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合理选用针刺机很关键
时间:2015年3月4日 作者:王浦国 马月双 来源:中国纺织报

近年来,针刺非织造行业发展迅猛。针刺法非织造工艺生产流程短,原料适应性强,初期投资少,所以针刺工艺生产线在非织造生产线中所占的比重越来越大。本期“技术论坛”就介绍一下针刺机选型的相关知识,希望能对读者有所启发。

在非织造生产过程中,想使生产的针刺非织造材料的物理机械性能优异,产品附加值高,市场竞争力大,配备一条优质合理的针刺非织造材料生产线是一个关键问题。

针刺机是针刺非织造材料生产线最核心的设备,一般在一条针刺非织造材料生产线中包括一台预刺针刺机和多台主刺针刺机,有些生产线还包括起绒针刺机、花纹针刺机或修面针刺机等用于改变针刺非织造材料的外观形态,提升产品附加值的专用针刺机。针刺机性能的优劣、是否配置合理是能否获得好产品的前提,直接决定了最终产品的各项性能指标。因此,在配置针刺非织造材料生产线时,针刺机的科学选型显得尤为关键。 

根据产品面密度选择针刺动程

针刺动程是指刺针在最高点到最低点移动的最大位移,其值等于曲轴偏心距的两倍,是针刺机的一项非常重要的参数。预刺针刺机针刺动程一般配置为40~60毫米,也有的配置为65毫米、70毫米、75毫米等,这主要是根据最终产品的面密度进行配置。生产面密度较低(≤1000克/平方米以下)的产品,预刺针刺机针刺动程可适当选小一些,一般常规机型的针刺动程都是50~60毫米。对于生产高面密度(1000~2000克/平方米)的产品时,针刺动程配置为70毫米或75毫米,如陶瓷纤维针刺机针刺动程为70毫米。对于特殊产品,针刺动程甚至可以配置得更大。

当产品面密度达到1000~2000克/平方米时,针刺机针刺力大,即对机器冲击力大,机器振动也非常厉害,此时不但针刺机的针刺动程要考虑选择较大一些的,还要考虑选择针刺频率较低,且更加牢固,机架铁板更厚,主轴更粗的重型针刺机,以减小机器振动,保持针刺机稳定。主刺针刺机针刺动程一般较小,为30~40毫米,且大多数针刺机选用38毫米的针刺动程。

根据机型和产品选择植针密度

植针密度是指沿幅宽方向1米长度针板上所配置的刺针数量,单位为枚/米。

纤网进入预刺针刺机时,处于非常蓬松的状态,纤网厚度大,纤维间作用力非常小,在加固过程中纤网结构易遭到破坏,预刺针刺机对其进行初步加固,可以获得一定的纤网强力。所以预刺针刺机植针密度较低,一般为3000~5000枚/米。主刺针刺机一般配置4000~8000枚/米,双针板针刺机则达到8000~16000枚/米。

修面针刺机一般配置为最后一道针刺,用于去除针刺非织造材料表面的针痕,所以所选用刺针应该比较细,针刺深度应该较浅,植针密度也应该较高,一般单块针板配置为6500~7000枚/米。生产玻璃纤维和废纤维针刺非织造材料一般配置植针密度为3000~4000枚/米,生产土工布一般配置植针密度为4000~6000枚/米,生产皮革基布植针密度一般配置较高,为6000~8000枚/米,生产针刺过滤非织造材料则配置在6000枚/米左右。   

依据原料线密度和产品选择刺针

刺针是完成针刺作用的最终部件,刺针的选择非常关键,一般需要考虑选择刺针的针号和针形。刺针包括针叶、针腰和针柄三部分,三部分的粗细分别以针叶号、针腰号和针柄号来表示。生产中经常提到的针号指的是针叶号,针号越大,表示刺针越细,刺针强度越低,加工时刺针越容易断裂。

一般可见到的刺针针号为36~42号,36号刺针针叶高为0.58毫米,42号刺针针叶高为0.43毫米。针号的选择是和生产采用的纤维线密度密切相关的,如采用0.1~1.5分特克斯粗细的纤维原料时,一般选用42号刺针。采用6~10分特克斯粗细的纤维原料时,一般选用38号刺针。采用18~30分特克斯粗细的纤维原料时,一般选用36~32号刺针。当采用大于30分特克斯的纤维原料时,可以选用30号甚至更粗的刺针。

当数台针刺机组成针刺生产线时,为了减少针刺产品表面的针痕现象,刺针针号选用的一般原则为“细——粗——细”。即预刺针刺机的刺针针号选择可以略大,以使纤网在较缓和的刺针作用下压缩加固。而主刺针刺机按“先粗后细”的顺序选用刺针,以减少针刺非织造材料表面的针痕。

按照针叶横截面形状分类,常见的刺针针形有三角形刺针、叉形刺针、十字星形刺针、锥形刺针和水滴形刺针。刺针针形的选择和生产的产品类型有关,如生产起绒针刺非织造材料、花纹及毛圈针刺非织造材料时,针刺机所采用的是叉形刺针;当生产有机织物增强的造纸毛毯和过滤针刺非织造材料时,则采用水滴形刺针,可减轻对机织物增强材料的损伤。三角形刺针是采用最为广泛的一种刺针,生产大多数针刺非织造材料时都可采用。锥形刺针较相同针号的三角形刺针强度更高,不容易断针,所以可在生产废纤针刺非织造材料时采用。  

优选针刺机幅宽降低成本

针刺机的幅宽一般为2.5~2.8米、3.6米及4.5米,用于土工针刺非织造材料生产的针刺机幅宽比较宽,有的可以达到10米或更大的幅宽。由于主轴箱式针刺机是采用仿Fehrer公司的主轴箱箱体结构,受主轴箱箱体尺寸限制,单个箱体一般为1.1~1.4米。一般采用2~4个箱体,针刺机幅宽为2.2~5.6米,也有采用6~8个箱体的针刺机,幅宽可以超过10米。针刺机的幅宽是和针刺机的售价直接相关的,一般针刺机的售价为低速针刺机约4万元/米,中速针刺机约9.5~10万元/米,高速针刺机约12万元/米。幅宽越宽,则针刺机售价越高。

同时,还有一个因素是必须要考虑的,即非织造纤网随着针刺道数的增加,纤网会出现幅宽收缩的情况,生产的纤维越细,纤网的幅宽收缩就会越严重。如在采用3D的纤维进行生产时,纤网在喂入预刺针刺机时幅宽为3.6米,经过预刺针刺机和四台主刺针刺机针刺后,纤网可收缩到3.1米。在充分考虑到纤网幅宽的收缩影响后,在配置针刺机时,则可以依次配置较低幅宽的针刺机,可有效降低设备成本。如将幅宽3.6米的高速针刺机变为幅宽3.1米的高速针刺机,则仅此一台针刺机即可节省成本约6万元人民币。由此可见充分考虑幅宽收缩的因素,对于企业降低设备成本来说是立竿见影的。

合理选用预刺针刺机是前提

对于一条针刺生产线而言,科学合理地选用预刺针刺机是非常关键的。如上所述,蓬松的纤网进入预刺针刺机时,纤网结构易遭到破坏,并且易造成纤网堵塞剥网板和托网板间隙,出现纤网无法顺利通过预刺针刺机的情况。所以,预刺针刺机能否顺利生产出纤网结构稳定、纤维质量分布均衡的纤网,是生产能否顺利进行,产品是否合格的前提条件。

预刺针刺机有向下刺和向上刺两种,一般都采用向下刺的机型,也有少数企业采用向上刺的机型。向上刺的机型主要在生产面密度较低的产品时采用。采用向上刺的机型时,纤网是从下方受到向上方向的针刺,所以纤网会随着刺针贴近上面的托网板,并在托网板和剥网板间随刺针的作用而振动,这有利于纤网顺利通过针刺机。如果采用向下刺的机型,纤网在刺针作用下紧贴在下方的托网板上,纤网不容易前移,造成纤网堵塞,从而影响生产的顺利进行。

在进行针刺机选型时,应尽量做到科学合理地选择针刺机。这不仅有利于降低企业成本,也直接关系到生产线能否顺利投产,能否生产出质量优良的产品。

 
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