張煌忠，池宗能，賴煥標，朱祎俊，闕佛蘭

(1.三明職業(yè)技術學院 產(chǎn)學研處，福建 三明 365000；2.福建南紡股份，福建 南平 353000)

復合針刺沙發(fā)革基布的非織造布制造工藝

張煌忠1，池宗能2，賴煥標1，朱祎俊1，闕佛蘭1

(1.三明職業(yè)技術學院 產(chǎn)學研處，福建 三明 365000；2.福建南紡股份，福建 南平 353000)

選用混比為50∶50的滌綸纖維(2.76 dtex×64 mm)和錦綸纖維(2.22 dtex×51 mm)，采用帶計算機控制Profiling系統(tǒng)的無錫阿斯蘭活力28型交叉鋪網(wǎng)機，鋪網(wǎng)層數(shù)為4，鋪網(wǎng)寬度為3.65 m，選配1臺預刺、4臺單板主刺、1臺雙板主刺和1臺雙板修面針刺來生產(chǎn)復合針刺沙發(fā)革基布產(chǎn)品的組成材料——非織造布.設計了10組不同的工藝參數(shù), 按標準規(guī)定的實驗條件和步驟進行檢測,確定了復合針刺沙發(fā)革基布的非織造布織造的最優(yōu)工藝參數(shù).

復合針刺沙發(fā)革基布；非織造布；制造工藝；針刺深度；針刺密度

纖維合成革是一種由紡織纖維材料制成的新型高檔人造皮革，它不僅有真皮的特性，而且有比真皮更優(yōu)越的物性指標和平整性，可廣泛用于制作鞋、箱包、家具、汽車內飾、沙發(fā)面料等領域.近幾年，隨著人民生活水平的大幅度提高,對以纖維合成革為原料制成的沙發(fā)面料的需求量日趨增加,給纖維合成革工業(yè)提供了廣闊的市場.

天然真皮的基本成分主要是束狀超細膠原纖維，它呈三維立體絡合結構，賦予了天然皮革優(yōu)良的柔軟性、豐滿的手感和足夠的強力[1].目前，先進的針刺法非織造布加工技術完全可以將纖維加工成三維立體絡合基材，使絡合密度接近或達到天然真皮的密度.如果再以尺寸穩(wěn)定的機織布為底布進行復合，就能集針刺非織造產(chǎn)品和機織布的優(yōu)良性能于一體，通過不同材料性能的互補，使復合針刺沙發(fā)革基布表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，無論在外觀表現(xiàn)、內在結構還是在使用性能方面均接近甚至達到真皮標準[2]，復合針刺沙發(fā)革基布是當前國內外眾多沙發(fā)生產(chǎn)企業(yè)和研發(fā)機構看好并努力研制的一種高檔人造合成革基布制品.

本課題根據(jù)復合針刺沙發(fā)革基布的用途和性能要求，特別針對復合針刺沙發(fā)革基布的組成材料——針刺非織造布的原料組成和加工方法進行設計，通過反復實驗與比較，確定了一種最合適的織造工藝.

1 實驗

1.1 原料

針刺復合沙發(fā)革基布一般采用合成短纖維原料.由于沙發(fā)產(chǎn)品需要有足夠的強度、彈性和耐磨性，故課題組選用物化性能較好的規(guī)格為2.76 dtex×64 mm的滌綸纖維(高強力、高彈性、有優(yōu)異的耐熱性和耐酸堿性等)和2.22 dtex×51 mm的錦綸纖維(高強力、有優(yōu)異的彈性和耐磨性等)，設計混比為50∶50.采用帶計算機控制橫截面整形系統(tǒng)(Profiling系統(tǒng))的無錫阿斯蘭活力28型干法交叉鋪網(wǎng)機，鋪網(wǎng)層數(shù)為4，產(chǎn)品平均定量為81.60 g/m2，鋪網(wǎng)寬度為3.65 m.

1.2 生產(chǎn)工藝與設備

復合針刺革基布三維立體結構的形成主要依靠針刺機來實現(xiàn).為了達到合適的強力并減少針痕，針刺機選配了1臺預刺、4臺單板主刺、1臺雙板主刺和1臺雙板修面針刺，工藝流程如圖1所示.

復合針刺革基布的非織造布生產(chǎn)線如圖2所示.選用廣東汕頭的三輝無紡機械廠的設備，預針刺設備為三輝SPN400型預刺機，主針刺設備的第1臺和第3臺采用SDN-2-400型單板正刺針刺機，第2臺和第4臺采用SDN-2-400型單板倒刺針刺機，第5臺采用雙板正刺針刺機，第6臺采用雙板異面對刺修面機.三角刺針選用R型(標準型)刺針，預刺機、主針刺機和修面機針號的選擇遵循由粗到細的原則，分別選用38號、40號和42號.

圖1 復合針刺革基布的非織造布生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Production process flow diagram of compound acupuncture leather base cloth of nonwovens

圖2 復合針刺革基布的非織造布生產(chǎn)線 Fig.2 Compound acupuncture nonwovens production assembly diagram for leather based cloth

1.3 工藝參數(shù)的設計

針刺革基布生產(chǎn)中，環(huán)境(如生產(chǎn)車間的溫度、濕度)的變化與短纖維原料的變化(如原料廠家不同或同一廠家但批次不同、配比不同)均會對生產(chǎn)工藝參數(shù)的選擇產(chǎn)生不同的影響[3].其中，針刺密度和針刺深度是針刺工藝的重要參數(shù)，它們會直接影響最終制品的纏結程度、密實程度、強力大小、尺寸穩(wěn)定性等重要的性能指標.為了優(yōu)選針刺工藝參數(shù)，課題組設計了10組不同的工藝參數(shù)：第1組至第5組的實驗工藝參數(shù)保持針深不變、針密變化，來確定最佳針刺密度；第6組至第10組的實驗工藝參數(shù)保持針密不變、針深變化，來確定最佳針刺深度.

1.3.1 針刺密度

在針刺深度分別為1#預刺8.8 mm、2#正刺8.5 mm、3#倒刺8.5 mm、4#正刺6.1 mm、5#倒刺2.5 mm、6#正刺2.8 mm、7#對刺2.0 mm時，通過調整步進量改變針刺密度，如表1所示.

表1 相同針刺深度條件下的針刺密度工藝設計

1.3.2 針刺深度

采用表1中的第3組實驗數(shù)據(jù)，即總針刺密度為1 320刺/cm2時，通過調整針刺動程來改變針刺深度，如表2所示.

表2 相同針刺密度條件下的針刺深度工藝設計

2 測試結果與分析

2.1 針刺密度的選擇

在相同原料、相同環(huán)境、相同刺針型號的條件下，采用實驗1至實驗5的工藝參數(shù)分別上機試織，分別選取10塊樣品進行性能測試.按GB/TS 24248—2009《紡織品 合成革用非織造基布》[4]規(guī)定的實驗條件和實驗步驟進行檢測，各組產(chǎn)品檢測的平均物性指標如表3所示.

表3 不同針刺密度工藝條件下的樣品物性檢測平均指標

從實驗結果來看，隨著針刺密度的增加，樣品主要的使用性能指標如頂破強力、斷裂強力、撕裂強力和剝離強力都有先增加后減少的趨勢.這主要是因為針刺密度越大，纖維間的纏結越充分，產(chǎn)品的強力也越大；但如果纖維已經(jīng)足夠緊密，繼續(xù)增加針刺密度就會增加纖維的損傷，產(chǎn)品的強力反而下降.各項指標的轉折點大都出現(xiàn)在實驗3，所以課題組選擇實驗3的工藝參數(shù)為最終的針刺密度.

2.2 針刺深度的選擇

確定了最佳針刺密度后，接著就可以確定最佳針刺深度了.采用實驗6至實驗10的工藝參數(shù)分別上機試織，分別選取10塊樣品進行性能測試.按GB/TS 24248—2009《紡織品 合成革用非織造基布》規(guī)定的實驗條件和步驟進行檢測，各組產(chǎn)品的平均物性指標如表4所示.

表4 不同針刺深度工藝條件下的樣品物性檢測平均指標

從實驗結果來看，隨著針刺深度的增加，樣品主要的使用性能指標如頂破強力、斷裂強力、撕裂強力和剝離強力都有先增加后減少的趨勢.這主要是因為針刺深度越大，纖維間的纏結越充分，產(chǎn)品的強力也越大；但如果刺得過深，就會增加纖維的斷裂，產(chǎn)品的強力反而下降.各項指標的轉折點大部分出現(xiàn)在實驗9，所以課題組選擇實驗9的工藝參數(shù)為最終的針刺深度.

3 結論

從10組實驗產(chǎn)品的測試結果來看，在其他因素不變的情況下，產(chǎn)品的定量、厚度、頂破強力、拉伸斷裂強力、撕裂強力等主要的物性指標與針刺深度、針刺密度等因素密切相關.隨著針刺密度和針刺深度的增加，更多的刺針作用于纖維網(wǎng)上，表層纖維隨著刺針的運動更多地進入纖維網(wǎng)內層，使纖維網(wǎng)逐漸緊密，纖維被鎖定在新位置，纖維之間的摩擦纏結加強、摩擦抱合力加大，纖維受應力回彈到初始狀態(tài)的可能性變小，提高了產(chǎn)品的頂破強力、拉伸斷裂強力和撕裂強力.但是，隨著針刺密度和針刺深度的進一步增加，產(chǎn)品的物性指標相繼增加到一定程度后趨于平緩，如果繼續(xù)增加針刺密度和針刺深度，勢必導致纖維網(wǎng)中部分纖維損傷或變短，使其回彈性增強，纖維之間的束縛減弱，產(chǎn)品的厚度反而回升，頂破強力、拉伸斷裂強力與撕裂強力反而變小[5].

從纖維原料的選擇、成網(wǎng)工藝的確定，到針刺非織造革基布生產(chǎn)線上的實驗和產(chǎn)品的性能測試，課題組最終確定了復合針刺沙發(fā)革基布的非織造布的最優(yōu)工藝參數(shù)，如表5所示.

表5 復合針刺沙發(fā)革基布的非織造布的最優(yōu)工藝參數(shù)

課題組的實驗結果在福建南紡股份有限公司的實際生產(chǎn)中得到應用并取得了良好的效果，產(chǎn)品具有外觀平整美觀、強力高、彈性好、耐用等優(yōu)點，受到了國內外用戶的好評，國內市場占有率始終在30%以上且有部分產(chǎn)品出口.

[1] 楊友紅，殷保璞，靳向煜.合成革基布概述[J].非織造布，2007，15(5)：13-15.

[2] 朱啟鵬.針刺法非織造布在合成革底基中應用的探討[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,1999(5):18-21.

[3] 李靜.影響針刺PU合成革基布均勻度的因素分析[J].非織造布，2009，17(4)：16-17.

[4] 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會.紡織品 合成革用非織造基布：GB/TS 24248—2009[S].北京:中國標準出版社,2010.

[5] 言宏元.非織造工藝學[M].2版.北京：中國紡織出版社，2010.

Research of the nonwovens manufacture of compound acupuncture leather based cloth

ZHANG Huangzhong1,CHI Zongneng2,LAI Huanbiao1,ZHU Yijun1,QUE Fulan1

(1.ResearchDepartment,SanmingVocationalandTechnicalCollege,Sanming365000,China;2.FujianNanfangCo.,Ltd.,Nanping353000,China)

Selecting the mix ratio of 50∶50 dtex 2.76×64 mm polyester fibers and 2.22 dtex×51 mm polyamide fibers, adopting computer control Profiling system with 28 cross web machine of Wuxi Aslan vitality, with 4 web layers, web width 3.65 m, one prediction, 4 single moderators, 1 double moderators thorn and 1 double plate shaving acupuncture, the compound acupuncture leather based component materials nonwoven cloth products are manufactured. 10 groups of different process parameters were designed, according to the standard stipulated in the test conditions and test procedures for testing, to determine the optimal process parameters of the compound acupuncture nonwoven fabric weaving yarn hair leather based cloth.

compound acupuncture yarn hair leather based cloth; nonwovens; manufacturing process; acupuncture depth; density of acupuncture

2016-09-19

福建省教育廳中青年教師教育科研項目(JAT160898)；三明職業(yè)技術學院校級科研課題(2016KY002)

張煌忠(1974-)，男，福建仙游人，講師，工程師，主要研究方向為非織造技術.

TS176

A

1674-330X(2017)01-0006-04