CN111118742A - 一种多层无纺布纤维纺丝装置及纺丝方法及无纺布及滤料 - Google Patents

一种多层无纺布纤维纺丝装置及纺丝方法及无纺布及滤料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层无纺布纤维纺丝装置，属于纤维领域，其包括有第一纺丝喷射装置（100）、第二纺丝喷射装置（200）、第三纺丝喷射装置（300）、第一集网台（400）、第二集网台（500）、第三集网台（600）、第一运输装置（700）、第二运输装置（800）和第三运输装置（900），第一纺丝喷射装置喷射纤维流在第一集网台（400）上形成第一面层，第一面层被第一运输装置运输到第一集网台上，第二纺丝喷射装置（200）向第二集网台上的第一面层喷射金属纤维和树脂纤维流的混合纤维流在第一面层上冷却形成连接层，第一面层和连接层被第二运输装置运输到第三集网台，第三纺丝喷射装置在连接层喷射纤维形成第二面层。

Description

一种多层无纺布纤维纺丝装置及纺丝方法及无纺布及滤料
技术领域
本发明涉及纤维无纺布领域。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。如多采用聚丙烯(pp材质)粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。
无纺布的生产方法有水刺法、热合法、熔喷法等。
现有的无纺布将多层之间具有粘接剂粘接，一方面结合力差，不耐高温；同时定型性能差，金属纤维和树脂纤维之间的结合力差，难以使得金属纤维起到骨架作用。
发明内容
本发明的目的在于：一种多层无纺布纤维纺丝装置，其包括有第一纺丝喷射装置、第二纺丝喷射装置、第三纺丝喷射装置、第一集网台、第二集网台、第三集网台、第一运输装置、第二运输装置和第三运输装置，第一纺丝喷射装置喷射纤维流在第一集网台上形成第一面层，第一面层被第一运输装置运输到第一集网台上，第二纺丝喷射装置向第二集网台上的第一面层喷射金属纤维和树脂纤维流的混合纤维流在第一面层上冷却形成连接层，第一面层和连接层被第二运输装置运输到第三集网台，第三纺丝喷射装置在连接层上形成第二面层，所述的第二纺丝喷射装置包括容纳金属熔体的第一腔体、与第一腔体连通的第一喷头、容纳树脂熔体或溶液的第二腔体、与第二腔体连通的第二喷头、供应惰性气体的供气单元、与供气单元连通的环形喷头，所述的环形喷头位于第一喷头的外部，环形喷头与第一喷头同轴；第一集网台、第二集网台、第三集网台下面分别设有容纳冷却剂的冷却腔体，三个冷却腔体串联；
作为改进，所述的供气单元包括：
供气容腔，其和环形喷头连通，并向环形喷头提供惰性气体，其上安装有第一传感组件；
压强调节腔，其内压强能够被固定，其上安装有第二传感组件、U型管，其两端分别和供气容腔和压强调节腔连通，U 型管内设有调节液体，压强调节腔和供气容腔之间被所述液体阻隔；
气泵，其控制向供气容腔输入惰性气体的速率；
第一传感组件和第二传感组件控制气泵，当供气容腔内的压强降低时，液体流向供气容腔以触发第一传感组件以通过气泵提高惰性气体速率，当供气容腔内的压强升高时，液体流向压强调节腔（273）以触发第二传感组件，第二传感组件通过气泵降低惰性气体速率。
作为改进，所述的第一传感组件或第二传感组件包括感应开关、线路、控制器，感应开关位于U型管内，当液体平面上升使得感应开关移动，进而使得控制器被通电，控制器将信号输送给气泵。
作为改进，所述的感应开关包括位于U型管内液体上的泡沫树脂、和泡沫树脂连接的磁体，位于线路上的开关，开关和弹簧连接，并被弹簧驱动使得开关断开，磁铁吸引开关能够使得开关闭合，开关上设有磁条。
本发明还公开了一种纺丝方法，包括如下：
1）通过上述所述的第一纺丝喷射装置形成只含有树脂纤维的第一面层；
2）通过上述所述的第二纺丝喷射装置在第一面层上形成含有树脂纤维和金属纤维的连接层；
3）通过上述所述的第三纺丝喷射装置在连接层上形成只含有树脂纤维的第二面层；
4）后处理。
本发明还公开了一种纤维无纺布，所述的纺丝装置纺丝制成，所述的无纺布包括第一面层、第二面层，位于第一面层和第二面层之间的连接层，第一面层和第二面层为树脂纤维，连接层为树脂纤维和金属纤维交错的混合纤维。
本发明还公开了一种滤料，包括所述的无纺布。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是第二纺丝喷射装置的局部示意图；
图3是第二喷头的截面图；
图4是供气单元示意图；
图5是传感单元示意图；
图6是另一种纺丝喷射装置；
图7是无纺布；
图中标记：100-第一纺丝喷射装置，200-第二纺丝喷射装置，210-第一腔体，220-第一喷头，230-第二腔体，240-第二喷头，250-泡沫陶瓷层，260-第一喷头，270-供气单元，271-供气容腔，272-U型管，273-压强调节腔，274-第一传感组件，275-第二传感组件，2751-感应开关，27511-泡沫树脂，27512-磁铁，27513-开关，27514-磁条，27515-弹簧，2752-线路，2753-控制器，276-气泵，280-环形喷头，300-第三纺丝喷射装置，400-第一集网台，500-第二集网台，600-第三集网台，700-第一运输装置，800-第二运输装置，900-第三运输装置，7-第一面层，8-第二面层，9-连接层，91-树脂纤维，92-金属纤维。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
如图1所示，本发明公开了一种多层无纺布纤维纺丝装置，包括有第一纺丝喷射装置100、第二纺丝喷射装置200、第三纺丝喷射装置300、第一集网台400、第二集网台500、第三集网台600、第一运输装置700、第二运输装置800和第三运输装置900，第一纺丝喷射装置喷射纤维流在第一集网台400上形成第一面层，第一面层被第一运输装置运输到第一集网台上，第二纺丝喷射装置200向第二集网台上的第一面层喷射金属纤维和树脂纤维流的混合纤维流在第一面层上冷却形成连接层，第一面层和连接层被第二运输装置运输到第三集网台，第三纺丝喷射装置在连接层上形成第二面层。
如图2和3所示，所述的第二纺丝喷射装置包括容纳金属熔体的第一腔体210、与第一腔体连通的第一喷头220、容纳树脂熔体或溶液的第二腔体230、与第二腔体连通的第二喷头240、供应惰性气体的供气单元270、与供气单元连通的环形喷头280，所述的环形喷头位于第一喷头的外部，环形喷头与第一喷头同轴。第一腔体210和第二腔体230之间含有泡沫陶瓷层250，所述的泡沫陶瓷层能够进行有效的隔热，在一个优选的实施例当中，所述的泡沫陶瓷按照重量份包括：氮化硅100份，碳化硅25-35份，发泡剂8-10份，铬0.2-2份，钛0.2-2份，增韧剂1-2份，按照常规方式制备，其微量元素能够有效的提高泡沫陶瓷的耐温性和隔热性。
所述的惰性气体可以为氩气、氮气、氦气等，供气单元提供的惰性气体从环形喷头出喷出，其包裹刚刚从第一喷头喷出的金属流体，一方面能够提供一个隔离层，防止金属流体过高温度对树脂纤维的影响，另一方面惰性气体能够对金属纤维流体进行降温。
在本发明中，需要金属流体达到一定粘度定型的时候和树脂纤维混合，才能够使两者充分粘接定型，因此，所述的惰性气体包裹金属纤维的距离不能太长，太长的话形成完全冷却的金属纤维，不能够和树脂纤维充分的粘接。另一方面，惰性气体包裹的距离也不能过短，过短的话金属纤维和树脂纤维结合的时候温度过高，会破坏树脂纤维的冷却成型。因此本发明惰性气体包裹的距离需要被控制，其通过控制惰性气体的压强。
因此，在一个优选的方案中，通过控制惰性气体的供应压强，如图4所示，所述的供气单元270包括供气容腔271、压强调节腔273、U型管272，气泵276。供气容腔271和环形喷头连通，并向环形喷头提供惰性气体，其上安装有第一传感组件274；压强调节腔273内压强能够被固定，其上安装有第二传感组件275，U型管272两端分别和供气容腔和压强调节腔连通，U 型管内设有调节液体，压强调节腔和供气容腔之间被所述液体阻隔；气泵276控制向供气容腔输入惰性气体的速率。压强调节腔内的设有空气或者惰性气体等，其压强通过气泵等被控制，具体的压强调节腔内设有一个压强测量器，其能够测量压强调节腔内的压强并能够根据需要加压。在优选的情况下，压强调节腔内的压强和供气容腔需要的压强一样，U型管两端的液体高度相同，液体可以为水、酒精、煤油等。第一传感组件和第二传感组件控制气泵，当供气容腔内的压强降低时，液体流向供气容腔以触发第一传感组件以通过气泵提高惰性气体速率，提高供气容腔内的压强，当供气容腔内的压强升高时，液体流向压强调节腔273以触发第二传感组件，第二传感组件通过气泵降低惰性气体速率，以降低供气容腔内的压强，通过上述方法用来控制惰性气体包裹金属纤维流的距离。
在一个优选的实施例当中，如图4所示，所述的第一传感组件或第二传感组件包括感应开关2751、线路2752、控制器2753，感应开关2751位于U型管内，当液体平面上升使得感应开关移动，进而使得控制器被通电，控制器将信号输送给气泵。本发明为机械的控制供气容腔内的压强，相对于感应控制，精度更高、容易调节。
在另一个优选的实施例当中，如图5所示，所述的感应开关2751包括位于U型管内液体上的泡沫树脂27511、和泡沫树脂连接的磁体27512，位于线路上的开关27513，开关和弹簧27515连接，并被弹簧驱动使得开关断开，磁铁吸引开关能够使得开关闭合，开关上设有磁条27514。
实施例2：本还公开了一种纺丝方法，包括如下：
1）通过实施例1所述的第一纺丝喷射装置形成只含有树脂纤维的第一面层7,具体的如图1所示，第一纺丝喷射装置用现有的纺丝装置，其能够在第一集网台上形成第一面层7，第一面层通过第一运输装置的运输热定型后到第二集网台上；
2）通过实施例1所述的第二纺丝喷射装置在第一面层上形成含有树脂纤维和金属纤维的连接层9，其将第二集网台上的第一面层喷射金属和树脂纤维，具体的如图2所示，容纳金属物料的第一腔体210通过第一喷头220喷射金属纤维，容纳树脂物料的第二腔体230通过第二喷头240喷射树脂纤维，第二喷头喷射的树脂纤维和第一面层、第二面层的纤维相同，由于喷射的金属纤维的温度较高，在本方法中，通过与第一喷头包裹的环形喷头280喷射惰性气体，其喷射的惰性气体能够在一段距离内包裹第一喷头喷射出的金属流，并对金属流进行降温，降温后的金属纤维和树脂纤维在空气中粘接进而形成混合纤维，并将其喷射到第一面层上形成连接层；
3）通过实施例1所述的第三纺丝喷射装置在连接层上形成只含有树脂纤维的第二面层，第三纺丝喷射装置和第一纺丝喷射装置相同，形成的第二面层和第一面层基本相同；
4）后处理，包括热轧、热定型等。
实施例3：本实施例:公开了一种纤维无纺布，如图7，由实施例1所述的纺丝装置以及实施例2所示的纺丝方法纺丝制成，所述的无纺布包括第一面层7、第二面层8，位于第一面层和第二面层之间的连接层9，第一面层和第二面层为树脂纤维，连接层为树脂纤维和金属纤维交错的混合纤维，金属纤维之间有部分粘接，同时定型效果好，提供了纤维的蓬松性，所属的树脂纤维为聚苯硫醚、聚丙烯腈、聚丙烯等，所属的金属纤维为铁、铝等，其中连接层9包括相互粘接交错的树脂纤维91和金属纤维92。第一面层和第二面层的厚度为3-5mm，连接层的厚度为3-5mm，树脂纤维的直径为50μm，平均长度为10-20mm，金属纤维的直径为50-80μm，长度为30-50mm，连接层中金属纤维的比重为20%-50%。本发明金属纤维和树脂纤维的结合性能高，更容易发挥金属纤维的性能，制备的无纺布具有蓬松、透气性高、定型效果好、耐高温。并且两层面层也使得无纺布表面更交的柔软，各层之间的结合性能好，制备的无纺布具有表面柔软、定型效果好的双重性能。
金属纤维和树脂纤维的结合性能高，更容易发挥金属纤维的性能，制备的无纺布具有蓬松、透气性高、定型效果好、耐高温，透气性也达到500L/m2.s.并且两层面层也使得无纺布表面更交的柔软，各层之间的结合性能好，制备的无纺布具有表面柔软、定型效果好的双重性能。
本发明还公开了一种滤料，包括上述所述的无纺布，所属的滤料具有高耐热、强度大。

Claims (6)

1.一种多层无纺布纤维纺丝装置，其特征在于，其包括有第一纺丝喷射装置（100）、第二纺丝喷射装置（200）、第三纺丝喷射装置（300）、第一集网台（400）、第二集网台（500）、第三集网台（600）、第一运输装置（700）、第二运输装置（800）和第三运输装置（900），第一纺丝喷射装置喷射纤维流在第一集网台（400）上形成第一面层，第一面层被第一运输装置运输到第二集网台上，第二纺丝喷射装置（200）向第二集网台上的第一面层喷射金属纤维和树脂纤维流的混合纤维流在第一面层上冷却形成连接层，第一面层和连接层被第二运输装置运输到第三集网台，第三纺丝喷射装置在连接层喷射纤维形成第二面层；所述的第二纺丝喷射装置包括容纳金属流体的第一腔体（210）、与第一腔体连通的第一喷头（220）、容纳树脂流体的第二腔体（230）、与第二腔体连通的第二喷头（240）、供应惰性气体的供气单元（270）、与供气单元连通的环形喷头（280），所述的环形喷头位于第一喷头的外部，环形喷头与第一喷头同轴，环形喷头喷出的惰性气体包裹第一喷头喷出的金属流，供气单元能够提供固定压强的惰性气流；
第一集网台、第二集网台、第三集网台下面分别设有容纳冷却剂的冷却腔体，三个冷却腔体串联；
根据权利要求1所述的多层无纺布纤维纺丝装置，其特征在于，所述的供气单元（270）包括：
供气容腔（271），其和环形喷头连通，并向环形喷头提供惰性气体，其上安装有第一传感组件（274）；
压强调节腔（273），其内压强能够被固定，其上安装有第二传感组件(275)；
U型管（272），其两端分别和供气容腔和压强调节腔连通，U 型管内设有调节液体，压强调节腔和供气容腔之间被所述调节液体阻隔；
气泵（276），其控制向供气容腔输入惰性气体的速率；
第一传感组件和第二传感组件控制气泵，当供气容腔内的压强降低时，液体流向供气容腔以触发第一传感组件以通过气泵提高惰性气体速率，当供气容腔内的压强升高时，液体流向压强调节腔（273）以触发第二传感组件，第二传感组件通过气泵降低惰性气体速率。
2.根据权利要求2所述的多层无纺布纤维纺丝装置，其特征在于，所述的第一传感组件或第二传感组件包括感应开关（2751）、线路（2752）、控制器（2753），感应开关（2751）位于U型管内，当液体平面上升使得感应开关移动，进而使得控制器被通电，控制器将信号输送给气泵。
3.根据权利要求2所述的多层无纺布纤维纺丝装置，其特征在于，所述的感应开关（2751）包括位于U型管内液体上的泡沫树脂（27511）、和泡沫树脂连接的磁体（27512），位于线路上的开关（27513），开关和弹簧（27515）连接，并被弹簧驱动使得开关断开，磁铁吸引开关能够使得开关闭合，开关上设有磁条（27514）。
4.一种纺丝方法，其特征在于，包括如下：
1）通过权利要求1-4任一项所述的第一纺丝喷射装置形成只含有树脂纤维的第一面层；
2）通过权利要求1-4任一项所述的第二纺丝喷射装置在第一面层上形成含有树脂纤维和金属纤维的连接层；
3）通过权利要求1-4任一项所述的第三纺丝喷射装置在连接层上形成只含有树脂纤维的第二面层；
4）后处理。
5.一种纤维无纺布，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的纺丝装置纺丝制成，所述的无纺布包括第一面层、第二面层，位于第一面层和第二面层之间的连接层，第一面层和第二面层为树脂纤维，连接层为树脂纤维和金属纤维交错的混合纤维。
6.一种滤料，其特征在于，包括权利要求6所述的无纺布。
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