CN103173935A - 制备双组份复合纺粘法非织造布的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备双组份复合纺粘法非织造布的装置及其方法。该制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，包括两套纺丝切片处理装置、二分配管、一纺丝箱体、一冷却吹风装置、一牵伸机、一摆丝机、一成网机和一热轧机；所述纺丝切片处理装置，依次由料仓、螺杆挤压机和过滤器连接而成；所述纺丝切片处理装置分别通过分配管与纺丝箱体连接；纺丝箱体、冷却吹风装置、牵伸机、摆丝机、成网机和热轧机依次连接。本发明特别采用分配管外置，将分配管移出箱体，各个分配管温度单独设置，这样两种熔体进入纺丝箱体和纺丝组件内，停留时间非常短。可以为熔体与设备之间保持较大的温差，这对比较敏感的熔体纺丝正常极有意义。
Description
技术领域
本发明涉及纺织领域中一种制备非织造布的装置及其方法，尤其涉及一种制备双组份复合纺粘法非织造布的装置及其方法。
背景技术
在纺织合成纤维领域中，双组份纤维又称复合纤维，它是将两种成纤高聚物的熔体或浓溶液，利用组分、配比、粘度或者品种的不同，分别输入同一纺丝组件，在组件中的适当部位汇合，在同一纺丝孔中喷出而形成一根纤维，这样就能在同一根无限长的纤维上同时存在着两种的聚合体，称为双组份纤维。常见的结构形式有：皮芯型、并列型、海岛型、桔瓣型。
双组份纤维以湿法生产的较多，例如可以制成永久卷曲的腈纶复合纤维。湿纺成形要求制成纺丝原液，然后把原液经过滤、脱泡后，通过计量泵并从喷丝头挤出，在凝固浴的作用下，进行适当的喷丝拉伸而形成初生纤维。
双组分复合纺粘法非织造布,是化纤概念上的熔融纺双组分复合纺丝技术与非织造布成网、成布技术相结合的工艺技术。因此，设备上必须有二台螺杆挤压机，用二种不同原料生产，单根纤维截面应该有二种组分。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种制备双组份复合纺粘法非织造布的装置。该装置适用于对聚酯（简称PET）、各种改性聚酯、聚酰胺、聚乳酸、聚苯硫醚、聚氨酯等纺丝切片进行干燥、挤压、喷丝，合成双组份纤维，最终制备双组份复合纺粘法非织造布。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种制备双组份复合纺粘法非织造布的方法，采用上述装置进行。
本发明的技术问题，通过以下技术方案来实现：
一种制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，包括两套纺丝切片处理装置、二分配管、一纺丝箱体、一冷却吹风装置、一牵伸机、一摆丝机、一成网机和一热轧机；
所述纺丝切片处理装置，依次由料仓、螺杆挤压机和过滤器连接而成；
所述纺丝切片处理装置分别通过分配管与纺丝箱体连接；
纺丝箱体、冷却吹风装置、牵伸机、摆丝机、成网机和热轧机依次连接。
优选地，
所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机。
所述分配管采用分歧式配置或放射式配置。
所述分配管，将熔体均匀分配给各纺丝部位，各熔体管道达到各纺丝位的长度必须相等，停留时间相等，熔体受热温度均匀一致。所述的分配管为本行业的通用装置，例如在《纺粘法非织造布》（中国纺织出版社2003年出版）中有详细记载。
所述纺丝箱体内安装有计量泵和纺丝组件。
所述冷却吹风装置为单面侧吹风装置或双面侧吹风装置，最优地，选用单面侧吹风装置。
所述牵伸机为管式牵伸机、窄狭缝式牵伸机或宽狭缝式牵伸机。
一种制备双组份复合纺粘法非织造布的方法，采用前述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置进行制备，具体包括下述步骤：
将存储在第一料仓的第一组分切片经第一螺杆挤压机挤压形成熔体，熔体通过第一过滤器过滤，进入第一分配管分配；
将存储在第二料仓的第二组分切片经第二螺杆挤压机挤压形成熔体，熔体通过第二过滤器过滤，进入第二分配管分配；
分别经第一分配管和第二分配管分配后的第一组分熔体和第二组分熔体同时进入纺丝箱体喷出熔体细流，熔体细流再经冷却吹风装置冷却吹风凝固形成丝条，丝条经牵伸机牵伸后，再经摆丝机摆丝，在成网机上铺网，经热轧机热轧，即可制得所述双组份复合纺粘法非织造布。
本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在以下几方面：
可通过不同原料、不同复合方式、不同粘合方法生产各种性能的产品。纺粘法技术主要包括纺丝、成网、粘合成布三大部分，它可以将熔融纺丝的高分子材料如乙纶、丙纶、锦纶、涤纶等不同材料，以不同的复合方法如皮芯、并列、橘瓣、海岛等形成多种不同性能的复合纤维和纤网；在成布方法上由于它不同材料热性能不同，因此除了传统的热轧、针刺、水刺外，热风技术也得到应用。使纺粘布的产品变得丰富多彩，用途越来越广。如PE熔点为130℃，PP熔点为165℃,二种原料生产的复合纤维网可以通过专门的热风粘合设备制成非织造布，产品的柔软和舒适性极好，此类结构的复合短纤，已完全代替单组分纤维，垄断了高档卫生材料市场。
与同类短纤产品相比，强度更高，生产中不添加纺丝油剂，产品更卫生。众所周知，短纤维非织造布的强度，特别是横向强度不如纺粘法高,影响服用性能。短纤维生产过程中必须添加的油剂，从成分、制作过程到存放期间都会产生对产品卫生性能的不利影响；而纺粘法生产过程流程短，从纺丝到热轧都是在高温状态下生产，其间没有任何添加剂。因而可以确保产品更加卫生。
有色或功能性产品可以在不降低效果的前提下，节约成本。色母粒和抗静电、抗老化、阻燃等改性剂价格较高，一般为乙纶、丙纶或涤纶切片价格的4-5倍，尽管在产品中加入的比例不高，但对成本影响人比较大。由于纺粘法产品应用范围越来越广，有色、功能性要求也越来越多，双组分复合纺粘法工艺可以采用皮层加色母粒或改性剂，芯层不加的方法，同样达到有色或功能性产品的要求，而添加量仅需单组分纺粘法的50%左右，因此可以大大降低生产成本。
也可以生产普通PP或PET纺粘产品。双组分生产线可以通过二根螺杆加同种原料，或者在组件安装时去掉复合分配板即可生产普通的单组分PP或PET纺粘产品。
与单组分纺粘线相比，生产成本增加不多产品附加值增加许多。双组分纺粘线与单组分纺粘线相比，同等规模设备的差异在于一根大螺杆换成了二根小螺杆，单组分箱体换成了复合箱体，其它设备都一样；原料上计算，以PE/PP复合产品和PP纺粘布相比，PE、PP切片价格基本接近，生产成本增加不多；而目前国外双组分产品比单组分至少要贵一倍，国内销售价可以增加30-50%，因此产品附加值增加许多，具有较好的经济效益。
双组分熔体是由两种不同聚合物构成。两种聚合物熔点不同，纺丝温度亦不同。在同一箱体内受同一温度影响（一般箱体温度按熔点高的纺丝温度要求高的聚合物设定）,相对低的聚合物纺丝工艺温度无法把握，影响纺丝质量。本发明特别采用分配管外置，将分配管移出箱体，各个分配管温度单独设置，这样两种熔体进入纺丝箱体和纺丝组件内，停留时间非常短（基本不到传统的一半停留时间）。可以为熔体与设备之间保持较大的温差，这对比较敏感的熔体纺丝正常极有意义。
附图说明
图1是本发明制备双组份复合纺粘法非织造布的装置结构示意图。
其中，各图中的附图标记具体为：
1a 第一料仓
1b 第二料仓
2a 第一螺杆挤压机
2b 第二螺杆挤压机
3a 第一过滤器
3b 第二过滤器
4a 第一分配管
4b 第二分配管
5 纺丝箱体
6 冷却吹风装置
7 牵伸机
8 摆丝机
9 成网机
10 热轧机
100 第一纺丝切片处理装置
200 第二纺丝切片处理装置
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
如图1所示的本发明制备双组份复合纺粘法非织造布的装置结构示意图。
第一纺丝切片处理装置100，由第一料仓1a、第一螺杆挤压机2a和第一过滤器3a连接而成。
第二纺丝切片处理装置200，由第二料仓1b、第二螺杆挤压机2b和第二过滤器3b连接而成。
第一纺丝切片处理装置100通过第一分配管4a与纺丝箱体5连接，第二纺丝切片处理装置200通过第二分配管4b均与纺丝箱体5连接。
纺丝箱体5、冷却吹风装置6、牵伸机7、摆丝机8、成网机9和热轧机10依次连接。
所述第一螺杆挤压机2a、第二螺杆挤压机2b均为单螺杆挤出机。
所述第一过滤器3a、第二过滤器3b均为圆柱形过滤器。
所述第一分配管4a、第二分配管4b均采用分歧式配置。
所述纺丝箱体5内安装有计量泵和纺丝组件。
所述冷却吹风装置6为单面侧吹风装置。
所述牵伸机7为管式牵伸机。
实施例2
PE/PP皮芯复合结构的复合纺粘法非织造布的制造方法
皮层材料PE，选用低压高密度聚乙烯,相对分子量2.5万-100万，密度0.95×103千克/米3。
芯层材料PP，具体指标见下表1。
表1:PP切片质量指标
| 项目 | 单位 | 指标 |
| 熔点 | ℃ | 164 |
| 密度 | g/cm3 | 0.91 |
| 熔融指数 | g/10min | ≥25 |
| 分子量分布指数 | ＜4 | |
| 等规度 | ％ | ＞96 |
| 灰分 | ％ | ＜0.025 |
| 含湿 | ％ | ＜0.05 |
将存储在第一料仓1a的干燥的PE切片加入第一螺杆挤压机2a挤压形成熔体。PE熔体通过第一过滤器3a过滤杂质，进入第一分配管4a分配。第一分配管4a是将PE熔体均匀分配给各纺丝部位。它要求熔体到达各纺丝位的管道长度应相等，熔体停留时间相等，熔体受热均匀。
将存储在第二料仓1b的干燥的PP切片加入第二螺杆挤压机2b挤压形成熔体。PP熔体通过第二过滤器3b过滤杂质，进入第二分配管4b分配。第二分配管4b是将PP熔体均匀分配给各纺丝部位。它要求熔体到达各纺丝位的管道长度应相等，熔体停留时间相等，熔体受热均匀。
其中，所述第一螺杆挤压机2a、第二螺杆挤压机2b均为单螺杆挤出机。所述第一过滤器3a、第二过滤器3b均为圆柱形过滤器。所述第一分配管4a、第二分配管4b均采用分歧式配置。
双组分熔体是由两种不同聚合物PE和PP构成。两种聚合物PE和PP熔点不同，纺丝温度亦不同。在同一箱体内受同一温度影响，一般箱体温度按熔点高的纺丝温度要求高的聚合物设定,相对低的聚合物纺丝工艺温度无法把握，影响纺丝质量。本发明中将分配管移出纺丝箱体，第一分配管4a和第二分配管4b的温度单独设置。这样两种熔体PE和PP进入纺丝箱体内，停留时间非常短，基本不到传统的一半停留时间。可以为熔体与设备之间保持较大的温差，这对比较敏感的熔体纺丝正常极有意义。
经第一分配管4a分配后的PE熔体和经第二分配管4b分配后的PP熔体，通过纺丝箱体5中的计量泵向复合纺丝组件供应熔体，纺丝组件将定量为PE和PP的质量比为4:6的两种成分PE和PP熔体进行分配复合，喷出熔体细流。
熔体细流再经冷却吹风装置6冷却吹风凝固形成丝条，该丝条的纤维的结构即为皮层为PE、芯层为PP的复合结构纤维，丝条经牵伸机7牵伸后，再经摆丝机8摆丝，在成网机9上铺网，将丝束均匀蓬松地分铺在网状的输送带上，再经热轧机10热轧，热轧温度掌握在105-150℃，热轧压力控制在50-70bar，即可制得PE/PP皮芯复合结构的双组份复合纺粘法非织造布。
其中，所述冷却吹风装置6为单面侧吹风装置。所述牵伸机7为管式牵伸机。
第一螺杆挤压机2a温度控制表 单位：℃
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 |
| 190-210 | 210-230 | 220-240 | 250-270 | 570-270 |
第二螺杆挤压机2b温度控制表 单位：℃
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 |
| 190-200 | 200-205 | 210-215 | 210-215 | 220-225 | 220-225 |
第一过滤器3a和第一分配管4a的温度相同，控制在240-270℃；第二过滤器3b和第二分配管4b的温度相同，控制在220-230℃；纺丝箱体的温度与第一过滤器3a和第一分配管4a的温度相同，控制在240-270℃。
本实例中，还可以制备PE和PP的质量比为(2-5):(5-8)的PE/PP皮芯复合结构的双组份复合纺粘法非织造布。
实施例3
PE/PET皮芯复合结构的复合纺粘法非织造布的制造方法
将存储在第一料仓1a的干燥的PE切片加入第一螺杆挤压机2a挤压形成熔体。PE熔体通过第一过滤器3a过滤杂质，进入第一分配管4a分配。第一分配管4a是将PE熔体均匀分配给各纺丝部位。它要求熔体到达各纺丝位的管道长度应相等，熔体停留时间相等，熔体受热均匀。
将存储在第二料仓1b的干燥的PET切片加入第二螺杆挤压机2b挤压形成熔体。PET熔体通过第二过滤器3b过滤杂质，进入第二分配管4b分配。第二分配管4b是将PET熔体均匀分配给各纺丝部位。它要求熔体到达各纺丝位的管道长度应相等，熔体停留时间相等，熔体受热均匀。
其中，所述第一螺杆挤压机2a、第二螺杆挤压机2b均为单螺杆挤出机。所述第一过滤器3a、第二过滤器3b均为圆柱形过滤器。所述第一分配管4a、第二分配管4b均采用分歧式配置。
双组分熔体是由两种不同聚合物PE和PET构成。两种聚合物PE和PET熔点不同，纺丝温度亦不同。在同一箱体内受同一温度影响，一般箱体温度按熔点高的纺丝温度要求高的聚合物设定,相对低的聚合物纺丝工艺温度无法把握，影响纺丝质量。本发明中将分配管移出纺丝箱体，第一分配管4a和第二分配管4b的温度单独设置。这样两种熔体PE和PET进入纺丝箱体内，停留时间非常短，基本不到传统的一半停留时间。可以为熔体与设备之间保持较大的温差，这对比较敏感的熔体纺丝正常极有意义。
经第一分配管4a分配后的PE熔体和经第二分配管4b分配后的PET熔体，通过纺丝箱体5中的计量泵向复合纺丝组件供应熔体，纺丝组件将定量为PE和PET的质量比为4:6的两种成分PE和PET熔体进行分配复合，喷出熔体细流。
熔体细流再经冷却吹风装置6冷却吹风凝固形成丝条，该丝条的纤维的结构即为皮层为PE、芯层为PET的复合结构纤维，丝条经牵伸机7牵伸后，再经摆丝机8摆丝，在成网机9上铺网，将丝束均匀蓬松地分铺在网状的输送带上，再经热轧机10热轧，热轧温度掌握在105-150℃，热轧压力控制在50-70bar，即可制得PE/PET皮芯复合结构的双组份复合纺粘法非织造布。
其中，所述冷却吹风装置6为单面侧吹风装置。所述牵伸机7为管式牵伸机。
第一螺杆挤压机2a温度控制表 单位：℃
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 |
| 210-215 | 230-235 | 240-245 | 245-260 | 245-260 |
第二螺杆挤压机2b温度控制表 单位：℃
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 |
| 240-245 | 260-250 | 280-285 | 280-285 | 290-305 | 290-305 |
第一过滤器3a和第一分配管4a的温度相同，控制在245-260℃；第二过滤器3b和第二分配管4b的温度相同，控制在290-305℃；纺丝箱体的温度与第二过滤器3b和第二分配管4b的温度相同，控制在290-305℃。
本发明的装置及方法，还可以生产PP/PET、PA/PET、PLA/PET、PLA/PP、COPET/PET等的皮芯复合结构的复合纺粘法非织造布。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：
包括两套纺丝切片处理装置、二分配管、一纺丝箱体、一冷却吹风装置、一牵伸机、一摆丝机、一成网机和一热轧机；
所述纺丝切片处理装置，依次由料仓、螺杆挤压机和过滤器连接而成；
所述纺丝切片处理装置分别通过分配管与纺丝箱体连接；
纺丝箱体、冷却吹风装置、牵伸机、摆丝机、成网机和热轧机依次连接。
2.如权利要求1所述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机。
3.如权利要求1所述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：所述分配管采用分歧式配置或放射式配置。
4.如权利要求1所述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：所述纺丝箱体内安装有计量泵和纺丝组件。
5.如权利要求1所述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：所述冷却吹风装置为单面侧吹风装置或双面侧吹风装置。
6.如权利要求6所述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：所述冷却吹风装置为单面侧吹风装置。
7.如权利要求1所述的制备双组份复合纺粘法非织造布的装置，其特征在于：所述牵伸机为管式牵伸机、窄狭缝式牵伸机或宽狭缝式牵伸机。
8.一种制备双组份复合纺粘法非织造布的方法，其特征在于，包括下述步骤：
将存储在第一料仓的第一组分切片经第一螺杆挤压机挤压形成熔体，熔体通过第一过滤器过滤，进入第一分配管分配；
将存储在第二料仓的第二组分切片经第二螺杆挤压机挤压形成熔体，熔体通过第二过滤器过滤，进入第二分配管分配；
分别经第一分配管和第二分配管分配后的第一组分熔体和第二组分熔体同时进入纺丝箱体喷出熔体细流，熔体细流再经冷却吹风装置冷却吹风凝固形成丝条，丝条经牵伸机牵伸后，再经摆丝机摆丝，在成网机上铺网，经热轧机热轧，即可制得所述双组份复合纺粘法非织造布。
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