利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置及方法转让专利

申请号 : CN201611097432.4

文献号 : CN106555277B

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发明人 : 邹汉涛王冰左丹英易长海周阳韦炜张荣波

申请人 : 武汉纺织大学

摘要 :

本发明涉及利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置及方法,本装置包括熔喷装置、冷却集束装置、静电纺丝及驻极装置;熔喷装置用于制备熔喷超细纤维,冷却集束装置设置在熔喷装置下方,用于对熔喷装置喷出的熔喷超细纤维进行冷却和集束;静电纺丝及驻极装置用于制备静电纺超细纤维,将静电超细纤维和熔喷超细纤维复合和驻极处理,得到驻极复合纤维束。由于本发明的纤维束全部由熔喷纤维和静电纺超细纤维所组成,纤维为微米级和纳米级,比表面积很大,纤维间留存的空气更多,隔热、吸声效果很好,过滤吸附时能拦截不同尺寸的粒子,而且由于熔喷纤维和静电纤维经过驻极处理,在不增加过滤阻力的情况下,对细小微粒的过滤吸附效率会非常好。

权利要求 :

1.利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于:包括熔喷装置(1)、冷却集束装置、静电纺丝及驻极装置(5);

所述熔喷装置(1)用于制备熔喷超细纤维(6),并将熔喷超细纤维(6)输送至冷却集束装置;

所述冷却集束装置设置在熔喷装置(1)下方,用于对熔喷装置(1)喷出的熔喷超细纤维(6)进行冷却和集束;

所述静电纺丝及驻极装置(5)用于制备静电纺超细纤维,将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合得到熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束,并对熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行驻极处理,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束;

所述冷却集束装置包括冷风箱(2)和帘网接收装置(3);

所述冷风箱(2)设置在熔喷装置(1)中熔喷模头的下方,用于对熔喷装置(1)喷出的熔喷超细纤维(6)进行冷却,所述帘网接收装置(3)设置在冷风箱(2)下方,用于对冷却后的熔喷超细纤维(6)进行集束;所述帘网接收装置(3)沿着熔喷装置(1)中熔喷模头的幅宽方向,由远离静电纺丝及驻极装置(5)的一端,向靠近静电纺丝及驻极装置(5)的一端传动。

2.根据权利要求1所述的利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于:所述冷却集束装置包括冷风箱(2)和集束装置(4);所述冷风箱(2)设置在熔喷装置(1)中熔喷模头的下方,用于对熔喷装置(1)喷出的熔喷超细纤维(6)进行冷却,所述集束装置(4)设置在冷风箱(2)下方,用于对冷却后的熔喷超细纤维(6)进行集束;所述集束装置(4)沿幅宽方向的宽度不小于熔喷装置(1)中熔喷模头沿幅宽方向的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于,所述冷风箱(2)上表面与熔喷装置(1)中熔喷模头的下表面之间的距离范围为5-

10cm,冷风箱(2)沿幅宽方向的宽度为熔喷装置(1)中熔喷模头沿幅宽方向的宽度的1.1倍-

1.25倍。

4.根据权利要求1或2所述的利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于,所述冷风箱(2)包括制冷设备、空气调节设备、风机、管道、侧吹风系统和控制系统;

所述侧吹风系统包括风道(21)、箱体(22)、多孔板(23)和出风口;所述风道(21)设置在箱体(22)上,用于进风;

所述多孔板(23)采用厚度范围为2-3mm的不锈钢板,且开孔率范围为50%-80%,单个孔直径范围为1-3mm,所述多孔板(23)的数量为1-3块,且平行放置在箱体内;

所述箱体为一侧设置有出风口的长方体结构,所述出风口面对熔喷装置(1)喷出的熔喷超细纤维(6),冷风通过出风口吹向熔喷装置(1)喷出的熔喷超细纤维(6);

所述出风口包括阻尼网(24)和导流板(25),所述导流板(25)采用铝质蜂窝板,厚度范围为30-50mm,单个蜂窝孔每对平行的面之间距离L范围为3-5mm;导流板(25)两侧均设置有阻尼网(24);所述阻尼网(24)为60-150目的不锈钢网或黄铜网;

所述箱体(22)除安装有出风口一面的其他几面的外表面上还覆盖有保温层。

5.根据权利要求1所述的利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于:所述静电纺丝及驻极装置(5)包括静电纺丝装置(51)和后置驻极处理装置(52),所述静电纺丝装置(51)用于利用静电纺丝方法制备静电纺超细纤维,并将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合在一起,所述后置驻极处理装置(52)用于对熔喷超细纤维和静电纺超细纤维进行驻极处理。

6.根据权利要求1所述的利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于:所述冷却集束装置和静电纺丝及驻极装置(5)之间还设置有前置驻极处理装置(7),用于对熔喷超细纤维进行驻极处理。

7.利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1、熔喷装置(1)制备熔喷超细纤维(6),并将熔喷超细纤维(6)输送至冷却集束装置;

步骤S2、冷却集束装置对熔喷装置(1)喷出的熔喷超细纤维(6)进行冷却和集束;所述步骤S2的冷却集束装置包括冷风箱(2)和帘网接收装置(3);所述步骤S2具体为:冷风箱(3)对熔喷超细纤维(6)进行冷却,冷却后的熔喷超细纤维(6)依次落在沿着熔喷装置(1)中熔喷模头的幅宽方向传动的帘网接收装置(3)上,帘网接收装置(3)对熔喷超细纤维(6)集束得到超细纤维束;

步骤S3、静电纺丝及驻极装置(5)制备静电纺超细纤维,将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合得到熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束,并对熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行驻极处理,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。

8.根据权利要求7所述的利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,其特征在于,所述步骤S2的冷却集束装置包括冷风箱(2)和集束装置(4);所述步骤S2具体为:所述冷风箱对熔喷装置(1)的喷出的熔喷超细纤维(6)进行冷却,所述集束装置(4)对冷却后的熔喷超细纤维(6)进行集束;且所述集束装置(4)沿幅宽方向的宽度不小于熔喷装置(1)中熔喷模头沿幅宽方向的宽度。

说明书 :

利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纤维制造领域,具体涉及利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置及方法。

背景技术

[0002] 熔喷超细纤维是热塑性材料经过熔融在高速热风的喷吹下,极度拉伸形成熔喷超细纤维,但正是由于它的超细,导致其强力很低,无法单独使用,这样一来大大限制了熔喷超细纤维的使用范围。通常的熔喷装置是在熔喷超细纤维喷出后直接铺网形成熔喷布,无法收集单纤维或纤维束,因而无法利用其纤维束的性能。熔喷超细纤维束是无数根熔喷超细纤维的集合体,因而具有非常大的比表面积,继而有非常好的过滤吸附效果,而且也能弥补单纤维强力不足的问题。
[0003] 静电纺超细纤维是聚合物溶液或熔体在高压电场的作用下,形成的纳米级纤维,因而也具有很大的比表面积,以及吸音和和过滤吸附性能。通常的静电纺装置也是在喷出静电纺超细纤维后直接成布。

发明内容

[0004] 本发明针对上述存在的问题,提出了利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置及方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006] 利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,包括熔喷装置、冷却集束装置、静电纺丝及驻极装置;
[0007] 所述熔喷装置用于制备熔喷超细纤维,并将熔喷超细纤维输送至冷却集束装置;
[0008] 所述冷却集束装置设置在熔喷装置下方,用于对熔喷装置喷出的熔喷超细纤维进行冷却和集束;
[0009] 所述静电纺丝及驻极装置用于制备静电纺超细纤维,将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合得到熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束,并对熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行驻极处理,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0010] 进一步的,所述冷却集束装置包括冷风箱和集束装置;所述冷风箱设置在熔喷装置中熔喷模头的下方,用于对熔喷装置喷出的熔喷超细纤维进行冷却,所述集束装置设置在冷风箱下方,用于对冷却后的熔喷超细纤维进行集束;所述集束装置沿幅宽方向的宽度不小于熔喷装置中熔喷模头沿幅宽方向的宽度。
[0011] 进一步的,所述冷却集束装置包括冷风箱和帘网接收装置;
[0012] 所述冷风箱设置在熔喷装置中熔喷模头的下方,用于对熔喷装置喷出的熔喷超细纤维进行冷却,所述帘网接收装置设置在冷风箱下方,用于对冷却后的熔喷超细纤维进行集束;所述帘网接收装置沿着熔喷装置中熔喷模头的幅宽方向,由远离静电纺丝及驻极装置的一端,向靠近静电纺丝及驻极装置的一端传动。
[0013] 进一步的,所述冷风箱上表面与熔喷装置中熔喷模头的下表面之间的距离范围为5-10cm,冷风箱沿幅宽方向的宽度为熔喷装置中熔喷模头沿幅宽方向的宽度的1.1倍-1.25倍。
[0014] 进一步的,所述冷风箱包括制冷设备、空气调节设备、风机、管道、侧吹风系统和控制系统;
[0015] 所述侧吹风系统包括风道、箱体、多孔板和出风口;所述风道设置在箱体上,用于进风;
[0016] 所述多孔板采用厚度范围为2-3mm的不锈钢板,且开孔率范围为50%-80%,单个孔直径范围为1-3mm,所述多孔板的数量为1-3块,且平行放置在箱体内;
[0017] 所述箱体为一侧设置有出风口的长方体结构,所述出风口面对熔喷模头喷出的熔喷超细纤维,冷风通过出风口吹向熔喷装置喷出的熔喷超细纤维;
[0018] 所述出风口包括阻尼网和导流板,所述导流板采用铝质蜂窝板,厚度范围为30-50mm,单个蜂窝孔每对平行的面之间距离L范围为3-5mm;导流板两侧均设置有阻尼网;所述阻尼网为60-150目的不锈钢网或黄铜网;
[0019] 所述箱体除安装有出风口一面的其他几面的外表面上还覆盖有保温层。
[0020] 进一步的,所述静电纺丝及驻极装置包括静电纺丝装置和后置驻极处理装置,所述静电纺丝装置用于利用静电纺丝方法制备静电纺超细纤维,并将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合在一起,所述后置驻极处理装置用于对熔喷超细纤维和静电纺超细纤维进行驻极处理。
[0021] 进一步的,所述冷却集束装置和静电纺丝及驻极装置之间还设置有前置驻极处理装置,用于对熔喷超细纤维进行驻极处理,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0022] 进一步的,所述静电纺丝及驻极装置后还设置有第二集束装置,用于对驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行集束。
[0023] 利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,包括以下步骤:
[0024] 步骤S1、熔喷装置制备熔喷超细纤维,并将熔喷超细纤维输送至冷却集束装置;
[0025] 步骤S2、冷却集束装置对熔喷装置喷出的熔喷超细纤维进行冷却和集束;
[0026] 步骤S3、静电纺丝及驻极装置制备静电纺超细纤维,将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合得到熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束,并对熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行驻极处理,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0027] 进一步的,所述步骤S2的冷却集束装置包括冷风箱、帘网接收装置和集束装置;所述步骤S2具体为:冷风箱对熔喷超细纤维进行冷却,冷却后的熔喷超细纤维依次落在沿着熔喷装置中熔喷模头的幅宽方向传动的帘网接收装置上,熔喷超细纤维在帘网接收装置上互相叠合后,经帘网接收装置传动至静电纺丝及驻极装置;
[0028] 进一步的,所述步骤S2的冷却集束装置包括冷风箱和集束装置;所述步骤S2具体为:所述冷风箱对熔喷装置的喷出的熔喷超细纤维进行冷却,所述集束装置对冷却后的熔喷超细纤维进行集束;且所述集束装置沿幅宽方向的宽度不小于熔喷装置中熔喷模头沿幅宽方向的宽度。
[0029] 本发明的有益效果为:本发明对常规熔喷法进行了改进,通过增加冷侧吹风加速熔喷超细纤维的冷却,使纤维在完全冷却的情况下收集,避免熔喷超细纤维间的粘结,也可防止纤维在较高温度下发生解取向,熔喷超细纤维保留了一定的取向度,纤维强力提高。同时,将帘网由传统制备无纺布的垂直于熔喷模头幅宽方向移动改为沿着熔喷模头幅宽方向移动,或者在对熔喷超细纤维冷却后直接进行集束,可直接制得直径能达到1~5μm的熔喷超细纤维束,本发明将熔喷与静电纺丝结合,将不同细度级别的纤维复合在一起形成复合纤维,本发明的复合纤维束由熔喷纤维和静电纺超细纤维所组成,纤维为微米级和纳米级,表面存在微小孔洞,因而其比表面积会很大,隔热、吸声效果会很好,过滤吸附时能拦截不同尺寸的粒子,而且由于熔喷纤维和静电纺超细纤维经过驻极处理,对细小微粒的过滤吸附效率会非常好。

附图说明

[0030] 图1为冷却集束装置采用第一种实施方式时的制备装置结构示意图;
[0031] 图2为冷却集束装置采用第二种实施方式时的制备装置结构示意图;
[0032] 图3为制备装置的侧吹风系统结构示意图。
[0033] 附图中,各标号代表的部件列表如下:
[0034] 1、熔喷装置;2、冷风箱;3、帘网接收装置;4、集束装置;5、静电纺丝及驻极装置;6、熔喷超细纤维;7、前置驻极处理装置;8、第二集束装置;21、风道;22、箱体;23、多孔板;24、阻尼网;25、导流板;51、静电纺丝装置;52、后置驻极处理装置。

具体实施方式

[0035] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
[0036] 如图1和图2所示,利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的装置,其特征在于:包括熔喷装置1、冷却集束装置、静电纺丝及驻极装置5;
[0037] 所述熔喷装置1用于制备熔喷超细纤维6,并将熔喷超细纤维6输送至冷却集束装置;
[0038] 所述冷却集束装置设置在熔喷装置1下方,用于对熔喷装置1喷出的熔喷超细纤维6进行冷却和集束;
[0039] 所述静电纺丝及驻极装置5用于制备静电纺超细纤维,将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合得到熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束,并对熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行驻极处理,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0040] 所述静电纺丝及驻极装置后还设置有第二集束装置8,用于对驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进行集束。
[0041] 如图1所示为冷却集束装置的第一种实施方式,所述冷却集束装置包括冷风箱2和帘网接收装置3;
[0042] 所述冷风箱2设置在熔喷装置1中熔喷模头的下方,用于对熔喷装置1喷出的熔喷超细纤维6进行冷却,所述帘网接收装置3设置在冷风箱2下方,用于对冷却后的熔喷超细纤维6进行集束;所述帘网接收装置3沿着熔喷装置1中熔喷模头的幅宽方向,由远离静电纺丝及驻极装置5的一端,向靠静电纺丝及驻极装置5的一端传动。
[0043] 所述帘网接收装置3内设置有抽吸装置,用于将熔喷超细纤维6吸至帘网接收装置3的上表面上。
[0044] 如图2所示为冷却集束装置的第二种实施方式,所述冷却集束装置包括冷风箱2和集束装置4;所述冷风箱2设置在熔喷装置1的喷丝口下方,用于对熔喷装置1的喷出的熔喷超细纤维6进行冷却,所述集束装置4设置在冷风箱2下方,用于对冷却后的熔喷超细纤维6进行集束得到超细纤维束;所述超细纤维束经过纤维通道被输送至前置驻极处理装置7。所述纤维通道的作用为托持和引导纤维束,可采用托板等形式。所述集束装置4沿幅宽方向的宽度不小于熔喷装置1中熔喷模头沿幅宽方向的宽度,因此熔喷装置喷出的熔喷超细纤维均可进入集束装置4进行集束。
[0045] 所述冷却集束装置采用第二种实施方式时,所述集束装置4采用喇叭口集束器,所述喇叭口集束器纵截面呈喇叭形,所述集束装置4还连接抽吸装置。
[0046] 所述第二集束装置8也采用喇叭口集束器,所述第二集束装置8截面呈喇叭口,位于静电纺丝及驻极装置5之后,与静电纺丝及驻极装置5出口方向呈5~15°,集束甬道为双流线型,喇叭口入口直径比静电纺丝及驻极装置5出口宽10~20cm,出口直径为2~5cm的圆形,集束器长度为20~40cm,集束器连有抽吸风机。
[0047] 所述冷风箱2上表面与熔喷装置1中熔喷模头的下表面之间的距离范围为5-10cm,冷风箱2沿幅宽方向的宽度为熔喷装置1中熔喷模头沿幅宽方向的宽度的1.1倍-1.25倍。
[0048] 所述冷风箱2包括制冷设备、空气调节设备、风机、管道、侧吹风系统和控制系统;
[0049] 如图3所示,所述侧吹风系统包括风道21、箱体22、多孔板23和出风口;所述风道21设置在箱体22上,用于进风;
[0050] 所述多孔板23采用厚度范围为2-3mm的不锈钢板,且开孔率范围为50%-80%,单个孔直径范围为1-3mm,所述多孔板(23)的数量为1-3块,且平行放置在箱体内;
[0051] 所述箱体为一侧设置有出风口的长方体结构,所述出风口面对熔喷装置1喷出的熔喷超细纤维6,冷风通过出风口吹向熔喷装置1喷出的熔喷超细纤维6;
[0052] 所述出风口包括阻尼网24和导流板25,所述导流板25采用铝质蜂窝板,厚度范围为30-50mm,单个蜂窝孔每对平行的面之间距离L范围为3-5mm;导流板25两侧均设置有阻尼网24;所述阻尼网24为60-150目的不锈钢网或黄铜网;
[0053] 所述箱体22除安装有出风口一面的其他几面的外表面上还覆盖有保温层。
[0054] 所述冷风箱2吹出的冷却风温度为5-20℃,冷却风流量范围为10000-20000m3/h,冷却风压范围为1000-2500Pa,风速范围为1-2.5m/s。
[0055] 所述冷风箱2采用侧吹风冷却方式。
[0056] 所述静电纺丝及驻极装置5包括静电纺丝装置51和后置驻极处理装置52,所述静电纺丝装置51用于利用静电纺丝方法制备静电纺超细纤维,并将静电纺超细纤维和熔喷超细纤维复合在一起,所述后置驻极处理装置52用于对熔喷超细纤维和静电纺超细纤维进行驻极处理。
[0057] 所述冷却集束装置和静电纺丝及驻极装置5之间还设置有前置驻极处理装置7,用于对熔喷超细纤维进行驻极处理。因为静电纺丝装置51喷出的静电纺超细纤维会附在熔喷超细纤维上表面,后置驻极处理装置对复合纤维束进行驻极处理的时候,对熔喷超细纤维有可能处理的不够全面,通过对熔喷超细纤维前置驻极处理,可以提高对熔喷超细纤维驻极处理的效果。
[0058] 利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,包括以下步骤:
[0059] (1)制备熔喷超细纤维:将PP,PET等热塑性纤维粒料放入熔喷装置的料斗后,经过螺杆挤出机熔融,计量泵定量后从喷丝板喷出,螺杆挤出机四个区的温度随原料的不同而不同,如原料为PP时,螺杆挤出机四区温度分别为260℃,260℃,270℃,270℃;原料为PET时,螺杆挤出机四区温度分别为270℃,270℃,280℃,280℃。喷出的熔喷超细纤维首先在两侧的热风下进行快速牵伸拉细,热风温度为220-240℃,热风压力为0.4-0.5MPa,熔喷速度为10-100m/min。熔喷超细纤维经过热风牵伸后,在冷风箱中冷却,冷却风温度为5-20℃,冷却风流量为10000-20000m3/h,冷却风压为1000-2500Pa,风速在1-2.5m/s,熔喷超细纤维冷却之后利用帘网收集装置或者集束装置进行集束。
[0060] (2)对熔喷超细纤维进行前置驻极处理:采用高压电晕放电的方式对熔喷超细纤维进行前置驻极处理,驻极电压为5-20kV,驻极间隔20-60mm,驻极时间5-10s。
[0061] (3)制备静电纺超细纤维以及复合纤维束:利用静电纺丝装置制备静电纺超细纤维,若静电纺丝装置采用溶液静电纺丝,则静电纺丝电压为1-50kV,纺丝液浓度为5%-35%,接收距离为15-25cm,注射器的推进速度为0.8-1.0ml/h;若静电纺丝装置采用熔体静电纺丝,则静电纺丝电压为1-100kV,纺丝距离为0.1-30cm,气压推动0.5-5kPa,熔体温度根据不同的原料不同,例如PE为200-220℃,PET为240-270℃,PLA为180-220℃等。熔喷超细纤维与静电纺丝装置的静电纺丝针头喷出的静电纺超细纤维一起复合,得到复合纤维束,复合纤维束再进一步进行后置驻极处理,驻极参数与前置驻极处理一致,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0062] (4)驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束的集束及收集:驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进入第二集束装置集束及收集。
[0063] 由于本发明的纤维束全部由熔喷纤维和静电纺超细纤维所组成,纤维为微米级和纳米级,表面存在微小孔洞,因而其比表面积会很大,隔热、吸声效果会很好,过滤吸附时能拦截不同尺寸的粒子,而且由于熔喷纤维和静电纺超细纤维经过驻极处理,对细小微粒的过滤吸附效率会非常好。
[0064] 前置驻极处理装置是对熔喷超细纤维的驻极,由于本身不带有电荷,因而需要多而密的驻极;后置驻极处理装置则是对熔喷超细纤维/静电纺超细纤维的驻极,主要是对静电纺超细纤维的驻极,因而只需少儿稀的驻极,前后驻极正极板在同一高度,且与负极板间距为5-30cm。中间为静电纺丝部分,静电纺丝针头上存在高压静电场,并且针头所在平板可以上下移动,来调节接收距离,静电纺丝分为溶液静电纺丝和熔体静电纺丝,其中溶液静电纺丝电压为1-50kV,纺丝液浓度为5%-35%,接收距离为15-25cm,注射器的推进速度为0.8-1.0ml/h;熔体静电纺丝电压为1-100kV,纺丝距离为0.1-30cm,气压推动0.5-5kPa,熔体温度根据不同的原料不同,例如PE为200-220℃,PLA为180-220℃等。
[0065] 实施例1
[0066] 利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,包括以下步骤:
[0067] (1)制备熔喷超细纤维:将PP粒料加入熔喷装置的料斗,经过螺杆挤出机熔融,计量泵定量后从喷丝板喷丝,螺杆挤出机四个区的温度分别为260℃,260℃,270℃,270℃,喷出的熔喷超细纤维首先在两侧的热风下进行快速牵伸拉细,热风温度为220℃,热风压力为0.5MPa,熔喷速度为10m/min。纤维被热风牵伸后,在冷风箱中冷却,冷却风温度为8℃,冷却风流量为15000m3/h,冷却风压为1500Pa,风速在2m/s,熔喷超细纤维冷却之后利用帘网收集装置或者集束装置进行集束,所得熔喷超细纤维平均直径为1μm。
[0068] (2)对熔喷超细纤维进行前置驻极处理:采用高压电晕放电的方式对熔喷超细纤维进行前置驻极处理,驻极电压为20kV,驻极间隔30mm,驻极时间10s。
[0069] (3)制备静电纺超细纤维以及复合纤维束:利用静电纺丝装置制备静电纺超细纤维,静电纺丝装置采用PVA熔体静电纺丝,静电纺丝电压为18kV,纺丝液浓度为5%,接收距离为20cm,注射器的推进速度为1.0ml/h。熔喷超细纤维与静电纺丝装置的静电纺丝针头喷出的静电纺超细纤维一起复合,得到复合纤维束,复合纤维束再进一步进行后置驻极处理,驻极参数与前置驻极处理一致,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0070] (4)驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束的集束及收集:驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进入第二集束装置集束及收集。
[0071] 本实施例的静电纺超细纤维为纳米级,与熔喷超细纤维复合,能吸附过滤不同尺寸的粒子,且对微小如PM2.5的粒子也具有吸附过滤性能。
[0072] 实施例2
[0073] 利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,包括以下步骤:
[0074] (1)制备熔喷超细纤维:将PP粒料加入熔喷装置的料斗,经过螺杆挤出机熔融,计量泵定量后从喷丝板喷丝,螺杆挤出机四个区的温度分别为260℃,260℃,270℃,270℃,喷出的熔喷超细纤维首先在两侧的热风下进行快速牵伸拉细,热风温度为220℃,热风压力为0.5MPa,熔喷速度为10m/min。纤维被热风牵伸后,在冷风箱中冷却,冷却风温度为8℃,冷却风流量为15000m3/h,冷却风压为1500Pa,风速在2m/s,熔喷超细纤维冷却之后利用帘网收集装置或者集束装置进行集束,所得熔喷超细纤维平均直径为1μm。
[0075] (2)对熔喷超细纤维进行前置驻极处理:采用高压电晕放电的方式对熔喷超细纤维进行前置驻极处理,驻极电压为20kV,驻极间隔30mm,驻极时间10s。
[0076] (3)制备静电纺超细纤维以及复合纤维束:利用静电纺丝装置制备静电纺超细纤维,静电纺丝装置采用PET熔体静电纺丝,PET原料在进行静电纺丝之前前要在150℃下干燥24h。静电纺丝装置的静电纺丝电压为25kV,纺丝距离为12cm,气压推动2kPa,熔体温度为
260℃。熔喷超细纤维与静电纺丝装置的静电纺丝针头喷出的静电纺超细纤维一起复合,得到复合纤维束,复合纤维束再进一步进行后置驻极处理,驻极参数与前置驻极处理一致,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0077] (4)驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束的集束及收集:驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进入集束器集束及收集。
[0078] 本实施例采用熔体静电纺丝,静电纺超细纤维丝为微米级长丝,拥有一定的强力,可以作为芯纱或皮纱,纺成包芯纱。
[0079] 实施例3
[0080] 利用熔喷和静电纺丝制备复合超细纤维束的方法,包括以下步骤:
[0081] (1)制备熔喷超细纤维:将PP粒料加入熔喷装置的料斗,经过螺杆挤出机熔融,计量泵定量后从喷丝板喷丝,螺杆挤出机四个区的温度分别为260℃,260℃,270℃,270℃,喷出的熔喷超细纤维首先在两侧的热风下进行快速牵伸拉细,热风温度为220℃,热风压力为0.5MPa,熔喷速度为10m/min。纤维被热风牵伸后,在冷风箱中冷却,冷却风温度为8℃,冷却风流量为15000m3/h,冷却风压为1500Pa,风速在2m/s,熔喷超细纤维冷却之后利用帘网收集装置或者集束装置进行集束,所得熔喷超细纤维平均直径为1μm。
[0082] (2)对熔喷超细纤维进行前置驻极处理:采用高压电晕放电的方式对熔喷超细纤维进行前置驻极处理,驻极电压为20kV,驻极间隔30mm,驻极时间10s。
[0083] (3)制备静电纺超细纤维以及复合纤维束:利用静电纺丝装置制备静电纺超细纤维,静电纺丝装置采用PLA熔体静电纺丝,PLA原料在进行静电纺丝之前前要在150℃下干燥24h。静电纺丝装置的静电纺丝电压为20kV,纺丝距离为10cm,气压推动2kPa,熔体温度为
200℃。熔喷超细纤维与静电纺丝装置的静电纺丝针头喷出的静电纺超细纤维一起复合,得到复合纤维束,复合纤维束再进一步进行后置驻极处理,驻极参数与前置驻极处理一致,得到驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束。
[0084] (4)驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束的集束及收集:驻极熔喷纤维/静电纺超细纤维复合纤维束进入第二集束装置集束及收集。
[0085] 本实施例的静电纺超细纤维原料使用PLA,具有生物可降解性、生物相容性,后续可加工成医疗卫生用品等。
[0086] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。