基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于技术领域，特别涉及一种基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺及设备。
【背景技术】
[0002]无纺布目前可以采用干法及湿法纺丝得到的各种纤维来制备，比如说涤纶、丙纶、锦纶、氨纶，以及壳聚糖、晴纶、壳聚糖、海藻等纤维，通过热熔及水刺等方式生产。壳聚糖具有良好的生物活性、生物相容性和生物可降解性，用壳聚糖纤维得到织物及无纺布的产品，已广泛应用于医疗领域。用壳聚糖纤维制成不同规格的内衣、内裤和袜子。经医院临床应用，证实它们具有良好的抑菌性能。纯纺者抑菌率达99%以上，对照纤维抑菌率< 5%，菌率达75%左右，具有良好的保健功能。这是由于壳聚糖分子结构上有独特的活性基团，对大肠杆菌、金色葡萄球菌、白念珠菌等具有抑止作用，因此具有抗菌、防霉、去臭、吸湿、保湿、柔软、染色性好等优点。
[0003]目前，制壳聚糖纤维均是通过湿法纺丝制备，甲壳质或壳聚糖在熔融之前就分解，因此无法进行熔融纺丝，而只能进行溶液纺丝，一般采用湿法纺丝。其纺丝工艺流程为??溶解一过滤一脱泡一纺丝一拉伸一水洗一上油一集束一干燥一切断。采用湿法纺丝得到的壳聚糖纤维由于其强力低，纯壳聚糖纤维连续长丝采用针织法容易断裂，纯壳聚糖短纤维采用水刺法易冲散，无法成型，因而目前在纺织领域里，对壳聚糖纤维的应用只能通过与其他纤维梳理成网后水刺加固来制备无纺布，或者通过与其他纤维混纺通过针织或机织方式得到含有壳聚糖纤维的织物，而纯壳聚糖纤维无论无纺布还是针织布在纺织领域均无法做至IJ，并且目前纺织领域并没有任何人想到采用纯壳聚糖纤维连续长丝做无纺布的方法。
[0004]如今研究发现壳聚糖纤维还具有如下优点:(1)广谱抗菌性、(2)螯合重金属、(3)保湿性、(4)抑制螨虫、(5)生物相容性和可降解性、(6)安全性。是作为面膜的重要材料，但是现有的面膜或医用敷料难以全部采用壳聚糖纤维来制备无纺布，因为壳聚糖纤维特有的结构造成了其强力非常低，单纯使用壳聚糖纤维做面膜或医用敷料需要增加厚度来实现，相比效果，虽然能够做到全部使用壳聚糖纤维，但是成本较高，得不偿失，而面膜目前的趋势是要求薄、透、吸水性强，作为壳聚糖面膜目前的做法是混合其他纤维增加强力后水刺加固，在保证较薄机制下，做到一定抑菌及吸湿效果。
[0005]由于纯壳聚糖纤维的高抑菌性、柔软性、透气性及吸湿性非常好，因此如何制备低成本、高性能的纯壳聚糖纤维连续长丝无纺布成为纺织领域技术人员亟待解决的难题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种成本低廉、操作简便，节能降耗，一步成型有效节约纺丝工艺步骤，大大降低污染程度、提高无纺布使用性能及生产效率，利用壳聚糖纤维的连续长丝制备无纺布，有效提高无纺布的高抑菌性、柔软性、透气性及吸湿性的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺及设备。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺，包括如下步骤:
[0008]纺丝工艺
[0009](1)采用常规湿法纺丝，经溶解、过滤、脱泡、纺丝、凝固浴、水洗，得到连续的壳聚糖初生纤维；
[0010](2)、对连续的壳聚糖初生纤维进行牵伸处理，以提高纤维的力学性能；
[0011]无纺布成型工艺
[0012](3)、铺网:将壳聚糖纤维连续丝束均匀分散并铺放在成网机网帘上，形成彼此交叉堆叠的长丝纤网；
[0013](4)、水刺加固:对交叉堆叠的长丝纤网水刺加固，使得纤维间相互缠结加固的同时对纤维及长丝纤网进行水洗处理，形成壳聚糖纤维无纺布；
[0014](5)、烘干:对水刺加固及水洗后的壳聚糖纤维无纺布进行烘干处理；
[0015](6)、收卷:烘干后的壳聚糖纤维无纺布收卷打包。
[0016]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺，所述壳聚糖纤维丝束在成网机网帘上方垂直于成网机网帘的运动方向往复摆动堆叠，成网机网帘在壳聚糖纤维丝束往复摆动堆叠的同时匀速直线运动，将壳聚糖纤维均匀分散交叉堆叠。
[0017]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺，所述壳聚糖纤维丝束的摆动频率为10-160次/min，成网机网帘的直线运动速度为5_80m/min。
[0018]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺，所述纺丝工艺步骤中，为提高成品无纺布的整体强度，可以增加对水洗后的初生纤维进行牵伸处理的步骤，也可以在水刺成布后增加纵、横向拉伸。还可以既对水洗后的初生纤维进行牵伸处理，又在水刺成布后进行纵、横向拉伸。
[0019]一种基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的设备，由湿法纺丝装置及成型装置组成，所述湿法纺丝装置由具有凝固浴液的凝固浴容器、具有纺丝原液进口的过滤器、连接过滤器并伸入凝固浴容器内的具有喷丝头的进液管、用于连接喷丝头喷丝处的导丝辊以及水洗装置，所述成型装置包括一作用于壳聚糖纤维丝束上的烘干装置，一用于将烘干后的壳聚糖纤维丝束集中及分散的集束分束装置，一与所述集束分束装置连接的用于将分束后的壳聚糖纤维丝束均匀分散并铺放，形成彼此交叉堆叠的长丝纤网的纤维堆叠装置，一设于纤维堆叠装置下方的用于与纤维堆叠装置相配合，将壳聚糖纤维丝束交叉堆叠于其上的成网机网帘，在成网机网帘至少一面设置有用于将交叉堆叠的长丝纤网进行水刺加固的水刺设备，所述成网机网帘的输出端连接有干燥机构。
[0020]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的设备，所述集束分束装置包括一对彼此啮合的一侧形成集束端，另一侧形成分束端的集束分束辊轮，在两集束分束辊轮上均开设有用于将收集的壳聚糖纤维丝束梳理均匀的分束槽。
[0021]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的设备，所述纤维堆叠装置包括一沿垂直于成网机网帘运动方向设置的摆动体，在摆动体上开设有多个允许纤维通过的导丝孔，所述摆动体连接一滑座，在滑座上设置有用于导向摆动体沿垂直于所述成网机网帘运动方向往复摆动的滑槽，所述摆动体上设置有与滑槽配合的滑轨。
[0022]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的设备，所述摆动体上连接有一用于驱动其沿滑槽往复滑动的液压机构，液压机构包括连接液压油箱的液压缸及与液压缸伸缩连接的液压杆，所述液压杆与摆动体连接。
[0023]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的设备，所述成网机网帘经干燥机构与收卷机构相连。
[0024]上述的基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的设备，所述导丝辊与集束分束装置之间设置有用于提高壳聚糖纤维丝束强力的牵伸辊，所述牵伸辊由主牵伸辊及副牵伸辊组成。
[0025]本发明基于湿法纺丝技术制备纯壳聚糖纤维长丝无纺布的工艺及设备的优点是:在传统湿法纺丝工艺的步骤中省略拉伸、上油、集束、切断等相关步骤，直接采用半成品的壳聚糖纤维长丝进行无纺布的生产，该工艺打破了过去无法采用纯壳聚糖纤维生产无纺布的理念，连续的壳聚糖纤维长丝铺网形成的长丝纤网能够通过水刺步骤而不至于被冲散，既能够得到无纺布产品，又能够保证产品薄、透、高吸湿性，是本发明的一个创新点，并且有效节约了生产成本，降低了工艺过程中对环境的污染，提高了生产效率。传统壳聚糖纤维成型后需要进行后处理，制得成品壳聚糖纤维。本发明在制备无纺布的步骤中通过水刺既能增加纤维间的缠结，使其更加牢固，又起到了水洗的目的，省去了上油及切断的步骤，可谓一举两得，是本发明的第二个创新点。水刺加固的同时又具有水洗作用，高压水刺的水洗效果远远大于传统湿法纺丝后处理中的水洗，因此效果更佳，并且省去了传统壳聚糖纤维使用前需要去油的步骤。可以克服现有技术中牢固性差、制备工艺复杂和人工劳动量大等缺陷，以实现牢固性好、制备工艺简单和人工劳动量小的优点。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的工艺流程图；
[0027]图2为