[發(fā)明專利]一種微納米纖維無紡布的生產(chǎn)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010116403.4
• 申請(qǐng)日: 2010-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN101775706A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雍;董亮;范杰;康衛(wèi)民;王瑞;程博聞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H3/16
• 分類號(hào): D04H3/16;D01D1/02;D01D5/00;D01D5/04;D01D13/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域的非織造布技術(shù)，具體為一種通過氣流與高分子溶液共同作用制備微納米纖維無紡布的生產(chǎn)方法及裝置。?

背景技術(shù)

目前，世界各國(guó)的研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)普遍使用的微納米纖維無紡布的生產(chǎn)方法主要有熔噴法、閃蒸法和靜電紡絲法等。其中，有關(guān)熔噴法的文獻(xiàn)報(bào)道主要有：《熔噴法的設(shè)備、工藝和產(chǎn)品》(Edward?McNally，產(chǎn)業(yè)用紡織品[J]，2008年第5期，23-25.)，中國(guó)專利CN1446275、CN94117940.0、CN1440840等；美國(guó)專利US3978185，US4238175，US4267002等；世界專利WO1992/007121、WO1979/001015、WO1987/004195、WO1992/007121、WO2000/020674等，這些熔噴方法的主要工藝原理是將熔融的聚合物經(jīng)由直線排列的小孔擠出，在呈一定角度的高速熱氣流噴射下形成微納米纖維。閃蒸法的文獻(xiàn)報(bào)道主要有：中國(guó)專利CN1042741A、CN1053455A、CN101565861等，美國(guó)專利US5023025、US5032326等，國(guó)際專利WO2001/061082、WO1999/036600、WO1999/006616和WO1997/041281等，閃蒸法的主要工藝原理是將成纖聚合物在高溫高壓條件下溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲校瞥杉徑z液，由于紡絲液在噴絲孔處壓力突然降為常壓，溶劑急劇蒸發(fā)，引起聚合物高度原纖化而形成超細(xì)纖維叢絲。靜電紡絲方法的文獻(xiàn)報(bào)道主要有：中國(guó)專利ZL200410025622.6、ZL200420020596.3、ZL200420107832.5等，美國(guó)專利US6753454、US6616435、US6713011等，世界專利WO04074559、WO2004/016839、WO0209288A1、WO2005/073441，WO2005/073442，WO?2006/018838，WO2006/007287，WO2005/026398和WO2005/123995等，靜電紡絲法的主要工藝原理是在高壓靜電場(chǎng)中，使毛細(xì)管口的懸垂小液滴在靜電力作用下頂端發(fā)出微細(xì)射流，射流在飛行過程中溶劑揮發(fā)而固化成纖維的方法。?

熔噴法和閃蒸法的生產(chǎn)方法及裝置都需要高溫或/和高壓條件，生產(chǎn)條件要求較高，能耗大，污染環(huán)境，而靜電紡絲法也需要在高壓靜電場(chǎng)中完成射流的噴射，生產(chǎn)方法和設(shè)備更為復(fù)雜，工業(yè)控制難度大，能耗高，也污染環(huán)境，都有違低碳技術(shù)的要求。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種微納米纖維無紡布的生產(chǎn)方法及裝置，該生產(chǎn)方法及裝置在常溫常壓環(huán)境下即可實(shí)現(xiàn)微納米纖維非織造布的連續(xù)化生產(chǎn)，所生產(chǎn)的非織造布中的微納米纖維直徑細(xì)、分布窄，產(chǎn)品性能優(yōu)良，更重要的是節(jié)省了大量能源，符合低碳技術(shù)要求，且工藝簡(jiǎn)單，操作方便，工業(yè)化實(shí)施容易等。?

本發(fā)明解決所述生產(chǎn)方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)一種微納米纖維無紡布的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括如下工藝步驟：?

(1)制備聚合物溶液：將固體聚合物及其良溶劑以適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量百分比濃度在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，靜置1-2小時(shí)后，再把制備好的聚合物溶液送入貯液池中備用；所述的固體聚合物是指可溶性聚合物，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚酯；所述的良溶劑包括水、乙醇、二甲基甲酰胺或氯仿；所述適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量百分比濃度是指所述聚合物溶液在其內(nèi)部適當(dāng)氣壓的垂直氣流作用下能夠使其液面產(chǎn)生火山口狀隆起時(shí)的質(zhì)量百分比濃度；?

(2)微納米射流噴射成纖：利用氣泵提供適當(dāng)?shù)臍鈮海箽饬鲝馁A液池聚合物溶液液面下的噴嘴中垂直噴出，在聚合物溶液的液面產(chǎn)生火山口狀隆起，并在氣流剪切力的作用下使微納米射流從所述的隆起中噴射出來，飛向接收裝置，在噴射過程中，微納米射流中的良溶劑揮發(fā)，同時(shí)在氣流力的作用下把射流拉伸細(xì)化成微納米級(jí)纖維；所述適當(dāng)?shù)臍鈮菏侵改苁咕酆衔镆好娈a(chǎn)生所述火山口狀隆起時(shí)所需要的氣壓；?

(3)無紡布成型：調(diào)整聚合物溶液液面與接收裝置之間的垂直距離，以及接收裝置的運(yùn)動(dòng)速度，使所得微納米纖維以纖維網(wǎng)的形式收集在接收裝置上，并依靠纖維自身間的粘接作用和空氣冷卻作用，使收集的纖維網(wǎng)制成所述的微納米纖維無紡布。?