針刺濾布生產中針布選配
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梳理針布
梳理在干法(針刺、水刺、熱軋、熱粘合)非織造布的成網生產中,是十分關鍵的工序。梳理工藝是利用包在梳理機各輥筒上的針布對纖維進行梳理加工,在梳理過程中,是將相互糾纏、卷曲的纖維束分離成單纖維,使纖維伸直平行,使各種物理性能不同的纖維充分混合,均勻分布并轉移成網。金屬針布是梳理機的核心元件,對最終產品的品質起著重要的作用,針布的選用是決定梳理效果好壞的關鍵,直接影響到成品的質量;所以對梳理機上配置的針布型號、規格的選擇應該要有足夠的重視。目前,非織造布梳理機上配置的針布均為金屬針布,許多廠家還采用聯鎖式(自鎖式)針布,并按不同纖維及不同滾筒直徑,選擇不同型號針布加以分梳。不同型號針布包覆在梳理機不同部位的滾筒表面上,通過其不同的齒向配置、相對速度、相對隔距及針布密度等變化,對纖維產生不同的作用。
1 針布的具體要求
(1)齒尖(針尖)對纖維要有良好的穿刺能力,能有效地抓取纖維進行分梳;當齒尖或針尖作用于纖維時,兩相對運動的齒尖或針尖之中必須有一些齒尖或針尖能握持纖維,讓纖維處于針齒尖端,否則,就不能進行良好的分梳。
(2)根據工藝的具體要求,纖維要能適當地從一個齒面(針面)向另一個齒面(針面)轉移,如錫林上的纖維能恰當地被道夫抓取轉移過去,能對纖維有良好的轉移能力(纖維細相應錫林針布要矮)。
(3)針布具有適當的齒隙或針隙以容納纖維,并具有良好的存放纖維能力,以提高交替分梳效果及均勻混合作用(道夫針布側面有橫條,增加握持力)。
(4)針布應鋒利、光潔、淬火均勻、耐磨、方正、針面要平整,從而保證緊隔距、強分梳,易轉移的工藝要求,并滿足梳理機高速高產的發展需求。
2 兩針面的作用
(1)分梳作用
當兩針面針齒針向相順呈相對平行位置,兩針面相對運動,且有一定的速度差異,針向與轉向一致時,其中一個針面上纖維能被相對針面針齒抓住,纖維束上梳理力分解為使纖維沿針齒內運動的力與反作用力使纖維向針齒運動。受兩針面共同作用,完成纖維在兩針面間反復轉移,多次交替調頭的分梳作用。分梳可以概括為:兩齒面平行、同向運動、線速度差五倍左右、且纖維凝聚在速度較慢的針齒上。
(2)剝取作用
當兩針面間針齒傾斜呈交叉配置,針向相順時,即一針面針齒尖端從另一針面的針齒背上越過時,則一針面的針齒從另一針面上剝取纖維,被稱為剝取作用。纖維被針面剝取時,纖維在被針面帶走時,向該針面針齒內運動,同時向相對針面的針齒外移動,剝取可以概括為:兩齒面交叉、反向運動(或者按針齒方向互為同向)、纖維傳遞到速度較快的針齒上。
(3)提升(起出)作用
當兩針面針齒呈平行配置,當針面針向與轉向相反時,纖維梳理力由針根向齒尖端,被稱為提升(起升)作用。
通過針布的作用分析可以看出,干法非織造布產品對配置的梳理機針布性能有許多細膩的要求。
3 針布的配置原則
3.1 配置針布前必須考慮的問題
(1)纖維品種、纖度、長度等物性指標。
(2)梳理機錫林、道夫及工作輥的規格尺寸,以及各包針布輥的正常工藝速度。
(3)纖網的克重范圍及對纖網雜亂的要求。
下面例舉濾布生產線針布配置案例,供參考。
原料細度為2~3 旦、長度為51~65 mm的滌綸及混紡纖維,出網速度20~60 m/min的雙錫林雙道夫非織造梳理機,最終產品用于環保過濾領域。針布配置見表1。
3.2 針布影響非織造布產品的關鍵點
(1)隨著梳理機產量的提高,針布所帶纖維的負荷增加,梳理度將下降。為此必須設法減輕針布所帶纖維的負荷,增加梳理度,因而錫林針布的總高隨產量增加而減矮,齒密隨產量增加而加密。由此就形成錫林針布向“矮、淺、尖、薄、密、小(工作角小、齒型小)”的方向發展,相配套的道夫、工作輥剝取輥針布也向相應的方向發展。
(2)為了改善握持分梳能力,把工作角從83°減至70°,并采用矮齒、淺齒、提高光潔度等措施,來提高針布對纖維的分梳作用、減少纖維滑脫、使浮游減少,改善纖維梳理度、纏結力及膨松度、以提高成網的均勻度。
(3)錫林工作角的因果關系是工作角較大,纖維不易沉入齒底,有利于轉移。工作角較小,纖維沉向齒根,抓取梳理作用強。工作角過大,握持力差、纖維易外滑。工作角過小,纖維沉量太大,充塞齒間隙,不利于轉移。錫林針布工作角度一般在75°~80°內。
(4)道夫和工作輥工作角是工作角小,轉移率高,纖維纏結少。工作角過小,影響分梳與均棉效果。道夫和工作輥工作角一般在50°~60 °范圍內。
(5)齒背角大,齒尖穿刺能力強,分梳效果好。齒背角過大,齒尖強度減弱,易斷裂,抗軋性能差。齒背角一般在15°~30°范圍內。
(6)為使纖維處于齒尖狀態,與相鄰作用針面的齒數與接觸長度增加,以利于纖維分梳、交替和轉移,提高梳理效果和均混效果,一般采用矮齒與淺齒。
(7)梳理機針布增加齒密,有利于增強對纖維的握持、分梳能力,特別是橫向增密更有利于把纖維分梳成單纖維。
從齒密公式N=(25.4mm)2/P·b1(P為齒距,b1為基部寬)中可以看出:隨著總齒高減矮、工作角減少、齒密增加,當纖維越細,密度越大;但密度過大,齒間隙變小,降低容棉量,產能下降,握持力增大;一旦拉斷纖維,產生短絨,增加落棉,容易充塞針布,形成纖網破洞和棉結。根據經驗,梳理速度越快,縱向齒密應越小;此時可適當加大橫向齒密(高速梳理機縱向齒密已由一般梳理機的12~14 齒/(25.4mm)2降為10齒/(25.4 mm)2。
(8)總高h1、齒深h6、基部高h2相互關系:h1由h6與h2決定。錫林h6取0.6~1.1mm;道夫、工作輥、凝聚輥h6取2.2~3.2mm;h2一般取1.2~1.4 mm;齒密N與總高h1成反比。
3.3 道夫及工作輥針布選配規格特點
(1)道夫采用大前角(小工作角);
(2)增大齒深及增大齒間容量;
(3)采用圓弧齒形;
(4)表面加橫紋,增加摩擦力。
4 針布的質量鑒別
(1)針布的齒形和規格參數應滿足纖維性能及產品的特殊要求,減少纖維的下沉阻力和上浮升力,防止纖維充塞。
(2)針布不伸長、不變形,能承受大的梳理力和離心力,并可滿足緊隔距、強分梳工藝,為梳理機高速、高產、高質量創造條件。
(3)良好的纖維握持力,阻止纖維下沉,減少齒間隙的充塞。
(4)針布總高的誤差控制在0.01~0.02 mm,齒條包卷后平整。
(5)針布要有良好的穿刺能力。
(6)針布不允許有毛刺卷邊、倒鉤、側彎、銹蝕等現象。
(7)針布角度的準確性是鑒別針布質量好壞的一個關鍵。
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