CN101307529A - 一种气流成网纤维棉制备工艺及制成的纤维棉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气流成网纤维棉的制备工艺及其制造的纤维棉。用低熔点纤维与其他纤维配制成原料，依次经过开料、粗开松、精开松、气流成网、热粘合定型分切包装，制所需的纤维棉，所述气流成网是通过气流对经过精开松后充分混合蓬松的纤维均匀分布在棉箱内进一步混和后，被加压气流输送到成网帘和成网滚筒之间形成所需网状结构。该制备工艺选材范围广，不仅适用所有现有工艺采用的原材料，还可以选用现有技术无法使用的原材料如：茅草、芦苇、麦秸、稻草甘蔗渣等自然界广泛存在的植物纤维，以及木刨花、碎海绵、毛纺织碎料等废弃物资再生利用，同时生产率高，能耗低，生产出的纤维棉性能有很大改观可根据需要应用在更广的领域。

Description

一种气流成网纤维棉制备工艺及制成的纤维棉

所属技术领域

本发明涉及一种气流成网纤维棉制备工艺，更具体地说，本发明涉及一种使用低熔点纤维(热熔纤维)与其它纤维混合热处理制备纤维棉的方法，本发明还涉及使用该工艺所生产的纤维棉。该制备工艺选材范围广，不仅适用所有现有工艺采用的原材料，还可以选用现有技术无法使用的原材料如：经脱水除杂处理的茅草、芦苇、麦秸、稻草、大麻、黄麻、亚麻、香蕉树、玉米杆、甘蔗渣等自然界广泛存在的植物纤维，以及木刨花、碎海绵、毛纺织碎料等废弃物资再生利用，替代现有大量使用的采用石油化工工业和炼焦工业中的副产品的合成纤维，同时生产率高，能耗低，生产出的纤维棉性能有很大改观可根据需要应用在更广的领域。

背景技术

采用纤维生产的纤维棉产品广泛应用在床垫、座垫、絮片等家居用品、妇女卫生巾、护垫、婴儿尿裤(片)、湿面巾、一次性手术衣帽、口罩、医用手术台布、护理床单等卫生用品、汽车建筑用吸音隔热材料、工业场所空气预过滤工业用滤材保温材料、服饰内衬和保暖材料等领域，而纤维棉生产较多采用喷胶棉工艺或热熔棉工艺，这两种工艺各有不同。

喷胶棉采用的是普通纤维运用胶水或表层铺网使表面结构粘合，如以聚酯(PET)纤维为原料的喷胶棉生产工艺流程，通常要经开包机、开棉机、开松后送入给棉机，再经梳棉机梳理成薄状层状，即纤维呈二维分布，然后再将呈二维分布的薄状层状的聚酯(PET)纤维层用成型机折叠成所需的厚度，喷上胶粘剂，使层层叠叠的纤维相结合，烘干而成。

而热熔棉工艺利用低熔点复合短纤维的纤维皮层有低温熔融性能，在110~180度的低温下熔融(部分产品在100或120℃摄氏度干热条件下即可熔融粘连的纤维，而普通涤纶短纤维的熔点为255度以上)，熔化的周边部分像胶水一样，与其他纤维粘合，具有粘合剂的功能。低熔点纤维品种已有许多种，包括LMF(4080低熔点纤维)、低熔点聚烯烃热粘结纤维、聚酯复合纺丝生产的低熔点纤维、低熔点聚酯、聚丙烯、聚酰胺类热熔胶、低熔点的无规共聚改性聚酯等。采用两种或两种以上经特殊加工的纤维，运用物理加工的方法，将一种低熔点纤维和其它纤维均匀混合，经加热后，使结构稳定。现有热熔棉生产工艺技术有许多，工艺流程通常包括开料、梳棉、成型、热烘粘接、定型、分切等。

由于喷胶棉的纤维主要呈二维分布，所以它的强力差、弹性和耐磨性较差且易起层。相对而言在保暖性、蓬松度、柔软性、防霉防虫蛀功能热熔棉比喷胶棉强，热熔棉结构稳定，抗拉扯、透气性、耐磨性等方面，热熔棉也比喷胶棉强。

热熔棉生产工艺的关键和难点是2种或2种以上纤维的充分混合均匀工艺的把握，我们知道纤维纤细柔软，数目众多，它们之间极易相互缠绕难分离，要想将一团纤维与一团纤维混和均匀就更难，首先要将缠绕的纤维充分分离，再将充分分离的另一种纤维均匀分布在其中，操作难度很大。现有技术梳理工艺采用的梳棉机通过控制带针布的锡林、工作棍运行间距几微米，操作控制难度大，稍有不慎就会损坏设备，或纤维分离不佳，混和效果更差，即使正常生产，采用交叉铺网，较多为二维结构，混和也不充分，纤维棉弹性较差，而且只能采用与聚酯(PET)纤维形态相近的纤维作为生产原料。

其它制造方法如：2005年09月02日申请的名称为“一种纤维棉生产工艺中提高材料利用率的技术方案”(申请(专利)号：200510036944.5，公开(公告)号：CN1924127，公开(公告)日：2007.03.07)专利技术。该发明提供了一种纤维棉生产工艺中提高材料利用率的技术方案，生产工艺流程包括：开包称重混合、喂料、电子秤称重、预成网、梳理气流成网、高蓬松、热定型、分切，其特征在于：高蓬松工艺使纤维在高速回转锡林产生的离心力和装在机器上部的特殊横风机产生的高速气流作用下，从锡林齿尖脱落，随着气流经风道而沉降在成网帘上，帘下的吸风道与三组并联的多级轴流风机连接，吸口呈楔形可调以控制吸引气流的横向均匀；在帘上的高蓬松吸风滚筒与一组多级轴流风机相连，滚筒由一个位于其内部可旋转的吸风道和表面布满吸气孔的外圆组成，使纤维在成网帘上获得多次重合凝聚的机会，从而获得均匀一致的纤网。该技术方案可以使纤维棉高度高蓬，纤维棉成型结构有很大的改善，但由于该工艺方法仍须梳理成网，“分梳成单纤维”(参见该专利公开的说明书第3页第4段描述)，可见该方法还只能采用与聚酯(PET)纤维形态相近的纤维作为生产原料，对茅草、芦苇、麦秸、稻草、大麻、黄麻、亚麻、香蕉树、玉米杆、甘蔗渣等自然界广泛存在的植物纤维，以及木刨花、碎海绵、毛纺织碎料等废弃物资不能“分梳成单纤维”的原料不能得到有效利用，而且，该技术方案使纤维棉高度蓬松，也不适用高密度纤维棉的生产要求。

发明内容

本发明针对现有的热熔棉生产工艺中纤维成网(型)的不足造成选材范围单一的缺陷，采用一种气流成网工艺，不仅选材广，全面改善纤维成网结构，还可以根据需要生产出可控厚度和密度的热熔棉，提高产品质量。

本发明一种纤维棉及其制造方法定型工艺改进部分原理是：经混和开松的纤维通过气流使纤维尽可能在更大的空间舒展运动中交叉混和均匀分布后，堆积成毛坯，再进行开松气流成网，该工艺不仅使纤维成网均匀，无需“分梳成单纤维”，因此对原料要求低，可选原料范围广，而且使纤维分布结构得到很大改善，

本发明是这样实现的：一种气流成网纤维棉的制备工艺，采用5％至85％的低熔点纤维与其他纤维95％至15％配制成原料，将该配制原料依次经过：粗开松、精开松、气流成网、热粘合定型分切包装，所述气流成网是通过气流对经过精开松后充分混合蓬松的纤维均匀分布在棉箱内进一步混和后，被加压气流输送到成网帘和成网滚筒之间形成所需网状结构。

作为本发明的进一步改进可以在上述工艺步骤气流成网中，对在棉箱内进一步混和后的纤维输送到毛坯成形器，纤维在毛坯成形器中带震动的振板与对应的器壁的作用下紧凑堆积至设定密度的毛坯，该毛坯再经钉板锡林重新开松，然后被加压气流输送到成网帘和成网滚筒之间形成所需网状结构。

所述的其他纤维是经脱水除杂处理的茅草、芦苇、麦秸、稻草、大麻、黄麻、亚麻、香蕉树、玉米杆、甘蔗渣中的一种或多种植物纤维的混和，也可以是棉杆，麻杆，玉米杆，高梁杆，向日葵杆，竹丝，蒲草，椰子壳，茅草和废纸等。

所述的其他纤维还可以是经脱水除杂处理的的木刨花、碎海绵、毛纺织碎料中的一种或多种混和。当然也可以是上述各种纤维的混和。

当然所述的其他纤维可以是化学纤维或人造纤维中的一种或多种混和，也可以是植物纤维、动物纤维、矿物纤维或人工合成纤维的一种或多种混和，还可以是上述各种纤维的混和。

如果对纤维采用经过处理的阻燃纤维和/或经过处理的抗菌纤维，那么，制造出的纤维棉就具有阻燃和/或抗菌功效。

所述低熔点纤维的含量为5％至35％，也可以含量为5％--20％即可达到满意效果，以纤维原料的总重量为基准。

一种纤维棉，根据上述工艺制造的纤维棉。

本发明的一种气流成网纤维棉制备工艺及制成的纤维棉有如下有益效果：

1.原料选择范围广，特别是可以采用自然界广泛存在而又未充分利用的芦苇、枯草等天然植物以及纺织服装边角料、碎海棉、木刨花等大量的工业废弃物，减少使用化学纤维或人造纤维，不仅节省大量资源，还可以有效利用芦苇、枯草、碎海棉、木刨花等物的某些优于化学纤维或人造纤维的特性，可广泛运用于隔热、吸音、过滤、家具、制衣、汽车等领域，同时满足人们对自然、环保、时尚的追求，如可制造铺地织物、车顶棚、车门用饰面材料等环保(天然)纤维棉；

2.采用本工艺产量提高而能耗显著降低，同样生产1.5吨成品，本工艺仅耗时1小时，耗电55千瓦，而现有工艺则需要耗时12小时，耗电1800千瓦；

3.采用本工艺生产的纤维棉，改善了纤维棉内纤维三维分布结构使末端产品厚度可控范围增大(本工艺末端产品厚度3-300mm，现有工艺末端产品厚度5-80mm)，使棉网的纤维密度提高，棉网的拉伸强度增强，弹性(360度)以倍数增加，保暖性提高，隔热、吸音效果更佳，应用范围更广。

下面结合附图对本发明一种气流成网纤维棉制备工艺及制成的纤维棉实施例进行详细说明。所述实施例是以非限定性示例的方式给出：

图1为应用本发明气流成网纤维棉制备生产工艺流程及设备结构示意图；

图2为应用本发明气流成网工艺及设备结构示意图。

图例说明  11----棉箱  12-带网罩的吸风机  13-输出罗拉

          21-输送带   22---斜钉输送帘    23----带打手的滚筒

          31----振板  32-----器壁

          41----锡林  42---成网帘        43---成网滚筒    44——风机

具体实施方式

参照图1为应用本发明气流成网纤维棉制备生产工艺流程及设备结构示意图，该发明可以应用在全封闭(仅少数进出口料)电脑控制自动化生产流水线。

一种气流成网纤维棉制备生产工艺流程依次包括：称重配料、粗开松、精开松、气流成网、热粘合定型分切包装等，现分别介绍如下：

a.称重配料：采用5％至85％的低熔点纤维与其他纤维95％至15％配制成原料，本实施例采用20％的低熔点纤维LMF(4080低熔点纤维)与80％碎海绵混和(一般由开料机混料机完成)，反复混和均匀后将该配制原料，经传送带送入

b.粗开松：采用开松机械(工作原理同现有技术)，将纤维初步开松，使纤维蓬松，得到充分混和。本实施例为确保开松效果采用三级粗开松，然后进入，

c.精开松：采用金属针板与回击打手的结合，控制喂入纤维均匀一致，开松柔和，纤维损伤小，为防止原料中夹杂如碎石、钮扣、别针、徽章等杂物进入，生产中设置除杂程序，进入

d.除杂：以高速转向器和收集器，通过离心力自动分离杂物并排出，以保证产品的安全性，除杂后，风机吹出，进入，

e.气流成网：下面结合附图2对本发明气流成网工艺及设备结构示意图作进一步的描述，气流成网机包括一个棉箱11，内装有一个带网罩的吸风机12，使纤维均匀分布，把从风机吹进来的纤维均匀地分布在棉箱内。棉箱底部有一对输出罗拉13把纤维送入混棉仓，在混棉仓内纤维得到进一步混和。混棉仓内的纤维通过输送带21再被一条斜钉输送帘22输送到毛坯成形器内，经带打手的滚筒23重新开松，送入毛坯成形器。毛坯成形器由混棉仓的外壁(器壁32)和一块带震动的振板31构成，通过相互作用令毛坯成形器内的纤维紧凑的堆积在一起增加毛坯密度。棉箱和混棉仓都装有除尘风机，把纤维中的微尘吸走，吸除的尘埃通过密闭的管道送到中央集尘装置，集中处理，不会影响车间工作环境，损害员工身体健康。在毛坯成形器底部装有4根输出罗拉及X射线(不带放射源)重量测控系统，该系统会准确地测量在毛坯成形器出口处的毛坯密度，如检测出来的毛坯密度偏离原来的设定值，电脑会发出讯号给毛坯成形器底部的4根输出罗拉，自动调整他们的输出速度以保持正确的毛坯密度。从毛坯成形器出来的毛坯会再被钉板锡林41重新开松，然后通过风机44被加压气流输送到成网帘42和成网滚筒43之间形成所需网状结构。气流成网机的出口处装有一对圆形切边刀，切除纤维棉毛坯的多余边角，纤维棉毛坯继续进入热粘合定型分切包装程序，多余边角被吸风机吸走，并回输到成网机内与纤维重新混和回用。

经气流成网机处理后，使纤维呈垂直交叉三维分布的支撑骨架，完全彻底的改变了过去纤维成型的整体结构，大大增加了纤维结构的360度的反弹力。从而使棉网的纤维密度提高，棉网的拉伸强度增强，弹性(360度)以倍数增加。

f.热粘合定型分切包装：带2个热烘箱和1个冷却箱，箱体外采用环保隔热棉，以保证充分节约热能和减少对环境的影响。投入烘箱，通过高温180-200℃(一般不要超过220℃)热烘，将低熔点纤维熔化，熔融粘连的纤维，熔化的周边部分像胶水一样，与其他纤维粘合，使混匀初步成型的网状纤维间相互充分粘和后，立即进入冷却箱定型，然后进入分切工序：可通过分切机完成，调节纵切、横切间的刀距，按设计要求的长宽完成分切包装，完成纤维棉的制作过程。

除按上述采用碎海绵生产纤维棉工艺外，采用经脱水除杂分切成段处理的茅草、芦苇、麦秸、稻草、大麻、黄麻、亚麻、香蕉树、玉米杆、甘蔗渣中的一种或多种植物纤维的混和，也可以是棉杆，麻杆，玉米杆，高梁杆，向日葵杆，竹丝，蒲草，椰子壳，茅草和废纸等，同样也可以制作不同种类的纤维棉。

当然，开松、成型热烘粘接、分切各工序均可采用现有的成熟技术，气流成网是本发明的主要发明要点，同样每平方克重(密度)的纤维棉经过本发明制造方法后，可更大范围控制其厚度及密度，质地均匀表面平整，现有技术无法做到。

当然，本发明不限于上述及附图示出的实施例，凡依本发明之精神所作的修改及等效变换，或在此基础上采用多种变形，都属于本发明保护范围内。

Claims (9)

1.一种气流成网纤维棉的制备工艺，采用5％至85％的低熔点纤维与其他纤维95％至15％配制成原料，将该配制原料依次经过：称重配料、粗开松、精开松、气流成网、热粘合定型分切包装，其特征在于：

所述气流成网是通过气流对经过精开松后充分混合蓬松的纤维均匀分布在棉箱内进一步混和后，被加压气流输送到成网帘和成网滚筒之间形成所需网状结构。

2.根据权利要求1所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述气流成网工艺中的在棉箱内进一步混和后的纤维输送到毛坯成形器，纤维在毛坯成形器中带震动的振板与对应的器壁的作用下紧凑堆积至设定密度的毛坯，该毛坯再经钉板锡林重新开松，然后被加压气流输送到成网帘和成网滚筒之间形成所需网状结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述的其他纤维是经脱水除杂处理的茅草、芦苇、麦秸、稻草、大麻、黄麻、亚麻、香蕉树、玉米杆、甘蔗渣中的一种或多种植物纤维的混和。

4.根据权利要求1或2所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述的其他纤维是经脱水除杂处理的的木刨花、碎海绵、毛纺织碎料中的一种或多种混和。

5.根据权利要求1或2所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述其他纤维是经过处理的阻燃纤维。

6.根据权利要求1或2所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述其他纤维是经过处理的抗菌纤维。

7.根据权利要求1或2所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述低熔点纤维的含量为5％至35％，以纤维原料的总重量为基准。

8.根据权利要求1或2所述的一种气流成网纤维棉的制备工艺，其特征在于：所述低熔点纤维的含量为5％--20％，以纤维原料的总重量为基准。

9.一种纤维棉，其特征在于：根据权利要求1至8之一所述工艺制造的纤维棉。

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