CN109440298A - 一种车用竹纤维复合毡及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车用竹纤维复合毡及其制备工艺，利用竹纤维与低熔点涤纶纤维的结合制备出具有优良性能的汽车内饰用复合毡。一种车用竹纤维复合毡，按重量百分比组成如下：竹纤维30wt%‑70wt%，低熔点涤纶纤维70wt%‑30wt%。一种车用竹纤维复合毡的制备工艺，包括以下步骤：按照按重量百分比竹纤维30wt%‑70wt%、低熔点涤纶纤维70wt%‑30wt%，将竹纤维与低熔点涤纶纤维开松混合、梳理、铺网形成纤维网；将纤维网进行热烘，温度控制在150℃‑200℃之间，热烘时间控制在5‑10min；待热烘结束后，对纤维网施加0.1MP‑0.6MP的压力，使其成型，待冷却后切割裁边形成所述的车用竹纤维复合毡。
Description
技术领域
本发明涉及一种车用竹纤维复合毡及其制备工艺。
背景技术
在现代社会中，汽车的出现给人们的出行带来了极大的便利，因此人们需要汽车内饰不仅具有美观舒适的功能并且要具备一些特殊的安全功能，这样可以使得人们在使用车辆时心情舒适，惬意安全。汽车内饰一般包括装饰材料、缓冲材料以及增强骨架材料。装饰材料如皮革材料、经编材料以及纤维毡类，能够美化车内的环境，展示车主的个性；缓冲材料主要是PU及PP类，能够缓冲外力减少人体所受的伤害；增强骨架材料一般包括金属材料以及新型复合材料，主要起到一定的安全保护作用和某些特殊的功能作用。另外，由于汽车内饰功能化要求的提高，更是出现了各种具有隔音、抗震、隔热、保温等新型复合材料，以满足人们的要求。
中国专利201210552797.7公开了一种汽车内饰用纤维复合毡、复合纤维板及其制备方法。以聚乳酸纤维、竹原纤维、大麻纤维为原料，采用针刺热轧方法形成复合板材。缺点是制备的纤维板材强度不大，在力学性能要求较高的应用方面就会受到限制。
中国专利201010616418.7公开了一种汽车内饰用保温降噪非织造复合材料及其制备方法。以PP纤维、PET纤维和中空PET纤维为原料，采用预针刺、主针刺、模压成型制备成复合毡，本发明制备的保温降噪复合板材采用中空纤维作为原材料，对复合板材的吸声隔音效果有一定的改善。
中国专利201220286443.8公开了一种复合纤维毡的制备方法。以棉纤维、聚酯纤维、低熔点纤维为原料，制备两类密度不同的复合纤维毡，面密度都较大，不能为纤维毡的轻量化提供基础。
中原工学院的李贵阳在2015年发表的硕士学位论文《再生涤纶/丙纶纤维复合板材的制备与研究》中，利用再生涤纶和丙纶纤维制备再生涤纶/丙纶纤维复合板材，此类材料侧重于研究复合板材的隔音隔热性能，并且复合板材的原料都是高分子聚合物，原料消耗大，环境污染严重。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的车用竹纤维复合毡及其制备工艺，利用竹纤维与低熔点涤纶纤维的结合制备出具有优良性能的汽车内饰用复合毡。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种车用竹纤维复合毡，其特征在于：按重量百分比组成如下：竹纤维30wt%-70wt%，低熔点涤纶纤维70wt%-30wt%。
本发明所述的竹纤维为竹原纤维。
本发明所述的竹纤维直径为20-200mm，该竹纤维为没有经过任何加工处理的，断裂比强度为2-15cN/dtex，结晶度为50%-70%。
本发明本发明所述的低熔点涤纶纤维长度为50-100mm，细度为5-10 dtex，断裂强度为4-8cN/dtex，纤维伸长率为50-70%。
本发明所述的竹纤维的重量百分比为30wt%、40wt%、50wt%、60wt%或者70wt%。
本发明所述的低熔点涤纶纤维的重量百分比为70wt%、60wt%、50wt%、40wt%或者30wt%。
一种车用竹纤维复合毡的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、按照按重量百分比竹纤维30wt%-70wt%、低熔点涤纶纤维70wt%-30wt%，将竹纤维与低熔点涤纶纤维开松混合、梳理、铺网形成纤维网；
步骤2、将纤维网进行热烘，温度控制在150℃-200℃之间，热烘时间控制在5-10min；
步骤3、待热烘结束后，对纤维网施加0.1MP-0.6MP的压力，使其成型，待冷却后切割裁边形成所述的车用竹纤维复合毡。
本发明步骤1中，将混合好的纤维进行混合并梳理，使得竹纤维与低熔点涤纶纤维以单纤维的状态平行伸直，混合均匀，形成厚度一致的单层纤维网。
本发明步骤2中，将单层纤维网铺成具有一定厚度的纤维网后，先对纤维网进行预针刺，然后放入电热恒温鼓风干燥箱进行热烘。
本发明成型后的车用竹纤维复合毡的厚度为9.8-10.2mm，面密度约为600-1400g/m2，拉伸断裂强力为90-220N，透气性为650-900mm/s，传热系数为9-22W/m2·℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：竹纤维近来在市场上由于其优异的性能备受青睐，竹纤维属于天然纤维，纤维素含量高，可以自然降解，属于可再生类资源，在本世纪被认为是最有希望和潜力的植物，竹材生长速度快、产量高、用途广，与木材相比，具有强度高、硬度大、韧性好的特点，因此竹纤维也具备高的比模量和比强度的特点，可以自然降解，属于可再生类资源。而低熔点涤纶因其较低的结晶度和纤维内部的无定型区，因此具有较低的熔点，熔点范围在150℃-200℃之间，可以在烘压过程中形成熔融状态，很好的和主体纤维粘合在一起，并且环保无污染，采用自身作为粘合剂，也节省了原料，简化了生产工艺。结合竹纤维与低熔点涤纶的优点，选择竹纤维与低熔点纤维的搭配，充分发挥纤维的性能，制备竹纤维复合毡，产品制备工艺简单，无污染，绿色环保，且产品性能良好，可以回收再利用，且透气性能良好，隔热性能优异，具备汽车内饰用复合毡的使用要求。可以开发应用于汽车内饰中，作为现有毡基材料的替代品。
附图说明
图1为本发明实施例的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，一种车用竹纤维复合毡，按重量百分比组成如下：竹纤维30wt%-70wt%，低熔点涤纶纤维70wt%-30wt%。优化的，竹纤维的重量百分比数值可为30wt%-70wt%之间的任一整数值。优化的，低熔点涤纶纤维的重量百分比数值可为30wt%-70wt%之间的任一整数值。
竹纤维为竹原纤维；竹纤维直径为20-200mm，断裂比强度为2-15cN/dtex，结晶度为50%-70%。竹纤维直径差异性大，并且竹纤维在长度方向上的粗细也不均匀，达不到单独纺纱的要求，而应用到本发明则充分利用了资源。
低熔点涤纶纤维长度为50-100mm，细度为5-10 dtex，断裂强度为4-8 cN/dtex，纤维伸长率为50-70%。
一种汽车内饰用竹纤维复合毡的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1、按照按重量百分比竹纤维30wt%-70wt%、低熔点涤纶纤维70wt%-30wt%，将竹纤维与低熔点涤纶纤维开松混合、梳理、铺网形成纤维网；
步骤2、将纤维网进行热烘，温度控制在150℃-200℃之间，热烘时间控制在5-10min；
步骤3、待热烘结束后，对纤维网施加0.1MP-0.6MP的压力，使其成型，待冷却后切割裁边形成竹纤维复合毡；成型的竹纤维复合毡的厚度为9.8-10.2mm，面密度约为600-1400 g/m2，断裂强力为90-220N，透气性为650-900mm/s，传热系数为9-22 W/m2·℃。通过加压可进一步改善纤维网中各纤维之间的粘合效果、改善产品的表面平整度和尺寸稳定性，同时该过程可进一步控制成型毡的厚度和密度，然后冷却即可制成具有一定强度、蓬松度、厚度的竹纤维复合毡。
步骤1中，将混合好的纤维进行混合并梳理，使得竹纤维与低熔点涤纶纤维以单纤维的状态平行伸直，混合均匀，形成厚度一致的单层纤维网。
步骤2中，将单层纤维网铺成具有一定厚度的纤维网后，先对纤维网进行预针刺，然后放入电热恒温鼓风干燥箱进行热烘。非织造工艺中的针刺加固分为预刺和主刺，本发明只采用了预刺工艺对纤维网进行初步加固。
实施例：按照上述成型的竹纤维复合毡因为竹纤维与低熔点纤维的比例不同，制备出5种样品，这些样品的厚度为10mm左右，面密度为600-1400 g/m2，断裂强力为90-220N，透气性为600-900mm/s，传热系数为9-22 W/m2·℃。
实施例1：将竹纤维与低熔点涤纶纤维称重混合，混合比例为竹纤维30wt%，低熔点涤纶纤维70wt%。将混合好的纤维放入针刺热轧复合实验线进行混合梳理，使得竹纤维与低熔点涤纶纤维以单纤维的状态平行伸直，混合均匀，形成厚度一致的单层纤维网；
将单层纤维网铺成具有一定厚度的纤维网后放入电热恒温鼓风干燥箱进行热烘，温度设置在180℃-190℃之间，循环热气流热烘5分钟，将网层取出，施加0.4MP的压力，待冷却后切割裁边形成竹纤维复合毡。
此实施例的性能参数为：厚度为9.852mm，面密度为623.08 g/m2，透气性为674.43mm/s，传热系数为9.42 W/m2·℃，拉伸断裂强力为94.2N。
实施例2：将竹纤维与低熔点涤纶纤维称重混合，混合比例为竹纤维40wt%，低熔点涤纶纤维60wt%。
采用实施例1的方法进行混合、梳理，然后烘压成型，制备得到竹纤维复合毡。
此实施例的性能参数为：厚度为9.921mm，面密度为740.04 g/m2，透气性为829.87mm/s，传热系数为14.30W/m2·℃，拉伸断裂强力为98.4N。
实施例3：将竹纤维与低熔点涤纶纤维称重混合，混合比例为竹纤维50wt%，低熔点涤纶纤维50wt%。
采用实施例1的方法进行混合、梳理，然后烘压成型，制备得到竹纤维复合毡。
此实施例的性能参数为：厚度为10.188mm，面密度为778.30 g/m2，透气性为885.35mm/s，传热系数为14.60W/m2·℃，拉伸断裂强力为103.2N。
实施例4：将竹纤维与低熔点涤纶纤维称重混合，混合比例为竹纤维60wt%，低熔点涤纶纤维40wt%。
采用实施例1的方法进行混合、梳理，然后烘压成型，制备得到竹纤维复合毡。
此实施例的性能参数为：厚度为10.072mm，面密度为1163.77 g/m2，透气性为837.30mm/s，传热系数为17.22W/m2·℃，拉伸断裂强力为122.5N。
实施例5：将竹纤维与低熔点涤纶纤维称重混合，混合比例为竹纤维70wt%，低熔点涤纶纤维30wt%。
采用实施例1的方法进行混合、梳理，然后烘压成型，制备得到竹纤维复合毡。
此实施例的性能参数为：厚度为9.827mm，面密度为1379.67 g/m2，透气性为793.91mm/s，传热系数为22.05W/m2·℃，拉伸断裂强力为219.6N。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种车用竹纤维复合毡，其特征在于：按重量百分比组成如下：竹纤维30wt%-70wt%，低熔点涤纶纤维70wt%-30wt%。
2.根据权利要求1所述的车用竹纤维复合毡，其特征在于：所述的竹纤维为竹原纤维。
3.根据权利要求1所述的车用竹纤维复合毡，其特征在于：所述的竹纤维直径为20-200mm，断裂比强度为2-15cN/dtex，结晶度为50%-70%。
4.根据权利要求1所述的车用竹纤维复合毡，其特征在于：所述的低熔点涤纶纤维长度为50-100mm，细度为5-10 dtex，断裂强度为4-8cN/dtex，纤维伸长率为50-70%。
5.根据权利要求1所述的车用竹纤维复合毡，其特征在于：所述的竹纤维的重量百分比为30wt%、40wt%、50wt%、60wt%或者70wt%。
6.根据权利要求1所述的车用竹纤维复合毡，其特征在于：所述的低熔点涤纶纤维的重量百分比为70wt%、60wt%、50wt%、40wt%或者30wt%。
7.一种权利要求1-6任一权利要求所述的车用竹纤维复合毡的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、按照按重量百分比竹纤维30wt%-70wt%、低熔点涤纶纤维70wt%-30wt%，将竹纤维与低熔点涤纶纤维开松混合、梳理、铺网形成纤维网；
步骤2、将纤维网进行热烘，温度控制在150℃-200℃之间，热烘时间控制在5-10min；
步骤3、待热烘结束后，对纤维网施加0.1MP-0.6MP的压力，使其成型，待冷却后切割裁边形成所述的车用竹纤维复合毡。
8.根据权利要求7所述的的车用竹纤维复合毡的制备工艺，其特征在于：步骤1中，将混合好的纤维进行混合并梳理，使得竹纤维与低熔点涤纶纤维以单纤维的状态平行伸直，混合均匀，形成厚度一致的单层纤维网。
9.根据权利要求8所述的的车用竹纤维复合毡的制备工艺，其特征在于：步骤2中，将单层纤维网铺成具有一定厚度的纤维网后，先对纤维网进行预针刺，然后放入电热恒温鼓风干燥箱进行热烘。
10.根据权利要求7所述的的车用竹纤维复合毡的制备工艺，其特征在于：成型后的车用竹纤维复合毡的厚度为9.8-10.2mm，面密度约为600-1400g/m2，拉伸断裂强力为90-220N，透气性为650-900mm/s，传热系数为9-22W/m2·℃。
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