CN108277577B - 一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料及其制备方法 - Google Patents

一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料及其制备方法，包括如下步骤：首先以废弃衣物、无纺布等纺织纤维制品为原料的粉碎、开松等过程得到各种天然纤维、化学纤维的废旧纤维混合物，此后将废旧纤维混合物压缩成纤维包并进行高温、高湿状态下的卷曲定型处理，然后与热塑性纤维共混后气流成网制备成四层立体结构的纤维网，并经过针刺‑热风的复合固网工艺过程制成隔热弹性非织造材料；本发明将各种废弃纤维制品制成具有立体结构的纤维非织造材料可以较好的用于建筑、蔬菜大棚的隔热，同时还具有较好的结构弹性和强度，本发明既解决了废弃纤维制品的二次污染问题，又能降低建筑建造成本和能耗。

Description

一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及纤维材料的制备方法，特别是指一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步、人民生活水平的日益提高，人均纤维消耗量也随之增大。纤维主要以棉、麻等天然纤维和聚酯、聚丙烯、纤维素纤维等化学纤维为主，其纤维制品也以其共混物居多。针对废旧纤维制品的回收再利用已成为现代社会急切需要解决的课题。
目前废旧纤维制品的主要处理方式有焚烧、掩埋或者整理再利用，而焚烧产生的有毒气体和细小颗粒物会造成二次污染；而掩埋的方式不仅会占有稀有的土地资源，还有污染地下水的可能性，都会对环境产生危害。而基于整理再利用的废旧纤维制品的处理，又分为化学处理和物理处理；物理处理再利用的方式主要为利用物理机械的手段将废旧纤维制品分散成松散的纤维，然后再利用纺织工艺制备成纤维制品。物理处理的方式对比化学处理方式具有无化学溶剂残留的问题，但是其制品的强度较低，产品档次不高的问题。
如发明专利：201611196301.1则将废旧纺织品破碎纤维状的破碎料，此后与胶粘剂充分混合后送入模具，通过热模压制定型制得各种形状大小的托盘。如发明专利：201610276905.0则将各种废旧纺织品进行杀菌、降解蛋白、再生加工、清棉、络筒、捻线、整经、浆纱、穿经、织造形成纺织物。如发明专利：201410589514.5则将各类废布、旧布清洗干净后使用15%的硫酸浸泡15-25min，清水冲洗，紫外线灭菌、干燥后开松并梳理成型。如发明专利：201611174221.6则将各类废旧衣物首先经过曝晒、气体杀毒、超声波清洗并破碎成块状物等预处理环节，此后混纺成毛非织造材料。如发明专利：201510795339.X将干燥的废旧衣物依次经过预处理、头道粉碎、异物处理后制得初级纤维，并经过梳理成短纤维层，并在两层短纤维层之间还铺设有PET单丝网，使用针刺机对纤维网进行穿刺。
现有研究都是为了获得一种安全环保的废旧纤维再利用的生产方法，如何利用废旧纤维制品制备成结构稳定的纤维制品，将是行业研究的重点。
发明内容
本发明提出一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料及其制备方法，解决了现有技术中废旧纤维再处理制备成的纤维结构不稳定的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料，所述隔热弹性非织造材料为四层立体结构的纤维材料，第一层纤维层和第四层纤维层的纤维主要在水平方向排列，第二层纤维层的纤维排列特征为纤维长度方向与水平方向呈30-45°的夹角，第三层纤维层的纤维排列特征为第三层纤维的长度方向与第二层纤维的长度方向成75-105°的夹角，且四层结构的纤维层之间存有纤维簇。
所述隔热弹性非织造材料的孔隙率为85-99%、克重250-3300 g/m2、蓬松度为2.58-2.65 CM3/g、压缩回弹率为88%-97%、隔热系数0.92-1.02。
所述的利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的方法，步骤为：以废弃衣物、无纺布为原料，经粉碎、开松步骤得废旧纤维混合物，将废旧纤维混合物压缩成纤维包并进行卷曲定型处理，然后将经卷曲定型的纤维包与热塑性纤维共混后通过气流成网制备成四层立体结构纤维网，经针刺-热风的复合固网工艺过程制成隔热弹性非织造材料。
所述的利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的制备方法，所述粉碎、开松步骤的具体操作为：
a. 撕解成块：取废弃衣物、无纺布送入到三刀切割机分裂成5*10cm-15*15cm大小的布块；优选的切割机为旋转切割机，切割速度为75-195刺/min；
b. 开裂成纤：将步骤a切好的布块经过两道粗开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物；优选的粗开送机特征为锯齿状开松结构配套弧型齿，优选的弧型齿的内角为75-95°，轴向齿间距为3-6mm，周向间距为20-36mm。
所述将废旧纤维混合物压缩成纤维包并进行卷曲定型处理的具体操作为：
a. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受35-50Mpa的压力形成体积密度为250-530kg/m3的纤维包；
b. 卷曲定型：将步骤a的纤维包送入到105-130℃、饱和蒸汽压，压力500-800kpa下处理30-60min，完成卷曲定型处理。
所述热塑性纤维为PE/PP或PE/PET纤维中的一种，其截面为皮芯结构，芯的比例为50-80%，其纤维长度为38-56mm；经卷曲定型的纤维包与热塑性纤维的共混质量比例为（19-25）:3。
所述针刺-热风的复合固网工艺具体参数为：针刺深度为3mm-7mm，针刺密度为130-360刺/cm2，热风温度为130-170℃，热风穿透时间为60-180s。
本技术方案能产生的有益效果：
（1）本发明以废弃衣物、无纺布等废旧纤维制品为原料制备具有蓬松结构的弹性非织造材料，方法简单，成本低廉，实现了废旧纤维的再利用。
（2）本发明对废旧纤维混合物的压缩纤维包进行高温、高湿状态下的卷曲定型处理，不仅稳定纤维的压缩状态下的卷曲形态，还可以对纤维进行消毒处理，保证了最终产品的卫生性。
（3）本发明所获得的废旧纤维长度主要在17-22mm，尤其适用于气流成网造成型技术。
（4）本发明通过针刺-热风的加固工艺对多层热风非织造材料进行加固处理，通过针刺形成的纤维簇相连，所制备的所述的隔热弹性非织造材料的特征为，孔隙率为85-99%，克重502-3300g/m2，蓬松度为2.58-2.65CM3/g,压缩回弹率为88%-97%，隔热系数0.92-1.02。
附图说明
图1为本发明隔热弹性非织造材料的结构示意图。
图2本发明所制备的废旧纤维主体长度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种废旧纺织纤维制备保温弹性毡的方法，包括以下步骤：
1. 撕解成块：将废旧纺织品送入2台平行配置的三刀切割机，进而形成5*15cm大小的布块，三刀切割机转速设定为150刺/min；
2. 开裂成纤：将步骤1切好的布块经过两道开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物，设定粗开松结构转速为350r/min；优选的粗开送机特征为锯齿状开松结构配套弧型齿，优选的弧型齿的内角为75°，轴向齿间距为3mm，周向间距为20mm。
3. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受35Mpa的压力形成体积密度为250kg/m3的纤维包，大小为0.5m*1m*0.5m的纤维包；
4.卷曲定型：将步骤3的纤维包送入到高压定型机内，设定蒸汽温度为105℃、饱和蒸气压压力为800kpa下，30min，完成卷曲定型处理；
5. 成网：按重量份称取12份的38 mm长、芯的比例为50%的PE/PET皮芯型纤维与88份的卷曲定型的纤维包散开后，分别通过开包机、混合机和气压棉箱后送入到气流成网机形成纤维网；设定气流风机上风机800kpa，抽吸风压为900kpa，托网帘速度2.3m/min；
6.针刺：步骤5的纤维网送入预针刺机内，设定针刺频率130刺/min， 热风温度为130℃，热风穿透时间为60s，经卷绕成型完成隔热弹性非织造材料的制备。
实施例2
本实施例提供一种废旧纺织纤维制备保温弹性毡的方法，包括以下步骤：
1. 撕解成块：将废旧纺织品送入2台平行配置的三刀切割机，进而形成5*10cm大小的布块，三刀切割机转速设定为195刺/min；
2. 开裂成纤：将步骤1切好的布块经过两道开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物，设定粗开松结构转速为350r/min；优选的粗开送机特征为锯齿状开松结构配套弧型齿，优选的弧型齿的内角为95°，轴向齿间距为6mm，周向间距为36mm。
3. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受50Mpa的压力形成体积密度为530kg/m3的纤维包，大小为0.5m*1m*0.5m的纤维包；
4.卷曲定型：将步骤3的纤维包送入到高压定型机内，设定蒸汽温度为130℃、饱和蒸气压压力为800kpa下，60min，完成卷曲定型处理；
5. 成网：按重量份称取6份的38mm长、芯的比例为80%的PE/PET皮芯型纤维与38份的卷曲定型的纤维包散开后，分别通过开包机、混合机和气压棉箱后送入到气流成网机形成纤维网；设定气流风机上风机800kpa，抽吸风压为900kpa，托网帘速度2.3m/min；
6.针刺：步骤5的纤维网送入预针刺机内，设定针刺频率360刺/min， 热风温度为170℃，热风穿透时间为180s，经卷绕成型完成隔热弹性非织造材料的制备。
实施例3
本实施例提供一种废旧纺织纤维制备保温弹性毡的方法，包括以下步骤：
1. 撕解成块：将废旧纺织品送入2台平行配置的三刀切割机，进而形成15*15cm大小的布块，三刀切割机转速设定为160刺/min；
2. 开裂成纤：将步骤1切好的布块经过两道开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物，设定粗开松结构转速为350r/min；优选的弧型齿的内角为95°，轴向齿间距为3mm，周向间距为36mm。
3. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受40Mpa的压力形成体积密度为390kg/m3的纤维包，大小为0.5m*1m*0.5m的纤维包；
4.卷曲定型：将步骤3的纤维包送入到高压定型机内，设定蒸汽温度为115℃、饱和蒸气压压力为800kpa下，45min，完成卷曲定型处理；
5. 成网：按重量份称取9份的47mm长、芯的比例为70%的PE/PET皮芯型纤维与75份的卷曲定型的纤维包散开后，分别通过开包机、混合机和气压棉箱后送入到气流成网机形成纤维网；设定气流风机上风机800kpa，抽吸风压为900kpa，托网帘速度2.3m/min；
6.针刺：步骤5的纤维网送入预针刺机内，设定针刺频率245刺/min， 热风温度为150℃，热风穿透时间为140s，经卷绕成型完成隔热弹性非织造材料的制备。
实施例4
本实施例提供一种废旧纺织纤维制备保温弹性毡的方法，包括以下步骤：
1. 撕解成块：将废旧纺织品送入2台平行配置的三刀切割机，进而形成5*15cm大小的布块，三刀切割机转速设定为100刺/min；
2. 开裂成纤：将步骤1切好的布块经过两道开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物，设定粗开松结构转速为350r/min；优选的弧型齿的内角为80°，轴向齿间距为5mm，周向间距为30mm。
3. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受45Mpa的压力形成体积密度为300kg/m3的纤维包，大小为0.5m*1m*0.5m的纤维包；
4.卷曲定型：将步骤3的纤维包送入到高压定型机内，设定蒸汽温度为120℃、饱和蒸气压压力为800kpa下，50min，完成卷曲定型处理；
5. 成网：按重量份称取9份的48mm长、芯的比例为70%的PE/PET皮芯型纤维与57份的卷曲定型的纤维包散开后，分别通过开包机、混合机和气压棉箱后送入到气流成网机形成纤维网；设定气流风机上风机800kpa，抽吸风压为900kpa，托网帘速度2.3m/min；
6.针刺：步骤5的纤维网送入预针刺机内，设定针刺频率200刺/min， 热风温度为150℃，热风穿透时间为170s，经卷绕成型完成隔热弹性非织造材料的制备。
实施例5
本实施例提供一种废旧纺织纤维制备保温弹性毡的方法，包括以下步骤：
1. 撕解成块：将废旧纺织品送入2台平行配置的三刀切割机，进而形成5*15cm大小的布块，三刀切割机转速设定为150刺/min；
2. 开裂成纤：将步骤1切好的布块经过两道开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物，设定粗开松结构转速为350r/min；优选的弧型齿的内角为90°，轴向齿间距为4 mm，周向间距为35 mm。
3. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受40Mpa的压力形成体积密度为400kg/m3的纤维包，大小为0.5m*1m*0.5m的纤维包；
4.卷曲定型：将步骤3的纤维包送入到高压定型机内，设定蒸汽温度为125℃、饱和蒸气压压力为800kpa下，50min，完成卷曲定型处理；
5. 成网：按重量份称取12份的50mm长、芯的比例为65%的PE/PET皮芯型纤维与80份的卷曲定型的纤维包散开后，分别通过开包机、混合机和气压棉箱后送入到气流成网机形成纤维网；设定气流风机上风机800kpa，抽吸风压为900kpa，托网帘速度2.3m/min；
6.针刺：步骤5的纤维网送入预针刺机内，设定针刺频率250刺/min， 热风温度为160℃，热风穿透时间为130s，经卷绕成型完成隔热弹性非织造材料的制备。
实施例6
本实施例提供一种废旧纺织纤维制备保温弹性毡的方法，包括以下步骤：
1. 撕解成块：将废旧纺织品送入2台平行配置的三刀切割机，进而形成10*15cm大小的布块，三刀切割机转速设定为150刺/min；
2. 开裂成纤：将步骤1切好的布块经过两道开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物，设定粗开松结构转速为350r/min；优选的弧型齿的内角为93°，轴向齿间距为4mm，周向间距为33mm。
3. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受40Mpa的压力形成体积密度为330kg/m3的纤维包，大小为0.5m*1m*0.5m的纤维包；
4.卷曲定型：将步骤3的纤维包送入到高压定型机内，设定蒸汽温度为110℃、饱和蒸气压压力为800kpa下，40min，完成卷曲定型处理；
5. 成网：按重量份称取12份的53mm长、芯的比例为55%的PE/PET皮芯型纤维与99份的卷曲定型的纤维包，散开后，分别通过开包机、混合机和气压棉箱后送入到气流成网机形成纤维网；设定气流风机上风机800kpa，抽吸风压为900kpa，托网帘速度2.3m/min；
6.针刺：步骤5的纤维网送入预针刺机内，设定针刺频率280刺/min， 热风温度为155℃，热风穿透时间为120s，经卷绕成型完成隔热弹性非织造材料的制备。
各实施例的检测结果如下表：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
依据纺织FZ／1W003．93标准测量样品压缩回弹率，压缩回弹率反映其回弹能力，蓬松度则反映其含气量的大小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的方法，其特征在于，步骤为：以废弃衣物、无纺布纺织纤维制品为原料，经粉碎、开松步骤得废旧纤维混合物，将废旧纤维混合物压缩成纤维包并进行卷曲定型处理，然后将经卷曲定型的纤维包与热塑性纤维共混后通过气流成网制备成四层立体结构的纤维网，此后经针刺-热风的复合固网工艺过程制成隔热弹性非织造材料；
所述粉碎、开松步骤的具体操作为：
a. 撕解成块：取废弃衣物、无纺布送入到三刀切割机分裂成5*10cm-15*15cm大小的布块；
b. 开裂成纤：将步骤a切好的布块经过两道粗开松后送入异纤分离机，分离纽扣、拉链杂物，再经过两道精开松疏散成松散纤维，形成废旧纤维混合物；
所述步骤a中切割机为旋转切割机，切割速度为75-195刺/min；
所述步骤b中粗开松机上设有与锯齿状开松结构配套的弧型齿，弧型齿的内角为75-95°，轴向齿间距为3-6mm，周向间距为20-36mm；
所述隔热弹性非织造材料为四层立体结构的纤维材料，第一层纤维层和第四层纤维层的纤维主要在水平方向排列，第二层纤维层的纤维排列特征为纤维长度方向与水平方向呈30-45°的夹角，第三层纤维层的纤维排列特征为第三层纤维的长度方向与第二层纤维的长度方向成75-105°的夹角，且四层结构的纤维层之间存有纤维簇。
2.如权利要求1所述的利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的方法，其特征在于：所述隔热弹性非织造材料的孔隙率为85-99%、克重250-3300 g/m2、蓬松度为2.58-2.65cm3/g、压缩回弹率为88%-97%、隔热系数0.92-1.02。
3.如权利要求1所述的利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的方法，其特征在于，所述将废旧纤维混合物压缩成纤维包并进行卷曲定型处理的具体操作为：
a. 打包：将废旧纤维混合物送入到纤维打包机，并经受35-50Mpa的压力形成体积密度为250-530kg/m3的纤维包；
b. 卷曲定型：将步骤a的纤维包送入到105-130℃、饱和蒸汽压，压力500-800kpa下处理30-60min，完成卷曲定型处理。
4.如权利要求1所述的利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的方法，其特征在于：所述热塑性纤维为PE/PP或PE/PET纤维中的一种，其截面为皮芯结构，芯的比例为50-80%，其纤维长度为38-56mm；经卷曲定型的纤维包与热塑性纤维的共混质量比例为（19-25）:3。
5.如权利要求1所述的利用废旧纺织纤维制造隔热弹性非织造材料的方法，其特征在于，所述针刺-热风的复合固网工艺具体参数为：针刺深度为3mm-7mm，针刺密度为130-360刺/cm2，热风温度为130-170℃，热风穿透时间为60-180s。
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