CN113605011B - 一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置及方法，其中，整理加工装置包括沿传送方向依次设置的冷却箱、洗涤箱、烘干箱、多组传送辊组、驱动组件和控制组件，以实现棉无纺布的连续式加工。冷却箱设置气袋式密封装置，用于容置液氨并浸渍棉无纺布，洗涤箱容置洗涤液，用于去除棉无纺布上的液氨，烘干箱用于烘干棉无纺布；控制组件能够单独控制驱动组件的转速，以使相邻的两组传送辊组之间的棉无纺布自然下垂，实现松式低张力加工，避免棉无纺布的结构和性能受损。本发明通过液氨浸渍、松式处理棉无纺布，增加棉无纺布亲水性和光洁度，使手感柔软丰满而富有弹性，而且采用液氨处理未引入化学试剂，具有环保低能耗的优点。
Description
技术领域
本发明涉及无纺布加工技术领域，尤其涉及一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置及方法。
背景技术
无纺布是一种非织造布，它是直接利用高聚物切片、短纤维或长丝将纤维通过气流或机械成网，然后经过水刺、针刺、或热轧加固，最后经过后整理形成的无编织的布料，棉无纺布是指以天然棉纤维为材料制作而成的无纺布。无纺布的优点是不产生纤维屑，强韧、耐用、丝般柔软，具有棉质的感觉，也是增强材料的一种，而且造价便宜。亲水无纺布是在无纺布的生产工序中加入亲水剂、或者是在纤维生产的过程中直接在纤维表面涂覆亲水剂的一种具有良好亲水性能的无纺布。现有亲水剂大部分都是化学合成试剂，化学合成亲水剂对人体会产生一定的危害，且制备方式复杂，制作成本较高。
申请号为202010671091.7的专利提出了一种亲水无纺布的生产方法，该方法是利用植物亲水剂浸泡无纺布来提高亲水性，该植物亲水剂采用橘子、西瓜、萝卜、海带中的任一种或多种植物作为原料，并进行粉碎、过滤及稀释制作而成。该专利的植物亲水剂制作方法简单，制作要求也比化学亲水剂低，成本低廉且不会对人体产生危害。但是上述专利的植物亲水剂中存在着多种植物色素、有机酸和糖类物质，易对无纺布的颜色、结构造成不良影响，降低产品品质。
有鉴于此，有必要设计一种改进的提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置及方法，工艺过程简单经济，便于批量加工，且不会影响产品的颜色、损伤产品结构，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置及方法，采用连续性松式低张力加工、液氨浸渍处理棉无纺布的方法提高棉无纺布亲水性，工艺过程简单便捷、便于批量加工，且在加工过程中未引入化学试剂、不会影响产品的颜色和损伤产品结构。
为实现上述发明目的，一方面，本发明提供了一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，棉无纺布能够沿传送方向传送，其特征在于，包括沿传送方向依次排列设置的冷却箱、洗涤箱和烘干箱以及设置于所述冷却箱和所述洗涤箱内的多组传送辊组、与每组所述传送辊组传动连接的多个驱动组件、与所述驱动组件电连接的控制组件；所述冷却箱用于容置液氨，所述棉无纺布在液氨的浸泡下能够使自身纤维结构松散，所述洗涤箱用于容置洗涤液，所述棉无纺布通过洗涤液时能够去除自身的液氨，从而使棉无纺布的纤维结构重新固定，所述烘干箱用于烘干所述棉无纺布上的洗涤液；所述传送辊组包括上下靠近设置的两个传送辊，所述控制组件能够单独控制所述驱动组件的转速，以使相邻的两组所述传送辊组之间的所述棉无纺布自然下垂至所述冷却箱内的液氨或所述洗涤箱内的洗涤液中，从而实现棉无纺布的松式低张力加工。
作为本发明的进一步改进，所述提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置还包括设置于相邻的两组所述传送辊组之间的且上下间隔设置的两个触动杆，所述棉无纺布从两个所述触动杆之间穿过，相邻的两组所述传送辊组之间的所述棉无纺布能够向上张紧或向下挤压所述触动杆，以使所述触动杆向所述控制组件发出电信号，并使所述传送辊组放松或上拉所述棉无纺布。
作为本发明的进一步改进，所述提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置还包括设置于所述冷却箱进口与出口的密封装置，所述密封装置用于防止所述冷却箱内的液氨挥发逸出。
作为本发明的进一步改进，所述密封装置为气袋式密封装置，包括上唇封口和下唇封口，所述上唇封口为不锈钢材质，所述下唇封口由加压的橡胶夹布充气袋和覆盖所述充气袋表面的聚四氟乙烯薄膜组成。
作为本发明的进一步改进，所述冷却箱的壁内均设置聚氨酯隔热层，以隔绝外部热量，保证所述冷却箱内置液氨的浸渍作用。
作为本发明的进一步改进，所述提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置还包括覆盖设置于所述冷却箱和所述洗涤箱上方的废气回收组件。
作为本发明的进一步改进，所述洗涤箱内设置有加热组件，所述烘干箱内设置有温度传感器。
另一方面，本发明还提供了一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法，采用上所述的提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，包括以下步骤：
S1：通过所述传送辊组低张力夹持传送棉无纺布至所述冷却箱内，并使棉无纺布没入液氨内，所述棉无纺布的液氨浸渍处理时间为1～5min；
S2：通过所述传送辊组低张力夹持传送棉无纺布至所述洗涤箱内，通过洗涤液洗涤棉无纺布，除去棉无纺布上附着的液氨；
S3：棉无纺布传送至所述烘干箱内，并在所述烘干箱的烘干处理下除去自身水分；
S4：卷收棉无纺布或切割棉无纺布并包装。
作为本发明的进一步改进，所述棉无纺布的传送速度为5～20m/min。
作为本发明的进一步改进，S2步骤中，所述洗涤液的温度为60～100℃，所述洗涤液的洗涤时间为1～5min。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置及方法，通过设置冷却箱和洗涤箱，能够用液氨浸渍棉无纺布并用洗涤液除去液氨；棉无纺布在液氨的处理下，纤维发生溶胀，形成亲水性好的多孔纤维结构，在洗涤去除液氨后，棉无纺布松散的纤维结构再次固定，从而达到整理加工无纺布的目的，增加棉无纺布亲水性和光洁度，使手感柔软丰满而富有弹性。通过设置传送辊组和驱动组件，能够稳定连续地传送棉无纺布，再通过设置触动杆和控制组件，能够自动调节传送辊组的转速，使棉无纺布自然下垂至液氨内，以实现连续性松式低张力处理，避免拉长甚至拉断棉无纺布，且松式低张力加工促进棉无纺布自身纤维结构松散，增强液氨的浸渍处理效果，提高棉无纺布亲水性。
2、本发明采用液氨浸渍处理棉无纺布，不会引入其他污染物和化学试剂，不会损坏棉无纺布，实用性强；容置液氨的冷却箱的壁内均设置聚氨酯隔热层，以隔绝外部热量，保证冷却箱内液氨的浸渍作用。特别地，通过在容置液氨的冷却箱进口与出口设置气袋式密封装置，气袋式密封装置的上唇封口为不锈钢材质，下唇封口由加压的橡胶夹布充气袋和覆盖所述充气袋表面的聚四氟乙烯薄膜组成。如此，不仅能够对容置液氨的冷却箱起到密封的作用，避免液氨在使用过程中挥发逸出，还减小了冷却箱进出口处对棉无纺布的摩擦力，保障其性能和结构不受损害。另外通过设置废气回收组件，一方面吸收从冷却箱输出的棉无纺布中携带的液氨挥发产生的氨气，多重防护液氨挥发发生泄漏，保障安全的工作环境，保障工作人员生命健康，另一方面回收的氨气可重新利用，降低工艺成本。
3、通过设置温度传感器，能够实时监测烘干箱内的热风温度，避免温度过低而无法烘干棉无纺布，也能够避免温度过高损伤棉无纺布，有利于提高棉无纺布的品质，降低次品率，降低生产成本，实用性强。
附图说明
图1为本发明的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置的结构示意图；
图2为本发明的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法的工艺流程图。
附图标记：
100-一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置；1-冷却箱；2-洗涤箱；3-烘干箱；4-传送辊组；5-触动杆；6-温度传感器；7-废气回收组件；81-下唇封口；82-上唇封口。
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，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，棉无纺布能够沿传送方向传送，本发明提供的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置100包括沿传送方向依次排列设置的冷却箱1、洗涤箱2和烘干箱3；冷却箱1用于容置液氨，棉无纺布在液氨的浸泡下能够使自身纤维结构松散；洗涤箱2用于容置洗涤液，棉无纺布通过洗涤液时能够去除自身的液氨，从而使棉无纺布的纤维结构重新固定；烘干箱3能够烘干棉无纺布上的洗涤液。本发明的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置100，通过设置冷却箱1和洗涤箱2，能够用液氨浸渍棉无纺布并用洗涤液去处液氨；棉无纺布在液氨的处理下，纤维发生溶胀，形成亲水性好的多孔纤维结构，洗涤去除液氨后，棉无纺布松散的纤维结构再次固定，达到整理加工棉无纺布的目的，增加棉无纺布亲水性和光洁度，使手感柔软丰满而富有弹性；而且采用液氨浸渍，不会引入其他污染物和化学试剂，实用性强。
植物纤维经液氨处理后，氨分子与纤维素分子中的羟基作用生成易于分解的纤维素氨络合物，经蒸汽去氨即得到氨改性纤维素。这个过程使植物纤维膨化，结晶度降低，纤维结构松散，纤维分子重排，内应力重新分配，其柔软度及纤维的抱合力增加，从而使植物纤维织物的亲水性提高，表面光洁平整，弹性、抗皱，其粗糙的手感和穿着剌痒感也大大改善，舒适性能大为提高。
特别地，一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置100的冷却箱1的壁内均设置聚氨酯隔热层，以隔绝外部热量，保证冷却箱内液氨的浸渍作用。冷却箱1的进口与出口设置气袋式密封装置，气袋式密封装置的上唇封口82为不锈钢材质，下唇封口81由加压的橡胶夹布充气袋和覆盖所述充气袋表面的聚四氟乙烯薄膜组成。如此设置，不仅能够对容置液氨的冷却箱1起到密封的作用，还减小了冷却箱1进出口处对棉无纺布的摩擦力，保障其性能和结构不受损害。另外，此加工装置还设置覆盖于冷却箱1和洗涤箱2上方的废气回收组件7，通过设置废气回收组件7，一方面吸收从冷却箱输出的棉无纺布中携带的液氨挥发产生的氨气，避免氨气逸散到工作环境中，保障安全的工作环境，保障工作人员生命健康，另一方面回收的氨气可重新利用，降低成本。
请参阅图1所示，一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置100还包括设置于冷却箱1和洗涤箱2开口上方的多组传送辊组4，传送辊组4包括上下紧靠设置的两个传送辊，以及分别与每组传送辊组4传动连接的多个驱动组件和与驱动组件电连接的控制组件，控制组件能够单独控制驱动组件的转速，以使相邻的两组传送辊组4之间的棉无纺布自然下垂至冷却箱1或洗涤箱2内，从而实现松式低张力加工；一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置100还包括设置于相邻的两组传送辊组4之间的且上下间隔设置的两个触动杆5，棉无纺布从两个触动杆5之间穿过，相邻的两组传送辊组4之间的棉无纺布能够向上张紧或向下挤压触动杆5，以使触动杆5向控制组件发出电信号，并使传送辊组4放松或上拉棉无纺布。通过设置传送辊组4和驱动组件，能够稳定持续地传送棉无纺布，再通过设置触动杆5和控制组件，能够自动调节传送辊组4的转速，使棉无纺布自然下垂至液氨内，以实现连续性松式低张力处理，避免拉长甚至拉断棉无纺布；且松式低张力加工促进棉无纺布自身纤维结构松散，增强液氨的处理效果，提高棉无纺布亲水性。
在一个具体实施例中，传送辊组4的两个传送辊反向同步旋转运动。
请参阅图1所示，一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置100还包括设置于烘干箱3内的温度传感器6。通过设置温度传感器6，能够实时监测烘干箱3内的热风温度，避免温度过低而无法烘干棉无纺布，也能够避免温度过高损伤棉无纺布，有利于提高棉无纺布的品质，降低次品率，降低生产成本，实用性强。
在一个具体实施例中，传送辊采用橡胶辊或者在外周套设有橡胶套。
具体地，洗涤箱2内设置有加热组件。通过设置加热组件，能够维持洗涤液的温度，保证洗涤效果，实用性强。
在一个具体实施例中，加热组件为PTC加热管。
请参阅图2所示，本发明的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法包括以下步骤：
S1：通过传送辊组4低张力夹持传送棉无纺布至冷却箱1内，棉无纺布的传送速度为5～20m/min，并使棉无纺布没入液氨内，棉无纺布浸渍处理时间为1～5min，棉无纺布自身的纤维结构在液氨的浸渍下松散，且在低张力下松散的棉无纺布不易被拉长甚至被拉断；
S2：通过传送辊组4低张力夹持传送棉无纺布至洗涤箱2内，洗涤液的温度为60～100℃，通过洗涤液洗涤棉无纺布，除去棉无纺布上附着的液氨，洗涤液的洗涤时间为1～5min，除去液氨的棉无纺布自身的纤维结构重新被固定；
S3：棉无纺布传送至烘干箱3内，并在烘干箱3的烘干处理下除去自身水分；
S4：卷收棉无纺布或切割棉无纺布并包装。
本发明的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法步骤简单，采用液氨整理棉无纺布，且采用连续性松式低张力处理工艺，能够避免拉长甚至拉断棉无纺布，且低张力加工促进棉无纺布自身纤维结构松散，增强液氨的处理效果，提高棉无纺布亲水性；液氨处理不会引入其他污染物和化学试剂，能够避免降低棉无纺布的质量；另外液氨处理产生的废气可以被回收利用，环保性好，实用性强。
实施例1
实施例1提供了一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法包括以下步骤：
S1：通过传送辊组4低张力夹持传送棉无纺布至冷却箱1内，并使棉无纺布没入液氨内，棉无纺布浸渍处理时间为1min，棉无纺布自身的纤维结构在液氨的浸渍下松散，且在低张力下松散的棉无纺布不易被拉长甚至被拉断；
S2：通过传送辊组4低张力夹持传送棉无纺布至洗涤箱2内，洗涤液的温度为80℃，通过洗涤液洗涤棉无纺布，洗涤时间为2min，除去棉无纺布上附着的液氨，除去液氨的棉无纺布自身的纤维结构重新被固定；
S3:棉无纺布传送至烘干箱3内，并在烘干箱3的烘干处理下除去自身水分；
S4:卷收棉无纺布。
实施例2-3
实施例2-3与实施例1的区别仅在于在步骤S1中在液氨中浸渍处理的时间不同，其他条件基本相同，在此不再赘述。实施例2-3的处理时间及试验结果记录如表1所示。
对比例1
对比例1为未进行处理的棉无纺布。
测试方法：
亲水性能按照水滴扩散测试扩散时间为指标。具体操作为将0.05mL的清水滴在烘干后的棉无纺布上并开始计时，记录水滴在棉无纺布上完全润湿扩散的时间。
表1实施例1-3及对比例1的工艺参数及性能测试结果
从实施例1-3和对比例1可以看出，通过松式低张力液氨处理的棉无纺布，且处理时间1-5min内时，随着液氨处理时间的增加，棉无纺布的亲水性也随之提高。
从实施例1-3和对比例1可以看出，通过松式低张力液氨处理棉无纺布，明显能够提高棉无纺布的亲水性，且在一定范围内，处理时间越长，亲水性越好；其中处理时间从0到1min时亲水性变化最大，后面随着处理时间增加，亲水性的提升并不明显，因此，考虑到时间成本，浸渍时间不宜过长。
实施例4-6
实施例4-6与实施例1的区别仅在于在步骤S1中棉无纺布的洗涤液的温度和洗涤时间不同，其他条件基本相同，在此不再赘述。具体如表2所示。
表2实施例4-6工艺参数及性能测试结果
| 实施例 | 洗涤液的温度/℃ | 洗涤时间/min | 水滴扩散时间/s |
| 实施例4 | 60 | 3 | 39 |
| 实施例5 | 80 | 4 | 35 |
| 实施例6 | 100 | 5 | 29 |
从实施例4-6的实验结果可以看出，通过松式低张力液氨处理的棉无纺布，在洗涤温度为60～100℃内、洗涤时间为3～5min内时，随着洗涤温度的升高，洗涤时间的增加，棉无纺布的亲水性也随之提高。
综上所述，本发明通过采用连续性松式低张力处理工艺，工艺过程简单方便，便于批量加工；且松式加工可避免棉无纺布内部纤维紧张，在液氨浸渍过程中促进液氨充分与棉无纺布接触，增强液氨的处理效果，提高棉无纺布亲水性。采用液氨处理棉无纺布，使得内部纤维溶胀，形成亲水性好的多孔纤维结构；然后用洗涤液去除液氨，从而达到整理加工棉无纺布的目的，增加棉无纺布亲水性和光洁度，使手感柔软丰满而富有弹性；而且采用液氨浸渍，不会引入其他污染物和化学试剂，且产生的氨气可重新回收利用，降低成本，实用性强。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，棉无纺布能够沿传送方向传送，其特征在于，包括沿传送方向依次排列设置的冷却箱(1)、洗涤箱(2)和烘干箱(3)以及设置于所述冷却箱(1)和所述洗涤箱(2)内的多组传送辊组(4)、与每组所述传送辊组(4)传动连接的多个驱动组件、与所述驱动组件电连接的控制组件；所述冷却箱(1)用于容置液氨，所述棉无纺布在液氨的浸泡下能够使自身纤维结构松散，所述洗涤箱(2)用于容置洗涤液，所述棉无纺布通过洗涤液时能够去除自身的液氨，从而使棉无纺布的纤维结构重新固定，所述烘干箱(3)用于烘干所述棉无纺布上的洗涤液；所述传送辊组(4)包括上下靠近设置的两个传送辊，所述控制组件能够单独控制所述驱动组件的转速，以使相邻的两组所述传送辊组(4)之间的所述棉无纺布自然下垂至所述冷却箱(1)内的液氨或所述洗涤箱(2)内的洗涤液中，从而实现棉无纺布的松式低张力加工；
所述提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置(100)还包括设置于相邻的两组所述传送辊组(4)之间的且上下间隔设置的两个触动杆(5)，所述棉无纺布从两个所述触动杆(5)之间穿过，相邻的两组所述传送辊组(4)之间的所述棉无纺布能够向上张紧或向下挤压所述触动杆(5)，以使所述触动杆(5)向所述控制组件发出电信号，并使所述传送辊组(4)放松或上拉所述棉无纺布。
2.根据权利要求1所述的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，其特征在于，所述提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置(100)还包括设置于所述冷却箱(1)进口与出口的密封装置，所述密封装置用于防止所述冷却箱(1)内的液氨挥发逸出。
3.根据权利要求2所述的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，其特征在于，所述密封装置为气袋式密封装置，包括上唇封口(82)和下唇封口(81)，所述上唇封口(82)为不锈钢材质，所述下唇封口(81)由加压的橡胶夹布充气袋和覆盖所述充气袋表面的聚四氟乙烯薄膜组成。
4.根据权利要求1所述的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，其特征在于，所述冷却箱(1)的壁内均设置聚氨酯隔热层，以隔绝外部热量，保证所述冷却箱(1)内置液氨的浸渍作用。
5.根据权利要求1所述的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，其特征在于，所述提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置(100)还包括覆盖设置于所述冷却箱(1)和所述洗涤箱(2)上方的废气回收组件(7)。
6.根据权利要求1所述的提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，其特征在于，所述洗涤箱(2)内设置有加热组件，所述烘干箱(3)内设置有温度传感器(6)。
7.一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法，采用如权利要求1所述的提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过所述传送辊组(4)低张力夹持传送棉无纺布至所述冷却箱(1)内，并使棉无纺布没入液氨内，所述棉无纺布的液氨浸渍处理时间为1～5min；
S2：通过所述传送辊组(4)低张力夹持传送棉无纺布至所述洗涤箱(2)内，通过洗涤液洗涤棉无纺布，除去棉无纺布上附着的液氨；
S3：棉无纺布传送至所述烘干箱(3)内，并在所述烘干箱(3)的烘干处理下除去自身水分；
S4：卷收棉无纺布或切割棉无纺布并包装。
8.根据权利要求7所述的提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法，其特征在于，所述棉无纺布的传送速度为5～20m/min。
9.根据权利要求7所述的一种提高棉无纺布亲水性的连续式液氨整理加工方法，其特征在于，S2步骤中，所述洗涤液的温度为60～100℃，所述洗涤液的洗涤时间为1～5min。
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