专利名称：一种纺粘法制造锦纶无纺布的工艺、其设备及锦纶无纺布产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及以聚酰胺为原料，采用纺粘法制造锦纶无纺布的工艺。
本发明还涉及用纺粘法制造锦纶无纺布的设备。
本发明同时涉及一种以上述工艺和设备制造的锦纶无纺布产品。
在现有技术中，无纺布的生产一般包括两个工艺过程，首先是将原料(高分子聚合物)进行熔纺，制得长丝，再将长丝进一步加工成短纤维，再以长丝或短纤维为原料，进行热轧粘合而制造无纺布，整个工艺过程往往需要两条生产线甚至两个工厂来完成，即纺丝和热轧是独立的两条生产线。
目前发展的一步成布的工艺包括熔喷法和纺粘法两种，其中熔喷法是将聚合物经熔融挤出，经单排喷丝头喷丝，在热空气下迅速拉伸，冷却成网，经自身热粘合或热轧加固成为无纺布；而纺粘法是将聚合物经挤出机挤出纺丝，拉伸而成连续长丝，通过铺设(分丝)成网，再经过热粘合、化学粘合或针刺、水刺加固方法，使纤维成为无纺布。在生产速度和产量上，纺粘法相比熔喷法具有具有较大的优势。
中国专利申请98802490.X公开了一种生产牵伸合成长丝的设备和方法，其以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为原料，通过纺丝装置、加热装置和拉伸装置获得长丝，由于在纺丝装置和拉伸装置之间设置了一加热装置，使获得的长丝具有较高的强度和较低伸长，但是由于设置了加热装置，使得其设备及工艺较为复杂，同时其依然仅获得了长丝，未达到一步成布的目的，对于进一步加工成无纺布未做详细描述。
在WO 92/01093中公开了一种制造合成纱线或纤维的方法，其以高分子聚合物，特别是聚酰胺、聚酯和聚丙烯为原料，通过熔融、喷丝后冷却牵伸获得具有较小的伸展率的较精细纱线。该专利申请揭示的也是一种纺纱的方法，其获得的产品也是纱线或纤维。
目前市场上采用纺粘法生产无纺布的原料均为聚丙烯纤维(商品名丙纶)，因其原料的性质决定了丙纶无纺布产品在强度和柔软度方面均存在一定的局限性。
聚酰胺纤维(商品名为锦纶)因其良好的柔软性、高强度、耐磨等性能而成为无纺布的良好原料，但是目前采用纺粘法无法用聚酰胺原料制造锦纶无纺布。
本发明的另一目的在于提供纺粘法制造锦纶无纺布的设备。
本发明的再一目的在于提供一种以上述工艺和设备制造的锦纶无纺布产品。
根据本发明的一方面，采用聚酰胺(商品名锦纶)为制造无纺布的原料，聚酰胺优选使用聚酰胺6(锦纶6或尼龙6)或聚酰胺66(聚酰胺66)，其分子式和结构式为
聚酰胺6分子式(C6H11ON)n；结构式 聚酰胺66分子式(C12H22O2N2)n；结构式 根据本发明的另一方面，纺粘法制造锦纶无纺布的工艺主要包括以下步骤原料干燥、挤压熔融、过滤、纺丝、冷却、牵伸、分丝铺网、热轧及收卷。
本发明在喂料前需对聚酰胺原料进行充分干燥，在本发明的一个优选实施方案中将聚酰胺原料置于一干燥装置中通过115℃～150℃的热风对原料进行干燥，去除了原料中的水分，避免在后续工艺流程中空气、水分进入熔体导致纺丝过程中在丝的中间产生气泡，从而导致牵伸过程中丝的断裂。
经干燥的原料通过喂料系统进入挤压熔融的工艺，本发明采用螺杆挤压机使原料熔融并充分混合，螺杆挤压机的温度为230～300℃，优选为240～290℃，更优选为250～275℃，螺杆挤压机的适当温度保证了原料的充分熔融，若温度太低，则熔体的流动性较差，不但使混合不充分，还会对设备造成损害；若温度过高，则易使大分子裂解，影响分子的基本性能。
熔融混合后的物料经过滤去除杂质后，经熔体管道进入计量泵，熔体管道的温度应保持与熔体基本一致的温度，以防止热量散发对纺丝带来的影响；熔体管道的温度为230～300℃，优选为240～290℃，更优选为250～270℃。计量泵将熔融的熔体通过分配管道均匀精确地分配到每个纺丝位上。
纺丝工艺在纺丝室中进行，包括纺丝组件和冷却风窗，纺丝组件中应保持适当的温度，以保证纺丝的稳定性，以纺成达到一定纤度的、稳定的结晶丝。纺丝组件的温度为230～300℃，优选为240～290℃，更优选为250～275℃。冷却风窗对从纺丝组件中纺出的丝条进行高速结晶冷却。
冷却的初生长丝进入牵伸装置进行牵伸，使长丝的高分子晶格排列整齐，提高长丝中大分子沿轴向的取向度，使其产生一定的力学性能，使纤维获得必要的强度、耐磨性和适当的伸长率。在本发明的一个优选实施方案中，采用高速气流管式牵伸，在同样的压力、风量条件下，管式牵伸比狭缝式牵伸或箱体式牵伸风的速度快，同时所需的能量少，加之管式牵伸调整区域比狭缝式牵伸窄，在牵伸过程中可以进行局部范围的调节。在本发明中牵伸速度为3000～6000米/分钟，优选为3000～5000米/分钟，更优选为3000～4000米/分钟。经牵伸后获得纤度为1～3旦的纤维。
从牵伸管中出来的长丝通过一分丝器输送到成网装置上将丝均匀地铺在网帘上，分丝器的目的是避免单丝之间发生粘连、交并和缠结，设置于成网装置下方的吸风系统可将纤网牢固地吸附在网帘上，同时将多余的风排掉。
铺好的纤网被送入热轧系统进行加压加固形成无纺布，热轧温度和压力的控制对于形成的无纺布的质量至关重要。温度、压力过低，则丝未完全熔融，不能很好地粘结，而温度、压力过高则会导致丝过分熔融，而结成硬块或使布成为膜。热轧的温度为150～240℃，压力为5000～15000Kpa；优选温度为160～230℃，压力为6000～14000Kpa；更优选温度为175～220℃，压力为8000～12000Kpa。
经热轧后获得的无纺布通过一冷却辊快速冷却后，就可送入卷绕机进行收卷获得成品。
根据本发明的又一方面，用于制造本发明纺粘法锦纶无纺布的设备主要包括，干燥系统、喂料系统、螺杆挤压机、过滤器、计量泵、熔体管道、纺丝箱体、牵伸系统、分丝器、成网机、热轧机以及收卷机，在纺丝箱体中设置有纺丝组件和冷却风窗，在成网机的下方进一步设置有一吸风系统。
以本发明工艺和设备制造的锦纶无纺布具有手感柔软、比丙纶、涤纶无纺布柔滑；并且其强度高，耐磨性佳，比棉高10倍、比羊毛高20倍；其弹性回复率高，耐疲劳性能强，具有可吸水性，当伸长一定比例时，其弹性回复率可达100％。因其尺寸稳定性强，耐弯曲，用途十分广泛，可用于制作一次性服装、鞋内衬等。
发明的
具体实施例方式
下面结合附图，通过对本发明较佳实施例的描述，详细说明但不限制本发明。
实施例1如
图1所示，聚酰胺6(PA6)切片置于干燥系统1中在130℃以热风干燥，通过气流输送装置送至料斗2，在此PA6切片与各种助剂(例如增白剂、带色助剂及各种添加剂)充分混合后备送入螺杆挤压机3进行挤压熔融，挤压机的温度为250℃，通过进料、压缩、计量几个阶段后，物料被充分熔融混合后送入过滤器4，在此将物料中的杂质，如碳、灰分等进行滤除后，物料通过熔体管道5进入计量泵6，计量泵通过分配管道7中将熔融的物料均匀精确地分配到每个纺丝位上，熔体管道和分配管道的温度保持在250℃左右。
纺丝在纺丝室中进行，纺丝组件8纺出的丝经冷却风窗81进行风冷，风温为16～20℃，风速为3～7米/秒，形成结晶初生长丝。初生长丝被送入高速气流牵伸管9进行牵伸，牵伸速度为3500米/分钟，牵伸后获得纤度为1～1.5D的纤维。
从牵伸管中出来的丝条经过一分丝器10输送到成网机11上进行铺网，成网机下方设置有吸风系统12，铺好的纤网进入热轧机13加热加压热轧，热轧的温度为200℃，压力为10000Kpa，热轧形成的无纺布经过一冷却辊的快速冷却后送入卷绕机14收卷获得锦纶无纺布产品。
实施例2～4工艺流程和设备基本同实施例1，工艺条件见表1表1锦纶无纺布工艺条件
由以上工艺获得的锦纶无纺布产品具有手感柔软、强度高、弹性回复率高、耐弯的特点。
本发明还可以采用聚酰胺66或其他可用的聚酰胺原料作为纺丝原料，其工艺步骤和流程基本相同。
以上对本发明的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明做出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本
权利要求
1.一种以聚酰胺为原料制造无纺布的工艺，包括以下步骤1〕将聚酰胺原料进行干燥；2〕将干燥后的原料进行挤压熔融，获得熔融的物料；3〕将熔融的物料进行过滤、计量和分配；4〕纺丝，并将纺出的丝条进行冷却结晶，获得初生长丝；5〕将所述初生长丝进行牵伸，获得一定纤度的纤维；6〕将所述纤维分丝铺网；7〕热轧，获得无纺布产品。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述聚酰胺原料为聚酰胺6或聚酰胺66。
3.根据权利要求2所述的工艺，其中所述挤压熔融的温度为230～300℃，所述过滤、计量和分配过程中温度为230～300℃，所述纺丝温度为230～300℃，所述牵伸速度为3000～6000米/分钟，所述热轧温度为150～240℃，所述热轧压力为5000～15000Kpa。
4.根据权利要求3所述的工艺，其中所述挤压熔融的温度为240～290℃，所述过滤、计量和分配过程中温度为240～290℃，所述纺丝温度为240～290℃，所述牵伸速度为3000～5000米/分钟，所述热轧温度为160～230℃，所述热轧压力为6000～14000Kpa。
5.根据权利要求4所述的工艺，其中挤压熔融的温度为250～275℃，所述过滤、计量和分配过程中温度为250～275℃，所述纺丝温度为250～275℃，所述牵伸速度为3000～4000米/分钟，所述热轧温度为175～220℃，所述热轧压力为8000～12000Kpa。
6.根据权利要求1所述的工艺，其中所述牵伸采用高速气流管式牵伸。
7.一种以纺粘法制造锦纶无纺布的设备，其特征在于它包括干燥系统，用于对原料进行干燥；喂料系统，用于将原料与助剂混合后输送物料；螺杆挤压机，使物料软化、熔融并充分混合成为熔体；计量泵，通过熔体管道与所述螺杆挤压机连接，用于精确计量并分配所述熔体；纺丝室，通过分配管道连接于所述计量泵，将所述分配后的熔体纺成初生长丝，包括纺丝组件，提供将所述熔体纺成丝的条件；以及冷却风窗，对所述纺丝组件中纺出的丝进行高速冷却结晶；高速气流牵伸管，对所述初生长丝进行高速牵伸，获得具有一定取向和力学性能、一定纤度的纤维；分丝器，防止从所述高速牵伸管中送出的纤维发生粘连、缠结；成网机，对纤维进行铺网输送；热轧系统，加固铺网后形成的纤网，获得无纺布；以及收卷机，对获得的无纺布进行收布成卷。
8.一种以权利要求1工艺制造的锦纶无纺布产品。
9.根据权利要求8所述的锦纶无纺布产品，其中所述制造原料为聚酰胺6或聚酰胺66。
10.根据权利要求9所述的锦纶无纺布产品，其中所述制造工艺中采用高速气流管式牵伸。
全文摘要
本发明涉及以聚酰胺为原料，采用纺粘法制造锦纶无纺布的工艺及其设备，包括原料干燥、挤压熔融、过滤、纺丝、冷却、牵伸、分丝铺网、热轧及收卷，获得的锦纶无纺布产品具有手感柔软、强度高，耐磨性佳、回复率高、耐疲劳性能强等特点，用途十分广泛。
文档编号D01F6/60GK1408921SQ01140878
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月21日 优先权日2001年9月21日
发明者杨自然, 张志毅, 张峰 申请人:纺粘无纺布(深圳)有限公司