针刺无纺布、其制造方法和由该无纺布形成的过滤器和吸音材料技术

本发明专利技术提供了一种新颖的针刺无纺布，其由熔点相同或接近的、相同种类或不同种类的短纤维，尤其是一种单熔点短纤维制成，所述无纺布的硬度仍然足以使该无纺布能够自支撑而具有形态保持性，并且可以作打褶处理。所述无纺布还具有良好的可模制成型性和抗压强度。本发明专利技术还提供了上述无纺布的制造方法，以及由上述无纺布作为制造过滤元件的材料所形成的过滤器，所述过滤器中的无纺布不需任何支撑框架而保持形态。本发明专利技术还提供了上述无纺布作为吸音材料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针刺无纺布、其制造方法和由该无纺布形成的过滤器和吸音材料
本专利技术涉及无纺布、其制造方法和由该无纺布作为制造过滤元件的材料所形成的过滤器及作为吸音材料的用途，所述无纺布具有良好的硬度、挺度、可模制成型性和抗压强度。专利技术背景无纺布，也称为不织布、非织造布，是一种不需要纺纱织布而形成的织物，它具有良好的过滤性、透气性和吸附性，非常适合用作过滤器的过滤元件。现有的针刺无纺布(felt)一般质地较软，不能进行打褶处理。所以采用现有的针刺无纺布无法做成褶皱形状的过滤器，以增大过滤面积。而且，现有的针刺无纺布不具有可模制成型性，即不能通过模压操作成各种形状，或者在模压成型后不能够保持该形状。因此，现有技术中还没有公开一种刚度较高以使其能够自支撑而具有形态保持性和模制成型性，并且能够打褶的针刺无纺布(felt)；也没有发现由针刺无纺布(felt)做成的褶皱形状过滤器，其中针刺无纺布可以自支撑而形成过滤器的过滤介质，不需使用支撑框架。申请人于2011年2月28日提交的PCT国际专利申请PCT/CN2011/071371公开了一种无纺布及其制造方法以及由该无纺布形成的过滤器，所述无纺布由包括低熔点短纤维和高熔点短纤维的至少两种短纤维制成。该专利技术的特征在于，所述低熔点纤维层是固化的材料，尤其是具有在被加热熔融之后可以固化的性质，以致于由此形成的无纺布能够自支撑而具有形态保持性。所述无纺布的硬度足以使该无纺布能够自支撑而具有形态保持性，并且所述无纺布具有可模制成型性。它具有优异的硬度或刚度或坚挺度，卓越的成型性，并且抗压强度非常高。此外，所述针刺无纺布制造成皱褶形状，可用于皱褶形状的过滤器以增大过滤面积，不需任何支撑框架。但是上述PCT国际专利申请中的针刺无纺布需要采用两种不同熔点的短纤维来制造，所需的材料较多且制造过程相对复杂，成本较高。众所周知，声音在室内空间往往会产生回音，例如硬的墙壁和广阔的空间(如礼堂、教室、体育场、电影院等等)都会因回音较大而产生反射噪音，以致于声音不断地重叠或混淆不清。要消除这种现象以便让声音更加清晰，需要在墙面或天花板表面设置吸音材料以降低回音的产生。吸音材料为疏松多孔的透气性材料，例如玻璃纤维棉、岩棉、海棉和泡沫等等。但玻璃纤维对人体和环境有害，容易风化，导致吸音性能下降和使用寿命短。岩棉和海绵的吸音性能低，容易变形，易燃，燃烧时放出有毒气体。因此，有需要提供一种具有吸音性能高、阻燃、形态稳定、重量轻等特点的吸音材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种无纺布，它易于制造且成本较低，以克服现有技术的缺点，并且仍然保持良好的硬度、刚度、坚挺度和成型性，且抗压强度较高，足以用于模制成各种形态的自支撑过滤元件等部件。本专利技术的另一个目的是提供上述无纺布的制造方法和由该无纺布形成的过滤器。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种无纺布，所述无纺布由熔点相同或接近的单独一种短纤维或者不同种类的短纤维制成，较佳地由单熔点的一种短纤维制成。所述无纺布的硬度仍然足以使该无纺布能够自支撑而具有形态保持性，并且所述无纺布具有可模制成型性。理论上来说，各种熔点的短纤维都可以适用于本专利技术，例如，聚酯、涤纶、丙纶、尼龙、亚克力、锦纶、粘胶纤维、腈纶、乙纶和氯纶。但在实践中，由于所述无纺布所制成的产品(如过滤器)的工作温度通常为室温(25℃)或者高达几十摄氏度甚至100℃，用于制造所述无纺布的短纤维的熔点通常需要在80℃或者100℃以上。优选地，所述短纤维是聚丙烯(polypropylene，简称PP)，其熔点是约130℃。聚丙烯是一种结晶聚合物，虽然其各种晶型的熔点约为150℃至176℃，但实际的短纤维产品可以是例如无规共聚的聚丙烯，其熔点略低一些，可以为约130℃。优选地，所述无纺布按照以下方式得到：在所述短纤维形成坯布后，将所述坯布在高于所述短纤维熔点的温度下进行短时间的热处理，使一部分短纤维熔化为熔融状态而缠结着其余未熔融的那部分短纤维，然后经过快速冷却而形成。其余的步骤可以与上述PCT/CN2011/071371中的制造步骤基本相同。对于聚丙烯构成的短纤维，所述热处理温度分别是例如130℃-160℃，或者是180℃-200℃，所述短时间的热处理是控制坯布在烘箱中的停留时间，例如使坯布以约4-5米/分钟的速度穿过处于所述热处理温度的烘箱，例如以约30秒/平方米坯布的速度来加热坯布，由此使坯布中的一部分短纤维熔化，熔化的部分所占的比例约为坯布的30-80％，优选地为60-70％；然后坯布被快速冷却，使其固化硬化成为单熔点无纺布。当在将所述单熔点无纺布模制为各种形状时，可以在低于短纤维熔点的温度下稍为加热所述无纺布，例如用于聚丙烯的100℃，使其软化、但不会熔化，以便易于模制得到所需的形状。所述无纺布可以是通过针刺或水刺定型获得的无纺布。本专利技术的无纺布特别适合用作气-固和液-固分离过滤器的过滤元件。因此，本专利技术还提供了一种过滤器，采用本专利技术的无纺布作为制造该过滤器的过滤元件的材料，所述过滤元件是自支撑的，无需使用任何支撑结构。本专利技术还提供了一种针刺无纺布的制造方法，包括下列步骤：1)将棉花状的熔点相同或接近的相同种类或者不同种类的短纤维放入混棉箱中使其混合均匀以制成层状纤维层，所述短纤维可以是单独一种短纤维；2)将混合后的纤维输送到梳理机中梳平；3)将梳平之后的纤维再送到铺网机中使其铺呈成网状平面；4)将网状平面的纤维送入成型机中进行定型处理，制成坯布；5)在高于所述短纤维熔点的温度下对所述坯布进行短时间的热处理，使一部分所述短纤维熔化，所述熔化的短纤维变成熔融状态而缠结着未熔化的另一部分短纤维，其中熔化的部分纤维所占的比例约为坯布的30-80％，优选地为60-70％；6)冷却所述热处理后的坯布，使熔化的短纤维固化，得到所述无纺布。如上所述，所述短纤维可以是聚丙烯，其熔点为约130℃或150℃至176℃，所述热处理的温度分别是例如130℃-160℃，或者是180℃-200℃。为了达到一部分纤维熔化缠绕着保持未熔融状态的另一部分纤维，需要对坯布作如下热处理：使坯布以一定的速度，例如约4-5米/分钟的速度穿过处于所述热处理温度的烘箱，即以约30秒/平方米坯布的速度来加热坯布，由此使坯布中的约30-80(重量)％，优选地为60-70(重量)％的短纤维熔化。在所述热处理过程中，可以采用热风以垂直方向吹向坯布的上下表面，使热风直接穿透坯布，使内部的低熔点纤维层获得更好的加热效果。在所述冷却过程中，可以将例如200kg重的冷却辊以自重形式或者通过油压方式向下压在坯布上，对所述坯布进行快速冷却。在上述方法的步骤4)中，所述定型处理包括采用选自针刺、水刺、热合、热粘合、浆粕气流成网、湿法或缝编的工艺步骤来形成坯布。本专利技术的无纺布的邵氏A硬度可以高达50-80度。所述无纺布的克重在250至3000g/m2范围内。经测试发现，本专利技术的无纺布的硬度与上述国际专利申请PCT/CN2011/071371中采用高低熔点的不同短纤维层所制成的无纺布的硬度相若，足以用于制成例如自支撑过滤器等产品，以及例如可以打褶。与上述现有技术相比，本专利技术只采用一个熔点的短纤维，可以明显降低材料成本和制造成本以及节省制造时间。具体实施方式本专利技术是对同本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种针刺无纺布，其特征在于，所述无纺布由熔点相同或接近的相同种类或不同种类的短纤维制成，所述无纺布的硬度足以使该无纺布能够自支撑而具有形态保持性，并且所述无纺布具有可模制成型性，所述针刺无纺布能够被模压成所需的形状，且在模压成型后在使用中能保持所述形状的形态，所述针刺无纺布的克重在250-3000g/m2范围内，其中，所述短纤维中的30-80重量％被加热至熔化为熔融状态而缠结着其余未熔融的短纤维。2.根据权利要求1的针刺无纺布，特征在于，所述无纺布按照以下方式得到：在所述短纤维形成坯布后，将所述坯布在高于所述短纤维的熔点的温度下进行热处理，使得所述短纤维中的所述30-80重量％熔化为熔融状态而缠结着其余未熔融的短纤维，然后经过快速冷却所形成的。3.根据权利要求1或2的针刺无纺布，特征在于，所述无纺布由一种单熔点短纤维制成。4.根据权利要求3的针刺无纺布，特征在于，所述短纤维是熔点是130℃或150℃-176℃的聚丙烯。5.根据权利要求2的针刺无纺布，特征在于，在热处理时被熔化的部分在所述短纤维中所占的比例是60-70重量％。6.根据权利要求1的针刺无纺布，特征在于，所述无纺布的邵氏A硬度为50-80度。7.根据权利要求1的针刺无纺布，特征在于，所述无纺布是能够打褶的。8.根据权利要求1或2的针刺无纺布，特征在于，所述短纤维是聚酯、丙纶、尼龙、亚克力、粘胶纤维、腈纶、乙纶或氯纶。9.一种过滤器，特征在于，采用根据权利要求1-8之一的针刺无纺布作为制造所述过滤器的过滤元件的材料。10.根据权利要求1-8之一的针刺无纺布作为吸音材料的用途。11.一种制造权利要求1-8之一的针刺无纺布的方法，包括下列步骤：1)将棉花状的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴莹旭，
申请(专利权)人：崇鸣投资有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81