CN101892527B - 微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料，它是由一种双组分微纤维与粗纤维共生的新型纤维性材料；本发明还公开了该纤维集聚材料的生产工艺，将原料经喷丝模口直接熔融纺丝的熔化状态的聚烯类微纤维微包裹在具有形状恢复记忆功能的聚酯类粗纤维的外围，该形状恢复记忆粗纤维是作为气穴形成的载体，然后迅速冷却至常温固化，最终形成具有不规则气穴的微纤维集聚材料。本发明的材料可用于制作滑雪衫、野外帐篷、军事作战服、士兵野外露营保暖装备、睡袋、登山服、保暖内衣、手套、鞋履的保暖材料，亦用于制作各种汽车吸声隔热内饰材料等。
Description
技术领域
本发明涉及一种微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料及其生产工艺。
背景技术
目前市场上的保暖材料主要有三种。一是天然材料，如棉花絮料、羽绒、羊毛皮蚕丝绒等；二是由单一纯化纤材料制成的，如喷胶棉絮片、针刺絮片等；三是多种材料经过复合加工制成的，如市场上的太空棉、南极棉、太阳绒等。
天然纤维由于来源紧张，洗涤不便，易板结，比重偏大以及易虫蛀等缺点，其应用受到很大限制。化纤絮片虽然具有较好的可裁性、可缝性、耐穿性和可洗性，但吸湿性和透气性较差，穿着时有闷热感。多种材料复合加工而成的保暖材料，因其加工过程往往会添加一些化学粘结剂，或由不透气的膜材料隔离等，在环保、对人体健康有伤害，同时膜材料阻碍透气性，人体穿作时舒适度降低。
另外在隔音吸音方面使用的材料，大都是由海绵、石棉、玻璃纤维、毛毡、橡胶板等，这些材料在使用过程中存在很多缺陷，如：海绵的减震和隔音性能较差。吸水能力强、容易吸附灰尘，阴雨天或洗车后车重大大增加，容易引起对车身的锈腐！此外，未经过特别处理的海绵防火性差，一般不阻燃。麻毡、毛毡减震效果一般，虽有一定吸音、隔音能力，不防水、不防腐。玻璃纤维缺点是，松散纤维易污染环境；内有气孔，相互连接，水汽能够非常容易的浸入，个别产品外加防护层，如有破损，即可导致污染，对健康造成威胁，无吸音能力。橡胶板有异味，容易发粘或脱落。
发明内容
发明目的：本发明目的是为了解决现有技术的不足，提供一种在保暖、隔热、吸声、隔音机理及效果方面有显著提高的微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料。
本发明的另一个目的是为了提供该微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺。
本发明采用的技术方案：一种微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料，它是一种聚烯类高分子颗粒形成的微纤维与形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维的共生体，所述纤维集聚材料的厚度大于0.5cm，密度大于20kg/M3，透光率小于20％。
上述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，包括以下步骤：
①将聚烯类高分子颗粒熔化后经挤出机挤入熔体计量泵，经熔体计量泵输送至喷丝模口内，喷出微纤维；
②在喷丝模口的下方设有气穴形成腔体，在气穴形成腔体的一侧，由风机将经过筛选的形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维连续送入腔体内，送入腔体内的形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维不断被上部喷出的熔化状态的微纤维包裹，形成气穴；
③将形成的气穴在风压的推力下进入气穴扩张箱体扩张后，形成蓬松的、内部细小气穴的纤维集聚材料；
⑤在气穴扩张箱体的下方设有连续运转的网帘接收装置，网帘的下方设有负压抽吸装置，将形成的纤维集聚材料吸附在网帘上，输送至收卷装置收卷即可得到所述的纤维集聚材料。
所述的喷丝模口的两侧设有高速高温空气流装置，对喷丝模口内的纤维进行拉伸。
作为优选，所述喷丝模口是长条形倒三角形，喷丝模口的横向长度大于40cm，所述的喷丝模口在横向方向线性排列有数个直径为0.2-0.35mm的喷丝孔，所述喷丝孔间的距离为0.2-2mm。
作为进一步优选，所述喷丝模口的横向长度大于100cm，喷丝孔间的距离为0.3mm，喷丝孔的直径为0.25mm。。
微纤维与形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维形成共生体在风压的推力下进入腔体下方的气穴扩张箱体所述的气穴扩张箱体是依据“阿尔法”原理设计的，所述的气穴进入口小，纤维集聚材料出口大，内部设有一喉管式通道；材料通过阿尔法扩张箱后固化，可以具有很好的蓬松度和柔和的手感。
作为优选，所述微纤维的平均直径小于6μm，优选平均直径小于4μm，更优选平均直径小于2μm；所述粗纤维的平均直径为10-40μm，长度为2-8cm，优选平均直径为20-30μm，优选长度为4-6cm。
作为优选，所述的网帘接收装置与扩张箱体出口的距离为20-70cm，通过调节接收距离，可获得蓬松度不同的材料。
有益效果：本发明纤维集聚材料的气穴是由形状恢复记忆功能的粗纤维最为载体而获得的，所以该材料具有很好的可压缩性和蓬松度，同时具有很好的抗压形状恢复功能；该聚集体所形成的细小气穴被微纤维包裹分隔，气穴内的空气对独立，具有阻尼气流传导热量及阻尼声波传导的功能；可用于吸收依赖空气介质传导的各种声能及热能，也可用于保暖隔热；由于材料的透光率小于20％，可使材料不过于蓬松和气穴不过大。
该材料能阻止水滴通过，但人体的汗湿气可以通过，能把热对流和热幅射传递作用降至最小，由于纤维较细，手感极为柔软，吸湿性能较差，因此即使在潮湿的环境中，仍能保持较好的保暖性能；能阻止空气的对流及传导，阻止热量的丧失，吸收更多的能量，具有一定抗压性，作为新型吸声隔热材料，可用于汽车、游艇、高铁、飞机、家电、家装、工业隔音吸音场所。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明气穴扩张箱体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
将聚丙烯高分子颗粒经挤出机熔化后挤入熔体计量泵，经熔体计量泵输送至一喷丝模口内，喷丝模口的两侧由高速高温空气流对模口纤维进行拉伸，获取微纤维。纤维细度选择平均直径2微米，喷丝模口设在一气穴形成腔体的上方，处于熔化状态的微纤维在气穴腔体内迅速将粗纤维包裹，形成气穴。在气穴形成腔体的一侧，由一风机将经过筛选的粗纤维连续送入腔体内，送入腔体内的粗纤维不断被上部喷出的融化状态的微纤维包裹。选择形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维，纤维细度平均直径20微米之间，长度为4cm。气穴形成箱内的微纤维与粗纤维形成共生体在风压的推力下进入腔体下方的气穴扩张箱体，微纤维与粗纤维的共生体经扩张箱体扩张后，形成一蓬松的、内部有细小气穴的纤维集聚材料。在扩张箱体的下方50厘米处设有一连续运转的网帘接收装置，网帘的下方有一负压抽吸装置，在扩张箱体出口处形成负压，使形成的纤维集聚材料被吸附在网帘上，输送至收卷装置，收卷成可供使用的符合本发明的纤维集聚材料。该纤维集聚材料选择每平方米克重分别选择70克、100克、200克。保暖测试数据如下：
实施例2
将聚丙烯高分子颗粒经挤出机熔化后挤入熔体计量泵，经熔体计量泵输送至一喷丝模口内。喷丝模口是一在横向方向上拥有线性排列的间隔为0.3毫米的喷丝孔，喷丝孔的直径选择0.25毫米。喷丝模口的横向长度大于100厘米。喷丝模口的两侧由高速高温空气流对模口纤维进行拉伸，获取微纤维。纤维细度选择平均直径2微米，喷丝模口设在一气穴形成腔体的上方，处于熔化状态的微纤维在气穴腔体内迅速将粗纤维包裹，形成气穴。在气穴形成腔体的一侧，由一风机将经过筛选的粗纤维连续送入腔体内，送入腔体内的粗纤维不断被上部喷出的融化状态的微纤维包裹。选择形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维，纤维细度平均直径20微米之间，长度为4cm。气穴形成箱内的微纤维与粗纤维形成共生体在风压的推力下进入腔体下方的气穴扩张箱体，微纤维与粗纤维的共生体经扩张箱体扩张后，形成一蓬松的、内部有细小气穴的纤维集聚材料。在扩张箱体的下方60厘米处设有一连续运转的网帘接收装置，网帘的下方有一负压抽吸装置，在扩张箱体出口处形成负压，使形成的纤维集聚材料被吸附在网帘上，输送至收卷装置，收卷成可供使用的符合本发明的纤维集聚材料。该纤维集聚材料选择每平方米克重分别选择300克。
吸声测试数据如下：
| 试样编号 | 面密度(g/m2) | 平均自然厚度(mm) | 微纤维直径(um) |
| 4# | 301.16 | 21 | 1.78 |
实施例3
将聚丙烯高分子颗粒经挤出机熔化后挤入熔体计量泵，经熔体计量泵输送至一喷丝模口内。喷丝模口是一在横向方向上拥有线性排列的间隔为0.3毫米的喷丝孔，喷丝孔的直径选择0.25毫米。喷丝模口的横向长度大于100厘米。喷丝模口的两侧由高速高温空气流对模口纤维进行拉伸，获取微纤维。纤维细度选择平均直径2微米，喷丝模口设在一气穴形成腔体的上方，处于熔化状态的微纤维在气穴腔体内迅速将粗纤维包裹，形成气穴。在气穴形成腔体的一侧，由一风机将经过筛选的粗纤维连续送入腔体内，送入腔体内的粗纤维不断被上部喷出的融化状态的微纤维包裹。选择形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维，纤维细度平均直径20微米之间，长度为4cm。气穴形成箱内的微纤维与粗纤维形成共生体在风压的推力下进入腔体下方的气穴扩张箱体，微纤维与粗纤维的共生体经扩张箱体扩张后，形成一蓬松的、内部有细小气穴的纤维集聚材料。在扩张箱体的下方50厘米处设有一连续运转的网帘接收装置，网帘的下方有一负压抽吸装置，在扩张箱体出口处形成负压，使形成的纤维集聚材料被吸附在网帘上，输送至收卷装置，收卷成可供使用的符合本发明的纤维集聚材料。该纤维集聚材料选择每平方米克重分别选择400克。
吸声测试数据如下：
| 试样编号 | 面密度(g/m2) | 平均自然厚度(mm) | 微纤维直径(um) |
| 5# | 402.56 | 34 | 1.82 |
Claims (9)
1.一种微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料，其特征在于：它是一种聚烯类高分子颗粒形成的微纤维与形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维的共生体，所述纤维集聚材料中含有气穴，气穴的体积为所述纤维集聚材料自然状态下体积的20％-70％，所述纤维集聚材料的厚度大于0.5cm，密度大于20kg/M3，透光率小于20％。
2.根据权利要求1所述的一种微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
①将聚烯类高分子颗粒熔化后经挤出机挤入熔体计量泵，经熔体计量泵输送至喷丝模口内，喷出微纤维；
②在喷丝模口的下方设有气穴形成腔体，在气穴形成腔体的一侧，由风机将经过筛选的形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维连续送入腔体内，送入腔体内的形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维不断被上部喷出的熔化状态的微纤维包裹，形成气穴；
③将形成的气穴在风压的推力下进入气穴扩张箱体扩张后，形成蓬松的、内部细小气穴的纤维集聚材料；
④在气穴扩张箱体的下方设有连续运转的网帘接收装置，网帘的下方设有负压抽吸装置，将形成的纤维集聚材料吸附在网帘上，输送至收卷装置收卷即可得到所述的纤维集聚材料。
3.根据权利要求2所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：所述的喷丝模口的两侧设有高速高温空气流装置。
4.根据权利要求2所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：所述喷丝模口是长条形倒三角形，喷丝模口的横向长度大于40cm，所述的喷丝模口在横向方向线性排列有数个直径为0.2-0.35mm的喷丝孔，所述喷丝孔间的距离为0.2-2mm。
5.根据权利要求2所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：微纤维与形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维形成共生体在风压的推力下进入腔体下方的气穴扩张箱体，所述的气穴扩张箱体是依据“阿尔法”原理设计的，所述的气穴进入口小，纤维集聚材料出口大，内部设有一喉管式通道。
6.根据权利要求2所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：所述微纤维的平均直径小于6μm；所述形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维的平均直径为10-40μm，长度为2-8cm。
7.根据权利要求6所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：所述微纤维的平均直径小于4μm；所述形状恢复记忆功能的聚酯涤纶粗纤维的平均直径为20-30μm，长度为4-6cm。
8.根据权利要求7所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：所述微纤维的平均直径小于2μm。
9.根据权利要求2所述微纤维包裹细小气穴形成的纤维集聚材料的生产工艺，其特征在于：所述的网帘接收装置与扩张箱体出口的距离为20-70cm。
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