CN101844015A - 棉纤维过滤材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于滤材的制备，特别是指一种棉纤维过滤材料的制备方法。采用三次开松、二次体积法平衡均匀度整理和二次定量给棉的方法，将使2-15mm、含棉量在90％以上的棉型短纤维逐步变为完全单纤维，并采用气流成网、喷胶、烘燥、切边成卷的工艺制成棉纤维过滤材料。本发明解决了现有技术中存在的非织造过滤材料制造工艺难于利用短细纤维的不足。具有能够利用了工业上一般作为废纤处理的短细棉纤维作为生产原料，环保节材，生产成本低，产品性能上达到了国际水平，填补了国内空气净化材料的空白，可出口创汇等优点。
Description
所属技术领域
本发明属于滤材的制备，特别是指一种棉纤维过滤材料的制备方法。
背景技术
自1979年我国第一块非织造过滤材料在上海纺科院无纺布研究室研发出来后已有30年的历史，在工艺上一直是采用开松-梳理-机械铺网-针刺-喷胶-烘干-切边成卷。所用的原料都是涤纶、丙纶等化学纤维，由于纤维的摩擦产生静电，较细的纤维和短纤维在梳理过程中难度较大，生产受到限制。
棉纤维空气过滤材料广泛运用在欧美系列家用中央空调的第一道进风口，为初效空气过滤材料，它的主要功能是过滤大颗粒的灰尘，属于更换周期短、使用寿命不长的一种即弃过滤材料，所以对该材料的要求是价格低廉、环保阻燃、透气度高。
我国粗效过滤材料都采用涤纶、丙纶等化学纤维做原料，而棉纤维过滤材料采用棉纤维做原料，纤维较细，过滤效率高，并可以抵制紫外线，作为亲水性材料，阻燃剂可完全浸泽，烘燥后可达到较好的阻燃效果。化学纤维做原料在完成过滤任务后的终端废弃物不能降解，因而会造成第二次污染，而棉纤维材料可自然降解，对人类不造成污染，属环保型产品。目前棉纤维过滤材料只有美国一家公司在生产，依着价格优势，垄断着市场，我国使用这种材料长期依赖进口。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用棉纤维过滤材料的制备方法，采用工业中一般作为废纤处理的短细棉纤维作为生产原料，通过对现有过滤材料的制造工艺进行改进，解决了了短细棉纤维通过现有工艺难以实现棉纤维过滤材料生产的问题。
本发明的整体技术解决方案是：
棉纤维过滤材料的制备方法，工艺步骤中依次包括开松、喷胶、烘燥、切边成卷；在开松与喷胶之间包括一气流成网步骤，其中各工艺步骤中的工艺条件如下：
A、开松：将纤维长度为2-15mm、含棉量在90％以上的棉型短纤维采用人工分散方法经开松机进行第一次开松，形成散状纤维，通过鼓风机送入棉箱，利用体积法进行第一次平衡均匀度，形成厚度为100mm散状纤维层；将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第二次开松，将棉纤维分散成基本单纤维，通过鼓风机送入下一棉箱，利用体积法进行第二次平衡均匀度，形成厚度为80mm基本单纤维层；将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第三次开松，使棉纤维完全分离成为单纤维状棉纤维；
B、气流成网：采用负压将开松后的单纤维状棉纤维吸附在转动的成网帘上，形成2-4mm厚度的棉纤维网。
本发明中具体的工艺步骤和工艺条件是：
为保证实现棉纤维的开松良好，本发明的步骤A中优选的工艺条件如下：
步骤A中的第一次开松是将棉型短纤维放入喂棉帘，经转速为900转/分的开松机进行。
步骤A中的第二次开松是将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入转速1000-1400转/分的开松机进行。
步骤A中的第三次开松是将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入转速1800-2100转/分的开松机进行。
为保证气流成网工艺步骤中有足够的气流包容每根纤维，使其不致和相邻纤维缠结，满足纤维在成网帘上均匀成网，步骤B中优选的工艺条件如下：
步骤B中负压条件为5000-6500Pa负风压。
步骤B中转动的成网帘的转速为3-5米/分钟，目数为35-45目。
喷胶是采用粘合剂经过喷胶泵对步骤B中制备的棉纤维网进行喷胶处理，喷胶量控制在15-20g/m2。
粘合剂采用浓度为8％的丙烯酸乳液。
烘燥是将喷胶后的棉纤维网经烘燥机进行烘燥，烘燥温度为135-150℃，速度3-5米/分钟，时间9-15分钟。
本发明所具有的突出的实质性特点和显著的技术进步在于：
1、本发明通过工艺的改进，实现了利用了工业上一般作为废纤处理的短细棉纤维作为生产原料，可大量利用了服装、针织工业的下脚料，在节能环保的同时，大大降低了生产成本。
2、采用本发明的方法制备的棉纤维过滤材料，经检测，透气度达到3100-4800mm/s，阻燃效果获得了UL900-class2认证，在性能上达到了国际水平，不仅填补了国内空气净化材料的空白，还可出口创汇。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
棉纤维过滤材料的制备方法，工艺步骤中依次包括开松、喷胶、烘燥、切边成卷；在开松与喷胶之间包括一气流成网步骤，其中各工艺步骤中的工艺条件如下：
A、开松：将纤维长度为10mm、含棉量在90％以上的棉型短纤维采用人工分散方法经开松机进行第一次开松，形成散状纤维，通过鼓风机送入棉箱，利用体积法进行第一次平衡均匀度，形成厚度为100mm散状纤维层；将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第二次开松，将棉纤维分散成基本单纤维，通过鼓风机送入下一棉箱，利用体积法进行第二次平衡均匀度，形成厚度为80mm基本单纤维层；将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第三次开松，使棉纤维完全分离成为单纤维状棉纤维；
B、气流成网：采用负压将开松后的单纤维状棉纤维吸附在转动的成网帘上，形成2mm厚度的棉纤维网。
步骤A中的第一次开松是将棉型短纤维放入喂棉帘，经转速为900转/分的开松机进行。
步骤A中的第二次开松是将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入转速1200转/分的开松机进行。
步骤A中的第三次开松是将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入转速1800转/分的开松机进行。
步骤B中负压条件为5000Pa负风压。
步骤B中转动的成网帘的转速为3米/分钟，目数为35目。
喷胶是采用粘合剂经过喷胶泵对步骤B中制备的棉纤维网进行喷胶处理，喷胶量为15g/m2。
粘合剂采用浓度为8％的丙烯酸乳液。
烘燥是将喷胶后的棉纤维网经烘燥机进行烘燥，烘燥温度为135℃，速度3米/分钟，时间15分钟。
实施例2
棉纤维过滤材料的制备方法，工艺步骤中依次包括开松、喷胶、烘燥、切边成卷；其特征在于在开松与喷胶之间包括一气流成网步骤，其中各工艺步骤中的工艺条件如下：
A、开松：将纤维长度为8mm、含棉量在90％以上的棉型短纤维采用人工分散方法经开松机进行第一次开松，形成散状纤维，通过鼓风机送入棉箱，利用体积法进行第一次平衡均匀度，形成厚度为100mm散状纤维层；将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第二次开松，将棉纤维分散成基本单纤维，通过鼓风机送入下一棉箱，利用体积法进行第二次平衡均匀度，形成厚度为80mm基本单纤维层；将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第三次开松，使棉纤维完全分离成为单纤维状棉纤维；
B、气流成网：采用负压将开松后的单纤维状棉纤维吸附在转动的成网帘上，形成2-4mm厚度的棉纤维网。
步骤A中的第一次开松是将棉型短纤维放入喂棉帘，经转速为900转/分的开松机进行。
步骤A中的第二次开松是将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入转速1000转/分的开松机进行。
步骤A中的第三次开松是将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入转速2000转/分的开松机进行。
步骤B中负压条件为5000-6500Pa负风压。
步骤B中转动的成网帘的转速为5米/分钟，目数为40目。
喷胶是采用粘合剂经过喷胶泵对步骤B中制备的棉纤维网进行喷胶处理，喷胶量为20g/m2。
粘合剂采用浓度为8％的丙烯酸乳液。
烘燥是将喷胶后的棉纤维网经烘燥机进行烘燥，烘燥温度为150℃，速度5米/分钟，时间9分钟。
实施例3
棉纤维过滤材料的制备方法，工艺步骤中依次包括开松、喷胶、烘燥、切边成卷；其特征在于在开松与喷胶之间包括一气流成网步骤，其中各工艺步骤中的工艺条件如下：
A、开松：将纤维长度为5mm、含棉量在90％以上的棉型短纤维采用人工分散方法经开松机进行第一次开松，形成散状纤维，通过鼓风机送入棉箱，利用体积法进行第一次平衡均匀度，形成厚度为100mm散状纤维层；将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第二次开松，将棉纤维分散成基本单纤维，通过鼓风机送入下一棉箱，利用体积法进行第二次平衡均匀度，形成厚度为80mm基本单纤维层；将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第三次开松，使棉纤维完全分离成为单纤维状棉纤维；
B、气流成网：采用负压将开松后的单纤维状棉纤维吸附在转动的成网帘上，形成3mm厚度的棉纤维网。
步骤A中的第一次开松是将棉型短纤维放入喂棉帘，经转速为900转/分的开松机进行。
步骤A中的第二次开松是将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入转速1400转/分的开松机进行。
步骤A中的第三次开松是将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入转速2100转/分的开松机进行。
步骤B中负压条件为5000-6500Pa负风压。
步骤B中转动的成网帘的转速为5米/分钟，目数为45目。
喷胶是采用粘合剂经过喷胶泵对步骤B中制备的棉纤维网进行喷胶处理，喷胶量为16g/m2。
粘合剂采用浓度为8％的丙烯酸乳液。
烘燥是将喷胶后的棉纤维网经烘燥机进行烘燥，烘燥温度为140℃，速度4米/分钟，时间10分钟。
Claims (9)
1.棉纤维过滤材料的制备方法，工艺步骤中依次包括开松、喷胶、烘燥、切边成卷；其特征在于在开松与喷胶之间包括一气流成网步骤，其中各工艺步骤中的工艺条件如下：
A、开松：将纤维长度为2-15mm、含棉量在90％以上的棉型短纤维采用人工分散方法经开松机进行第一次开松，形成散状纤维，通过鼓风机送入棉箱，利用体积法进行第一次平衡均匀度，形成厚度为100mm散状纤维层；将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第二次开松，将棉纤维分散成基本单纤维，通过鼓风机送入下一棉箱，利用体积法进行第二次平衡均匀度，形成厚度为80mm基本单纤维层；将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入开松机进行第三次开松，使棉纤维完全分离成为单纤维状棉纤维；
B、气流成网：采用负压将开松后的单纤维状棉纤维吸附在转动的成网帘上，形成2-4mm厚度的棉纤维网。
2.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的步骤A中的第一次开松是将棉型短纤维放入喂棉帘，经转速为900转/分的开松机进行。
3.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的步骤A中的第二次开松是将第一次开松中制备的散状纤维层经定量给棉辊送入转速1000-1400转/分的开松机进行。
4.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的步骤A中的第三次开松是将第二次开松制备的基本单纤维层经定量给棉辊送入转速1800-2100转/分的开松机进行。
5.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的步骤B中负压条件为5000-6500Pa负风压。
6.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的步骤B中转动的成网帘的转速为3-5米/分钟，目数为35-45目。
7.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的喷胶是采用粘合剂经过喷胶泵对步骤B中制备的棉纤维网进行喷胶处理，喷胶量控制在15-20g/m2。
8.根据权利要求7所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的粘合剂采用浓度为8％的丙烯酸乳液。
9.根据权利要求1所述的棉纤维过滤材料的制备方法，其特征在于所述的烘燥是将喷胶后的棉纤维网经烘燥机进行烘燥，烘燥温度为135-150℃，速度3-5米/分钟，时间9-15分钟。
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