CN103243482A - 高强非织造无纺布 - Google Patents

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付廷明
李扬
刘建军
李燮平
何飞
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Abstract

本发明公开了一种高强非织造无纺布，其特征在于：它主要由超高分子量聚乙烯短纤维制成，其中的超高分子量聚乙烯短纤维的质量占总质量的10—100%。所述的高强非织造无纺布，是采用非织造的生产方法制造的。该高强非织造无纺布，采用超高分子量聚乙烯短纤维或与其他短纤维混合为原料，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，一次成型制造，使无纺布的整体力学性能增强，不仅具有更高的撕裂强度、拉伸断裂强度、顶破强度，而且具有优异的抗酸碱、耐腐蚀和良好的疏水透气性能，广泛应用在高速铁路、高速公路、河堤护坡、垃圾填埋和堤坝护坡等土工工程应用领域。

Description

高强非织造无纺布
 
技术领域
本发明涉及无纺布技术领域，具体地说是一种高强非织造无纺布。
背景技术
随着国家经济的日益腾飞，国家对基础设施的质量要求越来越严格。为提高国家基础设施的质量，如高速铁路、高速公路、跨河大桥等，国家大力发展土工材料科技，努力提高土工材料的强度和质量。其中无纺布材料是主要的研究对象，国内很多专利提出了不同的增强无纺布的方法，但都较为繁琐且存在一定弊端，如晋江市港益纤维制品有限公司于2012年6月1日申请的中国专利《一种复合针刺无纺布》，专利号为201220256454.1，将经编布铺设在两层无纺纤维网之间，然后用针刺的方式制成复合无纺布，这种方式是采用有机织或针织物与无纺纤维网复合的方式来提高无纺布的整体力学性能，这样一方面提高了制造成本，另一方面机织物或针织物的加入严重影响了无纺布本身透水透气的优良特性，而且纤维的强度利用率较低。王常义于2008年10月30日申请的中国专利《一种非织造网格增强复合无纺布制造方法》，专利号为200810154952.3，采用了一种非织造网格的方式来增强无纺布，有效的解决了这一问题，充分利用了增强纤维的强度，效率较高，但该方法只能对经纬两个方向进行加强，对于具有其他方向上强度要求的无纺布还不适用，而且层间采用粘结的方式成型，整体稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用超高分子量聚乙烯短纤维或与其他短纤维混合为原料，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，一次成型制造，使无纺布的整体力学性能增强，不仅具有更高的撕裂强度、拉伸断裂强度、顶破强度，而且具有优异的抗酸碱、耐腐蚀和良好的疏水透气性能的高强非织造无纺布。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该高强非织造无纺布，其特征在于：它主要由超高分子量聚乙烯短纤维制成，其中的超高分子量聚乙烯短纤维的质量占总质量的10—100%。
所述的高强非织造无纺布，是采用非织造的生产方法制造的。
所述的高强非织造无纺布，还含有棉短纤维、涤纶短纤维、粘胶短纤维和丙纶短纤维中的任一种或其中任两种以上的短纤维。
所述的超高分子量聚乙烯短纤维是由分子量在106以上的超高分聚乙烯固体，经冻胶纺丝，再经超倍拉伸后得到的高强纤维长丝，经加曲切断后制成的。
所述的超高分子量聚乙烯短纤维、棉短纤维、涤纶短纤维、粘胶短纤维和丙纶短纤维的加曲曲度不小于1个/cm，切断后短纤维的长度不小于10mm。
所述的非织造的生产方法，包括以下步骤：(1)、开松混合：将超高分子量聚乙烯短纤维加曲后，或与棉短纤维、涤纶短纤维、粘胶短纤维和丙纶短纤维中的任一种或其中任两种以上的加曲短纤维，混合并开松一次；(2)、纤维成网:将上述的混合纤维加工成网；加工成网的方式为梳理成网、或气流杂乱成网或利用离心动力成网；(3)、针刺成型:将步骤(2)中得到的纤维网通过针刺机进行至少二道针刺；所述针刺密度为12500—17500刺/平方米。
本发明的有益效果在于：采用超高分子量聚乙烯短纤维或与其他短纤维混合为原料，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，一次成型制造，使无纺布的整体力学性能增强，不仅具有更高的撕裂强度、拉伸断裂强度、顶破强度，而且具有优异的抗酸碱、耐腐蚀和良好的疏水透气性能，广泛应用在高速铁路、高速公路、河堤护坡、垃圾填埋和堤坝护坡等土工工程应用领域。
具体实施方式
实施例1：
采用超高分子量聚乙烯纤维短纤维和丙纶短纤维混合料为原料，所述超高分子量聚乙烯短纤维的比例为10%，丙纶短纤维的比例为90%，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，通过一次成型制造成高强非织造无纺布。
具体制备方法包括如下步骤:
 (1)开松混合：将超高分子量聚乙烯短纤维加曲后和丙纶加曲纤维混合并开松一次；
(2)纤维成网：将上述的混合纤维加工成网；所述加工成网的方式为梳理成网；
(3)针刺成型：将步骤(2)中得到的纤维网通过针刺机进行针刺；针刺为四道针刺；所述针刺密度为12500刺/平方米。
上述方法中所述超高分子量聚乙烯短纤维是指用分子量在106以上的超高分聚乙烯,经冻胶纺丝后经超倍拉伸后得到的高强纤维长丝，经加曲切断后制得，所述短纤维的曲度为1个/cm，所述短纤维长度为10mm。
经检测：此方法制得高强非织造无纺布的面密度为200g/m2，横向断裂强度为7KN/m，纵向断裂强度为7KN/m，横向撕裂强度为230N，纵向撕裂强度为230N，顶破强度为1.2KN。此产品广泛使用于河道护坡、垃圾填埋等工程，有效提高了无纺布的强度和顶破强力。
实施例2：
采用超高分子量聚乙烯短纤维为原料，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，通过一次成型制造高强非织造无纺布。
具体制备方法包括如下步骤：
 (1)开松混合:将超高分子量聚乙烯短纤维加曲后开松一次；
(2)纤维成网:将上述的混合纤维加工成网；所述加工成网的方式为梳理成网；
(3)针刺成型:将步骤(2)中得到的纤维网通过针刺机进行针刺，针刺为四道针刺；所述针刺密度为17500刺/平方米。
上述方法中所述超高分子量聚乙烯短纤维是指用分子量在106以上的超高分聚乙烯,经冻胶纺丝后经超倍拉伸后得到的高强纤维长丝，经加曲切断后制得，所述短纤维的曲度为3个/cm，所述短纤维长度为72mm；
所使用的超高分子量聚乙烯纤维的比例为100%。
经检测：此方法制得的高强非织造无纺布的面密度为500g/m2，横向断裂强度为54KN/m, 纵向断裂强度为54KN/m,横向撕裂强度为2200N，纵向撕裂强度为2300N，顶破强度为9KN。此产品因具有较高的强度、耐磨性能和优异的抗酸碱性能，被广泛使用于高速铁路和高速公路工程，有效提高了无纺布的使用寿命。
实施例3：
采用超高分子量聚乙烯纤维短纤维、丙纶短纤维和涤纶短纤维混合料为原料，所使用的超高分子量聚乙烯短纤维的比例为60%，丙纶短纤维的比例为20%，涤纶短纤维的比例为20%，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，通过一次成型制造高强非织造无纺布。
具体制备方法包括如下步骤:
 (1)开松混合:将超高分子量聚乙烯短纤维加曲后、丙纶短纤维和涤纶短纤维混合后开松一次；
(2)纤维成网:将上述的混合纤维加工成网；所述加工成网的方式为气流杂乱成网；
(3)针刺成型:将步骤(2)中得到的纤维网通过针刺机进行针刺；针刺为四道针刺；所述针刺密度为15500刺/平方米。
上述方法中所述超高分子量聚乙烯短纤维是指用分子量在106以上的超高分聚乙烯,经冻胶纺丝后经超倍拉伸后得到的高强纤维长丝，经加曲切断后制得，所述短纤维的曲度为3个/cm，所述短纤维长度为72mm。
 
经检测：此方法制得的高强非织造无纺布的面密度为200g/m2，横向断裂强度为11KN/m, 纵向断裂强度为12KN/m,横向撕裂强度为600N，纵向撕裂强度为623N，顶破强度为2KN。此产品因具有较高的强度、耐磨性能，被广泛用于河道防水、河道修复和堤坝增强等应用领域。
实施例4：
采用超高分子量聚乙烯纤维短纤维、棉短纤维和粘胶短纤维混合料为原料，所使用的超高分子量聚乙烯纤维的比例为10%，棉纤维的比例为70%，粘胶纤维的比例为20%，在不改变无纺布自身优势的基础上，采用非织造的方式，通过一次成型制造高强非织造无纺布。
具体制备方法包括如下步骤：
(1)开松混合:将超高分子量聚乙烯短纤维加曲后、棉短纤维和粘胶短纤维混合后开松一次；
(2)纤维成网:将上述的混合纤维加工成网；所述加工成网的方式为利用离心动力成网；
(3)针刺成型:将步骤(2)中得到的纤维网通过针刺机进行针刺；针刺为四道针刺；所述针刺密度为15500刺/平方米。
上述方法中所述超高分子量聚乙烯短纤维是指用分子量在106以上的超高分聚乙烯,经冻胶纺丝后经超倍拉伸后得到的高强纤维长丝，经加曲切断后制得，所述短纤维的曲度为3个/cm，所述短纤维长度为72mm。
经检测：此方法制得高强非织造无纺布的面密度为100g/m2，横向断裂强度为4KN/m, 纵向断裂强度为4.5KN/m,横向撕裂强度为200N，纵向撕裂强度为200N，顶破强度为0.4KN。此产品因具有较好的舒适性，被广泛应用于服装和建筑装饰等应用领域。

Claims (6)

1.高强非织造无纺布，其特征在于：它主要由超高分子量聚乙烯短纤维制成，其中的超高分子量聚乙烯短纤维的质量占总质量的10—100%。
2.根据权利要求1所述的高强非织造无纺布，其特征在于：所述的高强非织造无纺布，是采用非织造的生产方法制造的。
3.根据权利要求1所述的高强非织造无纺布，其特征在于：所述的高强非织造无纺布，还含有棉短纤维、涤纶短纤维、粘胶短纤维和丙纶短纤维中的任一种或其中任两种以上的短纤维。
4.根据权利要求1所述的高强非织造无纺布，其特征在于：所述的超高分子量聚乙烯短纤维是由分子量在106以上的超高分聚乙烯固体，经冻胶纺丝，再经超倍拉伸后得到的高强纤维长丝，经加曲切断后制成的。
5.根据权利要求3所述的高强非织造无纺布，其特征在于：所述的超高分子量聚乙烯短纤维、棉短纤维、涤纶短纤维、粘胶短纤维和丙纶短纤维的加曲曲度不小于1个/cm，切断后短纤维的长度不小于10mm。
6.根据权利要求2所述的高强非织造无纺布，其特征在于：所述的非织造的生产方法，包括以下步骤：(1)、开松混合：将超高分子量聚乙烯短纤维加曲后，或与棉短纤维、涤纶短纤维、粘胶短纤维和丙纶短纤维中的任一种或其中任两种以上的加曲短纤维，混合并开松一次；(2)、纤维成网:将上述的混合纤维加工成网；加工成网的方式为梳理成网、或气流杂乱成网或利用离心动力成网；(3)、针刺成型:将步骤(2)中得到的纤维网通过针刺机进行至少二道针刺；所述针刺密度为12500—17500刺/平方米。
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