针刺密度----设备

§4-8 针刺工艺与产品性能

一、针刺非织造材料的结构性能和应用

针刺非织造材料通常为中厚型，单位面积质量范围为80~2000g/m2。针刺非织造材料可采用各种纤维，机械缠结后不影响纤维原有特征，纤维之间柔性缠结，具有较好的强度、尺寸稳定性和弹性。

针刺非织造材料的纤网由三维排列并相互缠结的纤维构成，其内部孔隙呈弯曲状，特别有利于过滤作用。针刺非织造材料具有良好的通透性。

针刺非织造材料的主要应用有地毯、装饰用毡、运动垫、褥垫、家具垫、鞋帽用呢、肩垫、合成革基布、涂层底布、熨烫用垫、伤口敷料、人造血管、热导管套、过滤材料、土工织物、造纸毛毯、油毡基布、隔音隔热材料以及车用装饰材料等。

短纤针刺非织造土工布的基本技术要求(GB/T 17638-1998)

长丝纺粘针刺非织造土工布的基本技术要求(GB/T 17639-1998)

针刺造纸毛毯的结构和应用

开孔度大，基布纵向强力大，毯面平整，脱水快，毯质轻，适用于高速纸机引纸毯、高档卫生纸、薄型纸。

针刺造纸毛毯的结构和应用

具有强力高，运行稳定，基布储水量大等特点，表层和底层基布的经纬纱分别采用0.3、0.35、0.5单线及0.2/4、0.2/6、0.2/8等合股线的不同组合变化，可满足纸板、文化用纸、新闻纸、高档卫生纸、薄型纸、特种纸等中高速纸机的生产需要。

二、针刺工艺参数及其对针刺非织造材料性能的影响

(一)主要工艺参数及其对产品性能的影响

影响针刺非织造材料性能的主要因素有针刺深度、针刺密度、刺针规格型号和排列等。刺针规格型号和排列等需停机替换，而针刺深度和针刺密度可以在线调节。

1、针刺深度

针刺深度是指刺针针尖穿过托网板到极限位置时，针尖到托网板托持纤网的表面的距离，即针刺时刺针穿过纤网后伸出纤网的最大长度。

针刺深度示意

确定针刺深度的原则

粗长纤维组成的纤网，针刺深度可深些，反之则浅些。

单纤强度较高纤维组成的纤网，针刺深度可深些，反之则浅些。

单位面积质量较大的纤网，针刺深度可深些，反之则浅些。

较蓬松的纤网，针刺深度可深些，反之则浅些。

要求硬实的产品，针刺深度可深些，反之则浅些。

要求针刺密度较高的产品，先深后浅。

预针刺比主针刺深。

针刺深度可根据原料种类、纤网厚度和产品性能要求来确定，通常为3~17mm。如：

1.5d×38mm的棉纤维选7mm。

4d×51mm的纤维选10mm。

加工铺设基布的芳砜纶过滤材料时，选11~14mm。

条圈针刺选7~8mm。

节距图案针刺选6~7.5mm。

绒面针刺选9~14mm。

针刺深度与刺入纤网的钩刺数

2、针刺密度

针刺密度是指纤网单位面积内所受到的针刺数，为针刺工艺的重要参数。针刺密度可按下式计算：

式中：D n－针刺密度(刺/cm2)

N－针板植针密度(枚/m)

ｎ－针刺频率(rpm)

ｖ－纤网输出速度(m/min)

计算示例：

生产仿麂皮产品，要求D n=8000刺/cm2，n=1200rpm，N=4000枚/m，求生产速度v。

该速度显然不切合生产实际，可提高针板植针数来增加生产速度。再增加两台8针板针刺机，则：

v=0.06×17=1.02(m/min)

针刺生产速度一般为1~10 m/min ，最高可达到30 m/min ，花色针刺生产速度最高可达到7 m/min ，实际针刺节距图案时为0.4~1.2 m/min ，条圈和绒面针刺时生产速度一般为2~4 m/min。

针刺密度与产品性能的关系：

针刺密度↑→纤维缠结程度↑→针刺非织造材料强度↑

针刺密度↑↑→纤维断裂↓→针刺非织造材料强度↓

针刺密度与针刺遍数的关系：

针刺后的纤网退卷再经同一生产线针刺，针刺密度可增加1倍。由此，较少的针刺机也可生产高针刺密度的产品，但生产效率较低。

(二)针刺力

针刺过程中，刺针的钩刺带着一小束纤维刺入纤网，该作用使刺针受到的阻力称为针刺力。

针刺力是动态变化的。当刺针开始刺入纤网时，针刺力增加很缓慢；当刺针逐渐深入

纤网时，进入纤网的钩刺数也逐渐增加，针刺力剧增并达到最大值；当刺针穿出纤网后，针刺力以波动方式逐渐下降。针刺力可间接地反映出针刺过程中刺针对纤维的转移效果和损伤程度，因此，可通过针刺力的测试来进一步研究针刺频率、针刺深度、针刺密度等工艺参数的合理性。

普通刺针的最大针刺力可达到7~10N，叉形针则有30~50N。

影响针刺力的因素：

纤维长度↑细度↓摩擦系数↑→针刺力↑

纤网单位面积质量↑→针刺力↑

铺设基布→针刺力↑

纤网密度↑→针刺力↑

针刺频率↑→针刺力↑

针刺深度↑→针刺力↑

针刺密度↑→针刺力↑

三、典型针刺生产工艺流程

奥地利Fehrer公司推荐的土工织物工艺流程，特点：

工艺过程简练，生产效率高。

预刺无“FFS”系统，厚纤网易拥塞。

产品幅宽受K12的限制。

该流程适合一定规格产品的大批量生产。

奥地利Fehrer公司推荐的又一土工织物工艺流程，特点：

采用“FFS”系统，有利于厚纤网喂入。

采用纤网牵伸机构，有利于提高纵向强力。

采用4针板对刺，可缩短工艺流程，减少占地面积。

奥地利Fehrer公司推荐的合成革基布工艺流程，特点：

采用“FFS”系统，有利于厚纤网喂入。

采用四台双针板针刺机连续主针刺，上刺下刺交替进行。

异位对刺有利于提高针刺强度。