[发明专利]利用棉纤维和涤纶纤维制备三维混杂纤维针刺毡的方法

说明书

本发明公开了利用棉纤维和涤纶纤维制备三维混杂纤维针刺毡的方法，先利用开布机分别将棉纤维纺织品和涤纶纤维纺织品开松成棉纤维絮和涤纶纤维絮；然后将棉纤维絮和涤纶纤维絮按比例放入混棉机中混合后，喂入混杂纤维于罗拉式梳理机，经锡林、道夫、工作辊和剥取辊进行除杂、混合、均匀成单纤维状，再将单纤维状梳理成薄网；接着利用交叉折叠铺网机将薄网制成纤维薄膜；最后对纤维薄膜进行反复针刺进行加固，得到三维混杂纤维针刺毡。本发明的方法，采用一种非织造针刺工艺制备三维混杂纤维针刺毡，针刺法是一种机械固网方法，与水刺工艺、湿法工艺相比，有利于减少环境污染，而且针刺技术工艺简单、可设计性强。

技术领域

本发明属于纺织科学与工程技术领域，具体涉及利用棉纤维和涤纶纤维制备三维混杂纤维针刺毡的方法。

背景技术

如今随着世界人口的不断增长和人们生活水平的日益提高，纺织品的应用领域逐渐扩大，世界纤维的产量也在逐步提高，显然全球性纺织品废弃物的产量也在大幅度增加。目前废旧纺织品的处理手段主要是焚烧和掩埋。焚烧会产生大量有毒气体，污染大气环境；掩埋会产生难降解物质，既造成资源浪费，又污染环境。因此，对纺织废弃物进行循环再利用，既可以减少资源浪费，又可以避免污染环境，这正是我国经济可持续发展的必然趋势。

我国是纤维生产和使用大国，每年不仅自己生产大量的各种纤维，而且还需要进口大量的纤维。据统计，我国纺织业每年消耗的棉、麻、化纤等纺织纤维原料达3500万吨，同时，每年在生产过程中生产的纺织边角料和家庭废弃的纺织品合计超过2000万吨，这不仅造成惊人的浪费，而且会对环境造成严重污染。据报道每使用1kg废旧纺织物，可降低3.6kg二氧化碳排放量，节约水6000L，减少使用0.2kg农药。因此相对于原材料的生产加工，纺织废料的回收和再利用将更加节能环保。在中国的废旧纺织品中化纤纺织品占70％，其中涤纶纤维纺织品占60％左右，天然纤维纺织品占30％，其中棉纤维废旧纺织品占15％左右。这些废旧纺织品理论上97％可以被回收利用，但实际上回收利用的废旧纺织品比例很低。目前，废旧纺织品的回收方式有化学回收和机械回收两大类。化学回收可以将废旧纺织品分解，制备成可循环利用的新物质。然而，废旧纺织品上有染料存在，而且各种服装的染料成分差别很大，因此，化学回收要消耗大量化学物质和能源，回收成本高。而机械回收具有成本低、易加工和可大规模生产的特点。然而，目前机械回收利用的废旧纺织材料大都进入性能和经济价值较低的二级市场，如作为墙体保温层的填充材料，因为经济价值和市场潜能较低，激发不起企业的兴趣。相比之下，纤维增强复合材料具有易加工、低密度、高比强度、耐磨性好、价格低廉、无危害等优点，广泛应用在汽车、家具、建筑等多个领域，具有广阔的发展前景。因为，我们想把废旧纺织品开松成维絮，用非织造布生产工艺才制造复合材料用纤维增强体。传统非织造布的生产工艺一般可分为三个过程：原料准备、纤维成网和纤维加固成型。原料准备是非织造布生产工艺的第一道工序，大多数天然纤维和化学纤维乃至成纤高聚物都可用于生产非织造材料。将纤维形成松散的随机排列的网状结构称为成网。纤网是非织造布的骨架，非织造布的成网方法主要有干法、湿法和聚合物直接成网法三大类。纤维成网工序所成的纤网强度很低，不能满足非织造布的使用要求，因此必须使纤网中的纤维彼此粘合或缠结，即对纤网进行加固以提高纤网强度。所以，固网是非织造布生产工艺过程中的关键工序，它对非织造布的强度和手感等性能有着决定性的影响。在非织造布的生产工艺中有一种针刺固网的工艺，它是利用三角截面(或其它截面)、棱边带钩齿的刺针对纤网进行反复针刺。钩齿穿过纤网时，将纤网面内纤维强迫刺入纤网内部。经过多次针刺，大量的面内纤维被引入到厚度方向，产生垂直纤维簇，使纤网中纤维互相缠结，形成面内和层间均有一定强度的三维网状预制体。针刺预制体克服了二维纤维结构层间性能弱的缺点，具有更高的损伤容限。而且针刺技术工艺简单、可设计性强，能够制备各种大尺寸、复杂形状的预制体，设备自动化程度高，很适合进行大规模批量生产。