CN106958079A - 一种熔喷复合非织造布材料的制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔喷复合非织造布材料的制备装置，涉及复合非织造布材料领域。该装置包括：纺丝组件、物料喷射组件和接收组件；纺丝组件包括熔体放置组件和热空气发生组件；该物料喷射组件包括空压机、料槽、混合槽、管筒和喷嘴；该接收组件用于接收该纺丝组件喷出的熔喷超细纤维和该物料喷射组件喷出的物料相结合所形成的熔喷复合非织造布材料。本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置具有设备简单，无需额外复杂设备，生产成本和耗能低，易于操作，可实现熔喷复合非织造布材料的连续化生产，生产效率高，同时该制备装置易于变化产品品种，添加各种功能材料制备熔喷非织造布材料，可有效实现熔喷非织造布材料的吸附性能、过滤性能等功能。

Description

一种熔喷复合非织造布材料的制备装置

技术领域

本发明涉及复合非织造布材料领域，具体涉及一种熔喷复合非织造布材料的制备装置。

背景技术

熔喷非织造材料是利用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维凝聚在凝网帘或滚筒上，并依靠自身粘合而成为非织造布。从20世纪80年代开始，熔喷非织造材料在全球增长迅速，保持了10%~12%的年增长率。熔喷非织造材料在过滤、阻菌、吸附、保暖、防水方面性能优异，是其它非织造材料无法比拟的。而熔喷复合非织造材料，由于其优越的性能和优秀的性价比，被广泛应用在卫生材料、防护材料、包装材料等众多领域中。因而，近年来，世界各国都在研究非织造布的复合工艺及产品，并申请了相应的专利。

大多数非织造复合材料为多次非织造布进行复合，称为SMS，其中S代表纺粘非织造布，M代表熔喷非织造布。如美国专利US 7600813 中，采用纺粘-熔喷-纺粘技术制成SMS非织造布的方法，该产品可以广泛应用于产业用纺织品中的汽车防护座套。中国专利200580041241.X的SMS制造设备，在联合成网机上形成SMS叠加的纤网经加固直接形成SMS复合非织造布。另外，美国专利US 4196245 报道了一种将熔喷网层与其它网层，如纺粘网层，湿法成网网层、梳理成网网层、气流成网网层等进行复合来制备复合非织造布的方法，中国专利CN1323574A 中将一层熔喷网层和气流网层及纺粘网层复合在一层，制成至少三层网层的复合非织造布。但该类熔喷非织造复合材料由于其工艺特点，要求每个模头需要对应一个成网区，需要负压将纤网贴附在成网帘上，其设备复杂，生产成本和耗能较大。

除多层非织造布复合外，也可在熔喷非织造布中添加功能材料制备熔喷非织造布材料，该类方法也可提高熔喷非织造布的吸附性能、过滤性能。中国专利201310044653.5通过在底层熔喷非织造布和顶层熔喷非织造布中均匀喷撒活性炭层，再经轧压制成一种熔喷活性炭无纺布，可实现对有毒有害气体、液体的吸附和过滤。中国专利201510305394.6中为提高熔喷非织造布的过滤效率，提出了一种制备纳米蒙脱土/聚乳酸熔喷过滤材料的方法，该方法将聚乳酸切片和纳米蒙脱土进行混合，再经螺杆挤压机熔融挤出制造出纳米蒙脱土改性的聚乳酸切片后，再通过熔喷工艺设备及驻极设备获得耐久性纳米蒙脱土/聚乳酸熔喷复合非织造过滤材料。但该类方法仍需要轧压或聚合物改性等过程，工艺繁琐，操作困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种熔喷复合非织造布材料的制备装置。所述技术方案如下：

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种熔喷复合非织造布材料制备装置，所述装置包括：

纺丝组件（10）、物料喷射组件（30）和接收组件（50）；

所述纺丝组件（10）包括熔体放置组件（11）和热空气发生组件（12），所述熔体放置组件（11）用于放置聚合物熔体，所述热空气发生组件（12）用于产生高速高温气流，所述熔体放置组件（11）下方的开孔与所述热空气发生组件（12）下方的开孔相通，所述热空气发生组件（12）用于通过高速高温气流将所述熔体放置组件（11）中的聚合物熔体牵伸为熔喷超细纤维；

所述物料喷射组件（30）包括空压机（31）、料槽（32）、混合槽（33）、管筒（34）和喷嘴（35），所述空压机（31）用于持续产生气流，所述料槽（32）用于放置物料，所述空压机（31）与所述料槽（32）通过第一L型气管（36）相连，所述空压机（31）与所述混合槽（33）通过第二L型气管（37）相连，所述混合槽（33）与所述料槽（32）通过第三L型气管（38）相连，所述喷嘴（35）与所述混合槽（33）相连，所述第一L型气管（36）与所述第三L型气管（38）分别置于所述管筒（34）内，且在所述料槽（32）内部所述第一L型气管（36）的管口高度高于所述物料的高度，所述第三L型气管（38）的管口高度低于所述物料的高度，所述喷嘴（35）置于所述纺丝组件（10）和所述接收组件（50）之间；

所述接收组件（50）用于接收所述纺丝组件（10）喷出的熔喷超细纤维和所述物料喷射组件（30）喷出的物料相结合所形成的熔喷复合非织造布材料，所述接收组件（50）的表面设有向预设方向移动的输送带。

在一个优选的实施例中，所述料槽（32）具有可开闭的密封结构。

在一个优选的实施例中，所述料槽（32）内还设置有隔板（39），所述隔板（39）具有预设数量的导孔，且在所述料槽（32）内所述物料的高度低于所述隔板（39），所述第一L型气管（36）的管口高度高于所述隔板（39），所述第三L型气管（38）的管口高度低于所述隔板（39）。

在一个优选的实施例中，所述第一L型气管（36）、第二L型气管（237）和第三L型气管（38）上分别设置有调节阀门（40），所述调节阀门（40）用于调节各个L型气管中的气流大小。

与现有技术相比，本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置具有以下优点：

在线连续制备熔喷复合非织造布的装置设备简单，无需额外复杂设备，生产成本和耗能低，易于操作，且能实现连续化生产，生产效率高。同时该装置易于变化产品品种，添加各种功能材料制备熔喷非织造布材料，可有效实现熔喷非织造布的吸附性能、过滤性能等功能。

本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置能够实现工艺简单、工序少、品种变换方便且能在线连续生产的一种熔喷复合非织造产品的生产工艺，本发明可采用活性炭、纳米蒙脱土等吸附或驻极材料作为物料放入料槽，采用熔喷技术将上述物料粉末均匀喷撒在熔喷层上，利用熔喷自身的热粘合特点，制备得到具有特定功能的熔喷非织造布材料，而不再需要热轧成型或添加粘合剂。

综上所述，本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置，通过物料喷射组件中的空压机产生气流，一部分气流由第一L型气管运输到料槽中提供一定的压力，用于运输物料，另一部分气流通过第二L型气管与混合槽连通，用于促进物料的混合，料槽中置有隔板，用于隔离物料，同时产生气压；混合槽与料槽通过第三L型气管连通，用于进一步混合物料；喷嘴置于纺丝组件下方，通过高速气流将物料与熔喷非织造布进行复合得到熔喷复合非织造布材料，从而实现熔喷复合非织造布材料的连续化生产，生产效率高，同时该制备装置易于变化产品品种，添加各种功能材料制备熔喷非织造布材料，可有效实现熔喷非织造布材料的吸附性能、过滤性能等功能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种熔喷复合非织造布材料的制备装置的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种熔喷复合非织造布材料的制备装置的工作示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种熔喷活性炭非织造材料SEM图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种纳米银抗菌剂熔喷复合非织造材料SEM图。

具体实施方式

以下结合具体实施例（但不限于所举实施例)与附图详细描述本发明，本实施例的具体方法仅供说明本发明，本发明的范围不受实施例的限制，本发明在应用中可以作各种形态与结构的修改与变动，这些基于本发明基础上的等价形式同样处于本发明申请权利要求保护范围。

图1是根据一示例性实施例示出的一种熔喷复合非织造布材料的制备装置的示意图，如图1所示，该装置包括：纺丝组件（10）、物料喷射组件（30）和接收组件（50）。

该纺丝组件（10）包括熔体放置组件（11）和热空气发生组件（12），该熔体放置组件（11）用于放置聚合物熔体，该热空气发生组件（12）用于产生高速高温气流，该熔体放置组件（11）下方的开孔与该热空气发生组件（12）下方的开孔相通，该热空气发生组件（12）用于通过高速高温气流将该熔体放置组件（11）中的聚合物熔体牵伸为熔喷超细纤维。

需要说明的是，热空气发生组件（12）可以产生至少2股高速高温气流来牵伸熔体放置组件（11）流出的聚合物熔体。

该物料喷射组件（30）包括空压机（31）、料槽（32）、混合槽（33）、管筒（34）和喷嘴（35），该空压机（31）用于持续产生气流，该料槽（32）用于放置物料，该空压机（31）与该料槽（32）通过第一L型气管（36）相连，该空压机（31）与该混合槽（33）通过第二L型气管（37）相连，该混合槽（33）与该料槽（32）通过第三L型气管（38）相连，该喷嘴（35）与该混合槽（33）相连，该第一L型气管（36）与该第三L型气管（38）分别置于该管筒（34）内，且在该料槽（32）内部该第一L型气管（36）的管口高度高于该物料的高度，该第三L型气管（38）的管口高度低于该物料的高度，该喷嘴（35）置于该纺丝组件（10）和该接收组件（50）之间。

该接收组件（50）用于接收该纺丝组件（10）喷出的熔喷超细纤维和该物料喷射组件（30）喷出的物料相结合所形成的熔喷复合非织造布材料，所述接收组件（50）的表面设有向预设方向移动的输送带。

在一个优选的实施例中，该料槽（32）具有可开闭的密封结构。

在一个优选的实施例中，该料槽（32）内还设置有隔板（39），该隔板（39）具有预设数量的导孔，且在该料槽（32）内该物料的高度低于该隔板（39），该第一L型气管（36）的管口高度高于该隔板（39），该第三L型气管（38）的管口高度低于该隔板（39）。

在一个优选的实施例中，该第一L型气管（36）、第二L型气管（237）和第三L型气管（38）上分别设置有调节阀门（40），该调节阀门（40）用于调节各个L型气管中的气流大小。

在使用本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置时，纺丝组件（10）和物料喷射组件（30）连续配合作业。其中，纺丝组件（10）的熔体放置组件（11）用于接收螺杆挤出机挤出的聚合物熔体，熔体放置组件（11）中的聚合物熔体可以通过下方的开孔流出，并在热空气发生组件（12）产生的高速高温气流作用下牵伸为熔喷超细纤维。

同时，物料喷射组件（30）的空压机（31）持续产生气流，该气流分为两股，其中一股气流通过第一L型气管（36）喷入料槽（32）的隔板（39）上方，从而使得料槽（32）内部上端的气压增大，通过隔板（39）上的导孔将隔板（39）下方的物料压入第三L型气管（38），并将物料经由第三L型气管（38）送入混合槽（33），另一股气流通过第二L型气管（37）直接喷入混合槽（33），使得混合槽（33）内的物料混合充分，混合槽（33）内的物料在两股气流的共同作用下从喷嘴（35）喷出。

竖直下落的熔喷超细纤维与呈抛物线水平喷出的物料在各自的气流作用下，通过熔喷自身的热粘合特点在交汇处复合并落在移动的接收组件（50）表面，从而形成熔喷复合非织造布材料。

其中，熔喷复合非织造布材料的制备装置的工作示意图如图2所示。

为了更好的说明本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置，特示出该熔喷复合非织造布材料的制备装置的使用步骤，如以下步骤所述：

在步骤1中，根据需要制备的熔喷复合非织造布的性能要求，选取不同的功能材料，将功能材料配制成溶液或悬浊液状态的物料后，将物料放入料槽（32）中。

在步骤2中，将料槽（32）密封好，调节料槽（32）中隔板（39）与各个气管位置。

料槽（32）密封好后，隔板（39）在料槽（32）中的位置高于物料的高度，从而将密封的料槽（32）分为上下两部分，使用者将第一L型气管（36）的管口高度调至高于隔板（39），将第三L型气管（38）的管口高度调至低于隔板（39）。

在步骤3中，启动空压机（31），分别对第一L型气管（36）、第二L型气管（237）和第三L型气管（38）上的调节阀门（40）进行设置，使得第一L型气管（36）、第二L型气管（237）和第三L型气管（38）内的喷射气流和负压满足生产需求。

在步骤4中，物料在负压作用下，从料槽（32）输送到混合槽（33）中，并在喷射气流作用下，由喷嘴（35）喷出。

在步骤5中，纺丝组件（10）中的熔体放置组件（11）和热空气发生组件（12）连续工作，热空气发生组件（12）产生高温高速热空气，熔体放置组件（11）中的聚合物熔体在热空气发生组件（12）提供的高温高速热空气作用下，牵伸为熔喷超细纤维。

在步骤6中，纺丝组件（10）喷出的熔喷超细纤维与置于纺丝组件（10）下方的物料喷射组件（30）喷嘴（35）所喷出的物料复合，利用熔喷超细纤维的纤维热量进行自粘合，落在接收组件（50）表面的输送带形成熔喷复合非织造布材料。

为了更好的说明本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置的现实意义，以下通过具体的实施例A、B对本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置作进一步说明。

实施例A：

采用熔喷专用聚丙烯切片，喂入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝得到聚合物熔体，纺丝温度为150-230℃，聚合物熔体从纺丝组件中挤出，经高速高温气流牵伸，制备熔喷超细纤维，在纺丝组件下方7-8cm处，水平放置物料喷射组件，使得物料喷射组件的喷嘴位于纺丝组件的下方。另将平均粒径不超过2um的活性炭4g作为物料放入物料喷射组件的料槽中，调节物料喷射组件的调节阀门产生高速气流，使得物料喷射组件的喷嘴将料槽中的物料喷出，熔喷超细纤维和物料复合制得熔喷活性炭非织造材料，制备得到的熔喷活性炭非织造材料SEM图如图3所示。

实施例B：

采用熔喷专用聚乳酸切片在100℃下干燥12小时后，再喂入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，纺丝温度为150-220℃，聚合物熔体从纺丝组件中挤出，经高速高温气流牵伸，制备熔喷超细纤维，在纺丝组件下方5cm处，水平放置物料喷射组件，使得物料喷射组件的喷嘴位于纺丝组件的下方。另将平均粒径不超过50nn的纳米银抗菌剂与水配成混合溶液作为物料，倒入物料喷射组件的料槽中，调节物料喷射组件的调节阀门产生高速气流，使得物料喷射组件的喷嘴将料槽中的物料喷出，制得纳米银抗菌剂熔喷复合非织造材料，其中，制备得到的纳米银抗菌剂熔喷复合非织造材料SEM图如图4所示。

本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置能够实现工艺简单、工序少、品种变换方便且能在线连续生产的一种熔喷复合非织造产品的生产工艺，本发明可采用活性炭、纳米蒙脱土等吸附或驻极材料作为物料放入料槽，采用熔喷技术将上述物料粉末均匀喷撒在熔喷层上，利用熔喷自身的热粘合特点，制备得到具有特定功能的熔喷非织造布材料，而不再需要热轧成型或添加粘合剂。

综上所述，本发明提供的熔喷复合非织造布材料的制备装置，通过物料喷射组件中的空压机产生气流，一部分气流由第一L型气管运输到料槽中提供一定的压力，用于运输物料，另一部分气流通过第二L型气管与混合槽连通，用于促进物料的混合，料槽中置有隔板，用于隔离物料，同时产生气压；混合槽与料槽通过第三L型气管连通，用于进一步混合物料；喷嘴置于纺丝组件下方，通过高速气流将物料与熔喷非织造布进行复合得到熔喷复合非织造布材料，从而实现熔喷复合非织造布材料的连续化生产，生产效率高，同时该制备装置易于变化产品品种，添加各种功能材料制备熔喷非织造布材料，可有效实现熔喷非织造布材料的吸附性能、过滤性能等功能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (4)

1.一种熔喷复合非织造布材料的制备装置，其特征在于，所述装置包括：纺丝组件（10）、物料喷射组件（30）和接收组件（50）；

所述纺丝组件（10）包括熔体放置组件（11）和热空气发生组件（12），所述熔体放置组件（11）用于放置聚合物熔体，所述热空气发生组件（12）用于产生高速高温气流，所述熔体放置组件（11）下方的开孔与所述热空气发生组件（12）下方的开孔相通，所述热空气发生组件（12）用于通过高速高温气流将所述熔体放置组件（11）中的聚合物熔体牵伸为熔喷超细纤维；

所述物料喷射组件（30）包括空压机（31）、料槽（32）、混合槽（33）、管筒（34）和喷嘴（35），所述空压机（31）用于持续产生气流，所述料槽（32）用于放置物料，所述空压机（31）与所述料槽（32）通过第一L型气管（36）相连，所述空压机（31）与所述混合槽（33）通过第二L型气管（37）相连，所述混合槽（33）与所述料槽（32）通过第三L型气管（38）相连，所述喷嘴（35）与所述混合槽（33）相连，所述第一L型气管（36）与所述第三L型气管（38）分别置于所述管筒（34）内，且在所述料槽（32）内部所述第一L型气管（36）的管口高度高于所述物料的高度，所述第三L型气管（38）的管口高度低于所述物料的高度，所述喷嘴（35）置于所述纺丝组件（10）和所述接收组件（50）之间；

所述接收组件（50）用于接收所述纺丝组件（10）喷出的熔喷超细纤维和所述物料喷射组件（30）喷出的物料相结合所形成的熔喷复合非织造布材料，所述接收组件（50）的表面设有向预设方向移动的输送带。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述料槽（32）具有可开闭的密封结构。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述料槽（32）内还设置有隔板（39），所述隔板（39）具有预设数量的导孔，且在所述料槽（32）内所述物料的高度低于所述隔板（39），所述第一L型气管（36）的管口高度高于所述隔板（39），所述第三L型气管（38）的管口高度低于所述隔板（39）。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一L型气管（36）、第二L型气管（237）和第三L型气管（38）上分别设置有调节阀门（40），所述调节阀门（40）用于调节各个L型气管中的气流大小。