專利名稱：填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料及其制備裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合非織造材料及其制備領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種填充羽毛纖維的非織造復(fù)合濾芯材料及其制備裝置及方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是羽絨、羽毛及其制品的生產(chǎn)和貿(mào)易大國(guó)，羽絨、羽毛資源豐富，年產(chǎn)量達(dá)六十多萬(wàn)噸，己經(jīng)形成300億元的市場(chǎng)規(guī)模，占世界總產(chǎn)量的60%。目前，除了 20%的羽絨被用作保暖填充材料外，剩下80 %的羽毛資源只被利用了 3 % 5 %，主要用作填充料、羽毛球及工藝品，少數(shù)用來(lái)提取蛋白質(zhì)作肥料。國(guó)內(nèi)外對(duì)羽毛及其制品的研究開(kāi)發(fā)還停留在原材料粗加工的水平上，羽毛資源總利用率不高，主要被作為廢棄物而通過(guò)焚燒或填埋的方式處理掉，給生態(tài)環(huán)境造成較大的污染。羽毛絨是禽類皮膚的衍生物，主要分為羽絨和羽毛。羽絨羽枝從羽干或羽根上分離后稱為絨絲；羽毛羽枝從羽干上分離后稱為羽絲。絨絲和羽絲統(tǒng)稱為羽毛纖維。羽毛纖維平直，沒(méi)有抱合性，抗拉強(qiáng)度較低，不能直接用來(lái)紡紗，無(wú)法形成純羽毛纖維織物。如果與其它纖維混紡，羽毛纖維的填充量也不能太高，一般不超過(guò)60 %，否則紗線抗拉強(qiáng)度低，表面毛羽多，條干不勻。許多研究發(fā)現(xiàn)，羽毛纖維可以很好地吸附水中的重金屬離子和有害染料，如孔雀綠、靛藍(lán)FCF和苯酚等。因此，將羽毛纖維用于污水和廢水處理，可以很好地吸附水中的有害物質(zhì)。但是羽毛纖維離散性太大，漂浮在水中變成雜質(zhì)，回收困難，迄今還未見(jiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用。專利CN1570273公開(kāi)了一種利用家禽羽毛生產(chǎn)特種紙張的工藝，它采用羽毛纖維為主要原料，按一定比例與植物纖維漿配抄，從而生產(chǎn)出可以應(yīng)用于多種用途的特種紙張。 該發(fā)明中，羽毛纖維要采用高濃盤磨機(jī)制成羽毛纖維漿后才可以與植物纖維漿混合，成形為紙張后還需進(jìn)行漂白，制作工藝復(fù)雜，成本高。專利CN101385921公開(kāi)了一種羽毛纖維的非織造復(fù)合過(guò)濾材料及其制備方法，它是通過(guò)在羽毛纖維中混入雙組分纖維，然后通過(guò)氣流成網(wǎng)和針刺加固的方法將其成形為具有一定力學(xué)性能的纖維網(wǎng)，然后再通過(guò)熱風(fēng)烘箱熱熔加固，得到復(fù)合過(guò)濾材料。該過(guò)濾材料具有較好的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。但該材料成形工藝流程較長(zhǎng)，設(shè)備投入較大，而且該羽毛非織造復(fù)合過(guò)濾材料使用不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種填充羽毛纖維的非織造復(fù)合濾芯材料及其制備裝置及方法，所述的非織造復(fù)合濾芯材料整體均勻性好、表面平整、不掉毛，且可以有效吸附廢水中的重金屬、染料、油污和有機(jī)溶劑等有害物質(zhì)，凈化水質(zhì)；所述的制備方法不需預(yù)先處理羽毛纖維，工藝簡(jiǎn)單。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，由芯層、中間層和表層組成，中間層居中，芯層和表層分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面，所述的芯層為熔噴纖維，中間層為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層為熔噴纖維。優(yōu)選地，所述的芯層由聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片經(jīng)熔噴得到的熔噴纖維構(gòu)成，芯層的厚度為3 6mm，長(zhǎng)度為500 1400mm，熔噴纖維的直徑為 4 6μπι，孔隙率為73 78%。優(yōu)選地，所述的中間層由聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片在熔噴過(guò)程中混入羽毛纖維而形成的復(fù)合材料構(gòu)成，中間層的厚度為3 69_，長(zhǎng)度為500 1400mm，羽毛纖維的含量為60% 80%，孔隙率為78 85%。優(yōu)選地，所述的表層由聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片經(jīng)熔噴得到的熔噴纖維構(gòu)成，表層的厚度為3 6mm，長(zhǎng)度為500 1400mm，纖維直徑為4 6 μ m，孔隙率為73 78%。優(yōu)選地，所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的長(zhǎng)度為500 1400mm，內(nèi)徑為 25mm、28mm、30mm 或 35mm,外徑為 50 100mm。本發(fā)明還提供了上述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置，包括傳統(tǒng)的熔噴裝置，所述的傳統(tǒng)的熔噴裝置包括螺桿擠出機(jī)和濾芯接收卷繞裝置，其特征在于，還包括羽毛纖維喂入裝置，所述的羽毛纖維喂入裝置包括圓管、空壓機(jī)和喂棉稱量機(jī)，所述的圓管的上管口以及空壓機(jī)的壓縮空氣出口與喂棉稱量機(jī)出口相連接，所述的圓管的下管口設(shè)于螺桿擠出機(jī)和濾芯接收卷繞裝置之間形成的熔噴熱空氣流上方的位置處。本發(fā)明還提供了上述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法，其特征在于，采用上述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置，具體步驟為第一步將聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片通過(guò)螺桿擠出機(jī)加熱熔融，經(jīng)噴絲孔擠出后在熱空氣牽伸下到達(dá)濾芯接收卷繞裝置，冷卻形成芯層；第二步在運(yùn)行螺桿擠出機(jī)和濾芯接收卷繞裝置的同時(shí)，打開(kāi)羽毛纖維喂入裝置， 將羽毛纖維喂入到熔噴熱空氣流中，與熔噴纖維一起凝聚到濾芯接收卷繞裝置上，自然冷卻后在芯層的外側(cè)形成羽毛纖維和熔噴纖維的復(fù)合層，即中間層；第三步停止喂入羽毛纖維，繼續(xù)進(jìn)行熔噴生產(chǎn)，在中間層的外側(cè)形成表層，得到填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料。優(yōu)選地，所述的第一步的具體工藝參數(shù)為使用聚乙烯切片時(shí)，螺桿擠出機(jī)的溫度為200 300°C，使用聚丙烯切片時(shí)，螺桿擠出機(jī)的溫度為220 320°C，使用聚酯切片時(shí)， 螺桿擠出機(jī)的溫度為180 320°C，使用聚酰胺樹(shù)脂切片時(shí)，螺桿擠出機(jī)的溫度為170 300°C;螺桿擠出機(jī)的噴絲孔孔數(shù)為600個(gè)，每個(gè)噴絲孔的擠出量為O. 3 O. 5g/min ;牽伸熱空氣的溫度為300 380°C，壓力為O. 2 O. 5MPa ;螺桿擠出機(jī)的噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為200 300mm ;濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為25 30rpm，橫動(dòng)速度為24 1400cm/min,溶噴時(shí)間為 O. 2 2min。優(yōu)選地，所述的第二步的具體工藝參數(shù)為圓管內(nèi)的氣流速度為5 lOm/s，羽毛纖維的喂入速度為O. 7 3414g/min，螺桿擠出機(jī)的噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為280 360mm ;濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為25 30rpm，橫動(dòng)速度為7. 8 14000cm/ min,羽毛纖維喂入時(shí)間為O. 04 11. 3min。優(yōu)選地，所述的第三步的具體工藝參數(shù)為螺桿擠出機(jī)的噴絲孔和濾芯接收卷繞裝置之間的水平距離為220 425mm，濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為25 30rpm，橫動(dòng)速度為 9. 4 933cm/min，停止喂入羽毛纖維后的熔噴時(shí)間為O. 3 5. 3min。本發(fā)明所述的羽毛纖維是指未經(jīng)特殊處理，直接從雞、鴨、鵝、孔雀或鴕鳥(niǎo)禽類羽毛羽上分離去雜的絨絲和羽絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(I)羽毛纖維與化學(xué)纖維通過(guò)熔噴工藝，粘合在一起，形成羽毛非織造材料，克服了羽毛纖維不易加工的缺點(diǎn)，提高了羽毛纖維的填充量；(2)采用熔噴工藝制得的填充羽毛纖維的復(fù)合濾芯材料整體均勻度好、表面平整、 不掉毛，具有良好的過(guò)濾性能；而且易拿、易用，可定期更換，解決了羽毛纖維難以反復(fù)使用的問(wèn)題；(3)與普通的化纖過(guò)濾材料相比，該復(fù)合熔噴過(guò)濾材料具有可吸附重金屬、染料、 鉛、銅等金屬離子、油污和有機(jī)溶劑等有害物質(zhì)的特殊功能。


圖I為填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法流程圖；圖3為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例I如圖3所示，為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置包括傳統(tǒng)的熔噴裝置和羽毛纖維喂入裝置，所述的傳統(tǒng)的熔噴裝置包括螺桿擠出機(jī)4和濾芯接收卷繞裝置5，所述的羽毛纖維喂入裝置包括圓管6、空壓機(jī)和ZBGOll 型喂棉稱量機(jī)，圓管6的上管口通過(guò)一喇叭狀接頭與ZBGOll型喂棉稱量機(jī)出口相連接，空壓機(jī)的壓縮空氣出口與ZBGOll型喂棉稱量機(jī)出口相連接，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣由喂棉稱量機(jī)出口進(jìn)入。圓管6的直徑為80_，圓管6的下管口設(shè)于螺桿擠出機(jī)4和濾芯接收卷繞裝置5之間形成的熔噴熱空氣流7上方的位置處，圓管6與地面的夾角為60°，圓管6的下管口與螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔之間的水平距離為100mm，垂直距離為60mm?？諌簷C(jī)提供的壓縮空氣將經(jīng)過(guò)喂棉稱量機(jī)開(kāi)松和自動(dòng)稱量的羽毛纖維定量喂入到熔噴熱空氣流中。實(shí)施例2如圖2所示，為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法流程圖，所述的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法的具體步驟為(I)中國(guó)石油化工股份有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)為888-000的低密度聚乙烯樹(shù)脂切片通過(guò)螺桿擠出機(jī)4加熱擠壓成為熔融態(tài)，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾和計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入噴絲孔，經(jīng)噴絲孔擠出后在熱空氣牽伸下到達(dá)濾芯接收卷繞裝置5，然后冷卻成形為復(fù)合濾芯材料的芯層I。具體工藝參數(shù)螺桿擠出機(jī)4溫度為220°C，螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔孔數(shù)為600個(gè)，每個(gè)模頭噴絲孔的擠出量為O. 3g/min，牽伸熱空氣的溫度為360°C，壓力為O. 3MPa ;螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為200mm ;濾芯內(nèi)徑為25mm，濾芯接收卷繞裝置5的轉(zhuǎn)速為25rpm，橫動(dòng)速度為280cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟lmin，即得厚度為3mm、長(zhǎng)度為1400_、纖維直徑為6μπκ孔隙率為73%的熔噴纖維層，即復(fù)合濾芯材料的芯層I。(2)在運(yùn)行步驟(I)的同時(shí)，打開(kāi)羽毛纖維喂入裝置，將羽毛纖維喂入到熔噴熱空氣流中，與熔噴纖維一起凝聚到濾芯接收卷繞裝置上，自然冷卻后得到羽毛纖維和熔噴纖維的復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層。具體工藝參數(shù)為圓管6內(nèi)氣流速度為6m/ s，羽毛纖維喂入速度為273g/min ;螺桿擠出機(jī)4噴絲孔和濾芯接收裝置5之間的水平距離為280mm ;濾芯接收卷繞裝置5轉(zhuǎn)速為25rpm，橫動(dòng)速度為560cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟 I. Omin，其它工藝參數(shù)與第一步相同，即得厚度為20mm、長(zhǎng)度為1400mm、羽毛纖維的重量百分比含量為60%、孔隙率為80%的羽毛纖維和熔噴纖維復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層2。(3)停止喂入羽毛纖維，將螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔和濾芯接收裝置5之間的水平距離調(diào)整為230mm，濾芯接收卷繞裝置5的轉(zhuǎn)速為25rpm，橫動(dòng)速度為147cm/min，繼續(xù)進(jìn)行熔噴生產(chǎn)I. 9min，制得厚度為3mm、長(zhǎng)度為1400mm、纖維直徑為6 μ m、孔隙率為73%的熔噴纖維層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的表層3。如圖I所示，為填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的由芯層
I、中間層2和表層3組成，中間層2居中，芯層I和表層3分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面， 所述的芯層I為熔噴纖維，中間層2為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層3為熔噴纖維。 所得復(fù)合熔噴濾芯材料的長(zhǎng)度為1400_、內(nèi)徑為25_、外徑為51_，羽毛纖維的重量百分比含量為60%。根據(jù)IS04003國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試(測(cè)試方法若為本領(lǐng)域公知方法，請(qǐng)給出名稱， 否則，給出具體測(cè)試步驟)，該復(fù)合熔噴濾芯材料的過(guò)濾精度為7 μ m。在壓差為0.015MPa 條件下清水流量為I. 2噸/小時(shí)，對(duì)濃度為200ppm鉛離子溶液的飽和吸附量為20g。實(shí)施例3如圖2所示，為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法流程圖，所述的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法的具體步驟為(I)中國(guó)石油化工股份有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)為S2040的聚丙烯樹(shù)脂切片通過(guò)螺桿擠出機(jī)加熱擠壓成為熔融態(tài)，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾和計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入噴絲孔，經(jīng)噴絲孔擠出后在熱空氣牽伸下到達(dá)濾芯接收卷繞裝置，然后冷卻成形為復(fù)合濾芯材料的芯層。具體工藝參數(shù)螺桿擠出機(jī)溫度為230°C，螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔孔數(shù)為600個(gè)，每個(gè)模頭噴絲孔的擠出量O. 4g/min ;牽伸熱空氣的溫度為360°C，壓力為O. 4MPa ;螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為220mm ;濾芯內(nèi)徑為30mm，濾芯接收卷繞裝置5的轉(zhuǎn)速為30rpm， 橫動(dòng)速度為200cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟lmin,即得厚度為5mm、長(zhǎng)度為1000mm、纖維直徑為5μπκ孔隙率為74%的熔噴纖維層，即復(fù)合濾芯材料的芯層I。(2)在運(yùn)行步驟(I)的同時(shí)，打開(kāi)羽毛纖維喂入裝置，將羽毛纖維喂入到熔噴熱空氣流中，與熔噴纖維一起凝聚到濾芯接收卷繞裝置上，自然冷卻后得到羽毛纖維和熔噴纖維的復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層。具體工藝參數(shù)為圓管6內(nèi)氣流速度為IOm/ s，羽毛纖維喂入速度為545g/min ;螺桿擠出機(jī)4噴絲孔和濾芯接收裝置4之間的水平距離為280mm ;濾芯接收卷繞裝置5轉(zhuǎn)速為30rpm，橫動(dòng)速度為267cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟
I.5min，其它工藝參數(shù)與第一步相同，即得厚度為50mm、長(zhǎng)度為1000mm、羽毛纖維的重量百分比含量為70%、孔隙率為80%的羽毛纖維和熔噴纖維復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層2。(3)停止喂入羽毛纖維，將螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離調(diào)整為230mm，濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為30rpm，橫動(dòng)速度為76. 9cm/min，繼續(xù)進(jìn)行熔噴生產(chǎn)2. 6min,制得厚度為5mm、長(zhǎng)度為1000mm、纖維直徑為5 μ m、孔隙率為75%的熔噴纖維層， 即復(fù)合熔噴濾芯材料的表層3。如圖I所示，為填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的由芯層
1、中間層2和表層3組成，中間層2居中，芯層I和表層3分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面， 所述的芯層I為熔噴纖維，中間層2為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層3為熔噴纖維。 所得復(fù)合熔噴濾芯材料的長(zhǎng)度為1000mm、內(nèi)徑為30mm、外徑為90mm，羽毛纖維的重量百分比含量為70%。根據(jù)IS04003國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試(測(cè)試方法若為本領(lǐng)域公知方法，請(qǐng)給出名稱， 否則，給出具體測(cè)試步驟)，該復(fù)合熔噴濾芯材料的過(guò)濾精度為6 μ m，在壓差為O. 015MPa條件下清水流量為I. 4噸/小時(shí)，對(duì)濃度為200ppm銅離子溶液的飽和吸附量為50g。實(shí)施例4如圖2所示，為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法流程圖，所述的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法的具體步驟為(I)中國(guó)石油化工股份有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)為FD501的聚酯切片通過(guò)螺桿擠出機(jī)加熱擠壓成為熔融態(tài)，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾和計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入噴絲孔，經(jīng)噴絲孔擠出后在熱空氣牽伸下到達(dá)濾芯接收卷繞裝置，然后冷卻成形為復(fù)合濾芯材料的芯層。具體工藝參數(shù): 螺桿擠出機(jī)溫度為310°C，螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔孔數(shù)為600個(gè)，每個(gè)模頭噴絲孔的擠出量
O.5g/min ;牽伸熱空氣的溫度為350°C，壓力為O. 4MPa ;螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為220mm ;濾芯內(nèi)徑為28mm，濾芯接收卷繞裝置5的轉(zhuǎn)速為28rpm，橫動(dòng)速度為240cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟lmin,即得厚度為4_、長(zhǎng)度為1200mm、纖維直徑為5 μ m、 孔隙率為74%的熔噴纖維層，即復(fù)合濾芯材料的芯層I。(2)在運(yùn)行步驟(I)的同時(shí)，打開(kāi)羽毛纖維喂入裝置，將羽毛纖維喂入到熔噴熱空氣流中，與熔噴纖維一起凝聚到濾芯接收卷繞裝置上，自然冷卻后得到羽毛纖維和熔噴纖維的復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層。具體工藝參數(shù)為圓管內(nèi)氣流速度為Sm/ s，羽毛纖維喂入速度為896g/min ;螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為 280mm ;濾芯接收卷繞裝置轉(zhuǎn)速為28rpm，橫動(dòng)速度為565cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟O. 85min， 其它工藝參數(shù)與第一步相同，即得厚度為40mm、長(zhǎng)度為1200mm、羽毛纖維的重量百分比含量為75%、孔隙率為82%的羽毛纖維和熔噴纖維復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層2。(3)停止喂入羽毛纖維，將螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離調(diào)整為230mm，濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為28rpm，橫動(dòng)速度為92cm/min，繼續(xù)進(jìn)行熔噴生產(chǎn)
2.6min,制得厚度為4mm、長(zhǎng)度為1200mm、纖維直徑為5 μ m、孔隙率為75%的熔噴纖維層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的表層3。如圖I所示，為填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的由芯層
(I)、中間層⑵和表層(3)組成，中間層(2)居中，芯層(I)和表層(3)分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面，所述的芯層(I)為熔噴纖維，中間層(2)為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層(3)為熔噴纖維。所得復(fù)合熔噴濾芯材料的長(zhǎng)度為1200mm、內(nèi)徑為28mm、外徑為76mm，羽毛纖維的重量百分比含量為75%。根據(jù)IS04003國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試(測(cè)試方法若為本領(lǐng)域公知方法，請(qǐng)給出名稱，否則，給出具體測(cè)試步驟)，該復(fù)合熔噴濾芯材料的過(guò)濾精度為6 μ m，在壓差為O. 015MPa條件下清水流量為I. O噸/小時(shí)，對(duì)濃度為200ppm的鉛離子溶液的飽和吸附量為26g。實(shí)施例5如圖2所示，為復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法流程圖，所述的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法的具體步驟為(I)神馬實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)為FYR25T03CL的尼龍66樹(shù)脂切片通過(guò)螺桿擠出機(jī)加熱擠壓成為熔融態(tài)，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾和計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入噴絲孔，經(jīng)噴絲孔擠出后在熱空氣牽伸下到達(dá)濾芯接收卷繞裝置，然后冷卻成形為復(fù)合濾芯材料的芯層。具體工藝參數(shù)螺桿擠出機(jī)溫度為300°C，螺桿擠出機(jī)4的噴絲孔孔數(shù)為600個(gè)，每個(gè)模頭噴絲孔的擠出量O. 4g/min ;牽伸熱空氣的溫度為320°C，壓力為O. 5MPa ;螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為220mm ;濾芯內(nèi)徑為35mm，濾芯接收卷繞裝置5的轉(zhuǎn)速為 25rpm,橫動(dòng)速度為178cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟O. 9min,即得厚度為4mm、長(zhǎng)度為800mm、纖維直徑為4 μ m、孔隙率為74%的熔噴纖維層，即復(fù)合濾芯材料的芯層I。(2)在運(yùn)行步驟(I)的同時(shí)，打開(kāi)羽毛纖維喂入裝置，將羽毛纖維喂入到熔噴熱空氣流中，與熔噴纖維一起凝聚到濾芯接收卷繞裝置上，自然冷卻后得到羽毛纖維和熔噴纖維的復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層。具體工藝參數(shù)為圓管內(nèi)氣流速度為 8m/s，羽毛纖維喂入速度為963g/min ;螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離為300mm ;濾芯接收卷繞裝置轉(zhuǎn)速為25rpm，橫動(dòng)速度為1185cm/min。持續(xù)運(yùn)行該步驟
0.27min，其它工藝參數(shù)與第一步相同，即得厚度為35mm、長(zhǎng)度為800mm、羽毛纖維的重量百分比含量為80%、孔隙率為85%的羽毛纖維和熔噴纖維復(fù)合層，即復(fù)合熔噴濾芯材料的中間層2。(3)停止喂入羽毛纖維，將螺桿擠出機(jī)噴絲孔和濾芯接收裝置之間的水平距離調(diào)整為250mm，濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為25rpm，橫動(dòng)速度為88. 9cm/min，繼續(xù)進(jìn)行熔噴生產(chǎn)I. 8min，制得厚度為4mm、長(zhǎng)度為800mm、纖維直徑為4 μ m、孔隙率為75%的熔噴纖維層， 即復(fù)合熔噴濾芯材料的表層3。如圖I所示，為填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的由芯層
1、中間層2和表層3組成，中間層2居中，芯層I和表層3分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面， 所述的芯層I為熔噴纖維，中間層2為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層3為熔噴纖維。 所得復(fù)合熔噴濾芯材料的長(zhǎng)度為800mm、內(nèi)徑為35mm、外徑為78mm，羽毛纖維的重量百分比含量為80%。根據(jù)IS04003國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試(測(cè)試方法若為本領(lǐng)域公知方法，請(qǐng)給出名稱，否則，給出具體測(cè)試步驟)，該復(fù)合熔噴濾芯材料的過(guò)濾精度為5 μ m,在壓差為O. 015MPa條件下清水流量為O. 8噸/小時(shí)，對(duì)濃度為200ppm的銅離子溶液的飽和吸附量為20g。
權(quán)利要求
1.一種填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，由芯層(I)、中間層(2)和表層(3)組成，中間層(2)居中，芯層(I)和表層(3)分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面，所述的芯層(I)為熔噴纖維，中間層(2)為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層(3)為熔噴纖維。
2.如權(quán)利要求I所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，所述的芯層(I)由聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片經(jīng)熔噴得到的熔噴纖維構(gòu)成， 芯層(I)的厚度為3 6mm，長(zhǎng)度為500 1400mm，熔噴纖維的直徑為4 6 y m，孔隙率為 73 78%。
3.如權(quán)利要求I所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，所述的中間層(2)由聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片在熔噴過(guò)程中混入羽毛纖維而形成的復(fù)合材料構(gòu)成，中間層(2)的厚度為3 69mm,長(zhǎng)度為500 1400mm,羽毛纖維的含量為60 % 80 %，孔隙率為78 85 %。
4.如權(quán)利要求I所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，所述的表層(3)由聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片經(jīng)熔噴得到的熔噴纖維構(gòu)成， 表層(3)的厚度為3 6mm，長(zhǎng)度為500 1400mm，纖維直徑為4 6 y m，孔隙率為73 78%。
5.如權(quán)利要求I所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的長(zhǎng)度為500 1400mm,內(nèi)徑為25mm、28mm、30mm或35mm,夕卜徑為50 100mm。
6.權(quán)利要求I所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置，包括傳統(tǒng)的熔噴裝置，所述的傳統(tǒng)的熔噴裝置包括螺桿擠出機(jī)(4)和濾芯接收卷繞裝置(5)，其特征在于， 還包括羽毛纖維喂入裝置，所述的羽毛纖維喂入裝置包括圓管(6)、空壓機(jī)和喂棉稱量機(jī)， 所述的圓管(6)的上管口以及空壓機(jī)的壓縮空氣出口與喂棉稱量機(jī)出口相連接，所述的圓管(6)的下管口設(shè)于螺桿擠出機(jī)(4)和濾芯接收卷繞裝置(5)之間形成的熔噴熱空氣流 (7)上方的位置處。
7.權(quán)利要求I所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法，其特征在于，采用權(quán)利要求6所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備裝置，具體步驟為第一步將聚乙烯切片、聚丙烯切片、聚酯切片或聚酰胺樹(shù)脂切片通過(guò)螺桿擠出機(jī)(4) 加熱熔融，經(jīng)噴絲孔擠出后在熱空氣牽伸下到達(dá)濾芯接收卷繞裝置(5)，冷卻形成芯層 ⑴；第二步在運(yùn)行螺桿擠出機(jī)(4)和濾芯接收卷繞裝置(5)的同時(shí)，打開(kāi)羽毛纖維喂入裝置，將羽毛纖維喂入到熔噴熱空氣流中，與熔噴纖維一起凝聚到濾芯接收卷繞裝置(5)上， 自然冷卻后在芯層(I)的外側(cè)形成羽毛纖維和熔噴纖維的復(fù)合層，即中間層(2);第三步停止喂入羽毛纖維，繼續(xù)進(jìn)行熔噴生產(chǎn)，在中間層(2)的外側(cè)形成表層(3)，得到填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料。
8.如權(quán)利要求7所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法，其特征在于， 所述的第一步的具體工藝參數(shù)為使用聚乙烯切片時(shí)，螺桿擠出機(jī)(4)的溫度為200 300°C，使用聚丙烯切片時(shí)，螺桿擠出機(jī)(4)的溫度為220 320°C，使用聚酯纖維時(shí)，螺桿擠出機(jī)⑷的溫度為180 320°C，使用聚酰胺樹(shù)脂切片時(shí)，螺桿擠出機(jī)⑷的溫度為170 3000C ;螺桿擠出機(jī)(4)的噴絲孔孔數(shù)為600個(gè)，每個(gè)噴絲孔的擠出量為0. 3 0. 5g/min ；牽伸熱空氣的溫度為300 380°C，壓力為0. 2 0. 5MPa ;螺桿擠出機(jī)(4)的噴絲孔和濾芯接收裝置(5)之間的水平距離為200 300mm ;濾芯接收卷繞裝置的轉(zhuǎn)速為25 30rpm，橫動(dòng)速度為24 1400cm/min，熔噴時(shí)間為0. 2 2min。
9.如權(quán)利要求7所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法，其特征在于， 所述的第二步的具體工藝參數(shù)為圓管(6)內(nèi)的氣流速度為5 lOm/s，羽毛纖維的喂入速度為0. 7 3414g/min，螺桿擠出機(jī)(4)的噴絲孔和濾芯接收裝置(5)之間的水平距離為 280 360mm ;濾芯接收卷繞裝置(5)的轉(zhuǎn)速為25 30rpm,橫動(dòng)速度為 cm/min,羽毛纖維喂入時(shí)間為0. 04 11. 3min。
10.如權(quán)利要求7所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料的制備方法，其特征在于， 所述的第三步的具體工藝參數(shù)為螺桿擠出機(jī)(4)的噴絲孔和濾芯接收卷繞裝置(5)之間的水平距離為220 425mm，濾芯接收卷繞裝置(5)的轉(zhuǎn)速為25 30rpm，橫動(dòng)速度為9.4 933cm/min，停止喂入羽毛纖維后的熔噴時(shí)間為0. 3 5. 3min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料及其制備裝置及方法。所述的填充羽毛纖維的復(fù)合熔噴濾芯材料，其特征在于，由芯層、中間層和表層組成，中間層居中，芯層和表層分別復(fù)合在中間層的兩個(gè)表面，所述的芯層為熔噴纖維，中間層為羽毛纖維與熔噴纖維的復(fù)合層，表層為熔噴纖維。本發(fā)明的羽毛纖維與丙綸纖維通過(guò)熔噴工藝，粘合在一起，形成羽毛非織造材料，克服了羽毛纖維不易加工的缺點(diǎn)，提高了羽毛纖維的填充量。
文檔編號(hào)B29C65/40GK102582144SQ20121001996
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者丁先鋒, 吳海波, 殷保璞, 王洪, 靳向煜, 黃建華 申請(qǐng)人:東華大學(xué)