CN1015300B - 绝热粘合纤维材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

粘合纤维绝热胎的制造包括，对羊毛和/或合成纤维或者其它天然纤维，例如一元丙烯酸系纤维、丙烯酸系纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维或者棉花纤维，进行弹击、梳理和落纱处理，由以形成由所述杂散纤维组成的纤维条。把纤维条通过成卷机，使纤维条自身叠接以此形成所需厚度的垫。在叠接之前，用树脂乳胶喷涂纤维条，使纤维垫完全浸渍，树脂乳胶可以包括耐火树脂，最好还有杀虫剂和滞烟剂。把已浸渍的纤维垫输送到干燥箱中，对纤维进行最低限度的加热，除去其中大部分水分。然后，把纤维垫送到炉中进行树脂固化。于是形成绝热胎并能切成所要求的尺寸。

Description

本发明涉及绝热粘合纤维材料的制造方法，该绝热粘合纤维材料是改进的绝热材料，特别是利用一元丙烯酸系纤维、丙烯酸系纤维或者聚酰胺纤维，聚酯纤维以及类似的合成纤维或纤维素纤维，单独的或者与动物纤维结合的粘合纤维胎式或“吹入”式绝热材料。

由于存在能量损失，保存热量是非常渴望的。在民用方面，保存热量的一种方法是使住宅隔热，在这方面广泛使用玻璃纤维绝热材料。但是，使用玻璃纤维对人身健康有损害，而且由于玻璃纤维的缘故难于加工成纤维胎。使用化学物品打底，“吹入”防火的玻璃纤维也会损害人身健康。

背景技术

Richard    L.Lewellin所获取的澳大利亚专利No.527843，公开了一种形成粘合纤维绝热胎的方法，至少它的95%成分是羊毛。该方法包括弹击和梳理废旧羊毛等的毛纤维，然后把杂散毛纤维编织成所需厚度的纤维胎。用耐火剂、树脂、杀虫剂等喷涂纤维胎，然后使树脂固化。

然而，获得含毛量高的羊毛废品常常是困难的。但是，发现另外一些纤维当适当地处理并形成纤维胎时，会和羊毛纤维结合在一起，能够形成一个适合的绝热纤维胎。

因此，本发明的目的是提供一种利用废弃纺织品和其它不必含有高毛纤维量的材料，来制造绝热纤维胎或者绝热松散材料的改进方法。

本发明的另一个目的是提供一种绝热材料，该材料不仅对人身无害，而且具备现有绝热材料的所有性能。

发明的概要

因此，本发明提供一种用于绝热的粘合纤维胎的制造方法。所说的纤维包括一元丙烯酸系纤维、丙烯酸系纤维或者其它合成纤维或纤维素纤维，并含有0到95%的羊毛纤维。形成所说的纤维胎包括下列步骤：通过弹击、梳理、落纱废弃纺织品和其它材料的纤维，形成杂散的纤维条。把所述的纤维条通过成卷机，其上有一个树脂乳胶喷涂部件并与所述的纤维条保持一定的距离。把树脂乳胶喷涂在所述的纤维条上，该树脂乳胶最好包含一种或多种防火树脂，滞烟剂和杀虫剂，从而由被浸渍的纤维条形成具有予定厚度的纤维垫。在基本上不加热的条件下用蒸发或者其它方法除掉最多达80%左右的，最好是50%的水分，接着使树脂固化。最后把纤维垫切成所需长度的纤维胎。

绝热粘合纤维材料的制造方法，其步骤是：弹击、梳理、落纱纤维;形成杂散的纤维条;然后通过成卷机形成纤维垫;其特征是：

（a）所述的纤维是由含量为0-95%的羊毛与从下列纤维选择的纤维组成，其中选择的纤维为：一元丙烯酸系纤维、丙烯酸系纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维和天然纤维;

（b）所述的成卷机以一定速度摆动，把成卷机上的纤维条传送到传送带上，在传送带上把纤维条叠成多层纤维垫，其中随纤维条的摆动相应地摆动喷涂杆，在由成卷机输送纤维条的整个时间里使喷涂杆与纤维条保持同样的距离，提供第二喷杆，迎着与所述的喷涂杆相对的纤维条的另一侧喷出空气垫，使纤维条与传送带保持对准;

（c）为所述的喷涂杆提供由耐火树脂、滞烟剂和杀虫剂组成的树脂乳胶;

（d）用所述的树脂乳胶喷涂所述的摆动纤维条，以致于由叠接纤维条形成的纤维垫完全被树脂乳胶所浸渍;

（e）把已浸渍的纤维垫输送到干燥装置中;

（f）在保持纤维垫低于最低温度的条件下，即在纤维弹性基本不受损害的温度以下，用蒸发或其它方法除掉纤维垫80%的水分;

（g）对纤维垫树脂进行因化，形成一个结实的刚性纤维垫;

（h）切割纤维垫，形成所需长度的纤维胎。

该粘合纤维有很多气囊，它帮助起绝热作用。如果希望“吹入”绝热材料，可以把纤维胎弄碎形成松散的粘合纤维小球。

根据已知的羊毛耐火性能，最好选取羊毛纤维的含量占总量的25%到60%。另外，该毛纤维是防腐烂和防虫害的。在完成安装后，如果绝热不明显，可能是因为使用了旧毛，特别是黑羊毛、剪切羊毛的脱落物、回收的毛制工作服和其它衣服。

与羊毛混合特别适用于本发明的一些纤维包括，一元丙烯酸、丙烯酸、聚酰胺和聚酯合成纤维，以及其它天然纤维如棉花。这些纤维，最好是和添加的羊毛纤维一起，编织结合成纤维胎，由此获得一种绝热材料。可以用废弃衣服和其它废弃材料非常经济地生产该材料，并且具有非常好的绝热特性而没有其它现有绝热制品所具有的危害。

已经发现，把树脂喷涂到比较薄的分散的纤维条上，立刻使该纤维条从成卷机上通过，而且在编织前保证该材料被树脂完全渗透，结果可以使其后形成的纤维垫完全被浸渍。

羊毛和其它纤维受热后就会变软并失去弹性。由于树脂含水量高达75%（重量）并且树脂固化需要加热，在进行外部加热固化树脂时，已浸渍的纤维垫会发生塌陷和收缩。因此，应在固化步骤之前对 纤维垫进行处理从而除掉80%的水分。在某种意义上，除掉水分消除或减少了纤维和树脂的受热影响。最好采用电介质加热进行脱水处理，但也可采用其它基本上不加热的处理。

本发明所适用的树脂包括，火焰抑制剂，例如，改性丙烯酸自交联聚合物如Rhoplex    HA-20，可从Rohn和Haas买到。喷涂剂的其它添加物包括三水化铝（Aluminium    Trihydrate）和Kem    Card（商标）（I.C.I.防烟剂）和Perigen（商标）（杀虫剂），特别适于阻止棉花蛀虫和地毯甲虫，可从Burroughs    Wellcome买到。

这样制成的绝热材料可以用于任何场合，即家庭、办公室、工厂或其它建筑物，可用于绝热或隔音。

为了更清楚地了解本发明，现在将描述最佳实施方案。

最佳实施方案的描述

把弹击过的丙烯酸纤维，棉制服装和新羊毛的混合物加到落纱机或梳毛机上，将纤维分离并且把它们梳理成纤维条，或者相当薄的杂散纤维片。该纤维条由50%的丙烯酸系纤维和棉花纤维与50%的羊毛纤维组成，该纤维条的厚度大约为八分之一英吋。把纤维条从落纱机或梳毛机送到卧式成卷机，该机器以予定的速度摆动，把纤维条输送到传送带上，在那里纤维条被层层叠接，形成予定厚度的纤维垫。

在纤维条离开成卷机输送到传送带上或者传送带上已叠接的材料上之前，用Rhoplex树脂、三水化铝（Aluminium    Trihydrate）和Perigen杀虫剂组成的树脂乳胶喷涂纤维条。乳胶含水量大约是54%（重量）。

用于喷涂树脂的有很多喷口的喷杆被安装靠近成卷机，并且通过 一个连接系统和它连接。该系统使喷杆与那些从成卷机向传送带运动的纤维材料条保持一定的距离。连接系统使喷杆与成卷机一起运动。但是相对于纤维条的实际运动有一段距离，这是由于成卷机摆动以及成卷机低端与传送带之间有一段距离。所以纤维条运动与成卷机的实际运动是不同的。

第二喷杆放在与树脂喷杆相对的纤维条的另一侧，把空气送到第二喷杆产生一个气垫，由此平衡喷涂树脂乳胶所产生的力，使纤维条与传送带保持对准。

由叠接纤维条构成的纤维垫被喷涂树脂乳胶完全浸渍后，输送到电介质干燥装置，在相隔一定距离的平板电极之间通过。该平板电极由高频交流电压充电。选择加到平板电极的频率和电压，使其最适合以最低限度的加热进行纤维垫的干燥。利用干燥装置并除去大约50%的水分。

把纤维垫输送到固化炉，加热至大约150℃完成干燥和树脂固化，最后形成相当硬但具有弹性的绝热材料垫。把纤维胎从炉中取出后，根据需要把它切成适当的长度，或者以一定的长度卷绕起来。

按上述方法形成的纤维胎，给出下列结果：

样品说明：

绝热纤维胎成分：

羊毛-标称值-50%W/W

丙烯酸系纤维和棉花-标称值50%W/W

Rhoplex树脂-标称值25-42G/M³

（买自Rhom和Haas-Rhoplex    HA/20）

阻燃材料：三水化铝（Aluminium    Trihydrate）

（买自Al    coa）

厚度：标称值68mm

燃烧特性试验-标准方法

澳大利亚标准1530.3.1976

试验说明    结果    单位

材料的初期易燃性

可易燃性指标    0    范围0-20

燃烧扩展指标    0    范围0-10

放热指标    0    范围0-10

烟雾扩大指标    6    范围0-10

对试验的说明

对于试验的每一个样品，有一个4.5mm厚度的耐火背板。由一层直径大约为0.8mm的方形金属线网阻止火焰，每个方向的空间大约为12mm。

热阻的测量

厚度（mm）    53.5

密度（Kg/m³） 25

湿度（%）    9

热板温度（℃）    35.6

冷板温度（℃）    15.7

温差（K）    19.9

平均温度（℃）    25.7

热阻（m²k/w） 1.34

热导（W/mk）    0.400

由上述可知，把羊毛、合成纤维和其它天然纤维结合在一起，形成一个绝热胎，可以把它安装在所需要的场合。另一方面，可以把纤维胎弄碎成小的纤维球，把它吹送或用别的方法散布在所需要的地方，做为绝热材料。由于羊毛、合成纤维和其它天然纤维的绝热特性，特别是编织后，纤维胎的厚度比具有相同绝热性能的玻璃纤维胎的厚度大大地减少。

因此，本发明提供了一种绝热装置，避免了已有绝热装置对人身健康的危害。可以利用废弃的或旧羊毛，改善农民经济，回收短纤维屑。而且，所制造的这种绝热材料等价于所代替的材料。另外，可以把废弃羊毛、合成纤维和其它天然纤维或者羊毛、合成纤维和其它天然纤维服装，经弹击用在本发明中，进一步降低原材料的成本。

尽管以上的描述是用炉子进行喷涂树脂的固化，但是也可以使用其它固化方法，包括使用电子来照射。

同样，尽管以上描述了优选的化学试剂和树脂，但是只要其它试剂和树脂彼此以及与纤维之间是相容的，也可以使用。

用软的或者轻的纤维，或者无弹性纤维制造的纤维胎，如果使用的树脂不能使纤维胎增加足够的刚性，那很可能因使用超过时间而引起内部损坏。因此，应择优使用树脂，使纤维胎保持整体和结构的完整性。如果需要，可以在纤维胎中添加硬化剂，如淀粉、树脂硬化剂或者类似的附加剂，这可以通过把硬化剂与树脂混合，或者分别地喷涂到纤维条或者纤维垫上来实现。

Claims (10)

1、绝热粘合纤维材料的制造方法，其步骤是：弹击、梳理、落纱纤维；形成杂散的纤维条；然后通过成卷机形成纤维垫；其特征是：

(a)所述的纤维是由含量为0-95%的羊毛与从下列纤维选择的纤维组成，其中选择的纤维为：一元丙烯酸系纤维、丙烯酸系纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维和天然纤维；

(b)所述的成卷机以一定速度摆动，把成卷机上的纤维条传送到传送带上，在传送带上把纤维条叠成多层纤维垫，其中随纤维条的摆动相应地摆动喷涂杆，在由成卷机输送纤维条的整个时间里使喷涂杆与纤维条保持同样的距离，提供第二喷杆，迎着与所述的喷涂杆相对的纤维条的另一侧喷出空气垫，使纤维条与传送带保持对准；

(c)为所述的喷涂杆提供由耐火树脂、滞烟剂和杀虫剂组成的树脂乳胶；

(d)用所述的树脂乳胶喷涂所述的摆动纤维条，以致于由叠接纤维条形成的纤维垫完全被树脂乳胶所浸渍；

(e)把已浸渍的纤维垫输送到干燥装置中；

(f)在保持纤维垫低于最低温度的条件下，即在纤维弹性基本不受损害的温度以下，用蒸发或其它方法除掉纤维垫80%的水分；

(g)对纤维垫树脂进行因化，形成一个结实的刚性纤维垫；

(h)切割纤维垫，形成所需长度的纤维胎。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的蒸发步骤包括：使所述的纤维垫通过电介质干燥器中相隔一定距离的板状电极之间，并在两极板上加一高频交流电压。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的蒸发步骤中，使喷涂在纤维条上且含水量为35%-60%（重量）的树脂乳胶除掉大约50%的水分。

4、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的纤维条中添加硬化剂。

5、按照权利要求4所述的方法，其特征是该硬化剂加到所述的树脂乳胶中。

6、按照权利要求4所述的方法，其特征是把所述的纤维条自身叠接形成纤维垫以后，把所述的硬化剂喷涂在所述的纤维条上。

7、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的固化步骤是通过在大约150℃的温度的烘炉中对纤维垫加热来完成的。

8、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的喷涂步骤包括：把改性丙烯酸系自交联聚酯喷涂到所述的纤维条上。

9、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的喷涂步骤包括：把含有作为滞烟剂的三水化铝（Aluminium  Trihydrate）的树脂乳胶喷涂到所述的纤维条上。

10、按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的绝热胎被弄碎成小的粘合纤维球。