CN114481499A - 通孔环保树脂纤维布的生产设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通孔环保树脂纤维布的生产设备和方法。其中该生产设备包括：基布放卷装置、含浸上料装置、烘干装置、散热装置和收卷装置。含浸上料装置包括用于盛放含浸液的含浸槽、导辊组和挤压辊组；导辊组包括多个导辊，多个导辊呈曲线往复式设置，多个导辊中的至少大部分设置在所述含浸槽的液面以下；挤压辊组设置在所述含浸槽的上方，其包括至少两个挤压辊动单元，且两个挤压辊动单元之间相互接触或具有调整间隙。其中，基布放卷装置提供基布，基布被所述导辊组导入含浸槽的含浸液中，并被挤压辊组挤压处理，并且，基布依次进入烘干装置和散热装置，并被收卷装置收卷。本发明能够有效提高生产效率。

Description

通孔环保树脂纤维布的生产设备和方法

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种通孔环保树脂纤维布的生产设备和方法。

背景技术

通孔树脂纤维材料是一种有高开孔率的三维网格结构的新型环保高分子材料，以“无溶剂、超性能、高效率”为主要特点。它有着优异的耐磨性、吸声性、阻燃性、隔热性、耐湿热稳定性、卫生安全性及良好的二次加工性能。而一般的高分子材料，如聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯等，因其自身易燃，为使其符合相关的阻燃标准，常需加入阻燃剂，其中很多阻燃剂在高温下会遇热分解，并放出有毒气体，在火灾发生的情况下还可能引发二次灾害和环境污染。与传统的聚乙烯、聚苯乙烯热塑性材料相比，通孔高性能弹性材料具有高度的三维网状交联结构体系，具有较高的热稳定性和耐老化性，故具有广阔的市场需求和令人期待的工业价值。近年来，具有全球影响的环境问题和能源问题又成为化工领域必须重视的发展核心，通孔树脂纤维材料采用特殊的水溶性树脂、高耐磨改性纤维材料、纳米金刚材料和良好渗透技术生产，生产过程不使用DMF溶剂和其他有害溶剂，所以，世界各国对通孔型树脂纤维材料有着更广泛的需求，伴随而来的，不仅要在合成原料方面进行探索和开发，同时要求在生产工艺方面进行不断的改善和优化。

传统开孔材料的制备方法主要有溶出法和溶剂挥发法。溶出法是将一定量的致孔剂与高分子物混合成型,然后在一定条件下使制品中的致孔剂逐渐被溶剂溶出,制品的内部和表面即可形成连通的气相微孔。溶出法由于溶剂不容易挥发，挥发很容易形成闭孔。传统的溶剂挥发法是先将高分子物和挥发性溶剂混合,再加入适量不溶解该高分子物的挥发性溶剂及其它添加剂,混均后成型,成型温度低于高分子物的软化点或玻璃化温度,由于溶剂挥发则可制得多孔透气膜。有机溶剂挥发法较容易形成网状结构，但对溶剂的要求较高，需要特殊的溶剂，而有机溶剂的使用本身并不环保。

近年来，申请人研发采用水乳法制备方法中以水作为分散制备树脂的分散液，避免了使用有机溶剂，从而保障了环保性能，该方案充分考虑了绿色和环保的要求，但同时对生产设备和加工工艺也提出了更高的要求。由于采用传统的烘干固化模式，经常导致含浸在树脂胶液中的基布中仍残留大量发泡与溶剂，这些物质无法得到充分挥发，同时基布塑化的过程也非常有限，尤其对于通孔型树脂纤维材料而言，未经充分塑化处理，容易导致较高的残次品率，增加了生产加工成本。另外，被树脂胶液含浸后的基布，因树脂胶液混合不均或含浸时间不符合标准等因素，存在吃料不均的情况，基布在被树脂胶液含浸后可能出现半成品的薄厚不一的情况，超出或不足产品的厚度规格，或者出现明显的薄厚差异，会导致残次品率提高。

以上问题，都需要对现有的生产设备和工艺做出改进，以提高生产效率、减少残次品率，确保得到符合工业要求同时满足绿色和环保标准的产品。

发明内容

为了解决现有技术中存在的诸多现实问题，本发明提供了一种通孔环保树脂纤维布的生产设备和方法。

根据本发明的一种实施方式，提供了一种通孔环保树脂纤维布的生产设备，包括：基布放卷装置、含浸上料装置、烘干装置、散热装置和收卷装置。含浸上料装置包括用于盛放含浸液的含浸槽、导辊组和挤压辊组；导辊组包括多个导辊，多个导辊呈曲线往复式设置，多个导辊中的至少大部分设置在所述含浸槽的液面以下；挤压辊组设置在所述含浸槽的上方，其包括至少两个挤压辊动单元，且两个挤压辊动单元之间相互接触或具有调整间隙。其中，基布放卷装置提供基布，基布被所述导辊组导入含浸槽的含浸液中，并被挤压辊组挤压处理，并且，基布依次进入烘干装置和散热装置，并被收卷装置收卷。

进一步地，两个挤压辊动单元之间的调整间隙为0-8mm。

进一步地，烘干装置包括依次设置的第一烘箱和第二烘箱，第一烘箱顶部具有至少一个鼓风通道，第一烘箱内部设有基布传输导轨；第二烘箱顶部具有至少一个鼓风通道，第二烘箱内部具有多层往复式基布传输导轨。

优选地，第一烘箱内部的基布传输导轨为一层；第二烘箱内部的多层往复式基布传输导轨为三层。

进一步地，在第一烘箱和第二烘箱之间还设置有厚度定位装置，厚度定位装置包括两个相邻设置的辊筒，两个辊筒相互接触或具有调整间隙。

优选地，两个辊筒之间的调整间隙为0-6mm。

本发明还提供了一种通孔环保树脂纤维布的生产方法，包括以下步骤：将基布放卷；将放卷后的基布置入含浸液中进行含浸，其中所述含浸液为聚氨酯混合料，所述基布在所述含浸液中进行多次往复式含浸，然后将含浸后的基布进行挤压处理；将被挤压后的基布进行烘干处理；将烘干后的基布进行散热处理；成品收卷处理。

进一步地，基布经挤压处理后进行发泡烘干处理；然后再次进行塑化烘干处理。

进一步地，基布以往复式方式被进行多次塑化烘干处理。

进一步地，基布在进行发泡烘干处理后，进行厚度定位处理。

通过本发明提供的技术方案，在生产设备中提供两个烘干装置，分别考虑了发泡与溶剂的充分挥发问题和塑化时间问题，提高了绿色和环保标准，同时又确保了产品的稳定性；另外，采用挤压式上料装置后，对含浸了树脂胶液的基布施加较现有技术更为紧密和均匀的挤压；同时在两次烘干处理之间优选加设了厚度定位装置，确保得到的成品符合质量标准，大大提高了生产效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一种实施方式的通孔环保树脂纤维布的生产设备整体示意图；

图2是根据本发明一种实施方式的通孔环保树脂纤维布的生产设备的挤压式上料机结构示意图；

图3是根据本发明一种实施方式的通孔环保树脂纤维布的生产设备的挤压式上料机结构局部放大示意图；

图4是根据本发明一种实施方式的通孔环保树脂纤维布的生产设备的厚度定位装置结构示意图；

图5是根据本发明一种实施方式的通孔环保树脂纤维布的生产设备的鼓风通道结构示意图；

图6是根据本发明一种实施方式的通孔环保树脂纤维布的生产方法流程图。

附图标记说明

100 基布放卷装置

200 含浸上料装置

201 含浸槽

202 导辊组

2021 导辊

203 挤压辊组

2031 挤压辊动单元

204 拉杆

310 第一烘箱

311 基布传输导轨

320 第二烘箱

321 多层往复式基布传输导轨

330 鼓风通道

331 导风页

332 调整型导风罩

400 厚度定位装置

401 辊筒

402 螺杆调节装置

500 散热装置

600 收卷装置

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

如图1所示，本发明提供了一种通孔环保树脂纤维布的生产设备，包括基布放卷装置100、含浸上料装置200、第一烘干装置310、第二烘干装置320、散热装置500和收卷装置600。将水性PU树脂与水按照大致为1：1的比例搅拌后形成含浸液加入含浸槽201中。也可依实际生产需要将含浸液按照以下组分进行混合：水性聚氨酯63.1％-39.22％、纳米级二氧化硅3.15％-7.84％、渗透剂1.26％-3.92％、有机硅油0.63％-1.18％、偶联剂0.32％-0.78％、水 31.55％-47.06％。将基布放置在基布放卷装置100上待用，所述基布可以是针刺纤维布或针刺无纺布等。其中，针刺纤维布可以包括以下质量百分比的组分组成：涤纶纤维70％-50％、锦纶纤维15％-30％、粘胶纤维15％-20％。

本发明的实施例之一将以针刺无纺布为例进行具体描述。针刺无纺布经导辊传输至含浸上料装置200，含浸上料装置200包括含浸槽201、导辊组 202和挤压辊组203。与现有技术中习用的普通含浸上料装置不同，本发明在含浸槽201中设有由多个导辊2021组成的导辊组202，导辊2021分两列设置在含浸槽201内部相对内壁两侧，由下向上形成曲线往复式轨路，例如S 形、Z字形或之字形等，用于连续传输针刺无纺布等基材。多个导辊2021中的至少大部分设置在含浸槽201的液面以下，这样，导辊组202呈往复式走线，使针刺无纺布在导辊组202的带动下在含浸液中往复运动，增加了含浸时间，基布得以在含浸液中被充分含浸。拉杆204用于拉动并调整导辊2021 的位置。挤压辊组203设置在含浸槽201的上方并高于含浸液的液面，其包括至少两个挤压辊动单元2031。按照图1-3所示，挤压辊组203可以是一组，两个挤压辊动单元2031横向排列。在其他一些实施方式中，也可以设置多组挤压辊组203，沿基布的传导方向依次排列；每组的两个挤压辊动单元2031 也可以被设置为纵向排列，提供更大外力挤压含浸后的基布。而无论两个挤压辊动单元2031被横向排列或纵向排列，二者之间均可相互接触或者具有一定可调整间隙，调整的幅度为0-8mm。例如当横向排列时，两个挤压辊动单元的两端具有轴承座，之间装有螺杆调节装置，通过微型电机带动螺杆实现间隙调整。两个挤压辊动单元2031在理论上的调整幅度为0-8mm，但在实际操作中，二者通常不会接触。这样，基布导入含浸槽201经导辊组202在含浸槽内充分渗透后进入挤压辊组203的两个挤压辊动单元2031之间，采用这种挤压式上料机，通过调整两个挤压辊动单元2031之间的间隙，可以控制基布的吃料量，以满足不同产品需要的吃料量要求，为获得符合质量标准的成品奠定基础。

为了满足生产工艺的实际需求，本发明的生产设备对现有技术中的烘干工艺做出了改进。基布进行含浸后将进入烘干工序。现有技术中的烘干处理仅在一个烘干设备中完成，即仅进行一次烘干，往往不能实现令人满意的烘干效果，含浸液中的发泡与溶剂无法得到良好的挥发，导致产品塑化的过程也不尽人意。在本发明提供的生产设备中，将烘干工艺分两次进行，因此设置了第一烘箱310和第二烘箱320，也就是采用了发泡烘箱，即第一烘箱310 和塑化烘箱，即第二烘箱320相结合的新工艺。如图1所示，第一烘箱310 内具有至少一个鼓风通道，鼓风通道设置在烘箱顶端，其上侧设有风机，用于提供不同强度的风力。采用单向上下双吹风式结构，起到发泡和溶剂挥发的作用，当基布在第一烘箱310内传导时，鼓风通道能够提供上下直吹的风向，对基布进行无死角式烘干。如图5所示，鼓风通道330具有常规形状，在靠近烘箱顶端的横截面上设有导风结构，可根据基布的数量、含浸液的材料要求等实际情况调整风力方向和大小。导风结构具有多个按规律排列且具有一定间隙的导风页331，并具有手动或自动设置的方向调整机构，能够根据实际需要调节导风页的角度，提供特定的风向。此外，为了扩大鼓风面积，提高烘干效率，可在鼓风通道下部，即烘箱内部，设有八字形的调整型导风罩332，用于在更大的范围内聚拢风力，实现更好的烘干效果。为了对基布进行充分烘干，使发泡与溶剂进行充分挥发，第一烘箱310内部设有一层基布传输导轨311，基布在基布传输导轨311上连续传输，接受来自鼓风通道的单向垂直风力直吹。基布随即被导入第二烘箱320内，其具有至少一个鼓风通道，其设置的结构和工作原理与第一烘箱310内的鼓风通道设置相同。在一些较佳的实施方式中，第二烘箱320内可设置多个鼓风通道，其位置设定在第二烘箱320的顶部和两侧壁上，当设置在顶部时，提供垂直的风力；当设置在两个侧壁上时，提供水平风力，风向均朝向烘箱内部。第二烘箱320 内部具有多层往复式基布传输导轨321。在优选的实施方式中，多层往复式基布传输导轨321被设定为三层，也可根据实际需要增加或减少层数量。采用S形、Z字形或之字形往复式上下双吹风烘箱，能够让含浸布在第二烘箱 320内得到充分的塑化和烘干。含浸布经第一烘箱310发泡后，经第二烘箱 320通过往复式走线，增加了加工流程长度，使产品在更长的时间内被塑化和烘干，在单位时间内与同样长度的生产线相比，其生产速度提高了2.5倍以上，因此，可以充分提高热能和电能利用率，提高设备的生产效率。

由于含浸布经第一烘箱310发泡后达到半干化状态，此时含浸布具有一定的可塑性，纤维不会太有回弹力，因此，在一些较优选的实施方式中，可选地，在第一烘箱310和第二烘箱320之间可设置有厚度定位装置400。如图4所示，厚度定位装置400包括两个相邻设置的辊筒401，两个辊筒401 相互接触或具有可调整的间隙，例如两个辊筒401之间的调整间隙为0-6mm，这样可以满足通孔纤维布厚度为2-6mm的标准规格，当然，也可根据不同产品的要求调整和控制厚度。之后再进入第二烘箱320内继续塑化并烘干，达到完全定型的效果。在生产加工中，按照预设的传输线路，含浸布被导入厚度定位装置400的两个辊筒401之间，两个辊筒401之间的间隙被设定好，这样，含浸布能够在被塑化定型之前进行一次厚度上的精确加工，确保了产品质量要求。

根据本发明的生产设备，本发明还提供了一种通孔环保树脂纤维布的生产方法。如图6所示，针刺无纺布放卷后，导入含浸上料装置200的含浸槽 201中，在优选的实施方式中，可为挤压式上料机。经由导辊组202中的多个导辊2021将基布进行往复式传导，需要说明的是，多个导辊2021中的至少大部分设置在含浸槽201的含浸液液面以下，这样，基布进行往复式传导过程中就可以进行充分的含浸。而挤压辊组203设置在含浸槽201的上方，也即含浸液的液面以上。被含浸的基布通过最上方的导辊2021传导至挤压辊组203，并在所述挤压辊组203的两个挤压辊动单元2031之间进行挤压。现有技术中，通常釆用的是单辊与涂刀结合，通过调整刀与辊之间距离控制吃料量。采用这样的控制方式，间隙无法调整至太小，因此控制幅度有限，无法充分控制吃料量。采用本发明中两个挤压辊动单元相互配合的方式控制吃料量，可将间隙调整得相当小，甚至为0，即两个挤压辊动单元2031之间相互接触无间隙，通常情况下，可将间隙调整为8mm以内。这样，可以根据实际需要调整基布的吃料量。

经过挤压后的含浸布被导入第一烘箱310的基布传输导轨311进行发泡烘干处理，此时第一烘箱内的温度设置在90°-110℃之间，用于充分发泡，并将溶剂进行充分挥发。在优选的实施方式中，基布传输导轨311为一层结构，含浸布在其中进行传导，经由第一烘箱310顶部的鼓风装置传来的垂直风力，含浸布上的发泡与溶剂在其中进行充分挥发。

在一些较佳的实施方式中，可在第一次烘干完成后设置厚度定位装置 400，经由两个相邻设置的辊筒401之间，对含浸布的厚度进行控制和定位，厚度定位装置400包括两个相邻设置的辊筒401，两个辊筒相互接触或具有调整间隙，两个辊筒之间的调整间隙为0-6mm。辊筒的两端具有轴承座，之间装有螺杆调节装置402，可通过微型电机带动螺杆实现间隙调整。这里，两个辊筒401的设计可以为横向设置，也可为纵向设置，为了实现更好的厚度控制定型效果，优选为纵向设置。

此后再进入第二烘箱320进行塑化烘干。第二烘箱320的温度设置在 120-140℃，为了延长塑化时间，将含浸布进行更好的定型，第二烘箱内设有多层往复式基布传输导轨321。较佳地，可将多层往复式基布传输导轨321 设置为三层，这样可以满足含浸布被塑化的时间要求。随后将烘干后的基布进行牵引式散热冷却处理和成品收卷处理，即可完成成品的制作。

根据以上公开的生产设备和生产方法，对生产过程中排放的废气进行了三次样本采样，获得环保排放结果如下表所示：

结果显示，有害气体的排放浓度远远低于行业标准。本发明经对生产设备进行了系统优化，兼顾了生产效率的提高、能源的节约和绿色环保的要求，同时使成品合格率大大提高，满足了工业生产加工的实际需求。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种通孔环保树脂纤维布的生产设备，其特征在于，包括：基布放卷装置、含浸上料装置、烘干装置、散热装置和收卷装置；

所述含浸上料装置包括：用于盛放含浸液的含浸槽、导辊组和挤压辊组；

所述导辊组包括多个导辊，所述多个导辊呈曲线往复式设置，所述多个导辊中的至少大部分设置在所述含浸槽的液面以下；

所述挤压辊组设置在所述含浸槽的上方，其包括至少两个挤压辊动单元，且所述两个挤压辊动单元之间相互接触或具有调整间隙；

其中，所述基布放卷装置提供基布，所述基布被所述导辊组导入所述含浸槽的含浸液中，并被所述挤压辊组挤压处理，并且，所述基布依次进入所述烘干装置和所述散热装置，并被所述收卷装置收卷。

2.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，所述两个挤压辊动单元之间的调整间隙为0-8mm。

3.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，所述烘干装置包括依次设置的第一烘箱和第二烘箱，所述第一烘箱顶部具有至少一个鼓风通道，所述第一烘箱内部设有基布传输导轨；所述第二烘箱顶部具有至少一个鼓风通道，所述第二烘箱内部具有多层往复式基布传输导轨。

4.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于，所述第一烘箱内部的基布传输导轨为一层；所述第二烘箱内部的多层往复式基布传输导轨为三层。

5.根据权利要求3中所述的生产设备，其特征在于，在所述第一烘箱和第二烘箱之间还设置有厚度定位装置，所述厚度定位装置包括两个相邻设置的辊筒，两个辊筒相互接触或具有调整间隙。

6.根据权利要求5所述的生产设备，其特征在于，所述两个辊筒之间的调整间隙为0-6mm。

7.一种通孔环保树脂纤维布的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：

将基布放卷；

将放卷后的基布置入含浸液中进行含浸，其中所述含浸液为聚氨酯混合料，所述基布在所述含浸液中进行多次往复式含浸，然后将含浸后的基布进行挤压处理；

将被挤压后的基布进行烘干处理；

将烘干后的基布进行散热处理；

成品收卷处理。

8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，基布经挤压处理后进行发泡烘干处理；然后再次进行塑化烘干处理。

9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，基布以往复式方式被进行多次塑化烘干处理。

10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，所述基布在进行发泡烘干处理后，进行厚度定位处理。

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