專利名稱：一種高強度熱粘合無紡布的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種高強度熱粘合無紡布的生產方法。
背景技術：
目前市場上無紡布的成網方式主要有干法、濕法、氣流成網、紡粘法、熔噴法等，其中又以干法成網為主，占到整個無紡布生產總量的50%以上，干法成網后的固網方式有針刺、水刺、化學粘合、熱粘合等。而生產低克重的無紡布，一般采用化學粘合和熱粘合法，采用化學粘合法的話，加固中產生的三廢問題、能耗高問題沒有徹底解決，并且產品中殘存化學藥劑有著不良副作用，例如對皮膚的刺激性；采用干法熱粘合法形成無紡布雖具有克重低的特點，但由于梳棉后形成的網層較薄，不夠均勻，易在纖維網中形成弱區，從而導致制得的熱粘合無紡布強度較低。如公開號為CN101208200 A專利中公開了一種輕質高抗張強度和高撕裂強度的雙組份無紡織物，該發明通過將外部比內部熔融溫度低的雙組分纖維定位到纖維網上，然后熱粘合來生產無紡布，也能夠獲得較高的強度。但其實是主要是通過利用基本連續的熱塑性雙組份長絲形成的纖維網來提高無紡布的強度，并且該無紡布的克重較大，透氣性較低，以及成本較高，不適合用于空氣過濾領域。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高強度熱粘合無紡布的生產方法，該方法提高了纖維網的均勻性以及熱粘合纖維與其他纖維結合的連續性，不會形成熱粘合弱區，且通過該方法制得的無紡布具有輕量、高強度的特點。本發明的技術解決方案是:本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，采用皮芯復合纖維、阻燃纖維、普通聚酯纖維按重量比為30 50%:10 30%:20 60%以川字方式進行投棉、開松、梳理、交叉鋪網，形成的纖維網層經過熱風箱進行熱粘合、熱軋加固，得到產品。本發明采用川字投棉的方式將上述三種纖維依次并排鋪于開棉機的輸送帶上，以川字方式投棉能夠保證上述三種纖維的混率均勻，并且保持每次投棉之間有一定的等分距離間隔，這樣不會因為輥筒停止而由于慣性將后面的纖維帶走，這樣的投棉方式使得纖網的均勻性得到提高，從而使得熱粘合弱區減少，最終提高產品整體的強度。如果采用層疊式進行投棉，將幾種纖維逐一稱量，然后重疊層鋪放在輸送簾上，在整個開松加工過程中，纖維由高速旋轉的帶針釘或帶針布的輥筒進行撕扯，使纖維得到松解，當停止轉動時上層的纖維在離心力的作用下就會被甩離，并且在加工過程中產生的靜電也會造成纖維與輥筒之間相互吸附、纏結，最終導致底層的纖維混合比率降低。上述皮芯復合纖維能夠起到像化學粘結劑一樣連接纖維的作用，而阻燃纖維能夠使無紡布具有阻燃的功能，為了使制得的無紡布具有理想的熱粘合、阻燃的效果，而且采用普通聚酯纖維帶來原料成本的下降，綜合兩方面考慮，采用30 50重量％的皮芯復合纖維、10 30重量％的阻燃纖維和20 60重量％常規聚酯纖維進行投料。
本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，上述川字方式投棉是將上述三種纖維按左中右依次并排投棉，且中間段為皮芯復合纖維。這樣保證皮芯復合纖維能夠更好地與阻燃纖維、普通聚酯纖維均勻地接觸，更好地熱粘合纏結。這里采用的皮芯復合纖維的皮層為共聚酯纖維(C0-PET)，皮層的熔點為120 130°C，芯層為普通的聚酯纖維，熔點為255°C，熱風箱的使用溫度介于皮層纖維和芯層纖維的熔點之間，皮層與芯層間有著較大的熔點差，使得粘合能夠在較大的加工溫度窗口下進行，能夠以較快的加工速度加工，提高產量同時也降低了生產的成本。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，上述纖維網層是由4 6層的纖維網交叉鋪網而成的。將經過完全開松后的纖維經過兩道梳棉，梳理后的纖維網較薄，克重較低，需經過多層層疊交叉鋪網，使纖維網達到產品要求的克重和幅寬。根據產品的克重、幅寬以及梳理機輸出的纖維的克重、梳理機輸出簾的速度，再結合疊層的效果和纖維網的張力等，上述纖維網的交叉鋪網層數為4 6層。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，上述熱風箱的溫度為160 200°C。將交叉鋪網后形成的纖維網層送入循環熱風箱中，由于進入熱風箱后還將進行熱軋加固，所以熱風箱的溫度不需太高，并且粘合織物的強度隨著粘合溫度或粘合時間的增加而增加，但達到某一點時，粘合織物的強度開始下降，并且溫度過高所需的能耗也就越大，本發明熱風箱的溫度高于200°C的話，粘合織物的強度開始下降。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，上述熱軋加固過程中，采用溫度為130 160°C、壓力為70 90kg/cm2的熱金屬軋輥進行加固。將上述熱粘合后得到的纖維網層再通過上下一對金屬軋輥進行加固，來提高無紡布的強力以及通過軋輥之間間隙對織物的厚度進行調整。熱軋加工的條件主要有金屬軋輥的溫度和壓力。通過熱軋實驗強度測試發現在熱軋過程中軋輥的壓力對薄型織物的強度性能影響很小，而且如果熱軋輥的壓力高于90kg/cm2，會增加成本，因此只要保證足夠的壓力使織物達到所要求的厚度就可以了。熱軋是直接通過貼著布面進行熱量傳遞，所以熱金屬軋輥的溫度比熱粘合的溫度要相對低一點，該熱軋輥的溫度為130 160°C。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，所得無紡布的克重為70 100g/m2。雖然克重較低，但通過上述方法制得的無紡布，仍具有較高的強度。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，根據JIS L1096法測定，所得無紡布的經向拉伸強力為50 180N/5cm，緯向拉伸強力為70 200N/5cm。該經緯向強力可以保證打褶加工時不會發生斷裂的現象。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法，根據JIS L1096法測定，在壓力為125Pa時，所得無紡布的通氣度為250 450cm3/cm2/s。該范圍的通氣度能夠使得阻力最小，保證在向汽車內部吹出的風量一定時，汽車發動機的能耗也最低。如果該無紡布的通氣度小于250 cm3/cm2/s的話,阻力較大,能耗也相應較大。本發明的高強度熱粘合無紡布的生產方法簡單環保，且該方法提高了纖維網的均勻性以及熱粘合纖維與其他纖維結合的連續性，不會形成熱粘合弱區。另外，通過該方法制得的無紡布具有良好的阻燃性、較好的透氣性以及良好的粗塵捕集效率，可應用于空氣過濾領域中，如汽車空調濾清器。
具體實施例方式通過以下實施例及比較例更加詳細地說明本發明。本發明中各物性的測試方法如下。克重
根據Jis L 1021標準，試驗材料尺寸:200mmX200mm，利用電子天平稱量其重量，再將結果換算成Im2的重量。本發明的過濾無紡布中任意處取5塊樣進行測定，得到平均值。拉伸強力
根據JIS L 1096標準，試驗材料尺寸:寬50mmX長300mm，標準點為200mm，利用Instron測定設備,在拉伸速度100mm/min下進行測試。本發明的過濾無紡布中的橫向和縱向各取5塊樣進行測定，得到平均值。通氣度
根據JIS L 1096標準，將無紡布單層折疊，置于弗雷澤型FX3300，通氣度試驗機測試口(IOOmmX IOOmm)下方進行測試,測試的量程選為cm3/cm2/s。本發明的過濾無紡布中沿著幅寬方向的取5塊樣進行測定，得到平均值。實施例1
將30重量％阻燃纖維、50重量％皮芯復合纖維、20重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪4層，將得到的4層纖維網層通過溫度為200°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為130°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。實施例2
將30重量％阻燃纖維、50重量％皮芯復合纖維、20重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪4層，將得到的4層纖維網層通過溫度為160°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為160°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。實施例3
將30重量％阻燃纖維、50重量％皮芯復合纖維、20重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪4層，將得到的4層纖維網層通過溫度為200°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為160°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。實施例4
將10重量％阻燃纖維、30重量％皮芯復合纖維、60重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪5層，將得到的5層纖維網層通過溫度為180°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為130°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。實施例5 將10重量％阻燃纖維、30重量％皮芯復合纖維、60重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪5層，將得到的5層纖維網層通過溫度為180°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為160°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。實施例6
將20重量％阻燃纖維、30重量％皮芯復合纖維、50重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪6層，將得到的6層纖維網層通過溫度為180°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為150°C、壓力為70kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。實施例7
將50重量％普通聚酯纖維、30重量％皮芯復合纖維、20重量％阻燃纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪6層，將得到的6層纖維網層通過溫度為180°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為150°C、壓力為90kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。比較例I
將30重量％阻燃纖維、50重量％皮芯復合纖維、20重量％普通聚酯纖維以層疊式按上中下依次進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪4層，將得到的4層纖維網層通過溫度為200°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為130°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。比較例2
將30重量％阻燃纖維、50重量％皮芯復合纖維、20重量％普通聚酯纖維以川字式按左中右依次并排進行投棉、開松，經過兩道梳理后交叉鋪網形成纖維網，再將上述制得的纖維網鋪4層，將得到的4層纖維網層通過溫度為220°C的熱風箱進行熱粘合，然后將熱粘合后的纖維網層在溫度為160°C、壓力為80kg/cm2的熱金屬軋輥下進行加固，最后制得高粘度的熱粘合無紡布，該無紡布的各物性參見表I。
權利要求
1.一種高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:采用皮芯復合纖維、阻燃纖維、普通聚酯纖維按重量比為30 50%:10 30%:20 60%以川字方式進行投棉、開松、梳理、交叉鋪網，形成的纖維網層經過熱風箱進行熱粘合、熱軋加固，得到產品。
2.根據權利要求1所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:所述川字方式投棉是將所述三種纖維按左中右依次并排投棉，且中間段為皮芯復合纖維。
3.根據權利要求1所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:所述纖維網層是由4 6層的纖維網交叉鋪網而成的。
4.根據權利要求1所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:所述熱風箱的溫度為160 200°C。
5.根據權力要求I所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:所述熱軋加固過程中，采用溫度為130 160°C、壓力為70 90kg/cm2的熱金屬軋棍進行加固。
6.根據權利要求1所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:所得無紡布的克重為70 100g/m2。
7.根據權利要求1所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:根據JISL1096法測定，所得無紡布的經向拉伸強力為50 180N/5cm，緯向拉伸強力為70 200N/5cm。
8.根據權利要求1所述的高強度熱粘合無紡布的生產方法，其特征在于:根據JISL1096法測定，在壓力為125Pa時，所得無紡布的通氣度為250 450cm3/cm2/s。
全文摘要
本發明公開了一種高強度熱粘合無紡布的生產方法，采用皮芯復合纖維、阻燃纖維、普通聚酯纖維按重量比為30～50%10～30%20～60%以川字方式進行投棉、開松、梳理、交叉鋪網，形成的纖維網層經過熱風箱進行熱粘合、熱軋加固，得到產品。制得的無紡布具有較高的強度、透氣性以及較高的使用壽命，可廣泛應用于空氣過濾領域。
文檔編號D04H1/558GK103173936SQ20111043641
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者趙慶成, 蔡文杰, 紀舜卿 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司