CN102517795B - 具有高弹模量的环保麦秸毡及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有高弹模量的环保麦秸毡及其制备方法，由按重量比计的28%～32%麦秸束纤维、28%～32%双组份PET纤维和38%～42%再生纤维素纤维组成；将浓度为1.5%～2.5%、温度为50～60℃的氢氧化钠溶液对麦秸秆喷淋，甩干后用冷水反复冲洗至中性，再脱水甩干完成脱蜡软化；采用梳针旋转切机将麦秸秆切成30毫米长制得麦秸束纤维；按每份喂入总量10kg计秤重喂入预开松机及豪猪开松机开松后进入棉箱混合机混合成混合纤维；将混合纤维通过气流梳理成网机梳理后输出再针刺形成针刺毡；将针刺毡进入烘箱热烘聚合后再冷压定型形成麦秸毡；该麦秸毡有害物质含量少，不仅具有环保性能，而且具有高弹性和高刚性，无气味且吸音效果好。

Description

具有高弹模量的环保麦秸毡及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纤维毛毡，用于制作室内、空调和汽车等隔音隔热内饰垫。

背景技术

室内、空调和汽车内饰件中的隔音隔热垫均要求其有害物质含量、气味、吸音等指标符合相关标准，尤其是符合环保标准。而目前使用的隔音隔热垫基本为普通纤维、酚醛树酯、玻璃纤维棉或海绵等制成的毛毡所制作，这些材料制成的毛毡虽然具有一定的吸音、隔热和减震的效果，但存在明显的缺陷是：1、酚醛树脂中还含有大量对人体有害的苯酚与甲醛，导致有害气体的排放较严重。2、含有的高分子化合物纤维难以分解，对环境有污染，同时，也不利于废弃空调、汽车部件的回收。3、压缩弹性和刚性均较差。

小麦是我国主要粮食作物，我国用作能源的农作物秸秆中，还有18.7％的剩余麦秸秆没有任何用途，成为废弃物，大部分在田野露天焚烧掉，产生大量浓烟，烟雾中含有大量的有害物质，造成空气中的一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物等有害物质大量增加。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有毛毡的缺陷而提供一种采用可再生资源的麦秸作为原料的具有高弹模量的环保麦秸毡及其制备方法。

为实现上述目的，本发明具有高弹模量的环保麦秸毡采用的技术方案是：由麦秸束纤维、双组份PET纤维和再生纤维素纤维组成，按重量比计，麦秸束纤维占28%～32%，双组份PET纤维占28%～32%，再生纤维素纤维占38%～42%。

本发明具有高弹模量的环保麦秸毡的制备方法采用的技术方案是采用如下步骤 ：（1）将麦秸秆置水池中浸泡8~10小时后捞出自动排出水份1小时，将浓度为1.5%～ 2.5%、温度为50～60℃的氢氧化钠溶液对麦秸秆喷淋20分钟，然后将麦秸秆甩干后用冷水反复冲洗至中性，再脱水甩干，完成脱蜡软化处理；（2）采用梳针旋转切机将麦秸秆切成30毫米长，麦秸同时在旋转的气流作用下与侧壁上的针板摩擦，使麦秸表面粗糙蓬松，制得麦秸束纤维；（3）按每份喂入总量10kg计，按麦秸束纤维2.8～3.2kg、双组份PET纤维2.8～3.2kg、再生纤维素纤维3.8～4.2 kg秤重，均匀叠铺在预开松机的平帘上，喂入预开松机及豪猪开松机进行开松，开松后进入棉箱混合机，使三种纤维在棉箱混合机中充分均匀混合成混合纤维；（4）将混合纤维通过气流梳理成网机梳理后输出，再进行纤维针刺，形成立体交叉排列结构的针刺毡，（5）将针刺毡进入温度为200～230℃的烘箱进行热烘聚合，之后再冷压定型，形成麦秸毡。

本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是：

1、制备的麦秸毡有害物质含量少，不仅具有环保性能，而且具有高弹性和高刚性，无气味，吸音效果好，可循环利用。

2、所制备的高弹模量麦秸毡经过裁切或进一步的模压，成为室内、汽车、空调用的隔音隔热毡垫，比普通棉毡更环保，弹性模量更高，有害物质含量更低，吸音效果更好。

3、使麦秸成为有经济价值的原材料加以利用，从而减少露天燃烧麦秸对环境造成的危害。

具体实施方式

本发明具有高弹模量的环保麦秸毡由麦秸束纤维、双组份PET纤维和再生纤维素纤维组成，按重量比计，其中，麦秸束纤维占28%～32%，双组份PET纤维占28%～32%，再生纤维素纤维占38%～42%。麦秸束纤维是由麦秸经化学、物理方法特殊处理而成的纤维，双组份PET纤维是一种低熔点PET纤维，该双组份PET纤维的截面是由外层改性PET纤维和内层普通PET纤维共同组成的双组份纤维，与普通PET纤维相比，在110～130℃较低的温度时，外层改性PET开始融化，与其它纤维粘结。

 制备上述环保麦秸毡时，首先要制备麦秸束纤维，麦秸束纤维的原料采用麦秸，麦秸是靠蜡质胶质粘结在一起成中空管状的秸秆植物，需进行脱蜡软化、分切及蓬松化处理后才能与其它纤维混合。脱除麦秸表层蜡质，可增加麦秸表面摩擦系数，增强麦秸与其它纤维的缠绕力。麦秸束纤维的制备方法如下：

对麦秸秆采用化学脱蜡的方法，利用纤维素与各蜡质成分对常见化学药剂作用稳定性的不同，在尽可能少地损伤麦秸纤维素纤维的前提下脱除蜡质，由于麦秸浸泡在碱性溶液中其含有的部分胶质被溶解，可增加麦秸的蓬松度，但如果溶解过多的麦秸中的胶质，麦秸就易成为单纤维状，从而失去麦秸原有的刚性。为防止破坏麦秸秆原有的机械物理化学性能，如刚性等，需保留大部分蜡质胶质，因此，本发明在脱蜡软化处理时严格控制处理液的浓度、温度和脱蜡时间，并采用麦秸束，为半脱蜡半脱胶麦秸束。

脱蜡软化前，先选无霉烂的麦秸秆，去除外层的叶子，保留纯秸秆部分，按1.5~2.5kg在秸秆尾扎成小捆，每3~4小捆扎成一大捆，置水池中浸泡8~10小时，中间将大捆麦秸秆反翻一次，使其充分吸水。然后，将浸透的大捆麦秸秆捞出水池堆放成堆，自动排出多余水份，1小时后便可进行脱蜡软化。

将小捆麦秸秆以井字形悬高堆放，小捆麦秸秆距离地面约20cm高，将浓度为1.5%～2.5%、温度为50～60℃的高温氢氧化钠溶液通过喷淋头在麦秸秆上方喷淋，对麦秸秆进行加湿脱蜡脱胶和软化，喷淋时秸秆温度会快速上升，20分钟后停止喷淋，将麦秸秆用甩干筒甩干，之后将麦秸秆用冷水反复冲洗，至麦秸秆的PH=7左右为准，反复冲洗后再用离心机脱水甩干，即完成脱蜡软化处理。

为防止麦秸秆长时间堆放会还潮而发酵变质，在脱蜡软化处理后的麦秸秆应及时再经大型红外线烘干机烘干，要求回潮率控制在10%以下。

 在麦秸秆脱蜡软化之后，对麦秸秆进行切割和表面粗糙蓬松化处理。采用梳针旋转切机对麦秸秆进行切割，在梳针旋转切机上安装外购的螺旋挤切式绞刀，将麦秸秆从切刀上口喂入，在重力作用下下降，被高速旋转的切刀分切，通过调节喂入速度来调节分切长度，将麦秸秆切成30毫米长；同时，麦秸在旋转的气流作用下与侧壁上的针板摩擦，使麦秸表面更加粗糙蓬松，便得到了具有蓬松性且易与其它纤维混合的麦秸束纤维。

麦秸束纤维制备好后，将其与双组份PET纤维和再生纤维素纤维共同制备本发明的高弹模量环保型麦秸毡，制备方法如下：

按每份喂入总量10kg计算，将重量比为28%～32%的麦秸束纤维、28%～32%的双组份PET纤维以及38%～42%的再生纤维素纤维按配比秤重，即麦秸束纤维2.8～3.2kg、双组份PET纤维2.8～3.2kg、再生纤维素纤维3.8～4.2 kg，均匀叠铺在外购的预开松机的平帘上，喂入预开松机及外购的豪猪开松机进行开松，开松后进入棉箱混合机，使三种纤维在棉箱混合机中充分均匀混合。豪猪开松机开松打手速度为500～550 r/min，棉箱混合机由光电开关自动控制进入棉箱混合材料的密度，棉箱混合机的喂料频率为200～250 Hz，毛斗转速为1050～1250 r/min。

三种纤维在棉箱混合机中混合均匀后，将混合纤维通过外购的气流梳理成网机，混合纤在气流梳理成网机的附面层的正负压交替及针布反复梳理后输出棉网，并按一定层数交叉叠铺在底帘上。由于麦秸秆在前期进行了蓬松和粗糙化处理，麦秸与其它纤维的缠绕力增强，使麦秸束纤维与双组份PET纤维和再生纤维素纤维能均匀混合成网。气流梳理成网机的梳理锡林是350～400min，铺网输入帘的频率是21～29 Hz，小车往复的频率是32～40 HZ。

将混合成网的纤维经针刺，使麦秸束纤维分布更加充分均匀，且麦秸束纤维呈无规则的杂乱排列，从而形成立体交叉排列结构的针刺毡，使麦秸束纤维、双组份PET纤维和再生纤维素纤维三种成份针刺结合在一起。针刺输入频率是32～38 Hz，主机频率是21～25 Hz，喂入频率是33～39 Hz，输出辊频率是71～75 Hz。

将针刺毡进入烘箱进行热烘聚合，烘箱的温度设定为200～230℃，然后经冷压定型，冷压时的冷却传动频率是19～24 Hz，风机频率是40～45 Hz，烫平辊频率是30～35 Hz。由于麦秸束纤维比棉纤维等具有更高的弹性模量，同时双组份PET纤维又将麦秸束纤维和再生纤维素纤维胶粘在一起，所以最终形成了一定密度与厚度的高弹模量麦秸毡。经检测，该高弹模量麦秸毡的相关技术指标如下表1，吸声系数如下表2：

表1   相关技术指标

表2　吸声系数

Claims (3)

1.一种具有高弹模量的环保麦秸毡的制备方法，所述具有高弹模量的环保麦秸毡由麦秸束纤维、双组份PET纤维和再生纤维素纤维组成，按重量比计，麦秸束纤维占28%～32%，双组份PET纤维占28%～32%，再生纤维素纤维占38%～42%，其特征是采用如下步骤：

（1）将麦秸秆置水池中浸泡8~10小时后捞出自动排出水份1小时，将浓度为1.5%～2.5%、温度为50～60℃的氢氧化钠溶液对麦秸秆喷淋20分钟，然后将麦秸秆甩干后用冷水反复冲洗至中性，再脱水甩干，完成脱蜡软化处理；

（2）采用梳针旋转切机将麦秸秆切成30毫米长，麦秸同时在旋转的气流作用下与侧壁上的针板摩擦，使麦秸表面粗糙蓬松，制得麦秸束纤维；

（3）按每份喂入总量10kg计，按麦秸束纤维2.8～3.2kg、双组份PET纤维2.8～3.2kg、再生纤维素纤维3.8～4.2 kg秤重，均匀叠铺在预开松机的平帘上，喂入预开松机及豪猪开松机进行开松，开松后进入棉箱混合机，使三种纤维在棉箱混合机中充分均匀混合成混合纤维； 

（4）将混合纤维通过气流梳理成网机梳理后输出，再进行纤维针刺，形成立体交叉排列结构的针刺毡，

（5）将针刺毡进入温度为200～230℃的烘箱进行热烘聚合，之后再冷压定型，形成麦秸毡。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）中选用无霉烂的麦秸秆，去除外层的叶子，保留纯秸秆部分，按1.5~2.5kg在秸秆尾扎成小捆，每3~4小捆扎成一大捆，在所述置水池中浸泡8~10小时期间将大捆麦秸秆反翻一次，将浸透的大捆麦秸秆捞出水池后以井字形且距离地面20cm高度堆放成堆再自动排出水份；所述氢氧化钠溶液通过喷淋头在麦秸秆上方喷淋。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：在步骤（1）的脱蜡软化处理之后，将麦秸秆经红外线烘干机烘干，控制回潮率在10%以下。