性： 静电是由于在生产过程中纤维与机械设备之间的摩擦产生的，纤维带静电后容易吸附在加工生产设备上，使针刺毡生产过程不稳定，影响生产效率和产品质量。一般采用设备上安装静电消除装置、纤维上喷洒防静电剂、浸润剂中加防静电组份等方法来消除或减少静电的产生。（转）

种直径的玻纤耐折性能对比 返回 纤维直径 /μm 耐折/次 3.3 2077 4.4 879 5.5 175 6.6 88 8.8 39

几种粘结组分与性能对比 名 称 耐折/次 耐磨/次 手 感 化1号 119 245 较硬 205 154 255 柔软 B3 290 330 返回 名 称 耐折/次 耐磨/次 手 感 化1号 119 245 较硬 205 154 255 柔软 B3 290 330 脱蜡布 53 172 ——

4、短切玻璃纤维的梳理 定义： 梳理设备及工作原理 短切玻璃纤维的梳理，是指用梳理设备将短切玻璃纤维束分梳成单纤维，同时清除极短纤维与杂质的过程。 梳理设备及工作原理 梳理机类型主要有： 梳棉机、梳毛机、梳麻机和专用于非织造布的梳理机。 工作原理简介：（见图）

梳理机原理示意图

5 、 短切玻璃纤维梳理后的成网 成网的工艺要求： 成网方式： 机械成网简介 玻璃纤维在成网范围内分布均匀、厚薄一致。 机械成网、气流成网 机械成网： 把梳理机梳出的极薄的纤维网，经铺网帘来回运动，交叉折叠成一定厚度的纤维网。这种由专门铺网机构折叠成网的方法称为机械成网。（见图） 机械铺网的优点是：输出纤维网的宽度可以任意调节，调节范围大。 机械铺网的缺点是：纤维经梳理机梳理后，纤维网中纤维呈单向平行排列，当角度很小时，其产品的纵横向强力比相差很大，有的可达10:1，对要求各向同性的产品很不利。

气流成网简介 气流成网： 利用气流的动力将梳理机梳出的纤维无规则地铺布在网帘上形成一定厚度的纤维网。这种通过气流的作用成网的方法称为气流成网。（见图） 气流成网的优点是：产品的纵横向强力比差异小；设备的占地面积小。 气流成网的缺点是：输出纤维网的宽度受到梳理机宽度的限制，只能在梳理机宽度内作有限的调整。成网过程中，极易受到气流和外界的干扰，产生纤维网的前后左右分布不匀，厚薄不一致。（转）

1—梳理机输出的薄网；2—输网帘；3—补偿帘；4—铺网帘； 5—成网帘；6—纤网 帘式叠网原理

交叉铺叠原理（返回）

一种典型的气流成网设备原理图

6 、 玻璃纤维针刺毡的针刺工艺与设备 针刺原理简介 针刺法的基本原理是将所需克重的纤维网，用棱边上带刺的针进行反复穿刺。用刺针上的钩刺钩住纤网表面的纤维穿过纤网而产生位移，同时由于摩擦作用使纤网受到压缩。当刺入一定深度后，刺针回升，此时由于钩刺顺向缘故，这些纤维脱离钩刺面以近乎垂直的状态留在纤网内，使网中的纤维相互缠结。当针抽出纤网后，纤网便根据工艺要求往前移动，刺针便开始进行下一个运动。就这样针在纤网上反复穿刺，犹如许多纤维束“销钉”钉入了纤网，形成许多联结点，使已经压缩的纤网不再恢复原状，并使纤网密度大为提高，形成了针刺毡。（见图）

1—主轴；2—偏心轮；3—针梁；4—针板；5—针刺；6—剥网板；7—托网板 针刺原理示意图

针刺机简介 针刺机原理示意图 1—纤维网；2—输送帘子；3—针梁；4—针板；5—刺针；6—剥网板； 7—托网板；8—输出辊；9—卷取辊；10—网卷；1l—偏心轮传动机 针刺机原理示意图

刺针简介 刺针的形状 双锥体刺针 1—弯头；2—针柄；3—针腰；4—针叶；5—钩齿；6—针头 单锥体刺针

刺针侧钩形式

刺针规格型号 一般刺针的型号表示为： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 14×18×38 × 3 × M 22— 3 3 3 G ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦　⑧　⑨　⑩ 14×18×38 × 3 × M 22— 3 　3 　3 　G 针　针　针 总　齿 　针 第 第 第 钩 柄　腰　叶 长　距 　叶 一 二 三 齿 号　号　号 度（mm）　长 棱 棱 棱 几 　　　（英寸）　　 度 齿 齿 齿 何 　　　　　　　　 （mm） 数 数 数 形 　　　　 状

针刺工艺的要点： 刺针的选择 针刺深度的控制 针刺密度的控制 收卷设备（略） （针型、粗细、长短、钩型等） 针刺深度实际上就是刺针刺入纤网的有效进齿数。（见图） 纤网在针刺过程中，针刺深度要适度，过深不仅会损伤纤维，而且也会增加针刺力和设备负荷，造成断针；过浅则纤维间的缠结和抱合力不足，也就达不到所要求的强度。 针刺密度的控制 针刺密度指的是每平方厘米上的针刺数，与针板上刺针密度、纤网喂进速度和针刺频率有关。 针刺密度大，毡层抱合力强，外观坚实硬挺。但针刺密度过大，强度反而下降，玻纤折断的概率增多，并因针速过快而断针。针刺密度太小，毡层疏松，纤维之间抱合力差，毡层容易松脱。因此必须根据不同的原料，不同的产品选择最佳的针刺密度。一般玻纤毡的针刺密度大大低于合成纤维毡的针刺密度。 收卷设备（略）

1—托网；2—刺针；3—剥网板；4—托网板 针刺深度示意图（返回）

完 谢谢各位!