無錫嘉元非織造技術研究所總工程師馮學本：優化定形工藝增益非織造布功能 | 遠信杯定形機技術優秀論文選登

　　馮學本，無錫嘉元非織造技術研究所總工程師(已退休)，“863”國家項目及省部級項目鑒定專家，數屆ITMA亞洲紡機展評估專家、中國紡織工程學會專家委員、中國非織造機械分會專家顧問、中國產業用紡織品專家委員，參與編寫“十三五”非織造機械發展規劃，主編《針刺非織造布工藝技術與產品控制》教材;發表《非織造布后整理設備》、《發展非織造布后整理設備迫在眉睫》、《后整理設備分類及工藝設備》等文章。

　　拉幅熱定形是通過對流傳熱方式使非織造布內外溫度一致，同時利用冷卻輥使非織造布迅速冷卻定形。冷卻輥利用非織造布的熱量提高織物表面光潔度，并通過調節兩只軋輥間隙使非織造布達到客戶要求的厚度值。

　　對于產業用紡織品，拉幅熱定形機主要適用于車用地毯背膠、覆底、發泡涂層，酒店數碼印花發色、水洗、烘干，紡粘非織造布的功能性后整理。

　　拉幅熱定形是通過對流傳熱方式使非織造布內外溫度一致，同時利用冷卻輥使非織造布迅速冷卻定形。冷卻輥利用非織造布的熱量提高織物表面光潔度，并通過調節兩只軋輥間隙使非織造布達到客戶要求的厚度值。拉幅熱定形過程中，非織造布整個幅寬要受熱均勻，溫度一致，定形速度可以按需要調速控制，烘箱出口能迅速均勻地冷卻，加熱能耗盡可能低，以達到降低成本的目的。

依據產品需求完善定形流程

　　拉幅熱定形其實是熱在基布中吸收、平衡和轉移的過程。采用對流形式對基布加熱定形，其過程由鼓風機以強制對流的方式使加熱過的空氣在烘房內，將熱能轉移到基布上，起到平衡收縮作用，并用軋輥統一定形厚度。

　　拉幅熱定形加熱方式分為分間接加熱和直接加熱兩種;內循環空氣與補充新空氣比為10∶1;并以分區的形式分別控制烘燥溫度;基布輸送形式采用的是布鋏式拉幅。烘干熱源有蒸汽加熱、導熱油加熱、燃油熱風爐加熱、天然氣熱風爐加熱、電熱管加熱多種形式。一般情況下，蒸汽加熱溫度范圍為120℃~160℃; 導熱油加熱溫度范圍為120℃~220℃; 燃油熱風爐加熱溫度范圍為120℃~250℃;天然氣熱風爐加熱溫度范圍為120℃~250℃;電熱管加熱溫度范圍控制在50℃~300℃。

　　以合成纖維為原料制備針刺非織造布，經過拉幅熱定形后，其尺寸穩定性得到了明顯提高，雖然與針刺的工藝有關，但本質上還是取決于纖維的性能。熱定形的過程就是使纖維先發生應力松弛現象，并隨后發生某種穩定形態的加工過程。

　　在定形過程中，由于纖維分子鏈段進行了重排，因此纖維的微結構也發生了相應的變化。要想達到預期的定形效果，除施以張力外，熱定形溫度必須在纖維的玻璃化溫度以上，軟化點溫度以下。

　　除此之外，針刺非織造布的熱定形溫度應比使用溫度高30℃左右。熱定形過程中所需時間大約可分為四個階段：加熱時間，將表面加熱到定形溫度所需時間;熱滲透時間，內外各部分的纖維具有相同的溫度所需時間，針刺非織造布一般比較致密，所需時間會更長;分子調整時間，纖維內大分子按熱定形條件進行調整重排所需時間;冷卻時間，出烘房后，使形態、尺寸固定下來進行冷卻所需時間。通常所指的熱定形時間是前三項之和，大約需要3~4分鐘。一般以熱收縮率的檢測結果來確定，若熱收縮率不能達到要求，可適當延長定形時間。

　　在針刺非織造布后整理加工中，應當依據產品的不同要求來配置設備與制定相應合理的生產工藝。例如，超細高仿真人工皮革生產線是以聚酰胺與水溶聚酯組合為代表的定島海島短纖維針刺非織造布，將PVA/PU作為樹脂，形成的海島超細纖維，其纖維細膩、纖度均勻而成為目前最高檔次針刺合成革基布的代表。為了使針刺合成革基布的密度、尺寸保持穩定，首先要對基布通過拉幅熱定形加以收縮定形，并用壓光機固定厚度尺寸;為使針刺基布在彎折時不產生皺痕，并在纖維與樹脂之間形成多空質空隙，便于透氣，應作PVA與PU的浸漬處理，再作堿減量處理而成為“貝斯”;最后根據客戶的具體要求作磨毛、貼膜、染色整理。

　　在超細高仿真人工皮革各個工序中，特別應注意以下5項技術點。一是海島纖維的纖維斷面要清晰不粘島、纖維的卷曲數與卷曲度要穩定、相應的油劑要得當。二是針刺非織造布梳理機前喂棉箱的結構要確保纖維落棉通暢均勻、梳理針布與針刺機刺針的合理選用、針刺胚布外觀，密度，克重與厚度的均一性。三是PU樹脂加工過程應當嚴格控制設備的走布張力、樹脂的正確選擇、PVA與PU的合理處理。四進行是堿減量處理時，應當及時調整設備的無張力、減量工藝中的溫度與時間。五是染色過程中要加強染料的選用以保證色牢度。

調整工藝參數消除設備故障

　　由于針刺非織造布材料普遍比較厚重、拉伸強度大、熱定形溫度又很高，所以，該種設備很容易發生故障，此時應該及時調整工藝參數。

　　由于被烘干定形的產品克重高，特別需要進行拒油拒水處理的針刺非織造布，因化學助劑的重量增加故針夾的負荷很大，加上鏈條的幅寬設置與實際產品的幅寬相差較大時，很容易發生調幅小車拉壞的事故，一旦某個或某幾個調幅小車被拉壞，生產將無法正常進行。為防止該類事故的發生，生產前一定要確定好鏈條幅寬，實際操作以布料不下垂為宜，并嚴禁用鏈條來拉伸布料的幅寬。

　　由于部分產品的定形溫度很高，例如聚苯硫醚的定形溫度高達220℃、聚酰亞胺高達280℃，因此，烘箱的保溫顯得特別重要。這時烘箱內和烘箱外(即室內)的溫度相差巨大，烘箱熱量的損失非常大。有研究人員曾經做過實驗，在烘箱內的溫度達到了200℃以上時，將烘箱保溫門板的密封條去除10公分~20公分，這時再開啟散熱器風機，烘箱的溫度不升反降。查找原因，發現散熱器風機吸入了烘箱外的冷空氣導致烘箱內的溫度不升反而下降。

密封正常烘箱側視圖

　　拉幅熱定形后產品還容易出現手感發硬、豐滿感差的現象。這種現象往往是由于分區烘燥溫度控制不當所致，應該對照纖維的各臨界溫度，再分析各區溫度的設定值的合理性。

　　此外，若拉幅熱定形后產品幅寬有波動，首先應查看成卷走布路線的張力是否有波動;再復查針刺胚布的密度CV值，它將影響后道熱定形出來的基布張力。出現產品厚度偏差時，及時查看兩只軋輥間隙調節是否得當，針刺胚布密度CV值是否偏大。拉幅熱定形出來后成卷走偏時，及時檢查看成卷機安裝是否有松動，對中裝置是否失靈。

　　總體來說，對于拉幅熱定形生產線的機臺，要經常巡回檢查有無異響、抖動;電機有無溫升發熱;機臺有無漏油漏水;手感張力是否穩定一致;各分區烘燥溫度是否穩定;前后聯絡信號是否同步一致。

定形機不停車儲布裝置

　　目前，國內拉幅熱定形機具備進出布根據工藝需要帶不停車儲布裝置;背膠、覆底、發泡涂層后應盡可能快的進烘房。傳統拉幅熱定形機追求的高效蒸發，還應同時調整以滿足涂層的要求。

江蘇海大紡織機械股份公司研發的拉幅定形機

　　隨著環保要求的日益嚴格，在非織造后整理領域都紛紛在考慮如何解決環保污染問題。舉例來說，江蘇海大紡織機械股份有限公司開發出的新型節能環保加熱方式，涉及天然氣的間接加熱方式等一系列很有前瞻性的課題，為業內拉幅熱定形機的提升帶來了諸多亮點，為國內外非織造布及產業用紡織品的高溫拉幅定形產品提供了更有競爭力的選擇依據。