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针刺合成革基布的生产技术探讨

针刺合成革基布的生产技术探讨刘亚文 (青岛宏高非织造布有限公司,青岛,266042)

摘 要:结合生产线的设备特点,讨论了针刺合成革基布生产过程中的原料选择及各工序的生产工艺。关键词:针刺法,合成革基布,生产技术

中图分类号:TS174.6 文献标识码:A 文章编号:1004-7093(2005)05-0026-03

聚氨酯(PU)合成革在结构和性能上均模拟天然皮革,以编织起毛布或非织造布为基材,经PU 等高分子物质浸渍处理,形成带有连续孔隙粘结的三维结构,再赋予耐磨、弹性好、柔软、抗拉强力高、抗溶剂性及透气性好的PU表皮层。PU革可像天然皮革一样进行片切、磨削,并且具有天然皮革所特有的透气、透湿性能。合成革生产技术兴起于20世纪60年代,随着化学工业塑料行业的不断进步,合成革生产技术取得了快速的发展。我国的合成革生产技术在80年代后取得了极大的进步,目前我国合成革产量居世界前列,国内市场的用量也在逐年提高。特别是进入90年代以来,由于各国加大了对环境保护的力度,实行退耕还林、退牧还草等恢复生态的措施,使得皮革工业产量逐渐下降,合成革正逐步用来替代真皮革,因此加快合成革工业的发展对弥补天然皮革的不足具有重要的社会意义和潜在的经济效益。

要仿皮革,必须对皮革结构有所了解。皮革由胶原纤维相连而成,纤维是非连续的,在毛孔四周呈一定的分布,其表面经磨绒后有特殊的光泽。选择适当的基布是PU革生产厂家的首要任务。PU 革要达到仿真效果,其基布必须具备以下几个条件:

(1)内部结构无规则;

收稿日期:2005-04-25

作者简介:刘亚文,女,1971年生,工程师。主要从事过滤材料、合成革基布等针刺产品的生产技术研究及产品开发。

(2)具有一定的表观密度;

(3)纤维分布均匀,厚度一致,表面平整,无油污、明显痕迹及长毛羽;

(4)能经受合成革加工时较高的温度;

(5)具有合适的纵横向拉伸及撕裂强力;

(6)具有一定的层间剥离力。

在影响合成革质量的诸多因素中,基布质量是很重要的因素,对合成革的物理机械性能、手感、均匀性、致密性和加工性能起着决定性的作用,因此应根据产品的的最终用途及要求选用不同的基布。

合成革基布的生产方法有机织、针织及非织造等,非织造工艺以针刺和水刺为主。由于针刺合成革基布在针刺生产过程中纤维受到刺针的反复穿刺,形成了致密的三维结构,所以在组织结构上形成类似于真皮胶元蛋白组织的交错结构,并具有透气透湿、结构均匀、强度高的特点,在近些年的合成革制造中得到广泛使用。由于基布的质量直接影响合成革产品的品质与等级,所以需对基布的生产过程进行严格控制。下面对青岛纺机宏高公司针刺合成革基布生产线运行两年来的经验进行总结,探讨针刺革基布的生产技术特点。

1 原料的选择与搭配

1.1 纤维种类

化学纤维是合成革基布的主要原料,涤纶、锦纶比较常用,近几年国内超细纤维(多为不定岛类)革基布的生产也有了飞速发展。一般情况下,

专论 产业用纺织品 总第176期 

涤纶含量高的基布会有较高的拉伸强力,随着锦纶含量的增加则会赋予基布更好的撕裂强力和更柔软的手感;高档人造麂皮制品的首选纤维原料是超细纤维。

1.2 纤维的物性指标

实践证明,全涤针刺合成革基布一般选择涤纶短纤维,其线密度2.2~3.3dtex,长度51~65mm,单纤维强度≥4.5c N/d tex,断裂伸长率≥35%,该短纤维经合适的针刺生产工艺即可满足基布的物性指标要求。为达到客户的高剥离指标的要求, 1.67dtex纤维的用量已在逐渐减少。

1.3 纤维的其他指标

纤维的卷曲数和卷曲度直接影响纤维之间的抱合性和摩擦性能,适度的卷曲数和卷曲度可以提高纤维的可纺性和给予基布较好的力学性能。一般卷曲数在13个/2.54c m左右。纤维上适量的油剂可以减少生产过程中静电的产生,以亲水型为好,以利于后续的PU含浸,若油剂过多纤网不易刺紧。纤维的疵点含量要少,纤维中的疵点多为并丝和硬结颗粒,会在生产过程中沉积在针布、刺针及最终的产品上,造成设备损伤、断针及影响基布质量和合成革的平整度、染色性。

为保证生产出高质量的针刺合成革基布,应以大化纤为首选。现在不少厂家都生产非织造布的专用纤维,但作为合成革基布的原料应慎重选择。远纺工业(上海)有限公司的2.2dtex×51mm规格的涤纶短纤维比较适合针刺合成革基布的生产。

2 针刺合成革基布生产线的设备配置及生产技术特点

青岛纺机宏高公司利用进口设备和自产设备的合理搭配,建立了一条在国内处于领先地位的针刺合成革基布生产线,设备配置如下:

开包机(配电子称重控制仪)→桥型磁铁→粗开松机→多仓混棉机→精开松机→桥型磁铁→储棉箱→喂棉箱→皮带称重系统→梳理机→铺网机→预针刺机→主针刺机→修面针刺机→储布卷绕机→双圆网定型机→三滚烫平机→切边卷绕机整个生产线的配置为生产高质量的合成革基布提供了坚实的物质基础,具有混棉准确均匀、开松适度、梳理充分、铺网均匀、针刺布面细腻、定型充分、烫平厚度均一等优点。

下面结合设备特点就针刺合成革基布生产过程中的技术特点进行说明。

2.1 喂棉开清系统

该系统通过开包机的电子称重控制仪对每斗纤维进行准确称重,确保了不同品种、不同规格的原料的准确配比;多仓混棉机实现了纤维的均匀混合及梳理机中回花的开松回用;粗开松和精开松将纤维进行适度的开松,做好梳理前的准备;桥型磁铁可有效地吸出纤维中混入的铁质杂物。

2.2 梳理系统

梳理系统包括气压振动棉箱、皮带称重系统、梳理机(德国ERKO公司)。喂棉箱通过与储棉箱的相互压力控制及自身的压力调节在振动板的作用下形成具有一定厚度且密度均匀的筵棉层;皮带称重系统对筵棉层进行在线称重,并通过对梳理机喂入辊的速度控制实现棉层的均匀喂入。该称重系统可以保证梳理机输出的单纤网面密度偏差在2%以内。实现了单纤网纵横向的均匀性,保证了基布大片断的均匀度。

梳理机通过6组梳理环对纤维进行逐步充分的梳理,其中主锡林、工作辊、剥毛辊、上下道夫、凝棉辊、输出罗拉、上下输网帘、斜帘、压辊等速度可单独调节,使工艺人员可以根据不同的纤维种类和配比进行参数调节,实现合适的单网牵伸和杂乱比;由上下输出的单网在斜帘上经压辊压实合在一起输入铺网机。

2.3 铺网系统

采用德国ERKO公司的带有p r ofile basis w eigh t控制系统的EKLB437型铺网机,将每一铺网单行程分为16个区间,在每一区间内铺网小车的速度可分别进行调节。该铺网机采用德国西格林皮带公司的表面渗炭处理的轻型皮带,使铺网在压紧状态下完成,从而减少了纤网铺下后两边的回弹,加之先进的伺服控制系统和先进的小车换向速度补偿系统,克服了传统铺网机铺置的纤网两边高中间低的缺点。该铺网机能够将基布的横向面密度不匀率控制在3%以内。

2.4 针刺系统

利用针刺系统数以万计的刺针对蓬松的纤网

 2005年第5期 产业用纺织品 专论

进行反复穿刺而使纤维得以固结,达到合适的物性指标。机台的配置、针板的布针形式、刺针的选型、针刺参数的调整及刺针的更换等都会对基布的质量有较大的影响。

2.4.1 预针刺

预针刺的作用是转移和初步加固蓬松的纤网,一般多选用单板下刺式针刺机(也有的厂家选用上刺式),植针密度在3000~5000枚/m之间,刺针选用型号为15×18×38×3.5R222G3027,如果入口易断针可加5~7排40号的锥形针。

预刺需控制的工艺参数是针刺深度和针刺频率,两者相互配合将纤网刺实变薄,以不分层为准;牵伸宜适当大些,以使后续主刺机上的牵伸相应减小,有利于提高基布的平整度。

2.4.2 主针刺

主刺机的作用是对纤网进行充分加固,形成预定的物性指标,多配置3~4台双板上刺和下刺机交替排列或连续几台异位对刺机(后者有利于高剥离的形成,且牵伸相应小些),单板植针密度在6000~7000枚/m之间,几台主刺机最好植针密度相同,针板可以互换。主刺机刺针选用的型号为15×18×40×3R222G3037;第一台和第二台实现剥离强力,针刺深度稍深;后两台主要刺紧刺实,针刺深度可相应浅些。合适的步进量可以得到平整细腻的表面,避免出现纵横向针迹。

2.4.3 修面针刺

利用修面针刺,可以得到更平整的基布表面。该机型为单板异位对刺(最佳机型为双板同位对刺),单板植针密度7500枚/m,刺针选用的型号为15×18×42×3R111G3017。通过小针刺深度和高频率对基布进行穿刺,将长毛羽刺进基布内,在表面上留下较小的针孔。

针刺合成革基布总的针刺密度为1500~2000刺/c m2,可根据纤维情况(种类、粗细等),刺针的磨损程度及针刺深度进行适当调节。

通过针刺机内牵伸的控制以及梳理机输出纤网的杂乱比、单纤网的牵伸、铺网角度等参数的合理设置,可使基布的拉伸强力和撕裂强力的纵横向比值同时达到1.2∶1以下。

2.5 热定型系统

热定型系统主要由双圆网定型机、三滚烫平机、切边卷绕机组成。双圆网定型机的热风对基布进行穿透,基布获得热量后可以消除针刺过程中产生的残余内应力,增加密度,提高尺寸稳定性。再经烫平机压到要求的厚度,并将表面的毛羽烫平。合适的温度、速度及烫平压力可以使基布充分定型、布面平整、厚度不反弹,并且能经受合成革加工时较高的温度。

在针刺合成革基布的生产过程中环境的温湿度会对生产过程产生较大影响,最佳温度和湿度分别在20~30℃和60%~80%之间。温度过低(15℃以下)很难维持生产的稳定进行,温度过高(35℃以上)操作工人会身感不适,也不利于设备散热;湿度过低(50%以下),纤维梳理过程中易产生静电,不利于生产的进行,湿度过高(90%以上),对人体不利,设备和刺针易锈蚀。有条件的工厂最好给针刺车间安装空调系统,如果无条件也要使车间保持在一定的温湿度范围内,以保证生产的顺利进行。

3 结语

针刺合成革基布的生产过程是一个精细的过程,设备配置、原材料选择、各工序工艺的设计、操作人员的素质等都会对产品质量产生影响。技术人员需根据设备的优势,设计合理的技术参数并对影响产品质量的各个环节进行严格控制,这样才会生产出高品质的合成革基布。

参考文献

[1] 郭秉臣.非织造布学.北京:中国纺织出版社,2002

[2] 窦宝盛.针刺非织造合成革基布的质量控制.非织造

布,2004,(2):23~25

(下转第30页)

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由于这些纤维价格高,研究了利用Армос和Оксалон纤维的拉散下脚纤维的可能性。

过滤材料样品的面密度为500g/m2,透气性为160~170d m3/(m2s)。根据ТУ17-04-15-197-87“底布”技术条件,利用聚酯织物作为底布。

在过滤材料的纤维组分中加入Армос和Оксалон耐高温纤维,在180~240℃温度范围内对过滤材料机械性能影响的关系曲线示于图2。

从图2中可见,在过滤材料组分中加入耐高温纤维可提高其热稳定性和机械性能,并根据耐高温纤维的含量和处理温度对使用Армос纤维或Оксалон纤维的过滤材料样品其热稳定性变化具有大致相同的特征

1,2,3———Армос纤维质量分数分别为100%、50%和30%;

4,5,6———Оксалон纤维质量分数分别为100%、50%和30%

图2 过滤材料样品纵向断裂负荷与耐高温

纤维含量和处理温度的关系曲线

资料来源:ТекстильнаяПромышленность,

2004,(5):46~47

(上接第25页)

Deve l op m ent ofH i gh Perfor m ance Spunlace Equip ment

and Research on Its Technique

Yu Fuc hao (H angz h ou Baode Nonwovens C o.,Lt d.)

Abst ract:Deve l o ping tar ge t,charac t e ristics and a llocati o n sche m e fo r spun lace production line w it h w idth o f

3.5m w ere presen ted.By test r unning,itw as verified t h at the ope r a ting condition w as good and the

production capabilit y and product qualit y could reac h t h e leve l of ove rseas si m ilar line.

K eyw ords:spunlaced nonw ovens,spunlace production line,equipm en t,all o cation pro j e ct

(上接第28页)

D iscussion about the Pr oduction Process of

Needl e-Punched Synt hetic Leather Substrate

Liu Yawen (Q ingdao H onggao Nonw ovens Co.,L t d.)

Abst ract:Co m bining the characte ristics of t h e production line,se lecti o n o f ra w m ate ria l f o r m anufact u r e the needle-punched syn t h etic leather substr a te and various production processes for each technique p r oce-

dure w e r e d iscussed.

K eyw ords:need l e-punch i n g,synt h etic leathe r substr a te,production process

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