一种连续的、具有梯度结构的熔喷超细纤维整体滤芯及其生产方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种连续的熔喷超细纤维整体滤芯及其生产方法和设备，该产品在液体过滤中集预过滤、精过滤、重力沉降三功能于一体，特别适合于高精度的过滤需求，是一种新型的、高级的复合过滤介质；该产品采用熔喷生产工艺和多工位生产设备可生产出连续的、可被截成任意长度的、且径向方向纤维丝径呈梯度变化的外松内紧结构的产品，从而减少了生产中的废头、废料，避免了芯轴的交替更换，节约了时间、降低了成本、提高了生产效率，属熔喷非织造物技术领域。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续的熔喷超细纤维整体滤芯及其生产方法和设备，该产品采用熔喷工艺和专用设备生产，特别适合于高精度的液体过滤需求，属熔喷非织造物
在现有液体过滤的技术中，所用过滤介质主要为织物型过滤材料和多孔型过滤材料，前者在过滤过程中，将过滤杂质阻挡、停留并堆积在其表面，因而在织物纤维网孔的附近形成颗粒的架桥现象，并逐渐堆积成滤饼，从而使通过滤饼层的悬浮液变为清液，使固体颗粒得到有效分离。但这种过滤介质只适于过滤固体颗粒较大、含量较大的场合；后种过滤介质，利用其孔道弯曲细长，使悬浮液在通过时，其中的颗粒在惯性和扩散的作用下，趋于孔道壁面，并在表面力和静电的作用下，附着在孔道壁面上，从而达到去除悬浮液中细小颗粒的目的。但这种介质通常孔道易堵、过滤阻力较大。据资料显示，目前国内生产熔喷筒状滤芯的工业方法和设备，都仅限于通过芯轴不停地旋转和往复运动而获得过滤滤芯，再卸下滤芯、截去两端头、抽出芯轴而得到最终产品。这种方法既受设备的限制不能生产任意长度的滤芯，又须交替更换芯轴、间断生产，还造成大量的端头浪费。中国专利CN 89217208.8公开了一种将无纺布折叠成波浪形，卷成圆筒状套在内筒的外周，再用发泡聚胺酯端盖热固成型无纺布滤芯的产品。中国专利CN 90226884.8也公开了一种折叠式微孔过滤芯，但上述两种产品均不能达到较高的过滤精度，且制作工艺繁琐、复杂。中国专利CN 87213778 U公开了一种油水分离装置，其中涉及到熔喷滤芯，用作粗粒化聚结元件，以实现油水分离之目的。该滤芯与其它材料相比具有分离效率较高、寿命较长、价格低、基体结构均匀一致的特点，但也易出现提前饱和、堵塞现象。本专利技术的目的是要提供一种连续的熔喷超细纤维整体滤芯及其生产方法和设备，改产品为复合液体过滤介质，且在液体过滤中，集预过滤、精过滤、重力沉降三功能于一体，特别适合高精度的过滤需求；改产品的生产工艺和设备可直接一次生产出连续不间断的、并能截成任意长度的产品，从而不用交替更换芯轴，不用截去端头废料，省时、省力、降低成本。本专利技术的目的是这样实现的一种连续的熔喷超细纤维整体滤芯，它是通过已知的熔喷技术将高聚物颗粒料熔融挤压、喷丝而成的，其所形成的超细纤维整体滤芯为纤维平均丝径较细、基重较均、平均孔径较小、孔隙率较高、又有相当厚度、硬度和强度的超细纤维网状空心结构体，且滤芯沿其长度方向为整体的、连续的、可截成任意长度的；所述滤芯沿其厚度方向或为外松内紧结构，纤维丝径或呈梯度变化；而且所述滤芯的纤维平均丝径为0.1～30μm，平均孔径＜45μm，平均孔率≥60％。一种上面所述的超细纤维整体滤芯的生产工艺方法，其中包括①喂料；②螺杆挤出机将物料熔融、挤压并送至喷丝成型器(4)；③物料在高速气流的牵带下，从喷丝成型器(4)中喷出，形成超细纤维(5)；④超细纤维(5)被接收在旋转的芯轴(6)上，并在半熔融状态下，随着芯轴(6)不停地旋转，纤维之间随机搭接、粘合，而得到空心网状结构整体滤芯(7)；其还包括下述内容A.当空心网状结构整体滤芯(7)达到一定的厚度时，调节光轴(6A)和螺纹轴(6B)的转速，使两者形成转速差，促使滤芯从芯轴(6)脱出，与此同时新的滤芯基底在芯轴(6)上生成且与在先的滤芯联接成一体，而形成连续的整体滤芯(7)；B.在滤芯不断脱出的过程中，一个与芯轴(6)平行的压辊(8)与其表面接触，将其表面处理得光滑平整；C.当脱出的滤芯达到设定的长度时，其端头进入感光装置(15)，切刀跟进装置启动，将滤芯按预定的长度切断。当生产上述滤芯沿其厚度方向纤维平均丝径呈梯度变化的时候，则除上所述的工艺方法①～④外，还要包括下述内容A.在沿滤芯的延伸方向上设置两个或两个以上的工位，同时进行上述过程，即从①～④，或设置若干台挤出机，且每台挤出机时供料给若干个不同工位上的喷丝成型器，而每个工位上的喷丝成型器根据需求调节其所喷出的纤维丝径；B.当空心网状结构的整体滤芯(7)沿芯轴方向连续不停地脱出时，新的滤芯基底在芯轴(6)上生成，并与在先的滤芯联接成一体，形成连续的整体滤芯(7)；C.这样滤芯连续地经过每个工位，重复上述喷丝过程，且此处的喷丝成型器(4)继续在原滤芯基体上喷丝、成型新的或纤维丝径有别于原纤维层的纤维层，同时继续脱出；D.在滤芯不断脱出的过程中，一个与芯轴(6)平行的压辊(8)与其表面接触，将其表面处理得光滑平整；E.当脱出的滤芯达到设定的长度时，其端头进入感光装置(15)，切刀跟进装置启动，切断滤芯。当生产上述滤芯沿其厚度方向为外松内紧结构的时候，则除上所述的工艺方法①～④外，还要包括下述内容A.将接收芯轴(6)与喷丝成型器(4)成一角度放置，角度范围为0°～15°，这样，在滤芯不断脱出的过程中，其内层即接近喷丝成型器(4)的一端纤维缠结较为致密，而外层即远离喷丝成型器(4)一端纤维缠结较为疏松，从而使滤芯形成外松内紧的结构；B.在滤芯不断脱出的过程中，一个与芯轴(6)平行的压辊(8)与其表面接触，将其表面处理得光滑平整；C.当脱出的滤芯达到设定的长度时，其端头进入感光装置(15)，切刀跟进装置启动，切断滤芯。一种根据上述滤芯产品和上述生产工艺方法而设计、制造的生产设备，它包括①动力传动系统；②物料供给系统；③芯轴旋转系统；④压辊；⑤测径装置；⑥伺服跟进系统，其特征在于所述的物料供给系统②与喷丝成型器(4)可设置一组或多组；所述的芯轴旋转系统③是由包括芯轴(6)、电机(1)、轴支撑(2)、齿带传输轮(3)的芯轴旋转装置和包括支架(10)、滚轮(11)的旋转支撑架两部分组成的；所述的压辊装置④为一表面光滑的金属圆筒，与芯轴(6)平行放置，当滤芯不断脱出时，与滤芯表面接触，将滤芯表面处理得光滑平整；所述的测径装置⑤可随时指示滤芯的直径与设定值之间的差距，以利于控制滤芯的直径；所述的伺服跟进系统⑥由感光装置(15)和包括切刀(12)、切刀进给电机(13)、切刀跟踪电机(14)的切刀装置两部分组成，当滤芯脱出达到设定的长度时，其端头进入感光装置(15)，切刀装置启动，将滤芯按设定的长度切断。本专利技术产品因采用熔喷工艺法生产，其纤维直径细、孔径小、孔率大且具有三维立体空间的不规则多孔网状结构，因而它是多孔型和织物型过滤材料的综合体，在过滤过程中，既可形成表面过滤，又可形成深层过滤；又因采用多工位、多喷丝成型器使纤维丝径沿滤芯厚度方向呈梯度变化，因而，丝径较大的纤维层孔径较大，可有足够的空间容纳大颗粒，确保滤芯不致于迅速堵塞，孔径小的部分可阻挡细小颗粒，确保过滤精度，弥补了精度高的滤材堵塞快、寿命短的缺点，而且降低了工作阻力，减少了能耗，提高了滤芯的使用寿命，因而是新型的、高级的复合材料；又因超细纤维整体滤芯的纤维丝径细，最细可达0.1微米，又有较大的控制范围，可在0.1微米～几十微米之间变化，这就使该种滤芯在精细过滤方面有很大的优势；又由于超细纤维整体滤芯的原料是高聚物，来源广泛，而且所成型的过滤介质机械性能稳定、耐腐蚀性强，因而经济、实用；再因此成型方法采用的是连续的、多工位的熔喷法直接成型连续的、任意长度的超细纤维网状空心结构整体滤芯，无须二次加工，无须交替更换芯轴，亦无须切除滤芯的端头，因而生产流程短、工艺简单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续的熔喷超细纤维整体滤芯，它是通过已知的熔喷技术将高聚物颗粒料熔融挤压，喷丝而成的，其特征在于：上述所形成的超细纤维整体滤芯为纤维平均丝径较细、基重较均、平均孔径较小、孔隙率较高又有相当厚度、硬度和强度的超细纤维网状空心结构体，所述滤芯沿其长度方向为整体的、连续的、可截成任意长度的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于干，周晓帆，
申请(专利权)人：于干，周晓帆，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]