专利名称：单组分纺粘针刺、纺粘热轧非织造布的生产方法
所属领域本发明涉及的是由长丝制成无纺织物的技术领域，特别是关于以针刺方法、热轧方法固结制成无纺织物的生产技术。
背景技术：
纺粘法是一种适于大规模生产的非织造布工艺技术，Largi(德)、Reifenhauser(德)、STP(意)等大公司的生产线在1999年前已销售百余条。1999-2000年美等发达国家就建立十余条生产线。我国在1998年就拥有27条生产线，“七五”、“八五”、“九五”期间我国研制并改善了若干条生产线，且在一些关键设备中有的突破性进展，如高雨声发明的有关螺杆挤压机(ZL94228402.X)，非织造布的纺丝箱(ZL99223642.8)等使我国非织造布的生产技术有了很大的进步。
纺粘产品主要有针刺和热轧两种固结方法，最常用的原料是聚酯(涤纶，PET、)聚丙烯(丙纶，PP)，聚乙烯(PE)，当然还有如聚酰胺(PA6和PA66)、聚砜纶(PSA)等用得较少。通常是一种原料(最多相类似的两种)，在一条生产线上生产，要么是热轧产品要么是针刺产品。如常用的原料PET、PP生产纺粘热轧非织造布和纺粘针刺非织造布是需要4条生产线，即日前在一条生产线上生产多种原料的纺粘热轧和纺粘针刺产品不可能的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一套多功能生产线及配套的生产工艺，在这条生产线上可以生产多种原料树脂(如PET、PP、PE、PA6、PBT等)单组分长丝的纺粘针刺、纺粘热轧非织造布。
本发明的生产线是将生产不同原料的纺粘针刺和纺粘热轧的单元设备进行更加科学、合理的组合，并使用先进的单元设备，组成这种多功能生产线。工艺路线是以树脂切片为原料直接成布。其工艺流程为树酯切片经干燥后(PP端要干燥)进入螺杆挤压机1，在加热熔融下挤出，经过滤器2过滤后进入纺丝机3，在纺丝箱中经喷丝板上的细孔喷出细丝来，在侧吹风装置4中风吹下降温后冷却固化并进入管道气流牵伸装置5，将其牵伸成更细的丝束，经摆丝装置6均匀地铺在成网机7的网帘上形成纤网。这种成网机是双功能的，其走布是双向的；既可以将纤网输出送入预针刺机8，再经主针刺机9、张力调节机10、切边成卷机11生产纺粘针刺非织造布；也可以将纤网输出送入热轧机12，在双辊热压下，再经张力调节机13、成卷机14而生产纺粘热轧非织造布。由此可见，目前通常的纺粘针刺、纺粘热轧非织造布的生产均可在这条线上实施。
本发明的这条生产线上的单元设备可以用已知的。通用的纺粘非织造布生产设备，包括那些可以调整的、能满足所需工艺条件的设备。而选用如下单元设备效果更好(1)螺杆挤压机。以已经授权的专利技术(ZL94228402.X)制成的螺杆挤压机为优选设备。其塑化质量好，熔体运动粘度均匀，挤出量最大可达750kg/h(可调)；工作时机头压力在6-15MPa，滤后压力为6-10MPa，压控精度±0.1-0.2MPa(以下可简称为压力为6-10±0.1-0.2MPa工作温度为100-320℃温控精度±0.5-1℃，(以下可简称为工作温度100-320±0.5-1.0℃)。与现今生产线上螺杆挤压机比较其生产效率提高18-38℃，而能耗却降低10-15％。
(2)纺丝机。以已经授权的专利技术(ZL-99223642.8)制成的纺丝箱为优选设备。每只箱两排丝，同一排纺丝组件的位距60-140mm，64-136个位；工作压力15-25±0.1-0.2MPa，工作温度180-300±0.5-1.0℃，纺丝组件中的喷丝板可以更换，其结构尺寸相同，但孔数不同，孔数为24-96f。其主要技术特点是位距小，纺位多，纺丝组件为双行排列，双面操作，下装式无泄漏。另外还具有能耗低，加热均匀、无死角，保证每个纺丝位在单位时间内的熔体的流量、温度均匀一致，熔体到达每个纺丝组件入口处的时间和压力降保持一致。
(3)侧风吹装置。此装置适应纺丝机结构而设置，即组合式，双排丝，双面操作的侧吹风装置。工艺送风，风温13.0-22.0℃，风湿7±3％，风道静压500-600Pa，压控精度±10Pa。环境送风，风温18-24℃，风湿70-90％。
(4)管道气流牵伸装置。此装置又是适应纺丝机(箱)的结构而设置。气流牵伸时丝束工艺速度3000-5500m/min，可以由压缩空气进入牵伸管的压力进行调节，约在0.4-0.6Mpa之间。每个牵伸管供气量0.40-0.60m3/min，供气温度20-40℃。这一装置要保持进入每个牵伸管的气量和压力要均匀一致，使单丝的纤度和纤力均匀一致。
(5)摆丝装置。此装置也是适应纺丝机(箱)的结构的设置。是一种组合式，双板摆动结构，确保摆丝均匀，无堆积，无死角，且摆丝频率、摆幅和升降高度均可调节。
(6)成网机。已申请的中国专利(申请号03284501.4)见附图2。此设备也是适于纺丝机(箱)的结构而设置。走布的工艺速度为2-120m/min可调，特别是走布方向是双向可调既可以向针刺机方向走布生产纺粘针刺非织造布。亦可向热轧方向走布生产纺粘热轧非织造布。
(7)针刺机。由于针刺和主针刺两部分，均为双轴单针板，预针刺与主针刺分别为由上而下和下方向针刺动作，植针密度4000-5000针/m，针频可控1000-1500次/min，输出辊的速度可调(2-12m/min)，针刺动程30-60mm，针刺深度7-12mm均可调节。
(8)热轧机。轧辊温度100-300℃，轧辊横向线压力为4-12Mpa，输出速度10-120m/min，均可调节。
从以上单元设备功能看，首先是配套的，基本上是以纺丝机为主，成套配备可以充分利用设备能力、适应不同原料。另外这些设备的功能均是可以调节和控制的如螺杆挤压机的温度、压力、挤出量；纺丝机的温度、压力和喷丝孔板的孔数；侧吹风装置中的风量、风温、压力；管道气流牵伸装置中气流牵伸工艺速度、空气压力；摆丝装置的摆丝频率、摆幅及摆动高度；成网机的走布速度和方向；针刺机植针密度、针频、输出辊速度；热轧机中轧辊温度、横向线压力以及输出速度等均可视产品品种和规格的各种要求进行调节其工艺条件，其适应能力较强。
多种树酯，如聚酯(PET、PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)以聚酰胺(PA)等都可以在这条生产线上，根据树酯的特性，调整工艺条件，按需要生产不同品种的纺粘针刺和纺粘热轧非织造布。尤其适用于PET、PP树酯。
利用PET树酯生产纺粘针刺，纺粘热轧非织造布的工艺条件控制为螺杆挤压机挤出量210-650kg/h，工作温度250-310℃，温控精度±0.5-1.0℃；工作时滤后压力6-10MPa，压控精度±0.1-0.2MPa。
纺丝机双排丝，36-136个位，喷丝板孔数24-96f、热轧生产工艺时为96f；针刺生产工艺时为36f，工作温度为288-295℃，温控精度±0.5-1℃，纺丝组件工作压力15-25MPa。
侧风吹装置送风温度22±0.5℃，其他同工艺总控制。
气流牵伸装置压缩空气进入牵伸管的压力0.5-0.6Mpa，每个牵伸管供气量0.55-0.60m3/min，牵伸时丝束工艺速度5000-5500m/min，供气温度20-40℃。
成网机可以双向走布，走布速度与单位面积重量(克重/米2)和后加工工艺(热轧或针刺)有关，一般来说，热轧加工工艺，其克重15-230g/m2时走布速度速度为92-95m/min；如果是针刺加工工艺，其克重100-800g/m2时走布速度为10.0-2.5m/min。其针刺工艺与热轧工艺如前所述相同。
针刺热轧工艺如前所述同。
利用PP树酯生产PP的纺粘针刺，纺粘热轧非织造布的工艺条件控制为螺杆挤压机挤出量140-435kg/h，工作温度180-260±1℃，滤后压力6-9±0.2MPa。
纺丝机双排丝，36-136个位，喷丝板孔数24-96f，热轧工艺96f，针刺工艺24-36f，工作温度180-250℃，工作压力15-25±0.1-0.2MPa。
侧吹风装置工艺送风温度要求≤15℃，以13-15℃为宜。
气流牵伸装置压缩空气进入牵伸管的压力0.4-0.6MPa，每个牵伸管供气量0.45-0.60m/min，牵伸时丝束工艺速度3000-4000m/min，供气温度20-40℃。
成网机工艺和上述PET所述针刺、热轧工艺如前所述。
与现有技术相比，本发明突出特点是将现有技术多条独立的生产线组合成一条多功能生产线，在这样一条生产线上能生产不同类型、多个品种的纺粘针刺和纺粘热轧非织造布，这是现今任何生产同类产品的厂家无法与之相比的。这条生产线采用了最新技术使得其工艺流程短，整体系统紧凑，加之高效率、低能耗以及可以减少和降低如设备投资、土地和建筑投资、企业员工等费用，较低的成本可使其生产经济效益有了明显提高，从而进一步增强了适应市场需要的应变和竞争能力。
附图1为多功能单组分纺粘针刺，纺粘热轧非织造布生产流程示意图。其中1为螺杆挤压机，2为过滤器，3为纺丝机，4为侧吹风装置，5为管道气流牵伸装置，6为摆丝装置，7为成网机，8为预针刺机，9为主针刺机，10为张力调节机，11为成卷机，12为热轧机，13为张力调节机，14为成卷机。
附图2为双向走布的成网机示意图。其中1为纤网，2为网帘，3为传动辊，4为热挡风辊，5为可正、反转的主动辊，6为张紧辊，7为吸风区，8为纠偏装置。
具体实施例方式以下实例均可在一条生产线上实施。
实例1生产PET纺粘针刺非织造布。
产品规格幅度5.4m，克重300g/m2，单丝纤度4.44dtex，生产规模5000T/y。
生产时将成网机走向调至进入预针刺机方向。工艺流程如附图1中，PET切片经干燥后进入螺杆挤压机——过滤器——纺丝机——侧吹风装置——管道气流牵伸机——摆丝机——成网机——预针刺机——主针刺机——张力调节机——切边成卷机——成品入库。各步工艺条件干燥机干燥能力800kg/h，干燥后切片含水率30PPm。
螺杆挤压机挤出量650kg/h，滤后压力9±0.15MPa，挤压温度为290±1℃。
纺丝机纺丝箱1台，两排丝136个位，喷丝孔板数为36f，工作温度为295±1℃，工作压力15-25MPa。
侧吹风装置工艺送风，风温22±0.5℃，风湿7±％，风道静压550±10Pa，环境送风，风温18-24℃，风湿70-90％。
管道气流牵伸装置136套，压缩空气进入牵伸管压力为0.5Mpa，每个牵伸管的供气量为0.55m3/min，供气温度为39±1℃，丝束工艺速度5000m/min。
摆丝机1套成网机工作幅宽5600mm 1台，走布速度为7m/min，走布方向是直接给针刺机提供纤网。
针刺机预针刺和主针刺机相连，针板为双轴单针板，工作幅宽5600mm，植针密度为4500针/m，针刺频率1200次/min，针刺动程预针刺机为50mm，主针刺机为40mm，针刺深度；预针刺10mm，主针刺7mm，针刺形式预针刺为上刺式(由上而下)，主针刺为下刺式(由下而上)，输出辊走布速度为8m/min。
张力调节机自动调节非织造布的张力。
成卷机成卷速度8m/min，工作幅宽5600mm，纸管Φ76mm，卷装最大直径1000mm。
实例2生产PET纺粘针热轧非织造布。
产品规格幅宽5.2m，克重150g/m2，单丝纤度1.66dtex，生产能力以150g/m2计5000T/y。
生产时将成网机走向调至进入热轧机方向。工艺流程如附图1中的PET切片经干燥后进入螺杆挤压机——过滤器——纺丝机——侧吹风装置——管道气流牵伸装置——摆丝装置——成网机——热轧机——张力调节机——成卷机——分切机成品入库。各步工艺条件，与实例1相同，只有如下设备和条件改变1、纺织机中纺丝箱的喷丝板的孔数为96f。
2、成网机中走布速度13.6m/min，走布方向是直接给热轧机提供纤网。
3、热轧机1台工作幅宽5.4m，轧辊表面250-270℃，横向线压力10MPa，轧辊输出速度16.5m/min。
4、成卷最大直径600mm。
实例3生产PP纺粘针刺非织造布。
产品规格幅宽5.4m，克重300g/m2，单丝纤度4.44dtex，生产能力3200T/y。
生产时将成网机走布方向调至使纤网直接进入预针刺机方向。工艺条件控制1螺杆挤出机挤出量为420kg/h，工作温度256±1℃；滤后压力9±0.2MPa。
2、纺丝机喷丝板孔数为36f，双排丝，136个位，工作压力20±0.2MPa，工作温度250±1℃。
3、侧吹风除风温要求13±0.5℃外其他同实例1。
4、管道气流牵伸装置空气进入牵伸管的压力0.4MPa，每牵伸管供气量0.45m3/min，牵伸时丝束工艺速度3500m/min，其他如实例1。
5、摆丝设备如实例1。
6、成网机走布速度4m/min，其他如实例1。
7、针刺机走布速度为4.9m/min，其他如实例1。
8、张力调节和成卷等如实例1。
实例4生产PP纺粘热轧非织造布。
产品规格幅宽5.2m，克重100g/m2，单丝纤度1.5dtex，生产能力3200T/y。
生产时将成网机走向调至热轧机方向。工艺流程如实例2。
工艺条件控制除下列条件变换外，其他与实例3相同。
1、纺丝机喷丝板的孔数为96f。
2、成网机中走布速度12.6m/min。
3、热轧机工作幅宽5.400m，轧辊表面温度145±1℃，横向线压力8MPa，轧辊输出速度15.30m/min。
实例5生产PE纺粘热轧非织造布。
产品规格幅宽5.2m，克重110g/m2，单丝纤度1.66dtex，生产能力3000T/y。
生产时将成网机走向方向调至热轧机输入口。工艺流程同实例2。工艺条件控制除下列有所改变外，其他如实例3。
1、螺杆挤出机工作180±1℃。
2、纺丝机工作温度170±1℃。
3、成网机走布速度10.7m/min。
4、热轧机走布速度12.9m/min实例6PET纺粘针刺非织造布的生产工艺流程如实例1，工艺条件除下述有改变外，其他与实例1同螺杆挤出机挤出量500kg/h。
纺丝机双排丝128个位，喷丝板孔数24f。
成网机向针刺机输送纤网速度5m/min。
产品幅宽5.4m，克重350g/m2，单丝纤度4.00dtex。
实例7
PET纺粘热轧非织造布的生产。
工艺流程如实例2，工艺条件除下述条件改变外，其他成网机前同实例1，成网机及其后如实例2。
螺杆挤压机挤出量600kg/h。
纺丝机双排丝128个位，喷丝板孔数72f。
产品幅宽5.2m，克重135g/m2，单丝纤度1.66dtex。
权利要求
1.一种单组分纺粘针刺、纺粘热轧非织造布的生产方法，其特征在于在一条生产线上可生产不同树酯的纺粘针刺，纺粘热轧非织造布；其工艺流程为树酯切片经干燥后进入螺杆挤压机(1)熔融挤出，经过滤器(2)过滤并在纺丝机(3)中的喷丝板孔喷成细丝，经侧风吹装置(4)风吹冷却固化、管道气流牵伸装置(5)牵伸成更细丝束，由摆丝机(6)将其摆送到成网机(7)上成为纤网；成网机的走布方向是双向可调，既可将纤网直接输送到预针刺机(8)，经主针刺机(9)针刺固结，再经张力调节机(10)切边成卷机(11)而制得纺粘针刺非织造布；又可将纤网直接输送到热轧机(12)热轧后经张力调节机(13)、成卷机(14)制得纺粘热轧非织造布；所述不同树酯为PET、PP、PE、PA6、PBT中之一。
2.根据权利要求1所述纺粘非织造布的生产方法，其特征在于所述的工艺流程，其各步工序的工艺条件的控制范围为(1)螺杆挤出机挤出量可调，最大可达750kg/h，工作时滤后压力为6-10±0.1-0.2MPa，工作温度100-320±0.5-1.0℃；(2)纺丝机每个纺丝箱为双排丝，同一排纺丝组件的位距60-140mm，64-136个位，工作压力15-25±0.1-0.2MPa，工作温度180-300±0.5-1.0℃，喷丝板孔数24-96f，可更换；(3)侧吹风装置工艺送风，风温13.0-22.0℃，风湿7±3％，风道静压500-600±10Pa；环境送风，风温18.0-24.0℃，风湿70-90％；(4)管道气流牵伸装置气流牵伸时丝束工艺速度3000-5500m/min，压缩空气进入牵伸管压力0.4-0.6MPa，每个牵伸管供气量0.40-0.60m3/min，供气温度20-40℃。(5)摆丝装置组合式，双板摆结构，摆丝频率、摆幅及升降高度均可按需要调节。(6)成网机走布双向可调，工艺速度2-120m/min，可调。(7)针刺机预、主针刺方向相反，植针密度4000-5000针/m，针频1000-1500次/min，输出辊速度2-12m/min，针刺动程30-60mm，针刺深度7-12mm。(8)热轧机轧辊表面温度100-300℃，其横向线压力4-12MPa，输出速度10-120m/min。
3.根据权利要求1或2所述纺粘非织造布的生产方法，其特征在于PET的纺粘针刺，纺粘热轧非织造布工艺条件的控制范围为(1)螺杆挤压机挤出量210-650kg/h，工作温度250-310℃±0.5-1.0，滤后压力6-10±0.1-0.2MPa；(2)纺丝机双排丝，36-136个位，喷丝板孔数24-96f针刺工艺生产时为36f，热轧工艺生产时为96f，工作温度288-295±1℃工作压力15-25MPa；(3)侧吹风装置工艺送风的风温22±0.5℃；(4)管道气流牵伸装置压缩空气进入牵伸管压力0.5-0.6Mpa，每个牵伸供气量0.55-0.60m3/min，气流牵伸时丝束工艺速度5000-5500m/min；(5)成网机用针刺工艺生产时非织造布的克重为100-800g/m2时走布速度9-3m/min；用热轧工艺生产时非织布克重为15-230g/m2，其走布速度92-9m/min。
4.根据权利要求1或2所述纺粘非织造布的生产方法，其特征在于PP的纺粘针刺、纺粘热轧非织造布工艺条件的控制范围为(1)螺杆挤压机挤出量140-435kg/h，工作温度180-260±1℃，滤后压力6-9±.02Mpa；(2)纺丝机双排丝，36-136个位，喷丝板孔数24-96f±1针刺工艺生产时为24-36f，热轧工艺生产时为32-96f，工作温度180-250±1℃；(3)侧吹风装置工艺送风的风温13-15℃；(4)管道气流牵伸装置压缩空气进入牵伸管压力0.4-0.6Mpa，每个牵伸供气量0.45-0.60m3/min，气流牵伸时丝束工艺速度3000-4000m/min；(5)成网机用针刺工艺生产时非织造布重100-800g/m2时走布速度10-2.5m/min；用热轧工艺生产时非织造量为15-230g/m2，其走布速度92-9m/min。
全文摘要
一种单组分多功能纺粘针刺、纺粘热轧多功能非织造布的生产方法，工艺流程是切片树脂经过干燥入螺杆挤出机挤出，经过滤器入纺丝机从喷丝板喷成细丝，由侧吹风冷却，管道气流牵伸后由摆丝机摆丝，在成网机上形成纤网，成网机的走布是双向的；既可将纤网输出至针刺机进行针刺固结，也可将纤网输出至热轧机进行热轧固结，各自再经张力调节，切边成卷而成纺粘针刺和纺粘热轧产品。工艺各步设备和条件都是可调控的，这条生产线可以生产多种原料的纺粘针刺、纺粘热轧产品，特别适合于PET、PP的纺粘针刺和纺粘热轧产品的生产。其高效、低能耗并可减少和降低如设备和建筑等项投资和管理费用。多功能及低成本是本发明突出特点。
文档编号D04H3/105GK1492093SQ0313418
公开日2004年4月28日 申请日期2003年8月25日 优先权日2003年8月25日
发明者高雨声, 井孝安, 陈和富, 高志勇, 延俊生 申请人:高雨声, 井孝安, 陈和富, 高志勇, 延俊生