CN104943294A - 一种聚酯超纤复合材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酯超纤复合材料的生产方法，步骤为：（1）将底层纤维制成底层非织造布；（2）再将表层纤维进行开松、梳理和铺网，经预刺将表层纤维缠结在中间层机织布的一表面上；（3）将底层非织造布与中间层机织布的另一表面进行贴靠，再经针刺将表层纤维在中间层机织布上形成表层非织造布的同时也将三层连为一体，制得复合布；（4）复合布采用甲苯剥离工艺或碱减量剥离工艺将海岛纤维中的海组分剥离出来，剥离完毕再经烘干，便制得聚酯超纤复合材料。该方法所得产品比表面积大，视密度高，孔隙率低，吸附效果好；断裂指标高，伸长率低，使用时间长，不易分层，耐磨性好；产成率高，生产成本低，原料来源充分。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯超纤复合材料的生产方法。
背景技术
随着社会经济的高速发展，人们对新型复合材料的追求越来越高端化和差异化，尤其是随着汽车数量日益增加，工业废气排放量逐渐增多等，环境污染日趋严重，为了提高人们生活环境的质量，避免空气污染对人们的健康造成巨大威胁，通过对复合材料市场需求的调研，我们研制出一种新型的聚酯超纤复合材料，主要应用于过滤材料领域和高强低伸材料领域，产品具有比表面积大，视密度高，孔隙率低，吸附效果好；断裂指标高，伸长率低，使用时间长，不易分层，耐磨性好；产成率高，生产成本低，原料来源充分等优点，满足市场对高端过滤和高强低伸复合材料的需求，弥补超纤复合材料的技术空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚酯超纤复合材料的生产方法。
为了实现上述发明目的，本发明所提供的聚酯超纤复合材料的生产方法包括以下步骤：
（1）将底层纤维经开松、梳理、铺网工序形成底层纤维网，底层纤维网经过预刺机预刺和针刺机针刺后，制得底层非织造布；
（2）再将表层纤维开松、梳理、铺网工序形成表层纤维网，将表层纤维网与中间层机织布并行经过预刺机，通过预刺将表层纤维网缠结在中间层机织布的一表面上；
（3）将底层非织造布与中间层机织布的另一表面进行贴靠，然后使底层非织造布与中间层机织布并行经过针刺机，通过针刺机针刺将表层纤维网在中间层机织布的表面上形成表层非织造布的同时也将底层非织造布、中间层机织布和表层非织造布连为一体，从而制得复合布；
（4）若复合布的底层纤维或表层纤维为PET/LDPE、PTT/LDPE和CDP/LDPE不定岛海岛纤维中的任一种，则采用甲苯剥离工艺将不定岛海岛纤维中的海组分抽离出来，抽离完毕再经烘干，便可制得聚酯超纤复合材料；若复合布的底层纤维或表层纤维为PET/COPET、PTT /COPET和CDP /COPET定岛海岛纤维中的任一种；则采用碱减量剥离工艺将定岛海岛纤维中的海组分剥离出来，剥离完毕再经烘干，便可制得聚酯超纤复合材料；
所述底层纤维选用PET/LDPE、PTT/LDPE和CDP/LDPE不定岛海岛纤维中的任一种，或选用PET/COPET、PTT /COPET和CDP /COPET定岛海岛纤维中的任一种，或PET、PBT、PTT和CDP单组份聚酯纤维中的任一种；
所述表层纤维选用PET/LDPE、PTT/LDPE和CDP/LDPE不定岛海岛纤维中的任一种，或选用PET/COPET、PTT /COPET和CDP /COPET定岛海岛纤维中的任一种；
若表层纤维选用不定岛海岛纤维，则底层纤维可选用不定岛海岛纤维或单组份聚酯纤维；若表层纤维选用定岛海岛纤维，则底层纤维可选用定岛海岛纤维或单组份聚酯纤维。
所述甲苯剥离工艺为：将复合布浸入温度为85-95℃的甲苯中30-50min，使海组分剥离出来。
所述碱减量剥离工艺为：将复合布浸入温度为85-96℃、浓度为1.0—10%的氢氧化钠溶液中20-40min，使海组分剥离出来。
所述中间层机织布选用涤纶机织布。中间层机织布最好采用20s或21s纱线，经双股加捻，机织成经向密度20-30，纬向密度10-12规格的涤纶机织布。
所述步骤（1）中，预刺机的预刺密度为60-100刺/cm2，针刺机的针刺密度为50-150刺/cm2。
所述步骤（2）中，预刺机的预刺密度为60-100刺/cm2。
所述步骤（3）中，针刺机的针刺密度为900-1500刺/cm2。
所述步骤（4）中的烘干温度为130—160℃。
本发明的底层非织造布、在中间层机织布上形成表层非织造布以及三者的复合均通过非织造布制造设备进行，即开松、梳理、铺网、复合、针刺等过程是通过针刺法非织造设备完成的，针刺法非织造设备为市售产品。经过开松过程，赋予纤维一定的蓬松性，纤维束分散形成单根纤维；经过梳理过程，形成一定克重的纤维单网；经过铺网过程，将纤维单网形成设定的铺网层数，整齐铺列，形成复合布的表层和底层。
本发明由表层（超细纤维非织造布）、中间层（聚酯机织布）和底层（单组份聚酯纤维或超细纤维非织造布）三部分组成，其中表层和底层或者仅其表层由多组分海岛纤维构成，制作成非织造布后，经热甲苯或氢氧化钠溶液处理后即得到超细纤维束层，此复合材料具有比表面积大，孔隙小，吸附效率高等优点。
复合布后经热甲苯或碱减量处理后，表层或底层形成超细纤维束，通过控制烘干温度，可赋予复合材料高视密度和低孔隙率。
本发明之所以采用聚酯纤维一是因为聚酯纤维耐久性和耐热性较其他常规化学纤维好，更加适用于过滤材料；二是聚酯材料生产成本低，原料来源充分。
本发明之所以复合中间层机织布，一是为了赋予复合材料高强度低伸长率的特性，即提高复合材料的强度指标，降低使用过程中的形变率，避免因使用时间长出现物性下降、复合材料保型性差等异常；二是起连接表层和底层纤维的固定作用，避免甲苯或碱减量后形成超细纤维束出现分层等异常。
综上所述，本发明所制备的聚酯超纤复合材料具有以下优点：1、比表面积大，视密度高，孔隙率低，吸附效果好；2、断裂指标高，伸长率低，使用时间长，不易分层，耐磨性好；3、产成率高，生产成本低，原料来源充分。
附图说明
图1是实施例1所制产品的截面经扫描电镜放大235倍的截面图片；
图2是实施例2所制产品的截面经扫描电镜放大200倍的截面图片；
图3是实施例1所制产品的截面经扫描电镜放大200倍的截面图片。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明的技术方案，这些实施例仅是用来详细展现本发明的技术构思及其可实施性，并不是对本发明保护范围的限制，利用本发明技术构思做出的等效替换和变通仍然在本发明的保护范围之内。
实施例1
聚酯超纤复合材料的生产步骤依次如下：
（1）选用纤维细度为10dtex、纤维长度为64mm和岛组分质量分数为70%的CDP /COPET定岛海岛纤维为底层纤维，将底层纤维经开松、梳理和铺网工序形成底层纤维网，底层纤维网的层数为14，底层纤维网经预刺机预刺和针刺机针刺后，制得幅宽为2300mm、平均克重为150±10g/cm2的卷绕布即底层非织造布；预刺密度为60刺/cm2，针刺密度为50刺/cm2。
（2）选用纤维细度为6dtex、纤维长度为45mm 和岛组分质量分数为70%的PTT/COPET定岛海岛纤维为表层纤维，再将表层纤维经开松、梳理和铺网工序形成表层纤维网，铺网宽度为2300mm，表层纤维网的层数为18，同时在铺网机前面放置幅宽为2300mm涤纶机织布（涤纶机织布的规格为21*21/25*12），使表层纤维网与中间层机织布并行经过预刺机，通过密度为100刺/cm2的预刺，将表层纤网维缠结在中间层机织布的一表面上；
（3）将底层非织造布在预刺机后、针刺机前与中间层机织布的另一表面进行贴靠，然后使底层非织造布和中间层机织布并行经过针刺机，通过密度为900刺/cm2的针刺将表层纤维在中间层机织布的表面上形成表层非织造布的同时也将底层非织造布、中间层机织布和表层非织造布连为一体，从而制得幅宽为2300mm、平均克重为550±15g/cm2和厚度为1.7±0.1mm的复合卷绕布即复合布；
（4）将复合布浸入温度为85-96℃、质量分数为1%的氢氧化钠溶液中40min，使海组分剥离出来，剥离完毕再经过130—145℃的烘房进行烘干，即可得到厚度1.25±0.05mm，克重350±15 g/cm2的聚酯超纤复合材料。
本实施例的底层纤维也可选用PET/COPET或PTT /COPET定岛海岛纤维、表层纤维也可选用PET/COPET或CDP /COPET定岛海岛纤维，来制作聚酯超纤复合材料，鉴于节约篇幅，不再一一举例。
实施例2
（1）选用纤维细度为4dtex、纤维长度为20mm的PET单组份聚酯纤维为底层纤维，将底层纤维经开松、梳理、铺网工序形成底层纤维网，底层纤维网的层数为16，底层纤维网经预刺机预刺和针刺机针刺后，制得幅宽为2000mm、平均克重为400±15g/cm2的卷绕布即底层非织造布；预刺密度为100刺/cm2，针刺密度为80刺/cm2。
（2）选用纤维细度为8dtex、纤维长度为51mm和纤维中岛组分质量分数为65%的PET /COPET定岛海岛纤维为表层纤维，再将表层纤维经开松、梳理和铺网工序形成表层纤维网，铺网宽度为2000mm，表层纤维网的层数为18，同时在铺网机前面放置幅宽为2000mm涤纶机织布（涤纶机织布的规格为20*20/30*10），使表层纤维网与中间层机织布并行经过预刺机，通过密度为80刺/cm2的预刺，将表层纤维缠结在中间层机织布的一表面上；
（3）将底层非织造布在预刺机后、针刺机前与中间层机织布的另一表面进行贴靠，然后使底层非织造布和中间层机织布并行经过针刺机，通过密度为1500刺/cm2的针刺将表层纤维在中间层机织布的表面上形成表层非织造布的同时也将底层非织造布、中间层机织布和表层非织造布连为一体，从而制得幅宽为2000mm、平均克重为700±25 g/cm2和厚度为2.3±0.1mm的复合卷绕布即复合布；
（4）将复合布浸入将复合布浸入温度为85-96℃、质量分数为10%的氢氧化钠溶液中30min，使海组分剥离出来，剥离完毕再经过140—155℃的烘房进行烘干，即可得到厚度1.85±0.05mm，克重460±15 g/cm2的聚酯超纤复合材料。
本实施例的底层纤维也可选用PBT、PTT或CDP单组份聚酯纤维、表层纤维也可选用PTT/COPET或CDP /COPET定岛海岛纤维，来制作聚酯超纤复合材料，鉴于节约篇幅，不再一一举例。
实施例3
（1）选用纤维细度为5dtex、纤维长度为51mm的PET单组份聚酯纤维为底层纤维，将底层纤维经开松、梳理和铺网工序形成底层纤维网，底层纤维网的层数为24，底层纤维网经预刺机预刺和针刺机针刺后，制得幅宽为3000mm，平均克重为600±20g/cm2的卷绕布即底层非织造布；预刺密度为60刺/cm2，针刺密度为150刺/cm2。
（2）选用纤维细度为10dtex、纤维长度为64mm和纤维中岛组分质量分数为55%的PET/LDPE不定岛海岛纤维为表层纤维，再将表层纤维经开松、梳理和铺网工序形成表层纤维网，铺网宽度3000mm，表层纤维网的层数为16，同时在铺网机前面放置幅宽为3000mm涤纶机织布（涤纶机织布的规格为21*21/20*12），将表层纤维网与中间层机织布并行经过预刺机，通过密度为80刺/cm2的预刺，将表层纤维缠结在中间层机织布的一表面上；
（3）将底层非织造布在预刺机后、针刺机前与中间层机织布的另一表面进行贴靠，然后使底层非织造布和中间层机织布并行经过针刺机，通过密度为1200刺/cm2的针刺将表层纤维在中间层机织布的表面上形成表层非织造布的同时也将底层非织造布、中间层机织布和表层非织造布连为一体，从而制得幅宽为3000mm、平均克重为850±25g/cm2和厚度为3.1±0.1mm的复合卷绕布即复合布；
（4）将复合布浸入温度为90℃甲苯中40min，使海组分剥离出来，剥离完毕再经过140—155℃的烘房进行烘干，即可得到厚度1.6±0.05mm，克重480±15 g /cm2的聚酯超纤复合材料。
本实施例的底层纤维也可选用PBT、PTT或CDP单组份纤维、表层纤维也可选用PTT/LDPE或CDP/LDPE不定岛海岛纤维，来制作聚酯超纤复合材料，鉴于节约篇幅，不再一一举例。
实施例4
（1）选用纤维细度为15dtex、纤维长度为45mm和纤维中岛组分质量分数为60%的PTT/LDPE不定岛海岛纤维为底层纤维，将底层纤维经开松、梳理和铺网工序形成底层纤维网，底层纤维网的层数为22，底层纤维网经预刺机预刺和针刺机针刺后，制得幅宽为2500mm，平均克重为500g/cm2的卷绕布即底层非织造布；预刺密度为80刺/cm2，针刺密度为100刺/cm2。
（2）选用纤维细度为10dtex、纤维长度为51mm和纤维中岛组分质量分数为55%的PTT/LDPE不定岛海岛纤维为表层纤维，再将表层纤维经开松、梳理和铺网工序形成表层纤维网，铺网宽度2500mm，表层纤维网的层数为14，同时在铺网机后面放置幅宽为2500mm涤纶机织布（涤纶机织布的规格为21*21/25*11），将表层纤维网与中间层机织布并行经过预刺机，通过密度为60刺/cm2的预刺，将表层纤维缠结在中间层机织布的一表面上；
（3）将底层非织造布在预刺机后、针刺机前与中间层机织布的另一表面进行贴靠，然后使底层非织造布和中间层机织布并行经过针刺机，通过密度为1000刺/cm2的针刺将表层纤维在中间层机织布的表面上形成表层非织造布的同时也将底层非织造布、中间层机织布和表层非织造布连为一体，从而制得幅宽为2500mm、平均克重为850g/cm2和厚度为3.2±0.1mm的复合卷绕布即复合布；
（4）将复合布浸入温度为95℃甲苯中45min，使海组分剥离出来，剥离完毕再经过145—160℃的烘房进行烘干，即可得到厚度1.55±0.05mm，克重470±15 g /cm2的聚酯超纤复合材料。
本实施例的底层纤维也可选用PBT、PTT或CDP单组份纤维、表层纤维也可选用PTT/LDPE或CDP/LDPE不定岛海岛纤维，来制作聚酯超纤复合材料，鉴于节约篇幅，不再一一举例。
Claims (8)
1.一种聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于其生产步骤包括：
（1）将底层纤维经开松、梳理、铺网工序形成底层纤维网，底层纤维网经过预刺机预刺和针刺机针刺后，制得底层非织造布；
（2）再将表层纤维开松、梳理、铺网工序形成表层纤维网，将表层纤维网与中间层机织布并行经过预刺机，通过预刺将表层纤维网缠结在中间层机织布的一表面上；
（3）将底层非织造布与中间层机织布的另一表面进行贴靠，然后使底层非织造布与中间层机织布并行经过针刺机，通过针刺机针刺将表层纤维网在中间层机织布的表面上形成表层非织造布的同时也将底层非织造布、中间层机织布和表层非织造布连为一体，从而制得复合布；
（4）若复合布的底层纤维或表层纤维为PET/LDPE、PTT/LDPE和CDP/LDPE不定岛海岛纤维中的任一种，则采用甲苯剥离工艺将不定岛海岛纤维中的海组分抽离出来，抽离完毕再经烘干，便可制得聚酯超纤复合材料；若复合布的底层纤维或表层纤维为PET/COPET、PTT /COPET和CDP /COPET定岛海岛纤维中的任一种；则采用碱减量剥离工艺将定岛海岛纤维中的海组分剥离出来，剥离完毕再经烘干，便可制得聚酯超纤复合材料；
所述底层纤维选用PET/LDPE、PTT/LDPE和CDP/LDPE不定岛海岛纤维中的任一种，或选用PET/COPET、PTT /COPET和CDP /COPET定岛海岛纤维中的任一种，或PET、PBT、PTT和CDP单组份聚酯纤维中的任一种；
所述表层纤维选用PET/LDPE、PTT/LDPE和CDP/LDPE不定岛海岛纤维中的任一种，或选用PET/COPET、PTT /COPET和CDP /COPET定岛海岛纤维中的任一种；
若表层纤维选用不定岛海岛纤维，则底层纤维可选用不定岛海岛纤维或单组份聚酯纤维；若表层纤维选用定岛海岛纤维，则底层纤维可选用定岛海岛纤维或单组份聚酯纤维。
2.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述甲苯剥离工艺为：将复合布浸入温度为85-95℃的甲苯中30-50min，使海组分剥离出来。
3.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述碱减量剥离工艺为：将复合布浸入温度为85-96℃、浓度为1.0—10%的氢氧化钠溶液中20-40min，使海组分剥离出来。
4.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述中间层机织布选用涤纶机织布。
5.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述步骤（1）中，预刺机的预刺密度为60-100刺/cm2，针刺机的针刺密度为50-150刺/cm2。
6.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述步骤（2）中，预刺机的预刺密度为60-100刺/cm2。
7.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述步骤（3）中，针刺机的针刺密度为900-1500刺/cm2。
8.如权利要求1所述的聚酯超纤复合材料的生产方法，其特征在于所述步骤（4）中的烘干温度为130—160℃。
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|---|---|---|---|---|
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