CN1774533A - 一种用降低压紧的毡片的移动速度来生产无纺布的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产无纺布的设备，所述设备包括传送带(7)，所述传送带(7)用于将毡片传送到毡片厚度压紧装置和网布减速装置(8)，当网布通过压紧装置被压紧时，减速装置(8)减少所述网布的速度，从而获得长度方向与宽度方向特性的比率的改善。

Description

一种用降低压紧的毡片的移动速度来生产无纺布的方法和设备
本发明涉及一种用于生产无纺布的方法和设备，所述无纺布由有机材料制成的纤维或丝所组成，具体地说，所述纤维或丝可以是天然的，合成的或者人造的纤维或丝。具体地说，所述的纤维或丝可以是聚丙烯、聚酯或另一种塑料，或者是它们的混合物。
已知一种生产无纺布的方法，在该方法中，移动中的丝毡或纤维毡片沿着厚度方向在一个压紧站被压紧。该压紧过程通过使毡片移动经过两个可移动单元之间的捏合部米实现，所述两个可移动单元沿相同的方向移动。其中一个可移动单元可以是一个传送带或一个圆筒形装置，另一个可移动单元同样可以是传送带或圆筒形装置。在所述压紧站的下游，压紧的毡片在紧固站被紧固成紧固的毡片。紧固过程可以通过机械缝合或者化学方法或者热压方法实现。优选使用喷水器进行水压粘合以实现紧固。
专利号为US-A-4632685的美国专利描述了一种生产无纺布的方法，其中，毡片的两个面以第一相等速度在第一对传送带中移动，然后以不同于第一速度的第二相等速度在第二对传送带中移动。毡片从一对到另一对传送带的传递过程中，由于速度过高，结构很难控制。这使得减速发生在毡片位移路径上的一点处而不恰好是毡片被压紧处。
所获得的无纺布具有长度方向特性与宽度方向特性的比率，所述特性具体是指抗张强度，所述比率远大于1。所述长度方向被定义为毡片被传送到压紧站的位移方向，而所述宽度方向是在所述毡片平面内的垂直于长度方向的方向。为了使工业上处理简单同时提高批量产品的特性，希望降低无纺布的长度方向与宽度方向的特性的比率，然而生产网布、片材和毡片的方法优选是将纤维或丝在长度方向上定向，同时具有较高的位移速度，即具有高的生产率。
为此，本发明提供一种生产无纺布的方法，该方法中，移动中的丝或纤维毡片在压紧站处的位移路径的某一点上沿厚度方向被压紧，然后被压紧的毡片在沿毡片移动方向的压紧站下游的紧固站处被紧固成紧固毡片，所述的丝或纤维由有机材料组成。根据本发明，毡片的位移速度就在位移路径上的压紧位置处被降低。
由于毡片被压紧与被减速发生在同一位置，所以纤维或丝由于被压紧而不能在垂直于毡片平面的方向移动，从而其宽度方向被重新定向。
通过降低位移速度，可以得到有益效果，优选地，毡片在压紧点处的位移速度为10至600m/min，更为优选地可以是50至300m/min，速度被缩减5％到50％，优选为5％到30％。低于5％，则速度的缩减很难达到降低毡片的长度方向抗张强度与宽度方向抗张强度比率的目的。超过50％，方向变化过大进而影响毡片的一致性。同样，建议缩减毡片在被压紧处的厚度，优选范围为99％至30％，更为优选的是99％至50％，此时毡片长度方向与宽度方向的抗张强度比率的缩减达到最佳。
根据本发明的方法改变特性比率，其中所述特性可以是最大断裂抗张强度，但也可以是张力伸长度或其他张力特性。而且本发明还可以提高无纺布的分层阻力。
根据本发明的一个改进方法的实施例，所述毡片在压紧站或压紧站紧下游处被浸湿。通过浸湿，毡片纤维的变形被固定，进而保持毡片长度方向与宽度方向特性的比率不变。这种效果在压紧站的出口处得到，然后，如果不通过浸湿固定，当不再被压紧之后，纤维至少部分恢复初始的方向。术语“紧下游处”具体意味着浸润发生在毡片到达紧固站之前。举例说，毡片可以通过喷水器被浸湿，浸润的方式是，喷水大体上扩展到毡片的整个宽度上，喷水的压力为1至50巴之间。取决于所使用的压力，这种固定可能已经具有部分的紧固作用，这就是说，对纤维有一些缠绕作用。在一些情况下，浸湿可以通过不是纯水的液体来实现。
不需在压紧站浸湿毡片，或者除了在压紧站浸湿毡片之外，还可以通过在圆筒形装置或传送带上使用真空，从而保持毡片在压紧站的出口处直到到达紧固站的过程中的状态，或者简单地在压紧站和紧固站之间的部分通路上保持毡片的状态。
压紧的毡片随后在紧固站被紧固成为紧固毡片，所述紧固站是沿毡片的位移方向，在压紧站的下游，或者，在适当的情况下，所述紧固站是在毡片被浸湿的地点的下游。紧固过程可以通过任何已知的方式来实现，比如利用金属针进行机械缝合，或者化学粘合，或者利用热熔合纤维和注入方式进行热压粘合，所述注入方式如填料熨平或者喷射或者使用泡沫和凝结剂进行喷射。尽管如此，优选使用喷水器进行水压粘合来使毡片紧固，进一步地，如果合适的话，这种紧固方式还可以结合其他方式来进行。水压粘合可以通过喷水器设备来完成，所述喷水器的直径为50至250微米之间，压力为10至1000巴之间。
所述毡片优选为使用热熔设备制造的纤维毡片，或者是使用无纺梳理机(nonwovencard)制造的纤维毡片，也可以是使用气体操作设备制造的毡片，所述气体操作设备如空气铺网式(air-laid)设备，或者是使用张布机制造的毡片。
本发明尤其适用于单位面积质量为0至500g/m2的毡片，优选单位面积质量为20至300g/m2的毡片。
本发明尤其可以用于生产过滤用产品，用于城市工程和建筑，用于机动车辆，家具陈设和布艺生产，用于医疗设备，屋顶密封的土工织物或农用织物，隔音和隔热产品，以及家用和卫生用的干燥或经浸渍的擦拭产品等。
本发明同时提供一种生产无纺布的机器设备，包括第一单元，所述第一单元用于将毡片传递到用于将毡片沿着毡片的厚度方向进行压紧的压紧设备，其特征在于，所述压紧设备同时是用于降低毡片的移动速度的设备，所述毡片的移动速度在所述毡片被所述压紧设备压紧的地点被降低。所述第一单元优选地是传送带，也可以是靠传送带供给的圆筒形装置。
所述压紧设备是通过在所述第一单元和另一个可移动单元之间的一个捏合点来实现压紧操作，而降低所述毡片的位移速度是通过将一个低于第一单元线速度的线速度提供给所述另一个可移动单元来实现的。另一个可移动单元同样地可以是第二传送带，也可以是第二圆筒形装置。优选地，捏合作用扩展到毡片的整个宽度上，包括圆筒形捏合装置的整个母线。
优选地，所述生产无纺布的设备还包括浸湿装置，在毡片被压紧的同时，或者刚被压紧后而在到达紧固装置之前，所述浸润装置将所述毡片浸湿。优选地，所述紧固装置被设置成，在所述毡片通过另一个可移动单元时使其紧固，因为毡片在紧固站的位移速度越低，紧固效果更好。
本发明的最终目的在于使用本发明的方法或设备，以降低无纺布长度方向特性与宽度方向特性的比率，具体来说，以降低毡片长度方向断裂抗张强度与宽度方向断裂抗张强度的比率。
在附图说明中，图1至图4为根据本发明的四种机器设备的侧视图。
如图1所示的机器设备包括一个传送带，所述传送带包括台架1，所述台架1通过四个脚2而放置在地面S上。所述台架带有三个回转滚轮3，一个张紧滚轮4，和一个导向滚轮5，所述导向滚轮5导引所述传送带的可渗水的带6。在传送带的上带7的上面装有圆筒形装置8，所述圆筒形装置8具有一个水平轴，所述水平轴垂直于上带7的位移方向，而一个湿润喷水器9被垂直设置于上带7的下方，并与圆筒形装置8成一直线。所述上带7和圆筒形装置8的最低点之间的距离足够小，使得当毡片在上带7之上被传送并通过时，所述毡片进入所述上带7和圆筒形装置8之间的捏合部并被压紧。所述毡片随后沿着圆筒形装置8通过，以到达两个喷水器10的前端，通过喷水的方式被紧固。所述圆筒形装置8是一个逆时针转动的中空圆筒，而毡片通过上带7的上方，如图示从左向右移动，所述圆筒形装置8包括一扇形区8a，位于4点和6点之间的区域，所述区域处于真空环境，使得毡片被附着在圆筒形装置8上，而从捏合部出口被传送到喷水器10。
在图2中，所示的机器设备优选用于厚度大于50mm的毡片。除了包括图1中的相同的单元设备外，还包括一辅助传送带，所述辅助传送带由四个脚11和支架12来支撑。所述辅助传送带具有导向滚轮13，一个张紧滚轮14和一个回转滚轮15，并且所述传送带的可渗水的带15绕着圆筒形装置8经过并进入圆筒形装置8与带7之间的捏合部。
在图3中，所示的机器设备，类似图1和图2所示的机器设备，包括第一传送带1到7，与图1中的传送带结构相同，只是多了一个支撑传送带的上带7的滚轮17。
在上带7上装有传送带18，所述传送带18具有回转滚轮19，一个张紧滚轮20，和一个导向滚轮21，除此之外，所述传送带还有一个回转滚轮22，所述回转滚轮22与第一传送带的上带7相接触，所述回转滚轮被设置在所述上带之上，位于喷水器23的上游，这使得到达上带7的毡片可以被浸湿，所述毡片在图中从左向右经过。所述滚轮17在喷水器23的仅下游，并且，相对于滚轮22，所述滚轮17被设置成使上带7保持与传送带24的下带的紧密接触，所述传送带24是位于上方的传送带，同时以逆时针方向旋转。从而，所述毡片在上带7与传送带24的下带之间被压紧，所述毡片在喷水点23处被浸湿，然后进入初级站25，以喷水的方式被紧固，之后在圆筒形装置8上通过喷水器10被进一步紧固。
在图4中，传送带28通过脚支架27放置在地面上，所述传送带28具有一个回转滚轮29，一个张紧滚轮30，和一个导向滚轮31，所述导向滚轮31用于导引可渗水的传送带32，所述传送带32被缠绕在一个中空圆筒形装置33上，相对于所述中空圆筒形装置33，设置有紧固装置34，所述紧固装置34通过喷水器完成紧固。另一个由支撑36和支架37所支撑的传送带35包括，一个台架，三个回转滚轮38，一个张紧滚轮39和一个导向滚轮40。所述传送带带有一喷水装置41，所述喷水装置41用于浸润。所述喷水装置41垂直位于圆筒形装置33的上方。所述毡片到达传送带上带32上，如图所示从左到右经过圆筒形装置33和传送带下带42之间，并被压紧，同时被喷水装置41所湿润，然后重新沿着圆筒形装置33，以使毡片被紧固装置34进一步紧固，然后传到圆筒形装置43，所述圆筒形装置43与附加的紧固装置44配合工作。
接下来的实施例更好地解释本发明的内容。
在这些实施例中，将进行下面的测试：
a)长度方向和宽度方向上的强度和拉伸：
一件样品被准备24小时，在环境温度为23℃，相对湿度为50％的条件下进行测试。使用一个测力计进行测试，所述测力计包括一组固定的叉钳和一组以常速运动的可移动叉钳。所述测力计的叉钳的有效宽度为50mm。所述测力计装带有一记录器，所述记录器能够记录作为拉伸的函数的张力曲线。从无纺布上沿长度方向和宽度方向截取5个样品，宽度为50mm加减0.5mm，长度为250mm。对样品一个一个地进行测试，测试时的张紧速度为常速100m/min，并且叉钳的初始间隙为200mm。测力计所记录的作为拉伸的函数的张紧力曲线是以牛顿为单位。从该曲线可以确定最大值。
b)每平方米的质量：
一件样品被准备24小时，在环境温度为23℃，相对湿度为50％的条件下进行测试。
截取至少三个样品，面积至少为50000mm2，所述样品是使用切纸机切割。
每个样品在实验室天平上被称重，精确度为0.1％的被称重样品质量。
例1(参照实验)
密度大约为50g/m2的毡片由1.7dtex，长度为33mm的100％聚酯纤维组成，以50m/min的速度由无纺梳理机所生产。
所述毡片被连续传送到如图1所示的喷水粘合设施的传输和压紧传送带上。所述传输传送带为渗透度为800CFM的聚酯布。所述传送带的线速度为50m/min。
所述传送带与圆柱形装置相接触，接触长度为10nm，所述圆筒形装置的速度同步于传送带的线速度，为50m/min。所述毡片在传送带和由微孔毯子所覆盖的粘合圆柱之间被压紧，所述孔被随意排列，如在专利号为2734285的法国专利中所述。所述网布被压紧后，立即被浸湿，并且通过水压喷射装置被紧固，所述喷水器的直径为140微米，速度为54m/s，压力为15巴。所述喷水器分为两排，间隔为0.8mm。
被压紧、浸湿和轻微紧固的网布然后经历两个连续的水压喷射器的喷射，所述喷水器的直径为120微米，速度分别为100m/s和133m/s。喷水器分列两排，间隔为1.2mm。
得到的无纺布然后被传到与真空发生器相连的吸力带上，然后在110℃的气流型空气炉中被烘干。
由此获得单位重量为50g/m2的无纺布。这种无纺布具有规则均匀的外观。
例2
测试条件同例1。在这个测试中，圆筒形装置的速度与传送带相比，被减小10％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为50m/min，而圆筒形装置的速度为45m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例3
测试条件同例1。在这个测试中，圆筒形装置的速度与传送带相比，被减小20％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为50m/min，而圆筒形装置的速度为40m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例4
测试条件同例1。在这个测试中，圆筒形装置的速度与传送带相比，被减小25％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为50m/min，而圆筒形装置的速度为40m/min。
得到的无纺布具有不规则的外观，并且在宽度方向上有纤维波纹。
例5
测试条件同例1。在这个测试中，传送带不再与圆筒形装置相接触。而是距离所述圆筒形装置的切线大约1mm。这种新的设置是通过降低传送带的回转滚筒而获得，所述回转滚轮在所述传送带相对于圆筒形装置相切的切点的紧下游处。速度条件与例2中相同，其中，传送带的速度为50m/min，而圆筒形装置的速度为45m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例6
测试条件同例5。在这个测试中，圆筒形装置的速度与传送带相比，被减小20％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为50m/min，而圆筒形装置的速度为40m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例7
测试条件同例5。在这个测试中，圆筒形装置的速度与传送带相比，被减小30％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为50m/min，而圆筒形装置的速度为35m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例8
测试条件同例5。在这个测试中，圆筒形装置的速度与传送带相比，被减小40％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为50m/min，而圆筒形装置的速度为30m/min。
得到的无纺布具有不规则的表面，并且在毡片的宽度方向上有纤维波纹，而且无纺布具有无规律的不透明性。
例9(参照实验)
毡片的密度约为90g/m2，由1.7dtex，长度为40mm的65％的粘胶纤维，和1.7dtex，长度为38mm的35％的聚酯纤维所组成，所述毡片以25m/min的速度由无纺梳理机生产。
所述的毡片被连续输送到如图2所示的喷水粘合设施的传输和压紧传送带。所述设施不同于图1所示的设施之处在于，增加有绕着圆筒形装置的上传送带。
所述传送带为聚酯布料做成，渗透度约为800CFM。所述传送带的线速度为30m/min。绕着圆筒形装置的上传送带也为聚酯布料做成，渗透度约为500CFM。
所述传送带与第二传送带和圆筒形装置均相切，并且在会合点距离第二传送带大约1.5mm。
上传送带和圆柱形装置的速度同步于传输传送带的速度，为25m/min。所述纤维毡片在两个传送带之间被逐渐压紧后，立即被浸湿，并通过水压喷射装置被轻微紧固，所述喷水器的直径为140微米，速度为63m/s，压力为20巴。所述喷水器分列两排，间隔为0.8mm。
被压紧、浸湿和轻微紧固的网布然后经历两个连续的水压喷射器的喷射，所述喷水器的直径为120微米，速度分别为125m/s和160m/s。所述喷水器分列两排，间隔为1.2mm。
这样获得的无纺布随后被传输到与真空发生器相连的吸力带上，在110℃的气流型空气炉中被烘干。
这样获得的无纺布规则并均匀。
例10
测试条件同例9，在这个测试中，上面的传送带和圆筒形装置的速度与传送带相比，被缩减20％。也就是说，传输和压紧传送带的速度为25m/min，而圆筒形装置的速度为20m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例11
测试条件同例9。在这个测试中，上面的传送带和圆筒形装置的速度与传送带相比，被缩减30％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为25m/min，而圆筒形装置的速度为17.5m/min。
得到的无纺布具有规则的外观。
例12
测试条件同例9。在这个测试中，上面的传送带和圆筒形装置的速度与传送带相比，被缩减40％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为25m/min，而圆筒形装置的速度为17.5m/min。
得到的无纺布外观稍嫌不规则，不透明度有变化，该现象表明无纺布横向有滑动。
例13(参照实验)
密度为60g/m2的毡片由1.7dtex，长度为38mm的80％的聚酯纤维，和3dtex，长度为38mm的20％的聚酯/聚乙烯双组分纤维所组成，以30m/min的速度由无纺梳理机生产。
毡片被连续传输到如图1所示的喷水粘合设施的传输和压紧传送带XX。所述传输传送带为聚酯布料做成。传输传送带的线速度为30m/min。
所述传输传送带与圆筒形装置相切。圆筒形装置的速度同步于传输传送带的速度，为30m/min。毡片在传输传送带和由微孔毯子覆盖的粘合圆柱形装置之间被压紧，所述的孔随意排列，如在专利号为2734285的法国专利中所述。毡片被压紧后，立即通过水压喷射装置被浸湿并被轻微紧固，所述喷水器的直径为140微米，压力为70巴。所述喷水器分列两排，间隔为1.2mm。
被压紧、被浸湿和轻微紧固的网布，随后被传送到与真空发生器相连的吸力带上，然后在130℃的气流型空气炉中被烘干。
就这样获得了密度约为60g/m2的无纺布。这种无纺布具有规则均匀的形状而且体积大。
例14
测试条件同例9。在这个测试中，上面的传送带和圆筒形装置的速度与传送带相比，被缩减30％。也就是说，传输和压紧传送带的速度仍为30m/min，而圆筒形装置的速度为21m/min。
得到的无纺布具有规则的外观而且体积大。
测量单位面积上的质量以及长度方向和宽度方向上的强度的实验是按照欧洲抛弃式材料和不织布协会(EDANA)的ERT标准来进行。
下面的表格总结了上述每个例子所获得的长度方向的抗张强度，宽度方向的抗张强度，以及长度方向和宽度方向抗张强度的比率的测试结果。
  例子   单位面积的质量g/m2   长度方向的强度N/50mm   宽度方向的强度N/50mm   长度方向与宽度方向强度的比率
  1234567891011121314   5052555855596365901051141206581   136139145155149148158164981051101135764   3841444945506166324148521828   3.63.43.33.23.33.02.62.53.12.62.32.23.22.3

Claims (16)

1.一种生产无纺布的方法，该方法中，移动中的丝或纤维毡片在位移路径的某一点上沿厚度方向被压紧，然后被压紧的毡片在下游的紧固站处被紧固成紧固毡片，所述的丝或纤维由有机材料组成，其特征在于，所述毡片的位移速度就在位移路径上的被压紧处被降低。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述毡片的位移速度被降低5％至50％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述毡片在压紧时厚度被减薄99％至30％。
4.如权利要求1到3中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述毡片在压紧处或者在压紧的仅下游处被浸湿。
5.如权利要求1到4中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述毡片通过以缩减的速度通过紧固装置而被紧固。
6.如权利要求1到5中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述毡片通过水压缠绕，热压粘合、化学粘合和/或机械缝合的方式被紧固。
7.如权利要求1到6中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述毡片是由热熔合设备，无纺梳理机，或者例如空气铺网式设备的气体操作设备所制造的纤维毡片。
8.如权利要求1到7中的任意一项所述的方法，其特征在于，通过在压紧处和紧固站之间向所述毡片施加真空来保持所述毡片的特性。
9.一种生产无纺布的装置，包括用于将毡片传输到压紧设备(7)的第一单元(1)，所述压紧设备(7)用于沿厚度方向压紧毡片，其特征在于，所述压紧设备(7，8)同时是减速设备，用于在毡片被压紧处减小毡片的位移速度。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述压紧和减速设备通过在第一单元(7)和另一个可移动单元(8)之间形成一个捏合点来实现压紧和减速，所述另一个可移动单元(8)具有低于所述第一单元的线速度。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述另一个可移动单元可以是传送带或第二圆筒形装置。
12.如权利要求9至11中的任意一项所述的装置，其特征在于，还包括湿润设备(9)，所述湿润设备(9)用于在所述毡片被压紧过程中或刚被压紧后浸润所述毡片。
13.如权利要求9至12中的任意一项所述的装置，其特征在于，还包括用于紧固毡片的紧固设备(10)，所述紧固设备(10)被设置在沿毡片位移方向的压紧设备的下游。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述紧固设备被设置成，当毡片被传到另一个可移动单元上时，将所述毡片紧固。
15.如权利要求13或14所述的设备，其特征在于，在所述压紧设备和紧固设备之间，通过一个真空设备来保持毡片的特性不变。
16.如权利要求1至15中的任意一项所述的方法和设备的用途，用于降低无纺布长度方向和宽度方向的特性的比率。
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