CN104846548A - 一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括呈往返的Z字型依次层叠的纤网，纤网内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉，纤网依次首尾相连，在相邻的纤网之间夹有热熔纤维。制造时，经过成网前准备、机械梳理成网工序，制备纤网,纤网为低熔点涤纶短纤维与弹性聚酯短纤维的混合物，低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，弹性聚酯短纤维的重量百分比为65%~ 85%。向纤网撒热熔粉与阻燃粉的混合粉后，纤网经垂直铺网工序进行垂直铺网，并在纤网与纤网之间撒热熔纤维，再经过烘燥、切边、卷绕工序制得纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。本发明不仅高弹性、阻燃性好、结构简单，而且低成本、环保。

Description

一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制造方法，属于非织造布领域。

背景技术

蓬松材料是人类社会生活的必需品，与人们的生活息息相关，如隔音材料、沙发、床垫、老板椅、体育器材、服装等领域均需使用蓬松材料。按照蓬松材料的制备方法通常有海绵、经编间隔织物、三维弹性机织物、非织造布四大类。海绵，是一种多孔材料，主要是聚氨酯泡沫材料中的软泡沫制备而成，由于海绵价格低廉，重量轻，手感柔软丰满且回弹性好，在市场占据主导地位。但海绵生产有污染、废弃物不可循环利用等致命性缺点，且易发黄，透气性、舒适性较差。目前澳大利亚及一些欧洲发达国家因海绵的环境污染及资源浪费严重，已采取相应措施遏制海绵应用。三维经编间隔织物是指由两个织物表面，利用间隔纱连接在一起的拉舍尔经编三维针织物，例如用间隔织物做成的床垫，可以防止病人因长期卧床而产生的酸痛感。其显著优点是：生产过程环保无污染，可回收循环利用，牢度好，热湿舒适性、保暖性以及透气性较好，柔软有弹性，克服了海绵的缺点，但是由于其结构特点，抗压及回弹性较差，目前应用范围受到限制，特别是无法满足压缩弹性要求较高的产品。三维弹性机织物则是在经编间隔织物的基础上发展起来的一种新型蓬松材料，在厚度方向上具有较好的回弹性，结构稳定，形状多变，整体性好，并具有良好的透湿性、透气性等性能。但是它的织造结构复杂，制造成本较高, 难以普及应用。随着非织造布技术的发展，改变纤维的排列方向，将通常的纤维横向排列的非织造布，改为垂直排列，获得具有蜂巢结构的非织造布，由于具有独特的纤网直立结构，使得产品弹性非常好，俗称直立棉。与海绵相比，具有不黄变、透气性好、尺寸稳定等特点，它的废弃物可回收利用，适应环保低碳社会的消费理念。与三维弹性机织物、经编间隔织物相比，工艺简单，对原料的适应性强，原料来源广泛，生产成本较低，产品应用领域更加广阔。但是现有直立棉的纤网与纤网之间容易产生分层现象，影响产品的弹性；同时缺乏既有高弹性，又具有阻燃效果的产品，影响了直立棉的应用范围扩大。    

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中，存在不能同时满足高弹性、低成本、结构简单、环保的技术问题，提供一种能同时满足高弹性、低成本、结构简单、环保且具有阻燃效果的直立棉及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括依次层叠的多个纤网，其特征在于：所述的纤网的内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉，纤网依次首尾相连，排布方式呈往返的Z字型，相邻的纤网之间夹角为0度或趋近于0度，在相邻的纤网之间夹有热熔纤维。

所述的热熔纤维为熔点小于或等于110°的低熔点涤纶短纤维；所述的热熔纤维在相邻的纤网之间的面密度为0.5g/m² - 6g/m²。

一种上述纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）成网前准备：对制备纤网所需的各种纤维原料进行混合、开松，并在开松的过程中添加油剂，纤网的制备材料为低熔点涤纶短纤维与弹性聚酯短纤维的混合物，低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，弹性聚酯短纤维的重量百分比为65% ~ 85%；所述的低熔点涤纶短纤维为熔点小于或等于110°的皮芯结构型涤纶短纤维；所述的弹性聚酯短纤维为三维卷曲的中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维中的任意一种纤维或其中的二种纤维的混合物或其中的三种纤维的混合物；

（2）机械梳理成网：混合、开松后的纤维，采用机械梳理成网法制备纤网；

（3）撒粉：向纤网的内部撒热熔粉与阻燃粉的混合粉；

（4）垂直铺网：纤网喂入垂直铺网机，并在纤网与纤网之间撒热熔纤维，进行垂直铺网，得到铺网棉，铺网宽度为5mm~200mm；

（5）烘燥：对垂直铺网工序后的铺网棉依次进行加热、冷却；

（6）切边：切去铺网棉两边的边缘不整齐部分；

（7）卷绕：切边后，卷绕，制得所述的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。

由于采用以上技术方案，本发明的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，具有以下特点：

一、本发明一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制造方法中，在依次首尾相连、呈Z字型往返折叠的纤网的正反表面上，撒热熔纤维，该设计能确保折叠后相邻的纤网之间夹有足量的热熔纤维，当热熔纤维在烘燥工艺中经过加热而熔融后，能在相邻的纤网之间起粘结作用，增加纤网之间的粘结力，避免纤网之间的分层，以使高弹阻燃直立棉在整体上形成蜂巢结构，当某部分受压时，压力会分散到周边，回复快，弹性好，与现有技术相比，能大大提高产品的弹性，适合于婴儿用品、坐垫、床业用品、胸罩罩杯、汽车内饰、体育防护用品等弹性要求高的领域。因此，本发明的弹性好。

二、本发明选用三维卷曲中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维中的任意一种纤维或其中的二种纤维的混合物或其中的三种纤维的混合物为纤网的原料，由于这些纤维本身的弹性好，因此制备的直立棉的弹性好。

三、本发明撒热熔粉与阻燃粉的混合粉，使混合粉均匀地分布在纤网的内部，热熔粉熔融，将阻燃粉固结在纤网中的纤维之上，能够实现直立棉具有阻燃的目的。

四、本发明一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制造方法中，最终产品在垂直方向上独特的直立结构，加之纤网之间由低熔点涤纶短纤维提供的粘结力，使纤维集合体具备极大的弹性和抗压性能，且能避免分层；与海绵相比，本产品不黄变、透气性好、尺寸稳定，废弃物可回收利用，适应环保低碳社会的消费理念，与三维弹性机织物、经编间隔织物相比，工艺简单，对原料的适应性强，原料来源广泛，生产成本较低，产品应用领域更加广阔。因此，本发明不仅高弹性、低成本，而且结构简单、环保。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

参见图1，一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括依次层叠的多个纤网1，其特征在于：所述的纤网1的内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉3，纤网1依次首尾相连，排布方式呈往返的Z字型，相邻的纤网1之间夹角为0度或趋近于0度，在相邻的纤网1之间夹有热熔纤维2。

所述的热熔纤维2为熔点小于或等于110°的低熔点涤纶短纤维；所述的热熔纤维2在相邻的纤网1之间的面密度为0.5g/m² - 6g/m²。

一种上述纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）成网前准备：对制备纤网1所需的各种纤维原料进行混合、开松，非织造的混合开松设备运转速度高，由于原料均属于化学纤维，与天然相比吸湿性较差，在混合开松中容易产生静电，在开松的过程中添加油剂，可以防止因静电产生而影响产品质量。纤网1的制备材料为低熔点涤纶短纤维与弹性聚酯短纤维的混合物，低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，弹性聚酯短纤维的重量百分比为65% ~ 85%。低熔点涤纶短纤维为熔点小于或等于110°的皮芯结构型涤纶短纤维；弹性聚酯短纤维为三维卷曲的中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维中的任意一种纤维或其中的二种纤维的混合物或其中的三种纤维的混合物。三维卷曲中空涤纶短纤维具有永久的立体卷曲、优良的弹性，PTT纤维是一种玉米型涤纶纤维，手感柔软、弹性优于涤纶纤维，弹性聚酯ELK纤维具有翻转弹簧结构，弹性恢复力强，可以提高纤网的弹性，因此采用三维卷曲中空涤纶短纤维、PTT纤维或弹性聚酯ELK纤维为原料，均可以提高产品的弹性；

（2）机械梳理成网：混合、开松后的纤维，采用机械梳理成网法制备纤网1；

（3）撒粉：向纤网1的内部撒热熔粉与阻燃粉的混合粉3，使混合粉3能尽量均匀地分布在纤网1的内部，便于烘燥后得到良好的阻燃性能；

（4）垂直铺网：纤网1喂入垂直铺网机，并在纤网1与纤网1之间撒热熔纤维2，进行垂直铺网，得到铺网棉。热熔纤维2选用低熔点涤纶短纤维，为了使最终产品形成整体的蜂巢状结构，低熔点涤纶短纤维尽量撒均匀, 并且撒的量不易过多，避免因低熔点涤纶短纤维熔融后，在纤网1之间形成一层板结的膜结构，反而影响产品的蜂巢结构，导致产品的弹性降低。在相邻的纤网1之间热熔纤维2的面密度控制在0.5g/m² - 6g/m²范围之内。在垂直铺网机的输出速度一定的情况下，铺网的速度越大，即产品的长度方向上铺网的层数越多，相邻的纤网1之间的夹角越小，越趋近于0度，纤网1越呈直立状，产品的弹性越好。通过调节垂直铺网的工艺参数，使相邻的纤网1之间的夹角为0度或趋近于0度，保证最终产品的弹性性能。铺网宽度为5mm~200mm。铺网宽度越宽，产品的厚度就越厚，但是铺网宽度过大时，产品的抗压及压缩回弹性将收到影响，效果变差，铺网宽度控制在200mm以内；

（5）烘燥：对垂直铺网工序后的铺网棉依次进行加热、冷却。铺网棉中的低熔点涤纶短纤维受热熔融，熔融的聚合物流动并凝聚在纤维交叉点上，当铺网棉冷却后得到加固而成为具有弹性的直立棉。同时热熔纤维2熔融，将相邻的纤网1粘结起来，使产品形成整体蜂巢结构，提高产品的弹性。混合粉3中的热熔粉熔融，将阻燃粉固结在纤网1中的弹性聚酯短纤维之上，使产品具有阻燃效果。烘燥方式可以采用热空气穿透铺网棉方式，对低熔点涤纶短纤维进行加热，在铺网棉的整个宽度方向进行迅速而均匀的加热，烘房内各处温度尽量做到均匀一致，同时热风的速度和方向均能够控制，热风在循环流动过程中不破坏铺网棉的结构；

（6）切边：切去铺网棉两边的边缘不整齐部分。烘燥工序结束后，烘燥机输出铺网棉的宽度方向上，在铺网棉的两边分别设置切边机，将铺网棉的边缘不整齐的部分切掉，做成一定宽度的铺网棉；

（7）卷绕：切边后，卷绕，制得所述的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。

实施例1

厚度为200mm的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制备方法。                     

参见图1，厚度为200mm纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括依次层叠的多个纤网1，纤网1的内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉3，纤网1依次首尾相连，排布方式呈往返的Z字型，相邻的纤网1之间夹角为0度或趋近于0度，在相邻的纤网1之间夹有热熔纤维2。热熔纤维2为熔点为110°，细度为2D，长度为51mm的低熔点涤纶短纤维。

上述纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）成网前准备：对制备纤网1所需的各种纤维原料进行混合、开松，在开松的过程中添加油剂。纤网1的制备材料为低熔点涤纶短纤维与三维卷曲的中空涤纶短纤维的混合物。低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，三维卷曲的中空涤纶短纤维的重量百分比为65% ~ 85%；三维卷曲的中空涤纶短纤维的细度为3D，长度为51mm；低熔点涤纶短纤维为熔点110°，细度为2D，长度为51mm的皮芯结构型涤纶短纤维；

（2）机械梳理成网：混合、开松后的纤维，采用机械梳理成网法制备纤网1；

（3）撒粉：向纤网1的内部撒热熔粉与阻燃粉的混合粉3，使混合粉3能尽量均匀地分布在纤网1的内部，便于烘燥后得到良好的阻燃性能；

（4）垂直铺网：纤网1喂入垂直铺网机，并在纤网1与纤网1之间撒热熔纤维2，热熔纤维2选用熔点为110°，细度为2D，长度为51mm的低熔点涤纶短纤维，在相邻的纤网1之间热熔纤维2的面密度为0.5g/m²，进行垂直铺网，得到铺网棉。铺网宽度为200mm；

（5）烘燥：对垂直铺网工序后的铺网棉依次进行加热、冷却；铺网棉中的低熔点涤纶短纤维受热熔融，熔融的聚合物流动并凝聚在纤网1中的三维卷曲的中空涤纶短纤维交叉点上，当铺网棉冷却后得到加固而成为具有弹性的直立棉；混合粉3中的热熔粉熔融，将阻燃粉固结在纤网1中的三维卷曲的中空涤纶短纤维之上，使产品具有阻燃效果。同时热熔纤维2熔融，将相邻的纤网1粘结起来，使产品形成整体蜂巢结构，提高产品的弹性；

（6）切边：切去铺网棉两边的边缘不整齐部分；

（7）卷绕：切边后，卷绕，制得厚度为200mm的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。

实施例2

厚度为5mm的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制备方法。                                             

参见图1，厚度为5mm纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括依次层叠的多个纤网1，纤网1的内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉3，纤网1依次首尾相连，排布方式呈往返的Z字型，相邻的纤网1之间夹角为0度或趋近于0度，在相邻的纤网1之间夹有热熔纤维2。热熔纤维2为熔点为110°，细度为2D，长度为51mm的低熔点涤纶短纤维。

上述纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）成网前准备：对制备纤网1所需的各种纤维原料进行混合、开松，在开松的过程中添加油剂。纤网1的制备材料为低熔点涤纶短纤维与三维卷曲的中空涤纶短纤维、PTT纤维的混合物。低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，三维卷曲的中空涤纶短纤维、PTT纤维的混合物的重量百分比为65% ~ 85%；三维卷曲的中空涤纶短纤维的细度为3D，长度为51mm；PTT纤维的细度为2.5D，长度为51mm；低熔点涤纶短纤维为熔点110°，细度为2D，长度为51mm的皮芯结构型涤纶短纤维；

（2）机械梳理成网：混合、开松后的纤维，采用机械梳理成网法制备纤网1；

（3）撒粉：向纤网1的内部撒热熔粉与阻燃粉的混合粉3，使混合粉3能尽量均匀地分布在纤网1的内部，便于烘燥后得到良好的阻燃性能；

（4）垂直铺网：纤网1喂入垂直铺网机，并在纤网1与纤网1之间撒热熔纤维2，热熔纤维2选用熔点为110°，细度为2D，长度为51mm的低熔点涤纶短纤维，在相邻的纤网1之间热熔纤维2的面密度为6g/m²，进行垂直铺网，得到铺网棉。铺网宽度为5mm；

（5）烘燥：对垂直铺网工序后的铺网棉依次进行加热、冷却；铺网棉中的低熔点涤纶短纤维受热熔融，熔融的聚合物流动并凝聚在纤网1中的三维卷曲中空涤纶短纤维及PTT纤维的交叉点上，当铺网棉冷却后得到加固而成为具有弹性的直立棉；混合粉3中的热熔粉熔融，将阻燃粉固结在纤网1中的三维卷曲中空涤纶短纤维及PTT纤维之上，使产品具有阻燃效果。同时热熔纤维2熔融，将相邻的纤网1粘结起来，使产品形成整体蜂巢结构，提高产品的弹性；

（6）切边：切去铺网棉两边的边缘不整齐部分；

（7）卷绕：切边后，卷绕，制得厚度为5mm的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。

实施例3

厚度为105mm的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉及其制备方法。                          

参见图1，厚度为105mm纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括依次层叠的多个纤网1，纤网1的内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉3，纤网1依次首尾相连，排布方式呈往返的Z字型，相邻的纤网1之间夹角为0度或趋近于0度，在相邻的纤网1之间夹有热熔纤维2。热熔纤维2为熔点为110°，细度为2D，长度为51mm的低熔点涤纶短纤维。

上述纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）成网前准备：对制备纤网1所需的各种纤维原料进行混合、开松，在开松的过程中添加油剂。纤网1的制备材料为低熔点涤纶短纤维与三维卷曲中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维的混合物，低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，三维卷曲中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维的混合物的重量百分比为65% ~ 85%；三维卷曲的中空涤纶短纤维的细度为3D，长度为51mm；PTT纤维的细度为2.5D，长度为51mm；弹性聚酯ELK纤维的细度为3D，长度为51mm；低熔点涤纶短纤维为熔点110°，细度为2D，长度为51mm的皮芯结构型涤纶短纤维；

（2）机械梳理成网：混合、开松后的纤维，采用机械梳理成网法制备纤网1；

（3）撒粉：向纤网1的内部撒热熔粉与阻燃粉的混合粉3，使混合粉3能尽量均匀地分布在纤网1的内部，便于烘燥后得到良好的阻燃性能；

（4）垂直铺网：纤网1喂入垂直铺网机，并在纤网1与纤网1之间撒热熔纤维2，热熔纤维2选用熔点为110°，细度为2D，长度为51mm的低熔点涤纶短纤维，在相邻的纤网1之间热熔纤维2的面密度为3g/m²，进行垂直铺网，得到铺网棉。铺网宽度为105mm；

（5）烘燥：对垂直铺网工序后的铺网棉依次进行加热、冷却；铺网棉中的低熔点涤纶短纤维受热熔融，熔融的聚合物流动并凝聚在纤网1中的三维卷曲中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维的交叉点上，当铺网棉冷却后得到加固而成为具有弹性的直立棉；混合粉3中的热熔粉熔融，将阻燃粉固结在纤网1中的三维卷曲中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维之上，使产品具有阻燃效果。同时热熔纤维2熔融，将相邻的纤网1粘结起来，使产品形成整体蜂巢结构，提高产品的弹性；

（6）切边：切去铺网棉两边的边缘不整齐部分；

（7）卷绕：切边后，卷绕，制得厚度为105mm的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。

Claims (3)

1.一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，包括依次层叠的多个纤网（1），其特征在于：所述的纤网（1）的内部撒有热熔粉与阻燃粉的混合粉（3），纤网（1）依次首尾相连，排布方式呈往返的Z字型，相邻的纤网（1）之间夹角为0度或趋近于0度，在相邻的纤网（1）之间夹有热熔纤维（2）。

2. 如权利要求1所述的一种纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉，其特征在于：所述的热熔纤维（2）为熔点小于或等于110°的低熔点涤纶短纤维；所述的热熔纤维（2）在相邻的纤网（1）之间的面密度为0.5g/m² - 6g/m²。

3.一种权利要求1或2所述的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）成网前准备：对制备纤网（1）所需的各种纤维原料进行混合、开松，并在开松的过程中添加油剂，纤网（1）的制备材料为低熔点涤纶短纤维与弹性聚酯短纤维的混合物，低熔点涤纶短纤维的重量百分比为15%~35%，弹性聚酯短纤维的重量百分比为65% ~ 85%；所述的低熔点涤纶短纤维为熔点小于或等于110°的皮芯结构型涤纶短纤维；所述的弹性聚酯短纤维为三维卷曲的中空涤纶短纤维、PTT纤维、弹性聚酯ELK纤维中的任意一种纤维或其中的二种纤维的混合物或其中的三种纤维的混合物；

（2）机械梳理成网：混合、开松后的纤维，采用机械梳理成网法制备纤网（1）；

（3）撒粉：向纤网（1）的内部撒热熔粉与阻燃粉的混合粉（3）；

（4）垂直铺网：纤网（1）喂入垂直铺网机，并在纤网（1）与纤网（1）之间撒热熔纤维（2），进行垂直铺网，得到铺网棉，铺网宽度为5mm~200mm；

（5）烘燥：对垂直铺网工序后的铺网棉依次进行加热、冷却；

（6）切边：切去铺网棉两边的边缘不整齐部分；

（7）卷绕：切边后，卷绕，制得所述的纤维粘结式蜂巢结构的高弹阻燃直立棉。