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CN108315876A - 一种吸音棉及其制备方法 - Google Patents

一种吸音棉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸音棉及其制备方法，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维12～25份、聚丙烯超细纤维65～80份、双组分纺粘无纺布克重10～20g/㎡，纳米电气石2～5份，其制备方法包括以下步骤：(1)取聚丙烯超细纤维备用；(2)将三维卷曲中空涤纶短纤维开松和梳理成纤维网，在气流的作用下与步骤(1)的聚丙烯超细纤维碰撞、混合，在网帘与复合阶段之间添加电晕放电装置，使聚丙烯超细纤维带上永久性电荷，完成驻极过程，在网帘上形成初级形态吸音棉；(3)将双组份纺粘无纺布在步骤(2)中形成的初级形态吸音棉两侧进行复合，复合后形成吸音棉。本发明采用纳米电气石驻极体材料，使得熔喷纤维带上永久性电荷，提高了双组分吸音棉过滤效率。

Description

一种吸音棉及其制备方法
技术领域
本发明一种吸音棉，具体涉及一种采用纳米电气石进行驻极的吸音棉及其制备方法。
背景技术
近年来，噪音污染越来越严重，是即水污染、大气污染和固体废弃物污染之后的又一严重污染。噪音污染给人们的身体健康带来很多危害，容易使人们产生暴躁的情绪、耳鸣耳聋、头痛、记忆力减退等问题。对于噪音的防治已经刻不容缓，近年来多孔吸音材料在吸音领域有着广泛的应用。随着时代的发展，单一的吸音功能已经难以满足人们的需求。如今在解决噪音的同时也要使其有较高的过滤效率、杀菌抑菌等作用。本专利发明的是一款集吸音和空气过滤为一体的高效吸音材料。
现在市场上的吸音材料种类繁多，多以非织造多孔材料为主。随着科技的发展，熔喷无纺布的优良特性慢慢被人们发觉，近年来在吸音材料领域中的应用越来越广泛，但是熔喷无纺布的缺陷也非常明显：强力低，弹性回复性差，双组分吸音棉过滤效率低。本专利添加纳米电气石，通过对熔喷双组分无纺布进行驻极，提高了双组分吸音棉过滤效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种采用纳米电气石进行驻极的吸音棉及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种吸音棉，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维12～30份、聚丙烯超细纤维50～80份、双组分纺粘无纺布克重5～20g/㎡，纳米电气石2～5份。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维15～25份、聚丙烯超细纤维55～75份、双组分纺粘无纺布克重8～15g/㎡、纳米电气石2～4份。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维20～22份、聚丙烯超细纤维60～70份、双组分纺粘无纺布克重10～12g/㎡、纳米电气石3～4份。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述双组份纺粘无纺布为PP/PE纺粘无纺布。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述吸音棉还包括芯层、设于芯层上线表面的皮层，所述芯层包含三维卷曲中空涤纶短纤维、聚丙烯超细纤维和纳米电气石，所述皮层包含双组份纺粘无纺布。
另外，本发明的另一目的还在于提供一种所述吸音棉的制备方法，为实现这一目的，本发明采取的技术方案为：一种吸音棉的制备方法，包括以下步骤：
(1)取聚丙烯超细纤维备用；
(2)将三维卷曲中空涤纶短纤维开松和梳理成纤维网，然后重新打撒成单纤化，在气流的作用下与步骤(1)的聚丙烯超细纤维碰撞、混合，在网帘与复合阶段之间添加电晕放电装置，使聚丙烯超细纤维带上永久性电荷，完成驻极过程，在网帘上形成初级形态吸音棉；
(3)将双组份纺粘无纺布在步骤(2)中形成的初级形态吸音棉两侧进行复合，复合后形成吸音棉。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(1)中聚丙烯超细纤维采用以下方法制备而成：将聚丙烯切片后先与纳米电气石混合均匀，然后高温熔融，经过过滤器、计量泵后达到喷丝板，经热风气流牵伸形成聚丙烯超细纤维。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，步骤(1)中聚丙烯超细纤维制备时，将聚丙烯切片后先与纳米电气石混合均匀，送入螺杆挤压机中进行熔融，所述螺杆挤压机的螺杆一区温度为150～180℃，二区温度为180～225℃，三区温度为210～240℃，四区温度为230～250℃。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(1)中所述聚丙烯超细纤维到达喷丝板，所述喷丝板的喷丝模头温度为230～250℃，接收距离为15～30cm，热风压力为0.8～1.2MPa，热风温度为230℃，喷射角度为55～60°.
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(2)中三维卷曲中空涤纶短纤维开松和梳理成的纤维网的克重为80～100g/m2，
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(2)中梳理机输出速度为10～20m/mi n。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(2)中所述双组份聚丙烯喷熔纤维克重为150～300g/㎡，所述气流输送装置的角度为10～30°。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(2)中所述电晕放电装置，放电电压为7～15kv，在聚丙烯材料里面添加纳米电气石，增加了熔喷材料电荷捕集能阱的密度和深度，经过电晕放电，熔喷材料捕获电荷而带有静电，有效的增加了过滤效率。
作为本发明所述吸音棉的优选实施方式，所述步骤(3)中双组份纺粘无纺布与初级形态吸音棉的复合温度为80～130℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明所述吸音棉添加三维卷曲中空涤纶短纤维改善了熔喷无纺布的孔隙结构，增强了吸音效果。三维卷曲中空涤纶短纤维拥有永久的三维卷曲结构，具有很强的弹性回复性能，它可以改善熔喷无纺布的弹性回复性能，增加产品的使用寿命，同时改善熔喷无纺布的内部结构使其更加适用于吸音材料。纺粘无纺布强度要比熔喷强很多，用皮芯结构纺粘无纺布进行复合，适合自身粘合工艺。
本发明所述吸音棉的制备方法采用纳米电气石驻极体材料，增加了双组分吸音棉的过滤效果。
附图说明
图1为本发明吸音棉一种实施方式的制备工艺流程图。
图2为电晕放电装置图。
具体实施方式
为了更加简洁明了的展示本发明的技术方案、目的和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
本发明吸音棉的一种实施例，本实施例所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维15份、聚丙烯超细纤维73份、双组份纺粘无纺布10g/m2、纳米电气石2份。
本实施例中所述吸音棉包括芯层、设于芯层上下表面的皮层，所述芯层包含三维卷曲中空涤纶短纤维、聚丙烯超细纤维和纳米电气石，所述皮层包含双组份纺粘无纺布。
本实施例所述吸音棉采用以下方法制备而成：
(1)制备聚丙烯超细纤维：将聚丙烯切片后先与纳米电气石混合均匀，然后送入螺杆挤压机中进行熔融，螺杆一区温度为150℃，二区温度为180℃，三区温度为210℃，四区温度为230℃；经过过滤器、计量泵后达到喷丝板，经热风气流牵伸形成聚丙烯超细纤维；喷丝模头温度为230℃，接收距离为15cm，在熔喷的同时被空气加热器加热的喷射气流进入喷丝模头对纺丝细流进行拉伸细化，热风压力为0.8MPa，热风温度为230℃，喷射角度为55°；
(2)将三维卷曲中空涤纶短纤维送到梳理机中梳理成厚薄均匀的纤维网，充分单纤化，输出速度为10m/mi n，输出纤维网单位面积质量为80g/m2；将纤维网送入气流输送装置，在气流输送装置中纤网会被重新打散，在气流的作用下使得三维卷曲中空涤纶短纤维与熔喷纤维进行碰撞、混合，在网帘上形成初级形态吸音棉，初级形态吸音棉的克重为130g/㎡，气流输送装置的角度为10°；
在网帘与复合阶段之间添加电晕放电装置，放电电压为7kv，让聚丙烯超细纤维带上永久性电荷，完成驻极过程，如图2，其中1为高压电源，2为多针电极，3为初级形态吸音棉，4为下电极板；
(3)将双组份纺粘无纺布在步骤(2)中形成的初级形态吸音棉两侧进行复合，复合后形成吸音棉，采用皮心结构双组份纺粘无纺布与步骤(2)中形成的初级形态吸音棉进行双辊热压粘合，在初级形态吸音棉上下两侧均铺设纺粘无纺布，滚筒间距为5mm，复合温度为120℃。
添加三维中空涤纶短纤后的弹性回复率可达到54％，比熔喷无纺布的弹性回复性能高31％。平均吸音系数0.51，比熔喷无纺布的平均吸音系数大0.14.过滤效率为75％，比没有添加驻极材料的吸音棉的过滤效率大43％。
实施例2
本发明吸音棉的一种实施例，本实施例所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维20份、聚丙烯超细纤维65份、双组份纺粘无纺布20g/m2、纳米电气石5份。
本实施例中所述吸音棉包括芯层、设于芯层上下表面的皮层，所述芯层包含三维卷曲中空涤纶短纤维、聚丙烯超细纤维和纳米电气石，所述皮层包含双组份纺粘无纺布。
本实施例所述吸音棉采用以下方法制备而成：
(1)制备聚丙烯超细纤维：将聚丙烯切片后先与纳米电气石混合均匀，然后送入螺杆挤压机中进行熔融，螺杆一区温度为180℃，二区温度为225℃，三区温度为240℃，四区温度为250℃；经过过滤器、计量泵后达到喷丝板，经热风气流牵伸形成聚丙烯超细纤维；喷丝模头温度为230℃，接收距离为30cm，在熔喷的同时被空气加热器加热的喷射气流进入喷丝模头对纺丝细流进行拉伸细化，热风压力为1.2MPa，热风温度为230℃，喷射角度为60°；
(2)将三维卷曲中空涤纶短纤维送到梳理机中梳理成厚薄均匀的纤维网，充分单纤化，输出速度为10m/mi n，输出纤维网单位面积质量为100g/m2；将纤维网送入气流输送装置，在气流输送装置中纤网会被重新打散，在气流的作用下使得三维卷曲中空涤纶短纤维与熔喷纤维进行碰撞、混合，在网帘上形成初级形态吸音棉，初级形态吸音棉的克重为280g/㎡，气流输送装置的角度为30°；
在网帘与复合阶段之间添加电晕放电装置，放电电压为7kv，让聚丙烯超细纤维带上永久性电荷，完成驻极过程，；
(3)将双组份纺粘无纺布在步骤(2)中形成的初级形态吸音棉两侧进行复合，复合后形成吸音棉，采用皮心结构双组份纺粘无纺布与步骤(2)中形成的初级形态吸音棉进行双辊热压粘合，在初级形态吸音棉上下两侧均铺设纺粘无纺布，滚筒间距为10mm，复合温度为130℃。
添加三维中空涤纶短纤后的弹性回复率可达到58％，比熔喷无纺布的弹性回复性能高34％。平均吸音系数0.58，比熔喷无纺布的平均吸音系数大0.20.过滤效率为80％，比没有添加驻极材料的吸音棉的过滤效率大46％。
实施例3
本发明吸音棉的一种实施例，本实施例所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维23份、聚丙烯超细纤维78份、双组份纺粘无纺布20g/m2、纳米电气石4份。
本实施例中所述吸音棉包括芯层、设于芯层上下表面的皮层，所述芯层包含三维卷曲中空涤纶短纤维、聚丙烯超细纤维和纳米电气石，所述皮层包含双组份纺粘无纺布。
本实施例所述吸音棉采用以下方法制备而成：
(1)制备聚丙烯超细纤维：将聚丙烯切片后先与纳米电气石混合均匀，然后送入螺杆挤压机中进行熔融，螺杆一区温度为160℃，二区温度为200℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃；经过过滤器、计量泵后达到喷丝板，经热风气流牵伸形成聚丙烯超细纤维；喷丝模头温度为240℃，接收距离为20cm，在熔喷的同时被空气加热器加热的喷射气流进入喷丝模头对纺丝细流进行拉伸细化，热风压力为1.0MPa，热风温度为230℃，喷射角度为58°；
(2)将三维卷曲中空涤纶短纤维送到梳理机中梳理成厚薄均匀的纤维网，充分单纤化，输出速度为10m/mi n，输出纤维网单位面积质量为90g/m2；将纤维网送入气流输送装置，在气流输送装置中纤网会被重新打散，在气流的作用下使得三维卷曲中空涤纶短纤维与熔喷纤维进行碰撞、混合，在网帘上形成初级形态吸音棉，初级形态吸音棉的克重为180g/㎡，气流输送装置的角度为20°；
在网帘与复合阶段之间添加电晕放电装置，放电电压为7kv，让聚丙烯超细纤维带上永久性电荷，完成驻极过程；
(3)将双组份纺粘无纺布在步骤(2)中形成的初级形态吸音棉两侧进行复合，复合后形成吸音棉，采用皮心结构双组份纺粘无纺布与步骤(2)中形成的初级形态吸音棉进行双辊热压粘合，在初级形态吸音棉上下两侧均铺设纺粘无纺布，滚筒间距为8mm，复合温度为120℃。
添加三维中空涤纶短纤后的弹性回复率可达到60％，比熔喷无纺布的弹性回复性能高35％。平均吸音系数0.55，比熔喷无纺布的平均吸音系数大0.15.过滤效率为70％，比没有添加驻极材料的吸音棉的过滤效率大38％。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种吸音棉，其特征在于，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维12～30份、聚丙烯超细纤维50～80份、双组分纺粘无纺布克重5～20g/㎡，纳米电气石2～5份。
2.如权利要求1所述的吸音棉，其特征在于，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维15～25份、聚丙烯超细纤维55～75份、双组分纺粘无纺布克重8～15g/㎡、纳米电气石2～4份。
3.根据权利要求1所述的吸音棉，其特征在于，所述吸音棉包含以下重量份的成分：三维卷曲中空涤纶短纤维20～22份、聚丙烯超细纤维60～70份、双组分纺粘无纺布克重10～12g/㎡、纳米电气石3～4份。
4.如权利要求1所述的吸音棉，其特征在于，所述双组份纺粘无纺布为PP/PE纺粘无纺布。
5.如权利要求1～3任一所述吸音棉，其特征在于，包括芯层、设于芯层上线表面的皮层，所述芯层包含三维卷曲中空涤纶短纤维、聚丙烯超细纤维和纳米电气石，所述皮层包含双组份纺粘无纺布。
6.一种根据权利要求1～5任一所述的吸音棉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)取聚丙烯超细纤维备用；
(2)将三维卷曲中空涤纶短纤维开松和梳理成纤维网，然后重新打撒成单纤化，在气流的作用下与步骤(1)的聚丙烯超细纤维碰撞、混合，在网帘与复合阶段之间添加电晕放电装置，使聚丙烯超细纤维带上永久性电荷，完成驻极过程，在网帘上形成初级形态吸音棉；
(3)将双组份纺粘无纺布在步骤(2)中形成的初级形态吸音棉两侧进行复合，复合后形成吸音棉。
7.如权利要求6所述的吸音棉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚丙烯超细纤维采用以下方法制备而成：将聚丙烯切片后先与纳米电气石混合均匀，然后高温熔融，经过过滤器、计量泵后达到喷丝板，经热风气流牵伸形成聚丙烯超细纤维。
8.如权利要求6所述吸音棉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中三维卷曲中空涤纶短纤维开松和梳理成的纤维网的克重为80～100g/m2。
9.如权利要求6或8所述吸音棉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中放电装置的放电电压为7～15kv。
10.如权利要求6所述吸音棉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中双组份纺粘无纺布与初级形态吸音棉的复合温度为80～130℃。
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