本發(fā)明屬于新型工業(yè)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

在過(guò)濾材料行業(yè)中，初、中、高效過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾器，應(yīng)用量越來(lái)越大。無(wú)論是空氣凈化，還是液體凈化，都離不開(kāi)過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾器。傳統(tǒng)空氣過(guò)濾材料，靠的是纖維過(guò)濾網(wǎng)中的無(wú)數(shù)個(gè)纖維陷阱和纖維的比表面積，來(lái)吸附和捕獲空氣中粉塵顆粒。而在現(xiàn)代科技當(dāng)中，傳統(tǒng)手段只是一個(gè)方面，而科學(xué)的技術(shù)手段是采用靜電纖維自身的靜電電荷和靜電場(chǎng)庫(kù)侖力，更加有效地吸附和捕獲空氣中的粉塵顆粒，效果優(yōu)于傳統(tǒng)方法。同時(shí)靜電纖維過(guò)濾網(wǎng)，還能夠有效殺死空氣中的各種有害細(xì)菌和病毒，具有抑制空氣中細(xì)菌繁殖的作用。所以，過(guò)濾材料行業(yè)未來(lái)的發(fā)展，要以靜電纖維過(guò)濾網(wǎng)為主體材料，這是一種必然趨勢(shì)。因此，傳統(tǒng)的熱熔過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾器將逐漸被靜電纖維過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾器所取代。

在汽車行業(yè)快速發(fā)展的今天，汽車機(jī)油過(guò)濾芯、汽油過(guò)濾芯、空氣過(guò)濾器、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)濾器應(yīng)用量與日俱增。這些過(guò)濾器和過(guò)濾芯都離不開(kāi)熱軋非織造布，然而，新型靜電短纖維熱軋非織造布，過(guò)濾效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)熱軋非織造布過(guò)濾介質(zhì)。從過(guò)濾材料行業(yè)總的發(fā)展趨勢(shì)看，靜電短纖維熱軋非織造布過(guò)濾介質(zhì)市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展空間非常大。

但目前用于制備靜電纖維網(wǎng)的設(shè)備和方法，由于靜電原因，無(wú)法脫網(wǎng)，會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的纖維網(wǎng)粘網(wǎng)現(xiàn)象，為了克服靜電纖維嚴(yán)粘網(wǎng)現(xiàn)象，必須加入用于消除靜電的設(shè)備，生產(chǎn)成本高，因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來(lái)解決這一問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維的制備方法，本發(fā)明利用復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)原理加工成靜電短纖維，皮層是聚丙烯可起到低熔點(diǎn)纖維的粘結(jié)作用，而芯層是靜電短纖維，采用復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)靜電纖維做低熔點(diǎn)纖維，加工熱熔過(guò)濾網(wǎng)和熱軋非織造布時(shí)，不會(huì)因?yàn)殪o電原因，在梳理機(jī)上產(chǎn)生粘棍，鋪網(wǎng)機(jī)上產(chǎn)生粘網(wǎng)現(xiàn)象。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維的制備方法，其特征是：具體包括以下步驟，

步驟一、將聚丙烯切片加入熔融螺桿A中作為皮層，將聚丙烯靜電母粒加入熔融螺桿B中作為芯層，皮層和芯層按照質(zhì)量百分比(30～70)：(30～70)加入到紡絲機(jī)計(jì)量泵中，纖維成型后依次經(jīng)過(guò)油劑槽上油輥、三步牽伸機(jī)、一道定型機(jī)、卷曲機(jī)、二道牽伸機(jī)定型后得到纖維絲束；

加入熔融螺桿A中聚丙烯切片熔融指數(shù)為72g/10min，加入熔融螺桿B中的聚丙烯靜電母粒熔融指數(shù)為32g/10min；

步驟二、將步驟一得到的纖維絲束通過(guò)纖維整形機(jī)和切斷機(jī)，得到復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維，

其中纖維整形機(jī)噴頭壓力為3.0kg/cm²～3.8kg/cm²。

優(yōu)選的，所述熔融螺桿A熔體溫度為160℃～230℃。

優(yōu)選的，所述熔融螺桿B熔體溫度為230℃～286℃。

通過(guò)上述設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明可以帶來(lái)如下有益效果：本發(fā)明利用復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)原理加工成靜電短纖維，皮層是聚丙烯可起到低熔點(diǎn)纖維的粘結(jié)作用，而芯層是靜電短纖維，采用復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)靜電纖維做低熔點(diǎn)纖維，加工熱熔過(guò)濾網(wǎng)和熱軋非織造布時(shí)，不會(huì)因?yàn)殪o電原因，在梳理機(jī)上產(chǎn)生粘棍，鋪網(wǎng)機(jī)上產(chǎn)生粘網(wǎng)現(xiàn)象。普通熱熔過(guò)濾網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備、熱軋非織造布生產(chǎn)設(shè)備可以直接使用復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)靜電短纖維。復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)靜電短纖維在熱熔過(guò)程中，皮層的聚丙烯被加熱熔化，起到粘結(jié)纖維作用，將主體纖維粘結(jié)成網(wǎng)，形成了熱熔靜電纖維過(guò)濾網(wǎng)和靜電短纖維熱軋非織造布。本發(fā)明復(fù)合紡靜電短纖維，在未熔化前纖維比電阻值為10²Ω.cm～10³Ω.cm,當(dāng)皮層聚丙烯被熱熔后，芯層纖維的比電阻值為10⁸Ω.cm～10¹⁰Ω.cm。采用這種復(fù)合紡靜電短纖維做熱粘結(jié)纖維，所得到的是靜電纖維熱熔過(guò)濾網(wǎng)和靜電纖維熱軋非織造布，靜電纖維熱熔過(guò)濾網(wǎng)是空氣過(guò)濾器最理想的過(guò)濾材料；靜電纖維熱軋非織造布是過(guò)濾芯最佳的過(guò)濾介質(zhì)。然而，靜電纖維熱熔過(guò)濾網(wǎng)與靜電纖維熱軋非織造布復(fù)合產(chǎn)品，是未來(lái)新型空氣凈化材料和液體過(guò)濾材料的發(fā)展趨勢(shì)。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維的制備方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供的一種復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維的制備方法，包括如下：

步驟一、將熔融指數(shù)為72g/10min的聚丙烯切片加入熔融螺桿A中作為皮層，熔融螺桿A各區(qū)溫度為：1區(qū)160℃～170℃，2區(qū)170℃～180℃，3區(qū)180℃～190℃，4區(qū)182℃～200℃，5區(qū)185℃～230℃，6區(qū)185℃～230℃，7區(qū)185℃～230℃；熔融螺桿A的熔體溫度為160℃～230℃；轉(zhuǎn)數(shù)為38轉(zhuǎn)/分～52轉(zhuǎn)/分；電流為66安培～120安培。

將熔融指數(shù)為32g/10min的聚丙烯靜電母粒加入熔融螺桿B中作為芯層，熔融螺桿B的各區(qū)溫度為：1區(qū)230℃～240℃；2區(qū)240℃～250℃；3區(qū)250℃～255℃；4區(qū)255℃～265℃；5區(qū)265℃～286℃；6區(qū)265℃～286℃；7區(qū)265℃～286℃；熔融螺桿B的熔體溫度為230℃～286℃；轉(zhuǎn)數(shù)為32轉(zhuǎn)/分～45轉(zhuǎn)/分；電流為88安培～140安培。

然后按照質(zhì)量百分比(30～70)：(30～70)，將皮層和芯層加入到紡絲機(jī)計(jì)量泵中，所述紡絲機(jī)計(jì)量泵的工藝參數(shù)設(shè)定為，

A1:8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；A2：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；

A3：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；A4：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；

B1：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；B2：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；

B3：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；B4：8.6轉(zhuǎn)/分～9.6轉(zhuǎn)/分；其中A1、A2、A3、A4為A線計(jì)量泵代號(hào)；B1、B2、B3、B4為B線計(jì)量泵代號(hào)。

經(jīng)過(guò)紡絲機(jī)計(jì)量泵的纖維成型后，在經(jīng)過(guò)油劑槽上油，上油的目的是保證整個(gè)絲束平順不漂移，另外絲束之間減小摩擦，便于后續(xù)牽伸加工。

帶有油劑的絲束，經(jīng)過(guò)三步多輥牽伸機(jī)逐漸抽長(zhǎng)拉細(xì)，達(dá)到工藝規(guī)定細(xì)度要求。

經(jīng)過(guò)拉伸后的纖維絲束，首先經(jīng)過(guò)一道定型機(jī)，其目的是為了消除纖維絲束內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力，具體方法采用蒸汽加熱的方法定型。

經(jīng)過(guò)一道定型后的纖維絲束，進(jìn)入卷曲機(jī)。使纖維絲束按照工藝要求形成一定的卷曲數(shù)(18～20個(gè)/25mm)和卷曲度(20％～60％)，以滿足深加工的需要。

具有一定卷曲數(shù)和卷曲度的纖維絲束，經(jīng)過(guò)二道定型機(jī)。目的是為了使卷曲后的纖維絲束，卷曲數(shù)和卷曲度穩(wěn)定，需要經(jīng)過(guò)二道定型機(jī)的加熱定型。

經(jīng)過(guò)定型后的纖維絲束進(jìn)入纖維整形機(jī)，通過(guò)氣流的作用使散亂的纖維絲束得到規(guī)整，整形后的纖維絲束通過(guò)切斷機(jī)，切斷成規(guī)定長(zhǎng)度的聚丙烯靜電短纖維，最后成型的纖維團(tuán)進(jìn)入打包機(jī)打包，即得到復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維。

上述油劑槽上油輥的轉(zhuǎn)數(shù)為7.0轉(zhuǎn)/分～7.4轉(zhuǎn)/分；牽伸浴的溫度為108℃～120℃；第一牽伸機(jī)的溫度為92℃～100℃，轉(zhuǎn)數(shù)為21轉(zhuǎn)/分～25轉(zhuǎn)/分；第二牽伸機(jī)的溫度為92℃～100℃，轉(zhuǎn)數(shù)為55轉(zhuǎn)/分～65轉(zhuǎn)/分；第三牽伸機(jī)的溫度為108℃～116℃，轉(zhuǎn)數(shù)為75轉(zhuǎn)/分～85轉(zhuǎn)/分。

上述第一道定型機(jī)的溫度為118℃～122℃；卷曲機(jī)參數(shù)為：箱壓為1.9kg/cm²～2.1kg/cm²,卷曲數(shù)為18～20個(gè)/25mm，卷曲度為20％～60％，纖維絲束張力為70N～80N。二道熱定型加熱分為兩段：一段加熱溫度為128℃～136℃，鏈排轉(zhuǎn)數(shù)0.3轉(zhuǎn)/分～0.6轉(zhuǎn)/分，二段加熱溫度為140℃～149℃，鏈排轉(zhuǎn)數(shù)為0.6轉(zhuǎn)/分～1.2轉(zhuǎn)/分。纖維整形機(jī)氣流噴頭壓力為3.0kg/cm²～3.8kg/cm²。

上述切斷機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為43轉(zhuǎn)/分～47轉(zhuǎn)/分；整理機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為1000轉(zhuǎn)/分～1200轉(zhuǎn)/分；打包機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為1800轉(zhuǎn)/分～2000轉(zhuǎn)/分。

具體的工藝參數(shù)如表1所示。

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)以上步驟和表1中具體工藝參數(shù)得到的復(fù)合紡皮芯層結(jié)構(gòu)聚丙烯靜電短纖維，細(xì)度1.67dtex～2.22dtex；長(zhǎng)度44mm～65mm；斷裂強(qiáng)度為3.8cN/dtex～4.2cN/dtex；表面比電阻為10²Ω.cm～10³Ω.cm。熱熔或熱軋后纖維網(wǎng)或非織造布中纖維表面比電阻為10⁸Ω.cm～10¹⁰Ω.cm，帶電量為1K～20K；電荷面密度為200cn/cm²～300cn/cm²。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。