CN105386240A - 异截面熔喷纤维无纺布及其制备方法和专用喷丝板 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种由异截面熔喷纤维和短纤维组成的无纺布，其中该异截面熔喷纤维的横截面是非均一性的，且其中部分该熔喷纤维的截面呈非圆形；本发明另外还提供了制备该无纺布的方法及专用喷丝板。

Description

异截面熔喷纤维无纺布及其制备方法和专用喷丝板

技术领域

本发明涉及一种纤维无纺布，尤其涉及一种异截面熔喷纤维无纺布及其制备方法和专用喷丝板。

背景技术

近年来，随着现代工业和交通运输业的发展，噪声污染问题日益突出，已和空气污染、水质污染并列为当代三大污染源，它不仅能够严重危害人的听觉***，使人易感疲劳、耳聋，而且还会加速建筑物、机械结构的老化，影响设备及仪表的精度和使用寿命。

目前，在室外噪音污染与室内音质设计中，隔音材料是一种不可缺少的重要技术材料。应此，寻找能满足现代技术发展需要的，特别是技术性能全面的、使用性好的隔音材料，提高控噪工程的质量，改善人居环境，成为人们关注的一项重要工作。

无纺布又称不织布，是由定向或随机的纤维而构成，由于其具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、绝缘、可循环再用等特点，作为吸音隔热材料被广泛应用于家电、建筑、交通运输工具等领域。

专利号为1,190,639的英国专利公开了使用两个间隔开的沿相反方向转动的滚筒构成的收集器来收集旋转喷射的细丝材料，旋转喷射的细丝材料部分直接沉积在滚筒表面上，其余部分则随机地在滚筒表面上沉积的材料的各层之间分布从而各层桥接。公开号为WO00/66824的PCT专利申请公开了一种通过熔吹方式收集的C形结构纤维织物。收集的纤维被折叠而形成规则的环，这些环进一步形成一系列沿着机器方向的波形，沿横向方向从边缘走向边缘，并沿z方向延伸。

专利号为03825683.5的中国发明专利公开了一种纤维无妨织物，其由直接形成的C形结构纤维和分散在直接形成的C形结构纤维中的蜷曲的人造短纤维构成。其中直接形成的C形结构纤维通过熔喷方式收集。

纤维无纺布无论用于吸音或过滤材料，往往希望产品对不同频率音波或不同粒径粉尘都可以吸收，从而提高吸收效率。

但是，申请人发现，目前的熔喷模头喷丝孔都是采用常规的圆形，并且对其研究都集中在喷丝板孔数、孔与孔的中心距离，孔的直径、模头长径比。通过常规模头喷丝孔收集的产品，纤维具有高度的均一性和同质性，这使得在吸音和吸附时也具有高度的一致性，因此不能达到理想的吸音和吸附效果。

另外，在现有技术中，对于加入到纤维无纺布中的短纤维也都具有同质性，这使得在吸音和吸附时也具有高度的一致性，因此不能达到理想的吸音效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种由异截面熔喷纤维和短纤维组成的无纺布。值得说明的是，异截面是指熔喷纤维的横截面是非均一性的。

在一个优选的实施例中，其中部分熔喷纤维的截面呈非圆形，部分熔喷纤维的截面呈圆形。截面虽然同为圆形，其大小也可以是不同的。

在一个优选的实施例中，在无纺布垂直横断面上，所有熔喷纤维整体上呈一定规律变化，可以是逐渐变大或者逐渐变小。在一个优选的实施例中，所述熔喷纤维由2-7个相同的熔喷纤维单元组成，所述熔喷纤维单元的截面呈规律性变化。

在一个优选的实施例中，在每个所述熔喷纤维单元中的熔喷纤维的截面呈规律性的排列，优选地，逐渐变大或者逐渐变小。

在一个优选的实施例中，每个所述熔喷纤维单元中的熔喷纤维的截面依次排列成2个小圆形、一个三角形、2个小圆形、一个矩形孔和一个大圆孔。

当然可以理解的是，每个单元中熔喷超细纤维的截面形状、顺序及数量可作调整。

在一个优选的实施例中，熔喷超细纤维的纤度分布范围为0.3～10um，平均纤度为5～9um，截面面积为0.05-0.2mm²。

本发明提供的这种熔喷纤维无纺布除了具有一般纤维无纺布的蓬松度和均匀度的基础之外，还具有对不同音频的吸音功能作为隔音材料具有优越的全音频吸音效果；同时还具有对不同粒径粉尘的吸收功能，作为过滤材料可提高吸收效率、提高容尘量，从而延长产品的使用周期，本发明提供的熔喷纤维无纺布可广泛应用于家电、建筑、交通运输工具等领域。

本发明另一方面，还提供了一种熔喷纤维和短纤维组成的无纺布，其中所述短纤维是由异纤度、异截面、异收缩的三异短纤维共混形成。所述短纤维可以是人造三维卷曲短纤维，由PET、PBT、PPS、PA、PE、丙纶、聚乳酸、聚醚硫醚等通过本领域公知的技术形成纤维。

在一个优选的实施例中，所述三异短纤维的纤度范围为1～25旦，长度范围为20～100mm，收缩范围为5-15％；所述三异短纤维可以由一种或一种以上原料(聚合物或其他原料)构成，如果是由一种以上原料构成的话，优选的，每一种三异短纤维的纤度范围为1～25旦，长度范围为20～100mm，收缩范围为5-15％。

本发明的另一方面，提供了一种分别由上述的异截面熔喷超细纤维和三异短纤维(异纤度、异截面、异收缩)组成的无纺布，其中，熔喷纤维和短纤维的质量比为5∶85～85∶5。

本发明提供一种熔喷无纺布由于采用了三异短纤(异纤度、异截面、异收缩)，其具有手感更加柔软、更加蓬松、隔音效果及过滤效率更佳等优点。

本发明还提供一种制造异截面熔喷纤维和短纤维组成的无纺布的喷丝板，该喷丝板上的喷丝孔的横截面是非均一性的，且其中部分所述喷丝孔的截面呈非圆形，换句话说，喷丝板上具有形状不一的喷丝孔。喷丝板由喷丝孔单元组成，且2-7个喷丝孔组成一个喷丝孔单元，喷丝板一般具有2000-3500个喷丝孔。喷丝孔单元之间完全一致，多个喷丝孔单元在喷丝板上排列，形成喷丝板。喷丝孔的孔径面积是0.05-0.2mm²。在一个优选的实施例中，部分喷丝孔的截面呈非圆形，并且部分喷丝孔的截面呈圆形。在一个优选的实施例中，喷丝板上所有喷丝孔是按一定规律渐变的，可以逐渐变大或者逐渐变小。在一个优选的实施例中，喷丝板由相同的喷丝单元组成，而喷丝孔单元由2-7个喷丝孔组成。一个喷丝孔单元中的，喷丝孔是按一定规律渐变的，可以逐渐变大或者逐渐变小。在一个优选的实施例中，每个喷丝孔单元中的喷丝孔截面依次排列成2个小圆孔、一个三角孔、2个小圆孔、一个矩形孔和一个大圆孔(每个单元内喷丝孔的截面形状、顺序及数量可作调整调整)。

本发明还提供了一种制造异截面熔喷纤维无纺布的制备方法，其包括如下步骤：

(1)选自PP、PBT、PPS、PE、聚醚醚酮或聚酰胺中的一种聚合物切片经干燥后，通过熔融挤出，经过滤、计量后从前述异截面喷丝板的喷丝孔中挤出；

(2)从喷丝孔中挤出的聚合物，在高速热气流的喷吹下，受到牵伸，形成超细熔喷纤维流。

(3)把短纤维汇入到熔喷纤维流中形成混合纤维流。

(4)所述混合纤维流在成网帘上凝聚成网，形成熔喷纤维无纺布。

在一个优选的实施例中，熔喷超细纤维和短纤维的质量比为5∶85～85∶5，通过控制三异短纤维气流梳理设备的输出流量和熔喷超细纤维的计量泵来实现。在另一个优选的实施例中，异截面熔喷超细纤维选自PP、PBT、PPS、PE中的一种聚合物切片经干燥后，通过熔融挤出，经过滤、计量后从权利要求7所述的喷丝板的喷丝孔中挤出。优选地，依靠两异熔喷超细纤维的余热，使纤维间相互粘连和网结成纤维无纺布。

在一个优选的实施例中，对短纤维进行预处理后再汇入到熔喷超细纤维流中。所述预处理包括用开松机进行开松。该开松机能够撕扯使大块的纠结纤维松解变成小块或束状，同时在松解过程中伴有混和、除杂作用。优选地，经过开松机作用的短纤维进一步经过气流梳理：即把经过初步加工的短纤维原料分梳成单纤维状态，组成网状纤维薄层，再集合成纤维条，经过梳理后的纤维条，许多杂质和疵点已被排除，再辅以一定风压和风速的气流，使得不同品质和色泽的纤维得到较充分的混和，纤维初步伸直，且具有方向性。

在一个优选的实施例中，三异(异纤度、异截面、异收缩)短纤维在经过上述预处理后汇入到熔喷超细纤维流中。短纤维的纤度范围为1～25旦，纤维长度范围在20～100mm，收缩率范围为5-15％。短纤维可以是由同一种原料构成，也可以是来源于不同的原料。

在一个优选的实施例中，所述短纤维可以是天然纤维也可以是化学纤维。天然纤维如：麻、毛等；化学纤维如：聚酯纤维(PET或PBT)、PPS、PA、PE、丙纶、聚乳酸纤维、聚醚硫醚纤维或人造丝等。

附图说明

图1显示了本发明喷丝板的结构示意图。

图2显示了制备本发明异截面熔喷纤维无纺布的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明。

图1显示了本发明喷丝板的结构。其中A模头喷丝板上。B为模头喷丝板上的轴线，喷丝孔分布在轴线上。C为喷丝孔，其中K1为小圆形喷丝孔，K2为三角形喷丝孔，K3为矩形喷丝孔，K4为大圆形喷丝孔。数字1、2、n表示第1、2、n个喷丝孔单元，每个喷丝孔单元自左向右分别按两个小圆孔、一个三角孔、两个小圆孔、一个矩形孔和一个大圆孔的顺序依次排列构成(每个单元内喷丝孔的截面形状、顺序及数量可作调整调整)。

图2显示了制备本发明异截面熔喷纤维无纺布的流程图。把PP、PBT、PPS、PE、聚醚醚酮或聚酰胺中的一种聚合物切片喂入一台螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中形成呈熔融态的聚合物，熔融的聚合物通过计量泵计量后进入熔喷模头，罗茨风机产生空气流通过空气加热器形成热空气流，热空气流随后在模头喷丝板的喷丝孔前方形成高速热空气气流，其中所述模头喷丝板采用图1所示喷丝板，所述熔融的聚合物经喷丝孔挤出后，在热空气的喷吹作用下形成两异超细纤维流；将三异(异纤度、异截面、异收缩)人造三维卷曲短纤维，可以是PET、PBT、PPS、PA、PE、丙纶、聚乳酸纤维或聚醚硫醚纤维中的一种喂入开松机，经过开松后将三异短纤经气流梳理机梳理，经过梳理后的三异短纤维，杂质和疵点已被去除，同时在一定风压和风速的作用下可以使得不同品质、纤度度、截面、收缩度及色泽的纤维得到充分的混和，短纤维初步伸直，且具有方向性。由掺棉机将经气流梳理机梳理之后的三异短纤维流汇入两异超细纤维流中。两异超细纤维流和三异短纤维流形成的混合纤维流逐渐衰减并在冷空气作用下成型并收集成网，并且进一步卷绕成卷。

可以理解的是在另一个实施例中，可以是一种聚合物切片喂入，同时两种或两种以上共混的短纤维喂入开松机，其余步骤同上。

在另一个实施例中，模头喷丝板采用常规的喷丝板，其余步骤同图2所示的实施例。

上述实施例仅仅是通过举例的方式描述。在不偏离本发明所附权利要求限定的保护范围的情况下，可有各种变体。

Claims (10)

1.一种由异截面熔喷超细纤维和短纤维组成的无纺布，其中所述异截面熔喷纤维的横截面是非均一性的，且其中部分所述熔喷超细纤维的截面呈非圆形。

2.根据权利要求1所述的无纺布，其中，所述短纤维为一种异纤度、异截面、异收缩的三异短纤维。

3.根据权利要求2所述的无纺布，其中，所述三异短纤维的纤度范围为1～25旦，长度范围为20～100mm，收缩范围为5-15％。

4.根据权利要求3所述的无纺布，其中，所述短纤维由一种或一种以上聚合物或其他原料构成。

5.根据权利要求1至4任一项的无纺布，其中，所述熔喷超细纤维和三异短纤维的质量比为5∶85～85∶5。

6.一种制造权利要求1至5任一项所述无纺布的喷丝板，其喷丝孔的横截面是非均一性的，且其中部分所述喷丝孔的截面呈非圆形。

7.根据权利要求6所述的喷丝板，其中，所述喷丝板由喷丝孔单元组成，且所述喷丝孔单元由2-7个喷丝孔组成。

8.根据权利要求7所述的喷丝板，其中，所述喷丝孔单元由7个喷丝孔组成，每个喷丝孔单元中的喷丝孔截面依次排列成2个小圆孔、一个三角孔、2个小圆孔、一个矩形孔和一个大圆孔。

9.一种制造权利要求1至5任一项所述无纺布的方法，其包括如下步骤：

(1)选自PP、PBT、PPS、PE、聚醚醚酮或聚酰胺中的一种的聚合物切片经干燥后，通过熔融挤出，经过滤、计量后从权利要求6或7所述的喷丝板的喷丝孔中挤出；

(2)从所述喷丝孔中挤出的聚合物，在高速热气流的喷吹下，受到牵伸，形成超细熔喷纤维流。

(3)把短纤维汇入到熔喷纤维流中形成混合纤维流。

(4)所述混合纤维流在成网帘上凝聚成网，形成熔喷纤维无纺布。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤(1)中，由选自PP、PBT、PPS、PE中的一种聚合物切片经干燥后，通过熔融挤出，经过滤、计量后从权利要求8所述的喷丝板的喷丝孔中挤出。