一种热风无纺布热压成型设备及其制备无纺布的方法
技术领域
本发明涉及一种热压成型设备，具体涉及一种热风无纺布热压成型设备。
背景技术
无纺布是由定向的或随机的纤维而构成的环保材料。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，因此被广泛应用于各个领域，例如医疗卫生、包装、家居用品、工程工业、汽车工业等领域。
在生产过程中，为了获得较高的表面平整度，一般使用较细旦尼尔的纤维或者超细纤维来形成针刺无纺布，然后对无纺布表面进行热压，以进一步增加表面平整度。
现有的热压方式采用两根在径向平行排列的热压辊对无纺布进行热压。热压时，热压辊内部通入导热油，使得热压辊的温度升高，无纺布从两热压辊之间穿入，由两热压辊之间的压力实现热压。
上述热压方式的缺点在于：
无纺布与两热压辊之间的接触方式为线接触，接触面积小，热压效率低。并且，无纺布的表面平整度取决于与其接触的热压辊的表面光洁度。线接触的方式意味着无纺布的各个位置与热压辊的接触点唯一，这将导致对热压辊的的表面光洁度要求非常高。否则，一旦热压辊在某个点由于存在瑕疵而使得表面光洁度不足，将直接影响与该点接触的无纺布的区域的质量。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种热风无纺布热压成型设备，保证了无纺布的热压效果，提高了工作效率，保证了无纺布成型后的贴合度，制备得到的无纺布吸水性能佳、柔软性好。
具体的技术方案如下：
一种热风无纺布热压成型设备，包括内壳体，内壳体中为圆柱体结构的压合腔，内壳体的外部同轴的设有一个外壳体，外壳体的内壁与内壳体的外壁之间按顺时针的设有第一分隔板、第二分隔板、第三分隔板和第四分隔板，第一分隔板和第二分隔板设置在内壳体的上方，第三分隔板和第四分隔板与第二分隔板和第一分隔板镜像的设置在内壳体的下方，第一分隔板和第二分隔板之间形成上预热腔，第三分隔板和第四分隔板之间形成下预热腔；
第一分隔板、第二分隔板、第三分隔板和第四分隔板上均分别设有一个第一开口；
上预热腔中设有多组第一导向辊组，每个第一导向辊组均包括两个相互压合设置的第一导向辊，第一导向辊可转动的固定在上预热腔中；相邻的两个第一导向辊组之间设有一组第一热气喷嘴，上预热腔的顶部设有上蒸汽出口；
下预热腔中设有多组第二导向辊组，每个第二导向辊组均包括两个相互压合设置的第二导向辊，第二导向辊可转动的固定在下预热腔中；相邻的两个第二导向辊组之间设有一组第二热气喷嘴，下预热腔的底部设有下蒸汽出口；
第一热气喷嘴和第二热气喷嘴均用于喷出预热蒸汽，上蒸汽出口和下蒸汽出口用于持续性的排出上预热腔和下预热腔中富余的预热蒸汽；
第一分隔板的左侧设有第一换向辊，第一换向辊位于第一分隔板的第一开口的上方；第二分隔板的右侧设有第二换向辊，第二换向辊位于第二分隔板的第一开口的下方；第三分隔板的右侧设有第三换向辊，第三换向辊位于第三分隔板的第一开口的上方；第四分隔板的左侧设有第四换向辊，第四换向辊位于第一分隔板的第一开口的下方；
内壳体上按顺时针的设有第二开口、第三开口、第四开口和第五开口，第二开口位于第一换向辊的右下方、且设置在内壳体的上方，第三开口位于第二换向辊的左下方、且设置在内壳体的上方，第四开口位于第三换向辊的左上方、且设置在内壳体的下方，第五开口位于第四换向辊的右上方、且设置在内壳体的下方；
压合腔中设有第一压合组件和第二压合组件；
第一压合组件包括第五上换向辊、第六上换向辊、第五下换向辊、第六下换向辊和两个第一热压辊；
第五上换向辊设置在第三开口的左侧，第六上换向辊设置设置在第五上换向辊右下方，第五下换向辊镜像的设置在第五上换向辊的下方，第六下换向辊镜像的设置在第六上换向辊的下方；其中一个第一热压辊设置在第六上换向辊的左侧，另一个第一热压辊第六下换向辊的左侧，两个第一热压辊分别通过第一电机驱动转动，两个第一热压辊的转动方向相反、用于进行第一次热压操作；第六上换向辊和第六下换向辊的右侧分别设有一组第一喷头，第一喷头用于喷涂浸润液A；
第二压合组件包括第七上换向辊、第七下换向辊和两个第二热压辊；
第七上换向辊设置在第五上换向辊的左侧，第七下换向辊设置在第五下换向辊的左侧，其中一个第二热压辊设置在第七上换向辊的左侧，另一个第二热压辊第七下换向辊的左侧，两个第二热压辊分别通过第二电机驱动转动，两个第二热压辊的转动方向相反、用于进行第二次热压操作；第七上换向辊和第七下换向辊的右侧分别设有一组第二喷头，第二喷头用于喷涂浸润液B；
内壳体的左侧设有定型腔，定型腔的左侧端穿过外壳体并向外延伸；定型腔的左侧设有收料辊，外壳体的右侧设有第三送料辊，外壳体的左侧设有第一送料辊和第二送料辊，第一送料辊和第二送料辊位于定型腔的上方，外壳体的左侧还设有第四送料辊和第五送料辊，第四送料辊和第五送料辊位于定型腔的下方。
进一步的，第一压合组件和第二压合组件之间设有刺穿组件；刺穿组件包括上支架和下支架，上支架和下支架上分别可转动的设有一个刺穿辊，刺穿辊上均匀布设多个刺针，两个刺穿辊分别通过第三电机驱动转动，两个刺穿辊的转动方向相反、用于进行穿孔操作。
进一步的，定型腔中设有第五分隔板，第五分隔板将定型腔分隔成恒温腔和冷却腔，恒温腔位于冷却腔的右侧，恒温腔中设有电加热器。
进一步的，使用热压成型设备制备的无纺布自上而下依次包括第一基层、第二基层、第三基层、第四基层和第五基层，第一基层和第五基层为由聚丙烯纤维制备得到、聚丙烯纤维的直径为0.5-1μm，第二基层和第四基层由聚酯纤维制备得到、聚酯纤维的直径为0.2-0.6μm，第三基层由粘胶纤维制备得到、粘胶纤维的直径为0.5-1μm。
进一步的，使用热压成型设备制备的无纺布的方法如下：
(1)绕设在第三送料辊上的第三基层自外壳体的右侧穿入压合腔中，在压合腔中依次穿过第六上换向辊和第六下换向辊、两个第一热压辊、两个刺穿辊、两个第二热压辊后，穿出压合腔进入定型腔，再由定型腔穿出绕设在收料辊上；
(2)绕设在第二送料辊上的第二基层经第一换向辊换向后进入上预热腔中，在上预热腔中经过温度为120-160℃的预热蒸汽预热后，经过第二换向辊换向、进入压合腔，在压合腔中经过第五上换向辊和第六上换向辊换向后贴附在第三基层的上方；绕设在第四送料辊上的第四基层经第四换向辊换向后进入下预热腔中，在下预热腔中经过温度为120-160℃的预热蒸汽预热后，经过第三换向辊换向、进入压合腔，在压合腔中经过第五下换向辊和第六下换向辊换向后贴附在第三基层的下方；第一喷头用于分别向第二基层和第四基层的贴附面喷涂浸润液A；第二基层和第四基层在两个第一热压辊的压合作用下贴附在第三基层上，贴附完成后，经过刺穿组件进行穿孔操作；
(3)绕设在第一送料辊上的第一基层穿过外壳体进入压合腔，在压合腔中，经过第七上换向辊换向后通过第二热压辊贴附在第二基层的上方；绕设在第五送料辊上的第五基层穿过外壳体进入压合腔，在压合腔中，经过第七下换向辊换向后通过第二热压辊贴附在第四基层的下方；第二喷头用于分别向第一基层和第五基层的贴附面喷涂浸润液B；
(4)第一基层和第五基层贴附完成后，穿过定型腔随第三基层一起绕设在收料辊上；在恒温腔经过40-65℃的保温操作后，进入冷却腔中进行自然冷却。
进一步的，浸润液A的制备方法为：按质量百分比计将次氯酸钠3-6％、95wt％的乙醇20-30％和余量的去离子水混合均匀后即可。
进一步的，浸润液B的制备方法为：按质量百分比计将薰衣草提取液3-8％、菊花提取液1-6％、薄荷提取液5-10％、芦荟提取液8-16％和余量的去离子水混合均匀后即可。
进一步的，定型腔的恒温腔中设有辅助定型组件，辅助定型组件包括两个定型压辊，定型压辊包括主转轴，主转轴上焊接固定外辊体，外辊体中设有调节腔；外辊体上沿其轴线方向设有多个定型转辊组，每个定型转辊组均包括多个呈圆周状布设的定型转辊组成，定型转辊可转动的设置在外辊体上，两个定型压辊分别可转动的设置在贴附完成后的无纺布的上下两端，两个定型压辊分别通过两个第三电机驱动转动，两个定型压辊的转动方向相反，每个定型转辊的右侧分别设有一组热风喷嘴，热风碰嘴用于向无纺布喷出温度为45-55℃的热风。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的热压成型设备保证了无纺布的热压效果，提高了工作效率，保证了无纺布成型后的贴合度；
(2)本发明制备得到的无纺布吸水性能佳、柔软性好，绿色环保，特别适用于制作一次性卫生用品。
附图说明
图1为本发明剖视图；
图2为图1中压合腔内局部放大图；
图3为刺穿组件剖视图；
图4为图1中定型腔放大图；
图5为定型压辊径向剖视图；
图6为定型压辊轴向剖视图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
附图标记
内壳体1、压合腔2、外壳体3、第一分隔板4、第二分隔板5、第三分隔板6、第四分隔板7、上预热腔8、下预热腔9、第一导向辊10、第一热气喷嘴11、上蒸汽出口12、第二导向辊13、第二热气喷嘴14、下蒸汽出口15、第一换向辊16、第二换向辊17、第三换向辊18、第四换向辊19、第二开口20、第三开口21、第四开口22、第五开口23、第五上换向辊24、第六上换向辊25、第五下换向辊26、第六下换向辊27、第一热压辊28、第一喷头29、第七上换向辊30、第七下换向辊31、第二热压辊32、第二喷头33、定型腔34、收料辊35、第三送料辊36、第一送料辊37、第二送料辊38、第四送料辊39、第五送料辊40、刺穿组件41、上支架42、下支架43、刺穿辊44、刺针45、第五分隔板46、恒温腔47、冷却腔48、电加热器49、第一基层50、第二基层51、第三基层52、第四基层53、第五基层54、定型压辊55、主转轴56、外辊体57、调节腔58、定型转辊组59、定型转辊60、热风喷嘴61。
实施例一
如图所示一种热风无纺布热压成型设备，包括内壳体1，内壳体中为圆柱体结构的压合腔2，内壳体的外部同轴的设有一个外壳体3，外壳体的内壁与内壳体的外壁之间按顺时针的设有第一分隔板4、第二分隔板5、第三分隔板6和第四分隔板7，第一分隔板和第二分隔板设置在内壳体的上方，第三分隔板和第四分隔板与第二分隔板和第一分隔板镜像的设置在内壳体的下方，第一分隔板和第二分隔板之间形成上预热腔8，第三分隔板和第四分隔板之间形成下预热腔9；
第一分隔板、第二分隔板、第三分隔板和第四分隔板上均分别设有一个第一开口；
上预热腔中设有多组第一导向辊组，每个第一导向辊组均包括两个相互压合设置的第一导向辊10，第一导向辊可转动的固定在上预热腔中；相邻的两个第一导向辊组之间设有一组第一热气喷嘴11，上预热腔的顶部设有上蒸汽出口12；
下预热腔中设有多组第二导向辊组，每个第二导向辊组均包括两个相互压合设置的第二导向辊13，第二导向辊可转动的固定在下预热腔中；相邻的两个第二导向辊组之间设有一组第二热气喷嘴14，下预热腔的底部设有下蒸汽出口15；
第一热气喷嘴和第二热气喷嘴均用于喷出预热蒸汽，上蒸汽出口和下蒸汽出口用于持续性的排出上预热腔和下预热腔中富余的预热蒸汽；
第一分隔板的左侧设有第一换向辊16，第一换向辊位于第一分隔板的第一开口的上方；第二分隔板的右侧设有第二换向辊17，第二换向辊位于第二分隔板的第一开口的下方；第三分隔板的右侧设有第三换向辊18，第三换向辊位于第三分隔板的第一开口的上方；第四分隔板的左侧设有第四换向辊19，第四换向辊位于第一分隔板的第一开口的下方；
内壳体上按顺时针的设有第二开口20、第三开口21、第四开口22和第五开口23，第二开口位于第一换向辊的右下方、且设置在内壳体的上方，第三开口位于第二换向辊的左下方、且设置在内壳体的上方，第四开口位于第三换向辊的左上方、且设置在内壳体的下方，第五开口位于第四换向辊的右上方、且设置在内壳体的下方；
压合腔中设有第一压合组件和第二压合组件；
第一压合组件包括第五上换向辊24、第六上换向辊25、第五下换向辊26、第六下换向辊27和两个第一热压辊28；
第五上换向辊设置在第三开口的左侧，第六上换向辊设置设置在第五上换向辊右下方，第五下换向辊镜像的设置在第五上换向辊的下方，第六下换向辊镜像的设置在第六上换向辊的下方；其中一个第一热压辊设置在第六上换向辊的左侧，另一个第一热压辊第六下换向辊的左侧，两个第一热压辊分别通过第一电机驱动转动，两个第一热压辊的转动方向相反、用于进行第一次热压操作；第六上换向辊和第六下换向辊的右侧分别设有一组第一喷头29，第一喷头用于喷涂浸润液A；
第二压合组件包括第七上换向辊30、第七下换向辊31和两个第二热压辊32；
第七上换向辊设置在第五上换向辊的左侧，第七下换向辊设置在第五下换向辊的左侧，其中一个第二热压辊设置在第七上换向辊的左侧，另一个第二热压辊第七下换向辊的左侧，两个第二热压辊分别通过第二电机驱动转动，两个第二热压辊的转动方向相反、用于进行第二次热压操作；第七上换向辊和第七下换向辊的右侧分别设有一组第二喷头33，第二喷头用于喷涂浸润液B；
内壳体的左侧设有定型腔34，定型腔的左侧端穿过外壳体并向外延伸；定型腔的左侧设有收料辊35，外壳体的右侧设有第三送料辊36，外壳体的左侧设有第一送料辊37和第二送料辊38，第一送料辊和第二送料辊位于定型腔的上方，外壳体的左侧还设有第四送料辊39和第五送料辊40，第四送料辊和第五送料辊位于定型腔的下方。
进一步的，第一压合组件和第二压合组件之间设有刺穿组件41；刺穿组件包括上支架42和下支架43，上支架和下支架上分别可转动的设有一个刺穿辊44，刺穿辊上均匀布设多个刺针45，两个刺穿辊分别通过第三电机驱动转动，两个刺穿辊的转动方向相反、用于进行穿孔操作。
进一步的，定型腔中设有第五分隔板46，第五分隔板将定型腔分隔成恒温腔47和冷却腔48，恒温腔位于冷却腔的右侧，恒温腔中设有电加热器49。
进一步的，使用热压成型设备制备的无纺布自上而下依次包括第一基层50、第二基层51、第三基层52、第四基层53和第五基层54，第一基层和第五基层为由聚丙烯纤维制备得到、聚丙烯纤维的直径为0.5-1μm，第二基层和第四基层由聚酯纤维制备得到、聚酯纤维的直径为0.2-0.6μm，第三基层由粘胶纤维制备得到、粘胶纤维的直径为0.5-1μm。
进一步的，使用热压成型设备制备的无纺布的方法如下：
(1)绕设在第三送料辊上的第三基层自外壳体的右侧穿入压合腔中，在压合腔中依次穿过第六上换向辊和第六下换向辊、两个第一热压辊、两个刺穿辊、两个第二热压辊后，穿出压合腔进入定型腔，再由定型腔穿出绕设在收料辊上；
(2)绕设在第二送料辊上的第二基层经第一换向辊换向后进入上预热腔中，在上预热腔中经过温度为120-160℃的预热蒸汽预热后，经过第二换向辊换向、穿过第三开口进入压合腔，在压合腔中经过第五上换向辊和第六上换向辊换向后贴附在第三基层的上方；绕设在第四送料辊上的第四基层经第四换向辊换向后进入下预热腔中，在下预热腔中经过温度为120-160℃的预热蒸汽预热后，经过第三换向辊换向、穿过第四开口进入压合腔，在压合腔中经过第五下换向辊和第六下换向辊换向后贴附在第三基层的下方；第一喷头用于分别向第二基层和第四基层的贴附面喷涂浸润液A；第二基层和第四基层在两个第一热压辊的压合作用下贴附在第三基层上，贴附完成后，经过刺穿组件进行穿孔操作；
(3)绕设在第一送料辊上的第一基层穿过第二开口进入压合腔，在压合腔中，经过第七上换向辊换向后通过第二热压辊贴附在第二基层的上方；绕设在第五送料辊上的第五基层穿过第五开口进入压合腔，在压合腔中，经过第七下换向辊换向后通过第二热压辊贴附在第四基层的下方；第二喷头用于分别向第一基层和第五基层的贴附面喷涂浸润液B；
(4)第一基层和第五基层贴附完成后，穿过定型腔随第三基层一起绕设在收料辊上；在恒温腔经过40-65℃的保温操作后，进入冷却腔中进行自然冷却。
进一步的，浸润液A的制备方法为：按质量百分比计将次氯酸钠3-6％、95wt％的乙醇20-30％和余量的去离子水混合均匀后即可。
进一步的，浸润液B的制备方法为：按质量百分比计将薰衣草提取液3-8％、菊花提取液1-6％、薄荷提取液5-10％、芦荟提取液8-16％和余量的去离子水混合均匀后即可。
实施例二
同实施例一所述的一种热风无纺布热压成型设备，定型腔的恒温腔中设有辅助定型组件，辅助定型组件包括两个定型压辊55，定型压辊包括主转轴56，主转轴上焊接固定外辊体57，外辊体中设有调节腔58；外辊体上沿其轴线方向设有多个定型转辊组59，每个定型转辊组均包括多个呈圆周状布设的定型转辊60组成，定型转辊可转动的设置在外辊体上，两个定型压辊分别可转动的设置在贴附完成后的无纺布的上下两端，两个定型压辊分别通过两个第三电机驱动转动，两个定型压辊的转动方向相反，每个定型转辊的右侧分别设有一组热风喷嘴61，热风碰嘴用于向无纺布喷出温度为45-55℃的热风。
当无纺布进入恒温腔中后，先通过45-55℃的热风对无纺布的上下两面进行降温操作，降温过程中，通过定型压辊压设在无纺布上，定位压辊转动过程中，定型转辊无纺布的移动而进行移动，用于辅助定型。
