專利名稱：聚苯硫醚紡粘針刺無紡布的制備方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種針剌無紡布制備工藝，屬于無紡布生產技術領域，特別是涉及一
種聚苯硫醚紡粘針剌無紡布制備的制備方法及其裝置。
背景技術：
在針剌無紡布的生產中，有著干法(短纖維)、紡粘(長絲)兩大類生產技術。干法
無紡布生產系統(tǒng)中至少具有三個工序，即(a)纖維的準備；(b)成網和鋪網；(C)纖網的加
固或粘合。其中，短纖針剌技術的歷史較早，應用最為廣泛，并且是目前聚苯硫醚針剌無紡 布生產的唯一技術路線，聚苯硫醚短纖針剌無紡布的工藝流程如下所示短纖維生產的工
藝流程聚苯硫醚切片_預結晶_干燥_熔體紡絲_巻繞集束_平衡_牽伸_熱定型_絲束 切斷_打包；后加工的工藝流程短纖維_開松_梳理_交叉鋪網_針剌加固_后整理_巻繞。 由于短纖無紡布生產的工藝流程較為復雜，短纖生產和無紡布生產往往由不同企 業(yè)去承擔，造成產品造制成本增加。設備數量多，所需要控制的環(huán)節(jié)也多，因此需要勞動力 較多。由于設備的運行速度低，因而生產效率低下、產品強力低、透氣性差，若為了增加強力 在針剌布中間增加一層機織布又會導致生產成本增加。 而紡粘法作為目前發(fā)展最為迅速的無紡布生產技術，越來越占有重要的地位。它 是利用化纖紡絲原理，在聚合物紡絲過程中使連續(xù)長絲纖維鋪置成網，纖網經機械、化學或 熱方法加固而成非織造布。雖然紡粘針剌生產技術應用于滌綸、丙綸無紡布已經有多年的 歷史，但是采用聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,縮寫為PPS)作為原料生產紡粘針剌無 紡布暫無相關技術報道，PPS纖維具有先天的阻燃性能、極高的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的耐化學腐 蝕性以及良好的耐水解性能，只有在強氧化劑中才會降解，因此常被用作工業(yè)上的高溫煙 氣的濾材使用。 上述短纖針剌無紡布采用的原料是短纖維，采用的是梳理成網；而紡粘針剌無紡 布采用的是連續(xù)的長纖維，鋪網是方式為長絲擺絲成網。由于短纖的特點，纖維之間僅靠摩 擦力結合，在受到外力時容易移動。因此，與同等單位面積重量的紡粘長絲針剌無紡布相 比，短纖針剌布的斷裂強力要低25%左右。由于短纖針剌無紡布的針剌密度大，纖維間的空 隙小，因此其透氣性較差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現有的短纖無紡布工藝存在的缺陷，而提供一種新的聚 苯硫醚紡粘針剌無紡布的的制備方法及其裝置，可以生產出強力高、過濾性能好的針剌無 紡布。 本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發(fā)明提出 的一種聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，其包括步驟 1)預結晶、干燥步驟將聚苯硫醚切片輸送到預結晶器中加熱、預結晶，之后，在熱空氣的吹送下進入干燥塔內干燥處理； 2)熔融、紡絲步驟含水率達到紡絲要求的切片輸送到干切片料罐中，在重力作 用下，下落到螺桿擠出機里，熔融、混合，經過熔體過濾器過濾，過濾后的熔體被輸送到紡絲 箱體內，通過計量泵傳動裝置的轉動，精確體積的熔體被計量泵輸送到每個紡絲組件上，經 過緩冷后的熔體細流在側吹風的作用下，冷卻成為纖維長絲； 3)高速氣流牽伸步驟每個紡絲組件下方的牽伸噴頭向下噴射形成高速氣流，纖 維被限制在氣流牽伸器的牽伸管內并被加速；出氣流牽伸器后的纖維束在擺絲器的作用下 鋪設成均勻的纖維網；以及 4)紡粘長絲針剌步驟纖網在成網機的輸送下，進入到針剌機內加工，形成了聚 苯硫醚紡粘針剌無紡布。 根據本發(fā)明實施例的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，預結晶、干燥步驟中， 預結晶的溫度設定在110-160°C ;干燥塔的溫度設定為105-150°C。 根據本發(fā)明實施例的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，熔融、紡絲步驟中，螺 桿擠出分為六個區(qū)加熱，采用的是電阻加熱方式，溫度設置在205-335t:之間，螺桿擠出機 的下料口處設有冷卻循環(huán)水；所述計量泵為精密的齒輪泵；所述熔體過濾器和紡絲箱體由 可保證精確控溫的聯苯蒸氣加熱。 根據本發(fā)明實施例的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，熔融、紡絲步驟中，側 吹風的溫度由空調控制，溫度控制在15 35t:之間。 根據本發(fā)明實施例的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，高速氣流牽伸步驟 中，纖維在牽伸管內最終可被加速至2500-4500m/min的速度。 根據本發(fā)明實施例的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，紡粘長絲針剌步驟 中，成網機的速度控制在1 100m/min。 另外，本發(fā)明還提出了用于一種用于實現聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法的 裝置，該裝置包括預結晶器，用于加熱、預結晶聚苯硫醚切片，其分別連接濕切片料罐和干 燥塔，干燥塔的另一端連接干切片料罐；螺桿擠出機，用于熔融、混合切片，其分別連接上述 干切片料罐和熔體過濾器；紡絲箱體，分別連接上述熔體過濾器和計量泵傳動裝置，該計量 泵傳動裝置用于計量熔體，并定量輸送到紡絲箱體中紡成纖維長絲；氣流牽伸器，用于將上 述紡絲箱體中出來的纖維在牽伸管內被加速，分別連接上述紡絲箱體和擺絲器，該擺絲器
用于將出氣流牽伸管后的纖維束鋪設成纖維網，其一端連接成網機；以及針剌機，用于針剌 加固纖維網。 根據本發(fā)明實施例的裝置，所述干燥塔連接一用于產生干熱空氣的壓空除濕裝置。 根據本發(fā)明實施例的裝置，所述計量泵傳動裝置具有多個計量泵，所述計量泵為 齒輪泵；所述紡絲箱體具有多個紡絲組件，所述每個計量泵用于將熔體輸送到每個紡絲組 件上。 根據本發(fā)明實施例的裝置，所述紡絲箱體還連接一聯苯蒸汽發(fā)生器，該聯苯蒸汽 發(fā)生器連接聯苯儲罐；所述紡絲箱體還連接一由空調控制的側吹風裝置，用于對風的溫度 與濕度進行精確控制。 借由上述技術方案，本發(fā)明聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的方法及其裝置備具有的優(yōu)點是由于對紡程上的溫度進行合理嚴格控制，保證了紡絲過程的穩(wěn)定性；纖維的牽伸采 用的是高速氣流牽伸，紡絲速度高，纖維的結晶度高，力學性能優(yōu)異；而在成網方式采用長 絲成網，纖網強力高，同時保證產品縱橫強力一致，力學性能優(yōu)異；與短纖針剌法生產聚苯 硫醚針剌無紡布相比，采用紡粘長絲針剌法生產的聚苯硫醚針剌無紡布的工藝流程短、設 備數量少，所需要的勞動力少，生產效率高，產量大。


圖1是本發(fā)明聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備工藝流程圖。圖2是本發(fā)明聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備工藝所用的設備組成圖。圖3是本發(fā)明所用設備中的擺絲器的成網原理圖。10 :濕切片料罐20 :預結晶器30 :干燥塔31 :壓空除濕裝置40 :干切片料罐50 :螺桿擠出機60 :熔體過濾器70 :紡絲箱體71 :計量泵傳動裝置72 :聯苯蒸汽發(fā)生器80:氣流遷伸器81:牽伸管82 :擺絲器821 :上擺片822 :下擺片823 :纖維網83 :成網機90 :針剌機91 :張力架92 :切邊成巻機
具體實施例方式
請參閱圖1所示，本發(fā)明聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備工藝流程如下所示
聚苯硫醚切片_氣流輸送_預結晶、干燥_熔體紡絲_氣流牽伸_長絲成網_預 針剌-主針剌-后整理-巻繞。 如圖1和圖2所示，本發(fā)明制備工藝方案在切片輸送上采用的是氣流輸送，切片投 進切片料斗，經振動篩將雜質篩除后，由羅茨風機產生的脈沖氣流輸送到樓頂的濕切片料 罐10。在濕切片料罐10里的濕切片經過回轉閥的輸送，下落進預結晶器20里。
在預結晶器20里，切片在熱風的吹送下呈沸騰的狀態(tài)，切片與切片之間相互碰 撞，防止粘結。切片在預結晶器20里被加熱，結晶度升高、含水率降低，預結晶溫度在 110-160°C。結晶度較高的切片在熱空氣的吹送下，進入了干燥塔30里。本實施例中，干燥 塔30采用的是填充式干燥塔，切片從干燥塔30的上方進入，在下落的過程中與從干燥塔30 底部通入的已經除濕的熱空氣(由連接干燥塔30的壓空除濕裝置31所產生)相遇，切片 里的水分被熱空氣帶走，在干燥塔30里停留足夠長時間后，切片的含水率達到了紡絲的要 求，干燥溫度為105-150°C。 含水率達到紡絲要求的切片(含水率為20 80卯m)被輸送到位于螺桿擠出機50 上方的干切片料罐40中，切片在重力的作用下下落到螺桿擠出機50里，螺桿擠出分為六個 區(qū)加熱，采用的是電阻加熱方式，溫度設置在205-335t:之間，螺桿擠出機50的下料口處設 有冷卻循環(huán)水，以防止切片在下料口處環(huán)結。切片在螺桿擠出機50的剪切和加熱的作用下，邊熔融邊前進并混合均勻。到了螺桿的末端，切片熔融完全，熔體壓力被壓力傳感器測 定，通過壓力的反饋去控制螺桿的轉速從而保證熔體壓力的穩(wěn)定。 熔融混合均勻完全后，壓力穩(wěn)定的熔體接下來被熔體過濾器60所過濾，熔體過濾 器60可有效除去熔體中的無機雜質與及凝膠粒子，以減少雜質對紡絲過程造成的不良影 響。熔體過濾器60為可切換式，當過濾壓差較大時，就將舊濾芯切換成新濾芯，以保證過濾 效果的穩(wěn)定性。 過濾后的熔體被輸送到紡絲箱體70內，紡絲箱體70內配備一定數量的計量泵，經 過熔體分配管的分配，熔體被合理分配到每一個計量泵里。計量泵為精密的齒輪泵，通過計 量泵傳動裝置71的轉動，精確體積的熔體被計量泵輸送到每個紡絲組件上。紡絲組件里裝 有過濾砂，可以對熔體進行進一步的過濾，過濾后的熔體經過分配板的作用，均勻地進入到 噴絲板的每個小孔里，熔體被噴絲板均勻地分成若干股細流，在壓力和重力的作用下，從噴 絲板的小孔里擠出，暴露在空氣中。熔體過濾器60和紡絲箱體70由聯苯蒸氣加熱，以保證 精確控溫。 經過緩冷后的熔體細流在側吹風裝置所產生的側吹風的作用下，不斷被冷卻，由 熔體轉變成固體，在牽伸力和冷卻的作用下，熔體內部的分子產生了一定的結晶和取向，成 為具有一定力學性能的纖維長絲。側吹風的溫度由空調控制，對風的溫度與濕度進行精確 控制，以此合理控制紡程上纖維的溫度與張力的分布。有利于實現高速紡絲，側吹風溫度控 制在15 35"C之間。 纖維的牽伸過程是由在每個紡絲組件下方的牽伸噴頭去實現的，牽伸噴頭采用的 是壓縮空氣噴射原理，壓縮空氣經過牽伸噴頭內部的環(huán)形間隙后，向下噴射形成高速氣流， 并在牽伸噴頭的上方形成一定的負壓區(qū)，對纖維形成一定的吸力。纖維在牽伸噴頭的上方 吸入，在高速氣流的摩擦力作用下伴隨著氣流向下高速運動，高速氣流和纖維被限制在氣 流牽伸器80(在發(fā)明實施例中，氣流牽伸器80采用的是申請?zhí)枮?1272055. 0所公開的管 式氣流牽伸裝置)所具有的一定直徑一定長度的牽伸管81內，纖維在牽伸管81內最終可 被加速至2500-4500m/min的速度。纖維速度遠遠大于熔體在噴絲板孔流出時的速度，因此 熔體受到較強的拉伸作用，熔體分子在拉伸和冷卻的作用下，分子取向結晶，分子間作用力 增強，纖維具有優(yōu)異的力學性能。 請參閱圖3所示，出氣流牽伸器80后的纖維束在擺絲器82的作用下鋪設成均勻 的纖維網823。擺絲器82的主要結構是可以高速擺動的若干個擺片(包括上擺片821和 下擺片822)，經擺片后絲束被順利鋪設成網，并隨著成網機83(成網機的速度控制在l 100m/min)的運動向前輸送。 纖網在成網機82的輸送下，進入到針剌機90內加工。針剌機90的針板上裝有一 定數量的剌針，針板可以帶動剌針上下高速運動。當剌針做穿剌運動時纖維被剌針上的倒 剌所攜帶向下運動，纖維發(fā)生纏結，纖網被壓實。經過針剌加工后的纖網里纖維相互發(fā)生纏 結，纖維間的摩擦力和抱合力增加，形成了性能優(yōu)良的針剌無紡布。 針剌加固后的無紡布通過張力架91的張力調節(jié)后，張力穩(wěn)定，并被切邊成巻機92 上的切刀切成幅寬合符要求的產品，巻繞成巻長一定的布巻。 綜上所述，本發(fā)明的關鍵步驟在于聚苯硫醚的熔融紡絲步驟、高速氣流牽伸步 驟、擺絲成網步驟、以及紡粘長絲針剌步驟。
在熔融紡絲步驟中，本發(fā)明除了對螺桿溫度、紡絲溫度進行合理設定外，對紡程 上的溫度也進行合理并且嚴格的控制，經保證高速紡絲的順利進行；在牽伸步驟中，現 有的是低速機械牽伸，速度在1000m/min以下，而本發(fā)明采用的是高速氣流牽伸，速度在 2500-4500m/min左右，生產出纖維力學性能好；在成網方式上，現在技術為短纖梳理成網， 本發(fā)明采用的機械擺片長絲成網，成網速度高，產量大，纖網的縱橫向強力比較一致；在針 剌后加固工藝步驟中，現有技術是短纖針剌，針剌機所需要的數目多，產品力學性能差，本 發(fā)明采用的是紡粘長絲針剌技術，針剌機數目少，產品力學性能好。
實施例1 聚苯硫醚切片300kg (熔融指數105 165g/10min)經過氣流輸送到預結晶器中 預結晶，預結晶器中設定的溫度在110-16(TC，預結晶后的切片經過干燥塔干燥處理后，成 為含水率在20 60卯m的干切片，再經過擠壓、熔融、計量，計量泵的轉速為15rpm，在壓力 和重力的作用下，從噴絲板的小孔里擠出；經過緩冷后的熔體細流在側吹風的作用下，成為 具有一定力學性能的纖維長絲，纖維纖度為3D，再通過氣流牽伸器的牽伸過程，纖維具有優(yōu) 異的力學性能；纖維束在擺絲器的作用下鋪設成均勻的纖網，在成網機的輸送下，進入到針 剌機內加工；經過針剌加固后的聚苯硫醚纖維層進一步進行壓緊、燒毛、燙平處理，即得本 發(fā)明聚苯硫醚紡粘針剌無紡布產品，產品克重為150g/m2。
實施例2 聚苯硫醚切片500kg (熔融指數105 165g/10min)經過氣流輸送到預結晶器中 預結晶，預結晶器中設定的溫度在110-16(TC，預結晶后的切片經過干燥塔干燥處理后，成 為含水率在20 60卯m的干切片，再經過擠壓、熔融、計量，計量泵的轉速為19rpm，在壓力 和重力的作用下，從噴絲板的小孔里擠出；經過緩冷后的熔體細流在側吹風的作用下，成為 具有一定力學性能的纖維長絲，纖維纖度為6D，再通過氣流牽伸器的牽伸過程，纖維具有優(yōu) 異的力學性能；纖維束在擺絲器的作用下鋪設成均勻的纖網，在成網機的輸送下，進入到針 剌機內加工；經過針剌加固后的聚苯硫醚纖維層進一步進行壓緊、燒毛、燙平處理，即得本 發(fā)明聚苯硫醚紡粘針剌無紡布產品，產品的克重為500g/m2。 通過上述實施例，本發(fā)明采用新型的紡粘針剌工藝生產的無紡布與用短纖生產的 針剌無紡布相比具有以下優(yōu)勢 1、工藝流程短，設備布置緊溱，占地面積少。 2、設備數量少，所需要的勞動力也較少，維護管理較為方便。 3、生產速度高，產量大，生產效率高，能耗小，生產成本低。 4、產品的過濾效果好，強力也較高，縱橫向的強力較為接近，產品質量好。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖
然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人
員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾
為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對
以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
一種聚苯硫醚紡粘針刺無紡布的制備方法，其特征在于其包括以下步驟1)預結晶、干燥步驟將聚苯硫醚切片輸送到預結晶器中加熱、預結晶，之后，在熱空氣的吹送下進入干燥塔內進行干燥處理；2)熔融、紡絲步驟含水率達到紡絲要求的切片輸送到干切片料罐中，在重力作用下，下落到螺桿擠出機里，熔融、混合，經過熔體過濾器過濾，過濾后的熔體被輸送到紡絲箱體內，通過計量泵傳動裝置的轉動，精確體積的熔體被計量泵輸送到每個紡絲組件上，經過緩冷后的熔體細流在側吹風的作用下，冷卻成為纖維長絲；3)高速氣流牽伸步驟每個紡絲組件下方的牽伸噴頭向下噴射形成高速氣流，纖維在高速氣流的作用下被加速，限制在氣流牽伸器的牽伸管內；出牽伸管后的纖維束在擺絲器的作用下鋪設成均勻的纖維網；以及4)紡粘長絲針刺步驟纖網在成網機的輸送下，進入到針刺機內加工，形成了聚苯硫醚紡粘針刺無紡布。
2. 根據權利要求1所述的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，其特征在于預結晶、 干燥步驟中，預結晶的溫度設定在110-160°C ;干燥塔的溫度設定為105-150°C。
3. 根據權利要求1所述的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，其特征在于熔融、紡 絲步驟中，螺桿擠出分為六個區(qū)加熱，采用的是電阻加熱方式，溫度設置在205-335t:之間，螺桿擠出機的下料口處設有冷卻循環(huán)水；所述計量泵為精密的齒輪泵；所述熔體過濾器和 紡絲箱體由可保證精確控溫的聯苯蒸氣加熱。
4. 根據權利要求l所述的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，其特征在于熔融、紡 絲步驟中，側吹風的溫度由空調控制，溫度控制在15 35。C之間。
5. 根據權利要求1所述的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，其特征在于采用管 式氣流牽伸技術，高速氣流牽伸步驟中，纖維在牽伸管內最終可被加速至2500-4500m/min 的速度。
6. 根據權利要求1所述的聚苯硫醚紡粘針剌無紡布的制備方法，其特征在于紡粘長 絲針剌步驟中，成網機的速度控制在1 100m/min。
7. —種用于實現權利要求1的方法的裝置，其特征在于其包括預結晶器，用于加熱、預結晶聚苯硫醚切片，其分別連接濕切片料罐和干燥塔，干燥塔的另一端連接干切片料罐；螺桿擠出機，用于熔融、混合切片，其分別連接上述干切片料罐和熔體過濾器； 紡絲箱體，分別連接上述熔體過濾器和計量泵傳動裝置，該計量泵傳動裝置用于計量熔體，并定量輸送到紡絲組件中紡成纖維長絲；氣流牽伸器，用于將上述紡絲箱體中出來的纖維在牽伸管內的加速，分別連接上述紡 絲箱體和擺絲器，該擺絲器用于將出氣流牽伸后的纖維束鋪設成纖維網，其一端連接成網 機；以及針剌機，用于針剌加固纖維網。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于所述干燥塔連接一用于產生熱空氣的壓 空除濕裝置。
9. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于所述計量泵傳動裝置具有多個計量泵，所 述計量泵為齒輪泵；所述紡絲箱體具有多個紡絲組件，所述每個計量泵用于將熔體輸送到每個紡絲組件上。
10.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于所述紡絲箱體還連接一聯苯蒸汽發(fā)生 器，該聯苯蒸汽發(fā)生器連接聯苯儲罐；所述紡絲箱體還連接一由空調控制的側吹風裝置，用 于對風的溫度與濕度進行精確控制。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種聚苯硫醚紡粘針刺無紡布的制備方法，該方法包括步驟聚苯硫醚切片-氣流輸送-預結晶-干燥-熔體紡絲-氣流牽伸-長絲成網-針刺加固處理-后整理-卷繞，制得聚苯硫醚紡粘針刺無紡布。本發(fā)明還公開了一種用于實現聚苯硫醚紡粘針刺無紡布的制備方法的裝置。本發(fā)明與短纖針刺法生產聚苯硫醚針刺無紡布相比，采用紡粘長絲針刺法生產的聚苯硫醚針刺無紡布的工藝流程短、設備數量少，所需要的勞動力少，生產效率高，產量大。
文檔編號D01D5/098GK101760903SQ201010102660
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權日2010年1月26日
發(fā)明者葉錫平, 呂大鵬, 周思遠, 曾世軍, 李 杰, 陳讓軍, 雷曉光 申請人:佛山市斯樂普特種材料有限公司