[发明专利]一种纤维素长丝非织造材料生产装置

说明书

本发明涉及非织造技术领域，公开了一种纤维素长丝非织造材料生产装置，按输送材料行进方向，包括依次衔接的纤维成形单元、杂乱成网单元和纤网加固单元；所述纤维成形单元包括依次衔接的喷丝头组件、上凝固浴通道、下凝固浴通道和托网帘，以及与所述上凝固浴通道、下凝固浴通道连通的凝固浴储存箱；所述上凝固浴通道垂直设置于所述喷丝头组件出口的正下方，所述下凝固浴通道设置于所述托网帘的上方。本发明生产装置可制备出均匀的长丝纤维网，可解决现有纤维素长丝非织造材料制备中纤维素溶剂扩散不彻底、纤维素结晶度低，影响材料强度以及纤维素长丝杂乱成网困难等问题。

技术领域

本发明涉及非织造技术领域，尤其涉及一种纤维素长丝非织造材料生产装置。

背景技术

纤维素是自然界中广泛存在的可再生资源，它不仅存量巨大，而且每年新生成的纤维素高达70亿吨，可谓取之不尽、用之不竭。再生纤维素纤维可取代以石油为原料生产的合成纤维，其来源丰富、性能优异，可广泛利用，能有效缓解全球能源危机。

目前，再生纤维素非织造材料基本都采用粘胶短纤维制成。但粘胶纤维在制备过程中会产生大量有毒、有害的废水和废气，这些环保问题成为制约粘胶纤维非织造布发展的障碍。因此，寻找更加安全可靠的纤维素溶解体系和工艺，从源头上消除污染一直是人们的追求目标。

天丝（Lyocell）纤维的开发成功为人们提供了一种近乎完美的技术，它以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂，是一种不经过化学反应采用干喷湿纺法即可制得的再生纤维素纤维。Lyocell纤维绿色环保，无有害物质排放，可自然降解，且生产过程中的有机溶剂NMMO可99.5%回收再用，其毒性极低，不污染环境。现有天丝（Lyocell）非织造材料大多以Lyocell短纤维为原料，经梳理成网、水刺加固制备而成，但这种短纤维非织造工艺过程复杂、加工成本高。而采用纤维素长丝直接成网制备的非织造布具有工艺流程短、能源消耗少、产品成本低的优势。

申请号WO2021170608A1的专利公开了一种用于制造纺丝粘合不织布之方法及装置，该制备方法为：含有溶剂的纤维素溶液经喷嘴孔喷出并被牵伸形成长丝，将长丝经过气流凝固后沉积在穿孔输送装置上形成纤维网，纤维网经溶剂洗涤、水刺加固、烘燥后制成纺丝粘合不织布。

经分析，上述方案不足之处在于：其一，纤维素长丝采用气流方式凝固，由于凝结气流与纤维素长丝接触时间短，纤维素溶液中溶剂扩散并不彻底，造成纤维素长丝只能“部分凝结”，不易获得完好、均一的结构，降低了纤维素的结晶度，影响纤维强度；其二，该方案中水洗后的纤维素长丝直接进入水刺加固，长丝在材料中呈纵向排列，造成材料的横向强度较低，影响产品应用。

目前，长丝成网的纤维原料主要为聚丙烯、聚酯等合成纤维，纤维素长丝非织造材料尚未工业化生产，其技术研究甚少。

综上，从目前的技术研究上看，使用天丝（Lyocell）长丝制备非织造材料中存在的溶剂扩散不均匀、凝固不充分的技术难题一直尚未解决；另外，由于所制备的纤维素长丝纤维方向性较强，后道不易进行杂乱成网，造成长丝非织造材料纵、横向断裂强力差异较大，特别是材料的横向断裂强度较低，严重影响该产品应用和推广。

发明内容

为了解决纤维素长丝非织造材料制备中纤维素溶剂扩散不彻底、纤维素结晶度低，影响材料强度以及纤维素长丝杂乱成网困难等问题，本发明提供一种纤维素长丝非织造材料生产装置，本发明生产装置可制备出均匀的长丝纤维网，解决纤维素长丝非织造材料横向强力不足的问题。

本发明的具体技术方案为：一种纤维素长丝非织造材料生产装置，按输送材料行进方向，包括依次衔接的纤维成形单元、杂乱成网单元和纤网加固单元。其中：

所述纤维成形单元包括依次衔接的喷丝头组件、上凝固浴通道、下凝固浴通道和托网帘，以及与所述上凝固浴通道、下凝固浴通道连通的凝固浴储存箱；所述上凝固浴通道垂直设置于所述喷丝头组件出口的正下方，所述下凝固浴通道设置于所述托网帘的上方（下凝固浴通道由托网帘上表面与凝固浴储存箱下表面构成）。