CN110042599B - 一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绦锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，涉及无尘布开纤技术领域。其包括以下步骤：步骤一，将绦锦超细纤维无尘布的一端绕设在提布辊的上方，并伸入喷嘴内部，向筒体内注水，再在筒体内将绦锦超细纤维无尘布的头和尾缝合，使坯布成环形；步骤二，将筒体密封，使绦锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体内匀速升温至130℃，保温40‑50min，再匀速升温至160℃，保温40‑50min；步骤三，将筒体内的温度降温至130℃，保温40‑50min，再降温至80℃以下，排水，泄压；步骤四，取出绦锦超细纤维无尘布，烘干定型后，得到开纤后的绦锦超细纤维无尘布。本发明具有开纤效果好、纤维的失重率低、降低废水排放量的优点。
Description
技术领域
本发明涉及无尘布开纤技术领域，更具体地说，它涉及一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺。
背景技术
超细纤维无尘布是发展迅速的差别化纤维的一种，被称为新一代的合成纤维，是一种高品质、高技术的纺织原料，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。是由超极细及坚韧的纤维织成，具有超强的组织结构，柔软坚韧的特性，既不损伤工作物及低落尘低离子含量的优点。开纤，也称原纤化，粗丝在快速和过度的张力或剪切应力作用下(超过一定的拉伸比)，粗丝会损失垂直于作用力方向的横向强度，产生纵向开裂成为相互联结的细丝的工艺。
而无尘布的使用效果及效率与开纤程度的大小有直接的关系，开纤程度越高无尘布的清洁效果越强、效率越高，等量的一块洁净布会因为开纤程度的不同而清洁产品的数量不同，开纤程度越高，重复使用的次数越多，清洁的产品越多；反之则越少，从而因增加了耗用量而增加成本。
在公开号为CN1670296A的中国发明专利中公开了“一种定岛型海岛短纤的开纤工艺”。该工艺为低温低碱开纤工艺，工艺条件为98％NaOH6至8g/l，开纤剂4至6g/L，温度80℃，时间20-40分钟，浴比1∶20。
上述专利虽可做到低温低碱对纤维进行开纤，但仍需使用化学试剂，因而总有一个组份的纤维因易水解而降低织物的总强力，其失重率仍有34.6％，同时还存在纤维损伤和污水排放的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，其具有开纤效果好、失重率低、降低废水排放量的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，包括以下步骤：
步骤一，将涤锦超细纤维无尘布的一端绕设在提布辊的上方，并伸入喷嘴内部，向筒体内注水，水通过循环泵增压后从喷嘴喷出带动超细纤维无尘布沿走布管运动并落入筒体底部，再在筒体内将涤锦超细纤维无尘布的头和尾缝合，使坯布成环形；
步骤二，将筒体密封，使涤锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体内匀速升温至130℃，保温40-50min，再匀速升温至160℃，保温40-50min；
步骤三，将筒体内的温度降温至130℃，保温40-50min，再降温至80℃以下，排水，泄压；
步骤四，取出涤锦超细纤维无尘布，烘干定型后，得到开纤后的涤锦超细纤维无尘布。
通过采用上述技术方案，机械开纤原理为：由于超细纤维无尘布的每一根粗丝中有涤纶和锦纶，而涤纶与锦纶在相同的温度下的收缩率是不一样的，在160℃的温度条件下，锦纶丝收缩率达到最高值25％，涤纶丝收缩率为6-8％，锦纶和涤纶的收缩率之差达到17-19％,而在没有收缩前是紧密结合在一起的，由于两种纤维的收缩率相差大，所以利用本发明的机械开纤机使两种原本紧密结合的纤维产生完全分离从而实现完全开纤，开纤率可达99.9％，开纤效果好；由于不需要加入酸碱开纤，纤维的失重率低，且降低废水排放量。
进一步优选为，所述步骤二中筒体内的压力控制在5-5.1MPa。
通过采用上述技术方案，在上述压力范围内，水的沸点升高，筒体内的蒸汽温度可以稳定在160℃，开纤效果好。
进一步优选为，所述步骤二中筒体内升温至130℃时的升温速率为3±0.5℃/min，从130℃升温至160℃时的升温速率为1±0.5℃/min。
通过采用上述技术方案，保持上述升温速率，涤纶与锦纶能够同步收缩，由于收缩率的差异逐渐分离，从而实现完全开纤。
进一步优选为，所述步骤二中涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.5-1m/s。
通过采用上述技术方案，涤锦超细纤维无尘布在筒体内持续运转，能够使其与蒸汽充分接触，保证各区域温度均匀，提升开纤效果。
进一步优选为，所述涤锦超细纤维无尘布的经纱和纬纱均为涤锦复合丝，涤锦复合丝的规格是75D/36F。
通过采用上述技术方案，上述规格的涤锦复合丝开纤后，比表面积大，清洁效果好。
进一步优选为，所述涤锦复合丝的截面形状为米字型，涤纶的质量比为80％，锦纶的质量比为20％。
通过采用上述技术方案，锦纶作为骨架，涤纶呈多瓣状，在开纤后，相邻的涤纶之间形成容纳油污或灰尘的空隙，清洁效果好。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用涤纶与锦纶在相同的温度下的收缩率不同的原理，采用机械开纤工艺进行开纤，使两种原本紧密结合的纤维产生完全分离从而实现完全开纤，开纤率可达99.9％，开纤效果好；
(2)本发明不需要加入酸碱开纤，对纤维的损伤小，纤维的失重率低；
(3)本发明利用高温高压的条件开纤，不需要加入酸碱，降低废水排放量。
附图说明
图1为机械开纤机的整体示意图；
图2为机械开纤机的正视图；
图3为机械开纤机的筒体和弯头的剖视图；
图4为机械开纤机的弯头去掉密封盖后的部分结构示意图；
图5为涤锦复合丝开纤前的横截面剖视图；
图6为涤锦复合丝开纤后的横截面剖视图。
附图标记：1、筒体；2、弯头；3、进布管；4、密封盖；5、提布辊；6、安装板；7、驱动电机；8、喷嘴；9、走布管；10、进水管；11、排水管；12、喷水管；13、回水管；14、循环泵；15、连接杆；16、导向环；17、过滤板；18、滤芯过滤器；19、导热油热交换器；191、导热油筒；192、进油管；193、出油管；20、蒸汽热交换器；201、蒸汽筒；202、进汽管；203、出汽管；21、冷却水管；22、蒸汽管；23、第一单向阀；24、第二单向阀；25、截止阀；26、减压阀；27、助剂桶；28、搅拌电机；29、搅拌桨；30、蒸汽支管；31、进水支管；32、注料管；33、循环出管；34、循环进管；35、助剂泵；36、固定杆；37、水平杆；38、支撑杆；39、引导环；40、转筒；41、转动电机；42、溢流管；43、喷淋管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：由于本工艺需要利用机械开纤机，为了更好地理解本发明，实施例1公开了一种生产涤锦超细纤维无尘布的机械开纤机的具体结构。如图1和图2所示，一种生产涤锦超细纤维无尘布的机械开纤机，包括倾斜设置的筒体1，筒体1较低的一端一体成型有向上弯折的弯头2，弯头2的周侧焊接有与其连通的进布管3，进布管3位于弯头2远离筒体1的一侧，进布管3的轴线平行于水平面，进布管3的开口设置有密封盖4。
如图2和图3所示，弯头2内部水平且转动设置有提布辊5，提布辊5的轴线与筒体1的轴线垂直，弯头2外壁设置有驱动提布辊5转动的驱动装置。驱动装置包括固定在弯头2外壁上安装板6和固定在安装板6上表面的驱动电机7，提布辊5的一端穿过筒体1，驱动电机7的轴端与提布辊5的一端通过皮带传动连接。
弯头2内部固定连接有喷嘴8，喷嘴8与公开号为CN102080318A中公开的结构相同，筒体1内部沿其轴线方向设置有两根结构相同的走布管9，走布管9的一端延伸至弯头2内且与喷嘴8连通，走布管9远离弯头2的一端向下弯折，走布管9与筒体1内壁通过若干钢板焊接固定。参照图4，进布管3的内壁上沿其轴线方向焊接有连接杆15，连接杆15远离进布管3内壁的一端伸入弯头2内部且固定连接有导向环16，导向环16的轴线垂直于水平面，导向环16起到导向作用，使得超细纤维无尘布能够更好的运转。
如图1和图3所示，筒体1内位于走布管9的下方设置有过滤板17，过滤板17的四周与筒体1的内壁固定连接，过滤板17与筒体1的倾斜方向一致，过滤板17避免超细纤维无尘布堵塞回水管13的开口。
筒体1较高端的周侧焊接有进水管10，筒体1底部的最低处设置有排水管11，弯头2周侧的中部设置有与其内部连通的溢流管42，溢流管42的高度高于排水管11，溢流管42与排水管11连通，弯头2周侧设置有与喷头连通的喷水管12，筒体1的底部焊接有与其连通的回水管13，喷水管12与回水管13之间设置有循环泵14，回水管13和循环泵14之间设置有与其连通的滤芯过滤器18。滤芯过滤器18能够将循环水中的固体杂质过滤吸附，保证循环水的洁净度，有利于提高开纤率。
喷水管12周侧设置有热交换装置，热交换装置包括位于喷水管12周侧的导热油热交换器19和蒸汽热交换器20，导热油热交换器19包括导热油筒191以及与导热油筒191连通的进油管192和出油管193，蒸汽热交换器20包括蒸汽筒201以及与蒸汽筒201连通的进汽管202和出汽管203，喷水管12在导热油热交换器19和蒸汽热交换器20内部的部分呈螺旋状。由于筒体1内部需要160℃的高温，一方面，导热油热交换器19和蒸汽热交换器20可以同时加热，提高升温速度，另一方面，当其中一个热交换器损坏时，另一个热交换器仍然可以继续加热。
工作时，将清洗干净的超细纤维无尘布的一端绕设在提布辊5的上方，并伸入喷嘴8内部，通过进水管10向桶体内注水，再开启循环泵14和驱动装置，水通过循环泵14增压后从喷嘴8喷出带动超细纤维无尘布沿走布管9运动，从走布管9落入筒体1底部，水流带动超细纤维无尘布运动至弯头2底部，工人用钩子勾出超细纤维无尘布后，穿过导向环16将其首尾缝合，关闭密封盖4，开始进行机械开纤。
如图1和图2所示，由于在开纤时需要阶梯式升温和保温，仅通过控制蒸汽和导热油的流量和流速难以精准控制温度。因此，进汽管202远离蒸汽筒201的一端设置有与其连通的冷却水管21和蒸汽管22，蒸汽管22上设置有第一单向阀23，冷却水管21上设置有第二单向阀24，冷却水管21远离进汽管202的一端与进水管10连通。在需要降温或者恒温时，关闭蒸汽管22的第一单向阀23，打开第二单向阀24，冷却水从冷却水管21流入蒸汽热交换器20对喷水管12内的蒸汽和水进行降温，从而精准控制温度，增强开纤效果。蒸汽管22位于第一单向阀23远离进汽管202的一侧分别设置有用于维修的截止阀25和用于减压的减压阀26。
超细纤维无尘布在转运时难免会有脏污，所以来料需要清洗。靠近弯头2的一侧设置有助剂桶27，助剂桶27的开口处设置有搅拌电机28，搅拌电机28的搅拌轴伸入助剂桶27内部且固定连接有搅拌桨29，蒸汽管22位于第一单向阀23远离进汽管202的一侧连通有蒸汽支管30，蒸汽支管30的另一端伸入助剂桶27内部，冷却水管21位于第二单向阀24远离进汽管202的一侧连通有进水支管31，进水支管31的另一端伸入助剂桶27内部，助剂桶27的周侧连通有注料管32，注料管32的另一端与回水管13连通。
在需要清洗布料时，先打开进水支管31的阀门，向助剂桶27内加水，再打开蒸汽支管30的阀门，向助剂桶27内通入蒸汽进行加热，在向助剂桶27内加入除油剂，开启搅拌电机28进行搅拌，搅拌均匀的除油剂水溶液通过注料管32进入回水管13，再循环进入筒体1，从而对超细纤维无尘布进行清洗，清洗完成后，除油剂水溶液通过排水管11排出，用清水将筒体1内部和管路清洗干净后开始开纤。本发明的机械开纤机具有清洗、开纤双重功能，而且避免清洗烘干后的超细纤维无尘布在转运时造成的二次污染。
由于在添加除油剂时，部分除油剂会溅射在助剂桶27的内壁上。因此，助剂桶27的开口边缘焊接有环状的喷淋管43，喷淋管43朝向助剂桶27内壁的一侧开设有喷淋孔，进水支管31远离冷却水管21的一端与喷淋管43连通。通过喷淋管43进行加水，可以在加水的同时将助剂桶27内壁上的除油剂冲掉，能够精准控制除油剂水溶液的浓度，从而将超细纤维无尘布清洗干净，且不会有除油剂残留。
助剂桶27的底壁连通有循环出管33，注料管32中部连通有循环进管34，循环出管33和循环进管34之间设置有助剂泵35。助剂泵35可以使除油剂和水进行循环混合，配合搅拌桨29的搅拌，混合更加均匀；在助剂泵35或搅拌电机28损坏需要维修时，仅使用搅拌电机28或助剂泵35也可以达到混合的作用。
由于一次开纤的超细纤维无尘布的长度大于筒体1长度，为了方便进料和出料。弯头2外壁位于进布管3的两侧平行设置有固定杆36，两根固定杆36远离弯头2的一端水平设置有水平杆37，两根水平杆37的中部连接有支撑杆38，支撑杆38上固定连接有引导环39，两根水平杆37远离固定杆36的一端转动设置有转筒40，水平杆37上设置有驱动转筒40转动的转动电机41。将超细纤维无尘布绕设在转筒40上，通过转动电机41带动转筒40旋转，从而加快进料和出料速度，提高开纤效率。
机械开纤机的工作过程如下：
工作时，将清洗干净的超细纤维无尘布的一端绕设在提布辊5的上方，并伸入喷嘴8内部，通过进水管10向桶体内注水，再开启循环泵14和驱动装置，水通过循环泵14增压后从喷嘴8喷出带动超细纤维无尘布沿走布管9运动，从走布管9落入筒体1底部，水流带动超细纤维无尘布运动至弯头2底部，工人用钩子勾出超细纤维无尘布后穿过导向环16，将其首尾缝合，关闭密封盖4。开启热交换装置对水进行加热升温，筒体1内压力控制在5-5.1MPa，先升温至130℃，保温45min,再升温至160℃，保温45min，再将缸体内的温度降温至130℃，再降温至80℃以下，排水，取出超细纤维无尘布，烘干定型后，得到开纤后的超细纤维无尘布。
实施例2：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，包括以下步骤：
步骤一，将涤锦超细纤维无尘布的一端绕设在提布辊5的上方，并伸入喷嘴8内部，向筒体1内注水，水通过循环泵14增压后从喷嘴8喷出带动超细纤维无尘布沿走布管9运动并落入筒体1底部，再在筒体1内将涤锦超细纤维无尘布的头和尾缝合，使坯布成环形；
步骤二，将筒体1密封，使涤锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体1内匀速升温至130℃，保温40min，升温速率为3±0.5℃/min；再匀速升温至160℃，保温40min，升温速率为1±0.5℃/min，筒体1内的压力控制在5MPa，涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.5m/s；
步骤三，将筒体1内的温度降温至130℃，保温40min，再降温至80℃以下，排水，泄压；
步骤四，取出涤锦超细纤维无尘布，烘干定型后，得到开纤后的涤锦超细纤维无尘布。
涤锦超细纤维无尘布的经纱和纬纱均为涤锦复合丝，涤锦复合丝的规格是75D/36F。如图5所示，涤锦复合丝的截面形状为米字型，涤纶的质量比为80％，锦纶的质量比为20％。涤锦复合丝开纤前的横截面剖视图如图5所示，米字形骨架是锦纶，扇形部分是涤纶，涤锦复合丝开纤后的横截面剖视图如图6所示。
实施例3：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二和步骤三中的保温时间均为45min。
实施例4：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二和步骤三中的保温时间均为50min。
实施例5：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二中筒体1内的压力控制在5.1MPa。
实施例6：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二中涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.8m/s。
实施例7：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二中涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为1m/s。
对比例1：采用公开号为CN1670296A的中国发明专利中的实施例1进行开纤。
对比例2：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二为：将筒体1密封，使涤锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体1内匀速升温至160℃，保温40min，升温速率为1±0.5℃/min，筒体1内的压力控制在5MPa，涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.5m/s。
对比例3：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二为：将筒体1密封，使涤锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体1内匀速升温至130℃，保温40min，升温速率为3±0.5℃/min；再匀速升温至155℃，保温40min，升温速率为1±0.5℃/min，筒体1内的压力控制在5MPa，涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.5m/s。
对比例4：一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤二为：将筒体1密封，使涤锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体1内匀速升温至130℃，保温40min，升温速率为3±0.5℃/min；再匀速升温至165℃，保温40min，升温速率为1±0.5℃/min，筒体1内的压力控制在5MPa，涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.5m/s。
开纤测试测试方法：按照GB/T35266-2017《纺织品织物中复合超细纤维开纤率的测定》中的方法，测试实施例2-7和对比例1-4中纤维的开纤率；按照失重率测试方法测试实施例2-7和对比例1-4中纤维的失重率。
测试结果及分析：实施例2-7和对比例1-4中纤维的测试结果如表1所示。由表1可知，实施例2-7的开纤率均大于99.4％，高于对比例1-3，失重率均小于等于3％，3％大约为超细纤维无尘布的纤维含油量，远小于对比例1，说明本发明利用涤纶与锦纶在相同的温度下的收缩率不同的原理，采用机械开纤工艺进行开纤，使两种原本紧密结合的纤维产生完全分离从而实现完全开纤，开纤率最高可达99.9％，开纤效果好；本发明不需要加入酸碱开纤，对纤维的损伤小，纤维的失重率低。
对比例2直接升温至160℃，开纤率有所下降，对比例3最高升温至155℃，开纤率小于实施例2，对比例4最高升温至165℃，开纤率没有提高，说明温度对开纤率的影响很大。
表1实施例2-7和对比例1-4中纤维的测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，涤锦超细纤维无尘布的涤锦复合丝的截面形状为米字型，将涤锦超细纤维无尘布的一端绕设在提布辊（5）的上方，并伸入喷嘴（8）内部，向筒体（1）内注水，水通过循环泵（14）增压后从喷嘴（8）喷出带动超细纤维无尘布沿走布管（9）运动并落入筒体（1）底部，再在筒体（1）内将涤锦超细纤维无尘布的头和尾缝合，使坯布成环形；
步骤二，将筒体（1）密封，使涤锦超细纤维无尘布保持循环运动，并使筒体（1）内匀速升温至130℃，保温40-50min，再匀速升温至160℃，保温40-50min，筒体（1）内升温至130℃时的升温速率为3±0.5℃/min，从130℃升温至160℃时的升温速率为1±0.5℃/min，步骤二中筒体（1）内的压力控制在5-5.1MPa，步骤二中涤锦超细纤维无尘布的运动线速度为0.5-1m/s；
步骤三，将筒体（1）内的温度降温至130℃，保温40-50min，再降温至80℃以下，排水，泄压；
步骤四，取出涤锦超细纤维无尘布，烘干定型后，得到开纤后的涤锦超细纤维无尘布；
其中，生产涤锦超细纤维无尘布的机械开纤机，包括倾斜设置的筒体（1），筒体（1）较低的一端一体成型有向上弯折的弯头（2），弯头（2）内部水平且转动设置有提布辊（5），弯头（2）外壁设置有驱动提布辊（5）转动的驱动装置；弯头（2）内部固定连接有喷嘴（8），筒体1内部沿其轴线方向设置有走布管（9），走布管（9）的一端延伸至弯头（2）内且与喷嘴（8）连通，走布管（9）远离弯头（2）的一端向下弯折；弯头（2）周侧设置有与喷头连通的喷水管（12），筒体（1）的底部焊接有与其连通的回水管（13），喷水管（12）与回水管（13）之间设置有循环泵（14）。
2.根据权利要求1所述的一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，其特征在于，所述涤锦超细纤维无尘布的经纱和纬纱均为涤锦复合丝，涤锦复合丝的规格是75D/36F。
3.根据权利要求2所述的一种涤锦超细纤维无尘布的机械开纤工艺，其特征在于，在涤锦超细纤维无尘布的涤锦复合丝中，涤纶的质量比为80%，锦纶的质量比为20%。
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