CN115748099B - 一种弹力非织造材料的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹力非织造材料的制备装置,涉及非织造材料技术领域。本发明提供的制备装置,通过装置结构的改进,将负压牵伸通道设于喷丝板喷丝方向且与纺丝组件相连通,气流输送通道的入口分别与补气口及短纤维输送装置相连通,气流输送通道的出口分别位于喷丝板喷丝方向两侧且与所述负压牵伸通道相连通,短纤维输送装置用于输送弹力短纤维,使得弹力短纤维由负压气流横向输送至负压牵伸通道,并与纵向输送的聚合物熔体纤维产生近似垂直的交叉接触和粘连,进而在接收网帘表面形成聚合物熔体纤维为平铺主体,弹力短纤维为纵向支撑的弹力非织造材料,达到提升弹力非织造材料的整体弹力性能及性能稳定性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及非织造材料技术领域,特别涉及一种弹力非织造材料的制备装置。
背景技术
弹力非织造材料由于其较高的强度和韧性,以及柔软舒适的材料,受到越来越多人们的喜爱。
相关技术提供了一种弹力非织造材料的制备方法,通过分别制备表层纤维层及弹性纤维层,再将弹性纤维层作为中间层与表层纤维层直接通过热粘合或者热熔胶粘合进行复合,进而得到弹力非织造材料。
在实施上述技术方案时,发明人发现相关技术提供的弹力非织造材料虽具备一定的弹力性能,但其弹力性能仅通过中间弹性纤维层实现,而为了避免材质容易受损的弹性纤维被破坏,现有弹力非织造材料的表面往往采用弹性较小且质地坚硬的纤维材料层作为表层保护材料,导致弹力非织造材料的整体弹力性能较低,产品各部分的弹力性能和整体结构不稳定,而且已有方法需要复合工艺,不是一步法成型。
发明内容
针对相关技术存在的上述问题,本发明提供了一种弹力非织造材料的制备装置,用以提高弹力非织造材料的整体弹力性能及性能稳定性。
根据本发明实施例的一个方面,提供一种弹力非织造材料的制备装置,包括纺丝组件、负压牵伸组件和收集组件,其特征在于:
所述纺丝组件包括第一基体,所述第一基体内设有聚合物输送通道,所述聚合物输送通道出口处与喷丝板相连通;
所述负压牵伸组件包括第二基体,所述第二基体内设有气流输送通道和负压牵伸通道,所述负压牵伸通道设于所述喷丝板喷丝方向且与所述纺丝组件相连通,所述气流输送通道的入口分别与补气口及短纤维输送装置相连通,所述气流输送通道的出口分别位于所述喷丝板喷丝方向两侧且与所述负压牵伸通道相连通,所述短纤维输送装置用于输送弹力短纤维;
所述收集组件包括接收辊、与所述接收辊传动连接的接收网帘,以及对应所述负压牵伸组件的牵伸方向设置的负压抽吸风装置。
在一个优选的实施例中,所述补气口与外部环境相连通,或,所述补气口与气流发生装置相连通,所述气流发生装置用于产生辅助推送气流。
在一个优选的实施例中,所述气流输送通道的出口方向垂直于所述喷丝板喷丝方向。
在一个优选的实施例中,所述弹力短纤维为ES纤维。
在一个优选的实施例中,所述短纤维输送装置的输入口处设有纤维分散组件,所述纤维分散组件包括钉辊及与所述钉辊配合设计的圆筒筛。
在一个优选的实施例中,所述负压牵伸通道与所述接收网帘之间相距预设距离。
在一个优选的实施例中,所述纺丝组件包括与所述聚合物输送通道相连通的熔喷组件,所述熔喷组件包括依次连通的入料料斗、螺杆挤出机和计量泵,此时,所述聚合物输送通道用于输送聚合物熔体。
在一个优选的实施例中,所述纺丝组件包括与所述聚合物输送通道相连通的液喷组件,所述液喷组件包括进液箱、注射泵、高压气罐和喷嘴,所述进液箱与所述注射泵相连通,所述注射泵通过输液管与所述喷嘴相连通、所述高压气罐通过输气管与所述喷嘴相连通;此时,所述聚合物输送通道用于输送聚合物溶液。
在一个优选的实施例中,所述聚合物输送通道的输出温度为140~330°C。
与现有技术相比,本发明提供的一种弹力非织造材料的制备装置具有以下优点:
本发明提供的一种弹力非织造材料的制备装置,通过装置结构的改进,将负压牵伸通道设于喷丝板喷丝方向且与纺丝组件相连通,气流输送通道的入口分别与补气口及短纤维输送装置相连通,气流输送通道的出口分别位于喷丝板喷丝方向两侧且与所述负压牵伸通道相连通,短纤维输送装置用于输送弹力短纤维,使得弹力短纤维由负压气流横向输送至负压牵伸通道,并与纵向输送的聚合物熔体纤维产生近似垂直的交叉接触和粘连,进而在接收网帘表面形成聚合物熔体纤维为平铺主体,弹力短纤维为纵向支撑的弹力非织造材料,达到提升弹力非织造材料的整体弹力性能及性能稳定性的技术效果。
进一步的,本发明还通过选用ES纤维作为弹力短纤维,使得弹力短纤维在与聚合物熔体纤维接触粘连时熔点低的皮层纤维融化,实现更宽的温区条件下双向的粘连效果,同时芯层纤维不易融化,纤维弹性支撑性能不衰减,且在接收网帘热烘加固后,与相邻的其他纤维产生多个粘合点形成稳固的多三角形支撑结构来提升整体弹力非织造材料的结构稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术提供的弹力非织造材料的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种弹力非织造材料的制备装置的装置示意图。
图3是本发明实施例提供的一种粘连纤维的粘结结构示意图。
图4是本发明实施例提供的一种粘连纤维的粘结结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一种粘连纤维的粘结结构示意图。
图6是本发明实施例提供的一种粘连纤维的粘结结构示意图。
图7是本发明实施例提供的一种粘连纤维的粘结结构示意图。
图8是本发明实施例提供的一种弹力非织造材料的结构示意图。
图9是本发明实施例提供的一种纤维分散组件的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
相关技术提供的弹力非织造材料的制备装置所对应弹力非织造材料的结构示意图如图1所示。
在图1所示为已有弹力非织造材料的结构示意图中,弹力非织造材料包括外层保护纤维层10和中间弹力纤维层20,且外层保护纤维层10和中间弹力纤维层20之间通过热熔纤维或热熔胶相互粘连,显然,这种结构中外层保护纤维层10的材料性能及结构,与中间弹力纤维层20的材料性能及结构完全不同,虽然中间弹力纤维层20能够为产品提供一定的弹力性能,但弹力纤维原有的弹力性能及舒适性由外层保护纤维层10影响而大打折扣;且,二者材料性能的巨大差异仅依靠热熔或胶粘固结无法形成良好的结合,导致产品自身的材料层间界面结合性能较差,弹力非织造材料很容易在长期使用过程中发生纤维材料层分离。
为了避免上述技术问题,本发明提供了图2所示一种弹力非织造材料的制备装置的装置示意图,在图2中,弹力非织造材料的制备装置包括纺丝组件、负压牵伸组件和收集组件,其特征在于:
所述纺丝组件包括第一基体100,所述第一基体100内设有聚合物输送通道110,所述聚合物输送通道110出口处与喷丝板120相连通;所述负压牵伸组件包括第二基体200,所述第二基体200内设有气流输送通道210和负压牵伸通道220,所述负压牵伸通道220设于所述喷丝板120喷丝方向且与所述纺丝组件相连通,所述气流输送通道210的入口分别与补气口230及短纤维输送装置240相连通,所述气流输送通道210的出口分别位于所述喷丝板120喷丝方向两侧且与所述负压牵伸通道220相连通,所述短纤维输送装置240用于输送弹力短纤维;所述收集组件包括接收辊310、与所述接收辊310传动连接的接收网帘320,以及对应所述负压牵伸组件的牵伸方向设置的负压抽吸风装置330。
需要说明的是,聚合物输送通道用于输送聚合物熔体或聚合物溶液,聚合物熔体或聚合物溶液在负压气流的吸附作用下从喷丝板喷出并向下牵伸形成聚合物纤维。本发明中单根弹力短纤维的质量远低于聚合物纤维的质量。
负压抽吸风装置设于接收网帘的下方,本发明中负压牵伸组件与负压抽吸风装置共同配合形成近似密闭的负压牵伸***,该负压牵伸***的动力来源于负压抽吸风装置。当负压抽吸风装置处于工作状态时,从负压牵伸***内抽取空气使得负压牵伸通道内形成负压,在负压作用下,外部空气从补气口进入气流输送通道形成负压气流,同时,短纤维输送装置将弹力短纤维输送至气流输送通道,并在负压气流的牵伸作用下以近似横向水平姿态输入至负压牵伸通道;聚合物熔体或聚合物溶液则在负压气流的吸附作用下向下牵伸形成聚合物纤维,并以竖直向下姿态进入负压牵伸通道,在聚合物纤维凝固之前再与两侧横向输入的弹力短纤维产生交叉接触,此时,弹力短纤维会撞击并粘结于熔融或溶液状态下的聚合物纤维表面形成粘连纤维,粘连纤维的粘结结构示意图如图3、4、5、6、7所示,其中,聚合物纤维组分30和弹力短纤维组分40均为交叉粘合结构,且,多根聚合物纤维组分30可以和多根弹力短纤维组分40发生交叉黏合。
当粘连纤维在负压牵伸过程中固化并由接收网帘接收后,粘连纤维中的聚合物纤维组分在自身重力、负压气流及自身结构作用下由竖直姿态转化为水平姿态,对应的,粘连纤维中的弹力短纤维由近似水平姿态转化为近似竖直姿态,当各个粘连纤维共同在接收网帘加固形成弹力非织造材料后,弹力短纤维组分在弹力非织造材料起到厚度方向上的弹力支撑作用。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的弹力非织造材料的结构示意图如图8所示,在图8中,用于发挥主要性能作用的聚合物纤维组分30,与用于提供支撑弹力的弹力短纤维组分40均匀分布于弹力非织造材料整体结构,使得产品整体弹力性能及性能稳定性均较佳,聚合物纤维组分30与弹力短纤维组分40之间形成多个交叉粘结节点,也使得产品不同纤维材料间的界面结合性能更加稳定和优秀。
在一个优选的实施例中,所述补气口与外部环境相连通,或,所述补气口与气流发生装置相连通,所述气流发生装置用于产生辅助推送气流。
当补气口与外部环境相连通时,负压牵伸***处于被动进气状态;当补气口与气流发生装置相连通时,制备装置中各纤维材料的输入速度除了受负压牵伸气流影响,还可由气流发生装置进行辅助微调来保障其在气流输送通道中的水平姿态,以实现对不同纤维材料制备弹力非织造材料的参数控制。
需要说明的是,气流发生装置提供的辅助推送气流流速一般较低,以避免对聚合物纤维的竖直向下姿态产生影响。可选的,辅助推送气流的流速为3~5m/s。在一个优选的实施例中,所述气流输送通道的出口方向垂直于所述喷丝板喷丝方向。
在该种结构下,弹力短纤维组分能够以更加趋近水平的姿态与聚合物纤维进行碰撞和粘结,从而在最终弹力非织造材料产品中发挥最佳的弹力支撑性能。
在一个优选的实施例中,所述弹力短纤维为ES纤维。
在一个优选的实施例中,所述聚合物输送通道的输出温度为140~330°C。
ES纤维为皮芯结构复合纤维,其皮层纤维为PE,芯层纤维为烯PP。其中,PE熔点100℃左右,PP熔点160℃左右。本发明中聚合物纤维组分由喷丝板喷出时的温度可以控制于140~330°C,通过调节被动进气口的竖直位置,可以实现ES纤维中PE组分熔化,而PP组分不发生熔化,从而在不改变ES纤维构象基础上,PE组分熔化粘连相邻的聚合物纤维,并与半凝固状态的聚合物纤维实现双向的粘合,实现更加稳定的粘连结构,PP组分则作为弹力支撑材料主体,在最终产品实现更加密集的穿插支撑。
此外,成型的弹力非织造材料经过后续热烘处理,采用的温度高于PE熔点,低于PP熔点,那么弹力短纤维在复合加固过程中还可以与其他相邻纤维继续发生交叉粘合,能够将弹力非织造布初次成型时的浮游弹力纤维进行粘合,且粘合点越多结构越牢固。
进一步的,气流输送通道还可以设置加温装置对输入的ES纤维进行预加热,使得ES纤维在与聚合物纤维撞击时能够快速且充分的黏合。同样的,加温装置的加热温度低于ES纤维皮层纤维熔点温度,以避免ES纤维在气流输送通道间的相互粘连。在一个优选的实施例中,所述短纤维输送装置的输入口处设有纤维分散组件,所述纤维分散组件包括钉辊及与所述钉辊配合设计的圆筒筛。
纤维分散组件用于将输入的弹力短纤维进行良好分散,以避免弹力短纤维呈团状输入负压牵伸***,影响弹力短纤维与聚合物纤维的微观粘合。在一种可能的实施方式中,纤维分散组件的示意图可以如图9所示,在图9中纤维分散组件包括钉辊910和圆筒筛920,且钉辊910和圆筒筛920的转动方向相反。当弹力短纤维输入至圆筒筛920后,可由钉辊910打散,并由圆筒筛920的转动作用下进一步分散后从筛孔中输出至短纤维输送装置。
在一个优选的实施例中,所述负压牵伸通道与所述接收网帘之间相距预设距离。
该预设距离可调,且高于弹力非织造材料的整体厚度。
在一个优选的实施例中,所述纺丝组件包括与所述聚合物输送通道相连通的熔喷组件,所述熔喷组件包括依次连通的入料料斗、螺杆挤出机和计量泵,此时,所述聚合物输送通道用于输送聚合物熔体。
在一个优选的实施例中,所述纺丝组件包括与所述聚合物输送通道相连通的液喷组件,所述液喷组件包括进液箱、注射泵、高压气罐和喷嘴,所述进液箱与所述注射泵相连通,所述注射泵通过输液管与所述喷嘴相连通、所述高压气罐通过输气管与所述喷嘴相连通;此时,所述聚合物输送通道用于输送聚合物溶液。
综上所述,本发明提供的一种弹力非织造材料的制备装置,通过装置结构的改进,将负压牵伸通道设于喷丝板喷丝方向且与纺丝组件相连通,气流输送通道的入口分别与补气口及短纤维输送装置相连通,气流输送通道的出口分别位于喷丝板喷丝方向两侧且与所述负压牵伸通道相连通,短纤维输送装置用于输送弹力短纤维,使得弹力短纤维由负压气流横向输送至负压牵伸通道,并与纵向输送的聚合物熔体纤维产生近似垂直的交叉接触和粘连,进而在接收网帘表面形成聚合物熔体纤维为平铺主体,弹力短纤维为纵向支撑的弹力非织造材料,达到提升弹力非织造材料的整体弹力性能及性能稳定性的技术效果。
进一步的,本发明还通过选用 ES纤维作为弹力短纤维,使得弹力短纤维在与聚合物熔体纤维接触粘连时熔点低的皮层纤维融化,实现更宽的温区条件下双向的粘连效果,同时芯层纤维不易融化,纤维弹性支撑性能不衰减,且在接收网帘热烘加固后,与相邻的其他纤维产生多个粘合点形成稳固的多三角形支撑结构来提升整体弹力非织造材料的结构稳定性。
虽然,前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明做了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之进行修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构及方法,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
Claims (8)
1.一种弹力非织造材料的制备装置,包括纺丝组件、负压牵伸组件和收集组件,其特征在于:
所述纺丝组件包括第一基体,所述第一基体内设有聚合物输送通道,所述聚合物输送通道出口处与喷丝板相连通;
所述负压牵伸组件包括第二基体,所述第二基体内设有气流输送通道和负压牵伸通道,所述负压牵伸通道设于所述喷丝板喷丝方向且与所述纺丝组件相连通,所述气流输送通道的入口分别与补气口及短纤维输送装置相连通,所述气流输送通道的出口分别位于所述喷丝板喷丝方向两侧且与所述负压牵伸通道相连通,所述短纤维输送装置用于输送弹力短纤维;所述补气口与气流发生装置相连通,所述气流发生装置用于产生辅助推送气流,所述辅助推送气流的流速为3~5m/s;
所述收集组件包括接收辊、与所述接收辊传动连接的接收网帘,以及对应所述负压牵伸组件的牵伸方向设置的负压抽吸风装置。
2.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述气流输送通道的出口方向垂直于所述喷丝板喷丝方向。
3.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述弹力短纤维为ES纤维。
4.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述短纤维输送装置的输入口处设有纤维分散组件,所述纤维分散组件包括钉辊及与所述钉辊配合设计的圆筒筛。
5.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述负压牵伸通道与所述接收网帘之间相距预设距离。
6.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述纺丝组件包括与所述聚合物输送通道相连通的熔喷组件,所述熔喷组件包括依次连通的入料料斗、螺杆挤出机和计量泵,此时,所述聚合物输送通道用于输送聚合物熔体。
7.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述纺丝组件包括与所述聚合物输送通道相连通的液喷组件,所述液喷组件包括进液箱、注射泵、高压气罐和喷嘴,所述进液箱与所述注射泵相连通,所述注射泵通过输液管与所述喷嘴相连通、所述高压气罐通过输气管与所述喷嘴相连通;此时,所述聚合物输送通道用于输送聚合物溶液。
8.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述聚合物输送通道的输出温度为140~330°C。
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