CN106367892A - 一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：开松，梳理，成网，针刺加固，在线层叠，热压复合，然后冷却，成型；选择再生毛纤维、碳纤维、多孔涤纶、低熔点纤维多规格为主要原料设计各层密度不同，根据每一层密度设计要求对每一层使用原料进行配比，将配好的料分别通过开松梳理针刺加固后，制成棉网和纳米纤维在线复合，同时将其他两组棉网在线层叠复合。以该方法制得多层密度不同的薄型保暖吸音新型功能材料，其表面平整，不掉毛，无异味，可增强对噪声的全面吸收，使得材料获得对各波段的吸声效果，保暖性能显著提升，且轻薄、强度高、连续化生产效益高，生产成本低。

Description

一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及复合功能材料的技术制备领域，尤其是一种针刺非织造薄型保暖吸声材料及其制备方法，属于纺织新材料应用领域。
背景技术
随着近代工业和交通运输业的发展，噪声已成为危害人身健康和污染环境的主要因素，它和空气污染、水质污染、固体废物污染并列为当代四个主要污染源，被列为国际公害之一。因此，噪声污染已经成为当今世界较为关注的问题，引起了包括中国在内的世界各国的高度重视。
综观国内外在噪声控制方面所做的工作,可以看到,噪声控制主要从两方面入手:一是对噪声源进行治理,二是在传播途径上降噪,主要是开发研制各种降噪材料。近年来,声学和材料学专家不断推出新型降噪材料,纺织品作为降噪材料被应用的也越来越多。
由于非织造布是由纤维网形成的布状材料, 主要原料是各种纤维, 这些纤维在纤维网中以不同形式存在, 并且纤维之间的连接又有不同的方式, 因此纤维与纤维之间存在相互联通的空隙。非织造布由于这种结构符合多孔吸声材料的结构要求, 除此之外,随着纺织材料的深入研究, 新材料纳米纤维、碳纤维、再生毛纤维等在吸音保暖的应用技术取得突破性进展，其开发的产品功能也越来越明显。
该项目的技术特点是利用无针头旋转挤出型规模化纳米纺丝装置纺制纤维直径为50-800nm、面密度在0.1-2g/m2的聚丙烯腈纳米非织造布，并与梳理成网的七孔涤纶纤维、再生毛纤维和低熔点涤纶纤维混合层进行在线复合，然后经二次加热后制成超薄型保暖吸音复合新型材料。纳米纤维相比常规纤维，纤维细度小，比表面积大，孔隙率高，孔隙形状复杂，将存储更多静止空气、将耗散更多的声波，因此可大幅提高材料的隔热和吸音性能，特别是对1000Hz以下的低频声音。使用常规的七孔涤纶纤维，主要是利用其中空结构（存储空气），进一步提高材料的隔热和吸音性能；添加再生毛纤维，主要是利用纤维的高卷曲蓬松性，进一步提高材料的保暖和吸音性能，且由于使用的是再生纤维，可降低生产成本。另外，该技术还突破常规的一次加热法，利用二次加热对热熔纤维进行热熔，在压力作用下使材料正反面形成致密防护膜，进一步提高对温度和声音的隔绝。经过上述技术创新制备的产品更加轻薄，5mm本项目产品即可达到国外8mm产品的保暖和降噪性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是选择纳米纤维、再生毛纤维、碳纤维、多孔涤纶纤维、低熔点纤维新型原料组合及配比；使得多层组合的复合材料每一层密度不同，由于该材料以密度结构大小的特殊性，增加材料整体对保暖吸声性能显著提升，经热压后轻薄、强度高、生产成本低的保暖吸声针刺非织造复合材料以及该材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：
A、将再生毛纤维、碳纤维、多孔涤纶纤维、熔点纤维不同规格按比例所取混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成不同密度的纤维网；
B、采用三条线同时将配比好的混合料开松梳理针刺加固制成网布后进行在线层叠复合；
C、在B工序上利用无针头旋转挤出型规模化纳米纺丝直接与中间密度的纤维网进行在线复合，再和其他两层密度不同的纤维网同时在线层叠复合，再经加热加压，然后冷却，成型；
D、将多层布料层叠设置，进行热压复合，然后冷却，热压的温度为100℃～ 120℃，热压的压力为1.2 ～ 1.6MPa。
上述技术方案的一种优选是：复合材料中三条组合生产线中第一条线选择细度（50-60um）再生毛纤维35%、碳纤维10%、多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为15g/m2的纤维网; 第二条线选择细度（40-50um）的再生毛纤维35%、碳纤维10%、多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为40g/m2的纤维网; 第三条线选择细度（25-40um）的再生毛纤维35%、碳纤维10%、细度多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为70g/m2的纤维网;形成三层密度不同的纤维网。
为了使得复合材料获得更好的保暖吸声性能，上述技术方案的一种优选是：上述布料有3 层，是将纳米纤维与第二条密度为密度为40g/m2的纤维网进行在线复合。
为了使得复合材料获得更好的保暖吸声性能，上述技术方案的一种优选是：将不同密度的混合纤维网层叠复合，经加热加压后制成超薄型保暖吸音复合新型材料。
本发明具有积极的技术效果：
（1）本发明的薄型保暖吸声针刺非织造复合材料先将再生毛纤维、碳纤维、多孔涤纶纤维按比例取料再经充分混合；开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成不同密度的纤维网，利用无针头旋转挤出型规模化纳米纺丝直接与中间层（第二层）的纤维网进行在线复合，再和其他两层密度不同的纤维网同时在线层叠复合后再经加热加压，然后冷却，成型。本项目采用高端智能化生产，保证产品品质，同时由于产品采用不同密度的纤维网层叠复合，增强材料对各频段噪音的吸储及保暖。
（2）本发明设计三组不同的原料规格进行优化组合，将其进行充分混合；开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成不同密度的纤维网。
（3）本项目采用纳米纤维在压力作用下使材料形成致密防护膜，进一步提高对温度和声音的隔绝，具有较好的保暖和吸音功能。
（4）经过上述技术创新制备的产品更加轻薄，功能突出，5mm本项目产品即可达到国外8mm产品的保暖和降噪性能。
（5）本发明的吸声针刺非织造复合材料轻薄且强度高，制备方法操作简便，生产成本较低，具有很好的经济效益，适合于工业化大规模生产。
（6）本发明的吸声针刺非织造复合材料可应用于动车内饰、汽车内装饰、建筑、音箱、高铁等多个领域。
具体实施方式
实施例1
本实施例的薄型保暖吸声针刺非织造复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：
A.设定第一层采用线选择细度（50-60um）再生毛纤维35%、碳纤维10%、多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为15 g/m2的纤维网;
B.设定第二层采用选择细度（40-50um）的再生毛纤维35%、碳纤维10%、多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为40g/m2的纤维网;
C.选择细度（25-40um）的再生毛纤维35%、碳纤维10%、细度多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为70g/m2的纤维网;
D.利用无针头旋转挤出型规模化纳米纺丝(纤维直径为50-800nm、面密度在0.1-2g/m2的聚丙烯腈纳米非织造布)直接与中间层密度为40 g/m2的纤维网进行在线复合；
E.与D同时将三层布料密度分别为15 g/m2， 40g/m2， 70 g/m2进行层叠设置，并将40g/m2的纤维网放在中间进行热压复合，热压的温度为120℃，热压的压力为1.2MPa；
F.然后冷却、成型、剪边、卷绕、打包、标识，最终产品密度为5mm三层（不同密度）的复合材料。
实施例2
本实施例的薄型保暖吸声针刺非织造复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：
A、采用选择细度（50-60um）的再生毛纤维25%、碳纤维5%、多孔涤纶纤维70%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为12 g/m2的纤维网;
B、选择细度（40-50um）的再生毛纤维25%、碳纤维5%、多孔涤纶纤维70%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为50 g/m2的纤维网;
C、选择细度（25-40um）的再生毛纤维25%、碳纤维5%、多孔涤纶纤维70%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为60 g/m2的纤维网;
D、利用无针头旋转挤出型规模化纳米纺丝(纤维直径为50-800nm、面密度在0.1-2g/m2的聚丙烯腈纳米非织造布)直接与密度为50 g/m2的纤维网进行在线复合；
E、与D同时将三层布料密度分别为12 g/m2， 50 g/m2， 60 g/m2进行层叠设置，并将60g/m2的纤维网放在中间进行热压复合，热压的温度为120℃，热压的压力为1.2MPa；
F、然后冷却、成型、剪边、卷绕、打包、标识，最综产品密度为5mm由三层不同密度的复合材料。
实例1与实例2的说明：
实例1采用原料使用比例和实例2使用比例不同，分配给每一条线的用料数量是按密度来设计的对比；
实例1和实例2三组经开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成不同密度的纤维网，其数值分别不同具体见实例1和实例2；
实例1和实例2经过冷却、成型、剪边、卷绕、打包、标识,最终产品密度也不同；
实例1和实例2产品性能共同具有较好的保暖吸声，实例1的保暖性能好与实例2的保暖性；实例2的吸声性能好与实例1的吸声性能，其两者相差不大，但性能优越。

Claims (10)

1.一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：开松，梳理，成网，针刺加固成不同密度的纤维网，在线层叠，热压复合，然后冷却，成型。
2.根据权利要求1 所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：将再生毛纤维、碳纤维、多孔涤纶纤维、低熔点纤维不同规格按比例所取混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成不同密度的纤维网。
3.根据权利要求2所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：三条线中第一条线选择细度（50-60um）再生毛纤维35%、碳纤维10%、多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为15g/m2的纤维网。
4.根据权利要求2所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：三条线中第二条线选择细度（40-50um）的再生毛纤维35%、碳纤维10%、多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为40g/m2的纤维网。
5.根据权利要求2所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：三条线中第三条线选择细度（25-40um）的再生毛纤维35%、碳纤维10%、细度多孔涤纶纤维55%所取料100kg进行混合开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固成密度为70g/m2的纤维网。
6.根据权利要求1 所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：是将纳米纤维与中间纤维网进行在线复合。
7.根据权利要求6所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：纳米纺丝装置纺制纤维直径为50-800nm、面密度在0.1-2g/m2的聚丙烯腈纳米。
8.根据权利要求1所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：将不同密度的混合纤维层层叠复合，经加热加压后制成超薄型保暖吸音复合新型材料。
9.根据权利要求1所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：布料由三层，并且每层的密度不同，其分别为8g/m2～ 15g/m2， 40g/m2 ～ 55g/m2， 60g/m2 ～ 70g/m2。
10.按照权利要求1至8所述的一种多层密度不同的薄型保暖吸音复合材料的制备方法，其特征在于：采用针刺和热压复合，属于非织造类生产。
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