一种废玻璃纤维制作短切毡的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种废玻璃纤维制作短切毡的方法及装置，属于废玻璃纤维利用领域。
背景技术
废玻璃纤维是玻璃纤维生产中产生的不可避免的工业尾料，这种固体废弃物正常的产生量大概要占到玻璃纤维总产量的10％～15％。
现有技术中，由于废玻璃纤维易团聚，难分散，均匀性差，因此，一直以来多采用土地深埋的处理方式，但这会对土地造成较为严重的污染，造成土地资源的大量浪费。在环境保护日益重视的今天，深埋这种方式已经明显不再可行。
发明内容
本发明提供一种废玻璃纤维制作短切毡的方法及装置，有效解决了废玻璃纤维难分散、均匀性差等问题，将废玻璃纤维得到有效利用，所得短切毡的均匀性好，不仅大幅度节约了短切毡的原料成本、经济效益好，而且彻底解决了一直困扰玻纤行业的废丝处理环保问题，具有极好的社会效益，真正实现了“变废为宝”。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种废玻璃纤维制作短切毡的方法，包括如下步骤：
1)将废玻璃纤维切短为5±2cm的长度；
2)将步骤1)所得物料利用成网机成网后，沉降成型；
3)将步骤2)所得物料施胶、烘干；施胶所用胶为粉剂和/或乳剂，所用粉剂为聚乙烯醇粉末，所用乳剂为聚醋酸乙烯乳液；烘干采用热风循环加热方式，烘干温度为180-230℃，烘干时间70-140秒；
4)将步骤3)所得物料冷压成型，纵切、横切、收卷，即得短切毡，冷压成型压力为3-4公斤力/m2，温度为10-25℃。
上述步骤2)中，沉降成型可使短切纤维无定向交叉均匀分布；步骤3)中，烘干温度和时间的选择，保证了胶渗透的均匀性和所得产品的平整性，同时保证了所得产品的结构强度；步骤4)中冷压成型压力和温度的设置也非常关键，直接决定这产品的结构稳定性。通过上述方法得到的短切毡，不仅有着很好的均匀性，且无分层和脱丝现象，不仅变废为宝，且很好地保证了所得产品的质量。
为了进一步提高短切毡的分散均匀性，步骤2)中，沉降成型时，全压为1800Pa。
上述步骤3)中，聚乙烯醇粉末优选为上海影佳牌聚乙烯醇粉末PVA1799。聚醋酸乙烯乳液优选为华凯730-聚醋酸乙烯乳液。
为了进一步提高短切毡的结构强度，步骤3)中，施胶包括依次相接的如下步骤：喷洒粉剂、振动、喷水和喷乳剂，粉剂质量用量为废玻璃纤维质量的4-5％，喷水质量为废玻璃纤维质量的8-10％，乳剂的质量用用量为废玻璃纤维质量的5-8％。洒水是为了粉剂更好的粘附。喷水和喷乳剂均采用水雾式喷洒。
一种用废玻璃纤维制作短切毡的装置，包括顺序相接的：纤维短切机、成网机、沉降均化段、施胶段、烘干段、冷压固化段和收卷段；
沉降均化段包括第一循环输送网、输送管、均压室和沉降风机；输送管一端宽度与第一循环输送网宽度相等、且与第一循环输送网底部相接，输送管另一端与均压室一端连通；沉降风机与均压室另一端连通；能保证第一循环输送网的每一个孔都有均匀的风量通过，保证了毡片整个宽度上纤维的均匀分布，沉降风机，优选参数：流量14350M3/H,全压1800Pa，转速1450转/分；
施胶段包括第二循环输送网和依次设在第二循环输送网上方的撒粉装置、水剂喷洒装置和乳剂喷洒装置；第二循环输送网下方依次设有粉剂回收装置、水剂回收装置和乳胶回收装置，粉剂回收装置与撒粉装置相对设置，水剂回收装置与水剂喷洒装置相对设置，乳胶回收装置与乳剂喷洒装置相对设置；撒粉装置和水剂喷洒装置之间的第二循环输送网上设有电动振动器；
烘干段包括烘干室和第三循环输送网，烘干室的两端分别设有进料口和出料口，第三循环输送网的始端位于烘干室的进料口，第三循环输送网的终端位于烘干室的出料口；
冷压固化段包括支撑面和循环水式冷压辊，循环水式冷压辊有三对，每对循环水式冷压辊的两个循环水式冷压辊均相对设在支撑面的上下两侧；第一循环输送网、第二循环输送网、第三循环输送网和支撑面依次相接。
上述循环输送网为通过闭合输送网的循环滚动，可带动循环输送网上物料向前流动。各段用于安置的支架等的设置使用现有技术即可。
为了进一步提高物料分布的均匀性，成网机有结构相同、且前后相接的两台。这样进一步提高了玻璃纤维分布的均匀性。
为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，成网机包括成网室，成网室内安装有依次相接的第一输送帘、第一角钉帘、第二角钉帘和第二输送帘，其中，第二输送帘末端位于成网室外；第一角钉帘为斜向上结构、第二角钉帘为斜向下结构，第一角钉帘的工作面与水平面之间的夹角为125-135°，第二角钉帘的工作面与水平面之间的夹角为40-50°；两台成网机分别为第一成网机和第二成网机，纤维短切机与第一成网机的第一输送帘相接，第一成网机的第二输送帘与第二成网机的第一输送帘相接，第二成网机的第二输送帘与第一循环输送网相接。
为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，第一角钉帘和第二角钉帘沿长度方向均设有两排以上的角钉，且相邻两排角钉之间均相错设置。
进一步优选，第一角钉帘和第二角钉帘上相邻两排角钉之间的间距均为35-45mm，第一角钉帘上的角钉斜向上设置、且与第一角钉帘所在平面的夹角为40-50°；第二角钉帘上的角钉斜向下设置、且与第二角钉帘所在平面的夹角为50-60°
为了更好地确保废玻璃纤维分散的均匀性，第一角钉帘和第二角钉帘上同一排角钉之间的间距为25-35mm；第一角钉帘和第二角钉帘上角钉长度均为25-35mm。角钉为尖端向上的钢钉。上述成网机的稳定性好、分散均匀性好。
为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，第一角钉帘上方从上游到下游的方向依次安装有第一压辊和均料辊，均料辊表面沿周向均布有四排均料钉；第二角钉帘上方设有打料辊，打料辊表面沿周向均布有四排打料钉。第一角钉帘上的废玻璃纤维先经过第一压辊均化后，再经过均料辊进一步均化，最后流向第二角钉帘，由打料辊将废玻璃纤维打落、并均匀落向第二输送帘。
为了减少物料损失，减少环境污染，第二角钉帘的末端高于第二输送帘，第二角钉帘和第二输送帘之间设有第一落料通道。
玻璃纤维喂入第一输送帘，然后由第一角钉帘带走，依次经过压辊和均料辊后，进入第二角钉帘，由打料辊将第二角钉帘上玻璃纤维剥落，经过第一落料通道后，落入第二输送帘上。
为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，第二成网机的第二输送帘末端高于第一循环输送网，第二输送帘末端与第一循环输送网之间设有第二落料通道，输送管与第一循环输送网底部相接的一端位于第二落料通道的正下方。第二输送帘末端的废玻璃纤维通过第二落料通道落在第一循环输送网上，并通过经过均压室均压、并通过输送管输送到第一循环输送网底部的负压沉降均化。
为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，第二输送帘的上方设有第二压辊，第二压辊表面设有网纹滚花。第二压辊，高低可调节，使喂入的纤维处于加持状态，提高成网的均匀度，第二压辊表面滚花处理，提高摩檫力，而又不沾纤维。第二压辊与第二输送帘同步传动。
为了节省空间，角钉帘为闭合的环状、由呈三角形排布的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮带动循环传动，第一滚轮和第二滚轮之间的角钉帘形成第一角钉帘，第二滚轮和第三滚轮之间的角钉帘形成第二角钉帘。各滚轮等等设备的安装，采用现有方法即可，只要能实现本申请所特别强调的结构即可。
利用上述成网机可使短切纤维均匀分布。
为了提高沉降成型的稳定性，确保废玻璃纤维分散的均匀性，均压室包括方形的箱体，箱体的两端分别设有进风口和出风口，箱体的进风口与输送管连通，箱体的出风口与沉降风机连通，箱体内侧、从出风口到进风口的方向，依次设有第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板，第一挡板和第三挡板设在箱体内侧的顶部，第三挡板和第四挡板设在箱体内侧的底部，第一挡板和第二挡板的高度之和比箱体内侧的高度大40-50mm。第三挡板和第四挡板的高度之和比箱体内侧的高度大40-50mm，过滤网为镀锌钢丝网，过滤网上的过滤孔为6mm×6mm的方孔。前述结构能很好确保沉降成型风压和风量的稳定性，进而更好地确保废玻璃纤维分散的均匀性。
为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，作为一种优选的实现方案，撒粉装置包括撒料漏斗和设在撒料漏斗下方的撒料辊，撒料漏斗的底部设有过滤网，撒料漏斗和撒料辊均安装在第二循环输送网宽度方向两侧的支架上；水剂喷洒装置包括洒水管，洒水管的长度方向与第二循环输送网宽度方向一致，洒水管上沿长度方向均布有6-8个喷洒方向向下的第一水雾喷头，洒水管安装在第二循环输送网宽度方向两侧的支架上；乳剂喷洒装置包括乳剂管，乳剂管的长度方向与第二循环输送网宽度方向一致，乳剂管上沿长度方向均布有6-8个喷洒方向向下的第二水雾喷头，乳剂安装在第二循环输送网宽度方向两侧的支架上。
为了提高装置的输送稳定性，第一循环输送网、第二循环输送网采用摩擦传动；第三循环输送网采用链条牵引方式。解决了:网带易于跑偏，运行不稳定的问题。
为了提高烘干效果，烘干室有依次相接的四段，烘干室采用热风循环加热；从上游到下游，四段烘干室的烘干温度依次为180-185℃、200-210℃、210-220℃和190-200℃，四段烘干室的烘干时间均分别为17-35秒。前述分段烘干的设置，能更好地确保烘干均匀性和稳定性、易于控制，能使热气在毡表面合理、均匀的分布，避免了烘出的毡片发脆、发硬、浸透速度慢的问题；保证了产品的良好烘干效果。
本申请上下、左右、顶部、底部等方位词，均指装置正常使用的相对位置，本申请上游到下游的方向，也即制作时，物料的流动方向。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明废玻璃纤维制作短切毡的方法，有效解决了废玻璃纤维难分散、均匀性差等问题，将废玻璃纤维得到有效利用，所得短切毡的均匀性好，不仅大幅度节约了短切毡的原料成本、经济效益好，而且彻底解决了一直困扰玻纤行业的废丝处理环保问题，具有极好的社会效益，真正实现了“变废为宝”。
附图说明
图1为本发明用废玻璃纤维制作短切毡的装置的结构示意图；
图2为本发明成网机结构示意图；
图3为本发明均压室结构示意图；
图4为本发明撒粉装置结构示意图；
图中，1为纤维短切机，2为第一成网机，201为成网室，202为第一输送帘，203为第一角钉帘，204为第二角钉帘，205为第二输送帘，206为第一压辊，207为均料辊，208为打料辊，209为第一落料通道，210为第二压辊，3为第二成网机，4为沉降均化段，401为第一循环输送网，402为输送管，403为均压室，4031为箱体，4032为进风口，4033为出风口，4034为第一挡板，4035为第二挡板，4036为过滤网，4037为第三挡板，4038为第四挡板，404为沉降风机，405为第二通道，5为施胶段，501为第二循环输送网，5011为第二循环输送网宽度方向两侧的支架，502为撒粉装置，5021为撒料漏斗，5022为撒料辊，5023为漏斗安装支架，5024为撒料辊，503为水剂喷洒装置，504为乳剂喷洒装置，6为烘干段，601为第三循环输送网，602为烘干室，7为冷压固化段，701为支撑面，702为循环水式冷压辊，8为收卷段。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
废玻璃纤维源于玻璃纤维生产中产生的工业尾料，利用废玻璃纤维制作短切毡的方法，包括如下步骤：
1)将废玻璃纤维切短为5cm的长度；
2)将步骤1)所得物料利用成网机成网后，沉降成型，这样可使短切纤维无定向交叉均匀分布；
3)将步骤2)所得物料施胶、烘干，烘干采用热风循环加热方式；喷洒粉剂、振动、喷水和喷乳剂，粉剂质量用量为废玻璃纤维质量的4.5％，喷水质量为废玻璃纤维质量的9％，乳剂的质量用用量为废玻璃纤维质量的6％，所用粉剂为上海影佳牌聚乙烯醇粉末PVA1799，所用乳剂为华凯730-聚醋酸乙烯乳液；喷水和喷乳剂均采用水雾式喷洒；
4)将步骤3)所得物料冷压成型，纵切、横切、收卷，即得短切毡，冷压成型压力为3.5公斤力/m2，温度为10-15℃。
如图1所示，上述方法所用装置，包括顺序相接的：纤维短切机、成网机、沉降均化段、施胶段、烘干段、冷压固化段和收卷段；
沉降均化段包括第一循环输送网、输送管、均压室和沉降风机；输送管一端宽度与第一循环输送网宽度相等、且与第一循环输送网底部相接，输送管另一端与均压室一端连通；沉降风机与均压室另一端连通；能保证第一循环输送网的每一个孔都有均匀的风量通过，保证了毡片整个宽度上纤维的均匀分布，沉降风机，流量14350M3/H,全压1800Pa，转速为1450转/分；
施胶段包括第二循环输送网和依次设在第二循环输送网上方的撒粉装置、水剂喷洒装置和乳剂喷洒装置；第二循环输送网下方依次设有粉剂回收装置、水剂回收装置和乳胶回收装置，粉剂回收装置与撒粉装置相对设置，水剂回收装置与水剂喷洒装置相对设置，乳胶回收装置与乳剂喷洒装置相对设置；撒粉装置和水剂喷洒装置之间的第二循环输送网上设有电动振动器，用于进一步均化所撒粉剂；
烘干段包括烘干室和第三循环输送网，烘干室的两端分别设有进料口和出料口，第三循环输送网的始端位于烘干室的进料口，第三循环输送网的终端位于烘干室的出料口；
冷压固化段包括支撑面和循环水式冷压辊，循环水式冷压辊有三对，每对循环水式冷压辊的两个循环水式冷压辊均相对设在支撑面的上下两侧；第一循环输送网、第二循环输送网、第三循环输送网和支撑面依次相接。
如图2所示，成网机包括成网室，成网室内安装有依次相接的第一输送帘、第一角钉帘、第二角钉帘和第二输送帘，其中，第二输送帘末端位于成网室外；第一角钉帘为斜向上结构、第二角钉帘为斜向下结构，第一角钉帘的工作面与水平面之间的夹角为130°，第二角钉帘的工作面与水平面之间的夹角为45°；成网机有结构相同、且前后相接的两台，两台成网机分别为第一成网机和第二成网机，纤维短切机与第一成网机的第一输送帘相接，第一成网机的第二输送帘与第二成网机的第一输送帘相接，第二成网机的第二输送帘与第一循环输送网相接。
第一角钉帘和第二角钉帘沿长度方向均设有两排以上的角钉，且相邻两排角钉之间均相错设置；第一角钉帘和第二角钉帘上相邻两排角钉之间的间距均为40mm，第一角钉帘上的角钉斜向上设置、且与第一角钉帘所在平面的夹角为45°；第二角钉帘上的角钉斜向下设置、且与第二角钉帘所在平面的夹角为55°；第一角钉帘和第二角钉帘上同一排角钉之间的间距为30mm；第一角钉帘和第二角钉帘上角钉长度均为30mm。角钉为尖端向上的钢钉。
第一角钉帘上方从上游到下游的方向依次安装有第一压辊和均料辊，均料辊表面沿周向均布有四排均料钉；第二角钉帘上方设有打料辊，打料辊表面沿周向均布有四排打料钉。
第二角钉帘的末端高于第二输送帘，第二角钉帘和第二输送帘之间设有第一落料通道。玻璃纤维喂入第一输送帘，然后由第一角钉帘带走，依次经过压辊和均料辊后，进入第二角钉帘，由打料辊将第二角钉帘上玻璃纤维剥落，经过落料通道后，落入第二输送帘上。为了进一步提高废玻璃纤维分散的均匀性，第二成网机的第二输送帘末端高于第一循环输送网，第二输送帘末端与第一循环输送网之间设有第二落料通道，输送管与第一循环输送网底部相接的一端位于第二落料通道的正下方。第二输送帘末端的废玻璃纤维通过第二落料通道落在第一循环输送网上，并通过经过均压室均压、并通过输送管输送到第一循环输送网底部的负压沉降均化。
第二输送帘的上方设有第二压辊，第二压辊表面设有网纹滚花。第二压辊，高低可调节，使喂入的纤维处于加持状态，提高成网的均匀度，第二压辊表面滚花处理，提高摩檫力，而又不沾纤维。第二压辊与第二输送帘同步传动。
角钉帘为闭合的环状、由呈三角形排布的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮带动循环传动，第一滚轮和第二滚轮之间的角钉帘形成第一角钉帘，第二滚轮和第三滚轮之间的角钉帘形成第二角钉帘。
如图3所示，均压室包括方形的箱体，箱体的两端分别设有进风口和出风口，箱体的进风口与输送管连通，箱体的出风口与沉降风机连通，箱体内侧、从出风口到进风口的方向，依次设有第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板，第一挡板和第三挡板设在箱体内侧的顶部，第三挡板和第四挡板设在箱体内侧的底部，第一挡板和第二挡板的高度之和比箱体内侧的高度大40-50mm。第三挡板和第四挡板的高度之和比箱体内侧的高度大40-50mm，过滤网为镀锌钢丝网，过滤网上的过滤孔为6mm×6mm的方孔。
如图4所示，撒粉装置包括撒料漏斗和设在撒料漏斗下方的撒料辊，撒料漏斗的底部设有过滤网，撒料漏斗和撒料辊均安装在第二循环输送网宽度方向两侧的支架上；水剂喷洒装置包括洒水管，洒水管的长度方向与第二循环输送网宽度方向一致，洒水管上沿长度方向均布有8个喷洒方向向下的第一水雾喷头，洒水管安装在第二循环输送网宽度方向两侧的支架上；乳剂喷洒装置包括乳剂管，乳剂管的长度方向与第二循环输送网宽度方向一致，乳剂管上沿长度方向均布有8个喷洒方向向下的第二水雾喷头，乳剂安装在第二循环输送网宽度方向两侧的支架上。
第一循环输送网、第二循环输送网采用摩擦传动；第三循环输送网采用链条牵引方式，解决了:网带易于跑偏，运行不稳定的问题。
烘干室有四段，烘干室采用热风循环加热；从上游到下游，四段烘干室的烘干温度依次为180-185℃、200-210℃、210-220℃和190-200℃，四段烘干室的烘干时间均分别为25秒。
废玻璃纤维经纤维短切机切短为5cm的长度后，进入第一成网机的第一输送帘，经第一角钉帘和第二角钉帘均化后，落入第二输送帘，然后进入第二成网机的第一输送帘，经过与第一成网机上相同的均化程序后，流入第一循环输送网进行沉降成型，使短切纤维无定向交叉均匀分布，再流入第二循环输送网进行施胶(施胶包括依次相接的喷洒粉剂、振动、喷水和喷乳剂，粉剂质量用量为废玻璃纤维质量的4.5％，喷水质量为废玻璃纤维质量的9％，乳剂的质量用用量为废玻璃纤维质量的6％，所用粉剂为上海影佳牌聚乙烯醇粉末PVA1799，所用乳剂为华凯730-聚醋酸乙烯乳液；喷水和喷乳剂均采用水雾式喷洒)，然后流入第三循环输送网进行烘干操作，最后流入支撑面上进行冷压固化成型(每对循环水式冷压辊的冷压成型压力均为3.5公斤力/m2，温度均为10-15℃)，之后进入收卷段收卷，达到设定长度时，进行切断。在收卷牵引、及各循环输送网的推送下，短切毡在源源不断地产出，形成连续的生产工艺。
上述装置的生产能力：3000吨/年；(按300g/m2)；产品幅宽：2100毫米；产品规格：100、120、150、200、225、250、300、380、450、550或600g/m2；产品均匀性：不同规格的克重平均值偏差均小于1％，产品表面均匀平整，无分层、无脱丝。
