針刺合成革基布專用滌綸短纖維生產(chǎn)工藝探討_竇寶盛

1、針刺合成革基布專用滌綸短纖維生產(chǎn)工藝探討 竇寶盛(浙江繁盛紡織集團(tuán) , 浙江 紹興 321025摘 要 :分析了針刺合成革基布的生產(chǎn)特點(diǎn)和原料所應(yīng)具有的性能 , 著重介紹基布用滌綸短纖維生 產(chǎn)關(guān)鍵工藝的設(shè)計(jì) , 并通過對主要生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和調(diào)整 , 成功生產(chǎn)出高密針刺織物專用滌綸短纖 維原料 。關(guān)鍵詞 :非織造布 ; 合成革基布 ; 滌綸 ; 短纖維 ; 工藝中圖分類號(hào) :T Q342. 21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) :1005 2054(2005 01 0027 03針刺合成革基布以短纖為原料 , 經(jīng)梳理、 鋪網(wǎng) , 再經(jīng)針刺機(jī)帶有鉤刺的刺針數(shù)以萬次的反復(fù)穿刺 , 使得纖維之間互相纏結(jié) ,

2、 織物更加密實(shí) , 具有很大的 針刺密度和纖維密度。但是采用普通纖維做原料 , 其性能難以適應(yīng)針刺加工工藝和刺針的反復(fù)沖擊 , 對改善和提高基布的物理性能難度較大。我們認(rèn)真 分析了合成革基布的生產(chǎn)特點(diǎn) , 通過對纖維生產(chǎn)工 藝的調(diào)整 , 生產(chǎn)出針刺皮革基布專用滌綸短纖維 , 使 其性能更適應(yīng)高密針刺加工工藝。在相同的針刺工 藝條件下 , 使用專用纖維作原料比普通纖維作原料 其產(chǎn)品的撕裂強(qiáng)力可提高 20%25%, 從而提高了 針刺合成革基布的質(zhì)量 , 增加了市場競爭優(yōu)勢。 1 原料的性能要求根據(jù)合成革基布的質(zhì)量要求、 工藝特點(diǎn)和產(chǎn)品 用途 , 對其原料性能有如下要求。1. 1 較高的強(qiáng)伸度從合成

3、革基布拉伸斷裂和撕裂機(jī)理來看 , 其可 以歸結(jié)為纖維自身的斷裂和纖維之間的滑移。在相 同的針刺加工工藝前提下 , 提高纖維原料的強(qiáng)伸度 能有效地提高合成革基布的斷裂強(qiáng)力和撕裂強(qiáng)力性 能。因纖維強(qiáng)度越高 , 在相同的針刺工藝的情況下 , 其剩余的斷裂強(qiáng)度仍保持較高水準(zhǔn) , 同時(shí)還因纖維 的伸長大 , 故柔韌性高 , 抗彎剛度小 , 在金屬刺針對 其反復(fù)穿刺、 沖擊 , 并隨鉤刺不 斷地上下運(yùn)動(dòng) 過程 中 , 纖維斷裂少、 短絨少、 相互穿插多、 纏結(jié)牢、 織物 力學(xué)性能高 , 因此提高纖維原料的強(qiáng)伸度能有效地收稿日期 :2004 09 09作者簡介 :竇寶盛 (1967 , 男 , 江蘇 省儀征

4、市人 , 現(xiàn)從事 非織 提高基布的物理性能指標(biāo)。1. 2 良好的抱合性能纖維卷曲數(shù)的多少和卷曲度的大小將直接影響 纖維之間的抱合性能和摩擦性能 , 卷曲數(shù)多、 卷曲度 高的纖維之間相互纏結(jié)力高、 滑移阻力大 , 增加了抵 抗機(jī)械破壞的能力 , 進(jìn)而提高了合成革基布的力學(xué) 性能 , 同時(shí)還有利于梳理成網(wǎng) , 改善纖維薄網(wǎng)的均勻 度。1. 3 疵點(diǎn)含量少在針刺合成革基布的生產(chǎn)過程中沒有設(shè)置對原 料的除雜工序 , 纖維中含有過高的疵點(diǎn)會(huì)滯留在梳 理針齒間 , 嚴(yán)重時(shí)影響對纖維的分梳效果 , 產(chǎn)生布面 和合成革表面硬點(diǎn)缺陷 , 影響基布質(zhì)量及皮革表面 平整度和染色性能 , 因此專用纖維必須要求疵點(diǎn)較

5、少。針對上述專用原料的幾個(gè)主要特點(diǎn) , 在專用纖 維生產(chǎn)過程中 , 通過對生產(chǎn)工藝進(jìn)行有效地設(shè)計(jì)和 合理的調(diào)整 , 成功地生產(chǎn)出對高密度針刺加工具有 較強(qiáng)適應(yīng)性的專用滌綸短纖維。2 專用滌綸短纖維的生產(chǎn)2. 1 原料原料采用一等品半消光纖維級(jí)聚酯切片 , 其特 性粘度為 0. 64 0. 02dl/g, 熔點(diǎn)為 261 。2. 2 工藝流程切片 干燥 擠壓熔融 熔體過濾 紡絲 環(huán) 吹風(fēng)冷卻 卷繞上油 落桶集束 第一牽伸機(jī) 油劑浴槽 第二牽伸機(jī) 過熱蒸汽箱 第三牽伸機(jī) 卷曲機(jī) 烘干定型機(jī) 切斷機(jī) 成品包裝第 13卷 第 1期 2005年 3月 非織造布NonwovensVo l. 13, No.

6、 1 M ar. , 2005纖維原料 Fiber Materials2. 3. 1 切片的干燥由于切片的外表和內(nèi)部均含有一些水份 , 即使 是微量的 , 也會(huì)給熔融紡絲過程帶來不利的影響 , 在 切片熔融過程中導(dǎo)致水解 , 降低了高聚物的分子量 , 從而降低了熔體粘度。嚴(yán)重時(shí)初生纖維中存在氣泡 絲而形成弱環(huán) , 無論是粘度的降低還是弱環(huán)的存在 都將導(dǎo)致纖維強(qiáng)度下降、 可紡性變差、 疵點(diǎn)增高 ; 同 時(shí)未經(jīng)干燥的無定形切片其表面未經(jīng)預(yù)結(jié)晶 , 進(jìn)入 螺桿后受熱軟化 , 發(fā)生粘連 , 造成環(huán)結(jié) , 影響生產(chǎn)的 正常進(jìn)行 , 因此必須控制好干燥條件 , 保證較低的含 水率。通過對干燥時(shí)間、 干燥升

7、溫、 保濕以及真空度 等工藝的設(shè)定 , 將原料的 含水控制在 80 10-6以 下 , 為順利紡絲提供了條件。2. 3. 2 紡絲溫度在紡絲過程中 , 紡絲溫度的設(shè)定至關(guān)重要 , 溫度 的高低直接影響聚酯熔體的流變性能和紡絲成形的 質(zhì)量。紡絲溫度過低 , 初生纖維的強(qiáng)度偏低、 伸長 小 , 后紡可拉伸性能差 , 原絲斷面不勻率高 , 在相同 的后紡拉伸倍率下其成品絲的斷裂強(qiáng)度低 , 斷裂伸 長小 ; 若紡絲溫度過高 , 則熔體的粘度降低 , 同樣致 使強(qiáng)伸度偏低 , 疵點(diǎn)偏高。因此 , 實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選擇 合理的紡絲溫度。在實(shí)際紡制專用纖維過程中 , 紡 絲溫度應(yīng)比紡制普通纖維略高 68 , 以

8、獲得理想 的熔體流動(dòng)性能 , 減少出口膨化現(xiàn)象 , 增加大分子鏈 段的可活動(dòng)性 , 降低噴絲頭的拉伸應(yīng)力 , 減少初生纖 維內(nèi)部大分子的取向 , 增加初生纖維的自然牽伸倍 數(shù) , 從而可提高成品纖維的強(qiáng)伸度。2. 3. 3 環(huán)吹冷卻風(fēng)速環(huán)吹冷卻風(fēng)速是纖維生產(chǎn)過程中的重要工藝參 數(shù)。熔體細(xì)流 自噴絲孔噴出后 即受到環(huán)吹風(fēng) 的作 用。冷卻風(fēng)速過高 , 絲條擾動(dòng)大 , 纖維的不勻率高 , 并絲多。同時(shí) 過高的冷卻風(fēng)速 使初生纖維冷 卻過 快 , 凝固點(diǎn)上升 , 紡絲張力變大 , 預(yù)取向度偏高 , 原絲 可拉伸性變小 , 最終影響成品纖維的斷裂伸長 ; 冷卻 風(fēng)速過低 , 絲束冷卻受環(huán)境氣流的干擾因素

9、加強(qiáng) , 絲 條凝固點(diǎn)下降 , 并絲多 , 疵點(diǎn)率高。在生產(chǎn)過程中 , 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選 擇較生產(chǎn) 普通纖維 偏低 0. 2 0. 3m/s 的風(fēng)速來降低初生纖維的預(yù)取向度 , 增加初 生纖維的可拉伸性能 , 提高成品纖維的斷裂伸長。 2. 3. 4 卷繞速度和噴絲頭拉伸倍率在影響原絲預(yù)取向度的因素中 , 卷繞速度起著 決定性的作用。保持原絲線密度不變 , 降低卷繞速 度 , 熔體噴出速度雖然 也隨著降低 , 但變化幅 度較 , 取張力減小 , 初生纖維的預(yù)取向度降低 , 原絲的自然 牽伸倍數(shù)增加 , 在相同的后拉伸倍數(shù)的情況下 , 成品 絲的伸長也就增大。因此 , 為了獲得較大伸長的纖 維

10、, 在生產(chǎn)過程中紡制相同規(guī)格的專用纖維時(shí) , 其卷 繞速度要比普通纖維低。2. 4 后紡關(guān)鍵工藝?yán)w維大分子的取向和結(jié)晶超分子結(jié)構(gòu)的形成主 要在后紡工序。拉伸工藝的制定對纖維的強(qiáng)伸力學(xué) 性能影響較大。增加纖維的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率 在工藝上是一對矛盾 , 為了解決這個(gè)問題 , 我們在后 紡工序采取了有別于普通纖維的工藝調(diào)整 , 使得兩 者都得到了提高 , 尤其是斷裂伸長。2. 4. 1 后拉伸倍率后拉伸倍率工藝 數(shù)值的選擇對伸長率影響較 大。為了獲得較高的伸長率 , 在生產(chǎn)過程中我們采 用降低總的牽伸倍率來適當(dāng)減少應(yīng)力誘導(dǎo)結(jié)晶 , 以 獲得滿足要求的超分子結(jié)構(gòu)。適當(dāng)?shù)卦黾哟蠓肿渔?中的折疊鏈數(shù)目

11、 , 提高大分子鏈沿纖維軸向的排列 程度 , 因而纖維具備較高的斷裂強(qiáng)度 , 同時(shí)伸長也明 顯提高。但過小的牽伸會(huì)影響取向度的提高和應(yīng)力 誘導(dǎo)形成結(jié)晶 , 從而影響斷裂強(qiáng)度的增加。為了使 兩者能夠有所兼顧 , 在紡制專用纖維時(shí)其總的后牽 伸倍率較普通纖維低 0. 30. 4, 這樣在保持強(qiáng)力上 升的前提下 , 其斷裂伸長可提高 15%20%。 2. 4. 2 機(jī)械卷曲工藝合成革基布用滌綸短纖維應(yīng)具有更高的抱合性 能 , 以滿足織物的力學(xué)性能。在生產(chǎn)過程中通過加 大卷曲機(jī)的背壓和提高卷取機(jī)前絲束溫度來降低每 一個(gè)卷曲的長度 , 進(jìn)而提高其卷曲個(gè)數(shù)。專用纖維 卷曲個(gè)數(shù)一般比普通纖維高 46個(gè) /2

12、5mm, 且其卷 曲牢度也較高。但過高的卷曲導(dǎo)致纖網(wǎng)過于蓬松 , 給針刺加工工藝帶來難度 , 同時(shí)使局部的織物密度 下降 , 厚度增加 , 反而不利于滿足局部的質(zhì)量要求。 2. 4. 3 松弛熱定型工藝滌綸原絲經(jīng)過拉伸后高聚物大分子產(chǎn)生塑性形 變 , 內(nèi)部存在著較高的應(yīng)力 , 纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)尚未 固定 , 結(jié)晶度低 , 尺寸穩(wěn)定性差 , 強(qiáng)力低 , 必須進(jìn)行熱 定型處理來提高結(jié)晶度 , 使得晶區(qū)和非晶區(qū)分布更 加均勻 , 晶區(qū)結(jié)構(gòu)更加完善 , 以此來進(jìn)一步提高纖維 強(qiáng)度。同時(shí)也更好地滿足了合成革基布的熱定型要 求和制革時(shí)的熱處理要求 , 穩(wěn)定了基布織物的尺寸。 否則 , 會(huì)造成基布布面和合成

13、革表面不平整。在生 產(chǎn)中設(shè)定專用纖維的定型溫度比普通纖維高。28 非織造布 第 13卷第 1期通過對專用纖維生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)和調(diào)整 , 本公 司成功地生產(chǎn)出非織造合成革基布的專用滌綸短纖 維 , 并獲得了比較理想的物性指標(biāo)。以 2. 22dtex 51mm 纖維為例 , 專用纖維與普通纖維的主 要性能 見表 1。表 1 專用纖維與普通纖維主要性能項(xiàng) 目普通型纖維 專用型纖維 斷裂強(qiáng)度 /(cN/dtex 4. 5 4. 75斷裂伸長 /%35. 642. 3疵點(diǎn)含量 /(mg/100g 40 10卷曲個(gè)數(shù) /(個(gè) /25mm10111416從表 1中可以看出 , 通過對生產(chǎn)工藝的調(diào)整 , 專 用

14、纖維的強(qiáng)伸度較普通纖維有明顯的提高 , 尤其是 斷裂伸長上升了近 20%。較高的斷裂伸長 使得纖維在生產(chǎn)過程中不易斷裂 , 同時(shí)還因卷曲數(shù)的提高 , 增加了專用纖維的纏結(jié)效果 , 提高了產(chǎn)品的物性 , 疵 點(diǎn)率也大幅度下降 , 滿足了合成革基布的質(zhì)量要求 , 改善了布面效果。4 結(jié)語綜上所述 , 針刺合成革基布專用纖維與普通纖 維及其他非織造用纖維在性能和使用要求上存在著 很大差別 , 提高專用纖維的強(qiáng)伸度尤其是斷裂伸長 能有效地提高纖維對高密針刺加工的適應(yīng)性 , 進(jìn)而 可提高合成革的力學(xué)性能。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在生產(chǎn)實(shí)踐 中不斷研究摸索 , 生產(chǎn)出性能優(yōu)異的產(chǎn)品 , 滿足市場 的需要。Discuss

15、ion about Production Process of Polyester S hort Fiber Specially Used in Needle punched Synthetic Leather SubstrateDOU Bao sheng(Zhejiang Fansheng Textile GroupAbstract:Production characteristics and raw m aterial property of needle punched synthetic leather substrate are analyzed in the paper. Key production process of polyester short fiber used in producing substrate is discussed. Polyester short fiber materials specially