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    一种新型植绒干网的研制 发布者: 工业用呢 来源: 本站 发布时间: 2020-05-27 已访问: 61 次
    韩邦春
    (徐州金冠工业用呢有限公司,江苏徐州 221009
      要:通过对植绒干网的研制过程、技术性能和使用效果的全面分析和总结,得出植绒干网是一种透气度高、能彻底消除产纸面的干网痕、干燥效率高、节能的新型干燥部织物。
    关键词:植绒干网;BOM复合干毯;聚酯编织干网;干燥部;透气度;网痕;高效;节能
     
          造纸机干燥部所使用的织物根据车速、使用的部位和生产的纸种不同,通常包含:造纸帆布;BOB干毯;BOM复合干毯;聚酯编织干网和植绒干网等。造纸帆布作为首代造纸机干燥部织物已经基本上离开了历史的舞台;BOB干毯目前使用者甚少;常用的是BOM复合干毯和聚酯编织干网,聚酯编织干网又分为聚酯圆丝干网和聚酯扁丝干网;而植绒干网是一种具有复合性能的新型干燥部织物,国外早在上个世纪八十年代前就已经出现这种产品,主要用于中高速造纸机的关键干燥部位生产中高档次纸种,特别是一些高档次薄页特殊用纸。近年来,国内高速、宽幅造纸机愈来愈多,纸的品种急剧增加,纸的档次越来越高,对干燥部高性能织物的需求也越来越大,特别是生产特种纸的机台,其干燥部必须使用性能优越的植绒干网,而这种产品基本上全部依赖于从Albany、Hyck、Voith等国外知名大公司进口。
          笔者曾于2005年对植绒干网作了研究和开发,当时由于受到装备和技术条件的限制,开发出的产品不尽人意。近年国内有其它个别厂家也在研究生产这种产品,但是生产出的产品依然处于简单的模仿,依然存在品种单一、结构简单、性能不完美等诸多不足,市场推广困难,难以满足造纸机干燥部对高性能织物的要求。
    一、植绒干网介绍
          植绒干网的全称聚酯编织植绒干网,目前我们所使用的植绒干网从类型上分为无端和有端植绒干网;从铺毛状态上又分为单面铺毛和双面铺毛植绒干网,有端接缝型植绒干网因接缝处理技术含量高、便于安装等特性代表着植绒干网的高端产品。
          国外生产的植绒干网主要是采用聚酯编织干网(无端或接缝型)作为基网,然后在基网的正面或者正反面同时植入一定细度和量的耐高温短纤维,它是将普通针刺型干毯和聚酯编织干网的优点集于一体的复合高性能产品。
          众所周知,在纸张的生产过程中,普通BOB干毯和BOM复合干毯虽然具有毯面较平整细腻、无网痕产生的优点,但是由于受结构的限制,仍然存在密度过大、厚度过大、尺寸变形过大、透气度极低等缺点,容易导致纸页干燥不均匀、干燥速率过低、毯内易聚集水汽、纸页易出现“泡泡纱”“汗斑”等干燥过程中产生的纸病,且蒸汽使用量极大。普通聚酯编织干网虽然具有透气度高的优点,但是纸面出现的干网痕是无法解决问题,即使采用聚酯扁丝干网还是不能彻底解决问题,这是高档次纸种特别是特殊性能纸种所不能允许的。而植绒干网将普通干毯和聚酯编织干网的优点集中于一体,不仅具有良好的透气性能,而且具有彻底消除纸面网痕、不易脱毛掉毛、使用寿命长久的优点,是一种更新换代的产品,收到极佳的使用效果。
    植绒干网见下图1:


    1:植绒干网


    二、研制和生产过程
          徐州金冠工业用呢有限公司充分利用自身经验丰富、装备精良、技术力量雄厚的优势,对植绒干网的制作工艺、使用效果等进行了全方位的研究和总结,得出生产植绒干网的最佳工艺和使用效果,以为山东某特种纸有限公司生产的植绒干网为例。
    (一) 造纸机技术参数:
    1、造纸机型号:1880/300长网多缸造纸机
    2、生产纸种:14~30gsm薄页纸
    3、车速:250~280mpm
    4、植绒干网规格:2.30*24等
    5、使用位置:第一、二组烘缸,表面施胶后第一组烘缸等
    (二) 植绒干网的主要生产设备:
    1、聚酯编织干网织机:德国尤根公司产3000型重型织机
    2、针刺机:5.6M三针区双面针刺机
    3、定型机:6.2M热油滚筒定型机
    (三) 植绒干网的主要原材料:
    1、聚酯编织干网原材料:聚酯单丝
    2、毛网层原材料:40%30D*86mm涤纶短纤和60%30D*98mm锦纶短纤
    (四) 植绒干网的主要检测仪器:
    1、厚度测试仪:YG(B)141D型数字式织物厚度仪
    2、断裂强力测试仪:YG(B)026D型电子织物强力仪
    3、透气度测试仪:YG461H型全自动透气量仪
    (五) 植绒干网的生产工艺流程:
     

    2:植绒干网工艺流程图

    (六) 植绒干网的生产工艺:

    1、干网织造工艺
         利用德国尤根公司产重型织机,经线和纬线均为∮0.5mm的聚酯单丝,干网组织结构为双层四棕,经线密度为:22根/cm,纬线密度为11根/cm。
    2、和毛工艺
         此工序要求将不同(或相同)品种、不同(或相同)粗细度PA短纤均匀混合、充分开松。本工艺是将40%30D*86mm涤纶短纤和60%30D*98mm锦纶短纤均匀混合,加入一定量的和毛油,和毛油的配比为水:油:防静电剂=100:1:2,混合开松时的回潮率一般控制在:9~10%。
    3、针刺工艺
         针刺工艺是否合理将直接决定植绒干网的紧度(密度)、表面平整细腻程度以及纤维和干网的损伤程度。所以,对刺针的选择、针板的开孔布针状况、针刺的深度、针刺的遍数、送布的速度、断针率的控制、毛网铺设的状态等都需要密切关注,严加控制。
    1)植绒刺针的选择
         植绒刺针虽小,却是影响针刺质量的关键性机件。针杆的粗细程度会影响换针的方便与固定性能,同时直接影响毯面效果及断针程度。刺针工作刃的长短会影响到所要求的针刺深度,进而影响到产品的物理机械性能;工作刃过长易导致针刺深度过大,造成纤维损伤,同时也容易引起断针等弊病。对于粗而长的工作刃,不仅对基材和纤维造成损伤,而且也容易在产品上留下严重针痕;对于短而细的刺针,刺针承受压力的能力较低,而且对纤维的缠结有一定限制。刺针沟齿凸起的形状、大小及数量均直接影响钩带纤维的量和对纤维、骨架材料的损伤程度。因为干网的线径又粗线材又硬,极易导致线材被刺伤和大量断针,据此,我们选择了德国Groz Beckert集团生产的三棱单面带齿的植绒刺针,问题迎刃而解,效果极佳。
    2)针刺频率
         针刺频率应适中,频率过低会影响生产效率,但频率过高会产生较大的机械震动,不但构成对机械的不必要损伤,而且增加了针刺对纤维的牵引力和干网的损伤,导致过量断针或纤维断裂。我们选择针刺频率为400n/min。
    3)针区数量
         因为植绒干网的基网是聚酯编织干网,材质硬挺,在植绒过程中特别是生产双面植绒干网时无法在线反布,因此,我们采用国内最先进的三针区双面铺毛重型针刺机。
    4)送网速度
         输网速度必须合理,送网速度过快,会导致刺针受纤网拉力而偏离托板针孔致使断针,同时对干网和纤维的损伤也相应增强。因此,我们选择了2~3m/min的输网速度。
    5)针刺密度
         纸页干燥过程中对植绒干网的透气性和强力要求很高,这些参数与针刺密度息息相关,因此需要采用适当针刺密度。针刺密度过大会导致针刺过程中大量断针、使干网表面针痕过重、结构过于硬实,甚至影响到干网的强力;针刺密度太小,所生产的植绒干网的纤维层过分疏松,耐磨性能不足,使用中纤维容易松脱。因此,我们选择了4000s/m的植针密度。
    6)针刺深度
         针刺深度是使纤维短纤和干网之间更好的结合的关键,针刺太深,会使受刺纤网的断裂纤维增多、干网刺伤加重、断针几率加大,而且被带出网面的纤维增多而导致毯面不平;针刺深度过浅,纤维之间、纤维和干网之间缠结不牢固,强度低,干网毛层质地松软,使用中容易产生起毛、掉毛,详细针刺深度工艺见表1。

     
    7)铺网工艺
         本次生产的植绒干网为双面无端植绒干网。接触纸页的一面为正面,毛层稍厚,另一面植绒量相对较少,目的是增加正面纤维的抱合力和提高耐磨性。根据植绒干网所使用的位置不同要求其透气度的不同,其植绒量也随之而改变,一般在150~400gsm。本方案正面铺毛量为240gsm,反面为120gsm。
    8)定型工艺
         热定型是使植绒干网的尺寸(长度伸长、宽度收缩以及厚度的变化)更加稳定、纤维之间结合更加牢靠、使植绒干网内应力重新分配、表面更加平整密实,同时还可提高植绒干网的耐磨性能。本案定型过程有两次,一次是聚酯干网织造完成后的干网定型,目的使干网的经纬线肘结交织成型、稳定,使干网更加平整,干网的内应力重新分配、尺寸更加稳定;一次是植绒干网的最终定型,使植绒纤维间结合更加紧密,网面更加平整。本案采用国内最先进的热油滚筒定型机,这种定型设备集加压、水洗、化学处理、热定型于一体。热定型工艺详见下表2、3。

     
     
    三、技术参数的检测和对比
          我们利用YG(B)141D型数字式织物厚度仪、YG(B)026D型电子织物强力仪、YG461H型全自动透气量仪分别对BOM复合干毯、无端聚酯编织干网和无端双面植绒干网的厚度、断裂强力和透气度作了检测;对三者的抗压显性能作了试验,对相关参数作了对比,得出了相应的结论。
    (一)      同等平米克重下的BOM复合干毯技术参数见下表4
    (二)      聚酯编织干网技术参数见下表5

    (三)      无端植绒干网技术参数见下表6

     
    (四) 抗压显性能试验
          所谓的抗压显性能是是衡量造纸毛毯在压区压力和真空系统的作用下所能减轻或消除自身以及压榨辊对纸页所产生印痕的能力。如表面所产生的毛痕、基布(底网)所产的基布(底网)痕、沟纹辊产生的沟纹痕、真空辊产生真空痕、盲孔辊产生的盲孔痕等。
          我们分别将上述品种的植绒干网和聚酯编织干网裁成8*12cm的小样,采用10kg/cm2的压力获得抗压显试验图片如下图3、图4,从图中可以明显看出:聚酯编织干网的抗压显性能极差,网痕极重,而植绒干网看不到基网痕迹,抗压显性能较好。


    3:聚酯编织干网抗压显性能图片



    4:植绒干网抗压显性能图片


    (五) 检测参数的比较和结论
          我们把表4、表5、表6的参数作了综合对比,得出:植绒干网的透气度是双层BOM复合干毯透气度的2.4倍,是聚酯编织干网透气度的一半,这是我们期望的结果;三者断裂强力基本接近,双层BOM复合干毯的断裂伸长率较大;从抗压显性能试验图片对比来看,植绒干网和BOM复合干毯一样无“网痕”产生,但聚酯编织干网的“网痕”是非常严重的。
    四、使用效果
          我们将上述双层BOM复合干毯、聚酯编织干网和植绒干网用于山东某特种纸有限公司的PM3:1880/300长网多缸造纸机的干燥部上,双层BOM复合干毯较以前使用普通针刺干毯效果要好,但是仍然表现出透气度不够、干燥效率低、毯内易集聚蒸汽和水份,尤其是冬季,必须要用烘毯缸(热风导辊或热风箱)加强烘干,否则会导致纸页干燥不均匀、纸面泡泡纱增重、干燥曲线不稳定、无名断头增多等问题,使用寿命虽然比普通干毯长,但是还是不尽人意。
          聚酯编织干网透气度很高、干燥效率明显增大,但是纸面网痕是解决不掉的头痛病,特别在第一组烘缸和表面施胶后的第一组烘缸问题更加严重。植绒干网的透气度比聚酯干网表现出略低、干燥效率略低于聚酯干网,但是远高于BOM复合干毯,如表7所示,吨纸用汽量低于BOM复合干毯,基本接近于聚酯编织干网,有明显节省蒸汽用量的效果;从使用寿命上看,植绒干网使用寿命远远大于BOM复合干毯,也高于聚酯编织干网;从产纸面上看,用植绒干网后纸面明显平整、细腻、无网痕。

    五、结论
          综上得出:植绒干网是一种透气度好、高效、节能、产纸平整细腻、无网痕的新型干燥部织物,能完全取代老的BOM复合干毯和聚酯编织干网,填补了国内空白。