針刺法非織造布性能對新設備研制的影響

葉飛 張聰聰 史敬月

【摘 要】目前，我國非織造布技術工藝發展迅速，針刺法在其中的應用較為廣泛，為了進一步提高我國紡織業技術水平，以針刺法非織造布性能為基礎加強新設備的研究與創新具有現實意義。

【關鍵詞】針刺法；非織造布；設備研制；設備性能

針刺法生產線在非織造布生產線中所占比例約為28%～30%，產量約占22%～25%。針刺法非織造布表面平整，具有良好的強力、密度和彈性以及耐磨性、舒適性、屈撓性、透氣性和各向同性，呈多層三維網狀結構。產品主要應用于合成革基布以及過濾、土工、裝飾材料等領域。

一、針刺法非織造布生產線種類

早期的針刺法非織造布產品多數是由纖維或服裝業的下腳料制成質量粗糙的墊子，用于家具襯墊、地毯底布、家用裝飾品等。現今，由于針刺技術的不斷發展，針刺法非織造布產品應用已滲透到工業、農業、國防、醫療等各個行業。人造革、合成革基布、防水基布、油氈基布、土工布、地毯、保溫材料、汽車用非織造布產品；針刺絨類織物；過濾材料以及工業用氈；衛生用品等，這些都離不開新型針刺設備與針刺生產技術的開發與應用。

二、工藝要求及相關設備的發展現狀

實踐證明，不同類型的針刺法非織造布，其生產工藝流程是不同的，所需的設備配置也是不同的。所以，配置的設備性能不但要可靠，而且必須滿足針刺法非織造布生產工藝的需要，才能生產出高品質的產品。目前，雖然經過不斷吸收國際先進技術，國產針刺法聯合機的技術水平逐漸得到完善，但總體發展速度不是很快。主要問題有以下幾個方面。（1）梳理機的門幅、出網速度以及出網品質，這直接影響到鋪網和針刺設備的速度；（2）雖然鋪網機的門幅和小車的鋪網速度有所提高，但不勻率（CV值）有待進一步改善；寬幅和高速鋪網機的研制問題也有待解決；（3）針刺機的針刺頻率和針板布針形式沒有質的飛躍，直接影響到針刺法非織造布的生產速度和產品品質以及高速針刺法的研制等與之相關的問題；（4）高速切邊卷繞機的研制，要求切邊整齊，布卷要緊。

三、針刺法非織造布設備發展分析

1.過濾材料針刺生產線

以化纖為原料的針刺過濾材料生產線，因過濾氈的密度必須在800～1000針/cm2左右才能滿足基布的要求，1條日產7千m2的生產線（2.4m、500g/m2）最好選用7～8板最為合理，一般情況下前道均采用雙梳理一次成型。

2.根據實際運行參數調整設備裝機容量

在整條生產線上，裝機功率最大的設備是牽伸風機電機，為6000V、500kVA。但是實際生產線運行時無論風量還是風壓都有很大的余量。由于離心式風機在保持基本參數范圍正常運轉的前提下可調余地小，為了穩定運行，多余的風量不得不從另外的排放管排出室外，浪費許多能源。現根據實際情況將風機的標稱風量和風壓作一些調整，將風量在原基礎上減小約25%，風壓減小約20%，則功率可至少減少30%，裝機功率可以減少到315kVA，這樣不僅減少了185kVA的裝機功率，大大節約能源，同時電機也可以使用380V的，避免了使用6000V高壓電機的不便，也減少了高壓電控的直接投資費用和管理費用。由于冷軋機幅寬減半、牽伸風流量減少等因素，相配套的冷水機和水泵等輔助設備的裝機也有所減少，冷水機從120kVA減為90kVA，水泵從3×22kVA減為3×15kVA，冷水塔從7.5kVA×2減為4kVA×2。此部分將減少裝機約58kVA。使用更新型的干燥配套設備，裝機功率可由原來的240kVA下降到約130kVA。由于后部設備幅寬減半，與其配套的驅動和加熱等功率預計約可較少1/3，大約減少120kVA。烘干機和定型機使用燃油鍋爐加熱，由于體積減小，熱量的損失也減小，效率得到提高，因此燃油量下降，使用費用降低。

3.高密度合成革基布制作

原料一般采用錦綸和滌綸（高收縮纖維）兩種混配。從客戶要求及生產實踐來講，兩種纖維的混配比例錦綸>高收縮滌綸，其中錦綸含量一般在55%以上。普通常規錦滌產品手感好、強力高，但密度低；而應用高收縮滌綸后的錦滌產品，雖強力相對略低，但密度較高，一般均在0.25g/cm3以上。目前行業內高密度基布的理想密度要求達到0.3g/cm3以上。工藝與本文2.1超纖合成革基布生產工藝基本類似，不同點在于后處理工序。生產過程中，應注意兩種纖維的混合須充分均勻。在針刺工序時，須保證織物內在的充分纏結，布面須平整及正反兩面松緊相近，但植針密度不宜過大、過于結實，要為后道收縮均勻性和充分性打好基礎。在后整理工序中，行業內推廣采用熱水收縮方式，該工藝具有收縮效果佳（滌綸收縮率能達70%以上）、布面均勻性好、過程較易控制等特點。在該道工序中，須注意坯布進布張力的控制，一般產品在進入收縮槽前，先進行預喂入，盡量減少張力，使坯布在收縮時不受其它因素的干擾。收縮工藝溫度須控制在90℃以上，車速根據布浸漬時間及收縮效果而設定。

4.超纖皮革基布生產

超纖皮革作為一個新興產品，它的應用空間將十分廣闊。隨著人們對海島纖維皮革的認識加深以由于超纖皮革基布屬于高端品質布，所以生產技術和工藝研究的難度很大。而且對設備的性能要求相當高，尤其是梳理機和鋪網機。而普通皮革基布生產線前道設備的性能達不到生產超纖基布的工藝要求，所以采用普通皮革基布生產線直接轉產超纖基布的難度很大。另外，為了保證成網層結構不受破壞，必須配備HJC喂入機構，將纖網層直接送入到預針刺機的針刺區；為了讓基布在針刺機臺間運行時，減少不必要的拉伸，最好配置單針板高速針刺機，并且使基布沿水平線方向運行。

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錦綸和高收縮滌綸兩種纖維混配，混配比例錦綸>高收縮滌綸，錦綸含量一般在55%以上（質量分數）。普通常規錦滌產品手感好、強力高，但密度低；而應用高收縮滌綸后的錦滌產品雖強力相對略低，但密度較高，一般均在0.25g/cm3以上。在生產過程中，兩種纖維的混合必須充分均勻；針刺工序須保證纖網內的纖維充分纏結、布面平整、正反兩面松緊相近，但不宜植針密度過大、纖網過于結實，要為后道工序均勻和充分的收縮打好基礎。最佳后整理方法是熱水收縮整理，該方法具有收縮效果佳（滌綸收縮率能達70%以上）、布面均勻性好、過程較易控制等特點；在后整理工序中須注意坯布布進張力的控制，一般在坯布進入收縮槽前先進行預喂入，盡量減少張力，使坯布在收縮時不受其他因素干擾；收縮工藝的最佳溫度是控制在90℃以上，車速根據坯布浸漬時間及收縮效果而設定。

6.玻璃纖維、碳纖維針刺氈生產線

玻璃纖維針刺氈生產線的關鍵是梳理機的機型、針布的選用以及玻璃纖維氈的針刺生產工藝。針刺機的生產工藝最佳工作頻率為400r/min左右，針板的植針密度在4000針/m為佳。固結針刺機的植針密度必須<6000針/m，否則玻璃纖維很難成型。另外，碳纖維針刺是十分困難的問題，我公司通過近年試驗已研制出生產碳纖維氈的專用針刺機（YBG343B型針刺機）。

四、結語

面對激烈的市場競爭，各針刺法非織造布生產企業要針對本企業的技術優勢、設備優勢、資源優勢和地域優勢等各種優勢，揚長避短，適時開發適合市場需要的新產品，提質降耗，使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。結合針刺法非織造布性能，加大對新設備的研制與分析，有助于企業競爭力水平的提高。

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