双组份纺粘热风固结非织造布的生产方法
技术领域 本发明涉及一种合成纤维非织造产品的制备方法。
背景技术 目前,合成纤维非织造布的其中两个主要用途是作为液体和气体过滤材料,簇绒地毯基布。其中,作为液体和气体过滤材料应用较多的是热轧和针刺非织造布。热轧非织造布由于布面有轧点(一般轧点面积为18~22%),透气透水性差,用于过滤材料时,存在阻力大,能耗高,过滤效率低等缺点;而无轧点部分,虽然分布着大量的三维立体结构的孔隙,但由于纤维交叉处没有粘合,每根纤维仍处于自由状态,在受介质压力及流速影响并在尘粒冲击下,孔隙尺寸不稳定、控尘力差、过滤精度下降,而且在做为基材进行复膜或复合其它精密过滤材料时,因轧点或纤维自由滑移的影响而使复合层损伤或脱落,影响过滤效果。为解决这一问题,通常需要对热轧非织造布先进行浸(丙烯酸)胶处理,由于丙烯酸胶中含有一定量的甲醛等有害物质,容易产生一定程度的二次污染,而且在一定温度条件下长期使用,会产生结焦现象。针刺非织造布由于受针孔等因素影响,同样存在孔隙不均匀,控尘力低等问题,且致密性差、表面不平整、硬挺性不好、不易折叠、不易清理等,制约了其应用范围,在用于复合过滤基材时,同样由于表面不平整及纤维间相互滑移导致过滤膜等的损伤和脱落。
基布是簇绒地毯生产不可缺少的重要材料,并且在很大程度上决定 了簇绒地毯的风格、品质及档次。传统的簇绒地毯基布,大多为丙纶扁丝编织物或黄麻织物,这类材料粗糙、厚重,而且强力低、稳定性差,制成的地毯不耐用、不美观、易变形、易散边,一般只用于普通的室内装饰,不适合于做为高档装饰地毯,如高级酒店、高档商务写字间、高档家用地毯及拼块地毯,由于延展性差,不易模压成型,也不适合用于汽车地毯。也有采用涤纶热轧非织造布或涤纶和锦纶机织布做为簇绒地毯基布,但都存在各种缺陷;热轧非织造布因布面有轧点,影响簇绒效果,无轧点处由于纤维松散,可自由滑移影响植绒牢度,而且由于热轧非织造布上撕裂强力低,使地毯的耐用性受到影响;涤纶或锦纶机织布硬挺性差,织物密度高时,在簇绒针的作用下对布面纤维造成损伤,强力下降;织物密度低时,对地毯纱的挟持力不够,易产生脱绒现象。而这几种材料都存在易散边、剪栽处易脱绒等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有非常好的柔软性、蓬松性、延伸性、透气性和吸收性以及较高强力的双组份热风固结非织造布的生产方法。
本发明主要是由A组份和B组份两种聚合物分别经干燥或结晶干燥、熔融挤压、过滤后进入复合纺丝箱体,在复合纺丝箱体中经分配进入各自的熔体计量泵计量,然后进入安装于主箱体中的复合纺丝组件,在复合纺丝组件中经分配板复合后经喷丝板喷出,形成连续的复合长丝,然后经侧吹风冷却,气流牵伸,再经分丝、摆丝、成网、预定型、预热轧或预针刺,进入穿透式热风固结装置固结,再经过烫光或轧花,切边卷绕而制成非织造布。
本发明的原料A组份和B组份是两种熔点不同的可成纤聚合物,其熔点的差值为10-160℃,它们的复合比例为:A组份/B组份在5%/95%~95%/5%之间。上述A组份和B组份的组合方式可以有很多种,如PET与CO-PET,PET与PA6,PET与PP,PET与PE,PA6与CO-PET,PA6与PP,PA6与PE,CO-PET与PP或CO-PET与PE。
本发明的具体操作如下:
(1)干燥或结晶干燥温度:80~190℃,干燥后切片含水为20~90ppm;
(2)熔融挤压,螺杆挤压机工作温度:100~305℃;
(3)过滤器滤后压力: 5~12Mpa,纺丝***热媒温度:100~305℃;
(4)侧吹风送风温度:18~26℃,相对湿度:60~85%,风道静压:100~800pa,风速:0.3~1.0 m/s;
(5)气流牵伸压力:0.3~0.8Mpa;最好气流牵伸速度根据A组份与B组份的构成的不同而变化,在2000~6000 m/min范围内;
(6)分丝器电压:5000~20000v;
(7)摆丝器频率:50~1000n/min.,摆幅:5~50mm;
(8)成网机工艺速度:2~150m/min,预压辊温度:60~230℃,吸网风速:2~8 m/min;
(9)预定型温度:60~230℃;
(10)预热轧温度:60~230℃;或预针刺:植针密度:3000~6000针/m,针刺频率:600~1200次/min,针刺动程:20~40mm,针刺深度:3~10mm;
(11)热风固结装置固结,其热风温度为100~240℃;
(12)烫平及花辊温度:80~230℃;
(13)卷绕速度:2~150 m/min。
产品的克重为15~500g/m2,产品幅宽为1.6~6.0m,单丝纤度为2~20dpf,生产速度为2~150m/min。
本发明获得的双组份复合纤维结构包括以下几种形式:(1)皮芯型结构:如圆形皮芯、偏圆形皮芯或三角形皮芯,其是以熔点较低的组份作为皮层,所采用的原料如CO-PET;以熔点较高的组份作为芯层,如PET、PA6或PA66。其中皮组分与芯组分的质量比为20/80-50/50,单丝纤度为1-20dpf,产品克重范围为15-300g/ m2(2)混合型结构,如海岛型(3)并列型结构,如半月型或夹芯型(4)镶嵌式结构,如镶嵌式三叶型。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1.采用本发明方法获得的双组份纺粘热风固结非织造布,由于其独特的纤维交叉点粘合固结方式,使其克服了热轧和针刺非织造布的大部分缺点,具有透气透水性好、硬挺性好、可折叠、表面光滑、致密性好、三维立体孔隙结构尺寸稳定、不含任何化学粘合剂等,而且由于抗拉及撕裂强力大、透气透水性好,易清理,因此用于过滤时能耗低、效率高、使用寿命长,是一种极为理想的液体和气体过滤材料以及高精度复合过滤分离材料的基材(特别是膜基材)。
2. 采用本发明方法获得的双组份纺粘热风固结非织造布已具备了高档簇绒地毯基布所需要的所有特性:抗拉及撕裂强力高、致密性好、表面光滑平整、硬挺性高、尺寸稳定性高、延展性好、可模压成型、耐腐蚀、抗老化、抗虫蛀等,并且由于纤维交叉点处粘合,三维孔隙结构稳定,对地毯纱有着极强的挟持力,不易脱绒,剪栽处不易散边,以其为基布的高档长条或拼块簇绒地毯,可广泛地用于高级酒店、高档商务写字间、商场、民用飞机、家用及汽车用地毯领域。
3.另外,由于双组份纺粘热风固结非织造布所具有的高强度、高撕裂强力及高透气透水性能,使其可应用于制鞋业的鞋材补强材料及地质情况复杂的滩涂、沼泽地域的地基沉降处理工程中高档排水板膜等。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意简图。
图2为圆形皮芯纤维截面示意简图。
图3为偏圆形皮芯纤维截面示意简图。
图4为三角形皮芯纤维截面示意简图。
图5为海岛型混合纤维截面示意简图。
图6为半月型混合纤维截面示意简图。
图7为夹芯型并列纤维截面示意简图。
图8为镶嵌型三叶纤维截面示意简图。
具体实施方式
实施例1:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PET切片,熔点:260℃;B组份聚合物为CO-PET,熔点:150℃。
两种聚合物分别经结晶干燥,其中A组份预结晶温度:165℃,干燥温度:175℃,干燥后切片含水为≤30ppm。B组份预结晶温度:90℃,干燥温度:105℃,干燥后切片含水为≤45ppm。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:265℃,275℃,280℃,282℃,285℃,285℃;B组份挤压机各区温度:180℃,200℃,210℃,215℃,220℃,220℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:10Mpa,B组份:8Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:285℃,B组份:220℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:13Mpa。两者的复合比例:A/B=70/30,复合结构:圆形皮芯型结构,A组份为芯层,B组份为皮层,截面如图2所示,单丝纤度:3dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:20℃,相对湿度:70%,风道静压:450pa,风速:0.5m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.55Mpa,牵伸速度:>5500m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:450次/分钟,摆幅:8mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:135m/min,吸网风速:2.5m/min。将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:120℃。经预定型后的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:125℃。再让热轧后的纤维网通过热风固结装置,其热风温度为155℃。将固结后的纤维网烫平及轧花,其温度为147℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:132m/min。再经分切可获得幅宽:2.5米,克重:20g/m2的产品。
实施例2:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PET切片,熔点:260℃,B组份聚合物为PA6,熔点:220℃。两种聚合物分别经结晶干燥,其中A组份预结晶温度:165℃,干燥温度:175℃,干燥后切片含水为≤30ppm。B组份干燥温度:150℃,干燥后切片含水为≤50ppm。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:265℃,275℃,280℃,282℃,285℃,285℃;B组份挤压机各区温度:225℃,235℃,245℃,254℃,257℃,257℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:10Mpa,B组份:11Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:285℃,B组份:257℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:16Mpa。两者的复合比例:A/B=80/20,海岛型混合结构: A组份为岛,B组份为海洋,截面如图5所示,单丝纤度:6dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:19℃,相对湿度:70%,风道静压:450pa,风速:0.6m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.57Mpa,牵伸速度:>5500m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:540次/分钟,摆幅:20mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:30.5m/min,吸网风速:4.5m/min.将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:190℃。经预定型后的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:195℃。再让热轧后的纤维网通过热风固结装置,其热风温度为225℃。将固结后的纤维网烫平及轧花,其温度为219℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:30m/min。再经分切可获得幅宽:4.2米,克重:120g/m2的产品。
实施例3:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PA6切片,熔点:220℃;B组份聚合物为CO-PET,熔点:140℃。
两种聚合物分别经干燥,其中A组份干燥温度:150℃,干燥后切片含水为≤50ppm。B组份预结晶温度:80℃,干燥温度:98℃,干燥后切片含水为≤35ppm。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:225℃,235℃,245℃,254℃,257℃,257℃;B组份挤压机各区温度:170℃,190℃,200℃,205℃,210℃,210℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:10Mpa,B组份:8Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:257℃,B组份:210℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:13Mpa。两者的复合比例:A/B=90/10,镶嵌型三叶结构, B组份为叶尖镶嵌部分,截面如图8所示,单丝纤度:4dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:19℃,相对湿度:70%,风道静压:500pa,风速:0.55m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.56Mpa,牵伸速度:>5500m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:500次/分钟,摆幅:25mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:51m/min,吸网风速:4.0m/min.将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:110℃。经预定型后的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:115℃。再让热轧后的纤维网通过热风固结装置,其热风温度为145℃。将固结后的纤维网烫平及轧花,其温度为138℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:50m/min。再经分切可获得幅宽:2.5米,克重:60g/m2的产品。
实施例4:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PET切片,熔点:260℃;B组份聚合物为PE切片,熔点:130℃。
其中A组份需预结晶干燥,预结晶温度:165℃,干燥温度:175℃,干燥后切片含水为≤30ppm。B组份不需要预结晶干燥。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:265℃,275℃,280℃,282℃,285℃,285℃;B组份挤压机各区温度:180℃,210℃,210℃,225℃,230℃,230℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:10Mpa,B组份:11Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:285℃,B组份:230℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:13Mpa。两者的复合比例:A/B=20/80,三角形皮芯结构,A组份为芯层,B组份为皮层,截面如图4所示,单丝纤度:10dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:23℃,相对湿度:70%,风道静压:350pa,风速:0.35m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.50Mpa,牵伸速度:>5500m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:600次/分钟,摆幅:27mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:12m/min,吸网风速:6.5m/min.将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:120℃。经预定型后的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:125℃。将预热轧后的的纤维网进行预针刺,预针刺机植针密度:2000针/m,针刺频率:940,针刺动程:25mm,预针刺针深:4.121mm。将针刺后的纤维网烫平及轧花,其温度为130℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:11.5m/min。再经分切可获得幅宽:2.5米,克重:200g/m2的产品。
实施例5:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PP切片,熔点:164℃;B组份聚合物为PE切片,熔点:130℃。
两种聚合物不需要结晶干燥。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:185℃,200℃,215℃,217℃,230℃,235℃;B组份挤压机各区温度:180℃,210℃,210℃,225℃,230℃,230℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:10Mpa,B组份:8Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:235℃,B组份:230℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:13Mpa。两者的复合比例:A/B=75/25,偏圆形皮芯结构,A组份为芯层,B组份为皮层,截面如图3所示,单丝纤度:2.5dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:23℃,相对湿度:70%,风道静压:400pa,风速:0.3m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.50Mpa,牵伸速度:>5000m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:450次/分钟,摆幅:8mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:150m/min,吸网风速:2.5m/min.将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:120℃。让预定型后的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:125℃。再让热轧后的纤维网通过热风固结装置,其热风温度为135℃;将固结后的纤维网烫平及轧花,其温度为128℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:147m/min。再经分切可获得幅宽:2.5米,克重:15g/m2的产品。
实施例6:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PET切片,熔点:260℃;B组份聚合物为CO-PET,熔点:160℃。
两种聚合物分别经结晶干燥,其中A组份预结晶温度:165℃,干燥温度:175℃,干燥后切片含水为≤30ppm。B组份预结晶温度:100℃,干燥温度:115℃,干燥后切片含水为≤35ppm。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:265℃,275℃,280℃,282℃,285℃,285℃;B组份挤压机各区温度:190℃,210℃,220℃,225℃,230℃,230℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:11Mpa,B组份:8Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:285℃,B组份:230℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:13Mpa。两者的复合比例:A/B=82/18,夹芯型并列结构: A组份为芯层,B组份为两面夹层,截面如图7所示,单丝纤度:16dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:18℃,相对湿度:70%,风道静压:700pa,风速:0.7m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.65Mpa,牵伸速度:>5000m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:580次/分钟,摆幅:30mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:10m/min,吸网风速:6.5m/min.将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:130℃。让预定型后的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:135℃。再让热轧后的预定型纤维网进行预针刺,预针刺机植针密度:2000针/m,针刺频率:940,针刺动程:25mm,预针刺针深:4.221mm。将固结后的纤维网烫平及轧花,其温度为162℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:3.0m/min。再经分切可获得幅宽:2.4米,克重:400g/m2的产品。
实施例7:
在图1所示的本发明的工艺流程示意简图中,A组份聚合物为PET切片,熔点:260℃;B组份聚合物为PP切片,熔点:164℃。
其中A组份需经结晶干燥,预结晶温度:165℃,干燥温度:175℃,干燥后切片含水为≤30ppm。分别采用螺杆挤压机进行熔融挤出,A组份挤压机各区温度:265℃,275℃,280℃,282℃,285℃,285℃;B组份挤压机各区温度:185℃,200℃,215℃,217℃,230℃,235℃。螺杆挤压机挤出的熔体分别经过滤器过滤,过滤器滤后压力:A组份:10Mpa,B组份:8Mpa。经过滤的熔体分别进入两个纺丝箱体,纺丝箱体温度:A组份:285℃,B组份:235℃。两组份熔体经各自的计量泵计量后分别进入同一复合纺丝组件,其压力:A组份:12Mpa,B组份:13Mpa。两者的复合比例:A/B=50/50,半月形并列结构,A组份为芯层,B组份为皮层,截面如图6所示,单丝纤度:8dpf。在纺丝组件中复合后挤出、然后经过侧吹风冷却成为丝束,侧吹风送风温度:19℃,相对湿度:70%,风道静压:550pa,风速:0.6m/s。该丝束由管式气流牵伸装置进行拉伸,气流牵伸压力:0.55Mpa,牵伸速度:>5000m/min。被拉伸后的丝束然后由分丝器进行分丝,分丝器电压为8000v。冷却牵伸后并经分丝的丝束由摆丝器进行摆丝,摆丝频率:550次/分钟,摆幅:22mm。将摆好的丝束置于成网机上铺网,成网机工艺速度:18m/min,吸网风速:6.5m/min.将铺好的网送至预定型装置上预定型,预定型温度:120℃。让预定型的纤维网通过预热轧装置,预热轧温度:125℃。再让热轧后的纤维网通过热风固结装置,其热风温度为170℃;将固结后的纤维网烫平及轧花,其温度为163℃。然后用切边卷绕装置进行切边卷绕,卷绕速度:17.5m/min。再经分切可获得幅宽:2.5米,克重:150g/m2的产品。