针刺非织造合成革基布的质量控制_窦宝盛

针刺非织造合成革基布的质量控制
窦宝盛
(浙江繁盛纺织集团,浙江绍兴312025)
摘 要:结合生产实际重点分析了针刺非织造合成革基布的原料性能、梳理、铺网、针刺、定型等关键工序的设备以及影响基布质量的控制工艺。

关键词:非织造布;针刺;合成革基布;质量;控制;探讨
中图分类号:T S176.3文献标识码:A文章编号:1005 2054(2004)02 0023 03
随着科学技术的不断进步,非织造布因其具有特殊的性能得到了飞速发展并拥有广阔的应用领域,它拥有特殊的织物组织结构和优良的透气、透湿、柔软、耐磨、舒适等特性,用其制成的合成革更接近于天然革的风格,深受人们的青睐,被广泛地用于制鞋、箱包、家具、服饰等行业,具有广阔的市场应用前景。

而合成革的物性指标和许多特性则主要依赖于基布,因此,基布质量的好坏直接影响到合成革的质量,所以对基布提出了更高的质量要求。

针刺非织造合成革基布的质量主要表现在物性指标、密度均匀度、表面平整度和手感柔软等几个方面,那么如何利用国产设备来提高基布的质量?我们通过近几年的生产和实验,从以下几个方面谈一谈质量控制的体会。

1原料的性能及配比
纤维是针刺合成革基布的主要原料,对基布的质量影响归结起来主要有两个方面。

一方面是纤维物化性能和表观性能,另一方面是纤维在梳理成网和针刺加工工艺过程中的适应性。

因此,必须根据基布的质量要求选择适当的纤维原料。

1.1 纤维纤度
纤度是表示纤维的粗细程度,相同克重的非织造织物纤维纤度越小,则纤维数量越多,纤维与纤维接触面越大,纤维间缠结点越多,变形阻力越大,在相同的加工工艺条件下用细旦纤维制成的基布物性指标较高,而且手感相对比粗旦纤维来说更柔软、细腻和舒适。

收稿日期:2004 04 19
作者简介:窦宝盛(1967 ),男,江苏仪征人,一直从事非织造布、化纤技术、生产和管理工作,工程师。

1.2 纤维的强伸度
纤维的强度越高,则基布的机械性能越好,反之则差。

纤维的断裂伸长越大,表示其韧性越好,在梳理成网和针刺加工过程中损伤少,短绒也少,纤维原有的强度损失也相对较少。

1.3 纤维的主体长度
纤维主体长度越长,则纤维间的接触点越大,单根纤维缠结点多,抱合力强,纤维间相互位移的阻力增大,相同平方米克重纤维数量少,织物整体一致性高。

总体来说,在选择原料时纤维纤度细一点,主体长度长一些,断裂强度和断裂伸长大一些,这样有利于提高非织造合成革基布的物性指标。

但也不是越细越好,越长越好,这还得考虑到开松、梳理等加工工艺要求。

纤维过细、过长则给开松带来困难,在梳理时又容易出现缠结锡林和分梳不开等问题。

一般针刺人造革基布纤维纤度在1.67~ 2.78dtex,主体长度51mm左右,断裂强度 4.7cN/dtex,断裂伸长偏大一些为好。

当然除上述特性外,还有一些外在表观性能,比如卷曲度、含油率、疵点数等影响生产的特性指标。

卷曲数高,则有利于纤维之间的相互缠结,但过高的卷曲数使得纤网过于蓬松,对后道针刺加工产生一定难度。

纤维中含有一定量的油剂,可以减少纤维之间、纤维与金属之间的摩擦,防止静电产生,便于梳理成网。

疵点是在纤维生产过程中产生的,过多的疵点在纤维梳理过程中容易滞留在锡林以及各梳理辊的针布针齿内,严重时影响梳理机的梳理和成网质量。

所以在选择原料时应考虑到既要有利于提高基布的质量,又要有利于生产的顺利进行。

2主要设备的配置及工艺调整
第12卷第2期2004年6月非织造布
Nonwovens
Vo l.12,No.2
June.,2004
技术探讨 Technical lnvestigation s
根据针刺非织造人造革基布的特殊要求,其生产流程和设备与一般针刺非织造布有很多不同之处,生产流程长、工艺要求高、质量控制点多是其主要特点,国产设备生产流程如下:
纤维原料 开包机 粗开松 多仓混棉机 精开松 气压棉箱均匀给棉 梳理机 铺网机 预针刺机 3~5台主针刺机 针刺修面 前道成卷 热风穿透定型机 轧烫机 切边成卷机
选择上述生产流程,其优点主要有:
(1)开松充分,混棉均匀;
(2)梳理仔细,成网质量好;
(3)铺网均匀度好,克重不匀率小;
(4)针刺密度高,纤维缠结牢;
(5)表面平整度好,厚度均匀性好。

下面就上述流程中的关键设备及工艺调整做一些重点探讨。

2.1 梳理机
梳理机是把前道已开松并混合好的束状、块状纤维通过逐步分梳形成连续输出的薄网,一般选用双锡林、双道夫、双杂乱,这样的设备满足高产、高质量、高杂乱的要求。

主要是通过锡林与工作辊、转移辊建立起来的分梳环进行分梳,每台套一般有7~9个分梳点,其中胸锡林有2~4个,主锡林有4~6个。

以纤维进入梳理机到输出来看,针布针齿由高到低,齿密由少到多,梳理隔距由大到小,速度由低到高,这样的配置能使纤维得到充分的分梳、除杂和伸直。

然后利用道夫的凝棉作用把分布在主锡林上的单纤维凝集其上,再通过前后两道杂乱辊利用其相互接触处切线方向的相对速度差来改变纤维在薄网中存在的方向性,降低纤维的取向度,增加纤网的各向同性,最终改善针刺合成革基布的纵横向力学性能。

2.2 四帘交叉折叠铺网机
该设备是把梳理机连续不断输出的纤网通过其特殊的往复运动铺成一定幅宽和一定层数的蓬松网,随底帘进入针刺区固结。

人造革基布的织物密度不匀率主要决定于铺网机的铺网性能。

传统机械铺网机一般会出现两边克重大、中间克重小的情况,人造革基布也不例外。

在生产过程中我们通过不断摸索和调整,根据不同原料的性能和纤网强度,采取稳定输入帘的速度,改变铺网小车的换向速度,减少换向停留时间。

并对铺网小车的速度进行分段控制,把同一单行程划分成5段,以一端为0起点,分别为15%、30%、70%、85%、100%这5个行程段,并在各段设定不同的速度。

把中间30%~70%段小车的运动速度假定为V0,则1%~15%段的速度为1.15V0;15%~30%段的速度为1.08V0;70% ~85%段的速度为1.08V0;85%~100%段的速度为1.15V0。

同时能够有效地解决克重不匀的缺点。

根据不同原料的性能和薄网的牵伸设定不同的分段速度,能够将基布的克重不匀率降低到 4%的范围内。

2.3 针刺机
针刺机是利用数以万计的带有单向钩刺的刺针对蓬松的纤维网进行反复穿刺而使纤网得以固结,并要求尽可能地减少对纤维的损伤。

因此,选择刺针类型和调整针刺工艺对提高基布的质量有较大影响。

2.3.1 预针刺机
预针刺机一般采用锥形针15 1 38 3.5R222 G53017和15 18 40 3.5R222G3027两种针型。

刺针针尖与第一钩齿距离均为6.28mm,钩齿深度均为0.06mm。

靠近进口罗拉的7~11排用锥形针,其工作段相对较粗,强度较高,能够满足对蓬松纤网的初步加固,但若用多了,则成品的布面针迹较为明显。

预针刺机的布针密度一般为3000~4500枚/m,采用杂乱布针方式优于直线型布针,后者主要是成品布横纹较为明显。

预针针频一般为450~ 650刺/min,不宜过低,过低的针频能够加大预牵伸比;针刺深度一般为9~11.5mm,以织物经过预针刺后反向纤维网不分层为准。

牵伸比为1.15~ 1.3,以偏小掌握为宜,在针刺区不发生纤网拥塞的情况下牵伸比越小,预针刺针迹越不明显。

适当提高预针针频和减小针深是降低预牵伸倍率的主要措施。

因此,合理调节预针刺针频、针密、针深以及牵伸比是针刺非织造人造革基布初步成型的关键工艺。

2.3.2 主针刺
主针刺区的针型一般采用15 18 40 3.5 R222G3027/3047,也有在第三、四台针刺机采用15 18 40 3M222G3037/3047或15 18 40 3 C222G3037等混合针型。

我们通过比较试用后发现对纤维原料卷曲度高、蓬松性好、弹性模量大、断裂强度高的纤维或人造革基布物性指标要求高的宜采用混合针型。

而且M型、C型两种针型相邻两个钩齿间的距离较短,分别为1.6m m和1.06m m,R型
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是2.18m m 。

这样在频率一致、刺入织物内齿数相同的情况下,M 型、C 型两种针型针深相对较浅,且被钩刺抓取的纤维在织物中的行程相对较短,因而能够有效地减少刺针对纤维的损伤和织物在针刺部分的意外牵伸,对提高基布的强度、撕裂强力、顶破强度等力学指标和克重均匀性有明显效果。

主针刺区的针频、针深、针密、布进量是4个重要的工艺参数,在生产过程中应根据所用原料和基布的规格、品种不断优化调整。

一般主刺区的前2台针刺机因纤维还未缠结牢靠,位移阻力小,活动性较大,针深可深一些,针频可适当低一点,针密也可小一些。

如此的工艺配置可提高基布的层间剥离,同时也可为后面进一步针刺加密留有余地。

在速度一定的情况下,通过调节针频来调节布进量,以达到布面无明显横纹和重复针现象。

主刺区后面2台针刺机其针深不宜过深,但针频可适当提高,主要是因为织物通过主刺区前2台针刺以后纤维设置可有效避免刺针过多损伤纤维而影响基布强力,同时低针深和高频针频的工艺结合可有效地减少刺针在织物内部的停留时间,同样也能有效地控制针刺部分的自由牵伸。

2.3.3 修面机
最后1台针刺机为修面机,该机植针密度较大,一般为16000枚/m,选用的针型为15 18 42 3R 111G3017。

此针型的工作段较细,以减少布面针孔,采用低针深、高针频、高针密是该机的主要工艺,目的是减少布面毛羽,提高布面平整度。

2.4 人造革基布后整理
采用双圆网热风穿透式定型烫光机将进一步提高布面平整度,消除基布内部因刺针对纤维冲击所产生的应力,提高织物密度,增加尺寸稳定性,并将基布压烫到制革所需的厚度。

根据基布的规格品种和所用原料选择合理的定型温度、压烫温度以及速度和定型时间。

温度过高、速度过低、时间过长,则基布的收缩过大,板实手感较硬,折纹明显,严重时会有粘辊现象。

反之,温度过低、速度过快、停留时间过短,纤维未达到屈服状态,织物内部的应力还未完全消失,则定型效果不好,厚度有反弹现象,布面毛羽明显,尺寸稳定性差、易变形,因此,必须选择合理的工艺参数。

一般生产涤纶220g /m 2 0.9m m 产品的双圆网温度为120~130 ,压烫温度为150~160 ,速度为20~22m /min 。

生产锦/涤(50/50)230g/m 2
1.0mm 产品的双圆网热风温度为145~155 ,压烫温度为160~170 ,速度为18~20m/min,其他规格不再一一列举。

在生产过程中可根据设备、原料、基布品种并结合上述工艺思路优化调整。

3结语
3.1 通过对针刺机刺针类型的选择以及对针刺机、梳理机工艺的调整,能够减少设备对纤维的损伤,有效地提高针刺非织造合成革基布的力学性能。

特别对杂乱比的调整和减小针刺区的意外牵伸,能够使得纵/横向撕裂强力接近1 1。

3.2 对铺网机铺网速度可变性分段控制和针刺工艺的优化组合,可减少自由牵伸比,从而提高针刺非织造人造革基布的均匀度。

Quality Control of Needle Punched Synthetic Leather Substrate
DOU Bao sheng
(Zhejiang Fansheng Textile Group)
Abstract :In the paper,material property of needle punched nonwovens synthetic leather,equipm ent for card -ing ,w eb forming ,needle punched,setting process,process control for substrate quality are analyzed.Keywords :Nonw ovens;Needle punched;Sy nthetic leather substrate;Quality ;Control;Ex ploration.
2004年(总第46期)窦宝盛:针刺非织造布合成革基布的质量控制25。