CN103114491A - 一种含胶类纤维成膜方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含胶类纤维成膜的方法及其装置。所述的成膜装置包括发生釜1，净化釜11和回收釜14，发生釜1固装有超声波振荡器4和红外发生器3，发生釜1内部有多层孔板2，净化釜11上设置一个沉淀剂添加口10，并固装一个搅拌器9。所述的成膜方法：将含胶类纤维脱胶预处理后均匀平铺在多层孔板2上，利用超声波振荡器4的空化作用对纤维层进行处理，然后将水分离到净化釜11，经沉淀胶质后，水再回到回收釜14进行循环使用。本发明的有益效果在于：有效地增强纤维膜的厚薄均匀性，以提高工作效率，降低能耗，所用水经滤胶处理后可再循环利用，大大减少耗水和环境污染。同时，本发明所述的成膜装置结构简单，控制方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种含胶类纤维成膜方法及其装置，特别是涉及一种使用超声波和红外线的可循环利用水的成膜方法及其装置。
背景技术
含胶类纤维主要指植物韧皮纤维和蚕丝纤维。植物韧皮纤维主要有麻类纤维和木本植物韧皮纤维，如苎麻、亚麻、罗布麻、汉麻、桑皮纤维、锦葵茎皮纤维、椴树纤维、葛藤茎皮纤维等，这些植物韧皮主要有纤维素、半纤维素、木质素和果胶组成；蚕丝纤维主要有桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝等，其主要由丝素和丝胶组成。在纺织业上，这些含胶类纤维在使用之前必须经过脱胶处理去除胶质提取纤维，以达到纺纱织布的目的，但由于脱胶工序较长而降低了其附加值，即便如此，胶质也很难被完全去除。对于此类含胶纤维，可以利用纤维不完全脱胶后残留的胶质将纤维固结成膜（网）作为一些非织造产品，如桑皮纸、锦葵茎皮纸、蚕丝面膜等，可作为一些包装及护肤产品，这些产品减少了加工工序，同时可以很好地利用胶质的附加作用，如桑皮果胶的抗菌、锦葵果胶的保健作用以及蚕丝丝胶的亲肤作用等，因此产品的附加值大大提高。目前这类产品的加工主要采用筛网法，采用木质或金属质框架及过滤网形成筛网，将经过前期脱胶处理的纤维平铺在筛网里，然后浸入水中，手工作用摇摆以使纤维网铺平，然后慢慢从水中将筛网水平提起，滤掉水分，自然晾干，再将纤维膜揭下来便形成一张完整的纤维膜。但这种方法耗费时间较长，生产效率极低，且劳动强度大，不利于产业化，所得到的纤维膜存在明显的厚薄不匀且局部易出现明显的孔隙，由于纤维由外至内自然晾干，使其产生明显的“皮芯”结构，影响产品的最终用途。由于整个过程需要大量水的参与且不能回收利用，而且胶质会混入水中，造成水资源的浪费及污染，不符合现代纺织工业清洁化、低碳生产的理念。
发明内容
为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种含胶类纤维成膜方法及其装置，以提高工作效率，降低能耗，增强纤维膜的厚薄均匀性，所用水经滤胶处理后可再循环利用，大大减少耗水和环境污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种含胶类纤维成膜方法，包括以下步骤：
1）纤维的放置及超声波振荡平铺。关闭所有阀门，根据所需制成的纤维膜的厚度称取一定质量经过脱胶预处理的含胶类纤维，将纤维从纤维放置口18放入发生釜1内的多层孔板2上，多层孔板2上有均匀分布的微孔，其规格为：其目数（1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数）≥400（目/英寸），纤维平铺均匀。在发生釜1中加入适量纯净水，水位应高于最上面的多层孔板2上的纤维，利用频率为20kHz-80kHz,功率为1kw-2kw的超声波振荡器4对纤维层进行高频机械振动，时间为0.2-0.5h，利用高频机械振动在纤维表面所产生的“空化”作用使脱胶液更容易扩散到纤维之间的空隙和微孔之中，同时使纤维进行微移，以达到均匀平铺的目的；
2）循环水的分离。待纤维均匀平铺后，打开阀门8，发生釜1中水在循环泵7的作用下经过滤器6过滤，滤除纤维成膜过程中从多层孔板上带下的纤维及其它非纤维性杂质，经阀门8进入到净化釜11内，从而使发生釜1中水与纤维膜分离；
3）纤维膜的烘燥。关闭阀门8，打开红外发生器3对多层孔板2上的纤维膜进行快速烘燥，时间为0.1h -0.3h，温度为50℃-300℃，待纤维膜烘干后便可依次从多层孔板2上揭下来进行使用；
4）循环水的净化、回收。从沉淀剂添加口10向净化釜11中加入适量乙醇，打开搅拌器9，将循环水中的胶质充分沉淀。打开阀门12，胶质经沉淀后的循环水经阀门12进入到虑胶器13，经虑胶器13过滤后的循环水回流到回收釜14中，待下次进行纤维成膜时，打开阀门17，回收的循环水在循环泵15的作用下，经计量泵16、阀门17又进入发生釜1中，可供下次纤维成膜使用。
一种实现上述含胶类纤维成膜方法的装置，包括发生釜1，发生釜1底部和侧面分别固装有超声波振荡器4和红外发生器3，发生釜1上端为纤维放置口18，发生釜1内部有多个多层孔板2，多层孔板2放置在发生釜1内壁左右水平固装的搁架5上，发生釜1通过管道分别与过滤器6、循环泵7、阀门8连接，阀门8通过管道与净化釜11连接，净化釜11上设置一个沉淀剂添加口10，净化釜11上固装一个搅拌器9，净化釜11通过管道分别与阀门12、虑胶器13连接，虑胶器13通过管道与回收釜14连通。回收釜14再通过管道分别与循环泵15、计量泵16和阀门17连接，阀门17通过管道与发生釜1连接。上述所涉及电路均为已知或通用。
本发明的有益效果在于：有效地增强纤维膜的厚薄均匀性，以提高工作效率，降低能耗，所用水经滤胶处理后可再循环利用，大大减少耗水和环境污染。同时，本发明所述的成膜装置结构简单，控制方便。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
图中：1为发生釜，2为多层孔板，3为红外发生器，4为超声波振荡器，5为搁架，6为过滤器，7,15为循环泵，8,12,17为阀门，9为搅拌器,10为沉淀剂添加口，11为净化釜，13为虑胶器，14为回收釜，16为计量泵,18为纤维放置口
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
实施例一
本发明实施例所采用的含胶类纤维成膜装置，包括发生釜1，发生釜1底部和侧面分别固装有超声波振荡器4和红外发生器3，发生釜1上端为纤维放置口18，发生釜1内部有多个多层孔板2，多层孔板2放置在发生釜1内壁左右水平固装的搁架5上，发生釜1通过管道分别与过滤器6、循环泵7、阀门8连接，阀门8通过管道与净化釜11连接，净化釜11上设置一个沉淀剂添加口10，净化釜11上固装一个搅拌器9，净化釜11通过管道分别与阀门12、虑胶器13连接，虑胶器13通过管道与回收釜14连通。回收釜14再通过管道分别与循环泵15、计量泵16和阀门17连接，阀门17通过管道与发生釜1连接。
本发明实施例所述的利用含胶类纤维成膜的方法，为采用上述装置，以经过脱胶预处理后的平均长度为20mm，平均线密度为1.5dtex的桑皮纤维成膜为例：
1）纤维的放置及超声波振荡平铺。关闭所有阀门，所需制成的桑皮纤维膜的厚度为0.2mm-0.3mm，据此称取15g经过脱胶预处理的含胶桑皮纤维，将桑皮纤维从纤维放置口18放入发生釜1内的3个多层孔板2上，多层孔板2上有均匀分布的微孔，其规格为：其目数（1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数）为450（目/英寸），桑皮纤维平铺均匀。在发生釜1中加入100L纯净水，水位应高于最上面的多层孔板2上的纤维，利用频率为20kHz,功率为2kw的超声波振荡器4对纤维层进行高频机械振动，时间为0.2h，利用高频机械振动在纤维表面所产生的“空化”作用使脱胶液更容易扩散到纤维之间的空隙和微孔之中，同时使纤维进行微移，以达到均匀平铺的目的；
2）循环水的分离。待桑皮纤维均匀平铺后，打开阀门8，发生釜1中水在循环泵7的作用下经过滤器6过滤，滤除纤维成膜过程中从多层孔板上带下的纤维及其它非纤维性杂质，经阀门8进入到净化釜11内，从而使发生釜1中水与纤维膜分离；
3）纤维膜的烘燥。关闭阀门8，打开红外发生器3对多层孔板2上的纤维膜进行快速烘燥，时间为0.2h，温度为100℃，红外线发生器3所产生的电磁波以光速直线传播到达纤维表面，当红外线的发射频率和纤维内大分子运动的固有频率（也即红外线的发射波长和纤维内大分子的吸收波长）相匹配时，引起纤维中大分子强烈振动，在纤维的内部发生激烈摩擦产生热从而快速均匀干燥纤维，由于加热均匀，产品外观、机械性能等均大大提高。待纤维膜烘干后便可依次从多层孔板2上揭下来进行使用；
4）循环水的净化、回收。从沉淀剂添加口10向净化釜11中加入适量乙醇，打开搅拌器9，将循环水中的胶质充分沉淀。打开阀门12，胶质经沉淀后的循环水经阀门12进入到虑胶器13，经虑胶器13过滤后的循环水回流到回收釜14中，待下次进行纤维成膜时，打开阀门17，回收的循环水在循环泵15的作用下，经计量泵16、阀门17又进入发生釜1中，可供下次纤维成膜使用。
所得的桑皮纤维膜，采用织物厚度仪按照GB/T 3820 《纺织品和纺织制品厚度的测定》测定其平均厚度为0.24mm，厚度不匀率为1.3%；采用织物强力仪按照GB/T 3923.1《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》测定其拉伸断裂强力为220N，强力不匀率为2.7%，因此，所制成的桑皮膜厚度均匀，且强力大，强力不匀率低。
实施例二
本实施例所采用的含胶类纤维成膜装置，同实施例一。
本发明实施例所述的利用含胶类纤维成膜的方法，为采用上述装置，以经过脱胶预处理后的平均长度为45mm，平均线密度为2.5dtex的锦葵茎皮纤维成膜为例：
1）纤维的放置及超声波振荡平铺。关闭所有阀门，所需制成的锦葵茎皮纤维膜的厚度为0.3mm-0.4mm，据此称取25g经过脱胶预处理的含胶锦葵茎皮纤维，将锦葵茎皮纤维从纤维放置口18放入发生釜1内的3个多层孔板2上，多层孔板2上有均匀分布的微孔，其规格为：其目数（1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数）为400（目/英寸），锦葵茎皮纤维平铺均匀。在发生釜1中加入100L纯净水，水位应高于最上面的多层孔板2上的纤维，利用频率为40kHz,功率为1.5kw的超声波振荡器4对纤维层进行高频机械振动，时间为0.3h，利用高频机械振动在纤维表面所产生的“空化”作用使脱胶液更容易扩散到纤维之间的空隙和微孔之中，同时使纤维进行微移，以达到均匀平铺的目的；
2）循环水的分离。待锦葵茎皮纤维均匀平铺后，打开阀门8，发生釜1中水在循环泵7的作用下经过滤器6过滤，滤除纤维成膜过程中从多层孔板上带下的纤维及其它非纤维性杂质，经阀门8进入到净化釜11内，从而使发生釜1中水与纤维膜分离；
3）纤维膜的烘燥。关闭阀门8，打开红外发生器3对多层孔板2上的纤维膜进行快速烘燥，时间为0.3h，温度为120℃，红外线发生器3所产生的电磁波以光速直线传播到达纤维表面，当红外线的发射频率和纤维内大分子运动的固有频率（也即红外线的发射波长和纤维内大分子的吸收波长）相匹配时，引起纤维中大分子强烈振动，在纤维的内部发生激烈摩擦产生热从而快速均匀干燥纤维，由于加热均匀，产品外观、机械性能等均大大提高。待纤维膜烘干后便可依次从多层孔板2上揭下来进行使用；
4）循环水的净化、回收。从沉淀剂添加口10向净化釜11中加入适量乙醇，打开搅拌器9，将循环水中的胶质充分沉淀。打开阀门12，胶质经沉淀后的循环水经阀门12进入到虑胶器13，经虑胶器13过滤后的循环水回流到回收釜14中，待下次进行纤维成膜时，打开阀门17，回收的循环水在循环泵15的作用下，经计量泵16、阀门17又进入发生釜1中，可供下次纤维成膜使用。
所得的锦葵茎皮纤维膜，采用织物厚度仪按照GB/T 3820 《纺织品和纺织制品厚度的测定》测定其平均厚度为0.36mm，厚度不匀率为1.1%；采用织物强力仪按照GB/T 3923.1《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》测定其拉伸断裂强力为290N，强力不匀率为2.4%，因此，所制成的锦葵茎皮膜厚度均匀，且强力大，强力不匀率低。
实施例三
本实施例所采用的含胶类纤维成膜装置，同实施例一。
本发明实施例所述的利用含胶类纤维成膜的方法，为采用上述装置，以经过脱胶预处理后的平均长度为40mm，平均线密度为0.75dtex的蓖麻蚕丝纤维成膜为例：
1）纤维的放置及超声波振荡平铺。关闭所有阀门，所需制成的蓖麻蚕丝纤维膜的厚度为0.15mm-0.2mm，据此称取10g经过脱胶预处理的含胶蓖麻蚕丝纤维，将蓖麻蚕丝纤维从纤维放置口18放入发生釜1内的3个多层孔板2上，多层孔板2上有均匀分布的微孔，其规格为：其目数（1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数）为500（目/英寸），蓖麻蚕丝纤维平铺均匀。在发生釜1中加入100L纯净水，水位应高于最上面的多层孔板2上的纤维，利用频率为70kHz,功率为1kw的超声波振荡器4对纤维层进行高频机械振动，时间为0.4h，利用高频机械振动在纤维表面所产生的“空化”作用使脱胶液更容易扩散到纤维之间的空隙和微孔之中，同时使纤维进行微移，以达到均匀平铺的目的；
2）循环水的分离。待蓖麻蚕丝纤维均匀平铺后，打开阀门8，发生釜1中水在循环泵7的作用下经过滤器6过滤，滤除纤维成膜过程中从多层孔板上带下的纤维及其它非纤维性杂质，经阀门8进入到净化釜11内，从而使发生釜1中水与纤维膜分离；
3）纤维膜的烘燥。关闭阀门8，打开红外发生器3对多层孔板2上的纤维膜进行快速烘燥，时间为0.1h，温度为90℃，红外线发生器3所产生的电磁波以光速直线传播到达纤维表面，当红外线的发射频率和纤维内大分子运动的固有频率（也即红外线的发射波长和纤维内大分子的吸收波长）相匹配时，引起纤维中大分子强烈振动，在纤维的内部发生激烈摩擦产生热从而快速均匀干燥纤维，由于加热均匀，产品外观、机械性能等均大大提高。待纤维膜烘干后便可依次从多层孔板2上揭下来进行使用；
4）循环水的净化、回收。从沉淀剂添加口10向净化釜11中加入适量乙醇，打开搅拌器9，将循环水中的胶质充分沉淀。打开阀门12，胶质经沉淀后的循环水经阀门12进入到虑胶器13，经虑胶器13过滤后的循环水回流到回收釜14中，待下次进行纤维成膜时，打开阀门17，回收的循环水在循环泵15的作用下，经计量泵16、阀门17又进入发生釜1中，可供下次纤维成膜使用。
所得的蓖麻蚕丝纤维膜，采用织物厚度仪按照GB/T 3820 《纺织品和纺织制品厚度的测定》测定其平均厚度为0.18mm，厚度不匀率为1.6%；采用织物强力仪按照GB/T 3923.1《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》测定其拉伸断裂强力为180N，强力不匀率为3.2%，因此，所制成的蓖麻蚕丝膜厚度均匀，且强力大，强力不匀率低。
Claims (2)
1.一种含胶类纤维成膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）纤维的放置及超声波振荡平铺：关闭所有阀门，根据所需制成的纤维膜的厚度称取一定质量经过脱胶预处理的含胶类纤维，将纤维从纤维放置口（18）放入发生釜（1）内的多层孔板（2）上，多层孔板（2）上有均匀分布的微孔，其规格为：其目数（1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数）≥400（目/英寸），纤维平铺均匀；在发生釜（1）中加入适量纯净水，水位应高于最上面的多层孔板（2）上的纤维，利用频率为20kHz-80kHz,功率为1kw-2kw的超声波振荡器（4）对纤维层进行高频机械振动，时间为0.2-0.5h，利用高频机械振动在纤维表面所产生的“空化”作用使脱胶液更容易扩散到纤维之间的空隙和微孔之中，同时使纤维进行微移，以达到均匀平铺的目的；
2）循环水的分离：待纤维均匀平铺后，打开阀门（8），发生釜（1）中水在循环泵（7）的作用下经过滤器（6）过滤，滤除纤维成膜过程中从多层孔板（2）上带下的纤维及其它非纤维性杂质，经阀门（8）进入到净化釜（11）内，从而使发生釜（1）中水与纤维膜分离；
3）纤维膜的烘燥：关闭阀门（8），打开红外发生器（3）对多层孔板（2）上的纤维膜进行快速烘燥，时间为0.1 h -0.3h，温度为50℃-300℃，待纤维膜烘干后便可依次从多层孔板（2）上揭下来进行使用；
4）循环水的净化、回收：从沉淀剂添加口（10）向净化釜（11）中加入适量乙醇，打开搅拌器（9），将循环水中的胶质充分沉淀；打开阀门（12），胶质经沉淀后的循环水经阀门（12）进入到虑胶器（13），经虑胶器（13）过滤后的循环水回流到回收釜（14）中，待下次进行纤维成膜时，打开阀门（17），回收的循环水在循环泵（15）的作用下，经计量泵（16）、阀门（17）又进入发生釜（1）中，可供下次纤维成膜使用。
2.一种实现权利要求1所述的含胶类纤维成膜方法的装置，其特征在于：包括发生釜（1），发生釜（1）底部和侧面分别固装有超声波振荡器（4）和红外发生器（3），发生釜（1）上端为纤维放置口（18），发生釜（1）内部有多个多层孔板（2），多层孔板（2）放置在发生釜（1）内壁左右水平固装的搁架（5）上，发生釜（1）通过管道分别与过滤器(6)、循环泵(7)、阀门（8）连接，阀门（8）通过管道与净化釜（11）连接，净化釜（11）上设置一个沉淀剂添加口（10），净化釜（11）上固装一个搅拌器（9），净化釜（11）通过管道分别与阀门（12）、虑胶器（13）连接，虑胶器（13）通过管道与回收釜（14）连通；回收釜（14）再通过管道分别与循环泵（15）、计量泵（16）和阀门（17）连接，阀门（17）通过管道与发生釜（1）连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130522 |