針刺機の型式選択に関する知識

近年、針刺不織布業界は急速に発展している。ニードルパンチ法の不織布プロセスの生産プロセスは短く、原料の適応性が強く、初期投資が少ないため、不織布生産ラインに占めるニードルパンチプロセス生産ラインの比重はますます大きくなっている。今回は「技術フォーラム」を紹介しますニードルパンチ型選びに関する知識は、読者に啓発してほしい。

不織布の生産過程で、生産された針刺不織布の物理機械性能を優れ、製品の付加価値が高く、市場競爭力が大きく、良質で合理的な針刺不織布の生産ラインを配備することは重要な問題である。

針刺機は針刺不織布生産ラインの最も核心的な設備であり、一般的に1本の針刺不織布生産ラインに1臺の予備針刺機と複數臺の主針刺機を含み、一部の生産ラインには起毛針刺機、模様針刺機あるいはトリミング針刺機など、針刺不織布の外観形態を変更し、製品の付加価値を高めるための専用針刺機。針刺機の性能の優劣、配置が合理的であるかどうかは良い製品を獲得できるかどうかの前提であり、直接に最終製品の各性能指標を決定した。そのため、針刺不織布を配置するざいりょう生産ラインでは、針刺機の科學的な選択が特に重要になっている。

製品面密度に応じたニードルストロークの選択

針刺動程とは、針が最高點から最低點まで移動する最大変位であり、その値はクランク軸偏心距離の2倍に等しく、針刺機の非常に重要なパラメータである。プレパンチニードルストロークは一般的に40 ~ 60 mm、65 mm、70 mm、75 mmなどに配置されることもあり、これは主に最終製品の面密度に基づいて配置される。生産面密度が比較的低い（≦1000 g/平方メートル以下）製品で、予備刺針機の針刺動程は適宜小さく選ばれ、一般的な通常機種の針刺動程は50 ~ 60ミリである。高面密度（1000 ~ 2000 g/平方メートル）の製品を製造する場合、ニードルストロークは70 mmまたは75 mmに配置され、例えばセラミック繊維ニードルストロークは70 mmである。特殊な製品では、ニードルストロークをより大きく設定することもできます。

製品の表面密度が1000 ~ 2000グラム/平方メートルに達すると、針刺機の針刺力が大きく、つまり機械に対する衝撃力が大きく、機械の振動も非常に強く、この時針刺機の針刺動程はより大きいものを選択することを考慮するだけでなく、針刺頻度が低く、さらに堅固で、ラック鉄板がより厚く、主軸がより太い重型針刺機を選択することを考慮し、機械の振動を減少させる針刺機を安定させる。主刺針機の針刺動程は一般的に小さく、30 ~ 40ミリであり、多くの針刺機は38ミリの針刺動程を選択している。

機種や製品に応じた植針密度の選択

植針密度とは、幅方向1メートルの長さの針板に配置される針の數であり、単位は枚/メートルである。

繊維網が予備刺針刺機に入る時、非常にふわふわした狀態にあり、繊維網の厚さが大きく、繊維間の作用力が非常に小さく、補強過程で繊維網の構造が破壊されやすく、予備刺針刺機はそれを予備補強し、一定の繊維網の強力さを得ることができる。そのため、予備刺針機の植針密度は低く、一般的に3000 ~ 5000枚/メートルである。主刺針機は一般的に4000 ~ 8000枚/メートルを配置し、雙針板針刺機は8000 ~ 16000枚/メートルに達する。

修面針刺機は一般的に最後の針刺として配置され、針刺不織布の表面の針痕を除去するために使用されるので、選択された針は比較的に細いべきで、針刺の深さは比較的に淺いべきで、植針密度も高いべきで、一般的に単一針板は6500 ~ 7000枚/メートルに配置される。ガラス繊維と廃棄繊維を生産する針刺不織材料は一般的に3000 ~ 4000枚/m、土工布を生産する一般的に4000 ~ 6000枚/m、皮革基布を生産する針密度は一般的に高く、6000 ~ 8000枚/m、針刺濾過非織材料を生産する場合は6000枚/m程度に配置される。

原料線密度と製品に応じて針を選択する

針は針刺作用を完了する最終的な部品であり、針の選択は非常に重要であり、一般的に針の針番號と針形を選択することを考慮する必要がある。針には針葉、針腰、針柄の3つの部分が含まれており、3つの部分の太さはそれぞれ針葉番號、針腰番號、針柄番號で表されている。生産においてよく言及される針番號は針葉番號を指し、針番號が大きいほど、針が細いほど針強度が低く、加工時に針が破斷しやすいことを示している。

一般的に見られる針番號は36 ~ 42番、36番針葉の高さは0.58ミリ、42番針葉の高さは0.43ミリである。針番號の選択は生産に用いられる繊維線密度と密接に関連しており、例えば0.1 ~ 1.5分のテックス太さの繊維原料を用いる場合、一般的に42號針を選択する。6 ~ 10分のテックス太さの繊維原料を使用する場合は、一般的に38番針を選択する。18 ~ 30分テクスの太さの繊維原料を採用する場合、一般的に36 ~ 32號針を選択する。30分タークスを超える繊維原料を使用する場合は、30號以上の太い針を選択することができる。

數臺の針刺機が針刺生産ラインを構成する場合、針刺製品表面の針痕現象を減らすために、針針番號の選択の一般原則は「細——太——細」である。すなわち、プレランセットのランセット番號の選択は、比較的緩和されたランセット作用下でウェブを圧縮補強するためにやや大きくすることができる。一方、主刺針機は「先粗後細」の順に刺針を選択し、針刺不織布表面の針痕を減少させた。

針葉斷面形狀によって分類され、一般的な針形には三角形針、二股形針、十字星形針、円錐形針、水滴形針がある。ニードル針形の選択は生産された製品タイプと関係があり、例えば、スエード針刺不織布、模様及びループ針刺不織布を生産する場合、ニードル針刺機はフォーク針を採用し、機織り強化製紙毛布とろ過針刺不織布を製造する場合、水滴形針を採用し、機織り強化材への損傷を軽減することができる。三角形針は最も広く用いられている針であり、ほとんどの針刺不織布を生産する際に使用することができる。円錐形針は同じ針番號の三角形針より強度が高く、針切れしにくいため、廃棄繊維針刺不織布を生産する際に採用することができる。

　好ましくは、ニードルパンチの幅がコストを低減する

針刺機の幅は一般的に2.5 ~ 2.8メートル、3.6メートル及び4.5メートルであり、土工針刺不織布の生産に用いられる針刺機の幅は比較的広く、あるものは10メートル以上の幅に達することができる。主軸箱式針刺機はFehrer社を模した主軸箱體構造を採用しているため、主軸箱體の寸法制限を受け、単一箱體は一般的に1.1 ~ 1.4メートルである。一般的には2 ~ 4個の箱體を採用し、針刺機の幅は2.2 ~ 5.6メートルで、6 ~ 8個の箱體を採用する針刺機もあり、幅は10メートルを超えることができる。針刺機の幅は針刺機の販売価格と直接関係があり、一般的な針刺機の販売価格は低速針刺機が約4萬元/メートル、中速針刺機が約9.5 ~ 10萬元/メートル、高速針刺機が約12萬元/メートルである。幅が広いほど、ニードルパンチの価格は高くなります。

同時に、不織布ウェブは針刺道數の増加に伴い、ウェブが幅収縮することがあり、生産される繊維が細いほど、ウェブの幅収縮が深刻になることを考慮しなければならない。3 Dの繊維を用いて生産する場合、ウェブはプレ刺針刺機に供給する際の幅は3.6メートルであり、プレ刺針刺機と4臺の主刺針機針刺機を経て、ウェブは3.1メートルに収縮することができる。ウェブ幅の収縮の影響を十分に考慮した後、ニードルパンチを配置する際には、より低幅のニードルパンチを順次配置することができ、設備コストを効果的に低減することができる。幅3.6メートルの高速針刺機を幅3.1メートルの高速針刺機に変更すれば、この針刺機1臺だけで約6萬元のコスト削減が可能になる。このことから、幅収縮の要素を十分に考慮することは、企業の設備コスト削減にとってすぐに効果があることがわかる。

予備針刺機を合理的に選択することが前提である

1本の針刺生産ラインにとって、科學的かつ合理的に予備針刺機を選択することは非常に重要である。上述したように、ふわふわしたウェブがプレ刺針刺機に入ると、ウェブ構造が破壊されやすく、またウェブがストリッププレートと受網プレートの隙間を塞ぎやすく、プレ刺針刺機をスムーズに通過できない場合がある。そのため、予備刺針刺機は繊維網構造が安定し、繊維品質分布が均衡した繊維網を順調に生産できるかどうかは、生産が順調に進むかどうか、製品が合格するかどうかの前提條件である。

プレ刺針刺機には下向き刺と上向き刺の2種類があり、一般的に下向き刺を採用している機種もあれば、少數の企業で上向き刺を採用している機種もある。上向き刺の機種は、主に面密度の低い製品を生産する際に採用されている。上向き刺の機種を採用した場合、ウェブは下方から上向き方向の針刺を受けるため、ウェブは針が上のウェブに近づくにつれて振動し、ウェブが針刺機をスムーズに通過するのに有利である。下刺の機種を採用すると、針の作用で下の受網板にウェブが密著し、ウェブが前に移動しにくくなり、ウェブが詰まり、生産の円滑な進行に影響を與える。

針刺機の選択を行う際には、できるだけ科學的かつ合理的に針刺機を選択するようにしなければならない。これは企業のコスト削減に役立つだけでなく、生産ラインが順調に生産され、品質の良い製品を生産できるかどうかにも直結しています。