一種鞋材及過濾專用親水無紡布及其製造方法與流程

2023-05-25 11:03:16

本發明涉及無紡布領域，具體涉及一種鞋材及過濾專用親水無紡布及其製造方法。
背景技術：
：無紡布又稱不織布，是由定向的或者隨機的纖維構成，是新一代的環保材料，具有防潮、透氣、柔韌、質輕、不阻燃、易分解、無毒無刺激性、色彩豐富、價格低廉、可循環再利用等特點，多利如採用聚丙烯為原材料，經高溫熔融、噴絲、普網、熱壓卷取連續一步生產而成。近年來，我國無紡布的行業發展越來越快，目前，總產量已經居於世界第二。無紡布的應用領域非常廣泛，如我們常見的口罩，溼巾和尿不溼等產品，新型領域如醫用紡織品，防護阻燃類紡織品以及一些特殊的複合材料等，以及過濾行業，可以說，非織造無紡布以其生產迅速，價格低廉等特點已經越來越多的出現在我們的生活中。近年來，我國的汙水處理事業蓬勃發展，汙水處理設施高速建設，汙水處理能力不斷提高，泥膜式生物反應器作為現在主流的過濾手段，主要分為固定型填料以及懸浮型填料，懸浮型填料主要易聚乙烯鶴聚丙烯為主，包括多空泡沫填料、kaldnes填料、球狀或者柱狀懸浮填料等，存在結構不夠合理以及填料的組成材料親水性差的問題，導致過濾效果低下，難以滿足現有需求。目前，出現採用無紡布作為介質，來提高過濾效果，例如專利號為cn103058357a公開了一種用於處理難降解廢水的生物填料製作方法，利用無紡布作為生物填料，提高降解廢水的能力；專利號為cn103085374b公開了一種熔噴活性炭無紡布，利用活性炭摻入無紡布中，提高吸附及過濾能力，但是，上述及現有的技術都存在生物填料親水性不足，吸附能力差的問題，未能提供滿意的汙水、廢水處理效果。技術實現要素：在上述背景的基礎下，本發明旨在提供一種鞋材及過濾專用親水無紡布及其製造方法及其生產工藝，利用特定的無紡布的結構以及對無紡布本體的改性處理，使得其具有良好的親水性以及高吸附性，具有快速的掛膜速度，提供良好的汙染物去除效果。本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種鞋材及過濾專用親水無紡布，所述無紡布包括以下質量百分比的原料：75~98%的聚丙烯纖維以及2~25%的添加物。優選地，所述添加物為黑色母粒。再優選地，所述添加物為滌綸短纖維與黑色母粒，所述所述滌綸短纖維與黑色母粒的質量比為20~25：1。一種鞋材及過濾專用親水無紡布的製造方法，包括：步驟一：利用無紡布生產設備，將聚丙烯切片從螺杆擠出機進入噴絲板，通過氣流牽引向下運動，經過靜電產生裝置落入接收器上；步驟二：將添加物經過左右兩個梳理機梳理，經由鋪網機交替下落至靜電產生裝置，在電場作用帶電荷之後，滌綸短纖維交替倒入聚丙烯纖維中，兩者混合在下落過程中靜電接收板放下聚集，形成無紡布；步驟三：將步驟二中形成的無紡布浸入除油劑中進行除油處理，除油劑的溫度控制在55~65℃，反應時間控制在30~35min，除油劑選用15~25g/l的naoh與100~110ml/l的乙醇以及水的混合溶液；步驟四：將步驟三中經過除油處理的無紡布浸入粗化劑中進行粗化處理，粗化劑的溫度控制在65~75℃，反應時間控制在30~35min，粗化劑選用15~25g/l的naoh與5~15g/l的kmno4以及水的混合溶液；步驟五：將步驟四中經過粗化處理的無紡布浸入離子覆蓋劑中進行處理，離子覆蓋劑選用濃度為0.1~0.5mol/l的fecl3溶液。一種無紡布的生產設備，包括接收器、設置於接收器上方左右兩側的梳理機、設置於接收器上方的螺杆擠出機、設置於梳理機與接收器之間的鋪網機、設置於螺杆擠出機底部的噴絲板以及設置於噴絲板下方的靜電產生裝置，所述靜電產生裝置包括兩對鏡像設置的靜電發生器以及靜電接收器。或者，該無紡布生產設備包括接收器、設置於接收器上方左右兩側的螺杆擠出機、設置於接收器上方的螺杆擠出機、設置於螺杆擠出機底部的噴絲板以及設置於噴絲板下方的靜電產生裝置，所述靜電產生裝置包括兩對鏡像設置的靜電發生器以及靜電接收器。相應的，所述靜電發生器和靜電接收器之間的電壓為70kv~90kv，頻率為15khz~25khz，電流為0.3ma~0.6ma。本發明的有益效果是：本發明提供的鞋材及過濾專用親水無紡布及其製造方法，利用無紡布作為填料，大大提高了汙水及廢水的吸附去汙染效果，無紡布內部纖維交錯分布，呈現出良好的空間結構，彈性以及吸附面積更大，在傳質過程中有利於營養物質以及do濃度梯度的形成，且在經過除油、粗化以及離子覆蓋的改性處理之後，具有較快的掛膜速度，在快速排泥法掛膜方式下，可在15d左右完成填料的掛膜，在30d左右時生物膜達到成熟，反應器運行效果達到穩定狀態，填料的添加將大幅度提高反應器內的汙泥濃度，改變反應器內汙泥存在的形態；改性無紡布填料強化的微氧生物反應器具有較好的汙染物去除效果，在填料投配率為10%、汙泥濃度為11g/l、停留時間為6h、曝氣量為60ml/(min·l)的條件下，反應器對cod、nh4+-n和tn的去除率分別可達到78.76%、69.28%和62.73%。相對應的，本發明提供的無紡布還可以用於鞋面以及裡層的材料，利用其高彈以及吸水的特性，可以使得腳感更為舒適，可以大幅度吸收腳汗，保持腳面的乾燥。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出任何修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。本發明採用如下的製備方法獲得：步驟一：利用無紡布生產設備，將聚丙烯切片從螺杆擠出機3進入噴絲板5，通過氣流牽引向下運動，經過靜電產生裝置落入接收器1上；步驟二：將滌綸短纖維配合黑色母粒進行紡前著色，然後將著色完成的滌綸短纖維經過左右兩個梳理機2梳理，經由鋪網機4交替下落至靜電產生裝置，在電場作用帶電荷之後，滌綸短纖維交替倒入聚丙烯纖維中，兩者混合在下落過程中靜電接收板放下聚集，靜電產生裝置包括兩對鏡像設置的靜電發生器與靜電接收器，分別為第一靜電發生器6a與第一靜電接收器6b以及第二靜電發生器7a與第二靜電接收器7b，兩對靜電發生器與靜電接收器交替工作，先開啟第一靜電發生器6a與第一靜電接收器6b，讓左側的滌綸短纖維與聚丙烯纖維聚集交叉，5min~10min之後，關閉第一靜電發生器6a與第一靜電接收器6b，開啟第二靜電發生器7a與第二靜電接收器7b，讓右側的滌綸短纖維與聚丙烯纖維聚集交叉，5min~10min之後，關閉第二靜電發生器7a與第二靜電接收器7b，開啟第一靜電發生器6a與第一靜電接收器6b，如此反覆，形成無紡布；步驟三：將步驟二中形成的無紡布浸入除油劑中進行除油處理，除油劑的溫度控制在55~65℃，反應時間控制在30~35min，除油劑選用15~25g/l的naoh與100~110ml/l的乙醇以及水的混合溶液；步驟四：將步驟三中經過除油處理的無紡布浸入粗化劑中進行粗化處理，粗化劑的溫度控制在65~75℃，反應時間控制在30~35min，粗化劑選用15~25g/l的naoh與5~15g/l的kmno4以及水的混合溶液；步驟五：將步驟四中經過粗化處理的無紡布浸入離子覆蓋劑中進行處理，離子覆蓋劑選用濃度為0.1~0.5mol/l的fecl3溶液。通過該方法得到的鞋材及過濾專用親水無紡布，由15~25%的滌綸短纖以及75~85%的聚丙烯纖維構成，所述無紡布由滌綸短纖維、聚丙烯纖維交疊而成，部分所述滌綸短纖維與聚丙烯纖維相交接呈正「v」字形，餘量的所述滌綸短纖維與餘量的聚丙烯纖維相交接呈倒「v」字形，所述無紡布的截面呈正「v」字形與倒「v」字形相交替狀。所述步驟一中的無紡布生產設備包括接收器1、設置於接收器1上方左右兩側的梳理機2、設置於接收器1上方的螺杆擠出機3、設置於梳理機2與接收器1之間的鋪網機4、設置於螺杆擠出機4底部的噴絲板5以及設置於噴絲板5下方的靜電產生裝置，所述靜電產生裝置包括兩對鏡像設置的靜電發生器以及靜電接收器，分別為第一靜電發生器6a與第一靜電接收器6b以及第二靜電發生器7a與第二靜電接收器7b，兩對靜電發生器與靜電接收器交替工作，交替時間在5min~10min之間，使得無紡布的截面形成多對交替布置的正v字形與倒v字形，同時在交替處形成一定的空間，利用滌綸短纖維作為骨架，形成該無紡布的結構，使得其具有良好的蓬鬆性以及壓縮彈性，同時避免單側僅為滌綸而另一單側僅為聚丙烯，避免因兩者的彈性以及吸附性能的不同導致在實際使用過程中，出現單側收縮影響整體吸附效果，以左右兩側滌綸與聚丙烯交替交接的結構來保證整體結構的穩定性，大幅度提高吸附去汙染效果。在實際生產過程中，靜電發生器和靜電接收器之間的電壓為70kv~90kv，頻率為15khz~25khz，電流為0.3ma~0.6ma。該鞋材及過濾專用親水無紡布在實際實用過程中，配合矽膠管進行使用，矽膠管的上下部開設有通孔，部分無紡布從矽膠管上孔處插入，從矽膠管的左側開口處拉出，部分無紡布從矽膠管上孔處插入，從矽膠管的右側開口拉出，部分無紡布從矽膠管下孔處插入，從矽膠管的左側開口拉出，部分無紡布從矽膠管下孔處插入，從矽膠管的右側開口拉出，其中無紡布截面正v字形與倒v字形的交替處恰好位於各個孔的入口處，如此設置使得無紡布填料具有較為適宜的密度，同時與外界接觸的面積較大，且由於無紡布截面正v字形與倒v字形的交替處存在一定的空間即凹陷，使其卡在開孔處起到良好的固定作用，由於在開孔處的無紡布與外界接觸面積較小，利用該無紡布結構，可以避免材料的浪費，儘量拉長無紡布的長度，提高接觸表面積。下面以具體實施例進一步闡述本發明實施例1無紡布的構成：2%的黑色母粒以及98%的聚丙烯纖維；除油劑的構成：20g/l的naoh以及100ml/l的乙醇及水；粗化劑的構成：18g/l的naoh以及10g/l的kmno4及水。實施例2無紡布的構成：20%的滌綸短纖維、1%的黑色母粒以及79%的聚丙烯纖維；除油劑的構成：20g/l的naoh以及100ml/l的乙醇及水；粗化劑的構成：18g/l的naoh以及10g/l的kmno4及水。實施例3無紡布的構成：25%的滌綸短纖維、1%的黑色母粒以及74%的聚丙烯纖維；除油劑的構成：20g/l的naoh以及100ml/l的乙醇及水；粗化劑的構成：18g/l的naoh以及10g/l的kmno4及水。實施例4無紡布的構成：20%的滌綸短纖維、1%的黑色母粒以及79%的聚丙烯纖維；除油劑的構成：15g/l的naoh以及100ml/l的乙醇及水；粗化劑的構成：15g/l的naoh以及5g/l的kmno4及水。實施例5無紡布的構成：20%的滌綸短纖維、1%的黑色母粒以及79%的聚丙烯纖維；除油劑的構成：18g/l的naoh以及105ml/l的乙醇及水；粗化劑的構成：15g/l的naoh以及10g/l的kmno4及水。實施例6無紡布的構成：20%的滌綸短纖維、1%的黑色母粒以及79%的聚丙烯纖維；除油劑的構成：25g/l的naoh以及110ml/l的乙醇及水；粗化劑的構成：25g/l的naoh以及15g/l的kmno4及水。實施例/測試項目厚度平均值mm厚度變異係數%cod去除率%ss去除率%nh4+-n去除率%tn去除率%實施例10.5794.0272.4577.2464.3455.84實施例20.7122.8986.2890.7874.9368.43實施例30.7373.2584.8787.5673.9867.97實施例40.7192.7687.4591.3478.3469.32實施例50.7172.8592.4586.3481.7864.77實施例60.7142.8990.6788.9779.9168.69根據上述實施例可知，該改性無紡布具有良好的均勻度，各處厚薄均勻，織物也較為蓬鬆，吸水性更好，具有良好的親水性以及掛膜性能，大大提高了汙染物的去除效果。當前第1頁12