CN103173936A - 一种高强度热粘合无纺布的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度热粘合无纺布的生产方法，采用皮芯复合纤维、阻燃纤维、普通聚酯纤维按重量比为30～50%：10～30%：20～60%以川字方式进行投棉、开松、梳理、交叉铺网，形成的纤维网层经过热风箱进行热粘合、热轧加固，得到产品。制得的无纺布具有较高的强度、透气性以及较高的使用寿命，可广泛应用于空气过滤领域。

Description

一种高强度热粘合无纺布的生产方法
技术领域
本发明涉及一种高强度热粘合无纺布的生产方法。
背景技术
目前市场上无纺布的成网方式主要有干法、湿法、气流成网、纺粘法、熔喷法等，其中又以干法成网为主，占到整个无纺布生产总量的50%以上，干法成网后的固网方式有针刺、水刺、化学粘合、热粘合等。而生产低克重的无纺布，一般采用化学粘合和热粘合法，采用化学粘合法的话，加固中产生的三废问题、能耗高问题没有彻底解决，并且产品中残存化学药剂有着不良副作用，例如对皮肤的刺激性；采用干法热粘合法形成无纺布虽具有克重低的特点，但由于梳棉后形成的网层较薄，不够均匀，易在纤维网中形成弱区，从而导致制得的热粘合无纺布强度较低。
如公开号为CN101208200 A专利中公开了一种轻质高抗张强度和高撕裂强度的双组份无纺织物，该发明通过将外部比内部熔融温度低的双组分纤维定位到纤维网上，然后热粘合来生产无纺布，也能够获得较高的强度。但其实是主要是通过利用基本连续的热塑性双组份长丝形成的纤维网来提高无纺布的强度，并且该无纺布的克重较大，透气性较低，以及成本较高，不适合用于空气过滤领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度热粘合无纺布的生产方法，该方法提高了纤维网的均匀性以及热粘合纤维与其他纤维结合的连续性，不会形成热粘合弱区，且通过该方法制得的无纺布具有轻量、高强度的特点。
本发明的技术解决方案是：本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，采用皮芯复合纤维、阻燃纤维、普通聚酯纤维按重量比为30～50%：10～30%：20～60%以川字方式进行投棉、开松、梳理、交叉铺网，形成的纤维网层经过热风箱进行热粘合、热轧加固，得到产品。本发明采用川字投棉的方式将上述三种纤维依次并排铺于开棉机的输送带上，以川字方式投棉能够保证上述三种纤维的混率均匀，并且保持每次投棉之间有一定的等分距离间隔，这样不会因为辊筒停止而由于惯性将后面的纤维带走，这样的投棉方式使得纤网的均匀性得到提高，从而使得热粘合弱区减少，最终提高产品整体的强度。如果采用层叠式进行投棉，将几种纤维逐一称量，然后重叠层铺放在输送帘上，在整个开松加工过程中，纤维由高速旋转的带针钉或带针布的辊筒进行撕扯，使纤维得到松解，当停止转动时上层的纤维在离心力的作用下就会被甩离，并且在加工过程中产生的静电也会造成纤维与辊筒之间相互吸附、缠结，最终导致底层的纤维混合比率降低。上述皮芯复合纤维能够起到像化学粘结剂一样连接纤维的作用，而阻燃纤维能够使无纺布具有阻燃的功能，为了使制得的无纺布具有理想的热粘合、阻燃的效果，而且采用普通聚酯纤维带来原料成本的下降，综合两方面考虑，采用30～50重量%的皮芯复合纤维、10～30重量%的阻燃纤维和20～60重量%常规聚酯纤维进行投料。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，上述川字方式投棉是将上述三种纤维按左中右依次并排投棉，且中间段为皮芯复合纤维。这样保证皮芯复合纤维能够更好地与阻燃纤维、普通聚酯纤维均匀地接触，更好地热粘合缠结。这里采用的皮芯复合纤维的皮层为共聚酯纤维（CO-PET），皮层的熔点为120～130℃，芯层为普通的聚酯纤维，熔点为255℃，热风箱的使用温度介于皮层纤维和芯层纤维的熔点之间，皮层与芯层间有着较大的熔点差，使得粘合能够在较大的加工温度窗口下进行，能够以较快的加工速度加工，提高产量同时也降低了生产的成本。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，上述纤维网层是由4～6层的纤维网交叉铺网而成的。将经过完全开松后的纤维经过两道梳棉，梳理后的纤维网较薄，克重较低，需经过多层层叠交叉铺网，使纤维网达到产品要求的克重和幅宽。根据产品的克重、幅宽以及梳理机输出的纤维的克重、梳理机输出帘的速度，再结合叠层的效果和纤维网的张力等，上述纤维网的交叉铺网层数为4～6层。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，上述热风箱的温度为160～200℃。将交叉铺网后形成的纤维网层送入循环热风箱中，由于进入热风箱后还将进行热轧加固，所以热风箱的温度不需太高，并且粘合织物的强度随着粘合温度或粘合时间的增加而增加，但达到某一点时，粘合织物的强度开始下降，并且温度过高所需的能耗也就越大，本发明热风箱的温度高于200℃的话，粘合织物的强度开始下降。 
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，上述热轧加固过程中，采用温度为130～160℃、压力为70～90kg/cm2的热金属轧辊进行加固。将上述热粘合后得到的纤维网层再通过上下一对金属轧辊进行加固，来提高无纺布的强力以及通过轧辊之间间隙对织物的厚度进行调整。热轧加工的条件主要有金属轧辊的温度和压力。通过热轧实验强度测试发现在热轧过程中轧辊的压力对薄型织物的强度性能影响很小，而且如果热轧辊的压力高于90kg/cm2，会增加成本，因此只要保证足够的压力使织物达到所要求的厚度就可以了。热轧是直接通过贴着布面进行热量传递，所以热金属轧辊的温度比热粘合的温度要相对低一点，该热轧辊的温度为130～160℃。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，所得无纺布的克重为70～100g/m2。虽然克重较低，但通过上述方法制得的无纺布，仍具有较高的强度。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，根据JIS L1096法测定，所得无纺布的经向拉伸强力为50～180N/5cm,纬向拉伸强力为70～200N/5cm。该经纬向强力可以保证打褶加工时不会发生断裂的现象。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法，根据JIS L1096法测定，在压力为125Pa时，所得无纺布的通气度为 250～450cm3/cm2/s。该范围的通气度能够使得阻力最小，保证在向汽车内部吹出的风量一定时，汽车发动机的能耗也最低。如果该无纺布的通气度小于250 cm3/cm2/s的话，阻力较大，能耗也相应较大。
本发明的高强度热粘合无纺布的生产方法简单环保，且该方法提高了纤维网的均匀性以及热粘合纤维与其他纤维结合的连续性，不会形成热粘合弱区。另外，通过该方法制得的无纺布具有良好的阻燃性、较好的透气性以及良好的粗尘捕集效率，可应用于空气过滤领域中，如汽车空调滤清器。
具体实施方式
通过以下实施例及比较例更加详细地说明本发明。本发明中各物性的测试方法如下。
【克重】
根据JIS L 1021标准，试验材料尺寸：200mm×200mm,利用电子天平称量其重量,再将结果换算成1m2的重量。本发明的过滤无纺布中任意处取5块样进行测定，得到平均值。
【拉伸强力】
根据JIS L 1096标准，试验材料尺寸：宽50mm×长300mm，标准点为200mm，利用Instron测定设备，在拉伸速度100mm/min下进行测试。本发明的过滤无纺布中的横向和纵向各取5块样进行测定，得到平均值。
【通气度】
根据JIS L 1096标准，将无纺布单层折叠，置于弗雷泽型FX3300，通气度试验机测试口（100mm×100mm)下方进行测试，测试的量程选为cm3/cm2/s。本发明的过滤无纺布中沿着幅宽方向的取5块样进行测定，得到平均值。
实施例1
将30重量%阻燃纤维、50重量%皮芯复合纤维、20重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺4层，将得到的4层纤维网层通过温度为200℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为130℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
实施例2
将30重量%阻燃纤维、50重量%皮芯复合纤维、20重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺4层，将得到的4层纤维网层通过温度为160℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为160℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
实施例3 
将30重量%阻燃纤维、50重量%皮芯复合纤维、20重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺4层，将得到的4层纤维网层通过温度为200℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为160℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
实施例4 
将10重量%阻燃纤维、30重量%皮芯复合纤维、60重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺5层，将得到的5层纤维网层通过温度为180℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为130℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
实施例5
将10重量%阻燃纤维、30重量%皮芯复合纤维、60重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺5层，将得到的5层纤维网层通过温度为180℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为160℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
实施例6 
将20重量%阻燃纤维、30重量%皮芯复合纤维、50重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺6层，将得到的6层纤维网层通过温度为180℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为150℃、压力为70kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
实施例7
将50重量%普通聚酯纤维、30重量%皮芯复合纤维、20重量%阻燃纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺6层，将得到的6层纤维网层通过温度为180℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为150℃、压力为90kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
比较例1 
将30重量%阻燃纤维、50重量%皮芯复合纤维、20重量%普通聚酯纤维以层叠式按上中下依次进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺4层，将得到的4层纤维网层通过温度为200℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为130℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
比较例2
将30重量%阻燃纤维、50重量%皮芯复合纤维、20重量%普通聚酯纤维以川字式按左中右依次并排进行投棉、开松，经过两道梳理后交叉铺网形成纤维网，再将上述制得的纤维网铺4层，将得到的4层纤维网层通过温度为220℃的热风箱进行热粘合，然后将热粘合后的纤维网层在温度为160℃、压力为80kg/cm2的热金属轧辊下进行加固，最后制得高粘度的热粘合无纺布，该无纺布的各物性参见表1。
Figure 894844DEST_PATH_IMAGE001

Claims (8)

1.一种高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：采用皮芯复合纤维、阻燃纤维、普通聚酯纤维按重量比为30～50%：10～30%：20～60%以川字方式进行投棉、开松、梳理、交叉铺网，形成的纤维网层经过热风箱进行热粘合、热轧加固，得到产品。
2.根据权利要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：所述川字方式投棉是将所述三种纤维按左中右依次并排投棉，且中间段为皮芯复合纤维。
3.根据权利要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：所述纤维网层是由4～6层的纤维网交叉铺网而成的。
4.根据权利要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：所述热风箱的温度为160～200℃。
5.根据权力要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：所述热轧加固过程中，采用温度为130～160℃、压力为70～90kg/cm2的热金属轧辊进行加固。
6.根据权利要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：所得无纺布的克重为70～100g/m2。
7.根据权利要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：根据JIS L1096法测定，所得无纺布的经向拉伸强力为50～180N/5cm,纬向拉伸强力为70～200N/5cm。
8.根据权利要求1所述的高强度热粘合无纺布的生产方法，其特征在于：根据JIS L1096法测定，在压力为125Pa时，所得无纺布的通气度为 250～450cm3/cm2/s。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160706

Termination date: 20181223

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