提高熔喷布成布均匀性的复合网带装置

摘要

提高熔喷布成布均匀性的复合网带装置，在接收成布的负压吸附区域，采用传统的螺旋编织聚酯网带作为强度层和支撑层，叠层组合具有均衡气流通过能力和成布平整性双重功效的1‑6层网孔目数介于100‑400目之间的细密丝网材料，采用不同目数的丝网材料粗细交替组合，细密丝网材料的线径介于30‑150微米之间，细密丝网材料耐高温在170℃以上；在螺旋编织聚酯网带的宽度方向的两个边缘处的非接收成布区域，采用结构胶粘剂将细密丝网材料和螺旋编织聚酯网带之间粘结起来。采用本发明的复合网带，负压吸附成布平整光滑、气流分布自均衡，熔喷布组织均匀性好，产品滤效高。

说明书

技术领域

本发明属于非织造布领域，尤其是有关熔喷布领域，关于熔喷布生产设备中关系熔喷布质量均匀性的接收成布装置。

背景技术

熔喷布作为非织造布的一种，以其纤维精细，低的气流阻力等特性广泛应用于口罩等空气过滤材料，作为过滤材料要求熔喷布对0.3-2.5微米粒径的粉尘、细菌等颗粒物或油滴等气溶胶具有较高的过滤效率，并同时保持低的通气阻力。

常规熔喷布采用挤出机将较高熔融指数的聚丙烯混炼均匀并经熔体精密过滤后采用熔体齿轮泵输送给喷丝模具，热风将从喷丝头小孔出来的高温熔体进行加速并喷淋向负压吸附接收成布网带的表面，常规的接收成布网带装置在网带下面或网带后面安置有负压腔，在负压吸附作用下，经热风加速牵伸的聚丙烯熔体和继而冷却结晶后的细纤维与周围的冷空气一起掺混，高速喷淋向网带的表面、从而在网带的表面接收成布，负压引起的气流分布的均匀性对于接收成布的质量均匀性影响很大，目前行业内常见的熔喷布生产装置，采用螺旋编织聚酯网带，由于网孔一般为长方形，网孔宽度约为0.25-0.5毫米，网孔长度约为0.5-3.5毫米，生产时在网带的表面采用负压吸附接收成布后，负压场存在显著差异，网带的聚酯丝径正上方处的低的气体流量微区形成的熔喷布的孔隙率会更高，在网带的长方形孔处微区通过的气体流量大负压作用强烈、此处形成的熔喷布会变得更致密，熔喷布在网孔处架桥并洼陷，熔喷布明显复制网带的孔形，可以明显看到熔喷布成品后表面凹凸的形态，凹凸处的熔喷布的细观组织不均匀，基于短板效应，这种由于网带材料的网孔分布不均匀导致负压场分布不均匀、继而导致气流分布不均匀、形成的熔喷布组织也不均匀，直接影响熔喷布过滤效率的提升，影响熔喷布产品质量的提升，产品一致性不佳。

常规的改善负压均匀性的技术包括螺旋编织聚酯网带的网孔插入聚酯条、尽量降低网孔的尺寸以及负压场的不均匀性，但是改善效果有限，仍能目视观察到成布后的表面有网带孔形的复制痕迹和变形不均匀的形态，对于采用前后双排模头一起联喷的MM型双层熔喷布生产工艺，这种在网带上直接成布得到的双层熔喷布，在两层熔喷布的面密度接近时，底层熔喷布的过滤效率仍明显比上层的熔喷布的过滤效率差近10-25％，目视观察，底层熔喷布的组织均匀性明显弱于上层熔喷布的组织均匀性，也反映了底层熔喷布的性能发挥欠佳，有改善空间。熔喷布的纤维组织形态及其在平面方向的分布均匀性对于过滤效率的提升非常关键，对于质量要求高的熔喷布，现有的接收成布网带装置制造的熔喷布很难满足在85-95升/分钟气溶胶流量下对0.3微米粒径的盐性粒子和油滴的过滤效率都要高达98-99％的高质量要求，成品率低，满足不了高性能和低成本的综合要求。

为克服现有熔喷布生产设备中采用的螺旋编织聚酯网带直接负压吸附接收成布存在组织形态不均匀的缺点，以及熔喷布生产设备和熔喷布产品的组织设计、工艺设计方面存在的局限性，特提出本发明。

发明内容

本发明提出一种新型的提高熔喷布成布均匀性的复合网带装置，该复合网带装置主要包括：在接收成布的负压吸附区域，复合网带材料主要结构特征体现为在传统的“毫米级”孔径的螺旋编织聚酯网带作为强度层和支撑层基础上，叠层组合具有均衡气流通过能力和成布平整性双重功效的1-6层网孔目数介于100-400目之间的细密丝网材料，由于气流的可压缩，在气流通过高强度的细密丝网材料的众多“丝级”微孔(1丝＝0.1毫米)时，由于受到丝线的约束和网孔的压缩作用，自然产生气阻，通过某一微区的气流越大产生的气阻也越大，因此细密丝网材料可以对不同微区位置的气流的均匀通过起到自调节平衡作用，也就起到了负压场的均匀化作用；另外高强度的丝网材料对于熔喷布起到了有效的平整支撑作用，防止了传统网带的较大“毫米级”网孔对于熔喷布形成过程中的吸附变形，也起到了熔喷布组织均匀化的功效。采用不同目数的丝网材料粗/细交替组合，细密丝网材料的线径介于30-150微米之间，细密丝网材料耐高温在170℃以上，细密丝网材料为聚酯、尼龙、聚四氟乙烯等耐高温聚合物材料；复合网带与其下部或后部的负压腔接触的地方设置具有低摩擦系数的聚四氟乙烯或聚丙烯或尼龙等聚合物支撑框架材料；为防止传统的螺旋编织聚酯网带跑偏，提高主驱动辊的辊面横向摩擦力，在主驱动辊的辊面包覆点阵橡胶凸起或包覆具有弹塑性的多层拉伸缠绕膜。

在传统的螺旋编织聚酯网带基础上叠层组合上具有均衡气流通过能力和对成布具有平整支撑能力的1-6层细密丝网材料，在螺旋编织聚酯网带的宽度方向的两个边缘处的非接收成布区域，采用双组分结构胶粘剂将细密丝网材料和螺旋编织聚酯网带之间粘结起来，粘结区起到传递复合网带的纵向驱动张力、保持负压吸附时细密丝网材料横向结构稳定性的作用；为防止复合网带材料上叠层复合的多层细密丝网材料与网带张紧辊之间接触摩擦而出现皱褶，网带张紧辊采用轴线方向变直径的张紧辊，辊面两端大，中部小，与多层复合网带在宽度方向的两个端部的非成布区域保持接触、中部小直径处保持悬空状态，与复合网带的中间接收成布区域保持非接触。

本发明考虑到负压吸附成布的均匀性、细密丝网材料的强度、耐磨性、易剥离性、成本等方面，接收成布区域在传统的螺旋编织聚酯网带强度层基础上叠层组合上具有均衡气流通过能力的1-6层细密丝网材料，细密丝网材料优选采用网孔目数介于120-280目、丝径优选介于50-100微米的聚酯编织细密丝网，优选细密丝网材料叠层在2-4层；过粗的细密丝网材料对于气流分布的均匀化作用不够，过细的细密丝网材料强度不够，在负压吸附作用下容易拉伸断裂，失去功效；细密丝网材料过多的层数对于气流均匀化的作用已经过剩，还会徒增阻力，没有太大的实际意义；形成均匀气流阻力的复合网带优选主要包括三层或四层或五层结构。

本发明典型的三层材料结构的复合网带为A/B/C三层顺序层叠：传统的丝径介于0.30-0.60毫米之间的螺旋编织聚酯网带或方孔编织网带作为回转和负压支撑的强度层(A层)，在其外表面复合有两层网孔目数120-280目的耐高温聚酯细密丝网材料作为提升气流均匀化的阻尼工艺层(B/C层)，其中外层的C层兼起到提升气流均匀化作用的阻尼工艺层和熔喷布的接收界面层，一种示例为B层采用150目聚酯丝网，C层采用200目聚酯丝网。

本发明典型的四层材料结构的复合网带为A/B/C/D四层顺序层叠，传统的丝径介于0.30-0.60毫米之间的螺旋编织聚酯网带或方孔编织网带作为回转和负压支撑的强度层(A层)，在其外表面复合有3层网孔目数120-280目的耐高温聚酯细密丝网材料作为提升气流均匀化的阻尼工艺层(B/C/D层)，其中外层的D层兼起到提升气流均匀化作用的阻尼工艺层和熔喷布的接收界面层，一种示例为B层采用150目聚酯丝网，C层采用200目聚酯丝网，D层采用150目聚酯丝网。

本发明典型的五层材料结构的复合网带为A/B/C/D/E五层顺序层叠，传统的丝径介于0.30-0.60毫米之间的螺旋编织聚酯网带或方孔编织网带作为回转和负压支撑的强度层(A层)，在其外表面复合有4层网孔目数120-280目的耐高温聚酯丝网材料作为提升气流均匀化的阻尼工艺层(B/C/D/E层)，其中外层的E层兼起到提升气流均匀化作用的阻尼工艺层和熔喷布的接收界面层，一种示例为B层采用150目聚酯丝网，C层采用200目聚酯丝网，D层采用为150目聚酯丝网，E层采用200目聚酯丝网，其中外层的E层兼起到提升气流均匀化作用的阻尼工艺层和熔喷布的接收界面层。

本发明通过在传统的螺旋编织聚酯网帘的表面引入具有合适阻力的1-6层多层细密丝网材料作为负压吸附成布区域的均衡气流的工艺层，降低了传统较粗聚酯网带丝径正上方和群孔处的负压场差异，使得负压产生的气流较为均匀地流动穿过整个工艺层和其下部的编织聚酯网帘；另外多层细密丝网材料对于负压吸附成布也起到了均匀的平整化的物理支撑作用，这两种物理效应的组合从而可以有效地改善熔喷布的组织均匀性，产品的优良率得以提升，生产成本得以降低。

为进一步理解本发明，下面结合说明书附图1-6和实施例1-2进行解释。

附图说明

说明书附图1为传统的熔喷布接收成布网带装置，该网带装置主要包括：其中1为主驱动辊，2为传统的螺旋编织聚酯网带，3/4/6为网带的导辊，5为网带的张紧辊。

说明书附图2为传统的螺旋编织聚酯网带的俯视图，方形孔用于负压吸附时通过气流，其中MD为机器方向，TD为横向。

说明书附图3为传统的螺旋编织聚酯网带的在接收成布后组织分布不均匀的示意图，其中1为负压吸附形成的熔喷布，2为丝径0.5毫米的螺旋编织聚酯网带，3为负压腔周边与外带接触的具有低摩擦系数的支撑塑料环，可以为聚四氟乙烯或聚丙烯或尼龙等，4为负压腔，5为抽风口，6为负压腔的多孔上盖板，7和8为网带上粗的丝径处形成的孔隙率略高的熔喷布，9为网带采用的粗的聚酯丝条，10为网带长方形孔处负压吸附作用下熔喷布材料变形，形成的凹型变形区，P1表示网带的丝径处微区形成的熔喷布的气流阻力，Q1表示负压吸附成布时通过网带的丝径处微区的气体流量，P2表示网带的网孔处微区形成的熔喷布的气流阻力，Q2表示负压吸附成布时通过网带的网孔处微区的气体流量，明显地Q2大于Q1，形成的熔喷布组织不均匀，技术分析不同微区形成的熔喷布，P1小于P2。

说明书附图4为本发明的四层结构的复合网带，其中1为150目的接收成布层细密聚酯丝网，2为220目的更细密的聚酯丝网，3为150目的细密聚酯丝网，4为传统的螺旋编织聚酯网带强度支撑层，5为与网带接触的具有低摩擦系数的负压吸附腔的支撑框架，6为负压腔的多孔顶板，7为负压腔的抽风口，8为负压腔。

说明书附图5为本发明的复合网带装置的俯视示意图，其中1为细密聚酯丝网接缝处采用细线缝合的示意图，2和3为网带宽度方向两侧的细密聚酯丝网与网带强度支撑层之间的胶接区。

说明书附图6为本发明的图4的四层结构的复合网带接收成布后状态的剖面示意图，其中1为在复合网带上负压吸附形成的平整熔喷布，2和局部放大图中的11为150目的接收成布层细密聚酯丝网，3和12为220目的更细密的聚酯丝网，4和局部放大图中的13为150目的细密聚酯丝网，5和局部放大图中的14为传统的螺旋编织聚酯网带，6为与网带接触的具有低摩擦系数的负压吸附腔的支撑框架，采用聚四氟乙烯材料制备，7为负压腔，8为负压腔的抽风口，9和局部放大图中的15为负压腔的多孔顶板，图6中下部为负压吸附成布区的局部放大图，局部放大图中的10为负压场均匀后形成的组织均匀的熔喷布，Q3表示负压吸附成布时通过网带的丝径处微区的气体流量，P3表示网带的丝径处上部微区形成的熔喷布的气流阻力，Q4表示负压吸附成布时通过网带的网孔处微区的气体流量，P4表示负压吸附成布时通过网带的网孔上方处微区形成的熔喷布的阻力，经过三层细密丝网2/3/4叠层复合到网带上之后的气流自均衡作用和平整化作用，Q3和Q4趋于均匀一致，形成的熔喷布组织均匀，技术分析P3和P4趋于一致。

实施例

实施例1：采用说明书附图2螺旋编织聚酯网带直接负压吸附成布，采用双排1.6米宽的喷丝头(模头)，两排喷丝头采用同样的给料量，形成的熔喷布上下两层剥离后测试面密度基本在25-27克每平米，分别在95升每分钟盐性气溶胶流量下测试过滤效率，二者相差15％，下层的熔喷布目视观察组织分布不如上层的熔喷布的组织均匀，下层的熔喷布有网带孔形的复制痕迹，形成的熔喷布有诸多明显的小变形区；两层熔喷布未剥离时整体测试过滤效率低于95％，且不同位置取样测试过滤效率离散性大。

实施例2：采用说明书附图4的本发明技术方案的四层复合网带制备熔喷布，其他同实施例1；其中四层复合网带的细密丝网层1和3均采用150目的涤纶编织网，细密丝网层2采用220目的更细密的涤纶编织网，同样的给料量，上下两层形成的熔喷布剥离后分别在95升每分钟盐性气溶胶流量下测试过滤效率，二者滤效相差小于2％，下层的熔喷布目视观察组织分布明显均匀、外观光滑平整；两层熔喷布未剥离时测试过滤效率介于98-99.8％。