非织造材料以及制造此类材料的方法技术

技术编号:7133213 阅读:240 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在此提供了一种非织造材料及其形成方法,优选地使用一个气铺成型铺装头来形成一种无机的基础纤维与一种有机的粘合纤维的一个基本上扁平或平面的自支撑的芯层。在某些优选实施方案中,该非织造材料具有约3,000gsm或更大的基础重量。优选地,该有机的粘合纤维在单长丝中具有一种粘合组分以及一种结构组分。一方面,该无机粘合纤维的结构组分具有一种有效提供其强度的组成,因而该非织造材料可以用最小的努力手动切割。以这样的形式,该非织造材料适合于充当一个吸音天花板贴砖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】领域本领域涉及一种非织造材料连同其制造方法,并且更具体地是一种有效提供声音吸收的适合用作吸音天花板贴砖的非织造材料。背景一种典型的吸音天花板贴砖是一种非织造的结构,该结构包括一个用基础纤维、 填充剂、以及粘合剂制造的芯层。这些基础纤维通常是矿棉或玻璃纤维。这些填充剂普遍是珍珠岩、粘土、碳酸钙、或纤维素纤维。该粘合剂典型地是纤维素纤维、淀粉、胶乳、或类似的材料。一旦干燥,该粘合剂与其他材料形成粘合以形成一种纤维性网络,这个网络向该芯层提供了结构上的刚度。为了用作一种典型的天花板贴砖,该芯层应该是基本扁平的并且是自支撑的以便被悬吊在一种典型的天花板贴砖网格或类似的结构中。为了非织造结构适合于吸音天花板贴砖应用,它们总体上满足与防火等级和噪声降低相关的不同的行业标准以及建筑法规。例如,行业标准典型地限定天花板贴砖具有根据ASTM E84的A类防火等级,该等级总体上要求火焰蔓延指数小于25并且烟雾发展指数小于50。关于噪声降低,行业标准典型地限定吸音天花板贴砖具有的根据ASTM C423的噪声降低系数为至少约0. 55。吸音天花板贴砖常见地是通过湿铺法形成,该方法使用一种水性介质来输送贴砖组分并使其形成一个非织造的网片,该网片被用来形成吸音天花板贴砖的芯层。这种基本方法包括首先将不同贴砖成分掺混成一种水性浆料。然后将该水性浆料输送至一个流浆箱并分布在一个流动的多孔丝网上,以形成一个具有所希望的大小及厚度的均勻的毡片。 然后去除水并将该毡片干燥。接着通过切开、冲压、向该贴砖涂覆和/或层压一个饰面来将该干燥过的毡片最终处理成这个天花板贴砖结构。在该湿铺法中,水充当了这些不同的贴砖成分的输送介质。这种湿铺法是可接受的,因为可以获得高的生产速度而且因为可以使用低成本的原材料(例如,再循环的新闻用纸纤维、再循环的瓦楞纸、碎屑聚酯纤维、棉短绒、废弃织物、以及类似物)。然而,使用水来制造吸音天花板贴砖呈现了多个缺点,致使该方法以及所形成的产品达不到令人希望的程度。该湿铺法使用了大量的水来输送这些组分并使其形成该天花板贴砖结构。该大量的水必须在最后从产品中去除。因此,大多数湿法通过一个或多个步骤的自由排水、真空、 压缩、和/或蒸发来调节水的去除。这些方法步骤必然引起大的能量需求来输送并去除这些水。照这样,运用大体积的水来形成贴砖、连同随后对这些水的去除和蒸发致使这种典型的湿铺法因为高的设备及运行成本而是相对昂贵的。使用湿铺法也难以形成一种具有高的吸声特性的吸音天花板贴砖。在湿铺法中, 所形成的天花板贴砖由于该湿铺配方中的这些成分的性质而倾向于具有一个密封的表面。 具有一个密封表面的天花板贴砖一般会具有不够有效的吸音屏障,因为该贴砖是不够多孔的,这致使该贴砖比较不能吸收声音。该密封的贴砖表面实际上可能反射声音,这在吸音天花板贴砖中是一个不希望的特征。相信这些不希望的吸声特征会从该湿铺法中典型地使用的这些贴砖成分的亲水性质而发生。纤维素纤维(例如,再循环的新闻用纸),在天花板贴砖中常用作低成本的粘合剂和填充剂,是高度亲水性的并且吸引了大量的水。一部分是由于此类亲水性组分,湿铺的贴砖典型地具有约65%至约75%的高的入口湿度含量(tipple moisture content) (即,该板直接在进入干燥烘箱或烘干炉中之前的湿度水平),这增大了在干燥过程中蒸发的要求。其结果是,在干燥过程中因为水从这些亲水性组分中被去除,在这些贴砖成分上产生了高的表面张力。水作为一种极性分子赋予了其他组分表面张力。这种表面张力一般会造成贴砖表面以不够多孔的结构被密封。人们相信表面张力会将贴砖中的要素彼此拉近, 从而使该结构致密化并在该方法中封闭这些贴砖孔隙。因此,湿铺生产的天花板贴砖要求进一步的处理来将贴砖穿孔,以实现可接受的噪声降低。因此,尽管由于提高的生产速度以及使用低成本材料的能力,湿铺法是可接受的,但是当对产品要求吸音特性时,使用水作为一种输送介质致使该方法以及得到的产品不够有成本效益。在某些情况下,在吸音天花板贴砖中也可以使用一种胶乳粘合剂,并且它在使用矿棉作为基础纤维的湿铺法中经常是优选的。然而,胶乳一般是天花板贴砖配方中所采用的最昂贵的成分,因此,希望的是限制使用这种相对高成本的成分。在天花板贴砖中常用的其他粘合剂是淀粉以及如以上描述的纤维素纤维。然而,淀粉和纤维素是亲水性的并且趋向于在处理过程中吸引水并且产生以上描述的高表面张力的问题。其他非织造结构(如尿布、卫生揩布、过滤介质、以及汽车隔热层)可以通过一种气铺法形成,该方法是用空气作为对形成非织造材料的这些不同成分的输送介质。一种气铺法消除了输送并去除水的需要;然而,配方中的所有成分必须是在空气流中可输送的。其结果是,重的、稠的、或长的纤维连同液体组分普遍不适用于气铺法。就是说,在天花板贴砖制造中常用的液体树脂粘合剂和/或胶乳粘合剂普遍不能用在气铺法中。因此,典型的气铺法优选短的玻璃纤维用作基础纤维(即,长度约10mm),与一些类型的热可熔的或热粘结的纤维一起,如一种单组分或一种双组分的粘合纤维。一旦形成一种非织造材料,将这些热粘合纤维加热以熔化该纤维的一部分,以便将该基础纤维结构粘在所希望的芯层结构内。WO 2006/107847 A2披露了使用双组分的热粘合纤维以及合成的或纤维素基质纤维来形成汽车绝缘层以及天花板贴砖结构的气铺法。在一个实例中,该‘847公开文件描述了 30%的双组分纤维以及70%的纤维素纤维(绒毛)的一种天花板贴砖组合物,该组合物提供了超越商业矿棉和玻璃纤维天花板贴砖的改进的吸音特性。尽管提供了改进的吸音特性,‘847公开文件所披露的天花板贴砖结构具有以下缺点即它们总体上不满足目前的由行业标准限定的用作天花板贴砖的防火规范等级。通过在天花板贴砖中使用70%的纤维素纤维(连同100%的有机纤维),预期该‘847公开文件的所形成的基础毡片由于这样高水平的纤维素以及有机纤维而将不满足ASTM E84对天花板贴砖的防火规范要求。以上‘847公开文件以及US 2006/0137799 Al进一步建议,可以使用气铺法用玻璃纤维和双组分纤维一起来制造非织造的结构。尽管玻璃纤维将提供行业标准下增强的防火等级,但是具有短尺寸适用于气铺法的玻璃纤维相对于其他原材料而言是一种更昂贵的原材料并且具有健康和环境的缺点。例如,玻璃纤维可能对人体皮肤、眼睛、以及呼吸系统造成刺激。许多机构将玻璃纤维视为一种对皮肤、眼睛以及上呼吸道的强烈的身体刺激物。 总体而言,纤维的尺寸越小,这种刺激越严重。在某些情况下,如果充分暴露于玻璃纤维中, 这些纤维可能产生刺激皮炎以及呼吸困难。在其他情况下,一些研究已经显示,玻璃纤维在与灰尘、污垢、以及水分结合时可能是一种对于霉菌、真菌、以及某些细菌的微生物生长而言的良好介质。如以上所指出,矿棉也常用在吸音天花板贴砖中来提供增强的防火等级,因为矿棉可具有高达2200° F的熔点,这甚至比常见的玻璃纤维更高。在湿铺法中常用的矿棉与淀粉或胶乳粘合剂一起来形成吸音天花板贴砖。然而,由于典型的矿棉的磨损性质以及高的渣球含量(shot content) (S卩,在某些情况下高达约60%),这种原材料一般不推荐用在气铺法中,因为这种矿棉纤维的磨损性质趋向于对气铺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非织造材料,包括:一种无机的纤维以及一种多组份粘合纤维;该多组份粘合纤维在单长丝中具有一种低熔点的组分以及一种高熔点的组分;一种低熔点的组分的熔点充分小于一种高熔点组分的熔点;以及约3,000gsm或更大的基础重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·S·米勒
申请(专利权)人:USG内部股份有限公司
类型:发明
国别省市:US

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