CN113186659A - 一种纤维素长丝非织造布的制备方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维素长丝非织造布的制备方法和设备，具体步骤包括：S1：将纤维素与有机溶剂混合溶解，得到纺丝液；S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，经气隙层，进入宽幅漏斗的凝固浴中，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束；S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后，在铺网机上形成均匀一致的纤网；S4：所述纤网经过后处理工序形成长丝非织造布。本发明所使用的制备方法能耗低，凝固浴可以循环利用，工艺操作简单，容易实现产业化，且通过本发明制备的丝束牵伸效果好、纤度均匀性高，经过铺网加工后，得到的长丝非织造布结合紧密、整体均匀性好。

Description

一种纤维素长丝非织造布的制备方法和设备

技术领域

本发明属于非织造材料制备领域，具体地说，涉及一种纤维素长丝非织造布的制备方法和设备。

背景技术

非织造布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。它直接利用高聚物切片、短纤维或长丝通过各种纤网成形方法和固结技术形成的具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。

纤维素纤维丝束是我国纺织工业原料的重要材料之一，是中高档纺织纤维的代表品种，主要用于中高端服装面料、轮胎帘子线、绣花线等等。新型溶剂法制备纤维素纤维丝束的工艺流程，从源头上解决了传统纤维素丝束生产的环境污染问题。制备的纤维素丝束不但具有天然纤维本身的特性(吸湿性、透气性、舒适性、可生物降解性等)，而且有更好的纤维强度，相对于传统粘胶丝束优势明显；同时有利于纤维的织造、染整等后加工，得到越来越广泛的开发和应用。而且纤维素丝束相对于短纤来说，具有更加细的单丝纤度、适度的伸长比例、舒适的手感以及更为广泛的后整理应用领域，是未来纤维素纤维发展的主要方向之一。

纤维素纤维通过干喷-湿法制备，在纺丝过程中，纤维素丝束经过气隙，液晶区的分子链在剪切力的作用下被拉伸取向，进而进入凝固浴固化成型。因此在通过气隙时，实现纤维素丝束的稳定高速拉伸取向，决定了纤维素纤维的强度与质量。但是由于纤维素长丝束的单丝纤度细，若采用高孔密度的喷丝板则非常容易产生并丝、断丝的问题，纺丝的稳定性变差，大大影响了纺丝产量，也影响产能。

因此，如何获得性能优异的纤维素长丝束，再将纤维素长丝束制备成性能优异的非织造布是本领域亟待解决的问题。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种纤维素长丝非织造布的制备方法，通过宽幅漏斗制备牵伸效果好、纤度均匀性高的纤维长丝束，再通过铺网机形成均匀一致的纤网，再通过后处理工序制备得到结合紧密、整体均匀性好的长丝非织造布。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种纤维素长丝非织造布的制备方法，具体步骤包括：

S1：将纤维素与有机溶剂混合溶解，得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，经气隙层，进入宽幅漏斗的凝固浴中，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后，在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过后处理工序制备长丝非织造布。

进一步的，步骤S3中，所述铺网机的网帘目数为M，

其中，P为铺网机的真空抽吸压力，D为纤维素长丝束的纤度。

当网帘目数M、铺网机的真空抽吸压力P和纤维素长丝束的纤度D满足上述一定的数值关系时，即纤维素长丝束的纤度一定时，铺网机铺出的网均匀性才更好，其中，P的单位为kPa，D的单位为dtex。

进一步的，步骤S3中，所述宽幅漏斗的出口与铺网机的网帘之间的距离为10～300mm，优选为50～150mm。

距离在此范围内，从宽幅漏斗内流出的高速流体在冲击到铺网机的网帘上之前，不会发散，确保流体呈幕帘状垂直接触网帘，从而可以使流体中的丝束不发生漂移，利于纤网的均匀一致性。

进一步的，步骤S3中，所述铺网机在向前传动的同时会左右摆动。

所述铺网机的摆动频率为20～200次/min，优选为70～120次/min。

所述铺网机的摆动幅度为5～30mm，优选为5～15mm。

摆动频率和摆动幅度在此范围内，形成的纤维素长丝束会相互叠加，形成均匀一致的纤网。

进一步的，步骤S2中，所述喷丝板的孔径为0.05～0.30mm，优选为0.06～0.15mm。

喷丝板的孔径在此范围内，使纺丝液的挤出和牵伸容易稳定控制，纺丝形成纤度适中的纤维素长丝束，从而在铺网制得长丝非织造布时，使长丝非织造布的柔软性和轻薄透气性更加优异。

进一步的，步骤S4中，所述纤网的后处理工序包括至少一道水刺成形。

在纤网的后处理工序中，经过至少一道水刺成形，确保纤维素长丝束形成的纤网在即使不需要粘合剂粘合的情况下，也能在水刺条件下，结合稳固，形成力学性能优异的长丝非织造布。

进一步的，步骤S1中，有机溶剂的浓度为5～30％，优选为10～25％。

在此浓度范围内，纺丝液能得到充分的凝固成形，且回收的凝固浴再利用时，蒸发过程可以节省能耗，降低成本。

优选的，所述有机溶剂为N-甲基吗林氧化物(NMMO)。

经过以上步骤，纺丝液经过喷丝板挤出的纺丝细流，进入凝固浴中固化形成连续的纤维素长丝束且平行排列，整体呈幕帘状铺于网帘上，单丝的纤度均一性良好，铺成的纤网性能优良，轻薄柔顺。

一种宽幅漏斗，用于实施如上所述纤维素长丝非织造布的制备方法。

进一步的，包括，

腔体，设于宽幅漏斗的下方，用于流通高压水。

低压流体通道，设于宽幅漏斗的上方，用于流通低压水。

稳流体，所述稳流体包括具有矩形稳流孔的第一稳流板和具有圆形稳流孔的第二稳流板，用于平稳流体。

所述腔体内至少设置两个第二稳流板。

所述低压流体通道内至少设置一个所述第一稳流板和一个所述第二稳流板。

第一稳流板和第二稳流板都有稳流、稳压的作用。第一稳流板安装在驼峰体侧缘，具有导流、导向的作用，且能满足大流量溢流液的要求。而第二稳流板安装在腔体中，在环向不同位置的孔径大小不同，确保宽幅漏斗出液口纵向流量均衡，且能去除因激荡、撞击而产生的微小气泡。

进一步的，还包括溢流水管路，所述溢流水管路设于低压流体通道的外周并与低压流体通道相连通。

溢流水管路与低压流体通道相连通保证了凝固浴液面的平稳性，减少丝束抖动，提高了丝束的稳定性，有利于形成均匀一致的纤网。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供一种纤维素长丝非织造布的制备方法，通过宽幅漏斗制备牵伸效果好、纤度均匀性高的纤维长丝束，再通过铺网机形成均匀一致的纤网，然后通过后处理工序制备得到结合紧密、整体均匀性好的长丝非织造布。相较于气流牵伸制备的丝束，利用宽幅漏斗凝固浴流制备丝束的能耗低，控制简便，纤维断头少，制备出的丝束纤度更均匀，纤网不匀率低，且关键设备规模更易扩大，产业化实施更易加工和操作。

纺丝液经过喷丝板挤出的纺丝细流之间、纺丝细流进入凝固浴中固化形成的单丝之间均平行排列，整体呈幕帘状，单丝的纤度均一性良好。纺丝细流进入凝固浴中后开始固化，同时受凝固浴向下加速流动的夹带作用进行牵伸，纤维的结晶度和取向度更高，单丝强度更高。此方法形成的纤维长丝束性能优良，外观优异，有效避免了并丝、断丝的问题，从而使制备得到的长丝非织造布掉屑率低，整体力学性能优异。

本发明还提供一种完成上述纤维素长丝非织造布的制备方法的宽幅漏斗，其中，溢流水管路与低压流体通道配合实现水封和稳流功能，防止气流带入出现扰流现象，防止纤维长丝束进入凝固浴时就会因紊流产生的漩涡而成为毛丝，产生废丝，具有防止纤维长丝束产生毛丝，提高纤维长丝束品质的作用。

相较于气流牵伸制备长丝无纺布的方法，通过该宽幅漏斗制备的长丝非织造布，纤维长丝束的拉伸效果更好，纤度更均匀；长丝非织造布整体均匀性更好，结合紧密；且宽幅漏斗结构紧凑，占地面积小，操作简单，投资成本低。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本发明中宽幅漏斗的结构示意图。

图中，1、驼峰体；2、腔体；3、第一稳流板；4、第二稳流板；5、溢流堰；6、溢流水管路；7、低压水管路；8、高压水管路；10、密封垫；11、外腔体；12、纤维长丝束。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合部分实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员可以了解到的是，下列实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

本发明提供一种纤维素长丝非织造布的制备方法，具体步骤包括：

S1：将纤维素与有机溶剂混合溶解，得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，经气隙层，进入宽幅漏斗的凝固浴中，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后，在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过后处理工序形成长丝非织造布。

所述步骤S1中将纤维素与有机溶剂混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡得到纺丝液。

进一步的，步骤S1中，有机溶剂的浓度为5～30％，优选为10～25％。

在此浓度范围内，纺丝液能得到充分的凝固成形，且回收的凝固浴再利用时，蒸发过程可以节省能耗，降低成本。

其中，对有机溶剂不做具体限定，使其能够与纤维素混合溶解得到纺丝液即可，优选为N-甲基吗林氧化物(NMMO)。

所述步骤S2中将纺丝液经过喷丝板挤压，得到纺丝细流；纺丝细流进入宽幅漏斗的凝固浴中后即开始固化，同时受凝固浴向下加速流动的液体作用进行牵伸，形成纤维素长丝束。

进一步的，步骤S2中，所述喷丝板的孔径为0.05～0.30mm，优选为0.06～0.15mm。

喷丝板的孔径在此范围内，使纺丝液的挤出和牵伸容易稳定控制，纺丝形成纤度适中的纤维素长丝束，从而在铺网制得长丝非织造布时，使长丝非织造布的柔软性和轻薄透气性更加优异。

步骤S2中，所述喷丝板的挤出速度为6～20m/min，优选为10～15m/min。在此范围内，纺丝溶液挤出喷丝孔，可以获得水流的稳定牵伸，发生断丝的几率小。

步骤S2中，所述纤维长丝束的制备方法为凝固浴流牵伸，该凝固浴流可循环利用。

凝固浴温度为5～30℃，优选10～25℃，在此凝固浴温度内，纺丝液能得到充分的凝固成形，且回收的凝固浴再利用时，蒸发过程可以节省能耗，降低成本。

步骤S2中，所述喷丝板距离宽幅漏斗入口的距离为5～50mm，优选10～20mm。此范围内保证了气隙层的冷却风对从喷丝孔挤出的纺丝液的吹风冷却，从而利于纤维长丝束呈独立的排列，而不是连粘在一起。

纺丝液经过喷丝板挤出的纺丝细流之间，纺丝细流进入凝固浴中固化形成的单丝之间均平行排列，同时受凝固浴向下加速流动的夹带作用进行牵伸，整体呈幕帘状，保证单丝的纤度均一性良好，且纤维的结晶度和取向度提高，从而获得性能优良，外观优异的纤维长丝束。

在制备过程中，纺丝液受到宽幅漏斗中的凝固浴牵伸，成形并获得一定的速度。纺丝速度受凝固浴流速影响，速度大小可调。

所述步骤S3中纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后进行铺网，铺网机带有真空抽吸和汽水分离装置，铺网的方式采用的是机械摆丝法，在铺网机上形成均匀一致的纤网。

进一步的，步骤S3中，所述宽幅漏斗的出口与铺网机的网帘之间的距离为10～300mm，优选为50～150mm。

距离在此范围内，从宽幅漏斗内流出的高速流体在冲击到铺网机的网帘上之前，不会发散，确保流体呈幕帘状垂直接触网帘，从而可以使流体中的丝束不发生漂移，利于纤网的均匀一致性。

步骤S3中，所述铺网机的网帘目数为M，

其中，P为铺网机的真空抽吸压力，D为纤维素长丝束的纤度。

当网帘目数M、铺网机的真空抽吸压力P和纤维素长丝束的纤度D满足上述一定的数值关系时，即纤维素长丝束的纤度一定时，铺网机铺出的网均匀性才更好，其中，P的单位为kPa，D的单位为dtex。

步骤S3中，所述铺网机在向前传动的同时会左右摆动。

所述铺网机的摆动频率为20～200次/min，优选为70～120次/min。

所述铺网机的摆动幅度为5～30mm，优选为5～15mm。

摆动频率和摆动幅度在此范围内，形成的纤维素长丝束会相互叠加，形成均匀一致的纤网。

步骤S3中，铺网机带有真空抽吸和汽水分离装置，从宽幅漏斗中冲出的流体，在接触网帘的同时迅速被网帘下放的真空抽吸装置抽走，从而不在网帘上形成聚集，造成铺好成形的纤维又被聚集的流体冲散冲乱，从而实现纤维素长丝束铺网的均匀性。汽水分离装置可以确保真空气流中的流体和气的迅速分离。

所述步骤S4的纤网后处理工序中，纤网经过至少一道水刺成形、水洗、烘干等制备长丝非织造布。

在纤网的后处理工序中，经过至少一道水刺成形，确保纤维素长丝束形成的纤网在即使不需要粘合剂粘合的情况下，也能在水刺条件下，结合稳固，形成力学性能优异的长丝非织造布。

经过以上步骤，纺丝液经过喷丝板挤出的纺丝细流，进入凝固浴中固化形成连续的纤维素长丝束且平行排列，整体呈幕帘状铺于网帘上，单丝的纤度均一性良好，铺成的纤网性能优良，轻薄柔顺。

一种完成如上所述纤维素长丝非织造布的制备方法的宽幅漏斗，包括驼峰体1、腔体2、外腔体11、高压水管路8、低压水管路7、溢流水管路6和密封垫10。

进一步的，所述驼峰体1设于宽幅漏斗的上方，驼峰体1具有提供缓冲驼峰、水封稳速、溢流稳压、加速流道的作用，是宽幅漏斗的主要组成部分，加工精度等级高，配合要求高。

进一步的，所述驼峰体1与外腔体11之间形成低压流体通道。

进一步的，所述驼峰体1下侧部分与腔体2的内侧上侧部分形成加速流道，所述加速流道的宽度自加速流道的进口至出口方向逐渐缩小，最小处可达12mm。

进一步的，所述腔体2的内侧下侧部分形成丝束混合加速流道。

优选地，所述腔体2内侧下侧部分成平滑过渡斜面，即丝束混合加速流道的宽度从上向下逐级缩小，最小处根据喷丝板孔径数量可达4～6mm。

进一步的，所述加速流道的出口与丝束混合加速流道连通。

进一步的，所述加速流道的进口与腔体2连通。

进一步的，所述腔体2的高度，根据流体对纤维长丝束12均匀性等质量要求的影响，可达到120～150mm。

腔体2用于流通高压水，具有提供丝束通道、丝束加速拉伸、丝束稳定的作用，是宽幅漏斗的主要组成部分，腔体2加工采用特殊工艺，精度高，且腔体2缝隙均匀性对水速稳定性影响较大。

进一步的，所述低压流体通道属于低压水管路7的一部分，所述低压水管路7还包括循环水箱、离心泵、低压水管组、溢流水流道、稳流体。

低压水管组具有分流、分压、稳流的作用。

根据丝束种类、喷丝板孔数等变化，低压水量可通过变频器调节离心泵转数，以达到调节流量的目的。

低压水管路7实现水封和稳流功能，防止气流带入，使纤维长丝束12加速时受气流干扰出现扰流现象，防止纤维长丝束12进入凝固浴时就会因紊流产生的漩涡而成为毛丝，产生废丝，具有防止纤维长丝束12产生毛丝，提高纤维长丝束12品质的作用。

进一步的，所述溢流水管路6包括溢流堰5、溢流水管组、缓冲罐。

所述低压水管路7溢流的低压水经过溢流堰5缓冲，通过溢流水管组回流至缓冲罐，再返回低压水管路7的循环水箱。

溢流的低压水水面要求平稳，避免影响纤维长丝束12的顺利通过。

进一步的，所述溢流水管路6设于低压流体通道的外周并与低压流体通道相连通。

进一步的，所述加速流道属于高压水管路8的一部分，所述高压水管路8还包括循环水箱、多级高压泵、高压水管组、稳流体。

加速流道在流量不变的情况下，随流道宽度逐渐缩小，水速逐渐增加，在出口处达到速度最大值。

高压水管组具有流量分流、分压、加速的作用。

高压水管路8提供高压水，利用文丘里效应形成加速水流，对纤维长丝束12进行牵伸。

进一步的，所述稳流体包括具有矩形稳流孔的第一稳流板3和具有圆形稳流孔的第二稳流板4。

第一稳流板3通过性好，水流水量平稳，实现水封效果好。

第二稳流板4通过能力一般，但稳压稳流效果明显。

进一步的，所述低压流体通道内至少设有一个第一稳流板3和一个第二稳流板4，使低压水先通过第二稳流板4后再通过第一稳流板3。

所述腔体2内至少设有两个第二稳流板4，使高压水先经过第二稳流板4后进入加速流道。

根据高、低压水管路7对水压、水量的要求不一致，采用不同数量、不同直径、不同间距的孔列，达到理想效果。

进一步的，外腔体11包括侧板、底板、支座、水平仪块等。各件通过焊接、内角螺栓、卡接、过盈配合等多种形式组装。

外腔体11通过四周镶嵌的水平仪块与调平孔，调节宽幅漏斗的水平度，以确保低压水平稳溢流。

外腔体11通过固定孔与自动升降支架固定，确保纤维长丝束12顺利进入加速流道。

外腔体11提供流道保障、宽幅漏斗安装、宽幅漏斗调平等基础功能。

进一步的，所述密封垫10可根据流速流量、纤维长丝束12或喷丝板孔径数变化，采取系列厚度值。通过对密封垫10厚度的改变，完成对加速流道的间隙调节，达到改变水流速度及纤维长丝束12纤度的目的。

具体的，如图1所示，低压水经低压水管路7的进口进入低压流体通道，先经第二稳流板4稳流，再经第一稳流板3稳流后，在宽幅漏斗的上方形成一个平稳的凝固浴液面，保证纺丝的稳定性。高压水经高压水管路8的进口进入腔体2内，先经第二稳流板4稳流后，从加速流道的进口进入加速流道，再从加速流道的出口快速流出进入丝束混合加速流道，带动凝固浴经驼峰体1的间隙孔进入丝束混合加速流道与纤维长丝束12混合，受重力及腔体2的文丘里效应完成增速。

纺丝液经过喷丝板挤压，得到纺丝细流；纺丝细流进入宽幅漏斗的凝固浴中后即开始固化，同时受凝固浴向下加速流动的夹带作用进行牵伸，形成纤维素长丝束12。

低压水管路7溢流的低压水经过溢流堰5缓冲，通过溢流水管组回流至缓冲罐，再返回低压水管路7的循环水箱。

腔体2内设有两个第二稳流板4，高压水经两次均匀分配，水流均匀稳定，也可根据需要设置一个或多个第二稳流板4。

通过更改泵变频器频率、控制阀门开度、切换进水管路等措施，对低压水进口流量及进口流速调节，以使溢流水水量充沛，防止气体进入低压流体通道内，达到水封最佳效果，凝固浴液面平稳，溢流的低压水经溢流堰5返回循环水箱。

通过更改泵变频器频率、控制阀门开度等措施，对高压水进口流量及进口流速调节，以使高压水经第二稳流板4稳流后，进入加速流道的水均匀稳定。

通过高压水、低压水的相对调节，使凝固浴液面平稳无波动，有利于纺丝液的固化和牵伸，以及纤维长丝束12铺网。

其中，所述凝固浴为水溶液或者N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液等。

实验例1

S1：将纤维素与有机溶剂NMMO混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡制备纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，喷丝板的幅宽为1000mm，孔数为20000，选用不同孔径的喷丝板，经过20mm的气隙层，进入幅宽为1200mm的宽幅漏斗凝固浴中，凝固浴温度为20℃，浓度为20％，在加速流体中固化牵伸后，得到纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后落在铺网机上，铺网机的传动速度为30m/min，摆动频率为100次/min，摆幅为5mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M为50目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过水刺固结、水洗、烘干等工序制备长丝非织造布。

对制备的长丝非织造布进行测试，测试结果如表1所示：

表1

从表1数据可以看出，在0.05～0.3mm的孔径范围内，随着喷丝板孔径的增加，在保持稳定纺丝的前提下，形成纤维长丝束的纤度逐渐增大，纤度不匀率呈现出先逐渐减小后逐渐增大的规律。这是因为，当喷丝板孔径较小时，纺制的纤维长丝束纤度小，容易出现断丝、毛丝等情况，导致不匀率增大；随着喷丝板孔径增大，纺制的纤维长丝束纤度增大，降低了出现断丝、毛丝的情况，不匀率减小，但喷丝板孔径越大，纺丝所需的拉伸速度要越大，凝固浴水流速度就要越大，纤维在水流中的速度越快，对宽幅漏斗整个幅宽方向的水流一致性要求越高，纺丝稳定性越易受到影响，纺丝难度增加，就会容易导致不匀率增大。

本实施例中，当孔径在0.05～0.3的范围内时，纤维长丝束的不匀率都在可接受范围内，整体上纤度均匀一致；当孔径在0.06～0.15的范围内时，纤度不匀率相对较低，纤度均匀度更高，纤维性能更好。

但是，如表1所示数据，当喷丝板孔径过大，如为0.40mm时，纺丝时所形成的纤维长丝束纤度很难降低，造成纤维偏粗，纤维柔顺性下降，且纤度不匀率显著增大。

需要说明的是，若喷丝孔径过小，如小于0.05mm时，则纤维长丝束的断丝率明显提高，纤维性能较差，且造成喷丝板加工难度的显著提高，制造成本的增加，对设备放大及产业化、规模化不利。

实验例2

S1：将纤维素与有机溶剂NMMO混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，喷丝板的幅宽为1000mm，孔数为20000，孔径为0.1mm，经过20mm的气隙层，进入幅宽为1200mm的宽幅漏斗凝固浴中，凝固浴温度分别为5℃、10℃、20℃、25℃、30℃，浓度为20％，并在加速流体中固化牵伸后，得到纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后落在铺网机上，铺网机的传动速度为30m/min，摆动频率为70次/min，摆幅为10mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M为50目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过水刺固结、水洗、烘干等工序制备长丝非织造布。

对制备的长丝非织造布进行测试，测试结果如表2所示：

表2

从表2结果可以看出，当凝固浴温度在5～30℃范围内时，随着凝固浴温度升高，长丝非织造布的横纵向强度虽呈下降的趋势，但保持在合理的强度范围内，且湿态透明度呈上升趋势，透明性变好，长丝非织造布的整体性能较好。

当温度低于5℃，长丝非织造布的横纵向强度虽然有所增大，但是光学灰度值为80，透明性较差，这是因为凝固浴温度低，双扩散速度低，凝固成形速度低，纤维结晶度和晶粒尺寸大，纤维强度高，透明度低。而温度高于30℃后，透明性虽然变好，但是长丝非织造布的强度明显下降，性能也随之下降。

实验例3

同实施例2所列其他条件，凝固浴温度为20℃，浓度为20％，宽幅漏斗出口距铺网机网帘的距离为10～400mm，铺网机的传动速度为30m/min，摆动频率为120次/min，摆幅为15mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M为40目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网。

对制备的长丝非织造布进行测试，测试结果如表3所示：

表3

从表3数据可以看出，宽幅漏斗出口与铺网机网帘的距离对于长丝非织造布的厚度和克重不匀率有影响，距离太近或太远会增加纤网的不匀率，当距离在10～300mm范围内时，纤网厚度和克重的不匀率都在8％以内，性能较好。

但是，如表3所示数据，当宽幅漏斗出口距铺网机网帘的距离太远，大于300mm，如为400mm时，长丝非织造布的厚度不匀率和克重不匀率都有显著增加，说明纤网均匀性差。主要因为距离太远宽幅漏斗凝固浴发散分离，不呈幕帘状下降，夹带丝束乱飞，且水滴飞溅到纤网上，造成铺好的纤网被打乱，从而使不匀率增加。

当宽幅漏斗出口距铺网机网帘的距离太近，小于10mm，如为5mm时，长丝非织造布的厚度不匀率和克重不匀率也有显著增加，这是因为距离过近会造成水流和纤维聚集、拥堵在网帘上，无法成网。

实验例4

同实施例2所列其他条件，铺网机的传动速度分别为30m/min，摆动频率分别为10～250次/min，摆幅为10mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M为60目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网。

对制备的长丝非织造布进行测试，测试结果如表4所示：

表4

从表4数据可以看出，铺网机在20～200次/min的范围内摆动时，随着铺网机摆动频率的增加，长丝非织造布的纵向强力逐渐降低，横向强力逐渐增加。这是由于摆动频率增加，长丝非织造布单位面积上横向方向上的纤维密度增加，纤维间的结合点增加，经过水刺固结后，横向强力增加，纵向强力降低。当铺网机摆动频率在70～120次/min的范围内时，长丝非织造布的横向强力和纵向强力都在较佳范围内。

但低于20次/min的摆动频率，会造成纤网横向强力过低；而高于200次/min的摆动频率，对设备稳定性要求高，且能耗大，不利于长丝非织造布的制备。

实验例5

S1：将纤维素与有机溶剂NMMO混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，喷丝板的幅宽为1000mm，孔数为20000，孔径为0.1mm，经过20mm的气隙层，进入幅宽为1200mm的宽幅漏斗凝固浴中，凝固浴浓度为20％，温度为20℃，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束，纤度为1.0dtex；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后落在铺网机上，铺网机的传动速度为30m/min，摆动频率为100次/min，摆幅为10mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M分别为20、40、50、60、80目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过水刺固结、水洗、烘干等工序制备长丝非织造布。

对制备的长丝非织造布进行测试，测试结果如表5所示：

表5

当纤度为1.0dtex，真空抽吸压力P为-20kPa时，根据公式(1)可以得出，符合铺网机的网帘目数为40～60。

其中，M为铺网机的网帘目数；P为铺网机的真空抽吸压力，单位为kPa；D为纤维素长丝束的纤度，单位为dtex。

由表5可以看出，在纤维纤度和抽吸压力一定的条件下，符合公式(1)的铺网机网帘目数，会使纤网厚度和克重的不匀率较低，性能较好。而不符合公式(1)的铺网机网帘目数，会使纤网厚度和克重的不匀率增大，降低长丝非织造布的性能。

实施例1

S1：将纤维素与有机溶剂NMMO混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，喷丝板的幅宽为1000mm，孔数为20000，孔径为0.1mm，经过20mm的气隙层，进入幅宽为1200mm的宽幅漏斗凝固浴中，凝固浴浓度为20％，温度为20℃，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后落在铺网机上，铺网机的传动速度为30m/min，摆动频率为100次/min，摆幅为10mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M为50目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过水刺固结、水洗、烘干等工序制备长丝非织造布。

对比例1

使用气流牵伸制备纤维长丝束，再用铺网机形成纤网制备长丝非织造布，其中，铺网机的设备参数与实施例1相同。

S1：将纤维素与有机溶剂NMMO混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，喷丝板的幅宽为1000mm，孔数为20000，孔径为0.1mm，纺丝液经高速气流牵伸后，形成纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后落在铺网机上，铺网机的传动速度为30m/min，摆动频率为100次/min，摆幅为10mm，真空抽吸压力P为-20kPa，铺网机网帘目数M为50目，最终在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过水刺固结、水洗、烘干等工序制备长丝非织造布。

对比例2

使用宽幅漏斗制备纤维长丝束，再用振动分丝器，在接收网上形成纤网制备长丝非织造布，其中，宽幅漏斗的参数与实施例1相同。

S1：将纤维素与有机溶剂NMMO混合溶解，经过溶胀、溶解制备成透明溶液，经过过滤和脱泡得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，喷丝板的幅宽为1000mm，孔数为20000，孔径为0.1mm，经过20mm的气隙层，进入幅宽为1200mm的宽幅漏斗凝固浴中，凝固浴浓度为20％，温度为20℃，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束；

S3：纤维长丝束经过振动分丝器，在接收网上形成纤网；

S4：所述纤网经过水刺固结、水洗、烘干等工序制备长丝非织造布。

对实施例1、对比例1和对比例2制备的长丝非织造布进行测试，测试结果如表6所示：

表6

从表6的测试结果可以看出，对比例1中由于气流相较于水流更加不好控制，因此在拉伸过程中气流牵伸更加不稳定，形成的纤网不匀率更高。对比例2中使用振动分丝器，丝束分散性不好，也会造成纤网的不均匀。因此，如实施例1所示，只有采用本发明的制备方法制备的长丝非织造布的性能更好。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1：将纤维素与有机溶剂混合溶解，得到纺丝液；

S2：所述纺丝液经过喷丝板挤出，经气隙层，进入宽幅漏斗的凝固浴中，并在加速流体中固化牵伸，得到纤维素长丝束；

S3：所述纤维素长丝束从宽幅漏斗出来后，在铺网机上形成均匀一致的纤网；

S4：所述纤网经过后处理工序制备长丝非织造布。

2.根据权利要求1所述纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述铺网机的网帘目数为M，

其中，P为铺网机的真空抽吸压力，D为纤维素长丝束的纤度。

3.根据权利要求2所述纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述宽幅漏斗的出口与铺网机的网帘之间的距离为10～300mm，优选为50～150mm。

4.根据权利要求1-3任一所述纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述铺网机在向前传动的同时会左右摆动；

所述铺网机的摆动频率为20～200次/min，优选为70～120次/min；

所述铺网机的摆动幅度为5～30mm，优选为5～15mm。

5.根据权利要求1所述纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述喷丝板的孔径为0.05～0.30mm，优选为0.06～0.15mm。

6.根据权利要求1-5任一所述纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述纤网的后处理工序包括至少一道水刺成形。

7.根据权利要求1-6任一所述纤维素长丝非织造布的制备方法，其特征在于，步骤S1中，有机溶剂的浓度为5～30％，优选为10～25％。

8.一种宽幅漏斗，其特征在于，用于实施如权利要求1-7任一所述纤维素长丝非织造布的制备方法。

9.根据权利要求8所述的宽幅漏斗，其特征在于，包括，

腔体，设于宽幅漏斗的下方，用于流通高压水；

低压流体通道，设于宽幅漏斗的上方，用于流通低压水；

稳流体，所述稳流体包括具有矩形稳流孔的第一稳流板和具有圆形稳流孔的第二稳流板，用于平稳流体；

所述腔体内至少设置两个第二稳流板；

所述低压流体通道内至少设置一个所述第一稳流板和一个所述第二稳流板。

10.根据权利要求9所述的宽幅漏斗，其特征在于，还包括溢流水管路，所述溢流水管路设于低压流体通道的外周并与低压流体通道相连通。

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