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第四章 针刺加固法 (Needle Punching Process) 本章基本要求： (1)掌握针刺加固成形原理 (2)熟悉针刺、针刺工艺与设备 (3)了解针刺产品性能与应用 针刺法是一种机械加固 方法，最早应用于制毡生产中。发展历程如下： 1878年英国William Bywater公司制造最早的针刺机 1990年美国James Hunter工厂开始制造针刺机 1945年Bywater公司对针刺机作出重要改进 1957年Hunter工厂设计出传动平衡的针刺机，转速达到800rpm 1968年奥地利Fehrer（菲勒）公司制造出组合机架、全封闭分段传动针刺机，转速达到1000rpm 1972年Fehrer公司发明U形刺针和花纹针刺机 发展至今，幅宽16m，频率超过3300rpm，生产速度达30m/min。 一、针刺法的原理 二、针刺法的特点 第二节 针刺机的组成 一、预针刺机构 1.预针刺的任务 将高蓬松且抱合力很小的纤网进行针刺，使之具有一定的强力、密度和厚度，便于后道加工。 2.预针刺的工艺过程 蓬松的纤网在喂给帘夹持下送入预针刺区。 纤网通过预针刺区后，具备一定的强力、密度和厚度，然后再送至主针刺或花纹针刺加工。 喂入和输出速度相配合，可以间歇步进，也可连续运动。 3.预针刺机的组成 预针刺机构主要由送网机构、针刺机构和牵拉机构组成。 预针刺机构示意图如下： （1）送网机构 a. 压网罗拉式 优点：机构简单。 缺点：纤网离开压网辊后，由于纤维本身的弹性，仍会恢复蓬松状态，从而在托网板和剥网板进口处形成阻滞，纤网产生速度分层现象。 压网帘式 第三节 刺针 一、概述 （二）刺针的类型 二、刺针的选用原则 第四节 针刺工艺 一、针刺工艺参数 二、针刺力 三、针刺生产工艺流程 第五节 针刺机性能的表征指标 1. 针刺频率 2. 布针密度 3. 工作幅宽 4. 针刺动程 5. 自动化程度、减震性能及动力消耗 2. 布针密度 3. 工作幅宽 4. 针刺动程 5. 自动化程度、减震性能及动力消耗 预针刺机和主针刺机的特点 1、针刺密度 2、针刺深度 3、步进量 针刺密度 是指纤网单位面积内所受到的理论（包括重复在内）针刺数，单位：刺/cm2。 1、针刺密度 Dn — 植针密度（刺/cm2） N — 植针密度（枚/m），沿纤网的宽度方向。 n — 针刺频率（刺/min） v — 纤网输出速度（m/min） 通常植针密度N是不变的，通过调节针刺频率n和纤维输出速度v来调节针刺密度。 （1）针刺密度与产品性能的关系： 针刺密度↑→纤维缠结程度↑→针刺非织造材料强度↑ 针刺密度↑↑→纤维断裂↓→针刺非织造材料强度↓ 针刺后的纤网退卷再经同一生产线针刺，针刺密度可增加1倍。由此，较少的针刺机也可生产高针刺密度的产品，但生产效率较低。 （2）针刺密度与针刺遍数的关系 指刺针针尖穿过托网板到极限位置时，针尖到托网板托持纤网的表面的距离，即针刺时刺针穿过纤网后伸出纤网的最大长度，单位mm。 2、针刺深度 一定范围内，针刺深度增加，纤维间的缠结充分，但针刺过深，纤维断裂，产品强力降低。 确定针刺深度的原则： 粗长纤维组成的纤网，针刺深度↑，反之↓。 单纤强度较高纤维组成的纤网，针刺深度↑，反之↓ 单位面积质量较大的纤网，针刺深度↑，反之↓。 较蓬松的纤网，针刺深度↑，反之↓。 要求硬实的产品，针刺深度↑，反之↓。 要求针刺密度较高的产品，先↑后↓。 预针刺比主针刺↑。 3、步进量 步进量是指针刺机每针刺一个循环，织物所前进的距离。 当针板布针方式确定后，步进量会对布面的平整和光洁性有一定影响。一般短纤织物针刺的步进量在3~6mm/针。 如果步进量与刺针之间的距离成整数倍，有可能导致重复针刺而产生针刺条痕。 针刺力是指刺针穿刺纤网时受到的阻力。 针刺力是动态变化的。 开始刺入时，针刺力增加很缓慢； 逐渐深入时，进入纤网的钩刺数也逐渐增加，针刺力剧增并达到最大值； 穿出纤网后，针刺力以波动方式逐渐下降。 针刺力可间接地反映出针刺过程中刺针对纤维的转移效果和损伤程度，因此，可通过针刺力的测试来进一步研究针刺频率、针刺深度、针刺密度等工艺参数的合理性。 纤维长度↑细度↓摩擦系数↑→针刺力↑ 纤网单位面积质量↑→针刺力↑ 铺设基布→针刺力↑ 纤网密度↑→针刺力↑ 针刺频率↑→针刺力↑ 针刺深度↑→针刺力↑ 针刺密度↑→针刺力↑ 影响针刺力的因素： 有两种工艺流程