一种熔喷无纺布的成型工艺的制作方法

一种熔喷无纺布的成型工艺
1.本案是针对中国专利申请号：202010305763.2、专利名称为：一种熔喷无纺布的制备方法、申请日为：2020.04.17的专利的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及口罩领域，尤其涉及一种熔喷无纺布的成型工艺。


背景技术：

3.目前，熔喷无纺布的加工通常都是利用熔融挤压机构进行喷丝，而后在凝网机构上成型，其往往都是利用聚丙烯材料作为原来进行的。现有的熔喷无纺布的加工设备可以参考中国专利号：cn200810020638.6公开的一种熔喷无纺布加工机，属于无纺织机械技术领域，它包括一第一机架；一以水平状态地设在第一机架后端的用于将塑料粒子加工成热熔融纤维的熔融挤压机构；一用于将短纤维引送到所述的熔融挤压机构的喷丝头的前方并且迫使短纤维与喷丝头所喷出的热熔融纤维相汇合而形成熔喷纤维层的短纤维输送机构，设在第一机架的前端；一用于将无纺纤维布与所述的熔喷纤维层的上下表面进行络合而形成熔喷无纺布成品的复合成型机构，配置在短纤维输送机构的下方并且与所述的喷丝头的前方相对应。优点：熔融挤压机构、短纤维输送机构、复合成型机构配置合理，结构简练；上述三个机构协同工作能满足连续生产熔喷无纺布的加工工艺要求和批量化的产能要求。
4.但是，现有的喷丝头在喷出时与短纤维结合的这一步骤往往效果不好，其一是由于短纤维在输入时往往会带动部分气流，这部分气流会引起喷出的热熔融纤维的紊乱，使得熔喷无纺布在成型后，得不到较好结合状态的形态；其二是热熔融纤维会产生逸散，这一部分逸散的材料，不仅造成工作效率的下降，在回收上也存在较大的问题，容易造成原料的浪费。另外，在热熔融纤维喷出的时候，短纤维的加入也会呈现一定困难的，因为热熔融纤维的喷出会导致短纤维被排斥，导致无法有效融入至热熔融纤维之内，从而影响熔喷无纺布的品质。


技术实现要素：

5.因此，针对上述的问题，本发明提出一种熔喷无纺布的成型工艺，其解决了现有技术中存在的短纤维加入热熔融纤维时产生不良效果的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种熔喷无纺布的成型工艺，包括以下步骤：
7.第一步，聚丙烯切片在挤压机中加热成熔融状态后挤出，到达喷嘴，而后通过喷嘴喷出，喷向凝网装置，在喷嘴的周侧上设置有具有缺口的环状吹风口，环状吹风口在喷嘴周围形成具有缺口的风幕；
8.第二步，在喷嘴与凝网装置之间且位于风幕的缺口处设置有短纤维喷丝装置，利用短纤维喷丝装置对未凝固的聚丙烯纤维进行叠加喷丝，进行复合形成复合丝；
9.第三步，在短纤维喷丝装置的下方设置弧形吹风口，用于实现对具有缺口的风幕
的闭合，实现复合丝的导向，且在短纤维喷丝装置的上方设置水平遮挡吹风口，实现气流由外吹向风幕的缺口。
10.进一步的，第一步中，所述喷嘴包括连接挤压机的挤压腔、连接挤压腔的锥形导向腔、连接锥形导向腔的喷丝管道、连接喷丝管道的喷丝口，所述喷丝管道上靠近喷丝口的部位处设有弧形扩展腔，所述喷嘴的圆周外侧上设有环形体，所述环形体与喷嘴之间形成吹气腔，所述环形体的一端位于喷丝口处，另一端与喷嘴的外侧形成与导风口，所述导风口与外部风压设备相连以实现气流导入，所述环形体与喷嘴之间于靠近喷丝口的一侧上设有锥形块以形成具有缺口的环状吹风口。
11.进一步的，所述弧形扩展腔的最大横截面积为喷丝管道横截面积的1.2－1.5倍。
12.进一步的，所述锥形块的锥形角小于10度且大于5度。
13.进一步的，所述吹气腔呈一锥形状环绕于喷丝管道圆周外侧，所述吹气腔与喷丝管道的夹角小于15度。
14.进一步的，所述喷嘴上位于环状吹风口处设有一弧形凹陷，所述弧形凹陷的深度小于2mm。
15.进一步的，所述凝网装置包括凝网辊、设于凝网辊左侧的降温循环装置、设于凝网辊右侧的常温循环装置，所述凝网辊上方位于降温循环装置与常温循环装置之间形成进料口，所述凝网辊下方位于降温循环装置与常温循环装置之间形成出料口，所述降温循环装置包括下冷气箱、上回流箱，所述下冷气箱连通外部冷气设备，所述下冷气箱靠近凝网辊的一端设有复数个冷气出口，所述上回流箱与外部负压装置连通，所述上回流箱靠近凝网辊的一端设有复数个冷气进口，所述常温循环箱包括上出气箱、下回流箱，所述上出气箱与外部正压装置连通，所述下回流箱与外部负压装置连通，所述上出气箱靠近凝网辊的一端设有复数个出气口，所述下回流箱靠近凝网辊的一端设有复数个进气口。
16.进一步的，所述进料口上设有锥形导料斗。
17.进一步的，所述短纤维为聚丙烯短纤维或涤纶纤维。
18.进一步的，聚丙烯纤维与短纤维的重量比值为1.8－3：1。
19.通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
20.1、本方案利用环状吹风口形成具有缺口的风幕，而在风幕的缺口处设置短纤维喷丝装置，从而实现短纤维更有效地融入至热熔融纤维中。热熔融纤维越靠近凝网装置的形态是越好的，这个时候添加效果是最好的，但是风幕在越靠近喷嘴处的形态是越完整的，越靠近凝网装置是越松散的，这样就会大大影响短纤维的添加。即使风幕具备了缺口，该缺口在越靠近凝网装置处是越封闭的，因此将短纤维喷丝装置设置在喷嘴与凝网装置之间靠近凝网装置1/2至1/3是比较好的选择。另外，在短纤维喷入后，风幕缺口的作用已经没有了，这个时候再留风幕缺口就会产生不良影响，因此利用弧形吹风口将风幕缺口进行封闭，有利于凝网成型。而由于上方气流的影响，容易使得短纤维在喷出的瞬间就有下坠的趋势，这样的添加并不是非常有利，产生的熔喷无纺布的质量并不太高，因此，利用一个平流的气流实现部分的遮挡，从而使得短纤维在喷出后有一定穿入力，从而进入热熔融纤维的内部，有利于熔喷无纺布质量的提高。平流的气流强度是一个较小的气流，其是根据风幕来进行调节的，目的在于不破坏风幕的整体结构，通常设置为风幕风压大小的1/3－1/4。这样成型的熔喷布，可以有较多的短纤维的加入，从而有效降低成本，并且在产品的质量上基本达到现
有常规熔喷无纺布的水平，其短纤维与聚丙烯纤维的重量比值可以达到1：1.8－3，当然这只是一个较佳选择的比值，也可以提高聚丙烯纤维的比重。
21.2、喷嘴的设置，特别是其中弧形扩展腔的设置，其目的在于给予即将喷出的材料一定的搅动作用，从而使得喷出的热熔融纤维丝具有更强的扩散性，从而实现更分散的目的，形成更好的丝状叠加的熔喷无纺布。但是这个本身来说也是一个缺点，由于其扩散性的加大，会导致其不易控制、散乱等，但是这个时候通过环状吹风口的有效设置可以来弥补这一缺陷，而由于环状吹风口的设置，也就有了风幕的缺口的设置，从而有效实现短纤维的加入。并且是通过锥形块来实现风幕缺口的成型的，这样在理论上形成的风幕缺口会形成一个上小、下大的状态，但是由于风力削弱的因素，实际上风幕的缺口在下端是会逐渐散乱且闭合的。
22.3、弧形扩展腔的最大横截面积为喷丝管道横截面积的1.2－1.5倍，其不宜过大，过大容易导致原材料形成一个爆裂的状态，不宜于生产的顺畅进行。
23.4、如上所述，由于风力削弱的因素，实际上风幕的缺口在下端是会逐渐散乱且闭合的，这个时候控制好锥形角的角度，以及配以是当的风压，实际上可以形成一个较为合理的缺口状态的。本方案中形成风幕的风压可以在0.3－0.45mpa中选择，锥形角可以在5－15度进行选择，本方案中具体实施时采用的有(0.3mpa，5度)、(0.32mpa，6度)、(0.35mpa，7度)、(0.38mpa，8度)、(0.4mpa，10度)、(0.42mpa，12度)、(0.45mpa，15度)，所产生的效果基本相似。
24.5、弧形凹陷的设置可以有效实现风压有一个向外的些微转折，如此设置的目的在于防止倾斜状态的风幕对于热熔融纤维的影响，而又不影响风幕的形成。
25.6、凝网装置的设置，其目的在于有效实现凝网的有效成型与有效脱离，形成更好的熔喷无纺布。通过下冷气箱、上回流箱形成的降温循环箱，其目的在于使得凝网辊的温度降低，从而有效在转动后承接热熔融纤维，这样即可以有效实现熔喷无纺布更易于脱离，也使得热熔融纤维更快凝结固化，从而有效提高质量，也在于有效带走部分热量。通过上出气箱、下回流箱形成的常温循环箱，其目的在于带走热气、气流，从而不影响凝网的有效成型。并且，气流的大小不宜过大，防止对于凝网的破坏，其大小应根据实际的尺寸、气温等状态进行调节。本方案中，冷气温度为10－15度，其也可以是其他温度。另外在进料口处设置有导料斗，风幕的指向可以位于该导料都内，这样有利于凝网成型的操作。
附图说明
26.图1是本发明的结构示意图；
27.图2是锥形块与喷嘴配合的结构示意图；
28.图3是短纤维喷丝装置与风幕配合的结构示意图；
29.图4是图1中a处的放大图。
具体实施方式
30.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
31.参考图1至图4，本实施例提供一种熔喷无纺布成型装置，包括挤压机(图中未示出)、设于挤压机前端的喷嘴1、凝网装置2，所述喷嘴1与凝网装置2之间设置有短纤维喷丝
装置3，其中挤压机、短纤维喷丝装置均为现有常规设备，在此不予赘述。所述短纤维喷丝装置3下方设置有弧形吹风口31，所述弧形吹风口31指向凝网装置2，所述短纤维喷丝装置3的上方设置水平遮挡吹风口32，弧形吹风口31与外部的正压设备相连通，所述水平遮挡吹风口连通吹风设备。所述喷嘴1包括连接挤压机的挤压腔11、连接挤压腔11的锥形导向腔12、连接锥形导向腔12的喷丝管道13、连接喷丝管道13的喷丝口14，所述喷丝管道13上靠近喷丝口的部位处设有弧形扩展腔131，所述喷嘴1的圆周外侧上设有环形体4，所述环形体4与喷嘴1之间形成吹气腔41，所述环形体4的一端位于喷丝口14处，另一端与喷嘴1的外侧形成与导风口42，所述导风口42与外部风压设备相连以实现气流导入，所述环形体4与喷嘴1之间于靠近喷丝口14的一侧上设有锥形块5以形成具有缺口的环状吹风口51，所述环状吹风口51吹出后会形成风幕52。所述喷嘴1上位于环状吹风口51处设有一弧形凹陷15，所述弧形凹陷15的深度小于2mm，本方案设置为1.5mm。
32.所述弧形扩展腔131的最大横截面积为喷丝管道13横截面积的1.2－1.5倍，本方案取1.3倍。所述锥形块5的锥形角小于10度且大于5度，本方案选择为8度。所述吹气腔41呈一锥形状环绕于喷丝管道13圆周外侧，所述吹气腔41与喷丝管道13的夹角小于20度，本方案中选择15度。
33.所述凝网装置2包括凝网辊21、设于凝网辊21左侧的降温循环装置、设于凝网辊21右侧的常温循环装置，所述凝网辊上方位于降温循环装置与常温循环装置之间形成进料口22，所述凝网辊21下方位于降温循环装置与常温循环装置之间形成出料口23，所述降温循环装置包括下冷气箱24、上回流箱25，所述下冷气箱24连通外部冷气设备，所述下冷气箱24靠近凝网辊的一端设有复数个冷气出口241，所述上回流箱25与外部负压装置连通，所述上回流箱25靠近凝网辊的一端设有复数个冷气进口251，所述常温循环箱包括上出气箱26、下回流箱27，所述上出气箱26与外部正压装置连通，所述下回流箱27与外部负压装置连通，所述上出气箱26靠近凝网辊的一端设有复数个出气口261，所述下回流箱27靠近凝网辊的一端设有复数个进气口271。所述进料口22上设有锥形导料斗221。
34.基于上述熔喷无纺布成型装置，还提供一种熔喷无纺布的成型工艺，包括以下步骤：
35.第一步，聚丙烯切片在挤压机中加热成熔融状态后挤出，到达喷嘴，而后通过喷丝口喷出，喷向凝网装置，在喷嘴的周侧上设置有具有缺口的环状吹风口，环状吹风口在喷嘴周围形成具有缺口的风幕；
36.第二步，在喷嘴与凝网装置之间且位于风幕的缺口处设置有短纤维喷丝装置，利用短纤维喷丝装置对未凝固的聚丙烯纤维进行叠加喷丝，进行复合形成复合丝；
37.第三步，在短纤维喷丝装置的下方设置弧形吹风口，用于实现对具有缺口的风幕的闭合，实现复合丝的导向，且在短纤维喷丝装置的上方设置水平遮挡吹风口，实现气流由外吹向风幕的缺口；
38.第四步，下冷气箱释放冷气，上回流箱进行冷气回流，从而实现凝网辊的降温；
39.第五步，上出气箱释放气流，下回流箱进行气流回流，从而实现凝网辊部位处的气流阻挡，便于成型，也防止气流对热熔融纤维产生影响。
40.第六步，成网输出。
41.上述步骤中的气压、温度，均与现有工艺区别不大，可以根据实际的需要进行调
节，其为公知，在此不予赘述。可以参考中国专利号：201810530723.0公开的一种亲水改性聚丙烯熔喷无纺布生产工艺，或者中国专利号：200810119520.9公开的一种超细熔喷无纺布混合材料、其制备的熔喷无纺布及其制造方法，或者中国专利号：cn201280006732.0公开的由极细纤维构成的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的制造方法及用于制造该熔喷无纺布的装置。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
46.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。