專利名稱：一種含膠類纖維成膜方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含膠類纖維成膜方法及其裝置，特別是涉及ー種使用超聲波和紅外線的可循環利用水的成膜方法及其裝置。
背景技術：
含膠類纖維主要指植物韌皮纖維和蠶絲纖維。植物韌皮纖維主要有麻類纖維和木本植物韌皮纖維，如苧麻、亞麻、羅布麻、漢麻、桑皮纖維、錦葵莖皮纖維、椴樹纖維、葛藤莖皮纖維等，這些植物韌皮主要有纖維素、半纖維素、木質素和果膠組成；蠶絲纖維主要有桑蠶絲、柞蠶絲、蓖麻蠶絲等，其主要由絲素和絲膠組成。在紡織業上，這些含膠類纖維在使用之前必須經過脫膠處理去除膠質提取纖維，以達到紡紗織布的目的，但由于脫膠エ序較長而降低了其附加值，即便如此，膠質也很難被完全去除。對于此類含膠纖維，可以利用纖維不完全脫膠后殘留的膠質將纖維固結成膜(網)作為ー些非織造產品，如桑皮紙、錦葵莖皮紙、蠶絲面膜等，可作為ー些包裝及護膚產品，這些產品減少了加工エ序，同時可以很好地利用膠質的附加作用，如桑皮果膠的抗菌、錦葵果膠的保健作用以及蠶絲絲膠的親膚作用等，因此產品的附加值大大提高。目前這類產品的加工主要采用篩網法，采用木質或金屬質框架及過濾網形成篩網，將經過前期脫膠處理的纖維平鋪在篩網里，然后浸入水中，手工作用搖擺以使纖維網鋪平，然后慢慢從水中將篩網水平提起，濾掉水分，自然晾干，再將纖維膜揭下來便形成一張完整的纖維膜。但這種方法耗費時間較長，生產效率極低，且勞動強度大，不利于產業化，所得到的纖維膜存在明顯的厚薄不勻且局部易出現明顯的孔隙，由于纖維由外至內自然晾干，使其產生明顯的“皮芯”結構，影響產品的最終用途。由于整個過程需要大量水的參與且不能回收利用，而且膠質會混入水中，造成水資源的浪費及污染，不符合現代紡織エ業清潔化、低碳生產的理念。
發明內容
為克服現有技術的不足之處，本發明提供一種含膠類纖維成膜方法及其裝置，以提高工作效率，降低能耗，增強纖維膜的厚薄均勻性，所用水經濾膠處理后可再循環利用，大大減少耗水和環境污染。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種含膠類纖維成膜方法，包括以下步驟:
I)纖維的放置及超聲波振蕩平鋪。關閉所有閥門，根據所需制成的纖維膜的厚度稱取一定質量經過脫膠預處理的含膠類纖維，將纖維從纖維放置ロ 18放入發生釜I內的多層孔板2上，多層孔板2上有均勻分布的微孔，其規格為:其目數(I英寸(25.4mm)寬度的篩網內的篩孔數)> 400 (目/英寸)，纖維平鋪均勻。在發生釜I中加入適量純浄水，水位應高于最上面的多層孔板2上的纖維，利用頻率為20kHz-80kHz，功率為lkw_2kw的超聲波振蕩器4對纖維層進行高頻機械振動，時間為0.2-0.5h，利用高頻機械振動在纖維表面所產生的“空化”作用使脫膠液更容易擴散到纖維之間的空隙和微孔之中，同時使纖維進行微移，以達到均勻平鋪的目的；
2)循環水的分離。待纖維均勻平鋪后，打開閥門8，發生釜I中水在循環泵7的作用下經過濾器6過濾，濾除纖維成膜過程中從多層孔板上帯下的纖維及其它非纖維性雜質，經閥門8進入到浄化釜11內，從而使發生釜I中水與纖維膜分離；
3)纖維膜的烘燥。關閉閥門8，打開紅外發生器3對多層孔板2上的纖維膜進行快速烘燥，時間為0.1h _0.3h，溫度為50で-300で，待纖維膜烘干后便可依次從多層孔板2上掲下來進行使用；
4)循環水的凈化、回收。從沉淀劑添加ロ10向凈化釜11中加入適量こ醇，打開攪拌器9，將循環水中的膠質充分沉淀。打開閥門12，膠質經沉淀后的循環水經閥門12進入到慮膠器13，經慮膠器13過濾后的循環水回流到回收釜14中，待下次進行纖維成膜時，打開閥門17，回收的循環水在循環泵15的作用下，經計量泵16、閥門17又進入發生釜I中，可供下次纖維成膜使用。一種實現上述含膠類纖維成膜方法的裝置，包括發生釜1，發生釜I底部和側面分別固裝有超聲波振蕩器4和紅外發生器3，發生釜I上端為纖維放置ロ 18，發生釜I內部有多個多層孔板2，多層孔板2放置在發生釜I內壁左右水平固裝的擱架5上，發生釜I通過管道分別與過濾器6、循環泵7、閥門8連接，閥門8通過管道與浄化釜11連接，浄化釜11上設置ー個沉淀劑添加ロ 10，浄化釜11上固裝一個攪拌器9，浄化釜11通過管道分別與閥門12、慮膠器13連接，慮膠器13通過管道與回收釜14連通。回收釜14再通過管道分別與循環泵15、計量泵16和閥門17連接，閥門17通過管道與發生釜I連接。上述所涉及電路均為已知或通用。本發明的有益效果在于:有效地增強纖維膜的厚薄均勻性，以提高工作效率，降低能耗，所用水經濾膠處理后可再循環利用，大大減少耗水和環境污染。同時，本發明所述的成膜裝置結構簡單，控制方便。
附圖1為本發明的結構示意 圖中:1為發生釜，2為多層孔板，3為紅外發生器，4為超聲波振蕩器，5為擱架，6為過濾器，7，15為循環泵，8，12，17為閥門，9為攪拌器，10為沉淀劑添加ロ，11為凈化釜，13為慮膠器，14為回收釜，16為計量泵，18為纖維放置ロ
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步詳述。實施例一
本發明實施例所采用的含膠類纖維成膜裝置，包括發生釜1，發生釜I底部和側面分別固裝有超聲波振蕩器4和紅外發生器3，發生釜I上端為纖維放置ロ 18，發生釜I內部有多個多層孔板2，多層孔板2放置在發生釜I內壁左右水平固裝的擱架5上，發生釜I通過管道分別與過濾器6、循環泵7、閥門8連接，閥門8通過管道與浄化釜11連接，浄化釜11上設置ー個沉淀劑添加ロ 10，浄化釜11上固裝一個攪拌器9，浄化釜11通過管道分別與閥門12、慮膠器13連接，慮膠器13通過管道與回收釜14連通。回收釜14再通過管道分別與循環泵15、計量泵16和閥門17連接，閥門17通過管道與發生釜I連接。本發明實施例所述的利用含膠類纖維成膜的方法，為采用上述裝置，以經過脫膠預處理后的平均長度為20mm，平均線密度為1.5dtex的桑皮纖維成膜為例:
1)纖維的放置及超聲波振蕩平鋪。關閉所有閥門，所需制成的桑皮纖維膜的厚度為
0.2mm-0.3mm，據此稱取15g經過脫膠預處理的含膠桑皮纖維，將桑皮纖維從纖維放置ロ 18放入發生釜I內的3個多層孔板2上，多層孔板2上有均勻分布的微孔，其規格為:其目數(I英寸(25.4mm)寬度的篩網內的篩孔數)為450 (目/英寸)，桑皮纖維平鋪均勻。在發生釜I中加入100L純凈水，水位應高于最上面的多層孔板2上的纖維，利用頻率為20kHz，功率為2kw的超聲波振蕩器4對纖維層進行高頻機械振動，時間為0.2h,利用高頻機械振動在纖維表面所產生的“空化”作用使脫膠液更容易擴散到纖維之間的空隙和微孔之中，同時使纖維進行微移，以達到均勻平鋪的目的；
2)循環水的分離。待桑皮纖維均勻平鋪后，打開閥門8，發生釜I中水在循環泵7的作用下經過濾器6過濾，濾除纖維成膜過程中從多層孔板上帯下的纖維及其它非纖維性雜質，經閥門8進入到浄化釜11內，從而使發生釜I中水與纖維膜分離；
3)纖維膜的烘燥。關閉閥門8，打開紅外發生器3對多層孔板2上的纖維膜進行快速烘燥，時間為0.2h，溫度為100°C，紅外線發生器3所產生的電磁波以光速直線傳播到達纖維表面，當紅外線的發射頻率和纖維內大分子運動的固有頻率(也即紅外線的發射波長和纖維內大分子的吸收波長)相匹配時，引起纖維中大分子強烈振動，在纖維的內部發生激烈摩擦產生熱從而快速均勻干燥纖維，由于加熱均勻，產品外觀、機械性能等均大大提高。待纖維膜烘干后便可依次從多層孔板2上掲下來進行使用；
4)循環水的凈化、回收。從沉淀劑添加ロ10向凈化釜11中加入適量こ醇，打開攪拌器9，將循環水中的膠質充分沉淀。打開閥門12，膠質經沉淀后的循環水經閥門12進入到慮膠器13，經慮膠器13過濾后的循環水回流到回收釜14中，待下次進行纖維成膜時，打開閥門17，回收的循環水在循環泵15的作用下，經計量泵16、閥門17又進入發生釜I中，可供下次纖維成膜使用。所得的桑皮纖維膜，采用織物厚度儀按照GB/T 3820《紡織品和紡織制品厚度的測定》測定其平均厚度為0.24mm,厚度不勻率為1.3% ;采用織物強力儀按照GB/T 3923.1《紡織品織物拉伸性能第I部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定其拉伸斷裂強カ為220N，強カ不勻率為2.7%，因此，所制成的桑皮膜厚度均勻，且強カ大，強力不勻率低。實施例ニ
本實施例所采用的含膠類纖維成膜裝置，同實施例一。本發明實施例所述的利用含膠類纖維成膜的方法，為采用上述裝置，以經過脫膠預處理后的平均長度為45mm，平均線密度為2.5dtex的錦葵莖皮纖維成膜為例:
I)纖維的放置及超聲波振蕩平鋪。關閉所有閥門，所需制成的錦葵莖皮纖維膜的厚度為0.3mm-0.4mm，據此稱取25g經過脫膠預處理的含膠錦葵莖皮纖維，將錦葵莖皮纖維從纖維放置ロ 18放入發生釜I內的3個多層孔板2上，多層孔板2上有均勻分布的微孔，其規格為:其目數(I英寸(25.4_)寬度的篩網內的篩孔數)為400 (目/英寸)，錦葵莖皮纖維平鋪均勻。在發生釜I中加入100L純凈水，水位應高于最上面的多層孔板2上的纖維，利用頻率為40kHz，功率為1.5kw的超聲波振蕩器4對纖維層進行高頻機械振動，時間為0.3h，利用高頻機械振動在纖維表面所產生的“空化”作用使脫膠液更容易擴散到纖維之間的空隙和微孔之中，同時使纖維進行微移，以達到均勻平鋪的目的；
2)循環水的分離。待錦葵莖皮纖維均勻平鋪后，打開閥門8，發生釜I中水在循環泵7的作用下經過濾器6過濾，濾除纖維成膜過程中從多層孔板上帯下的纖維及其它非纖維性雜質，經閥門8進入到浄化釜11內，從而使發生釜I中水與纖維膜分離；
3)纖維膜的烘燥。關閉閥門8，打開紅外發生器3對多層孔板2上的纖維膜進行快速烘燥，時間為0.3h，溫度為120°C，紅外線發生器3所產生的電磁波以光速直線傳播到達纖維表面，當紅外線的發射頻率和纖維內大分子運動的固有頻率(也即紅外線的發射波長和纖維內大分子的吸收波長)相匹配時，引起纖維中大分子強烈振動，在纖維的內部發生激烈摩擦產生熱從而快速均勻干燥纖維，由于加熱均勻，產品外觀、機械性能等均大大提高。待纖維膜烘干后便可依次從多層孔板2上掲下來進行使用；
4)循環水的凈化、回收。從沉淀劑添加ロ10向凈化釜11中加入適量こ醇，打開攪拌器9，將循環水中的膠質充分沉淀。打開閥門12，膠質經沉淀后的循環水經閥門12進入到慮膠器13，經慮膠器13過濾后的循環水回流到回收釜14中，待下次進行纖維成膜時，打開閥門17，回收的循環水在循環泵15的作用下，經計量泵16、閥門17又進入發生釜I中，可供下次纖維成膜使用。所得的錦葵莖皮纖維膜，采用織物厚度儀按照GB/T 3820《紡織品和紡織制品厚度的測定》測定其平均厚度為0.36mm,厚度不勻率為1.1% ;采用織物強力儀按照GB/T3923.1《紡織品織物拉伸性能第I部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定其拉伸斷裂強カ為290N，強カ不勻率為2.4%，因此，所制成的錦葵莖皮膜厚度均勻，且強力大，強カ不勻率低。實施例三
本實施例所采用的含膠類纖維成膜裝置，同實施例一。本發明實施例所述的利用含膠類纖維成膜的方法，為采用上述裝置，以經過脫膠預處理后的平均長度為40mm，平均線密度為0.75dtex的蓖麻蠶絲纖維成膜為例:
1)纖維的放置及超聲波振蕩平鋪。關閉所有閥門，所需制成的蓖麻蠶絲纖維膜的厚度為0.15mm-0.2mm，據此稱取IOg經過脫膠預處理的含膠蓖麻蠶絲纖維，將蓖麻蠶絲纖維從纖維放置ロ 18放入發生釜I內的3個多層孔板2上，多層孔板2上有均勻分布的微孔，其規格為:其目數(I英寸(25.4mm)寬度的篩網內的篩孔數)為500 (目/英寸)，蓖麻蠶絲纖維平鋪均勻。在發生釜I中加入100L純凈水，水位應高于最上面的多層孔板2上的纖維，利用頻率為70kHz，功率為Ikw的超聲波振蕩器4對纖維層進行高頻機械振動，時間為0.4h，利用高頻機械振動在纖維表面所產生的“空化”作用使脫膠液更容易擴散到纖維之間的空隙和微孔之中，同時使纖維進行微移，以達到均勻平鋪的目的；
2)循環水的分離。待蓖麻蠶絲纖維均勻平鋪后，打開閥門8，發生釜I中水在循環泵7的作用下經過濾器6過濾，濾除纖維成膜過程中從多層孔板上帯下的纖維及其它非纖維性雜質，經閥門8進入到浄化釜11內，從而使發生釜I中水與纖維膜分離；
3)纖維膜的烘燥。關閉閥門8，打開紅外發生器3對多層孔板2上的纖維膜進行快速烘燥，時間為0.lh，溫度為90°C，紅外線發生器3所產生的電磁波以光速直線傳播到達纖維表面，當紅外線的發射頻率和纖維內大分子運動的固有頻率(也即紅外線的發射波長和纖維內大分子的吸收波長)相匹配時，引起纖維中大分子強烈振動，在纖維的內部發生激烈摩擦產生熱從而快速均勻干燥纖維，由于加熱均勻，產品外觀、機械性能等均大大提高。待纖維膜烘干后便可依次從多層孔板2上掲下來進行使用；
4)循環水的凈化、回收。從沉淀劑添加ロ 10向凈化釜11中加入適量こ醇，打開攪拌器9，將循環水中的膠質充分沉淀。打開閥門12，膠質經沉淀后的循環水經閥門12進入到慮膠器13，經慮膠器13過濾后的循環水回流到回收釜14中，待下次進行纖維成膜時，打開閥門17，回收的循環水在循環泵15的作用下，經計量泵16、閥門17又進入發生釜I中，可供下次纖維成膜使用。所得的蓖麻蠶絲纖維膜，采用織物厚度儀按照GB/T 3820《紡織品和紡織制品厚度的測定》測定其平均厚度為0.18mm,厚度不勻率為1.6% ;采用織物強力儀按照GB/T3923.1《紡織品織物拉伸性能第I部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定其拉伸斷裂強カ為180N，強カ不勻率為3.2%，因此，所制成的蓖麻蠶絲膜厚度均勻，且強力大，強カ不勻率低。
權利要求
1.一種含膠類纖維成膜方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)纖維的放置及超聲波振蕩平鋪:關閉所有閥門，根據所需制成的纖維膜的厚度稱取一定質量經過脫膠預處理的含膠類纖維，將纖維從纖維放置ロ( 18)放入發生釜(I)內的多層孔板(2)上，多層孔板(2)上有均勻分布的微孔，其規格為:其目數(I英寸(25.4mm)寬度的篩網內的篩孔數)> 400 (目/英寸)，纖維平鋪均勻；在發生釜(I)中加入適量純浄水，水位應高于最上面的多層孔板(2)上的纖維，利用頻率為20kHz-80kHz，功率為lkw_2kw的超聲波振蕩器(4)對纖維層進行高頻機械振動，時間為0.2-0.5h，利用高頻機械振動在纖維表面所產生的“空化”作用使脫膠液更容易擴散到纖維之間的空隙和微孔之中，同時使纖維進行微移，以達到均勻平鋪的目的； 2)循環水的分離:待纖維均勻平鋪后，打開閥門(8)，發生釜(I)中水在循環泵(7)的作用下經過濾器(6)過濾，濾除纖維成膜過程中從多層孔板(2)上帯下的纖維及其它非纖維性雜質，經閥門(8)進入到浄化釜(11)內，從而使發生釜(I)中水與纖維膜分離； 3)纖維膜的烘燥:關閉閥門(8)，打開紅外發生器(3)對多層孔板(2)上的纖維膜進行快速烘燥，時間為0.1 h _0.3h，溫度為50で-300で，待纖維膜烘干后便可依次從多層孔板(2)上掲下來進行使用； 4)循環水的浄化、回收:從沉淀劑添加ロ(10)向浄化釜(11)中加入適量こ醇，打開攪拌器(9)，將循環水中的膠質充分沉淀；打開閥門(12)，膠質經沉淀后的循環水經閥門(12)進入到慮膠器(13)，經慮膠器(13)過濾后的循環水回流到回收釜(14)中，待下次進行纖維成膜時，打開閥門(17)，回收的循環水在循環泵(15)的作用下，經計量泵(16)、閥門(17)又進入發生釜(I)中，可供下次纖維成膜使用。
2.ー種實現權利要求1所述的含膠類纖維成膜方法的裝置，其特征在于:包括發生釜(1)，發生釜(I)底部和側面 分別固裝有超聲波振蕩器(4)和紅外發生器(3)，發生釜(I)上端為纖維放置ロ(18)，發生釜(I)內部有多個多層孔板(2)，多層孔板(2)放置在發生釜(I)內壁左右水平固裝的擱架(5)上，發生釜(I)通過管道分別與過濾器￠)、循環泵(7)、閥門(8 )連接，閥門(8 )通過管道與浄化釜(11)連接，浄化釜(11)上設置ー個沉淀劑添加ロ(10)，浄化釜(11)上固裝一個攪拌器(9)，浄化釜(11)通過管道分別與閥門(12)、慮膠器(13)連接，慮膠器(13)通過管道與回收釜(14)連通；回收釜(14)再通過管道分別與循環泵(15)、計量泵(16)和閥門(17)連接，閥門(17)通過管道與發生釜(I)連接。
全文摘要
本發明提供了一種含膠類纖維成膜的方法及其裝置。所述的成膜裝置包括發生釜1，凈化釜11和回收釜14，發生釜1固裝有超聲波振蕩器4和紅外發生器3，發生釜1內部有多層孔板2，凈化釜11上設置一個沉淀劑添加口10，并固裝一個攪拌器9。所述的成膜方法將含膠類纖維脫膠預處理后均勻平鋪在多層孔板2上，利用超聲波振蕩器4的空化作用對纖維層進行處理，然后將水分離到凈化釜11，經沉淀膠質后，水再回到回收釜14進行循環使用。本發明的有益效果在于有效地增強纖維膜的厚薄均勻性，以提高工作效率，降低能耗，所用水經濾膠處理后可再循環利用，大大減少耗水和環境污染。同時，本發明所述的成膜裝置結構簡單，控制方便。
文檔編號D21F13/00GK103114491SQ201310060829
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者樊理山, 周彬, 王文中, 王慧玲 申請人:鹽城紡織職業技術學院