一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法
技术领域
本发明涉及非织造布的技术领域，尤其涉及一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法。
背景技术
闪蒸纺丝是干法纺丝的一种特例，聚合物在溶剂闪蒸时迅速形成纤维，亦称瞬间纺丝。该纺丝技术方法主要是：将成纤聚合物与溶剂混合，所选的溶剂沸点低于聚合物，在常温常压下不能溶解聚合物；在加压加热的情况下，能够溶解成纤聚合物。当加热至温度略高于溶剂的沸点时，聚合物溶解制成纺丝原液，随即从喷丝孔挤出，进入低温（或常温）和低压（或常压）介质中，液态细流中的溶剂突然蒸发，聚合物迅速冷却固化，形成超细的网络结构。丝束通过带有高压的针状负电极板，经电晕放电。丝束内纤维因带同性电荷而开纤，带电纤维由输送帘网下带高压正电的金属板电晕放电而中和，现有技术中的一种闪蒸纺丝设备如图1所示，包括喷丝头10、转向板20、积集带30、靶板40、针状电极板50、第一辊筒60、第二辊筒70、金属板80，纺丝原液从喷丝头喷出，喷出气流速度为6000-8000m/min，溶剂瞬间发泡闪蒸，利用速度梯度变化对丝束进行高倍拉伸，形成超细网状纤维条，用静电方法使丝束开纤，保持单丝状态，并利用静电装置使纤维凝聚成网，凝网速度为90-110 m/min。
目前该工艺仅美国、日本进行了工业化生产，所用的成纤高聚物一般为结构比较规整的聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯及聚甲基戊烯等。经长时间的发展，可用于成纤高聚物的原料从各种烯烃聚合物、烯烃类聚合物与其他聚合物的混合物发展到了聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺等，主要还是以聚乙烯为主。采用现有静电技术，使得非织造布表面静电附着力弱，进而影响了后续纤维的分散性能。
有鉴于此，本发明人研究和设计一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，使得成品纤维分散性能大大提高，同时增加闪蒸法非织造布的力学性能。
为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚合物、纺丝溶剂及二甲基甲酰胺混合均匀加入到高压反应釜中，在温度180-200℃， 压力6-10MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，带有纤维束的高压空气经过静电开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
作为实施例的优选方式，所述聚合物为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺中的一种或几种。
作为实施例的优选方式，所述纺丝溶剂为二氯甲烷、三氯氟甲烷、二氯乙烯、环戊烷中的一种或几种。
作为实施例的优选方式，所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为80-100rpm，混合时间为2-6h。
作为实施例的优选方式，所述聚合物及所述纺丝溶剂的料液比为：（3-4）g：20 mL。
作为实施例的优选方式，所述二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂的体积比为（0.4-3）：20 。
作为实施例的优选方式，所述静电开纤装置对纤维束施加5-10kV的静电。
作为实施例的优选方式，所述纤维凝聚成网的凝网速度为90-110 m/min。
由于本发明采用了上述的技术方案，使得本发明具有以下有益效果：本发明首次将二甲基甲酰胺加入到聚合物、纺丝溶剂组成的体系中，使得闪蒸法非织造布获得吸附和释放静电的功能，通过静电技术使得纤维更加分散，并配合纤维牵伸，增加了闪蒸法非织造布的力学性能。
附图说明
图1为现有技术的一种闪蒸纺丝设备的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚乙烯、纺丝溶剂二氯甲烷及二甲基甲酰胺混合均匀加入到高压反应釜中，在温度180℃， 压力6MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器200搅拌转速为80rpm，混合时间为2h。聚乙烯和纺丝溶剂二氯甲烷的料液比为：3：20 g/mL；二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂二氯甲烷的体积比为0.4：20。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出；纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加5kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为90m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
实施例2
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚乙烯、纺丝溶剂二氯甲烷及二甲基甲酰胺混合均匀加入到高压反应釜中，在温度190℃， 压力8MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为90rpm，混合时间为3h。聚乙烯和纺丝溶剂二氯甲烷的料液比为：3.5：20 g/mL；二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂二氯甲烷的体积比为2：20。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加8kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为100m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
实施例3
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚乙烯、纺丝溶剂二氯甲烷及二甲基甲酰胺混合均匀加入到高压反应釜中，在温度200℃， 压力10MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为100rpm，混合时间为4h。聚乙烯和纺丝溶剂二氯甲烷的料液比为：4：20 g/mL；二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂二氯甲烷的体积比为3：20。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加10kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为110m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
实施例4
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚氯乙烯、纺丝溶剂三氯氟甲烷及二甲基甲酰胺加入到高压反应釜中，在温度180℃， 压力6MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器200搅拌转速为80rpm，混合时间为2h。聚氯乙烯和纺丝溶剂三氯氟甲烷的料液比为：3.5：20 g/mL；二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂三氯氟甲烷的体积比为2：20L。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加8kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为100m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
实施例5
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚丙烯腈、纺丝溶剂二氯乙烯及二甲基甲酰胺加入到高压反应釜中，在温度190℃， 压力8MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为90rpm，混合时间为3h。聚丙烯腈和纺丝溶剂二氯乙烯的料液比为：3.5：20g/mL；二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂二氯乙烯的体积比为2：20L。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加8kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为100m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
实施例6
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚酰胺、纺丝溶剂环戊烷及二甲基甲酰胺加入到高压反应釜中，在温度200℃， 压力10MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为100rpm，混合时间为4h。聚酰胺和纺丝溶剂环戊烷的料液比为：3.5：20 g/mL；二甲基甲酰胺与所述纺丝溶剂环戊烷的体积比为2：20L。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加8kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为100m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
对比例1
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚乙烯、纺丝溶剂二氯甲烷混合均匀加入到高压反应釜中，在温度190℃， 压力8MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为90rpm，混合时间为3h。聚乙烯和纺丝溶剂二氯甲烷的料液比为：3.5：20 g/mL。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加8kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为100m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
对比例2
一种使闪蒸法非织造布表面附着静电的方法，包括以下步骤：
步骤一、制备纺丝原液：将聚丙烯腈、纺丝溶剂二氯乙烯加入到高压反应釜中，在温度190℃， 压力8MPa的条件下充分混合，制得纺丝原液；所述高压反应釜中，搅拌器搅拌转速为90rpm，混合时间为3h。聚丙烯腈和纺丝溶剂二氯乙烯的料液比为：3.5：20 g/mL。
步骤二、闪蒸法制备聚乙烯纤维：所述纺丝原液从闪蒸纺丝设备的喷丝头喷出，纺丝原液的溶剂瞬间蒸发，纺丝原液的聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，带有纤维束的高压空气被转向板引向静电开纤装置，所述静电开纤装置对纤维束施加8kV的静电；通过静电方法对聚乙烯纤维束进行开纤，纤维凝聚成网，带有纤维束的高压空气经过开纤装置均匀开纤成网状蓬松结构，开纤后的纤维束沉降在积集带上形成纤维网，所述纤维凝聚成网的凝网速度为100m/min，纤维网经过辊轮的热轧形成薄片。
实施例7
对本发明制得的纤维网（实施例1-6）及纺丝原液中不加二甲基甲酰胺制得的纤维网（对比例1-2）进行纤维性能测试，结果如表1。
表1 纤维网之纤维性能测试
由此可见，本发明制得的纤维网纤维细，且强度高。纤维网纤维细有利于产品非织造布的过滤，防水，纤维强度高有利于纤维网直接成网，不需要与其它纺织品复合，因而大大扩展了本发明制得的非织造布的用途。这种纺丝工艺生产的非织造布因为纤维单丝足够细，纤维瞬间拉伸，结晶度超高，获得的非织造布具有一般工业纺丝产品所不能具有的特点。首先，空隙足够细，可以阻挡水分子、细菌、病毒分子的入侵，但是水蒸气与空气又可以通过。其次，结晶度高，纤维单纤强力非常高，所以成品布的强力好，耐撕裂、耐针刺性能超强。另外又有质轻、硬挺等特点，可以应用在医疗防护、医疗包装、工业防护领域；也可广泛应用在建筑、装修、服装时尚等行业。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
