CN105200651B - 一种可生物降解经编滤料基布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可生物降解经编滤料基布及其制造方法，该可生物降解经编滤料基布以聚乳酸纤维(PLA)和\或聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤(PBS)为原料纺纱，制成经轴，以经编织造方式制成。本发明经编滤料基布具有良好的耐热性能，不易变形，产品失效后可以在自然条件下被微生物降解，避免环境污染，符合绿色可持续发展的理念，且可再生成本低。
Description
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种可生物降解经编滤料基布及其制备方法。
背景技术
改革开放以来，国民经济得到快速增长，“科技创新，自主创新”已成为目前国内工业发展的主流，我国制造业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。中国经历国民经济高速发展的同时，也带来了严峻的环境问题。近几年来，我国大范围长时间雾霾，大气污染，特别是PM2.5污染逐渐进入公众视线，社会各界给予了广泛的关注。大气污染不仅严重影响人民的生活和人体健康，也对我国现行生产和消费方式敲响警钟，加快环境治理，转变经济方式，极为紧迫。过滤和分离技术是治理大气污染重要手段之一，特别是过滤纺织品中的袋式除尘器对细微粉尘，特别是PM10、PM2.5的收集率可达到99.9％，现已成为国内外大气粉尘污染首选的治理方式。
现行过滤材料大多采用非织造方式，用针刺或水刺对基布和覆盖在基布上、下的纤维网进行上、下往复穿刺，依靠金属刺针和高速水流的作用，将纤网的纤维上、下移动并相互缠结而成。再用过滤材料制成滤袋。基布和纤网采用相同的材料，通常采用玄武岩纤维、玻璃纤维(无机物)，涤纶、腈纶等常规合成纤维及聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(P84)、聚苯硫醚(PPS)、芳纶等高技术纤维为原料。随着工业的发展和人们对环境保护意识的提高，对过滤材料及滤袋提出了新的更高的要求。一方面，目前市场上常温滤袋的主要原料为涤纶短纤或腈纶短纤，不仅大量占用纺织原料，失效滤袋也会因合成纤维长期稳定，不易腐烂而造成废弃物污染环境；另一方面，大量使用高技术纤维，造成价格昂贵的高技术纤维的浪费，更何况目前高技术纤维大都依赖进口，制造技术被国外制造商所垄断，国内虽已突破技术瓶颈，形成产能，但产品质量不稳定，影响使用效果。为了解决上述问题，业内人士正在不断地研究与探索。研发新型高质量、可降解的滤料基布，虽然在技术上取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在尚未克服的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服以上不足，提供一种可生物降解经编滤料基布。
本发明的另一目的在于提供该可生物降解经编滤料基布的制备方法。
本发明主要是采用由聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)这两种纤维材料单独或者混合制成的滤料基布，具有热变形性好，使用中延展率小，不易起皱、变形，表面平整度高等特点。由该经编滤料基布制成的滤袋，产品失效后，在自然环境条件下，可被土壤中微生物降解，避免占用空间，污染环境。特别是这两种原材料都来自自然界植物的淀粉，通过发酵提取，是可再生资源。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种可生物降解经编滤料基布，该可生物降解经编滤料基布以聚乳酸纤维(PLA)和\或聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤(PBS)为原料纺纱，制成经轴，以经编织造方式制成。
所述的聚乳酸纤维采用单丝线密度在0.8-1.0dtex*38mm的超细纤维或常规规格纤维短纤，其中1.0dtex*38mm＜常规规格纤维短纤的单丝线密度≤1.5dtex*38mm。本发明优选PLA纤维规格为单纱线密度在0.8-1.0dtex*38mm的超细纤维。采用超细纤维PLA能够提高滤料对粉尘颗粒的过滤效率，降低其运行阻力。
聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤(PBS)采用单丝线密度在0.8-1.0dtex*38mm的超细纤维或常规规格短纤，其中，1.0dtex*38mm＜常规规格短纤的线密度≤1.5dtex*38mm。
上述经编织造方式为采用经平组织织造。得到的基布成品克重为50-150g/m2。优选基布成品克重为60-100g/m2。传统的滤料基布克重大，滤料生产采用针刺或水刺加固时，易遭到损伤，但是基布克重太小，强力较低，过滤效果也不理想。本发明采用经平组织织造，控制基布克重在合适的范围，既保证过滤效果优良，又能保证滤料生产采用针刺或水刺加固时，不易遭到损伤。
上述可生物降解经编滤料基布的制造方法包括将原料纺成针织纱线，通过络筒工序生产筒子纱后，再依次经过整经、上轴、织造和成卷步骤。
本发明采用的筒子纱是以聚乳酸(PLA)和/或聚丁二酸丁二醇酯(PBS)短纤为原料，纯纺或混纺针织纱线，在针织纺纱设备上纺成16S-32S，定长、定重的专用筒纱，筒子纱规格范围16S-32S，强力650-900CN，强力CV值6.5-9.5％，伸长率8-12％，重量：6公斤/筒。
本发明所述的整经是采用高速整经机整经：装有张力和断纱自停的纱架上安放16S-32S PLA筒子纱或16S-32S PBS筒子纱或16S-32S PLA和PBS混纺筒子纱。从纱架上引出的PLA纱或PBS纱或PLA和PBS混纺纱经集纱板规律排列，穿过分经筘将经纱平行分隔，经贮纱装置分纱梳、密度筘，卷绕在经轴盘头上。
PLA筒子纱或PBS筒子纱或PLA和PBS混和筒子纱在整经机上，在相同的张力下，平行、等速、整齐地卷绕成经轴。经编工艺所要求的长度为10350m-14100m。
整经工艺参数优选具体如下：
基纱整经配置：经纱202根*6个盘头,21S，纬纱201根*6个盘头,21S整经张力：7-8档，整经长度14100cm，
面纱整经轴配置：经纱203根*6个盘头,21S，整经张力：5档，整经长度10350cm
车速:450转/分
整经张力控制要求:每根纱线在运行期间始终保持一致，所有纱线之间保持一致。
本发明所述的织造步骤为：经纱从经轴上同时引出,穿入导纱梳栉的导纱针,导纱针围绕织针运动(前后摆动，左右横移)，织针同时作上下运动，由此将纱线垫在针上，并在所有工作针上同时成圈，再卷绕成布卷。
所述的织造条件优选为采用经平组织织造。
优选织造工艺：门幅227cm，克重60g/m2，经纱密度9根/英寸，基纱送经量1523.8rack，面纱送经量5165rack，纬纱密度8根/英寸，落布长度1000m，车速1250转/分。
成卷后的产品在验布机上进行基布检验工作。如布面有油污渍，则用全氯乙烯进行干洗，使其溶解和分散。检验后的基布经卷绕成卷后，用塑料薄膜包装。
本发明可生物降解经编滤料基布(50-150g/m2)由其制成的滤料(500g/m2)，基布能起到承受滤料80％左右的强力作用。
与现有技术比较本发明的有益效果：本发明经编基布耐热温度可达85-125℃，且具有较强的抗拉抗变形性能，产品失效后也可以在自然条件下被微生物降解，避免环境污染，符合绿色可持续发展的理念。聚乳酸(PLA)可通过淀粉制备，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可以通过生物质资源发酵得到。由可降解经编基布及采用上述可降解纤维为纤维网，经非织造工艺制得的过滤材料，在产品失效后，可由土壤中微生物或动植物体内的酶分解，是可再生资源，且再生成本低。
附图说明
图1是可生物降解经编滤料基布的结构示意图。
图中，1为聚乳酸(PLA)和/或聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纱。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行进一步说明，但这些不能用于限制本发明的保护范围。以下实施例所涉及的聚乳酸(PLA)由日本三井化学公司生产，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维短纤由美国Eastman公司生产。
实施例1以聚乳酸(PLA)为原料，21S PLA纱采用经平组织织造经编基布，步骤如下：
一、整经：以单丝线密度在1.0dtex*38mm的PLA超细纤维为原料，纺成21S针织纱线，做成筒子纱。将筒子纱放置在整经机纱架上，按照经编工艺所要求的根数和长度，在相同的张力下，平行、等速、整齐地卷绕成经轴。
筒子纱规格:重量6kg，纱支21S
21SPLA纱品质指标
| 项目 | 指标 |
| 纱支(S) | 21 |
| 强力(CN) | 720 |
| 强力CV值(％) | 8.2 |
| 伸长率(％) | 8.6 |
采用高速整经机整经：装有张力和断纱自停的纱架上安放21SPLA筒子纱。从纱架上引出的PLA纱经集纱板规律排列，穿过分经筘将经纱平行分隔，经贮纱装置分纱梳、密度筘，卷绕在经轴盘头上。
整经工艺参数具体如下：
基纱整经配置：经纱202根*6个盘头,21S，纬纱201根*6个盘头,21S
整经张力：7-8档，整经长度14100cm
面纱整经轴配置：经纱203根*6个盘头,21S
整经张力：5档，整经长度10350cm
车速:450转/分
整经张力控制:每根纱线在运行期间始终保持一致，所有纱线之间保持一致。
二、织造
经纱从经轴上同时引出,穿入导纱梳栉的导纱针,导纱针围绕织针运动(前后摆动，左右横移)，织针同时作上下运动，由此将纱线垫在针上，并在所有工作针上同时成圈，卷绕成布卷。
采用经平组织，织造工艺条件如下：
门幅227cm，克重60g/m2，经纱密度9根/英寸，基纱送经量1523.8rack，面纱送经量5165rack，纬纱密度8根/英寸，落布长度1000m，车速1250转/分。
三、检验
在验布机上进行基布检验工作。如布面有油污渍，则用全氯乙烯进行干洗，使其溶解和分散。
四、成卷包装
检验后的基布经卷绕成卷后，用塑料薄膜包装。
织物规格:
1、克重：60g/m2
2、门幅 227cm
3、断裂强力(N/5cm)经向：1580；纬向：1430
4、断裂伸长率(％)经向:23；纬向:25
实施例2以单丝线密度为1.2dtex*38mm的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维短纤为原料，16S PBS纱采用经平组织织造经编基布，步骤如下：
一、整经：以单丝线密度1.2dtex*38mm聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤为原料，纺成针织纱线，做成筒子纱。将筒子纱放置在整经机纱架上，按照经编工艺所要求的根数和长度，在相同的张力下，平行、等速、整齐地卷绕成经轴。
筒子纱规格:重量6kg，纱支16S
16S PBS纱品质指标
| 项目 | 指标 |
| 纱支(S) | 16 |
| 强力(CN) | 670 |
| 强力CV值(％) | 7.0 |
| 伸长率(％) | 8.2 |
采用高速整经机整经：装有张力和断纱自停的纱架上安放21SPBS筒子纱。从纱架上引出的PBS纱经集纱板以一定规律排列，穿过分经筘将经纱平行分隔，经贮纱装置分纱梳、密度筘，卷绕在经轴盘头上。
整经工艺参数:
基纱整经配置：经纱202根*6个盘头,16S，纬纱201根*6个盘头,16S
整经张力：7-8档，整经长度14100cm
面纱整经轴配置：经纱203根*6个盘头,16S
整经张力：5档，整经长度10350cm
车速:450转/分
整经张力控制:每根纱线的运行期间始终保持一致，所有纱线之间保持一致。
二、织造
经纱从经轴上同时引出,穿入导纱梳栉的导纱针,导纱针围绕织针运动(前后摆动，左右横移)，织针同时作上下运动，由此将纱线垫在针上，并在所有工作针上同时成圈，卷绕成布卷。
采用经平组织，经编机织造工艺条件：
门幅227cm，克重65g/m2，经纱密度9根/英寸，基纱送经量1523.8rack，面纱送经量5165rack，纬纱密度8根/英寸，落布长度1000m，车速1250转/分。
三、检验
在验布机上进行基布检验工作。如布面有油污渍，则用全氯乙烯进行干洗，使其溶解和分散。
四、成卷包装
检验后的基布经卷绕成卷后，用塑料薄膜包装。
得到的织物规格:
1、克重：65g/m2
2、门幅 227cm
3、断裂强力(N/5cm)经向：1460；纬向：1330
4、断裂伸长率(％)经向:20；纬向:22
以上实施例中未详细叙述步骤均为本领域常规技术。
实施例3以聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维短纤为原料，21S PLA、PBS混纺纱采用经平组织织造经编基布，步骤如下：
一、整经：以单丝线密度在0.8dtex*38mm的聚乳酸(PLA)超细纤维和单丝线密度在1.0dtex*38mm聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维短纤为原料，混纺比例为50:50，纺成21S针织纱线，做成筒子纱。将筒子纱放置在整经机纱架上，按照经编工艺所要求的根数和长度，在相同的张力下，平行、等速、整齐地卷绕成经轴。
筒子纱规格:重量6kg，纱支21S
21SPLA、PBS混纺纱品质指标
| 项目 | 指标 |
| 纱支(S) | 21 |
| 强力(CN) | 723 |
| 强力CV值(％) | 8.2 |
| 伸长率(％) | 9.3 |
采用高速整经机整经：装有张力和断纱自停的纱架上安放21SPLA、PBS混纺筒子纱。从纱架上引出的PLA、PBS混纺纱经集纱板规律排列，穿过分经筘将经纱平行分隔，经贮纱装置分纱梳、密度筘，卷绕在经轴盘头上。
整经工艺参数:
基纱整经配置：经纱202根*6个盘头,21S，纬纱201根*6个盘头,21S
整经张力：7-8档，整经长度14100cm
面纱整经轴配置：经纱203根*6个盘头,21S
整经张力：5档，整经长度10350cm
车速:450转/分
整经张力控制:每根纱线的运行期间始终保持一致，所有纱线之间保持一致。
二、织造
经纱从经轴上同时引出，穿入导纱梳栉的导纱针,导纱针围绕织针运动(前后摆动，左右横移)，织针同时作上下运动，由此将纱线垫在针上，并在所有工作针上同时成圈，卷绕成布卷。
采用经平组织，经编机织造工艺条件：
门幅227cm，克重60g/m2，经纱密度9根/英寸，基纱送经量1523.8rack，面纱送经量5165rack，纬纱密度8根/英寸，落布长度1000m，车速1250转/分。
三、检验
在验布机上进行基布检验工作。如布面有油污渍，则用全氯乙烯进行干洗，使其溶解和分散。
四、成卷包装
检验后的基布经卷绕成卷后，用塑料薄膜包装。
织物规格:
1、克重：60g/m2
2、门幅 227cm
3、断裂强力(N/5cm)经向：1600；纬向：1440
4、断裂伸长率(％)经向:24；纬向:26
以上实施例中未详细叙述步骤均为本领域常规技术。
实施例4以单丝线密度为1.2dtex*38mm的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维短纤为原料，21S PBS纱采用经平组织织造经编基布，步骤如下：
一、整经：以单丝线密度1.2dtex*38mm聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤为原料，纺成针织纱线，做成筒子纱。将筒子纱放置在整经机纱架上，按照经编工艺所要求的根数和长度，在相同的张力下，平行、等速、整齐地卷绕成经轴。
筒子纱规格:重量6kg，纱支21S
21S PBS纱品质指标
| 项目 | 指标 |
| 纱支(S) | 21 |
| 强力(CN) | 730 |
| 强力CV值(％) | 8.0 |
| 伸长率(％) | 9.8 |
采用高速整经机整经：装有张力和断纱自停的纱架上安放21SPBS筒子纱。从纱架上引出的PBS纱经集纱板以一定规律排列，穿过分经筘将经纱平行分隔，经贮纱装置分纱梳、密度筘，卷绕在经轴盘头上。
整经工艺参数:
基纱整经配置：经纱202根*6个盘头,21S，纬纱201根*6个盘头,21S
整经张力：7-8档，整经长度14100cm
面纱整经轴配置：经纱203根*6个盘头,21S
整经张力：5档，整经长度10350cm
车速:450转/分
整经张力控制:每根纱线的运行期间始终保持一致，所有纱线之间保持一致。
二、织造
经纱从经轴上同时引出,穿入导纱梳栉的导纱针,导纱针围绕织针运动(前后摆动，左右横移)，织针同时作上下运动，由此将纱线垫在针上，并在所有工作针上同时成圈，卷绕成布卷。
采用经平组织，经编机织造工艺条件：
门幅227cm，克重60g/m2，经纱密度9根/英寸，基纱送经量1523.8rack，面纱送经量5165rack，纬纱密度8根/英寸，落布长度1000m，车速1250转/分。
三、检验
在验布机上进行基布检验工作。如布面有油污渍，则用全氯乙烯进行干洗，使其溶解和分散。
四、成卷包装
检验后的基布经卷绕成卷后，用塑料薄膜包装。
得到的织物规格:
1、克重：60g/m2
2、门幅 227cm
3、断裂强力(N/5cm)经向：1480；纬向：1340
4、断裂伸长率(％)经向:20；纬向:22
以上实施例中未详细叙述步骤均为本领域常规技术。
Claims (5)
1.一种可生物降解经编滤料基布，其特征在于该可生物降解经编滤料基布以聚乳酸纤维和\或聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤为原料纺纱，制成经轴，以经编织造方式制成，其中，聚乳酸纤维采用单丝线密度在0.8-1.0dtex *38mm的超细纤维或常规规格短纤，其中，1.0dtex *38mm＜常规规格短纤的单丝线密度≤1.5dtex *38mm；聚丁二酸丁二醇酯纤维短纤采用单丝线密度在0.8-1.0dtex *38mm的超细纤维或常规规格短纤，其中，1.0dtex *38mm＜常规规格短纤的线密度≤1.5dtex *38mm，所述的经编织造方式为采用经平组织织造，所述的基布成品克重为60-100g/m2。
2.一种权利要求1所述的可生物降解经编滤料基布的制造方法，其特征在于该方法包括将原材料纺成针织纱线，通过络筒工序生产筒子纱后，再依次经过整经、上轴、织造和成卷步骤。
3.根据权利要求2所述的可生物降解经编滤料基布的制造方法，其特征在于所述的整经是由筒子纱在整经机上，在相同的张力下，平行、等速、整齐地卷绕成经轴。
4.根据权利要求3所述的可生物降解经编滤料基布的制造方法，其特征在于所述的整经长度为10350m-14100m。
5.根据权利要求2所述的可生物降解经编滤料基布的制造方法，其特征在于所述的织造步骤为：经纱从经轴上同时引出，穿入导纱梳栉的导纱针，导纱针围绕织针运动，织针同时作上下运动，由此将纱线垫在针上，并在所有工作针上同时成圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: The invention relates to a biodegradable warp knitted filter material base cloth and a preparation method thereof Effective date of registration: 20220328 Granted publication date: 20180109 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Yancheng branch Pledgor: JIANGSU HENGSHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980003361 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230206 Granted publication date: 20180109 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Yancheng branch Pledgor: JIANGSU HENGSHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980003361 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A biodegradable warp-knitted filter fabric and its preparation method Effective date of registration: 20230227 Granted publication date: 20180109 Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Yancheng branch Pledgor: JIANGSU HENGSHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980033465 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |