时间：2022-10-15 04:04:19
摘要：网带是纤维的载体，是接收装置的核心，透气量、剥离性能、附着性能是其主要性能。对于生产轻薄型产品的生产线，网带要具备良好的抗静电性能。本文详细介绍了成网机接收网带的性能指标，并就选择原则进行了分析。
关键词：熔体纺丝成网；接收网带；透气量；剥离性能；附着性能
中图分类号：TS173.3 文献标志码：B
Performance Analysis and Selection of Conveyer Belt for Nonwoven Web Former
Abstract： Conveyer belt is a key part for nonwoven web former， and air-permeability， peeling performance， as well as adhesion performance are its main performance indexes. Besides， good antistatic property is vital to the belt when the line produces light weight nonwovens. The performance indexes of conveyer belt were introduced in detail in this article. Furthermore， the authors also gave some suggestions on how to choose conveyer belt.
Key words： spunlaid； conveyer belt； air-permeability； peeling performance； adhesion performance
非织造布成网机中的网带是纤维的载体，在成网机的工作过程中，起着“去掉气流、留下纤网”的功能，并把纤网输送到“下游”的纤网固结设备，如热轧机、针刺机、水刺系统等，进而将纤网加工成非织造布。
1 网带的性能指标
表征网带的性能指标有很多，如与工艺有关的指标有透气量、剥离性能、附着性能，抗静电性能等；与使用有关的指标包括几何尺寸（长度、宽度）、断裂强度、接头形式、运行稳定性、尺寸稳定性、使用温度等。
1.1 透气量
透气量是网带的核心指标，公制计量单位的定义是每平方米面积网带在一小时内流过的气流体积用m3/（m2？h）表示；英制透气量单位为“CFM”，即在 1 min时间内流过 1平方英尺面积网带的空气体积，用立方英尺表示。
在测试条件相同的情形下，通过公/英制换算和时间换算可知，1 CFM=18.29 m3/（m2？h），这个换算关系可用于一般的流量换算。但在测量网带的透气量时，不仅使用了两种不同的长度计量单位，进行测试时的压力和测试的时间也不一样。用公制计量单位时，长度单位为m，压力为100 Pa，时间为 1 h；用英制计量单位时，长度为英尺，压力为127 Pa，时间为 1 min。基于上述原因，两者之间不能用简单的算术方法换算，即不能仅使用体积系数进行网带透气量的直接换算。
由于流量A在压力P变化时，存在A1/A2= （P1/P2）的关系，再考虑其中的计量制度转换等因素，经分析计算后，得出公、英制网带透气量间的换算关系为：
1 CFM=16.2 m3/（m2？h）
目前，国产网带均使用公制计量单位，而国外制造或外资在华企业生产的网带则会使用英制计量单位，有时还兼以公制单位同时标注。国外网带的透气量偏差一般
网带的剥离性能主要与编织方法及材料有关，剥离性能不好的网带，除了使纤网的幅宽明显变窄（可减小4%）、产品出现折皱甚至破坏纤网的结构外，还容易导致发生“缠网带”现象，即纤网不是输送到下一工序机台，而是附着在网带上“钻”到成网机下方，使生产过程中断。
不同的纺丝工艺对网带的剥离性能要求也是不同的，由于熔喷布紧密附着甚至陷入在网带表面的结构中，最不容易剥离，因此要求网带有最好的剥离特性。虽然纺粘纤网与网带表面不会紧密附着，但因其纤维间结合力很低，容易被网带表面的毛刺拖带、定位或静电吸引，故不容易剥离，在高速生产轻薄型产品时这一现象尤为突出。
SM（纺粘纤网在底面并与网带接触，熔喷层在表面）型复合结构中的纺粘纤网由于已被熔喷层纤网固结成一体，因此最容易剥离。
1.3 附着性能
网带作为纤网的载体，既要求有良好的附着性能，在高速运动状态下能抵御侧向或逆向的气流干扰，不会发生滑动、飘移、“翻网”，使纤网既能附着在网带面上稳定输送，又要求具有良好的剥离性能，能较容易与网带分离。
在生产轻薄型产品时，运行速度较快，纤网在附着性能差的网带上容易发生“缠辊”，且容易受环境气流干扰，出现翻边或折皱，甚至被大范围吹起，形成废品。
附着性能与剥离性能是一条性能良好的网带应具备的基本特性，对于运行速度较快的SSS型生产线，附着性能尤为重要。但这两个性能又具有一定的矛盾性，附着性能太好会导致剥离性能变劣，同样会影响生产过程，甚至无法进行正常生产。
为了改善网带的剥离性，除了改进编织方法外，还可以用扁形材料代替圆形材料，用小直径材料填充结构中的间隙等方法（图 2），以增加网带与纤网的接触面积，防止纤网出现凹陷、被吸入网带结构中。采用表面涂层技术能有效改变网带的附着性能，但涂层会因运行过程中的摩擦以及不当的清洗方法而发生脱落，导致附着性能下降。
如发现网带的附着性能不好，必要时可以用320#砂纸逆着运行方向轻度打磨相应区域，或在低速状态将砂纸轻压在相应区域进行打磨，使网带光滑的支承面（又称“经线”）变为粗糙表面，增加摩擦力，能明显改善网带的附着性能。
采用这种方法打磨网带时，切忌顺着运动方向操作，否则形成的毛刺会使网带的剥离性能变劣。而对同一部位，不得大力反复打磨，避免使“经线”过度磨损，影响网带的使用寿命。
对生产薄型产品的生产线，着重要求有较好的剥离性能和附着性能；对生产中、厚型产品的生产线，由于运行速度较慢，特别是在成网机预压辊的压力和高温作用下，纤维间的缠绕较多，纤网自身的结合力较强，对剥离性能和附着性能则没有特别的要求。
1.4 抗静电性能
成网机在运行时，由于摩擦会产生静电，而编织网带的聚合物材料又是绝缘体，使静电无法逸散，大量积聚的静电除了对操作人员造成心理威胁外，还容易使纤网在传输过程中出现异常，如鼓起成泡状或被吸引，发生放电部位的纤网会出现散乱、移位等。
使用金属材料或经过特殊处理、体积电阻较低（
有研究表明，没有抗静电功能的一般网带，其积聚的静电电压可高达25 000 V。使用没有抗静电功能的网带时，在生产过程中经常能看到长达200 mm的放电火花（图 3）并听到清脆的放电声。而抗静电网带的静电电压仅为125 V，运行过程没有放电现象，成网过程十分稳定。
由于抗静电单丝的强度一般低于用单种材料制造的单丝，为了降低成本并减少对网带强度的影响，一般以一定的间隔将这种低电阻材料或金属线均匀分布在网带的结构中。
抗静电单丝常当作“纬线”、也可以同时用作“经线”和“纬线”，这样可形成一个低电阻的网络，以便能将静电导引到成网机两侧的金属结构中或承托网带的金属板上去，因此成网机也要可靠接地。 1.5 网带的接头
网带一般包括无接头的环形带及有接头带两种，环形带的透气量均匀，没有接头痕迹。为了把环形网带安装到成网机中，成网机的辊筒要设计成悬臂结构，以便将网带“套入”辊筒，但这种结构仅适用于幅宽较小、结构较简单的机器，如曾用于小型熔喷系统中，很少在大幅宽成网机中使用。
目前使用的网带都有接头带，只在安装使用时才在现场将两个接头对接，使其成为一个环形。网带的接头部位是网带的薄弱环节，除了强度较低、最容易被撕断损坏外，还会影响透气量，并在纤网或产品上形成“接头痕迹”―― 一条沿CD方向较厚的条状缺陷。
不管网带的长度多少，一般都只有两个接头。在制造过程中，网带的接头完全是由手工编织的，耗费的劳动成本是固定的。因此网带越长，单位面积所摊分的接头成本会越少。接口位置是网带的最薄弱环节，易因机械原因使网带的接口环及边缘发生破损。而在故障状态下，最多的损坏形式是在接口位置被撕裂、断开。
网带接头的抗拉强度与网带的编织结构及所用的材料有关，如：“高低环”结构的接头有两条穿线，接头部位可达网身强度的80%以上；“螺旋环”接头（图 4）的强度为网身强度的65%左右。
目前国内非织造布成网机使用的网带由于编织工艺及材料方面的差异，破断拉力约为12万 ～ 18万N/m，国外引进产品的破断拉力一般较大。而在180 ℃下作热定形处理时，国内厂家所施加的张力约在6 500 ～ 10 000 N/m的范围。正常情形下，制造商建议使用的张力为3 000 N/m，仅为热定形张力的一半左右，在这个张力作用下，既不会使网带的结构发生变形，又能保证网带稳定、安全运行。
网带的连接线要承受网带的张力，国外常用耐高温的高强度材料（如聚醚醚酮）制造。这种浅黄色的带金属导引线的连接线强度很高，但价格也很高，不可与编织网带的普通单丝混淆。
网带接头间的空隙（图 4 左）可以填充线填充，以消除接头痕迹。PET单丝是常用的填充线材料，对填充线的直径大小、数量是没有限制的，以使空隙最小为原则。但必须注意，填充线仅起填充作用，并不承受拉力。
此外，必须妥善处理好接头连接线的两端，防止在运行过程中发生滑移，最常用的方法是在网带两侧预留一定的长度，再反向小心插回网带的空隙中，如有必要，还可以用快干胶粘牢、定位。 1.6 网带的运行方向
在编织结构方面，对网带的运行方向是没有限制的，即新的网带是没有方向性的。首次投入使用的网带可以随意选择运行方向，但使用过的网带就带有方向性，只能重复按原来的方向安装、使用。
因为在网带投入运行后，经线或其他突出的部位会发生不可避免的磨损，并形成有方向性的“倒刺”（图 5）。在网带拆下后再次安装使用时，如果安装方向与原来不同，这些“倒刺”将导致出现“挂丝”现象，严重影响网带的剥离性能。
网带的工作面与非工作面（即底面）有严格区别：工作表面平整光滑，而底面较为粗糙，会有一些“经线”的端头外露。如果误将底面当工作面使用，除了影响剥离性能外，这些外露的端头还可能刺穿产品，影响产品的质量，因此必须将网带上印有字符标记那一面作为工作面。
2 网带选择原则
2.1 选择合适的网带透气量
一般SMS型生产线的成网机，通过配置不同性能的抽吸风机，可以使处于不同位置的纺丝系统的成网气流得到有效控制。因此，尽管生产线中既有纺粘系统，又有熔喷系统，但所使用网带的透气量与一般的纺粘系统并无根本性差异。
网带的透气量主要与机型和纤维的牵伸方式有较大的相关性。如一些宽狭缝低压牵伸纺粘系统，从上世纪90年代引进的仅有一个纺丝系统的单S纺粘生产线，到目前有 5 ～7 个纺丝系统的SMS复合型生产线，所配套网带的透气量在8 900 ～ 10 000 m3/（m2？h）之间，其透气量变动范围仅为平均值的11.6%，相当于允许偏差值的两倍左右，并没有发生很大的变化。
而一些采用管式牵伸的纺粘系统，其成网机曾使用过透气量较大的网带，其透气量约为13 000 ～ 16 000 m3/（m2？h）。有的生产线成网抽吸风机的性能偏重于“节能”而对工艺过程考虑不足，配置较低。
在纺丝系统数量较多、而抽吸风机配置较低时，仅通过选用不同透气量的网带是很难满足各个纺丝系统的工艺要求的。根据对不同产品的透气性能比较可以发现：同样克重的SSS型产品和SMS型产品，前者的透气量是后者的5.6 ～10.0倍。而比较15 g/m2与70 g/m2的同类型产品的透气量，SSS型产品为7.0倍，SMS型产品为3.9倍（表 1、图 6）。
从表 1 可见，不同克重或不同类型的非织造布产品的透气量差别很大，如果没有合理配置抽吸风机，则无论怎么改变成网机网带的透气量，也是无法同时满足不同规格或不同结构类型产品的工艺要求的。这就是一些生产线不管配置的纺丝系统有几个，所使用网带的透气量都不会随纺丝系统的数量而变化的主要原因。
为了适应不同工况并优化生产工艺，对于特定的纺丝系统，最常用的方法是改变风机转速，以便形成不同的压差来调整系统的透气量，这是最基本的工艺调节手段。
当配置相同纺丝工艺（同是“S”或同是“M”）的纺丝系统数量较多时，由于所需的冷却牵伸气流的流量变化不大，根据本系统在生产流程中的位置，成网机则会配置性能不同的风机来满足工艺要求，从上游到下游，配置风机的压力和功率会顺次递增，以克服越来越大的纤网阻力，这是多纺丝系统成网机常用的配置方式。如果使用相同规格的抽吸风机，则必须按最大透气阻力的要求来配置，这种配置多用于仅有两个纺丝系统的成网机。
在选用网带时，并非透气量越大越好。一般而言，透气量越大的网带，剥离性能也越差。由非织造纤网及成网机网带、抽吸风机组成的成网气流系统是一个“串联”型系统，气流的流量除了与风机性能有关外，主要受透气量较小也即阻力最大的因素制约，只有减少制约因素的影响才能增加流量。
网带在制造过程中经过热定形处理，结构是很稳定的。但聚合物纤网在没有固结前，其结构是不稳定的，纤维之间很容易在外力作用下发生滑移。随着气流压力升高，密度会变大（面积不变，但厚度变小），气流通过的通道面积也有可能被挤压而扩大，部分弥补了由于流速增加而导致的阻力损失。
仅考虑网带的透气量时，如果生产线以生产薄型产品为主，此时网带的透气量小于产品纤网的透气量，气流阻力主要来自网带，则可通过选用透气量较大的网带，以达到提高系统气流量的目的。
如图 7、图 8 所示：克重15 g/m2的产品在2 500 Pa条件下，在透气量为13 300 m3/（m2？h）的网带上，系统的透气量为26 000 m3/（m2？h），比在透气量为8 500 m3/（m2？h）的网带上的透气量增大3 400 m3/（m2？h），增加了15%。根据这个现象，在保持系统流量不变的情况下，换用较大透气量的网带后，风机就可以降速运行，达到节能降耗的效果。
但当产品克重≥30 g/m2后，产品纤网的透气量小于网带的透气量，气流的阻力主要来自产品，即使网带的阻力再小（或透气量再大）也无法抵消纤网阻力的影响（表 2），这时选用常规的网带就较为合理。
如图 7、图 8 所示：克重45 g/m2的产品在2 500 Pa条件下，在透气量为13 300 m3/（m2？h）的网带上，系统的透气量为15 100 m3/（m2？h），比在透气量为8 500 m3/（m2？h）的网带上的透气量增大900 m3/（m2？h），网带的透气量增加了56%，而系统的透气量仅增加了6.3%。而且增幅会随着产品克重的增大而进一步减少，如克重70 g/m2的产品，相同压差条件下系统的透气量增幅仅为4.1%。
透气量越大的网带，剥离性能也会越差。而作为参考，引进的SMS型生产线几乎不管纺丝系统的多少，所配套网带的透气量大都在550 ～ 600 CFM，主要利用在不同纺丝系统配置性能不同风机的方法来实现对成网气流的控制。
即使是一些采用开放式纺丝工艺的生产线，如管式牵伸及宽狭缝正压牵伸的生产线，所使用网带的透气量也与密封式纺丝系统的生产线相类似，其关键在于抽吸风箱入口的面积比密封式更大，从而能控制更大流量的牵伸气流和环境气流。 2.2 根据网带的结构评价剥离性能和附着性能
透气量大的网带，气流通道必然也较大，有的还是开孔率较大的网面结构，除了会影响剥离性能外，对于熔喷类产品，表面留下的网带纹路使产品很粗糙，手感不佳，影响产品的使用。
另外，网带的透气量还与编织材料（经、纬线单丝）的尺寸相关，单丝的尺寸越大，透气量也越大，表面也越粗糙，有较长的使用寿命；单丝的尺寸越小，透气量会较小，表面也较平滑、细腻，但不耐磨，较容易损坏。目前大部分编织网带的单丝直径为0.5 ～ 0.6 mm。
运行速度较高的机型一般会用于生产小克重的轻薄型产品，对网带的抗静电性能要求较高，特别是在气候干燥的季节尤为重要。
2.3 网带的宽度
对于名义宽度一样的成网机，其使用的网带宽度不尽相同，决定网带宽度的首要条件是纺丝系统的铺网宽度，而铺网的宽度又与成网机的运行速度和产品的结构有关（表3）。
相同幅宽的产品，网带的宽度会与运行速度有关，运行速度越快，纤网的克重有可能越小，在输送过程中因张力影响而导致幅宽变窄的程度也越严重。为了能获得规定幅宽的产品，要求有更大的铺网宽度来弥补幅宽变窄的损失，因而要求网带的宽度也越大。
一般情况下，网带的宽度≥最大铺网宽度+200（mm）。网带的宽度决定了成网机所需要的结构宽度，由于网带的宽度偏差，加上受运动偏移（走偏）的影响，如正偏差太大，就有可能刮碰成网机的构件（如压辊的轴承座），因此要求较严格。对网带的宽度偏差要求是不同的，常规为-2 cm ～ 1 cm。而对网带长度偏差的要求刚好与宽度相反，因为负偏差太大，就存在着网带难于安装、使用的风险，但长度太大就有可能无法张紧而影响使用。一般网带规定的长度偏差为-0.25% ～ 0.8%。
有多个纺丝系统的生产线多以生产轻薄型产品为主，其运行速度较快，铺网宽度也必然较宽。如果在生产线中还有熔喷系统，则为避免发生“缠辊”，熔喷纤网不能与热轧机轧辊表面接触。在这种情况下，必须用更宽的纺粘层纤网将其覆盖、隔离。因此，SMS型生产线中纺粘系统的铺网宽度应比一般的纺粘生产线宽一些。
2.4 尺寸稳定性
在高温状态下，网带有收缩变形的倾向，长度变短、宽度变窄，这是编织网带的高分子聚合物材料的一个特性。对于纺粘法、熔喷法纺丝系统，正常情况下，成网机表面的气流温度及纤维温度远低于网带的热定形温度，因此相比其他工艺（如热风法及无尘纸）的运行环境是很安全的，能保持尺寸稳定性。
但在发生故障的情况下，如成网机因故突然停机，熔喷系统的高温牵伸气流或高温熔体会导致网带发生变形。用热风清理网带时，也存在因受热过度而发生局部收缩变形的风险，要引起注意。