刺针的选择和应用.docx

刺针的选择和应用王幼农(台州市幼龙制针有限公司 ,台州 , 308012 )摘 要 :刺针的正确选择和使用是生产针刺非织造布的关键 。介绍了各种刺针的齿形特点 、选择原则 、正确的使用方法和刺针质量的简易鉴别方法 ,列举了加工过滤材料和工业呢毡中应用的刺针规格 。关键词 :针刺非织造布 ,刺针 ,特点 ,应用中图分类号 : ts173. 44文献标识码 : b文章编号 : 1004 - 7093 ( 2008) 09 - 0021 - 05对于针刺非织造布生产线 ,现在人们形成了一个共识 ,即在设备运转正常 、化纤原材料稳定的情 况下 ,刺针的正确选择和使用是生产高质量非织造 布的关键 。在一条针刺生产线上 ,分预刺 、主刺和 修面几道工序 ,而在主刺中往往针号相同 ,但在主 刺的前 、中 、后的各台机上使用的针齿距 、齿深 、齿 突又都不一样 ,因此掌握装针 、换针的技巧和穿刺 的深度极为重要 。图 1 f型冲齿针( 2 )齿突会使针痕的孔径增大 ,影响非织造布 的表面质量 ;( 3 )下切入角是锐角 , 机械应力集中角尖 , 针 易折断 ,折断的针继续穿刺会严重破坏布的表面 , 影响非织造布的质量 ; 针在做高速穿刺时 ,产生静 电会将微粒吸附在角尖 ,结成团粒 ,导致针痕孔径 增大 ,还易断针 ,破坏布层 。112g型和 gb型模压针g型 (图 2 )和 gb 型 (图 3 )模压针是国际上普 遍采用的齿型 。 g型模压针的齿槽圆弧切削了大 量针体金属 ,影响针体的强度 ,易断针 ;下切入角的 边缘依然是锋利的刃口 ,易割断纤维 。 gb 型模压 针的齿形虽经改良 ,但因接触纤维的边缘依然是锋 利的刃口 ,仍会损伤纤维 。 g型和 gb 型两种刺针 的齿形设计并不理想 。1 齿型特点和优选判断非织造刺针优劣的主要标志是齿型的几何形状设计与热处理的性能 。世界各国制针行业 都集中了专家不断地研制新的齿型 。目前在国内 外市场上出现不同几何形状的齿型 , 主 要有 f 型冲齿针 , g型 、gb 型 、b 型模压针和造针 。111f型冲齿针y型高效非织图 1 是 f 型冲齿针的钩刺结构图 。 f 型刺针的特点是 :( 1 )齿形是用凿形的刀切割成型 ,下切入角的 三角面两边是锋利的刃边 ,当针在作高速穿刺时 , 很易割断纤维 ,严重影响非织造布的拉拔强度 ;收稿日期 : 2008 - 07 - 07作者简介 :王幼农 ,男 , 1939 年生 。现任台州市幼龙刺针有限 公司总经理 。图 2 g型模压针 21 专论产业用纺织品总第 216期图 3 gb 型模压针113b型模压针b 型模压针 (图 4 ) 的齿形设计特点是将切入 角截面两边有刃口的边缘改成弧形 ,当针体在高速 上下穿刺时 ,可避免损伤纤维 ,是较优良的齿型 。图 4 b 型模压针114 y 型高效非织造针y型高效非织造针 (图 5 ) 的齿形设计有如下 特点 :( 1 )下切入角增大至 45 以上 ,可增加携带的 纤维量 ;下切入角截面由三角形改变为呈圆弧状 , 可避免在高速穿刺过程中损伤纤维 ,同时针在上下 穿刺时 ,纤维在齿形导向下沉降在中底部 ,使齿形 同步磨损 ,始终保持相对稳定的角度 ,从而发挥良 好的带纤维性能 ,大大延长刺针的使用寿命 。一般刺针在使用过程中磨损程度很大 ,若下切 入角成为钝角 ,则起不到带动纤维的作用 ,成为废 针 。齿形磨损变化见图 6。对 y齿型 40 号针的使用寿命进行测试 ,在生 产合成革基布 43万 m 后取下 ,在显微镜下观察该 齿形还能保持一定的切入角度 ,能带动纤维上下交 缠 ,发挥穿刺效果 ,比其他模压针齿型 40号针使用 寿命大大增加 。据国内几家最大合成革基布生产 厂家使用 ,每天开机 20 h, y型刺针使用寿命 4个 月左右 。图 7 是 y型齿形磨损情况 。( 2 )由于齿槽增大 , 入角顶端是圆形 , 微粒十分容易脱离齿槽 ,避免其结成团粒而影响穿刺 ,同 时大大减少刺针折断的概率 。( 3 )齿槽 有 弧 形 加 强 筋 , 增 强 针 的 刚 性 和 韧 性 ,减少折断率 。 22 由于 y齿型设计在几何形状上有以上优点 ,故有避免损伤纤维 、减少断针 、延长使用寿命 、提高 非织造布的拉拔和抗顶强度等优势 ,是目前世界制 针行业中设计较完美和理想的新颖齿型 ,得到国内 外针刺非织造布行业的好评 。115 刺针的选择刺针在作高速上下穿刺过程中 ,在机床下面会 出现纤维粉尘 。如果出现纤维粉尘多 ,说明刺针的 钩齿对纤维断损的程度严重 ,会影响非织造布的拉2008 年第 9期产业用纺织品专论拔强度 ,则要更换刺针 。应选用钩齿设计能减少纤如果粉尘堵塞了托网板上的圆孔 ,那就要用显微镜检查粉尘中有没有超过 1 5 mm 的纤维 , 孔 眼中如有 5 mm 以上的纤维 ,则是因进针的深度太 深 ,钩齿将纤维带离布层的缘故 ,就应该考虑适当 将进针的深度调浅 。一般进针的深度是将第一个 钩齿调节到露出布层的底面超过 2 3 mm 即可 , 不宜过深 ;尤其是主刺后道工序 ,第一个钩齿调节 到露出布层底面即可 ; 如果是修面 ,最好不让第一 个钩齿穿透布层 , 让浮 毛镶 嵌 在布 层的 中 底部 为 佳 。维损伤的刺针 ,如 b 型模压针或针 。y型高效非织造2 刺针的使用211 布针针体工作段三角形顶的方向应与布的走向一 致 ,在针板上按此布针可以大大减少断针率 。在针刺过程 中 , 非织 造 布朝 着 一 定 的 方 向 移 动 ,有一股向移动方向拉拔的力 。当刺针三角形顶 的方向与非织造布走向相同时 ,由于针体的三角底 边宽 ,针体的弹力强 ,当针体离开布层时针体的钢 性弹力会使针恢复原状 ; 反之 ,钩齿都在有棱的一 边 ,当针穿入布层时由于布的走动就易断针 。三角 形顶方向与布走向相同的布针方法 ,相对针痕会大 一点 ,为了避免增大针痕 ,针的三角底边可作 15 20 倾斜 (图 8 ) 。3 刺针质量简易鉴别方法3. 1 针体的几何形状和性能鉴别( 1 )弯柄 :转角应小于 90 ,最佳是 8889 ,转 角接近直角 , r 愈小愈好 ; 弯柄材质需坚韧而不易 脆断 。( 2 )针体的尖端 : 最佳是小圆球头 ,不宜尖利 ;在半成品非织造布上穿刺时 ,尖端无纤毛 ,无开叉 。( 3 )钩齿的几何形状 : 切入角宜大 , 针的使用 寿命长 ;钩齿的边缘无锋刃 ,最佳的钩齿截面是弧 形 ,将大大避免损伤纤维 ,增强材质的拉拔强度 ;齿 槽有加强型弧状结构 ,减少断针率 。钩齿的几何形 状可以通过显微镜观察到 。( 4 )齿型对纤维的损伤程度 : 取数量相等的一 束化纤 ,让其进入齿槽 ,用力牵拉 ,直到所有纤维都 断裂 ,对于规格型号相同的刺针 ,用的力愈大 ,则该 齿型愈好 ,说明其对纤维损伤的程度愈小 。( 5 )钩齿性能 : 取一块非织造布 , 用各家生产 的相对应的刺针在非织造布面上进行穿刺 ,并用显 微镜观察其钩齿的带纤维量 ,钩齿内所带的纤维数 量以 35根为宜 ,带纤维过多或过少都会影响非 织造布的质量 ,一般是第一与第二钩齿带的纤维量 最多 。在穿 刺 过程 中 , 将钩 齿 再往 前推 进 一段 距 离 ,观察钩齿内纤维的断损情况 ,以鉴别钩齿形状 的优劣 。如果钩齿带的纤维不断 ,而带出的纤维都 是圈状 ,该钩齿的性能最佳 。3. 2 刺针的热处理性能比较取同样规格都是 40号针或其他相同规格的刺 针 ,工作段的长度相同 , 各刺针按同一方向 (即 由 三角底面朝三角顶部方向 )用短暂瞬间的力 23 图 8 布针方法2. 2 换针刺针使用到一定的时间 ,由于钩齿的磨损 ,无 法继续使用就得换针 。若采用一次性在针板上换 针的方法 ,由于针的早期与晚期钩齿的带纤维性能 完全不一样 ,所以会出现产品质量前后有差异的现 象 。为了避 免以 上弊 端 , 应采 用 分区 域换 针 的方 法 ,即在同一块针板上横向分成三个区域 ,每隔针 的使用周期三分之一的时间 ,在一个区域上换一次 针 ,因而在同一块针板上始终横向分布着早 、中 、晚 三期的刺针 ,当布层在针板上通过时 ,可形成材质 均匀一致的产品 。2. 3 进针深度 (导程 )在实际生产 中 , 布层 底 下会 有 大 量 的 纤 维 粉 尘 。用显微镜观察粉尘 , 若是在 0. 5 1 mm 以内的微粒 ,则是被钩齿割断的纤维 ,为了减少微尘 ,也 即是降低纤维的损伤率 ,应该考虑更换一种具有优 质钩齿的对纤维损伤少的刺针 。专论产业用纺织品总第 216期扳拨 15 20 ,连续 5 次 ,观察针体的工作段平行度的变异 ,变异愈大 ,针的质量愈差 。刺针的金相 组织应为回火隐针状马氏体 、细小颗粒均匀分布的生产这类滤毡时 ,预刺针宜选用 38号针 ,主刺针宜选用 40 号针 , 修 面针 宜 选用 42 号针 ( 43 号 针 更 佳 ) 。玻璃纤维与 p84 纤维复合针刺毡是以具有耐 高温 、过滤风速较高和使用寿命长的特点而被广泛 应用于炭黑 、化工 、冶金 、钢铁 、燃煤锅炉 、耐火材料 等行业的脉冲除尘 器中 , 现 已 成为 重要 的 过滤 材 料 。玻璃纤维易折 ,耐磨性能差 ,毡与基布的剥离 强度低 。开放式齿型耐火针 (图 9 )就是根据玻璃 纤维的上述特点设计而成的特种型号针 , 38 号和40号开放式耐火针已应用在玻璃纤维的复合针刺 毡上 。碳化物 , hv 650 680 左右 ,80 以上 。3. 3 综合质量鉴别40 号针折断角应在将各家生产的规格型号相同的针 ,以相等数量分配在同一台机器上 ,工作时间相等 (一般取 20 d为宜 ) 。( 1 )检测相应部分非织造布的质量 ,包括拉拨 强度等各项指标 ,从而判断出各家生产的针的齿型 优劣 。( 2 )在普通显微镜下 ,观测针的切入角度变形 状况 。切入角度变得愈小 ,说明磨损愈大 ,针的使 用寿命也愈短 ;切入角是负角 ,说明钩齿无法带动 纤维 , 已是废针 , 应该换针 ; 如果切入角依然是锐 角 ,还能带动纤维的则为优质刺针 。( 3 )清点各家断针的数量 , 断针率高的 , 说明 刺针质量差 。以上简易的质量鉴别方法可方便用户择优选 用刺针 。图 9 开放式耐火针4. 2 加工工业呢毡4. 2. 1 造纸毛毡 在造纸毛毡的中间有一层加固丝网 ,以加强拉拔强度 。为了避免刺针在穿透过程中割断基布的 网层经纬丝 ,在针的设计上有特殊规定 : 钩齿深 度小于纤网经纬丝的半径 ; 钩齿的齿突为 0 , 即 平齿 ; 三棱边 ,两边无钩齿 ,在同一棱边是密集的68个钩齿 ,齿距 1. 3 mm。按上述设计制成的刺 针可增强带纤维的效果 ,使纤维上下缠结 ,增强拉 拔强度 。使用时布针定向 , 齿 面与 经 纬丝 呈 45 为宜 , 以减少与经纬丝的接触机会 ,避免割断加固层的经 纬丝 。造 纸 毛毡 专 用针 规格 : 1 5 1 8 3 2 3 f 2 2 24 应用4. 1 加工过滤材料随着科学技术和现代化工业的飞速发展 ,相应 环境污染也趋严重 。除尘净化技术及过滤材料的 开发在大气和水污染治理中起着重要的作用 ,尤其 是功能性空气过滤材料需要有耐高温 、耐腐蚀 、抗 静电 、抗水 、抗油 、阻燃 、抗病毒 、清除有害气体等特 殊功能 。国内过滤材料生产企业生产的针刺毡 ,一般选 用 2. 22. 7 d tex短纤维作原料 。为提高滤毡的过 滤精度 ,获得更低的排放值 ,需要使用更细的纤维 作为其原料 。如粉尘颗粒大于滤毡孔径 ,则更多被 阻挡在表面 ,无法穿透 ,形成表面过滤 。因此 ,新型 过滤材料的结构是表面过滤层为由细纤维和超细 纤维组成的致密面层 ,中层为高强低伸基布 ,里层 为易于空气通过的粗孔层 ,这样梯度状结构的设计 使滤毡过滤精度高且保持较大的透气量 。新型过 滤材料需选用 0. 88 1. 67 d tex或更细的纤维 。在 24 图 10 单边齿刺针2008 年第 9期产业用纺织品专论006 g. lb p 4. 2 (单边齿 ) (图 10 ) 。采用 38 号 锥 形 针 ( 15 18 38 3. 5r20 2222 g. lb p 3. 2 t) 效果很好 。因为锥形针针体坚 固 ,断针率大大减少 ,针的使用寿命长 ,针刺呢毡的质量也很好 。为了避免钩齿破坏基布的经纬丝 ,在第一次纤 维铺网时宜厚不宜薄 ,让刺针在预刺时钩齿齿槽内 带有大量的纤维 ,否则齿槽内所带纤维稀少 ,钩齿 空隙很大 ,大大增加了抓卡基布经纬丝的几率 ,所 以第一次喂入预刺针板的纤维网层应厚 ,不应薄 。 尽量减少刺针穿刺纤维网的遍数 ,这相当于减少了钩齿在穿刺过程中破坏基布网层的次数 。 如发现毛毡渗水性不够 ,不要采用针体更粗的针或增高齿突 ,以增大孔痕来增加渗水性的目的 。 因为针体变粗或齿突增高 ,同时也会损伤纤维 ,降 低拉拔强度 ,基布的经纬丝断损会更多 ,成品质量 会大幅度降低 。建议采用减慢穿刺频率 ,加快布面 走速 ,减少单位面积受针密度 ,加大纤维间的空隙 , 从而达到增加渗水性的目的 ,同时也保持毛毡的良 好质量 。4. 2. 2 螺旋纹基布毛毡 为了让刺针顺利通过中间螺旋纹基布的网层 ,使上下纤维互锁缠结 ,建议采用水滴型针 (图 11 )为宜 ,尖端是圆球头型 。图 11 水滴型刺针针 的 规 格 型 号 为 : 15 18 32 3c28 2005 y.lb p 3. 2d (齿 距 为 2 mm ) ; 15 18 30 3 f22 2008 g. lb p 4. 2d。5 结语随着非织造布原材料性能的改变和新产品结 构特点的变化 ,刺针的设计应作相应变化 ,改变刺 针的体形 、齿型 、齿距 ,适当调整齿深 、齿突 ,为客户 设计出较理想的刺针 。坚持一厂一布一针 ,针的设计朝专用化方向发 展 ,生产厂方与用户密切配合 ,征听针的使用状况 , 不断修正 ,不断提高针的质量以适应生产发展的需 要 。选好针 、用好针是提高针刺非织造布质量的关 键 。刺针生产企业应与针刺非织造布生产企业合 作 ,共同为生产出优质针刺非