CN111748907A - 二醋酸纤维无纺布的制备方法 - Google Patents

二醋酸纤维无纺布的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种二醋酸纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：（1）纺丝液制备：①将醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸混合搅拌溶解，制成纺丝原液；②将丙酮、纺丝原液和二氧化钛混合成浆液，制成二氧化钛浆液；③二氧化钛浆液溶解，制成溶解浆液；④对溶解浆液过滤；⑤脱泡；（2）纺丝液通过纺丝机纺丝，成为纤维丝条；（3）丝条进行卷曲、烘干，控制含水率和残余丙酮，得到二醋酸纤维丝束；（4）水刺无纺布。本发明的制备过程中不会引入有害物质，环境干净，生产成本小，制成了纯二醋酸纤维丝束的无纺布，其细度可达到1.6dtex，在生产过程中加入部分辅料，提高了降解性能。

Description

二醋酸纤维无纺布的制备方法
技术领域
本发明涉及一种二醋酸纤维无纺布的制备方法，属于二醋酸纤维无纺布制备技术领域。
背景技术
CN110409056A公开了一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，是选用无纺布机械成网方式和射流喷网加固工艺来制备滤棒基材。在实现工艺技术稳定生产的情况下，可以最大效率地利用醋酸纤维自身优越性能。
上述方法生产的产品并没有全部使用二醋酸纤维丝束，而是与黏胶纤维一起加工出来的，不是纯粹的二醋酸纤维产品，细度不够，降解性能不好。
发明内容
本发明针对现有二醋酸纤维无纺布制备技术存在的不足，提供一种提高降解性能的二醋酸纤维无纺布的制备方法。
本发明的二醋酸纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：
(1)纺丝液制备：
①将醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸混合搅拌溶解，制成纺丝原液；
醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸四种物质的质量比例是醋片25％-35％、丙酮60％-70％、二氧化钛0.3％-0.6％、氧化镁2％-5％和柠檬酸0.2％-0.5％。
②按质量份，将5份丙酮、10份步骤①制备的纺丝原液和0.75份二氧化钛混合成浆液，然后送入砂磨机内砂磨，制成二氧化钛浆液；
③二氧化钛浆液打入溶解机内溶解，制成溶解浆液；
所述二氧化钛浆液是通过计量泵以流量100KG/H-300KG/H打入。
所述溶解为间断溶解，配置两台溶解机，溶解周期为8小时(一台溶解8小时左右，可以同时使用，也可以单独使用或轮流使用)，在充N2情况下搅拌(保证溶解机内氧含量在7％以下)。为保证质量，应严格控制浆液中醋片的浓度25％-35％。
④对溶解浆液过滤，过滤将浆液中大于5微米的杂质去除掉，成为原液。
所述过滤是将溶解浆液经过三级过滤，其中一道是通过助滤剂帮助过滤。
⑤脱泡
将原液送入脱泡槽内进行连续脱泡，保证气泡被完全去除，为纺丝制备合格的纺丝液。
(2)纺丝液通过纺丝机纺丝，成为纤维丝条，纤维丝条在纺丝机甬道内通过热风加热，使纤维中丙酮蒸发出来，并使排出的丙酮气中丙酮的浓度不超过爆炸极限下限的75％；
纤维丝条通过纺丝油剂，纤维丝条中纺丝油剂的质量为1％-1.5％，纺丝油剂是由油剂(食品级白油)和蒸馏水按比例体积比7:93混合而成。
(3)来自纺丝机的丝条输送至卷曲机进行卷曲，卷曲数控制在10-15个/25MM，再进入烘干机烘干，控制含水率和残余丙酮，得到二醋酸纤维丝束；
(4)水刺无纺布：
将二醋酸纤维丝束切断，经过梳理成纤网后进行正反两面的水刺；经预湿的纤网进入水刺区，纤网吸附在托网帘或转鼓上，水射流垂直射向纤网，水射流使纤网中一部分表层纤维发生位移，包括向纤网反面的垂直运动，当水射流穿透纤网后，受到托网帘或转鼓的反弹作用，以不同的方位散射到纤网的反面，在水射流直接冲击和反弹水流的双重作用下，纤网中的纤维发生位移、穿插、缠结和抱合，形成柔性缠结点，得到加固；脱水及时除去纤网中的滞留水；水刺成型后的无纺布经过烘干设备进行烘干控制水分，然后卷绕成卷包装。
本发明的制备过程中不会引入有害物质，环境干净，生产成本小，制成了纯二醋酸纤维丝束的无纺布，其细度可达到1.6dtex，在生产过程中加入部分辅料，提高了降解性能。
附图说明
图1是本发明二醋酸纤维无纺布的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明的二醋酸纤维无纺布的制备方法，完全使用二醋酸纤维丝束，不添加黏胶纤维，主要过程包括原液制备、纺丝、卷绕和丙酮回收组成。然后将生产出的二醋酸纤维丝束，后经过开松机开松后切碎，然后混合梳理均匀成网，预湿，正反水刺，最后经过烘干卷绕等工序制成二醋酸纤维无纺布。
具体制备过程参见图1，包括以下步骤。
一.原液制备
1.将醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸加入溶解机搅拌，充分溶解，制成合格的纺丝原液。醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸四种物质的质量比例是醋片25％-35％、丙酮60％-70％、二氧化钛0.3％-0.6％、氧化镁2％-5％和柠檬酸0.2％-0.5％。
2.二氧化钛浆液的制备
按质量份将5份丙酮、10份纺丝原液(步骤1制备的纺丝原液)和0.75份二氧化钛加入二氧化钛浆液制备罐中，混合浆液由管路上的泵不断循环，然后用喂料泵抽出浆液送入砂磨机内砂磨。
3.溶解
通过计量泵以流量100KG/H--300KG/H将研磨的二氧化钛浆液打入溶解机内溶解。
溶解采用间断溶解工艺，配置两台溶解机，溶解周期为8小时(一台溶解8小时左右，可以同时使用，也可以单独使用或轮流使用)，在充N2情况下搅拌(保证溶解机内氧含量在7％以下)，溶解好的浆液用齿轮泵送去过滤。为保证质量，应严格控制浆液中醋片的浓度25％-35％。
4.过滤
溶解后调配合格的浆液经过严格的三级过滤，其中一道是通过助滤剂帮助过滤，经过三道过滤将浆液中大于5微米的杂质去除掉，成为原液。
5.脱泡
将溶解好的经过过滤的原液送入脱泡槽内进行连续脱泡，保证气泡被完全去除，为纺丝制备合格的纺丝液。
二.纺丝
采用双面纺丝机一台，纺丝机有多个甬道，每个喷丝帽有200-400孔，纺丝速度500m/min以上。纺丝原液由计量泵输送，通过纺丝组件和喷丝头，由喷丝头的喷丝孔中喷出，成为纤维丝条，并在纺丝甬道中被热空气加热，从而使原液中的丙酮挥发出来，其自身固化成型。固化的纤维丝条从甬道的底部出来，经上油辊绕过导丝罗拉，经导丝器分丝后挂在卷绕机5上。
室内空气经过过滤后，由蒸汽加热，然后从纺丝机甬道顶部送入，并从甬道下部的排风口排出。送入甬道的空气量，要控制得足以使纤维中丙酮都能蒸发出来，并使排出的丙酮气中丙酮的浓度不超过爆炸极限下限的75％。
油剂和蒸馏水由各自的计量泵按比例(体积比7:93)加入到调配槽，在调配槽中混合成纺丝油剂，匀化后进入纺丝油剂槽，供纺丝使用。产品中的含油质量必须保证在控制范围1％-1.5％，太高不利于开松，太低静电偏多。
三.卷绕，卷曲，烘干，摆丝，打包
来自纺丝机的丝条,经过连续的导辊和导杆输送，到达卷曲机进行卷曲。卷曲数需控制的合适的范围10-15个/25MM，不能太高或太低。卷曲后的产品进入烘干机进行含水和残余丙酮的控制，最后进入摆丝机，摆入摆丝桶后压包，一定包数后进入下一工序进行切断。
四.水刺无纺布
将制作的二醋酸纤维丝束通过切断机进行切断，切断的长短要一致，没有碎屑，切断后的产品，经过梳理成网后进行正反两面的水刺，经预湿的纤网进入水刺区，水刺头喷水板的喷水孔喷射出多股微细水射流，垂直射向纤网。水射流使纤网中一部分表层纤维发生位移，包括向纤网反面的垂直运动，当水射流穿透纤网后，受到托网帘或转鼓的反弹作用，以不同的方位散射到纤网的反面。在水射流直接冲击和反弹水流的双重作用下，纤网中的纤维发生位移、穿插、缠结、抱合，形成无数个柔性缠结点，从而使纤网得到加固。
纤网吸附在转鼓上，不存在跑偏现象，有利于高速生产，同时纤网在水刺区内呈曲面运动，接受水刺面放松，反面压缩，这样有利于水射流穿透，有效地缠结纤维。水刺头数与水压水刺加固工艺中常用水刺头数为7～12只，常用水压为60～250Bar，视纤网单位面积质量、生产速度等而定，水刺头压力设置通常为低→高→低。
完成后进行脱水，脱水的目的是及时除去纤网中的滞留水，以免影响下道水刺时的缠结效果。当纤网中滞留水量较多时，将引起水射流能量的分散，不利于纤维缠结。水刺工序结束后将纤网中水分降至最低，有利于降低烘燥能耗。水刺非织造生产工艺的用水量很大，产量达到一定值时，每小时需用水非常大。为节约用水，减少生产成本，必须将其中约95％左右的水经过水处理后循环使用。降低水的使用量。水刺成型后的无纺布经过烘干设备进行烘干控制水分，水分合格后有卷绕机进行卷绕成卷包装。
以下给出具体的实施例
纺丝原液中醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸四种物质的质量比例是醋片30％、丙酮65％、二氧化钛0.5％、氧化镁4.2％和柠檬酸0.3％。按质量份将5份丙酮、10份纺丝原液和0.75份二氧化钛混合，以流量200KG/H打入溶解机内溶解。在充N2情况下搅拌，保证溶解机内氧含量在7％以下，溶解好的浆液中醋片的浓度30％。纺丝后的纤维丝束中的含油质量为1.2％。所得二醋酸纤维丝无纺布检测结果如下表所示：
Figure BDA0002589142020000031
Figure BDA0002589142020000041
五.丙酮回收
在生产过程中会产生丙酮气体，采用活性碳吸附法回收丙酮。主要设备有两台风机，并配有预冷却器和后冷却器，三台吸附床，二台吸附冷凝器以及一台精馏塔和相应的辅助设备。
将原液制备车间，纺丝车间含有丙酮气体的空气，经收集进入冷却器7冷却后、进入吸附器8，由吸附器内活性炭进行吸附，待活性炭吸附饱和后，经蒸汽解析，将解析后混合气体，经冷凝器9冷却后进入稀丙酮贮槽10，利用蒸汽预热11后，进而用精馏塔12进行精馏回收丙酮。精馏后的丙酮经冷凝器13冷却后进入丙酮贮罐14，供溶解机使用。
精馏分离混合液的原理：虽然丙酮和水都挥发，但有难有易，于是在部分气化时汽相中丙酮将比液相中多，使混合液达到一定程度的分离。同理，当丙酮和水的混合蒸汽部分冷凝时，冷凝液中水分将比液相中多，也达到一定分离，利用上述原理，反复进行分离，使其逐步达到所要求的纯度。
精馏塔是由若干层塔板按一定距离叠置而成，由塔板提供，汽液两相接触的场所，一层塔板为一个触级，各层塔板是实现精馏过程的“设备”条件。在塔顶设置一冷凝器，将上升蒸汽冷凝，并使部分汽化返回塔内形成沿塔上升的汽流，这样就可能使上升汽流与下降液流沿塔进行多次接触级蒸馏，从而使上升汽流中丙酮逐渐增加和下降液流中的丙酮逐渐减少，只要在塔中部某一合适位置(其组成与进料组成最相近)不断加入料液，只要塔板数足够多，且有足够的汽、液回流就可能使精馏塔稳定操作，并使料液得到充分分离，从塔顶得到高纯度的丙酮。

Claims (9)

1.一种二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)纺丝液制备：
①将醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸混合搅拌溶解，制成纺丝原液；
②按质量份，将丙酮、步骤①制备的纺丝原液和二氧化钛混合成浆液，然后砂磨，制成二氧化钛浆液；
③二氧化钛浆液打入溶解机内溶解，制成溶解浆液；
④对溶解浆液过滤，过滤将浆液中大于5微米的杂质去除掉，成为原液；
⑤脱泡；
(2)纺丝液通过纺丝机纺丝，成为纤维丝条；纤维丝条通过纺丝油剂；
(3)含有纤维丝条进行卷曲，再烘干，控制含水率和残余丙酮，得到二醋酸纤维丝束；
(4)水刺无纺布：
将二醋酸纤维丝束切断，经过梳理成纤网后进行正反两面的水刺；经预湿的纤网进入水刺区，纤网吸附在托网帘或转鼓上，水射流垂直射向纤网，水射流使纤网中一部分表层纤维发生位移，包括向纤网反面的垂直运动，当水射流穿透纤网后，受到托网帘或转鼓的反弹作用，以不同的方位散射到纤网的反面，在水射流直接冲击和反弹水流的双重作用下，纤网中的纤维发生位移、穿插、缠结和抱合，形成柔性缠结点，得到加固；脱水及时除去纤网中的滞留水；水刺成型后的无纺布经过烘干设备进行烘干控制水分，然后卷绕成卷包装。
2.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(1)①中醋片、丙酮、二氧化钛、氧化镁和柠檬酸四种物质的质量比例是醋片25％-35％、丙酮60％-70％、二氧化钛0.3％-0.6％、氧化镁2％-5％和柠檬酸0.2％-0.5％。
3.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(1)②中是丙酮、步骤①制备的纺丝原液和二氧化钛按质量份分别为5份丙酮、10份步骤①制备的纺丝原液和0.75份二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(1)③中所述二氧化钛浆液是通过计量泵以流量100KG/H-300KG/H打入溶解机。
5.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(1)③中所述溶解为间断溶解，配置两台溶解机，溶解周期为8小时，在充N2情况下搅拌，保证溶解机内氧含量在7％以下。
6.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(1)③中的溶解浆液中醋片的浓度25％-35％。
7.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(2)中纤维丝条中纺丝油剂的质量为1％-1.5％。
8.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(2)中纺丝油剂是由食品级白油和蒸馏水按比例体积比7:93混合而成。
9.根据权利要求1所述的二醋酸纤维无纺布的制备方法，其特征是，所述步骤(3)中纤维丝条进行卷曲的卷曲数控制在10-15个/25MM。
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