CN113403753A - 一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法 - Google Patents

一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，属于非织造布生产领域。该加工方法是先进行双组份纺丝、再将分丝成网；包括依次进行的熔融纺丝，冷却、牵伸，分丝，喷丝成网，加固和切边卷绕的工序。采用本发明加工方法制得的非织造材料在性能上较纺粘直接纺丝成网法更为突出，具有强度大、均匀性好、疵点少、手感好以及适应性广等特点，可替代一步法纺粘非织造材料用于口罩外层；可改善一步法纺粘土工材料强度较差的不足等。

Description

一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法
技术领域
本发明属于非织造布生产领域，具体涉及一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法。
背景技术
纺粘法是制备非织造材料的主要工艺之一，它充分利用化纤纺丝成型原理，对高聚物的熔体进行熔融纺丝直接成网，并经机械、化学或热粘合等加固制得非织造材料。纺粘非织造材料的结构特点是由连续长丝随机组成纤网，因其具有很好的物理机械性能，被广泛应用于医疗卫生用品、土工合成材料、过滤材料、包装材料等领域。
随着社会的不断发展，非织造土工材料的发展越来越快，传统的纺粘土工合成材料生产效率高、成本较低、可加工性强，但其强度较低，因此开发出一种强度更高、均匀性更好、过滤性能更突出的非织造材料是很重要的；随着医疗卫生水平的不断提升，人们对防护用医用口罩的需求也越来越大，开发出一种可以替代纺粘直接纺丝成网非织造材料作为口罩外层的非织造材料依然是尤为重要的。
发明内容
针对目前市场上的纺粘非织造材料大都经熔融纺丝直接成网（一步法），本发明提供的非织造材料先经双组份纺丝、再经分丝铺网的二步法制成，该双组份单丝具有皮芯结构、力学性能较好、结晶性好；所得到的非织造材料具有强度大、均匀性好、疵点少、手感好以及适应性广等特点。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，所述二步法是先进行双组份纺丝、再分丝成网，包括以下步骤：
S10熔融纺丝：将组份A和组份B送入各自的螺杆挤出机进行熔融、挤压、过滤、计量，导入复合箱体混合后输出的熔体进入复合纺丝组件，从喷丝板孔喷出双组份复合初生丝；
S20冷却、牵伸：将S10中形成的双组份丝束经侧吹风冷却系统，经气流牵伸系统对丝束进行初道牵伸，再经差速拉伸辊后形成双组份复合长丝，并收集卷绕在滚筒上；
S30分丝：将S20中制得的丝束送至多级气流分丝装置，在拉伸气流作用下经可调型敞口喷嘴将丝束均匀分散成双组份单丝；
S40喷丝成网：将S30分丝后的单丝按要求铺在凝网帘上，经吸风装置吸附在网帘成网；
S50加固：将S40中的纤网经输网帘输送至加热装置进行热风定型形成双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料；
S60切边卷绕：将S50的非织造材料按要求进行分切后收集于滚筒上。
进一步地，步骤S10中，组分A为PET，组份B为PP- PE共聚物；组份B中PP含量为70-95、PE含量为5-30；所述组份A与组份B的用量比为70：30。
进一步地，步骤S10中双组份复合初生丝呈外层为PP-PE共聚物、芯层为PET的皮芯结构。
进一步地，步骤S20中，侧吹风冷却系统的冷却吹风温度为10-20℃，气流牵伸系统的气流拉伸温度为80-120℃。
进一步地，所述步骤S30中，所述多级气流分丝装置采用高速气流使纤维间成紊流从而逐级分散丝束达到均匀分丝的目的；所述多级气流分丝包括进料、减速、扩散三个阶段；所述进料为将步骤S20制得的丝束送至丝束通道，同时高速气流经风道对丝束进行作用；所述减速为高速气流在此区域实现减速，从而使丝束易于分散开；所述扩散部分的喷嘴呈敞口型，经减速后的气流作用丝束形成紊流并扩散。
进一步地，所述多级气流分丝装置包括一道增压箱体、二道增压箱体和输送组件。
进一步地，所述多级气流分丝装置还包括2-20个并行排列的喷嘴，喷嘴间的间隔为20cm，喷嘴可沿喷丝方向0-360°转动，喷嘴的敞口直径为2-10cm。
进一步地，步骤S40中，凝网帘幅宽为2m。
进一步地，步骤S50中，热风定型的加热温度为110-190℃。
采用上述加工方法制得的非织造材料。
有益效果：本发明通过分丝装置采用高速气流使纤维间形成紊流从而逐级分散丝束达到均匀分丝的目的，得到的单丝力学性能较好、结晶性好；经二步法得到的非织造材料具有强度大、均匀性好、疵点少、手感好以及适应性广等特点。本发明的加工方法应用广泛，可替代一步法纺粘非织造材料用于口罩外层；可改善一步法纺粘土工材料强度较差的不足等。
附图说明
图1为本发明双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法流程图。
图2 为本发明双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法中双组份纺丝过程工艺流程图。
图3 为本发明双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法中长丝成网过程工艺流程图及喷嘴转动示例图。
图4 为本发明双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法中多级气流分丝装置。
图5 为本发明制得的喷丝轨迹图。
图中附图标记：
1料斗、011组份A、012组份B、2电机、3螺杆挤出机、4过滤器、5计量泵、6纺丝模头、7纺丝组件、8侧吹风冷却系统、081冷却空气、9双组份丝束、10气流牵伸系统、101初牵伸辊、102低速牵伸辊、103高速牵伸辊、11滚筒、12丝束滚筒、13多级气流分丝装置、131高速气流、1311 一道增压、132补风、1321 二道增压、133降压分散、134 活动喷嘴、14长丝、15吸风装置、16压网辊、17加热装置、18双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料、19输网帘、20滚筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，所述二步法为先进行双组份纺丝、再分丝成网的加工工序。
如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S10熔融纺丝：将组份A和组份B送入各自的螺杆挤出机3进行熔融、挤压、过滤、计量，经复合箱体输出的熔体进入复合纺丝组件7，从喷丝板孔喷出双组份复合初生丝，得到的双组份复合初生丝结构呈外层为PP-PE共聚物、芯层为PET的皮芯结构。
其中，组份A为聚酯（PET），组份B为丙烯（PP）-乙烯（PE）共聚物；所述组份B中PP含量为70-95、PE含量为5-30；所述组份A与组份B的配比为70：30。
S20冷却、牵伸：将S10中形成的双组份丝束9经侧吹风冷却系统8，经气流牵伸系统对丝束进行初道牵伸，再经差速拉伸辊后形成双组份复合长丝，并收集卷绕在滚筒11上。
其中，所述侧吹风冷却系统的冷却吹风温度为10-20℃；所述气流牵伸系统的气流拉伸温度为80-120℃。所述差速拉伸为双组份初生丝先经低速辊拉伸，再经高速拉伸辊进行拉伸形成均匀双组份复合长丝。
S30分丝：将S20中制得的丝束送至多级气流分丝装置13，束丝在拉伸气流作用下经可调型敞口喷嘴将丝束均匀分散成双组份单丝。如图3所示，所述多级气流分丝装置13采用高速气流131使纤维间形成紊流从而逐级分散丝束达到均匀分丝的目的；所述多级气流分丝包括进料、减速、扩散三个阶段；所述进料为将步骤S20制得的丝束送至丝束通道，同时高速气流经风道对丝束进行作用；所述减速为高速气流在此区域实现减速，从而使丝束易于分散开；所述扩散部分的喷嘴134呈敞口型，经减速后的气流作用丝束形成紊流并扩散。多级气流分丝装置包括一道增压箱体、二道增压箱体和输送组件。
多级气流分丝装置的放大图如图4所示。双组份丝束9在多级气流分丝装置内经一道增压箱体的一道增压1311和二道增压箱体的二道增压1321的作用后降压分散133，然后经喷丝孔（喷嘴）喷出。
多级气流分丝装置包括2-20个并行排列的喷丝孔（即喷嘴）134组成；喷嘴为可调型敞口，可根据需求调控单丝铺网的轨迹及铺网方式；两喷嘴之间距离为20cm；所述敞口喷嘴可沿喷丝方向0-360°转动；所述喷嘴的敞口直径为2-10cm。
如图5所示，分丝装置的喷嘴可沿喷丝方向0-360°转动，从而根据需求调控单丝铺网的轨迹及铺网方式。
S40喷丝成网：将S30经分丝后的单丝14按要求铺在凝网帘上，经吸风装置15吸附在网帘成网。其中，凝网帘幅宽为2m。
S50加固：将S40中的纤网经输网帘19输送至加热装置17进行热风定型形成双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料18。
其中，所述热风定型为经鼓风烘箱，加热温度为110-190℃。所述双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料是具有皮层粘合、芯层高强的皮芯结构非织造材料。
S60切边卷绕：将S50的非织造材料按要求进行分切后收集于滚筒20上。
实施例1
一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，包括如下步骤：
S10熔融纺丝：将组份A和组份B（PP：PE=70：30）送入各自的螺杆挤出机进行熔融、挤压、过滤、计量，经复合箱体输出的熔体进入复合纺丝组件，从喷丝板孔喷出双组份复合初生丝；S20冷却、牵伸：将S10中形成的双组份丝束经10℃侧吹风冷却系统冷却，在80℃气流牵伸系统下对丝束进行初道牵伸，再经差速拉伸辊后形成双组份复合长丝，并收集卷绕在滚筒上；S30分丝：将S20中制得的丝束送至多级气流分丝装置，束丝经敞口直径为4cm的5孔式可调型敞口喷嘴将丝束均匀分离成双组份单丝；S40喷丝成网：将S30经分丝后的单丝按来回摆动如图3（1）的轨迹铺在凝网帘上，经吸风装置吸附在网帘成网；S50加固：将S40中的纤网经输网帘输送至加热装置进行110℃热风定型形成双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料；S60切边卷绕：将S50的非织造材料按要求进行分切后收集于滚筒上。
实施例2
一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，包括如下步骤：
S10熔融纺丝：将组份A和组份B（PP：PE=50：50）送入各自的螺杆挤出机进行熔融、挤压、过滤、计量，经复合箱体输出的熔体进入复合纺丝组件，从喷丝板孔喷出双组份复合初生丝；S20冷却、牵伸：将S10中形成的双组份丝束经15℃侧吹风冷却系统冷却，在100℃气流牵伸系统下对丝束进行初道牵伸，再经差速拉伸辊后形成双组份复合长丝，并收集卷绕在滚筒上；S30分丝：将S20中制得的丝束送至多级气流分丝装置，束丝经敞口直径为7cm的9孔式可调型敞口喷嘴将丝束均匀分离成双组份单丝；S40喷丝成网：将S30经分丝后的单丝按螺旋线状如图3（2）的轨迹铺在凝网帘上，经吸风装置吸附在网帘成网；S50加固：将S40中的纤网经输网帘输送至加热装置进行140℃热风定型形成双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料；S60切边卷绕：将S50的非织造材料按要求进行分切后收集于滚筒上。
实施例3
一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，包括如下步骤：
S10熔融纺丝：将组份A和组份B（PP：PE=40：60）送入各自的螺杆挤出机进行熔融、挤压、过滤、计量，经复合箱体输出的熔体进入复合纺丝组件，从喷丝板孔喷出双组份复合初生丝；S20冷却、牵伸：将S10中形成的双组份丝束经15℃侧吹风冷却系统冷却，在110℃气流牵伸系统下对丝束进行初道牵伸，再经差速拉伸辊后形成双组份复合长丝，并收集卷绕在滚筒上；S30分丝：将S20中制得的丝束送至多级气流分丝装置，束丝经敞口直径为10cm的18孔式可调型敞口喷嘴将丝束均匀分离成双组份单丝；S40喷丝成网：将S30经分丝后的单丝按无规运动如图3（3）的轨迹铺在凝网帘上，经吸风装置吸附在网帘成网；S50加固：将S40中的纤网经输网帘输送至加热装置进行170℃热风定型形成双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料；S60切边卷绕：将S50的非织造材料按要求进行分切后收集于滚筒上。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料的加工方法，其特征在于：所述二步法是先进行双组份纺丝、再分丝成网，包括以下步骤：
S10熔融纺丝：将组份A和组份B送入各自的螺杆挤出机进行熔融、挤压、过滤、计量，导入复合箱体混合后输出的熔体进入复合纺丝组件，从喷丝板孔喷出双组份复合初生丝；
S20冷却、牵伸：将S10中形成的双组份丝束经侧吹风冷却系统，经气流牵伸系统对丝束进行初道牵伸，再经差速拉伸辊后形成双组份复合长丝，并收集卷绕在滚筒上；
S30分丝：将S20中制得的丝束送至多级气流分丝装置，在拉伸气流作用下经可调型敞口喷嘴将丝束均匀分散成双组份单丝；
S40喷丝成网：将S30分丝后的单丝按要求铺在凝网帘上，经吸风装置吸附在网帘成网；
S50加固：将S40中的纤网经输网帘输送至加热装置进行热风定型形成双组份纺丝/分丝铺网二步法非织造材料；
S60切边卷绕：将S50的非织造材料按要求进行分切后收集于滚筒上。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：步骤S10中，组分A为PET，组份B为PP-PE共聚物；组份B中PP含量为70-95、PE含量为5-30；所述组份A与组份B的用量比为70：30。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：步骤S10中双组份复合初生丝呈外层为PP-PE共聚物、芯层为PET的皮芯结构。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：步骤S20中，侧吹风冷却系统的冷却吹风温度为10-20℃，气流牵伸系统的气流拉伸温度为80-120℃。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤S30中，所述多级气流分丝装置采用高速气流使纤维间成紊流从而逐级分散丝束达到均匀分丝的目的；所述多级气流分丝包括进料、减速、扩散三个阶段；所述进料为将步骤S20制得的丝束送至丝束通道，同时高速气流经风道对丝束进行作用；所述减速为高速气流在此区域实现减速，从而使丝束易于分散开；所述扩散部分的喷嘴呈敞口型，经减速后的气流作用丝束形成紊流并扩散。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于：所述多级气流分丝装置包括一道增压箱体、二道增压箱体和输送组件。
7.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于：所述多级气流分丝装置还包括2-20个并行排列的喷嘴，喷嘴间的间隔为20cm，喷嘴可沿喷丝方向0-360°转动，喷嘴的敞口直径为2-10cm。
8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：步骤S40中，凝网帘幅宽为2m。
9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：步骤S50中，热风定型的加热温度为110-190℃。
10.采用权利要求1-9任一项所述的加工方法制得的非织造材料。
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