CN101385921A - 一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料及其制备方法，其组成包括：一层羽毛非织造布(3)和两层纺粘非织造布(4)，它们是机械复合的；其制备包括：(1)羽毛纤维(1)和双组分纤维(2)按照1～2.5∶1的质量比例均匀混合，喂入气流成网机，得到羽毛非织造纤网(9)，再直接进入针刺机进行针刺加固，得到纤网(21)；(2)上述纤网(21)直接进入热风烘箱，进行热熔加固，得到羽毛非织造布(3)，上下各机械复合一层纺粘非织造布(4)，用卷绕装置卷绕成型，得到非织造过滤复合材料(5)。本发明非织造过滤材料均匀度好、不掉毛、有一定拉伸强力和撕裂强力、过滤性能好、可吸附重金属、染料、油污和有机溶剂等有害物质，制备方法简单。

Description

一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属非织造复合材料及其制备领域，特别是涉及一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料及其制备方法。

背景技术

我国是羽绒、羽毛及其制品的生产和贸易大国，羽绒、羽毛资源非常丰富，年产量达六十多万吨，国内已经形成300亿元的市场规模，占世界总产量的60％。目前，大约占总羽毛重量20％的羽绒作为保暖填充材料虽已得到广泛的应用，但剩下的大量羽毛纤维被作为废弃物处理，目前只有3-5％的做了利用，主要用作填充料，羽毛球及工艺品，少数提取蛋白质作肥料。国内外对羽毛及其制品的研究开发还停留在原材料粗加工的水平上。

羽毛按其形态、功能可分为正羽、绒羽和纤羽。纤维状绒羽是指由单根羽枝构成的，从绒羽的绒核和绒毛的羽干分离出来的羽枝被称为绒丝，绒丝柔软、纤细，另外羽毛的羽干根部也有许多柔软、纤细的羽枝，该羽枝从羽干分离后也被称为绒丝；正羽毛片分布的较绒丝粗硬的羽枝从羽干分离后被称为羽丝，羽丝平直没有卷曲，绒丝和羽丝的外部结构是由羽枝的主杆每间隔约50mm分布有小绒毛称为羽小枝，而羽小枝上又分布有结节和刺，由于这些的存在，使羽毛纤维与普通纺织纤维的区别在于表面又以分裂的形式布有许多超细、短纤维绒毛，使羽枝表面具有独特的绒感性，羽丝和绒丝呈蓬散状态，抱合力差。从长度和强力伸长分析，羽丝和绒丝是具有一定可纺性的，但是羽毛纤维具有完全不同于哺乳动物毛纤维的表面形态，没有明显的鳞片层，只有高低起伏的纵向排列的纹理，因而，羽毛纤维不存在缩绒现象，呈蓬散状态，卷曲少，静电高，这些不利于纤维的抱合，纺纱织布难度较大。若单纯用羽毛通过非织造工艺成网，强力低、掉毛飞毛严重，可行性很小。所以要改善非织造工艺将羽毛集合起来成网成片，成为可以利用的非织造材料。

对羽毛本身性质来说，羽毛可以很好的吸附水相的重金属离子、钙镁等金属离子和有害染料如孔雀绿、靛蓝FCF；羽绒羽毛也可以使吸附的油污和非水溶性有机溶剂瞬间凝胶化达到去除的目的。将羽毛非织造材料用于污水废水过滤，可以很好的处理掉有害物质。

CN1792833专利公开了一种羽绒在非水溶性有机溶剂污染防治中的用途，就是利用羽绒使吸附的非水溶性有机溶剂瞬间凝胶化这一吸凝特性，应用于制备防治非水溶性有机溶剂污染用的净化分离材料。羽绒可吸凝自身重量35～40倍的各类非水溶性有机溶剂，凝胶化过程2～10秒，饱和吸凝后可分离回收溶剂，净化材料再生。我国羽绒、羽毛资源丰富，加工成净化材料后既可对已经污染或正在污染的水体、水源或污泥进行治理，又可作为战略储备物资，将有机溶剂污染的末端治理变为源头防控。

CN1792834专利公开了一种羽绒在油污防治中的用途，利用羽绒使吸附的各类矿物油和食用油瞬间凝胶化的这一吸凝特性，应用于制备防治有无用的稀有材料。我国羽绒、羽毛资源丰富，加工成净化材料后既可对已经污染或正在污染的水体、水源或污泥进行治理，又可作为战略储备物资，将有机溶剂污染的末端治理变为源头防控。

CN02115366专利公开了一种由卷曲的纤维状羽毛绒制成的非织造布，该纤维状的羽毛绒是通过其卷曲状的羽枝主杆、羽枝主杆上的羽小枝、羽小枝上的结节和/或刺相互之间缠绕抱合或缠绕抱合粘接构成的；卷曲状羽绒的制作工艺：纤维状羽毛绒准备→化学软化变性处理和/或机械揉搓卷曲变型→挤压式热定型→定型卷曲纤维状羽毛绒，然后通过非织造工艺加工成卷曲的纤维状羽毛绒制成的非织造布；本发明的羽毛绒制成的非织造布具有弹性好、均匀度好、表面平整、耐水洗、不掉毛、不钻毛、保温性能高、抗拉强度大的特点。

CN1570273本发明提供一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其主要内容包括采用羽毛纤维为主要原料，通过一定比例与植物纤维浆配抄，从而生产出可以应用于多用途的特种纸张的工艺流程。本发明的利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺和现有造纸工艺相比较，具有成纸透气度更好、过滤性更佳、既充分利用了废物资源，变废为宝，减少环境污染，又能够节约木浆，降低成本，还能减少木材砍伐，符合当今环保的要求等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

与以往发明专利不同的是，本发明的羽毛没有经过特殊处理，就是直接从羽毛上分离的羽丝，而且混入了双组分纤维一起成网，得到的羽毛非织造布上下各复合一层非织造布，使制得的羽毛非织造过滤材料具有很好的过滤性能和吸附有害物质的特殊性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料及其制备方法，该非织造过滤材料均匀度好、不掉毛、有一定拉伸强力和撕裂强力、过滤性能好、可吸附重金属、染料、油污和有机溶剂等有害物质，制备方法简单。

本发明的一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料，其组成包括：一层羽毛非织造布(3)和两层纺粘非织造布(4)，它们是机械复合的。

所述的非织造过滤复合材料是由一层纺粘非织造布(4)，一层羽毛非织造布(3)，一层纺粘非织造布(4)制成。

所述的羽毛非织造布(3)克重范围为150-250g/m²。

所述的纺粘非织造布(4)选用丙纶、涤纶纺粘或熔喷布或具有一定强力和通透性、可阻挡杂质、净化介质等过滤性能的非织造布。

本发明的一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料的制备方法，包括：

(1)羽毛纤维(1)和双组分纤维(2)按照1～2.5：1的质量比例均匀混合，喂入Rando气流成网机，气流成网得到羽毛非织造纤网(9)，再直接进入针刺机进行针刺加固，针刺道数是2-4道，得到纤网(21)；

(2)上述纤网(21)直接进入热风烘箱，在120～130℃热熔加固5-10分钟，得到羽毛非织造布(3)，上下各复合一层纺粘非织造布(4)，用卷绕装置(23)卷绕成型，得到非织造过滤复合材料(5)。

所述的步骤(1)中羽毛纤维(1)未经特殊处理，是直接从鸡、鸭、鹅、孔雀或鸵鸟禽类羽毛羽片上分离去杂的羽丝。

所述的步骤(1)中双组分纤维(2)为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)双组分纤维或聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)ES双组分纤维，其中，低熔点PET纤维的熔点在110-200度。

所述的步骤(2)中复合为机械复合，复合装置(25)为一对压辊，上下轧辊的轧点都为纵条纹，且轧点相对应。

所述的步骤(2)中非织造布与羽毛非织造布的方向一致，都与复合装置(25)输出方向相同。

本发明的一种羽毛纤维(1)混合双组分纤维(2)的羽毛非织造布(3)，然后上下各复合一层非织造布(4)，制成非织造过滤复合材料(5)，复合后可做很好的过滤材料，可以通过改变纤网在Rando气流成网机的进出速度来改变纤网的厚度和密度，还可以调节针刺道数、针刺密度、进出网速度来改变纤网的针刺性能。其特征在于：该非织造材料中间羽毛层(3)，羽毛主体是羽丝(1)，它与双组分纤维(2)通过非织造工艺缠绕抱合和粘合在一起，双组分纤维(2)支撑羽毛层(3)，是该非织造布(3)的骨架。然后上下各复合一层非织造布(4)，制成非织造过滤复合材料(5)，该材料均匀度好、不掉毛、有一定拉伸强力和撕裂强力和良好的过滤性能，是具有可吸附重金属、染料、油污和有机溶剂等有害物质特殊性能的非织造过滤复合材料。

图3为本发明的气流成网和针刺工艺流程。羽毛纤维(1)和双组分纤维(2)经开松、除杂、混合后，喂入气流机，通过喂入罗拉(6)喂入高速回转的刺辊(7)，进一步梳成单纤维。在刺辊(7)的离心自力和气流(8)的联合作用下，纤维从锯齿上脱落，靠气流输送，凝聚在成网帘(10)上，形成纤网(9)。纤网由压网罗拉(12)和输网帘(11)握持喂入针刺区。针刺区由剥网板(13)、托网板(14)和针板(15)等组成。托网板(14)起托持纤网作用，承受针刺过程中的针刺力；针刺完成穿刺加工做回程运动时，由于摩擦力会带着纤网一起运动，利用剥网板(13)挡住纤网(9)，使针刺(16)顺利地从纤网中退出，以便纤网作进给运动，因此剥网板(13)起剥离纤网的作用。托网板(14)和剥网板(13)上均有与针刺(16)位置相对应的孔眼以便针刺(16)通过。在针刺过程中，纤网的运动由牵拉辊(17)传送出去。图4为平网热风粘合工艺。纤网(21)进入热风粘合，经热交换器(19)加热后，加热的热风(20)从烘箱上部吹入，穿过纤网后由下部旁侧的风机(18)抽出，然后经加热器(19)加热后再进入烘箱，热空气是循环工作的。纤网充分粘合加固得到羽毛非织造布(3)。图5为复合工艺生产流程。退绕装置(22)退绕下来的纺粘非织造布(4)首先经过导向辊(24)，导向辊(7)的作用是使羽毛非织造布(3)和纺粘非织造布(4)的角度变小，从而更利于复合。然后，把纺羽毛非织造布(3)和纺粘非织造布(4)在复合装置(25)进行机械复合，制得羽毛非织造过滤复合材料(5)，由卷绕装置(23)卷绕成型。

有益效果

(1)羽毛纤维与热熔纤维通过针刺、热熔加固等非织造工艺缠结粘合在一起，形成羽毛非织造材料，克服了羽毛不易抱合不易纺织的缺点，加大了羽毛的利用；

(2)羽毛非织造材料与纺粘非织造布复合得到羽毛非织造过滤复合材料，该材料均匀度好、不掉毛、有一定拉伸强力和撕裂强力，具有良好的过滤性能；

(3)与普通的化纤过滤材料相比，羽毛材料具有可吸附重金属、染料、钙、镁等金属离子、油污和有机溶剂等有害物质的特殊性能。

附图说明

图1为羽毛纤维混合低熔点PET双组分纤维制备的羽毛非织造布的结构组成示意图；

图2为羽毛非织造布与纺粘非织造布复合得到的羽毛非织造过滤复合材料的示意图；

图3为本发明的气流成网和针刺工艺流程图；

图4为本发明的热风粘合工艺流程图；

图5为本发明的复合工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

该羽毛非织造布由羽毛纤维(1)和低熔点PET双组分纤维(2)构成。羽毛纤维(1)和低熔点PET双组分纤维(2)以70：30的质量比例初步混合，调湿并加油去静电，再经开松、去杂、混合，然后喂入Rando气流成网仪形成纤网，调节进网喂入罗拉(6)和出网成网帘(10)的速度改变纤网密度在150-200g/m²之间，如图3。纤网送入针刺机，针刺道数设定为2道，如图3。再填入热风式烘箱如图4，热熔温度为120度，粘合时间为5分钟。复合装置中如图5，纺粘非织造布与羽毛非织造布的方向一致，都与机器输出方向相同。

实施例2

该羽毛非织造布由羽毛纤维(1)和低熔点PET双组分纤维(2)构成。羽毛(1)和低熔点PET双组分纤维(2)以60：40的质量比例初步混合，调湿并加油去静电，再经开松、去杂、混合，然后喂入Rando气流成网仪形成纤网，调节进网喂入罗拉(6)和出网成网帘(10)的速度改变纤网密度在150-220g/m²之间，如图3。纤网送入针刺机，针刺道数设定为3道，如图3。再填入热风式烘箱如图4，热熔温度为130度，粘合时间为5分钟。复合装置中如图5，纺粘非织造布与羽毛非织造布的方向一致，都与机器输出方向相同。

实施例3

该羽毛非织造布由羽毛纤维(1)和低熔点PET双组分纤维(2)构成。羽毛(1)和低熔点PET双组分纤维(2)以50：50的质量比例初步混合，调湿并加油去静电，再经开松、去杂、混合，然后喂入Rando气流成网仪形成纤网，调节进网喂入罗拉(6)和出网成网帘(10)的速度改变纤网密度在180-250g/m²之间，如图3。纤网送入针刺机，针刺道数设定为4道，如图3。再填入热风式烘箱如图4，热熔温度为130度，粘合时间为10分钟。复合装置中如图5，纺粘非织造布与羽毛非织造布的方向一致，都与机器输出方向相同。

以上三个实例得到的羽毛非织造布(4)，总体比较这三种产品，实例1的羽毛利用率最高，实例3的产品性能更好，强力最大，网最均匀，掉毛最少，实例2介于两者之间。

Claims (9)

1.一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料，其组成包括：一层羽毛非织造布(3)和两层纺粘非织造布(4)，它们是机械复合的。

2.根据权利要求1所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料，其特征在于：所述的非织造过滤复合材料是由一层纺粘非织造布(4)，一层羽毛非织造布(3)，一层纺粘非织造布(4)制成。

3.根据权利要求1或2所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料，其特征在于：所述的羽毛非织造布(3)克重范围为150-250g/m²。

4.根据权利要求1或2所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料，其特征在于：所述的纺粘非织造布(4)选用丙纶、涤纶纺粘或熔喷非织造布。

5.一种羽毛纤维的非织造过滤复合材料的制备方法，包括：

(1)羽毛纤维(1)和双组分纤维(2)按照1～2.5：1的质量比例均匀混合，喂入Rando气流成网机，气流成网得到羽毛非织造纤网(9)，再直接进入针刺机进行针刺加固，针刺道数是2-4道；

(2)上述纤网(21)直接进入热风烘箱，在120～130℃热熔加固5-10分钟，得到羽毛非织造布(3)，上下各复合一层纺粘非织造布(4)，用卷绕装置(23)卷绕成型，得到非织造过滤复合材料(5)。

6.根据权利要求5所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中羽毛纤维(1)未经特殊处理，是直接从鸡、鸭、鹅、孔雀或鸵鸟禽类羽毛羽片上分离去杂的羽丝。

7.根据权利要求5所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中双组分纤维(2)为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)双组分纤维或聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)ES双组分纤维，其中，低熔点PET纤维的熔点在110-200度。

8.根据权利要求5所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中复合为机械复合，复合装置(25)为一对压辊，上下轧辊的轧点都为纵条纹，且轧点相对应。

9.根据权利要求5所述的羽毛纤维的非织造过滤复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中非织造布与羽毛非织造布的方向一致，都与复合装置(25)输出方向相同。

Images