CN103432826A - 高精度双层基布针刺毡滤料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高精度双层基布针刺毡滤料及其制备工艺，滤料依次包括细旦纤维网层、第一基布层、上层纤维网层、第二基布层、下层纤维网层；所述细旦纤维网层由细旦纤维经过预处理-预开松-梳理制成，所述第一基布层和第二基布层为基布经过预处理加工而成，所述上层纤维网和下层纤维网为普通纤维经过预处理-预开松-梳理制成；本发明滤料结构稳定，过滤精度高、强度高、耐温好、抗腐蚀性好，可用于各种复杂工况条件下的烟尘过滤和产品收集。
Description
技术领域
本发明涉及环保除尘滤料领域，特别是一种过滤精度高、过滤性能好的高精度双层基布针刺毡滤料及其制备工艺。
背景技术
针刺毡是一种结构合理、性能较好的过滤材料，以不同的纤维为原料，通过刺针机对梳理后的短纤维进行针刺，用机械方法使毡层纤维之间、毡层纤维与增强基布之间纤维相互缠结，纤网得以加固而制成的毡状非织造布过滤材料。它不仅具有纤维材料固有的优点，而且毡层纤维呈单纤维，无定向三维微孔结构，孔隙率高，对气体过滤阻力小，是一种性能较好的过滤材料。
针刺毡的过滤机理是深层过滤，即依靠滤料内部结构对粉尘进行拦截，净化后的烟气则穿过滤料。普通针刺毡长期使用后会造成滤料内部积尘，堵塞滤料，影响过滤清灰效果，系统阻力升高；同时由于长期的收缩扩张运动、温湿度、腐蚀性物质作用等因素，滤料强力损失较大。以上因素都会导致滤料失效、使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是针对现有针刺毡产品存在的缺陷，提供一种过滤性能好、使用寿命长、适用工况广的高精度双层基布针刺毡滤料及其制备工艺；该滤料结构稳定，过滤精度高、强度高、耐温好、抗腐蚀性好，可用于各种复杂工况条件下的烟尘过滤和产品收集。
实现本发明的一种高精度双层基布针刺毡滤料，依次包括细旦纤维网层、第一基布层、上层纤维网层、第二基布层、下层纤维网层；所述细旦纤维网层由细旦纤维经过预处理-预开松-梳理制成，所述第一基布层和第二基布层为基布经过预处理加工而成，所述上层纤维网和下层纤维网为普通纤维经过预处理-预开松-梳理制成。
所述细旦纤维和普通纤维选自PPS纤维、芳纶纤维、P84纤维、PTFE纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、高硅氧纤维等纤维中的一种或几种。
所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，包括如下步骤：
（1）将细旦纤维制成细旦纤维网层，细旦纤维网层铺叠在第一基布层上方后，进行预针刺，形成第一预针刺毡；
（2）将普通纤维制成纤维网层，在第二基布层的上下两面铺叠后，进行预针刺，形成第二预针刺毡；
（3）将第一、第二预刺针毡铺叠，其中细旦纤维网层在上，同时进行针刺，制成具有双层基布的滤料；
（4）将加工好的滤料引入PTFE混合溶液浸渍槽中进行浸渍加工，制成高精度双层基布针刺毡滤料。
所述步骤（1）中，所述细旦纤维经过预处理-预开松-混合-喂给-梳理，制成细旦纤维网，细旦纤维网层的铺网层数为15-22层。
所述步骤（1）中，预针刺的针刺深度4-10mm，针刺密度500-1200针/cm2，出料速度为5-25m/min。
所述步骤（2）中普通纤维经过预处理-预开松-梳理制成纤维网层。
所述步骤（2）中,预针刺的针刺深度8-16mm，针刺密度500-1200针/cm2，出料速度为5-25m/min。
所述步骤（3）中，针刺的深度为7-15mm,针刺密度为500-1200针/cm2，出料速度为5-25m/min。
所述步骤（4）中的浸渍加工，包括浸渍、烘干、烧结、定型处理。
所述细旦纤维和普通纤维选自PPS纤维、芳纶纤维、P84纤维、PTFE纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、高硅氧纤维等纤维中的一种或几种。
本发明的高精度双层基布针刺毡滤料的有益效果：
1、采用细旦纤维制作面层，孔径小、孔隙率高，过滤精度高。
2、滤料具有双层基布，产品尺寸稳定性好，纤维与基布结合牢固，具有很高的拉伸强度。
3、滤料形成前窄后宽的喇叭口形结构，可以有效减少滤料内部的灰尘积聚。保证低阻高效的运行，清洁滤料阻力只有普通毡类滤料的2/3。
4、可以根据工况条件进行原料的优选和配伍，工况适应性好。
附图说明
图1为的本发明超高精度双层基布针刺毡滤料的示意图
1-细旦纤维网层 2-第一基布层 3-上层纤维网层
4-第二基布层 5-下层纤维网层
具体实施方式
下面结合实施例更详细地说明本发明的技术方案。
实施例一：高精度双层基布PPS针刺毡滤料
该滤料包括细旦纤维网层1，第一基布层2，上层纤维网层3，第二基布层4，下层纤维网层5
其制备工艺为：
1、细旦PPS纤维网层与第一基布层的制作
采用常规的梳理和针刺工艺完成，即：将细旦PPS纤维经过预处理→预开松→主开松→均匀混合→喂给→梳理成网→单面铺网→预针刺→收卷→检验等工序。
（1）预处理：将细旦PPS纤维松包后均匀摊开，喷洒含1%抗静电剂水溶液，放置12小时后使用；通过抗静电剂的表面处理技术来改善其蓬松性，以利于下道工序加工，同时增加成网后纤维间的抱合力。
（2）预开松：将预处理好的细旦PPS纤维经过输送平帘喂给梳针开松机，梳针打手转速260r/min，进行自由式开松，其目的是减少纤维的损伤同时使纤维束得到开松和分解以利于后续加工。
（3）混合：将开松后细旦PPS纤维进行均匀混合，保证梳理成网后纤维的均匀分布，提高针刺毡的孔径均匀度和复合牢度。
（4）梳理铺网：梳理机的出网速度为35m/min，梳理机制成的PPS纤维网按生产工艺铺叠在第一基布层表面，铺网速度为6m/min，铺网层数根据滤料的厚度选取一般在18层。然后由送网机构将铺好的PPS纤网顺利地喂入针刺区而纤网不产生拥塞和意外伸长，因为此时的纤网蓬松、抱合力小。
（5）预针刺：蓬松的PPS纤网和第一基布层在喂给帘夹持下送入预针刺区，对高度蓬松而无强力的纤维网进行针刺，针刺深度7mm，针刺密度700针/cm2，出料速度18m/min。通过预针刺使PPS纤网初步缠结定型并具有一定的强力、密度和厚度，便于后道加工。
2、上、下PPS纤维网层与第二基布层的制作
采用普通PPS纤维制作上、下PPS纤维网，上、下PPS纤维网层与第二基布层的制作工艺与上述细旦纤维层和第一基布层制作工艺总体上是一致的，唯一的区别是梳理成网后采用双面铺网的工艺，第二基布层的上下两面均铺有PPS纤网，经过预针刺后收卷。由于纤维相对较粗，针刺深度选用12mm，针刺密度700针/cm2，出料速度18m/min。
3、双层基布针刺毡的制作
将两卷经过预针刺的PPS毡料（细旦纤维网层的预针刺毡在上），同时放入主针刺进行针刺加固，针刺深度选用14mm，针刺密度900针/cm2，出料速度20m/min。通过主针刺增加针刺密度，提高针刺毡的整体强度并最终制成具有双层基布的PPS过滤毡。
4、后整理
将上述加工好的双层基布PPS针刺毡滤料引入PTFE混合溶液浸渍槽中，进行整体浸渍加工，包括浸渍、烘干、烧结、定型处理，制成高精度双层基布PPS针刺毡滤料。
下表为浸渍加工过程中各步骤的具体参数：
| 序号 | 工艺过程 | 运行温度（℃） | 运行速度（m/min） |
| 1 | 浸渍 | 25±2 | 3-10 |
| 2 | 挥发 | 90±2 | 3-10 |
| 3 | 烘干 | 180±2 | 3-10 |
| 4 | 烧结 | 315±2 | 3-10 |
| 5 | 定型 | 200±2 | 3-10 |
下表为实施例一产品的各项参数：
实施例二：高精度双层基布玻纤+PPS复合毡滤料
该滤料包括细旦纤维网层1，第一基布层2，上层纤维网层3，第二基布层4，下层纤维网层5
其制备工艺为：
1、细旦纤维网层与第一基布层的制作
细旦纤维网的制作以及与第一基布层的针刺加固采用常规的梳理和针刺工艺完成，即：将细旦玻纤+细旦PPS纤维经过预处理→预开松→主开松→均匀混合→喂给→梳理成网→单面铺网→预针刺→收卷→检验等工序。
（1）预处理：将细旦纤维松包后均匀摊开，喷洒含2%抗静电剂水溶液，放置12小时后使用；通过抗静电剂的表面处理技术来改善其蓬松性，以利于下道工序加工，同时增加成网后纤维间的抱合力。
（2）预开松：将预处理好的细旦玻纤+细旦PPS纤维经过输送平帘喂给梳针开松机，梳针打手转速240r/min，进行自由式开松，其目的是减少纤维的损伤同时使纤维束得到开松和分解以利于后续加工。
（3）混合：将开松后细旦玻纤和细旦PPS纤维进行均匀混合，保证梳理成网后各种纤维的均匀分布，提高针刺毡的孔径均匀度和复合牢度。
（4）梳理铺网：梳理机的出网速度为30m/min，梳理机制成的细旦玻纤+PPS纤维网按生产工艺铺叠在第一基布层表面，铺网速度为5m/min，铺网层数根据滤料的厚度选取一般在22层。然后由送网机构将铺好的纤网顺利地喂入针刺区，而纤网不产生拥塞和意外伸长，因为此时的纤网蓬松、抱合力小。
（5）预针刺：蓬松的纤网和第一基布层在喂给帘夹持下送入预针刺区，对高度蓬松而无强力的纤维网进行针刺，针刺深度6mm，针刺密度600针/cm2，出料速度18m/min。通过预针刺使纤网初步缠结定型并具有一定的强力、密度和厚度，便于后道加工。
2、上、下纤维网层与第二基布层的制作
采用普通玻纤+普通PPS纤维的混合纤维制作上、下纤维网，上、下纤维网层与第二基布层的制作工艺与上述细旦纤维层和第一基布层制作工艺总体上是一致的，唯一的区别是梳理成网后采用双面铺网的工艺，第二基布层的上下两面均铺有玻纤与PPS混合纤网，经过预针刺后收卷。由于纤维相对较粗，针刺深度选用15mm，针刺密度800针/cm2，出料速度22m/min。
3、双层基布针刺毡的制作
将两卷经过预针刺的玻纤与PPS纤维混合面层毡料（细旦纤维网层的预针刺毡在上），同时放入主针刺进行针刺加固，针刺深度选用14mm，针刺密度950针/cm2，出料速度22m/min。通过主针刺增加针刺密度，提高针刺毡的整体强度并最终制成具有双层基布的过滤毡。
4、后整理
将上述加工好的玻纤与PPS纤维复合滤料引入PTFE混合溶液浸渍槽中，进行整体浸渍加工，包括浸渍、烘干、烧结、定型处理，制成高精度双层基布复合针刺毡滤料。
下表为浸渍加工过程中各步骤的具体参数：
| 序号 | 工艺过程 | 运行温度（℃） | 运行速度（m/min） |
| 1 | 浸渍 | 30±2 | 3-10 |
| 2 | 挥发 | 93±2 | 3-10 |
| 3 | 烘干 | 200±2 | 3-10 |
| 4 | 烧结 | 320±2 | 3-10 |
| 5 | 定型 | 240±2 | 3-10 |
下表为实施例二产品的各项参数：
实施例三：高精度双层基布玻纤+芳纶+P84复合毡滤料
该滤料包括细旦纤维网层1，第一基布层2，上层纤维网层3，第二基布层4，下层纤维网层5
其制备工艺为：
1、细旦纤维网层与第一基布层的制作
细旦纤维网的制作以及与第一基布层的针刺加固采用常规的梳理和针刺工艺完成，即：将细旦玻纤+细旦芳纶+P84纤维经过预处理→预开松→主开松→均匀混合→喂给→梳理成网→单面铺网→预针刺→收卷→检验等工序。
（1）预处理：将细旦玻纤+细旦芳纶+P84纤维松包后均匀摊开，喷洒含3%抗静电剂水溶液，放置12小时后使用；通过抗静电剂的表面处理技术来改善其蓬松性，以利于下道工序加工，同时增加成网后纤维间的抱合力。
（2）预开松：将预处理好的细旦玻纤+细旦芳纶+P84纤维经过输送平帘喂给梳针开松机，梳针打手转速270r/min，进行自由式开松，其目的是减少纤维的损伤同时使纤维束得到开松和分解以利于后续加工。
（3）混合：将开松后细旦玻纤、细旦芳纶、P84纤维进行均匀混合，保证梳理成网后各种纤维的均匀分布，提高针刺毡的孔径均匀度和复合牢度。
（4）梳理铺网：梳理机的出网速度为35m/min，梳理机制成的细旦玻纤+细旦芳纶+P84纤维混合纤网按生产工艺铺叠在第一基布层表面，铺网速度为5m/min，铺网层数根据滤料的厚度选取一般在19层。然后由送网机构将铺好的纤网顺利地喂入针刺区，而纤网不产生拥塞和意外伸长，因为此时的纤网蓬松、抱合力小。
（5）预针刺：蓬松的纤网和第一基布层在喂给帘夹持下送入预针刺区，对高度蓬松而无强力的纤维网进行针刺，针刺深度8mm，针刺密度750针/cm2，出料速度19m/min。通过预针刺使纤网初步缠结定型并具有一定的强力、密度和厚度，便于后道加工。
2、上、下纤维网层与第二基布层的制作
上、下PPS纤维网层与第二基布层的制作工艺与上述细旦纤维层和第一基布层制作工艺总体上是一致的，唯一的区别是梳理成网后采用双面铺网的工艺，第二基布层的上下两面均铺有玻纤+芳纶+P84纤维混合纤网，经过预针刺后收卷。由于纤维相对较粗，针刺深度选用13mm，针刺密度950针/cm2，出料速度20m/min。
3、双层基布针刺毡的制作
将两卷经过预针刺的细旦玻纤+细旦芳纶+P84纤维混合面层毡料（细旦纤维网层的预针刺毡在上），同时放入主针刺进行针刺加固，针刺深度选用15mm，针刺密度1050针/cm2，出料速度21m/min。通过主针刺增加针刺密度，提高针刺毡的整体强度并最终制成具有双层基布的过滤毡。
4、后整理
将上述加工好的细旦玻纤+细旦芳纶+P84纤维复合滤料引入PTFE混合溶液浸渍槽中，进行整体浸渍加工，包括浸渍、烘干、烧结、定型处理，制成高精度双层基布玻纤+芳纶+P84复合滤料。
其浸渍加工过程中各步骤的具体参数：
| 序号 | 工艺过程 | 运行温度（℃） | 运行速度（m/min） |
| 1 | 浸渍 | 33±2 | 3-10 |
| 2 | 挥发 | 86±2 | 3-10 |
| 3 | 烘干 | 220±2 | 3-10 |
| 4 | 烧结 | 320±2 | 3-10 |
| 5 | 定型 | 260±2 | 3-10 |
实施例三的产品参数：
本发明的高精度双层基布针刺毡滤料结构稳定，过滤精度高、强度高、耐温好、抗腐蚀性好，可用于各种复杂工况条件下的烟尘过滤和产品收集。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高精度双层基布针刺毡滤料，其特征在于，依次包括细旦纤维网层、第一基布层、上层纤维网层、第二基布层、下层纤维网层；所述细旦纤维网层由细旦纤维经过预处理-预开松-梳理制成，所述第一基布层和第二基布层为基布经过预处理加工而成，所述上层纤维网和下层纤维网为普通纤维经过预处理-预开松-梳理制成。
2.根据权利要求1所述的高精度双层基布针刺毡滤料，其特征在于，所述细旦纤维和普通纤维选自PPS纤维、芳纶纤维、P84纤维、PTFE纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、高硅氧纤维等纤维中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将细旦纤维制成细旦纤维网层，细旦纤维网层铺叠在第一基布层上方后，进行预针刺，形成第一预针刺毡；
（2）将普通纤维制成纤维网层，在第二基布层的上下两面铺叠后，进行预针刺，形成第二预针刺毡；
（3）将第一、第二预刺针毡铺叠，其中细旦纤维网层在上，同时进行针刺，制成具有双层基布的滤料；
（4）将加工好的滤料引入PTFE混合溶液浸渍槽中进行浸渍加工，制成高精度双层基布针刺毡滤料。
4.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，所述细旦纤维经过预处理-预开松-混合-喂给-梳理，制成细旦纤维网，细旦纤维网层的铺网层数为15-22层。
5.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，预针刺的针刺深度4-10mm，针刺密度500-1200针/cm2，出料速度为5-25m/min。
6.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于，所述步骤（2）中普通纤维经过预处理-预开松-梳理制成纤维网层。
7.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于：所述步骤（2）中,预针刺的针刺深度8-16mm，针刺密度为500-1200针/cm2，出料速度为5-25m/min。
8.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，针刺的深度为7-15mm,针刺密度为500-1200针/cm2，出料速度为5-25m/min。
9.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于，所述步骤（4）中的浸渍加工，包括浸渍、烘干、烧结、定型处理。
10.根据权利要求3所述的高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其特征在于，所述细旦纤维和普通纤维选自PPS纤维、芳纶纤维、P84纤维、PTFE纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、高硅氧纤维等纤维中的一种或几种。
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