CN101906701A - 一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，包括如下步骤：(1)将两种相同或不同的纤维分别开松混合、梳理、铺网，形成纤维网，并叠合在一起；(2)对叠合后的两层纤维网进行预针刺，形成素毡，其中针刺密度为200～300针/cm2；(3)将前述素毡送入高速微细水流进行喷刺，该高速微细水流的起始水压为20巴，其后的水压高于或等于20巴且低于或等于400巴；(4)在100～250℃下进行烘干。利用此生产方法制成的非织造布具有孔隙小且孔隙率高、强力高、表面光滑、柔软等特点，使用时具有易清灰、运行阻力低而稳定、高过滤效率、高过滤精度等特性。
Description
技术领域
本发明属于高性能非织造过滤材料制造的技术领域，特别地涉及一种高性能过滤材料用针刺、水刺复合非织造布的生产方法，本发明提供了一种用针刺、水刺复合技术生产高性能过滤材料的方法，该材料采用高性能纤维(包括化学纤维和无机纤维)为原料，通过单道针刺与多道复刺结合，生产出高性能过滤材料，该材料可广泛应用于各种烟尘净化、液体过滤。
背景技术
随着世界范围内环保意识和要求的不断增强以及科学技术的不断进步，科研人员不懈地研究和利用一切可能的材料和方法，开发新的、更有效的过滤材料以提高滤料各项性能指标，延长使用寿命。传统的过滤材料一般采用针刺固结方法制作成毡，再经一些后整理过程最终制成成品，应用于过滤领域，针刺固结成毡的方法对成毡纤维损伤大，且产品孔隙大、表面效果差，从而导致产品过滤性能不理想。
水刺固结法是另外一种制作过滤材料用毡的方法，其具有能够保证滤料质地柔软、强力高、孔隙小且孔隙率大等优点，在烟气净化领域特别是对PM5、PM2.5等可吸入颗粒物的控制具有广阔的应用优势和市场前景，具体而言，其具有以下几个特点：①水刺工艺不存在对纤维网的挤压；②水刺工艺不使用树脂或粘合剂，从而保持了纤网固有的柔软性；③水刺工艺纤网可用任意品种的纤维相混合；④水刺工艺以水针代替刺针，对纤网的上下两面依次进行缠结处理，对纤维无任何损伤，所得纤网强度高；⑤水刺工艺生产效率高，生产能耗低；⑥所得的产品表面光滑、孔隙率高、孔径小。然而，水刺固结法也存在着其不足之处，如设备初期投资大，需要有单独的水处理系统，对操作工人要求高等。
有鉴于此，本发明人针对目前非织造布的生产方法进行研究改进，本案由此产生。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其制成的非织造布具有孔隙小且孔隙率高、强力高、表面光滑、柔软等特点，使用时具有易清灰、运行阻力低而稳定、高过滤效率、高过滤精度等特性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，包括如下步骤：(1)将两种相同或不同的纤维分别开松混合、梳理、铺网，形成纤维网，并叠合在一起；(2)对叠合后的两层纤维网进行预针刺，形成素毡，其中针刺密度为200～300针/cm2；(3)将前述素毡送入高速微细水流进行喷刺，该高速微细水流的起始水压为20巴，其后的水压高于或等于20巴且低于或等于400巴；(4)在100～250℃下进行烘干。
上述步骤(1)中，所述纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、均聚丙烯腈纤维、芳纶纤维、芳砜纶纤维、聚苯硫醚、聚酰亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维中的一种或至少两种的混合。
上述步骤(1)中，所述纤维的细度为0.1D～8D，长度为30～100mm。
上述纤维的常用长度为51mm、65mm或76mm。
上述步骤(1)中，还在两层纤维网之间叠合一基布层。
上述步骤(3)中，进行水刺的高速微细水流为3～9道。
上述步骤(4)中，烘干前，先对水刺后的素毡进行脱水。
上述步骤(4)中，烘干后，还进行热定型、烧毛压光和化学处理中的一种或多种工序。
采用上述方案后，本发明通过对原料纤维首先进行预针刺，将两层纤维(或连同基布)叠合初步固结，形成具有一定克重和强力的素毡，再经高速微细水流喷刺作用，使纤维进一步缠结加固，再对前述半成品进行烘干，得到用于制作过滤材料的非织造布，由于采用针刺与水刺结合的方式进行加工，使得纤维质地柔软、强力高，从而制成的过滤材料孔隙小且孔隙率大，易于清灰，过滤效率高，过滤精度高；且成品的单位面积重量较传统针刺过滤材料减少10％～30％，可大幅降低原料成本。
附图说明
图1是本发明的生产工艺流程图；
图2是本发明所制成的非织造布的一种结构示意图；
图3是本发明所制成的非织造布的另一种结构示意图；
图4是本发明所制成的非织造布的再一种结构示意图；
图5是本发明所制成的非织造布的又一种结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的特征及具体技术内容进行详细说明。
参考图1所示，本发明一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，包括以下步骤：
(1)将两种相同或不同的纤维分别开松混合、梳理、铺网，形成纤维网，并叠合在一起，一层作为迎尘面1，另一层作为净气层2(当使用两种不同的纤维时，通常是将比例较少的纤维作为迎尘面1)；另外，还可根据需要增加一层基布3，其经基布退卷工序后，叠合在两层纤维之间；所用的开松系统和梳理系统为两套，可根据产品设计需要同时开启，或仅开启一套，其中开松混合、梳理、铺网等工艺对于本领域的普通技术人员来说是公知技术，在此不再赘述；需要说明的是，此处所选用的纤维可为无机纤维或有机合成纤维，包括：玻璃纤维(GL)、玄武岩纤维(BF)、涤纶(PET)纤维、丙纶(PP)纤维、均聚丙烯腈(HA)纤维、芳纶(Armid)纤维、芳砜纶(PSA)纤维、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(P84)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维等，考虑到应用场合的具体条件，既可以选用前述单纯的一种，也可以是至少两种的混合，所需纤维规格细度为0.1D～8D，长度20mm～80mm；
(2)对叠合后的两层纤维网(包括基布3)进行预针刺，形成具有一定克重和强力的素毡，其中针刺密度为200～300针/cm2；
(3)将前述素毡送入3～9道高速微细水流进行喷刺，该高速微细水流的水压变化过程为：初始水压设为20巴，然后呈斜线或波浪线上升，直至达到最高水压400巴，然后呈斜线或波浪线降低(但其后的水压始终会高于或等于20巴)，从而对素毡的正反两面进行全面的穿刺，使纤维进一步缠结加固，且最后一道水刺能起到修面作用；此处每个水刺头的进水管都与一个可调的高压阀门相连，使每个水刺头的水压都能按照工艺要求灵活地进行单独调节；
(4)将水刺后的素毡经负压吸槽或脱水棍等脱水装置，抽吸去大部分水，降低含水率，再在100～250℃下进行烘干；
(5)根据使用需要，对前述素毡进行热定型、烧毛压光和化学处理中的一种或多种处理，由品管检验合格后，包装入库。
实施例1
将细度为1.6D、长度为51mm的PPS纤维采用两套梳理成网的工艺设备同时形成上、下两层纤维网，与PPS基布3送入单道预针刺机，针刺密度为240针/cm2；形成具有一定强力和密度的素毡，再将素毡送入3个最高压为400巴(Bar)的高速微细水流进行喷刺，使纤维缠结加固，在100℃的温度下烘干，根据使用需要再将针刺毡分别进行热定型、烧毛压光、化学处理等一种或多种后整理，经检验后最终形成成品。
实施例2
将细度为1.6D、长度为65mm的PPS纤维和2.0旦的PPS纤维采用两套梳理成网的工艺设备同时形成上、下两层纤维网，与PPS基布3送入单道预针刺机，针刺密度为200针/cm2；形成具有一定强力和密度的素毡，再将素毡送入6个最高压为400巴(Bar)的高速微细水流进行喷刺，使纤维缠结加固，在250℃的温度下烘干，根据使用需要再将针刺毡分别进行热定型、烧毛压光、化学处理等一种或多种后整理，经检验后最终形成成品。
实施例3
将细度为1.6D、长度为76mm的PPS纤维和2.0旦的PPS纤维采用两套梳理成网的工艺设备同时形成上、下两层纤维网送入单道预针刺机，针刺密度为300针/cm2；形成具有一定强力和密度的素毡，再将素毡送入9个最高压为400巴的高速微细水流进行喷刺，使纤维缠结加固，在200℃的温度下烘干，根据使用需要再将针刺毡分别进行热定型、烧毛压光、化学处理等一种或多种后整理，经检验后最终形成成品。
再请参考图2至图5所示，是本发明所制成的不同成品的结构示意图，图2所示结构中，迎尘面1为细纤维(细度为1.6旦)层，中间夹层为基布3，净气层2为细纤维(细度为1.6旦)层；图3所示结构中，迎尘面1为细纤维(细度为1.6旦)层，中间夹层为基布3，净气层2为粗纤维(细度为2～7旦)层；图4所示结构中，迎尘面1为超细纤维(细度为1旦或更细)与细纤维层(细度为1.6～2旦)的混合层，中间夹层为基布3，净气层2为粗纤维(细度为2～7旦)层；图5所示是另一种实施结构，其中的迎尘面1和净气层2可以为前述图2至图4所示结构的任一种或组合，且无中间基布层。
综上所述，本发明一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，重点在于综合使用针刺与水刺两种生产工艺，使得制成的非织造布质地柔软、强力高，且孔隙小、孔隙率大，非常适于制作过滤材料，提高过滤效率和过滤精度。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将两种相同或不同的纤维分别开松混合、梳理、铺网，形成纤维网，并叠合在一起；
(2)对叠合后的两层纤维网进行预针刺，形成素毡，其中针刺密度为200～300针/cm2；
(3)将前述素毡送入高速微细水流进行喷刺，该高速微细水流的起始水压为20巴，其后的水压高于或等于20巴且低于或等于400巴；
(4)在100～250℃下进行烘干。
2.如权利要求1所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、均聚丙烯腈纤维、芳纶纤维、芳砜纶纤维、聚苯硫醚、聚酰亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维中的一种或至少两种的混合。
3.如权利要求1所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于；所述步骤(1)中，所述纤维的细度为0.1D～8D，长度为30～100mm。
4.如权利要求3所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于：所述纤维的长度为51mm、65mm或76mm。
5.如权利要求1所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中，还在两层纤维网之间叠合一基布层。
6.如权利要求1所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于：所述步骤(3)中，进行水刺的高速微细水流为3～9道。
7.如权利要求1所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于：所述步骤(4)中，烘干前，先对水刺后的素毡进行脱水。
8.如权利要求1所述的一种过滤材料用针刺水刺复合非织造布的生产方法，其特征在于：所述步骤(4)中，烘干后，还进行热定型、烧毛压光和化学处理中的一种或多种工序。
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