CN108677379A - 一种3微米滤材制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3微米滤材制作工艺，包括以下制作工艺：分散搅拌混合成混合纤维悬浮液→喷丝去溶剂→开松混合→喂入→梳理铺网→蓬松化整表皮烘干→针刺→热轧。本发明通过上述工艺方法，能制作出具有3微米过滤精度的滤材，而且具有、工艺简单、成本低、使用寿命长等优点，根据上述工艺选择不同混合比原料，可制成具有为不同硬度、不同过滤精度特点的液固分离过滤材料；并且该工艺流程短，较容易实现；在静电纺丝过程中通过环形梯度溶剂蒸汽快速去除装置，避免纺丝区域溶剂蒸汽过大引起纤维成型性能差；兼具聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维复合驻极过滤材料，制备方法简单且工艺可控性强。

Description

一种3微米滤材制作工艺
技术领域
本发明涉及非织造布过滤领域，具体涉及一种3微米滤材制作工艺。
背景技术
在工业液固分离过滤领域的针刺过滤材料，应用十分广泛，如在钢铁、洗矿、电力、水泥、化工、污水处理等工业领域都应用；其过滤原理是通过针刺无纺过滤材进行过滤拦截固体物，拦截过滤掉固体的大小称为拦截过滤精度。
通过针刺无纺过滤技术制成的滤材，对其过滤精度大与小的影响主要有原料选择、结构设计以及后加工工艺处理方法等因素影响。液固分离一般针刺无纺过滤材料过滤拦截精度一般在直径3微米以上的固体物； 通常采用ptfe覆膜处理，因其有ptfe覆膜表层有99.99%微孔膜，可以将3微米以下的固体物有效拦截过滤掉。但是Ptfe覆膜的过滤材料在应用上其缺点也很突出；1、制成工艺复杂；因其艺是采用高温通过热压方式将ptfe覆膜粘合在滤料表面，其粘合的牢度、滤料的厚度、以及透气性等工艺要求较高；2、成本高；因其ptfe覆膜材质本身成本较昂贵，所以成本也就高；3、膜的耐磨性能极差，是因为在液体过滤过程中，膜要反复与固体物接触摩擦，因此膜较容易造成损坏，从而导致过滤失效。
为能够提供一种3微米滤材料并具有工艺简单、低成本低、使用寿命长，同时还要能够有效拦阻直径3微米以上的液体固体物，是本次需要解决的主要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种酯聚纤维与聚酯低熔点纤维为原料而制成的一种3微米滤材制作工艺。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种3微米滤材制作工艺，包括以下制作工艺：分散搅拌混合成混合纤维悬浮液→喷丝去溶剂→开松混合→喂入→梳理铺网→蓬松化整表皮烘干→预针刺→主针刺上→主针刺下→热轧→成卷；
S1、驻极体材料均匀分散于溶剂中，超声搅拌0.5-1h后将熔融共混的聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维分散在含有交联剂的溶剂中，经磁力搅拌；连续搅拌3-10h，形成混合聚合物纤维悬浮液；
S2、将步骤S1得到的混合聚合物纤维悬浮液通过供液装置吸入喷丝模块中，在静电纺丝过程中通过蒸汽快速去除装置去除溶剂后，经过干燥即得到聚合物纤维层；
S3、将步骤S2得到聚合物纤维层进行开松混合，纤维开松后将纤维送到喂入处；将室内温度控制在18-28℃，相对湿度控制在60-90%；
S4、对混合好后的纤维进行梳理与铺网，将混合好后的纤维喂入梳理机，使其纤维梳成均匀的网状型态，并通过铺网系统，叠至不同厚度与克重的网层；
S5、在烘箱中干燥烘干并蓬松化，通过紧压辊在表面形成平整皮装表皮；最后在将其浸泡在阻燃剂中，取出后烘干；
S6、是对铺网后纤网进行针刺，使其纤网层进行加固，并形成有不同克重、不同厚度、不同强度的针刺过滤素毡；预针刺与上下主针刺，并通过上下主针刺后形成针刺素毡；
S7、将针刺后的素毡进行热轧处理，使前道针刺素毡在高温热轧下，对素毡内部的聚酯低熔点4080纤维通过高温进行塑化热轧处理，不同比例纤维以及不同热轧温度会形成不同透气量、硬挺度、高耐磨的过滤材料；
S8、将步骤S7得到的过滤材料进行检验合格成卷入库。
进一步地，所述驻极体材料为聚四氟乙烯、氮化硅、二氧化硅、锆钛酸铅、电气石和倍半硅氧烷中的一种，粒径为0.06～3μm，浓度为0.02～3wt％。
进一步地，所述聚合物纳米纤维为可溶性聚四氟乙烯 、聚氧化乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 丙烯腈、聚砜、聚乙烯辛烯共弹性体、尼龙6、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或以上。
进一步地，所述步骤S3中开松混合聚酯纤维的细度为1d至4d，长度为25-76mm，聚酯低熔点4080纤维细度为3d至4d，长度为51mm。
进一步地，所述步骤S4中纤维喂入线速为0.8至2.1m/min，喂入纤维量为2-4kg/m2，梳理机频率为600-800rpm/min，铺网克重控制在300-900g/m2。
进一步地，所述步骤S6中针刺深度控制在8-18mm，针刺密度控制在250-450针/cm2，其纤网牵伸比控制在5-12%。
进一步地，所述步骤S7中采用双辊加热热轧工艺，其热轧温度控制在200-240℃，热轧线速控制在0.8至3m/min ，热轧厚度控制在1-3.5mm。
进一步地，所述溶剂为去离子水、乙醇、叔丁醇、异丙醇、三氟乙酸、N，N～二甲基甲酰胺、丙酮、正庚烷、二甲基乙酰胺中的一种、或者两种混合溶剂。
进一步地，所述交联剂为聚丙烯酸、聚乙烯醇、京尼平、壳聚糖中的一种或者两种混合交联剂。
进一步地，所述聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维三者混合比为2：3：2。
本发明通过上述工艺方法，能制作出具有3微米过滤精度的滤材，而且具有、工艺简单、成本低、使用寿命长等优点，根据上述工艺选择不同混合比原料，可制成具有为不同硬度、不同过滤精度特点的液固分离过滤材料；并且该工艺流程短，较容易实现；在静电纺丝过程中通过环形梯度溶剂蒸汽快速去除装置，避免纺丝区域溶剂蒸汽过大引起纤维成型性能差；兼具聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维复合驻极过滤材料，制备方法简单且工艺可控性强，所得复合过滤材料的纤维直径和孔径具有微/纳米尺度；纤维层中均分布有驻极体材料，在高压电场作用下，驻极体材料的电荷存储能力和电荷稳定性增强，利用复合驻极过滤材料的静电效应，在保持低压阻 的同时可有效提高滤材的过滤效率；复合过滤材料具有良好的结构可控性，可通过调节纳米纤维尺寸、 基材的结构、悬浮液的分散特性和浓度来实现；复合过滤材料表面与内部纳米纤维的梯度分布，因此形成了梯度大小的孔径，从而更加有利于对不同尺寸颗粒污染物的梯度过滤，降低了阻力压降；运用熔融共混法制备得到的聚合物纳米纤维与微米纤维进行复合，具有成本低、条件温和易于控制、原料易得、绿色环保、可工业化大规模生产等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的制作工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，一种3微米滤材制作工艺，包括包括以下制作工艺：分散搅拌混合成混合纤维悬浮液→喷丝去溶剂→开松混合→喂入→梳理铺网→蓬松化整表皮烘干→预针刺→主针刺上→主针刺下→热轧→成卷；
S1、驻极体材料均匀分散于溶剂中，超声搅拌0.5-1h后将熔融共混的聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维分散在含有交联剂的溶剂中，经磁力搅拌；连续搅拌3-10h，形成混合聚合物纤维悬浮液；
S2、将步骤S1得到的混合聚合物纤维悬浮液通过供液装置吸入喷丝模块中，在静电纺丝过程中通过蒸汽快速去除装置去除溶剂后，经过干燥即得到聚合物纤维层；
S3、将步骤S2得到聚合物纤维层进行开松混合，纤维开松后将纤维送到喂入处；将室内温度控制在18-28℃，相对湿度控制在60-90%；
S4、对混合好后的纤维进行梳理与铺网，将混合好后的纤维喂入梳理机，使其纤维梳成均匀的网状型态，并通过铺网系统，叠至不同厚度与克重的网层；
S5、在烘箱中干燥烘干并蓬松化，通过紧压辊在表面形成平整皮装表皮；最后在将其浸泡在阻燃剂中，取出后烘干；
S6、是对铺网后纤网进行针刺，使其纤网层进行加固，并形成有不同克重、不同厚度、不同强度的针刺过滤素毡；预针刺与上下主针刺，并通过上下主针刺后形成针刺素毡；
S7、将针刺后的素毡进行热轧处理，使前道针刺素毡在高温热轧下，对素毡内部的聚酯低熔点4080纤维通过高温进行塑化热轧处理，不同比例纤维以及不同热轧温度会形成不同透气量、硬挺度、高耐磨的过滤材料；
S8、将步骤S7得到的过滤材料进行检验合格成卷入库。
所述驻极体材料为聚四氟乙烯、氮化硅、二氧化硅、锆钛酸铅、电气石和倍半硅氧烷中的一种，粒径为0.06～3μm，浓度为0.02～3wt％。
所述聚合物纳米纤维为可溶性聚四氟乙烯 、聚氧化乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 丙烯腈、聚砜、聚乙烯辛烯共弹性体、尼龙6、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或以上。
所述步骤S3中开松混合聚酯纤维的细度为1d至4d，长度为25-76mm，聚酯低熔点4080纤维细度为3d至4d，长度为51mm。
进一步地，所述步骤S4中纤维喂入线速为0.8至2.1m/min，喂入纤维量为2-4kg/m2，梳理机频率为600-800rpm/min，铺网克重控制在300-900g/m2。
所述步骤S6中针刺深度控制在8-18mm，针刺密度控制在250-450针/cm2，其纤网牵伸比控制在5-12%。
所述步骤S7中采用双辊加热热轧工艺，其热轧温度控制在200-240℃，热轧线速控制在0.8至3m/min ，热轧厚度控制在1-3.5mm。
所述溶剂为去离子水、乙醇、叔丁醇、异丙醇、三氟乙酸、N，N～二甲基甲酰胺、丙酮、正庚烷、二甲基乙酰胺中的一种、或者两种混合溶剂。
所述交联剂为聚丙烯酸、聚乙烯醇、京尼平、壳聚糖中的一种或者两种混合交联剂。
所述聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维三者混合比为2：3：2。
本发明通过上述工艺方法，能制作出具有3微米过滤精度的滤材，而且具有、工艺简单、成本低、使用寿命长等优点，根据上述工艺选择不同混合比原料，可制成具有为不同硬度、不同过滤精度特点的液固分离过滤材料；并且该工艺流程短，较容易实现；在静电纺丝过程中通过环形梯度溶剂蒸汽快速去除装置，避免纺丝区域溶剂蒸汽过大引起纤维成型性能差；兼具聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维复合驻极过滤材料，制备方法简单且工艺可控性强，所得复合过滤材料的纤维直径和孔径具有微/纳米尺度；纤维层中均分布有驻极体材料，在高压电场作用下，驻极体材料的电荷存储能力和电荷稳定性增强，利用复合驻极过滤材料的静电效应，在保持低压阻 的同时可有效提高滤材的过滤效率；复合过滤材料具有良好的结构可控性，可通过调节纳米纤维尺寸、 基材的结构、悬浮液的分散特性和浓度来实现；复合过滤材料表面与内部纳米纤维的梯度分布，因此形成了梯度大小的孔径，从而更加有利于对不同尺寸颗粒污染物的梯度过滤，降低了阻力压降；运用熔融共混法制备得到的聚合物纳米纤维与微米纤维进行复合，具有成本低、条件温和易于控制、原料易得、绿色环保、可工业化大规模生产等优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。

Claims (10)

1.一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：包括以下制作工艺：分散搅拌混合成混合纤维悬浮液→喷丝去溶剂→开松混合→喂入→梳理铺网→蓬松化整表皮烘干→预针刺→主针刺上→主针刺下→热轧→成卷；
S1、驻极体材料均匀分散于溶剂中，超声搅拌0.5-1h后，将熔融共混的聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维分散在含有交联剂的溶剂中，经磁力搅拌；连续搅拌3-10h，形成混合聚合物纤维悬浮液；
S2、将步骤S1得到的混合聚合物纤维悬浮液通过供液装置吸入喷丝模块中，在静电纺丝过程中通过蒸汽快速去除装置去除溶剂后，经过干燥即得到聚合物纤维层；
S3、将步骤S2得到聚合物纤维层进行开松混合，纤维开松后将纤维送到喂入处；将室内温度控制在18-28℃，相对湿度控制在60-90%；
S4、对混合好后的纤维进行梳理与铺网，将混合好后的纤维喂入梳理机，使其纤维梳成均匀的网状型态，并通过铺网系统，叠至不同厚度与克重的网层；
S5、在烘箱中干燥烘干并蓬松化，通过紧压辊在表面形成平整皮装表皮；最后在将其浸泡在阻燃剂中，取出后烘干；
S6、是对铺网后纤网进行针刺，使其纤网层进行加固，并形成有不同克重、不同厚度、不同强度的针刺过滤素毡；预针刺与上下主针刺，并通过上下主针刺后形成针刺素毡；
S7、将针刺后的素毡进行热轧处理，使前道针刺素毡在高温热轧下，对素毡内部的聚酯低熔点4080纤维通过高温进行塑化热轧处理，不同比例纤维以及不同热轧温度会形成不同透气量、硬挺度、高耐磨的过滤材料；
S8、将步骤S7得到的过滤材料进行检验合格成卷入库。
2.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述驻极体材料为聚四氟乙烯、氮化硅、二氧化硅、锆钛酸铅、电气石和倍半硅氧烷中的一种，粒径为0.06～3μm，浓度为0.02～3wt％。
3.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述聚合物纳米纤维为可溶性聚四氟乙烯 、聚氧化乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 丙烯腈、聚砜、聚乙烯辛烯共弹性体、尼龙6、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或以上。
4.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述步骤S3中开松混合聚酯纤维的细度为1d至4d，长度为25-76mm，聚酯低熔点4080纤维细度为3d至4d，长度为51mm。
5.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述步骤S4中纤维喂入线速为0.8至2.1m/min，喂入纤维量为2-4kg/m2，梳理机频率为600-800rpm/min，铺网克重控制在300-900g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述步骤S6中针刺深度控制在8-18mm，针刺密度控制在250-450针/cm2，其纤网牵伸比控制在5-12%。
7.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述步骤S7中采用双辊加热热轧工艺，其热轧温度控制在200-240℃，热轧线速控制在0.8至3m/min ，热轧厚度控制在1-3.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述溶剂为去离子水、乙醇、叔丁醇、异丙醇、三氟乙酸、N，N～二甲基甲酰胺、丙酮、正庚烷、二甲基乙酰胺中的一种、或者两种混合溶剂。
9.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述交联剂为聚丙烯酸、聚乙烯醇、京尼平、壳聚糖中的一种或者两种混合交联剂。
10.根据权利要求1所述的一种3微米滤材制作工艺，其特征在于：所述聚合物纳米纤维、聚酯纤维和聚酯低熔点4080纤维三者混合比为2：3：2。
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