一种无基布非织过滤材料的生产工艺及其专用装置的制造方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及一种非织造过滤材料，尤其是设及一种过滤粒径在2.5微米W下细颗 粒物粉尘的无基布非织过滤材料生产方法及其专用装置。
【背景技术】：
[0002] 非织造过滤材料因其加工流程短、成本低已被广泛用于空气过滤行业。目前非织 造过滤材料普遍采用针刺纤维拉、水刺纤维拉及纺粘拉等几类。然而采用常规纤维制成的 滤料孔径相对那些细小微粒来说还是偏大，微尘颗粒还是很容易进入滤料中，运样就导致 滤料的喷吹周期缩短，而且时间长了滤料的透气性能和过滤效率也随之降低。因而常规纤 维滤料很难达到PM2.5指标要求，或者需要与其他更加昂贵的高性能纤维或者薄膜复合加 工才能提高其过滤性能。
[0003] 针对运个问题，研发人员期望通过超细纤维开发过滤材料来实现高过滤效率及较 好的透气性。然而通过常规海岛型复合纤维经针刺或水刺制成非织造布成品后，再通过烧 碱减量开纤获得超细纤维滤料，但其过滤效率仍无法达到人们的预期希望。专利公开号(CN 104208950A)较好的解决了上述运个问题，即先通过预针刺工艺，在预针刺拉较松软的状态 下进行超细纤维开纤，然后再进行水刺加固成型。
[0004] 然而该工艺存在W下技术矛盾，即为了提高水刺成品拉的水刺成型效率，预针刺 拉要尽可能的松软;而为了减少碱减量开纤过程中机械外力对预针刺拉产生变形影响，预 针刺拉要尽可能结实硬挺不易变形。为此专利公开号(CN 104208950 A)为解决运个问题， 设计增加了基布层，即在过滤材料中间增加一层网格布，在不影响预针刺拉松软性能的前 提下提高了预针刺拉的抗变形能力，但该设计也限定了该专利只能应用于基布类非织过滤 材料。另一方面，由于无基布非织过滤材料在非织加工工艺中工序简单快捷，且透气性能比 有基布非织过滤材料要来的好。因此，开发一种既能广泛适用无基布及有基布高效过滤效 果的非织过滤材料，又能有效解决预针刺拉开纤过程中变形大的问题，是目前面临的最大 技术难题。
【发明内容】
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[0005] 针对上述问题，本发明设计了一种用于预针刺拉开纤的专用装置，该装置有效的 解决了无基布预针刺拉在较小外力下易变形的技术问题，并提供了一种无基布非织过滤材 料的生产工艺。
[0006] 本发明的第一方面是提供一种用于预针刺拉开纤的专用装置，其特征在于:包括 缸身，缸身的底部与真空累相连，在缸身上设置有侧口和进料口，布笼安装于缸身内，布笼 包括底盘，小马达与底盘联动连接，布笼中屯、管固定设置于底盘的中屯、位置，在布笼中屯、管 的管壁上均匀设有若干小孔，布夹安装于布笼中屯、管上，离屯、累的一端与布笼中屯、管相连， 离屯、累的另一端与驱动马达相连。
[0007] 作为进一步的设置：
[0008] 所述的缸身，采用在缸身侧壁设置侧口，方便无基布预针刺拉的进布取布操作。侧 口采用滑移开口方式，关口时，侧口滑移进入口框内，与口框部分交错紧贴，n框内壁与侧 口交错部分采用密封材料。
[0009] 所述布笼中屯、管为圆形中空金属管，并且在管壁上分布有小孔。同时布笼中屯、管 设有布夹，无基布预针刺拉通过侧口进入缸体内，在布笼中屯、管用布夹夹住布头。
[0010] 所述布笼设有带均匀孔桐的光滑底盘，布笼中屯、管固定在底盘正中，并且底盘通 过与小马达相连，进布时通过开动小马达，使无基布预针刺拉均匀的缠绕在布笼中屯、管上。
[0011] 所述离屯、累的一端与布笼中屯、管相连，另一端与驱动马达相连，通过驱动马达提 供的动力，由离屯、累不断向布笼中屯、管输送或抽取碱液，并使碱液从布笼中屯、管的管壁小 孔处向外或向内喷射。通过运个方式使缠绕在布笼中屯、管上的无基布预针刺拉均匀给液， 且反应充分。
[0012] 所述真空累通过抽真空管与缸身底部相连，在负压状态下使无基布预针刺拉迅速 脱水。
[0013] 本发明的第二方面是提供了一种无基布非织过滤材料生产工艺，其特征在于，包 括W下步骤：
[0014] (1)、复合纤维与普通PI^纤维均匀铺网：
[0015] 将复合纤维与普通PPS纤维按90/10~50/50比例均匀混合后铺网，按实际需求铺 成一定厚度；
[0016] 所述复合纤维为海岛型复合纤维或裂片型复合纤维。
[0017] 所述海岛型复合纤维采用PPS/PET海岛结构复合纤维，其中PPS与阳T配比在90/10 ~70/30之间。
[0018] 所述裂片型复合纤维采用PPS/阳T裂片结构复合纤维，其中PI^与阳T配比在90/10 ~70/30之间。
[0019] (2)、预针刺:将步骤（1)铺网后的纤维经预针刺成无基布预针刺拉，针刺密度为： 50~200针八皿2;
[0020] 由于后道开纤工艺是在本发明的预针刺拉开纤专用装置中进行，因此对预针刺拉 的强度要求，相对一般高溫碱溶液的减量机要小的多，而预针刺拉越松软越有利于充分开 纤及成品拉的过滤效果。所W在预针刺采用降低针刺密度，达到预针刺拉松软目的。
[0021] 针对本发明的预针刺拉开纤专用装置的性能特点，在开纤过程中，预针刺拉受到 外力较小，且开纤处理后，预针刺拉水分较少，不需要与一般开纤工艺那样进行平幅压漉脱 水，可直接进入后道水刺工艺。因此，预针刺工艺中可大幅下降针刺密度至50~200针/cm 2， 优选为100针/cm2。
[0022] (3)、开纤：
[0023] 打开预针刺拉开纤专用装置的侧口，将无基布预针刺拉的布头夹在布笼中屯、管， 通过小马达使布笼中屯、管按一定速度自转，均匀的将预针刺拉缠绕到中屯、管上；
[0024] 关闭侧口后，从进料口加入烧碱5g/L~20g/L，启动驱动马达，使离屯、累开始工作， 升溫至100°C~130°C，保溫IOmin~30min，然后降溫至80°C W下；
[0025] 打开真空累，通过负压效应使缸内废液和预针刺拉内的剩余水分蒸发后被抽离， 实现脱水干燥目的，保持真空相对压力-30Kpa~-70Kpa，工作15min~45min;
[0026] 打开侧口，取出脱水干燥后的无基布预针刺拉。
[0027] (4)、水刺加固：
[0028] 脱水后的无基布预针刺拉不用烘干直接进行水刺加固，得无基布非织过滤材料。
[0029] 由于开纤后的纤维较为松散，所W初道压力不能太大，而且相比常规工艺纤维更 易缠结，根据不同克重要求水刺工艺不同，确定水刺加固工艺参数如下:采用四道水刺，初 道水刺压力为100-150MPa，第二道水刺压力为150-300MPa，第S道水刺压力150-300MPa，第 四道水刺压力100-250MPa。
[0030] 本发明的有益效果如下：
[0031] 1、本发明制备的为无基布的非织过滤材料，满足国家标准中对过滤材料经、缔向 强力的性能指标要求，具备工业实际应用性。排放浓度均远远低于30mg/m 3的国家标准，总 体过滤效率均大于99.999%，满足国家规定的99.9%的标准要求。
[0032] 2、与常规滤料、超细滤料对比：本发明的无基布的非织过滤材料，在排放浓度、总 体过滤效率及PM2.5过滤效率方面远远高于常规滤料;与专利公开号(CN 104208950 A)所 述的滤料相比，在缩率方面好的多，其他指标基本相同。运说明在保证滤料的性能功能上， 本发明在生产过程中尺寸稳定性更好，更有利于工业化规模化生产。
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