专利名称：纺粘法制造弹性无纺布的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弹性无纺布的生产方法及其设备，尤其涉及一种应用纺粘法生产弹性无纺布的方法及其设备。
背景技术：
无纺布是纺织工业中最年轻而最有发展前途的一个新兴领域，从1942年美国的无纺布开始产业化以来，在过去半个世纪的时间内，由于它具有工艺流程短、产量高、成本低、品种变化快、原料来源广泛等特点，并且还具有许多功能上的优异性能，已经获得了产业部门的很大重视和消费者的青睐。无纺布被广泛的应用于医疗用品、衣服衬料、家具防尘罩、尿布等许多工业产品上。
近年来，随着弹性无纺布的面世，给无纺布产业又带来了一次技术革命。目前生产弹性无纺布的方法主要有熔喷法和复合法两种。
中国专利申请号为03116761.6公开了一种熔喷成网制造聚氨酯弹性无纺布的方法及装置，该弹性无纺布的制造步骤为将聚氨酯粒子送入螺杆挤压机内，在180℃～260℃下经加热、熔融后，从模头的喷丝孔挤出，由于喷丝孔两侧的热气流喷吹，熔体被拉伸形成超细纤维，再经过自粘合后形成弹性无纺布。该熔喷法生产的弹性无纺布，在将聚氨酯粒子送入螺杆挤压机之前，一般要经过一道干燥工序，以去除原料中的水分，防止后续生产中纺出的丝断裂。同时，在该生产方法中，由于采用热气流喷吹工序，所以要严格控制该热气流的速度和温度参数，这样既增加了工艺的复杂性，又大大消耗了能量，增加了生产成本。
中国专利专利号为03204475.5公开了一种弹性复合无纺布的构成，该弹性复合无纺布由上层无纺布、下层无纺布和弹性材料构成，弹性材料位于上层无纺布和下层无纺布之间，弹性材料拉伸时上下表面复合上层无纺布和下层无纺布。从该结构可以看出，该结构的弹性无纺布生产条件要求高，工艺复杂，生长成本自然就会很高，使得用该方法生产弹性无纺布也受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的就是为了完善上述两种生产方法中生产工艺的不足，而提供的一种采用纺粘法制造弹性无纺布的方法以及应用该方法的设备。
为此，本发明所采取的技术措施是一种纺粘法制造弹性无纺布的方法，包括如下步骤1)将弹性体原料进行混合搅拌；2)将所述搅拌好的原料进行挤压熔融，获得熔融的物料；3)将所述熔融的物料进行过滤、计量和分配；4)所述分配计量好的熔融物料送入纺丝室进行纺丝，将纺出的丝条经冷风冷却，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，形成纤网；7)将该纤网经自粘合或热轧后，获得无纺布。
所述的弹性体原料为乙烯共聚物，该乙烯共聚物的硬度为邵氏60A～65A。
步骤2)所述挤压熔融温度为180℃～250℃，步骤3)所述过滤、计量和分配过程中温度为190℃～250℃，步骤4)所述纺丝温度为180℃～250℃，步骤5)所述牵伸速度为1500米/分钟～5000米/分钟，步骤6)所述热轧温度为30℃～120℃，所述热轧压力为3000Kpa～10000Kpa。
牵伸采用狭缝式气流牵伸。
为实现上述以纺粘法制造弹性无纺布的方法，本发明提供了应用该方法的制造弹性无纺布的设备，该设备包括喂料系统用于将原料与助剂混合后输送物料；挤压机使物料软化、熔融并充分混合成为熔体；过滤系统连接与挤压机和熔体管道之间，以滤掉熔融混合后熔体中的杂质。
熔体管道所述熔体从挤压机出来后经该管道流入计量泵，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；计量泵通过熔体管道与所述挤压机连接，用于精确计量并分配所述熔体，计量并分配好的熔体经分配管道进入纺丝室；纺丝室通过分配管道与所述计量泵连接，将所述分配后的熔体纺成初生长丝，所述纺丝室包括纺丝组件，用以提供将所述熔体纺成丝的条件；冷却风窗，对所述纺丝组件中纺出的丝进行高速冷却结晶。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。
牵伸器对所述初生长丝进行牵伸，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，从而获得具有一定取向、力学性能以及一定纤度的纤维，该纤维具有一定的强度、耐磨性和适当的伸长率。作为优选，所述牵伸器为狭缝式气流牵伸器。
成网机对从牵伸器出来的纤维进行铺网并输送到热轧系统；热轧系统加固所述铺网后形成的纤网，以获得无纺布。其中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，而结成硬块或使纺出的布成为膜。经热轧后获得的无纺布通过一冷却辊快速冷却后，就可送入收卷机进行收卷，以获得成品。
为达到最优，该设备还包括位于成网机下方的吸风系统，该系统将所述纤网牢固地吸附在成网机上，同时将多余的风排掉。
所述挤压机为螺杆挤压机。螺杆挤压机应该保持适当的温度，该稳定能保证原料的充分熔融，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。
本发明中，为应用纺粘法生产弹性无纺布，上述设备中螺杆挤压机的温度设定为180℃～250℃，熔体管道的温度为180℃～250℃，过滤系统中的温度为190℃～250℃，纺丝组件中的温度为180℃～250℃，优选为190℃～220℃，牵伸速度为1500米/分钟～5000米/分钟，优选为2000米/分钟～4000米/分钟，所述热轧温度为30℃～120℃，优选为30℃～80℃，所述热轧压力为3000Kpa～10000Kpa。
本发明制造弹性无纺布的方法和装置具有如下的技术效果1、应用本发明获得的纤维为连续长丝，因此具有很高的强力，不易断裂。而不像熔喷法形成的纤维为不连续的短纤维，强力很差，制成的弹性无纺布容易断裂；2、工艺简单，节约能量，降低成本，应用本发明获得的纤维不需要对原料进行干燥，不需要用热气流对纺丝进行拉伸。
综上述可见，本方法是一种极具发展前途的生产弹性无纺布的方法。
图1是本发明的纺粘法制造弹性无纺布设备的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和试验数据对本发明作进一步详细说明。
实施例1如图1所示，首先将弹性体原料从纺前料斗1将原料送入三组分喂料系统2进行混合搅拌后，送入螺杆挤压机3中进行挤压熔融，螺杆挤压机3的温度为200℃，物料被充分熔融混合后送入过滤系统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中，计量泵6与纺丝室8之间通过分配管道7连接，计量泵6和分配管道7的温度保持在200℃左右。
在纺丝室8中进行纺丝，纺丝室8包括纺丝组件82和冷却风窗81，纺丝组件82纺出的丝经冷却风窗81风冷后，形成结晶初生长丝，风温设定为8℃～20℃，风速设定为3～7米/秒。初生长丝被送入狭缝式气流牵伸器9进行牵伸，牵伸速度为2500米/分钟，牵伸后获得纤维度为1～1.5D的纤维。
从狭缝式气流牵伸器9中出来的丝条送到成网机11上进行铺网，成网机11下方设置有吸风系统12，铺好的纤维经自粘合或热轧系统13加热加压热轧，热轧的温度为80℃，压力为5000Kpa，热轧后形成的无纺布经过一冷却辊(图中为标示)的冷却后送入收卷机14收卷获得弹性无纺布产品。
该实施例的工艺参数和最终所获得的弹性无纺布产品(样品1)的力学性能参见下表1表1
实施例2如图1所示，首先将弹性体原料从纺前料斗1将原料送入三组分喂料系统2进行混合搅拌后，送入螺杆挤压机3中进行挤压熔融，螺杆挤压机3的温度为205℃，物料被充分熔融混合后送入过滤系统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中，计量泵6与纺丝室8之间通过分配管道7连接，计量泵6和分配管道7的温度保持在205℃左右。
在纺丝室8中进行纺丝，纺丝室8包括纺丝组件82和冷却风窗81，纺丝组件82纺出的丝经冷却风窗81风冷后，形成结晶初生长丝，风温设定为10℃～15℃，风速设定为4～8米/秒。初生长丝被送入狭缝式气流牵伸器9进行牵伸，牵伸速度为3500米/分钟，牵伸后获得纤维度为1～1.5D的纤维。
从狭缝式气流牵伸器9中出来的丝条送到成网机11上进行铺网，成网机11下方设置有吸风系统12，铺好的纤维经自粘合或热轧系统13加热加压热轧，热轧的温度为60℃，压力为6000Kpa，热轧后形成的无纺布经过一冷却辊(图中为标示)的冷却后送入收卷机14收卷获得弹性无纺布产品。
该实施例的工艺参数和最终所获得的弹性无纺布产品(样品2)的力学性能参见下表2表2
综上所述，可以看到，本发明所采用的方法以及应用该方法所使用的设备结构简单，工艺流程短，所得的弹性无纺布强度强、弹性好成本低，强力要比熔喷法聚氨酯弹性无纺布好，生产工艺要比复合弹性无纺布简单，且产品成本要比两者都要低。因此，是一种极具发展前途和高附加值产品的生产弹性无纺布的方法以及应用该方法所使用的设备。
权利要求
1.一种纺粘法制造弹性无纺布的方法，其特征在于，包括如下步骤1)将弹性体原料进行混合搅拌；2)将所述搅拌好的原料进行挤压熔融，获得熔融物料；3)将所述熔融物料进行过滤、计量和分配；4)所述分配计量好的熔融物料进行纺丝，并将纺出的丝条经冷风冷却，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，形成纤网；7)将该纤网经自粘合或热轧后，获得无纺布。
2.根据权利要求1所述的纺粘法制造弹性无纺布的方法，其特征在于，所述弹性体原料为乙烯共聚物。
3.根据权利要求2所述的纺粘法制造弹性无纺布的方法，其特征在于，所述乙烯共聚物的硬度为邵氏60A～65A。
4.根据权利要求1所述的纺粘法制造弹性无纺布的方法，其特征在于，步骤2)所述挤压熔融温度为180℃～250℃，步骤3)所述过滤、计量和分配过程中温度为190℃～250℃，步骤4)所述纺丝温度为180℃～250℃，步骤5)所述牵伸速度为1500米/分钟～5000米/分钟，步骤7)所述热轧温度为30℃～120℃，所述热轧压力为3000Kpa～10000Kpa。
5.根据权利要求1所述的纺粘法制造弹性无纺布的方法，其特征在于，所述牵伸采用狭缝式气流牵伸。
6.一种以纺粘法制造弹性无纺布的设备，其特征在于，它包括——喂料系统用于将原料与助剂混合后输送物料；——挤压机使物料软化、熔融并充分混合成为熔体；——过滤系统连接于挤压机和熔体管道之间，用以滤掉熔融混合后熔体中的杂质；——熔体管道所述熔体从挤压机出来后经该管道流入计量泵；——计量泵通过熔体管道与所述挤压机连接，用于精确计量并分配所述熔体，计量并分配好的熔体经分配管道进入纺丝室；——纺丝室通过分配管道与所述计量泵连接，将所述分配后的熔体纺成初生长丝，所述纺丝室包括为所述熔体纺成丝提供条件的纺丝组件和对所述纺丝组件中纺出的丝进行高速冷却结晶的冷却风窗；——牵伸器对所述初生长丝进行牵伸，以获得具有一定取向、力学性能以及一定纤度的纤维；——成网机对从牵伸器出来的纤维进行铺网并输送到热轧系统；——热轧系统加固所述铺网后形成的纤网，以获得无纺布；——收卷机对获得的无纺布进行收布成卷。
7.根据权利要求6所述的以纺粘法制造弹性无纺布的设备，其特征在于，该设备还包括位于成网机下方的吸风系统，该系统将所述纤网牢固地吸附在成网机上，同时将多余的风排掉。
8.根据权利要求6所述的以纺粘法制造弹性无纺布的设备，其特征在于，所述挤压机为螺杆挤压机。
9.根据权利要求6所述的以纺粘法制造弹性无纺布的设备，其特征在于，所述牵伸器为狭缝式气流牵伸器。
全文摘要
一种纺粘法制造弹性无纺布的方法及其设备，其方法包括搅拌、过滤、计量、纺丝、牵伸、铺网和热轧步骤，其设备包括喂料系统、挤压机、过滤系统、计量泵、纺丝室、牵伸器、成网机、热轧系统以及收卷机。本发明生产设备结构简单、工艺流程短，应用本发明的方法及其设备获得的弹性无纺布强度强、弹性好、成本低，可广泛地应用于服装、医用、包装、装饰等领域，是一种极具发展前途的生产方法。
文档编号D01D5/08GK1772992SQ20051010144
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者杨自然, 张志毅 申请人:纺粘无纺布(深圳)有限公司