專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型纖維的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明本發(fā)明涉及一種纖維材料，特別涉及一種三維卷曲的異形纖維。
背景技術(shù)：
目前，環(huán)保方面非常重視鍋爐收塵系統(tǒng)的創(chuàng)新，鍋爐收塵常用的袋式收塵系統(tǒng)其 關(guān)鍵技術(shù)在于濾袋的制造。鍋爐收塵濾袋是由纖維紡織而成，聚苯硫醚纖維性能優(yōu)異，是其 中一種首選材料。通過(guò)在濾袋基布(如聚苯硫醚基布或聚四氟乙烯基布等)上采用水刺 或針刺等方法將聚苯硫醚短纖固定在上面形成過(guò)濾氈作為過(guò)濾介質(zhì)，并由過(guò)濾氈制成過(guò)濾 袋，聚苯硫醚短纖的性能對(duì)濾袋的收塵效果起到?jīng)Q定性的影響。過(guò)濾袋所需聚苯硫醚短纖 的性能主要有抗拉伸能力、纏繞在基布上的附著能力、抗彎曲能力、對(duì)微小塵埃的撲捉能 力(或稱(chēng)截獲能力)等。目前，聚苯硫醚短纖一般采用拉絲機(jī)在聚苯硫醚樹(shù)脂熔融狀態(tài)下，經(jīng)機(jī)械力多次 強(qiáng)制拉伸成長(zhǎng)絲，而后切成短纖得到的。未經(jīng)特殊工藝處理的聚苯硫醚短纖一般是呈直線(xiàn) 型或拋物線(xiàn)型等二維結(jié)構(gòu)，不呈三維卷曲的形態(tài)，并且，纖維橫切面一般是呈規(guī)則圓形，不 呈三角形、X形、Y形、五角星形或銀杏葉形等異型。這種纖維應(yīng)用于過(guò)濾袋制造的缺點(diǎn)是1、在袋式收塵系統(tǒng)中，濾袋需承受頻繁的震蕩或鼓氣來(lái)防止濾布被灰塵阻塞，所 用短纖的抗拉伸能力、纏繞在基布上的附著能力、抗彎曲能力是影響濾袋使用壽命的關(guān)鍵。 二維結(jié)構(gòu)的纖維抗拉伸能力、纏繞在基布上的附著能力、抗彎曲能力不如三維卷曲纖維，這 是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。2、用經(jīng)多次機(jī)械力強(qiáng)制拉伸得到的纖維制成的濾袋，纖維在連續(xù)拉伸過(guò)程中易斷 裂，次品率高；纖維經(jīng)強(qiáng)制拉伸后的抗拉伸性、抗彎曲性、抗沖擊性等受到的影響較大大，這 是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。3、濾袋收塵效果取決于所用纖維對(duì)微細(xì)灰塵的撲捉能力，在橫切面長(zhǎng)徑相等的條 件下，圓形橫切面與三角形、X形、Y形、五角星形或銀杏葉形等橫切面相比，其表面積大，邊 緣規(guī)則，對(duì)超細(xì)微粒的撲捉能力(或稱(chēng)截獲能力)稍差，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。4、濾袋所用短纖如經(jīng)拉絲工藝得到長(zhǎng)絲后，再經(jīng)切纖工藝得到短纖，設(shè)備投資更 大、存在二次加工的缺點(diǎn)，成本較高。為解決上述纖維的缺點(diǎn)，人們進(jìn)行了很多探索。申請(qǐng)?zhí)枮?00710062938. 6的專(zhuān)利名稱(chēng)為《一種三維卷曲纖維》的中國(guó)專(zhuān)利介紹 了兩類(lèi)制造具有三維空間的立體卷曲結(jié)構(gòu)的纖維的方法，一類(lèi)是紡絲后用高溫高壓熱氣流 送入變形噴嘴或卷曲器內(nèi)定型，得到三維卷曲效果，這類(lèi)方法是纖維成型后強(qiáng)加給纖維卷 曲的方法；另一類(lèi)是通過(guò)不同組分或其他不對(duì)稱(chēng)因素或條件，在纖維擠出成型過(guò)程中，早就 存在不對(duì)稱(chēng)因素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并在后加工過(guò)程中使不對(duì)稱(chēng)因素顯現(xiàn)出作用，從而形成三維 卷曲纖維；同時(shí)，該專(zhuān)利申請(qǐng)還公開(kāi)了一種可控制卷曲度的三維卷曲纖維，但是，誠(chéng)如該專(zhuān) 利申請(qǐng)中所述，該纖維的橫切面為圓形，不具備橫截面異型的特征，并經(jīng)二次成型為三維卷 曲，加工成本較高。
申請(qǐng)?zhí)枮?2260867. 2的專(zhuān)利名稱(chēng)為《抗菌異型七孔三維卷曲纖維》的中國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)，公開(kāi)了一種異形三維卷曲纖維，這種纖維是經(jīng)過(guò)高溫熔融后，從螺桿機(jī)擠出，經(jīng)過(guò)特制 的氣孔 紡絲噴絲板，再經(jīng)低溫高速的冷風(fēng)氣流驟冷得到的，通過(guò)在冷卻過(guò)程中的加速絲條 外側(cè)部分的冷卻，來(lái)使其橫切面方向出現(xiàn)結(jié)構(gòu)差異，這種纖維適用于纖維抗菌，其橫截面雖 呈七個(gè)通孔，但未實(shí)現(xiàn)三角形、X形、Y形、五角星形或銀杏葉形等異型，對(duì)濾袋制造所需的 纖維無(wú)針對(duì)性。申請(qǐng)?zhí)枮?00910096552. 6的專(zhuān)利名稱(chēng)為《一種異形復(fù)合纖維》的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了 一種仿天然纖維效果的異形纖維，這種纖維是采用將兩組紡絲熔體經(jīng)過(guò)并列的異形孔噴絲 板噴絲擠出固化成纖，再經(jīng)牽伸卷繞成一種并列異形復(fù)合纖維，所述異形為非圓形，可為橢 圓形、矩形、梯形、三角形、三葉形、十字形、T形等，這種纖維不具有三維卷曲的特點(diǎn)。這種 纖維雖然達(dá)到了橫截面異型，但沒(méi)有三維卷曲的特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種以離心機(jī)為主 要生產(chǎn)設(shè)備，在聚苯硫醚熔融狀態(tài)下，在離心力與風(fēng)力的合力牽引下得到既具有異型橫切 面，又具有三維卷曲特點(diǎn)，并且生產(chǎn)成本低的新型聚苯硫醚纖維材料。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的一種新型纖維，所述纖維為采用離心力和風(fēng)力 的合力作用下形成的橫切面異形且三維卷曲的纖維。其中，所述的三維卷曲，其含義為經(jīng)過(guò)由xyz構(gòu)成的三維空間內(nèi)的ABC三點(diǎn)的所 述新型纖維，至少有一個(gè)點(diǎn)落在xy平面上，至少有一個(gè)點(diǎn)落在yz平面上，至少有一個(gè)點(diǎn)落 在χζ平面上，如圖1所示。其卷曲可以是呈規(guī)則的螺旋形或反螺旋形或部分為螺旋形部分 為反螺旋形或者為不規(guī)則的海藻形。所述異形，是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的規(guī)則圓形來(lái)定義的，其形狀包括但不限于三角形、 X形、Y形、五角星形或銀杏葉形。作為優(yōu)選所述自然卷曲為海藻形或螺旋形卷曲與反螺旋形卷曲相間或螺旋形。作為優(yōu)選所述橫切面為三角形。作為優(yōu)選所述橫切面為五角星形。作為優(yōu)選所述橫切面為X形。作為優(yōu)選所述橫切面為Y形。作為優(yōu)選所述橫切面為銀杏葉形作為優(yōu)選所述纖維的長(zhǎng)度為10-800_。作為優(yōu)選所述纖維的直徑為0. 1-0. 4mm。作為優(yōu)選所述纖維的制造原料為聚苯硫醚。本發(fā)明所公開(kāi)的三維卷曲且橫切面異形的纖維的制得，是因?yàn)椴捎昧颂厥獾纳a(chǎn) 工藝，其生產(chǎn)工藝步驟為1、取市售的可用于生產(chǎn)纖維的聚苯硫醚(PPS)。2、將上述樹(shù)脂在混煉機(jī)內(nèi)均勻混合并加熱達(dá)到熔融狀態(tài)，得到熔融體，熔融體經(jīng) 導(dǎo)管并加壓導(dǎo)管內(nèi)壓力用市購(gòu)空壓機(jī)向其內(nèi)鼓入空氣來(lái)控制壓力=0. 5-5kgf/cm2，在離心 機(jī)作用下，通過(guò)包括但不限于三角形、X形、Y形、五角星形或銀杏葉形的噴嘴噴出；
設(shè)r =離心機(jī)轉(zhuǎn)軸中心與離心管中心的距離，離心機(jī)rcf服從rcf = 1. 119X ICT5XrX (rpm)2，其中:rmp = 2000-4000，r = 50_150mm ；3、上述熔融體噴出時(shí)，用高速鼓風(fēng)機(jī)對(duì)噴嘴鼓風(fēng)，鼓風(fēng)量10-120m7min，鼓風(fēng)壓力 0. I-Ikgf/cm2，鼓出風(fēng)的溫度5-25°C，垂直方向鼓風(fēng)從圖3之A到B點(diǎn)移動(dòng)，其中Z θ 1 =0° -30°，Z Θ2 = 0° -60°，移動(dòng)速率5-30mm/min ；水平方向如圖4所示圍繞噴嘴作 360°隨機(jī)移動(dòng)；4、熔體經(jīng)離心機(jī)作用成纖維拋出，在鼓 風(fēng)作用下?tīng)恳嗔?，得到約占樹(shù)脂質(zhì)量 80%以上的三維卷曲異形聚苯硫醚纖維。上述生產(chǎn)方法實(shí)質(zhì)為離心機(jī)通過(guò)離心力甩出同時(shí)在鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)力作用牽引得到的
短纖維。聚苯硫醚熔體在離心力與風(fēng)力的合力作用下會(huì)實(shí)現(xiàn)牽引，這種牽引應(yīng)區(qū)別于現(xiàn)有 拉絲或者噴絲工藝的機(jī)械力強(qiáng)制拉伸。眾所周知，聚苯硫醚纖維是由若干聚苯硫醚分子鏈 纏繞在一起形成的，纖維中已斷裂分子鏈的數(shù)量和未伸展的分子鏈的數(shù)量越少，則纖維抗 拉伸性、抗彎曲性就越好。事實(shí)上，由于機(jī)械力拉伸聚苯硫醚熔體比離心力與風(fēng)力的合力牽 引熔體的強(qiáng)制性大得多，因此，所得到的纖維中隨機(jī)分布的已被拉斷的分子鏈和處于未伸 展?fàn)顟B(tài)的分子鏈也會(huì)更多。聚苯硫醚熔融體是由若干聚苯硫醚分子鏈組合在一起形成的，在離心力與風(fēng)力的 合力作用下，聚苯硫醚分子鏈會(huì)逐步伸展開(kāi)，與其他分子鏈相互纏繞，形成纖維。在給定離 心力和風(fēng)力的條件下，纖維牽引到一定長(zhǎng)度時(shí)聚苯硫醚分子鏈的鍵能將不能再克服外力， 因此斷裂，從而可得到聚苯硫醚短纖。由于聚苯硫醚熔體的流動(dòng)性一定，熔融體通過(guò)三角形、X形、Y形、五角星形或銀杏 葉形的異型噴嘴噴出后與5-25°C的風(fēng)相遇而快速冷卻，所得纖維的橫切面形狀仍保持著噴 嘴的形狀。隨著正對(duì)噴嘴鼓風(fēng)的方向的改變，纖維自噴嘴噴出后一邊冷卻一邊改變伸展的方 向，隨著鼓風(fēng)角度的不斷改變，熔融體自然地隨機(jī)伸展，其卷曲方向也是自然隨機(jī)的，從而 得到了三維卷曲的纖維，同時(shí)，隨著鼓風(fēng)方向和角度的改變，纖維在縱向上不同部位所受到 的風(fēng)力不一樣，角度也不一樣，所以在橫向會(huì)產(chǎn)生粗細(xì)、形狀不均的形狀，即同一纖維上不 同點(diǎn)的橫切面形狀和面積大小也不一樣，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，纖維的橫切面形狀發(fā)生微變。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明的纖維具有三維卷曲的特點(diǎn)，因此有很強(qiáng)的抗拉伸能力、纏繞在基布 上的附著能力、抗彎曲能力；具有橫截面異型的特點(diǎn)，因此有很強(qiáng)的對(duì)微細(xì)灰塵的捕捉能 力；由離心機(jī)甩出風(fēng)力牽引成纖，因此抗拉伸性、抗彎曲性等受到的影響較??；整體生產(chǎn)工 藝流程短，成本低，設(shè)備投入小?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明的纖維制得的濾袋使用壽命大 大延長(zhǎng)，收塵效果明顯提高，生產(chǎn)成本大大降低。


圖1是本發(fā)明的纖維的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明生產(chǎn)方法中離心機(jī)與離心管的角度位置示意圖；圖3和圖4是本發(fā)明生產(chǎn)方法中鼓風(fēng)與噴嘴作用方式示意圖。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1 一種具有三維卷曲且橫切面異型的纖維，可采用下述方法制備得到1、取市購(gòu) PPS 樹(shù)脂 IOOkg ；2、將上述樹(shù)脂在市購(gòu)200L混煉機(jī)內(nèi)均勻混合并熔融，熔融溫度260°C，熔體經(jīng)導(dǎo) 管并加壓導(dǎo)管內(nèi)壓力用市購(gòu)空壓機(jī)向其內(nèi)鼓入空氣來(lái)控制壓力=0. 5kgf/cm2，在市購(gòu)離心 機(jī)作用下，通過(guò)三角型噴嘴噴出，如圖4 ；在圖2中，r =離心機(jī)轉(zhuǎn)軸中心與離心管中心的距 離，離心機(jī) rcf 服從:rcf = 1. 119Xl(T5XrX (rpm)2，其中:rmp = 2000，r = 50cm ；3、上述熔融體噴出時(shí)，用市購(gòu)高速鼓風(fēng)機(jī)對(duì)噴嘴鼓風(fēng)，鼓風(fēng)量120m7min，鼓風(fēng)壓 力0. lkgf/cm2，垂直方向鼓風(fēng)從圖3中D點(diǎn)到E點(diǎn)移動(dòng)，其中θ 1 = 30°，ΖΘ2 = 60°， 移動(dòng)速率5mm/min ；水平方向圍繞噴嘴按順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，移動(dòng)速率5mm/min ；4、熔體經(jīng)離心機(jī)作用成纖維拋出，在鼓風(fēng)作用下?tīng)恳嗔眩玫?4gk長(zhǎng)度為 10mm-50mm的三維卷曲異型纖維。低于IOmm的纖維返回混料機(jī)待用。
權(quán)利要求
一種新型纖維，其特征在于所述纖維為采用離心力和風(fēng)力的合力作用下形成的橫切面異形且三維卷曲的纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述三維卷曲為海藻形或或螺旋形 或螺旋形卷曲與反螺旋形卷曲相間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述橫切面為三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述橫切面為五角星形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述橫切面為X形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述橫切面為Y形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述橫切面為銀杏葉形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述纖維的長(zhǎng)度為10-800mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型纖維，其特征在于所述纖維的直徑為0.1-0. 4mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至11任意一項(xiàng)所述的新型纖維，其特征在于所述纖維的制造原 料為聚苯硫醚。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型纖維，屬于新型纖維材料領(lǐng)域，這種纖維為采用離心力和風(fēng)力的合力作用下形成的橫切面異形且三維卷曲的纖維，所述纖維的長(zhǎng)度為10-800mm，所述纖維的直徑為0.1-0.4mm，所述纖維的制造原料尤其可以采用聚苯硫醚，由于本發(fā)明的纖維具有三維卷曲的特點(diǎn)，因此有很強(qiáng)的抗拉伸能力、纏繞在基布上的附著能力、抗彎曲能力；具有橫截面異型的特點(diǎn)，因此有很強(qiáng)的對(duì)微細(xì)灰塵的捕捉能力；由離心機(jī)甩出風(fēng)力牽引成纖，因此抗拉伸性、抗彎曲性等受到的影響較小；整體生產(chǎn)工藝流程短，成本低，設(shè)備投入小。采用本發(fā)明的纖維制得的濾袋使用壽命大大延長(zhǎng)，收塵效果明顯提高，生產(chǎn)成本有所降低。
文檔編號(hào)D01D5/22GK101967693SQ20101051973
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者王冰凌 申請(qǐng)人:四川立能特種材料股份公司