针刺法非织造布性能对新设备研制的影响

叶飞 张聪聪 史敬月

【摘 要】目前，我国非织造布技术工艺发展迅速，针刺法在其中的应用较为广泛，为了进一步提高我国纺织业技术水平，以针刺法非织造布性能为基础加强新设备的研究与创新具有现实意义。

【关键词】针刺法；非织造布；设备研制；设备性能

针刺法生产线在非织造布生产线中所占比例约为28%～30%，产量约占22%～25%。针刺法非织造布表面平整，具有良好的强力、密度和弹性以及耐磨性、舒适性、屈挠性、透气性和各向同性，呈多层三维网状结构。产品主要应用于合成革基布以及过滤、土工、装饰材料等领域。

一、针刺法非织造布生产线种类

早期的针刺法非织造布产品多数是由纤维或服装业的下脚料制成质量粗糙的垫子，用于家具衬垫、地毯底布、家用装饰品等。现今，由于针刺技术的不断发展，针刺法非织造布产品应用已渗透到工业、农业、国防、医疗等各个行业。人造革、合成革基布、防水基布、油毡基布、土工布、地毯、保温材料、汽车用非织造布产品；针刺绒类织物；过滤材料以及工业用毡；卫生用品等，这些都离不开新型针刺设备与针刺生产技术的开发与应用。

二、工艺要求及相关设备的发展现状

实践证明，不同类型的针刺法非织造布，其生产工艺流程是不同的，所需的设备配置也是不同的。所以，配置的设备性能不但要可靠，而且必须满足针刺法非织造布生产工艺的需要，才能生产出高品质的产品。目前，虽然经过不断吸收国际先进技术，国产针刺法联合机的技术水平逐渐得到完善，但总体发展速度不是很快。主要问题有以下几个方面。（1）梳理机的门幅、出网速度以及出网品质，这直接影响到铺网和针刺设备的速度；（2）虽然铺网机的门幅和小车的铺网速度有所提高，但不匀率（CV值）有待进一步改善；宽幅和高速铺网机的研制问题也有待解决；（3）针刺机的针刺频率和针板布针形式没有质的飞跃，直接影响到针刺法非织造布的生产速度和产品品质以及高速针刺法的研制等与之相关的问题；（4）高速切边卷绕机的研制，要求切边整齐，布卷要紧。

三、针刺法非织造布设备发展分析

1.过滤材料针刺生产线

以化纤为原料的针刺过滤材料生产线，因过滤毡的密度必须在800～1000针/cm2左右才能满足基布的要求，1条日产7千m2的生产线（2.4m、500g/m2）最好选用7～8板最为合理，一般情况下前道均采用双梳理一次成型。

2.根据实际运行参数调整设备装机容量

在整条生产线上，装机功率最大的设备是牵伸风机电机，为6000V、500kVA。但是实际生产线运行时无论风量还是风压都有很大的余量。由于离心式风机在保持基本参数范围正常运转的前提下可调余地小，为了稳定运行，多余的风量不得不从另外的排放管排出室外，浪费许多能源。现根据实际情况将风机的标称风量和风压作一些调整，将风量在原基础上减小约25%，风压减小约20%，则功率可至少减少30%，装机功率可以减少到315kVA，这样不仅减少了185kVA的装机功率，大大节约能源，同时电机也可以使用380V的，避免了使用6000V高压电机的不便，也减少了高压电控的直接投资费用和管理费用。由于冷轧机幅宽减半、牵伸风流量减少等因素，相配套的冷水机和水泵等辅助设备的装机也有所减少，冷水机从120kVA减为90kVA，水泵从3×22kVA减为3×15kVA，冷水塔从7.5kVA×2减为4kVA×2。此部分将减少装机约58kVA。使用更新型的干燥配套设备，装机功率可由原来的240kVA下降到约130kVA。由于后部设备幅宽减半，与其配套的驱动和加热等功率预计约可较少1/3，大约减少120kVA。烘干机和定型机使用燃油锅炉加热，由于体积减小，热量的损失也减小，效率得到提高，因此燃油量下降，使用费用降低。

3.高密度合成革基布制作

原料一般采用锦纶和涤纶（高收缩纤维）两种混配。从客户要求及生产实践来讲，两种纤维的混配比例锦纶>高收缩涤纶，其中锦纶含量一般在55%以上。普通常规锦涤产品手感好、强力高，但密度低；而应用高收缩涤纶后的锦涤产品，虽强力相对略低，但密度较高，一般均在0.25g/cm3以上。目前行业内高密度基布的理想密度要求达到0.3g/cm3以上。工艺与本文2.1超纤合成革基布生产工艺基本类似，不同点在于后处理工序。生产过程中，应注意两种纤维的混合须充分均匀。在针刺工序时，须保证织物内在的充分缠结，布面须平整及正反两面松紧相近，但植针密度不宜过大、过于结实，要为后道收缩均匀性和充分性打好基础。在后整理工序中，行业内推广采用热水收缩方式，该工艺具有收缩效果佳（涤纶收缩率能达70%以上）、布面均匀性好、过程较易控制等特点。在该道工序中，须注意坯布进布张力的控制，一般产品在进入收缩槽前，先进行预喂入，尽量减少张力，使坯布在收缩时不受其它因素的干扰。收缩工艺温度须控制在90℃以上，车速根据布浸渍时间及收缩效果而设定。

4.超纤皮革基布生产

超纤皮革作为一个新兴产品，它的应用空间将十分广阔。随着人们对海岛纤维皮革的认识加深以由于超纤皮革基布属于高端品质布，所以生产技术和工艺研究的难度很大。而且对设备的性能要求相当高，尤其是梳理机和铺网机。而普通皮革基布生产线前道设备的性能达不到生产超纤基布的工艺要求，所以采用普通皮革基布生产线直接转产超纤基布的难度很大。另外，为了保证成网层结构不受破坏，必须配备HJC喂入机构，将纤网层直接送入到预针刺机的针刺区；为了让基布在针刺机台间运行时，减少不必要的拉伸，最好配置单针板高速针刺机，并且使基布沿水平线方向运行。

5.高密度合成革基布的制作

高密度合成革基布的原料一般采用锦纶和高收缩涤纶两种纤维混配，混配比例锦纶>高收缩涤纶，锦纶含量一般在55%以上（质量分数）。普通常规锦涤产品手感好、强力高，但密度低；而应用高收缩涤纶后的锦涤产品虽强力相对略低，但密度较高，一般均在0.25g/cm3以上。在生产过程中，两种纤维的混合必须充分均匀；针刺工序须保证纤网内的纤维充分缠结、布面平整、正反两面松紧相近，但不宜植针密度过大、纤网过于结实，要为后道工序均匀和充分的收缩打好基础。最佳后整理方法是热水收缩整理，该方法具有收缩效果佳（涤纶收缩率能达70%以上）、布面均匀性好、过程较易控制等特点；在后整理工序中须注意坯布布进张力的控制，一般在坯布进入收缩槽前先进行预喂入，尽量减少张力，使坯布在收缩时不受其他因素干扰；收缩工艺的最佳温度是控制在90℃以上，车速根据坯布浸渍时间及收缩效果而设定。

6.玻璃纤维、碳纤维针刺毡生产线

玻璃纤维针刺毡生产线的关键是梳理机的机型、针布的选用以及玻璃纤维毡的针刺生产工艺。针刺机的生产工艺最佳工作频率为400r/min左右，针板的植针密度在4000针/m为佳。固结针刺机的植针密度必须<6000针/m，否则玻璃纤维很难成型。另外，碳纤维针刺是十分困难的问题，我公司通过近年试验已研制出生产碳纤维毡的专用针刺机（YBG343B型针刺机）。

四、结语

面对激烈的市场竞争，各针刺法非织造布生产企业要针对本企业的技术优势、设备优势、资源优势和地域优势等各种优势，扬长避短，适时开发适合市场需要的新产品，提质降耗，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。结合针刺法非织造布性能，加大对新设备的研制与分析，有助于企业竞争力水平的提高。

【参考文献】

[1]赵博.针刺非织造布性能的測试与分析[J].合成技术及应用，2012，27（03）：42-45.

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