CN111764048A - 一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法 - Google Patents
一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，包括以下步骤：(1)、预处理；(2)、剪切；(3)、开松并输送出棉层；(4)、制备纤维网状薄层；(5)、制备纤维网；(6)、制备基布；(7)、保证基布的方向不变，将基布通过主针刺机得到进一步刺实刺紧的基布；(8)、将布送入三辊烫平机，再由成卷机把基布卷紧卷实后即得到针刺无纺布。本发明具有以下有益效果：1、将超高分子量聚乙烯废丝作为了针刺无纺布的原料循环使用，既节约了成本，又解决浪费及污染问题,有利于高性能纤维的可持续发展；2、加工成无纺布可充分利用高性能纤维废丝的力学性能；3、采用无纺布加工,回收加工生产流程短,效率高。
Description
技术领域
本发明属于材料科学与工程领域，涉及一种无纺布加工方法，具体涉及一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯，简称UHMWPE，是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。超高分子量聚乙烯纤维的力学性质优异,具有高强度,高模量,低密度的特点。超高分子量聚乙烯纤维制品的抗冲击性能好、比能量吸收大，耐磨性能、耐化学腐蚀性能优异，且产品重量轻，因此广泛应用于个体防护类产品、产业用纺织品以及运动器械等领域。
超高分子量聚乙烯纤维优异的力学性质得益于高取向的大分子结构。在制备超高分子量聚乙烯纤维的过程中，通过对原丝超倍牵伸使纤维内大分子有序取向高度结晶，从而获得纤维超高强度和模量的力学性质。
由于该纤维的分子量较高，抗外力的作用强，生产上只能采取热拉伸工艺，原丝的牵伸过程需在高温环境下进行。在这一过程中，经常会由于牵伸倍数与温度不匹配而导致断丝产生。断丝的强度一般较高，但却无法像长丝一样作为机织物或无纬布的原料，如不加以利用容易造成资源浪费和环境污染。
发明内容
本发明提供一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，对超高分子量聚乙烯生产过程中的废丝重新利用，解决在超高分子量聚乙烯纤维废丝造成的浪费及污染问题。
技术方案：一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，包括以下步骤：
(1)、预处理：
对超高分子量聚乙烯废丝进程整理，剔除其中的粗丝和/或结块废丝；
(2)、剪切：
将经过步骤(1)预处理后的超高分子量聚乙烯废丝进行剪切，得到超高分子量聚乙烯短纤维；
(3)、开松并输送出棉层：
将步骤(2)得到的超高分子量聚乙烯短纤维放入开松机，以200-400转/秒的转速予以开松处理，使其松解、稳定且均匀分布，保证棉层高度一致，输送出均匀的棉层；
(4)、制备纤维网状薄层：
(41)、用转速为1000-1800转/秒的风机将步骤(3)得到的均匀的棉层送入棉箱，在棉箱内使棉层进一步混合沉淀，以均衡压力的方式把棉层中开松的短纤维加工成10-1000g的棉层；
(42)将步骤(41)得到的棉层送至高速梳理机，然后依次通过转速100-2000转/秒的锡林、转速为200-300转/秒的工作辊、100-1600转/秒的分梳辊、400-1600转/秒的挡风辊，把棉层的经、纬方向梳理均匀，然后再经过转速为50转/秒的道夫辊，最后经过一对剥棉罗拉,该一对剥棉罗拉以1:1.5的转速比将棉层梳理成有拉力的纤维网状薄层；
(5)、制备纤维网：
将步骤(4)得到的纤维网状薄层通过夹持探帘，并以探帘6米/秒、环帘10米/秒的速度握持输送，然后以8米/秒的速度往复作用，使其铺网达到1-20层，得到1-60克纤维网；
(6)、制备基布：
在针刺机前喂入步骤(5)得到的纤维网，使纤维网在针刺前均匀的夹持喂入针刺机的针区，并依次以0.1-10米/秒的速度通过预针刺工序、以20-100转/秒的转速由上到下剌成拉力100-600N的基布，再经下刺机以20-60转/秒的转速由下向上刺，将纤维网初步缠结定型，制成基布；
(7)、保证基布的方向不变，将步骤(6)得到的基布通过主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到进一步刺实刺紧的基布；
(8)、将经过步骤(7)处理的基布送入三辊烫平机，温度设置为80-200℃，以1-60秒/转的转速将基布烫平，再由成卷机把基布卷紧卷实后即得到针刺无纺布。
进一步地，步骤(1)中的粗丝为直径大于1mm的超高分子量聚乙烯废丝。
进一步地，步骤(2)中的超高分子量聚乙烯短纤维的长度为0.1-80cm。
进一步地，步骤(7)得到的刺实刺紧的基布还能再通过另一台主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到更加刺实刺紧的基布。
有益效果：本发明公开的一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法具有以下有益效果：
1、将超高分子量聚乙烯废丝作为了针刺无纺布的原料循环使用，既节约了成本，又进一步地解决在超高分子量聚乙烯纤维废丝造成的浪费及污染问题,有利于高性能纤维的可持续发展；
2、加工成无纺布可充分利用高性能纤维废丝的力学性能；
3、采用无纺布加工,回收加工生产流程短,效率高。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，包括以下步骤：
(1)、预处理：
对超高分子量聚乙烯废丝进程整理，剔除其中的粗丝和/或结块废丝，其中：
粗丝为直径大于1mm的超高分子量聚乙烯废丝；
(2)、剪切：
将经过步骤(1)预处理后的超高分子量聚乙烯废丝进行剪切，得到超高分子量聚乙烯短纤维，所述超高分子量聚乙烯短纤维的长度为0.1cm；
(3)、开松并输送出棉层：
将步骤(2)得到的超高分子量聚乙烯短纤维放入开松机，以200转/秒的转速予以开松处理，使其松解、稳定且均匀分布，保证棉层高度一致，输送出均匀的棉层；
(4)、制备纤维网状薄层：
(41)、用转速为1000转/秒的风机将步骤(3)得到的均匀的棉层送入棉箱，在棉箱内使棉层进一步混合沉淀，以均衡压力的方式把棉层中开松的短纤维加工成10g的棉层；
(42)将步骤(41)得到的棉层送至高速梳理机，然后依次通过转速100转/秒的锡林、转速为200转/秒的工作辊、100转/秒的分梳辊、400转/秒的挡风辊，把棉层的经、纬方向梳理均匀，然后再经过转速为50转/秒的道夫辊，最后经过一对剥棉罗拉,该一对剥棉罗拉以1:1.5的转速比将棉层梳理成有拉力的纤维网状薄层；
(5)、制备纤维网：
将步骤(4)得到的纤维网状薄层通过夹持探帘，并以探帘6米/秒、环帘10米/秒的速度握持输送，然后以8米/秒的速度往复作用，使其铺网达到1层，得到1克纤维网；
(6)、制备基布：
在针刺机前喂入步骤(5)得到的纤维网，使纤维网在针刺前均匀的夹持喂入针刺机的针区，并依次以0.1米/秒的速度通过预针刺工序、以2转/秒的转速由上到下剌成拉力100N的基布，再经下刺机以20转/秒的转速由下向上刺，将纤维网初步缠结定型，制成基布；
(7)、保证基布的方向不变，将步骤(6)得到的基布通过主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到进一步刺实刺紧的基布；
(8)、将经过步骤(7)处理的基布送入三辊烫平机，温度设置为80℃，以1秒/转的转速将基布烫平，再由成卷机把基布卷紧卷实后即得到针刺无纺布。
进一步地，步骤(7)得到的刺实刺紧的基布还能再通过另一台主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到更加刺实刺紧的基布。
具体实施例2
一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，包括以下步骤：
(1)、预处理：
对超高分子量聚乙烯废丝进程整理，剔除其中的粗丝和/或结块废丝，其中：
粗丝为直径大于1mm的超高分子量聚乙烯废丝；
(2)、剪切：
将经过步骤(1)预处理后的超高分子量聚乙烯废丝进行剪切，得到超高分子量聚乙烯短纤维，所述超高分子量聚乙烯短纤维的长度为80cm；
(3)、开松并输送出棉层：
将步骤(2)得到的超高分子量聚乙烯短纤维放入开松机，以400转/秒的转速予以开松处理，使其松解、稳定且均匀分布，保证棉层高度一致，输送出均匀的棉层；
(4)、制备纤维网状薄层：
(41)、用转速为1800转/秒的风机将步骤(3)得到的均匀的棉层送入棉箱，在棉箱内使棉层进一步混合沉淀，以均衡压力的方式把棉层中开松的短纤维加工成1000g的棉层；
(42)将步骤(41)得到的棉层送至高速梳理机，然后依次通过转速2000转/秒的锡林、转速为300转/秒的工作辊、1600转/秒的分梳辊、1600转/秒的挡风辊，把棉层的经、纬方向梳理均匀，然后再经过转速为50转/秒的道夫辊，最后经过一对剥棉罗拉,该一对剥棉罗拉以1:1.5的转速比将棉层梳理成有拉力的纤维网状薄层；
(5)、制备纤维网：
将步骤(4)得到的纤维网状薄层通过夹持探帘，并以探帘6米/秒、环帘10米/秒的速度握持输送，然后以8米/秒的速度往复作用，使其铺网达到20层，得到60克纤维网；
(6)、制备基布：
在针刺机前喂入步骤(5)得到的纤维网，使纤维网在针刺前均匀的夹持喂入针刺机的针区，并依次以10米/秒的速度通过预针刺工序、以100转/秒的转速由上到下剌成拉力600N的基布，再经下刺机以20-60转/秒的转速由下向上刺，将纤维网初步缠结定型，制成基布；
(7)、保证基布的方向不变，将步骤(6)得到的基布通过主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到进一步刺实刺紧的基布；
(8)、将经过步骤(7)处理的基布送入三辊烫平机，温度设置为200℃，以60秒/转的转速将基布烫平，再由成卷机把基布卷紧卷实后即得到针刺无纺布。
进一步地，步骤(7)得到的刺实刺紧的基布还能再通过另一台主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到更加刺实刺紧的基布。
具体实施例3
一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，包括以下步骤：
(1)、预处理：
对超高分子量聚乙烯废丝进程整理，剔除其中的粗丝和/或结块废丝，其中：
粗丝为直径大于1mm的超高分子量聚乙烯废丝；
(2)、剪切：
将经过步骤(1)预处理后的超高分子量聚乙烯废丝进行剪切，得到超高分子量聚乙烯短纤维，所述超高分子量聚乙烯短纤维的长度为10cm；
(3)、开松并输送出棉层：
将步骤(2)得到的超高分子量聚乙烯短纤维放入开松机，以300转/秒的转速予以开松处理，使其松解、稳定且均匀分布，保证棉层高度一致，输送出均匀的棉层；
(4)、制备纤维网状薄层：
(41)、用转速为1400转/秒的风机将步骤(3)得到的均匀的棉层送入棉箱，在棉箱内使棉层进一步混合沉淀，以均衡压力的方式把棉层中开松的短纤维加工成500g的棉层；
(42)将步骤(41)得到的棉层送至高速梳理机，然后依次通过转速1000转/秒的锡林、转速为250转/秒的工作辊、800转/秒的分梳辊、900转/秒的挡风辊，把棉层的经、纬方向梳理均匀，然后再经过转速为50转/秒的道夫辊，最后经过一对剥棉罗拉,该一对剥棉罗拉以1:1.5的转速比将棉层梳理成有拉力的纤维网状薄层；
(5)、制备纤维网：
将步骤(4)得到的纤维网状薄层通过夹持探帘，并以探帘6米/秒、环帘10米/秒的速度握持输送，然后以8米/秒的速度往复作用，使其铺网达到10层，得到30克纤维网；
(6)、制备基布：
在针刺机前喂入步骤(5)得到的纤维网，使纤维网在针刺前均匀的夹持喂入针刺机的针区，并依次以5米/秒的速度通过预针刺工序、以60转/秒的转速由上到下剌成拉力350N的基布，再经下刺机以40转/秒的转速由下向上刺，将纤维网初步缠结定型，制成基布；
(7)、保证基布的方向不变，将步骤(6)得到的基布通过主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到进一步刺实刺紧的基布；
(8)、将经过步骤(7)处理的基布送入三辊烫平机，温度设置为150℃，以30秒/转的转速将基布烫平，再由成卷机把基布卷紧卷实后即得到针刺无纺布。
进一步地，步骤(7)得到的刺实刺紧的基布还能再通过另一台主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到更加刺实刺紧的基布。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、预处理：
对超高分子量聚乙烯废丝进程整理，剔除其中的粗丝和/或结块废丝；
(2)、剪切：
将经过步骤(1)预处理后的超高分子量聚乙烯废丝进行剪切，得到超高分子量聚乙烯短纤维；
(3)、开松并输送出棉层：
将步骤(2)得到的超高分子量聚乙烯短纤维放入开松机，以200-400转/秒的转速予以开松处理，使其松解、稳定且均匀分布，保证棉层高度一致，输送出均匀的棉层；
(4)、制备纤维网状薄层：
(41)、用转速为1000-1800转/秒的风机将步骤(3)得到的均匀的棉层送入棉箱，在棉箱内使棉层进一步混合沉淀，以均衡压力的方式把棉层中开松的短纤维加工成10-1000g的棉层；
(42)将步骤(41)得到的棉层送至高速梳理机，然后依次通过转速100-2000转/秒的锡林、转速为200-300转/秒的工作辊、100-1600转/秒的分梳辊、400-1600转/秒的挡风辊，把棉层的经、纬方向梳理均匀，然后再经过转速为50转/秒的道夫辊，最后经过一对剥棉罗拉,该一对剥棉罗拉以1:1.5的转速比将棉层梳理成有拉力的纤维网状薄层；
(5)、制备纤维网：
将步骤(4)得到的纤维网状薄层通过夹持探帘，并以探帘6米/秒、环帘10米/秒的速度握持输送，然后以8米/秒的速度往复作用，使其铺网达到1-20层，得到1-60克纤维网；
(6)、制备基布：
在针刺机前喂入步骤(5)得到的纤维网，使纤维网在针刺前均匀的夹持喂入针刺机的针区，并依次以0.1-10米/秒的速度通过预针刺工序、以20-100转/秒的转速由上到下剌成拉力100-600N的基布，再经下刺机以20-60转/秒的转速由下向上刺，将纤维网初步缠结定型，制成基布；
(7)、保证基布的方向不变，将步骤(6)得到的基布通过主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到进一步刺实刺紧的基布；
(8)、将经过步骤(7)处理的基布送入三辊烫平机，温度设置为80-200℃，以1-60秒/转的转速将基布烫平，再由成卷机把基布卷紧卷实后即得到针刺无纺布。
2.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，其特征在于，步骤(1)中的粗丝为直径大于1mm的超高分子量聚乙烯废丝。
3.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，其特征在于，步骤(2)中的超高分子量聚乙烯短纤维的长度为0.1-80cm。
4.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯废丝制备针刺无纺布的加工方法，其特征在于，步骤(7)得到的刺实刺紧的基布还能再通过另一台主针刺机，并以100转/秒的转速进一步针刺缠结，得到更加刺实刺紧的基布。
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