专利名称：一种多组分纺粘非织造加筋复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属复合材料及制备领域，特别是涉及一种多组分纺粘非织造加筋复合材料及其 制备方法。
技术背景目前，在土工布材料、农业用布材料、合成革基布材料、建筑材料、特殊军用非织造 材料、过滤材料、服装材料、包装材料等领域对强度要求高的情况下，克重一般会很大， 使其应用收到很大限制，并且存在透气性不好，特别在需要封合性能的情况下，存在封口 慢，易开口等缺点。单独用单组分纺粘布无法达到强度高、封合性能好、剥离强度高等要 求，多组分纺粘非织造加筋复合材料不仅强度高，而且在复合布中，剥离强度极高，易封 合等，因为复合或者封合过程中，双组分纺粘纤维的外层PE熔化，里层PET或者PP完 好无损伤，使复合或者封合得更紧密，到达剥离强度高、易封合等特点，在中间加上筋格 层，大大增加了强力，使得多组分纺粘非织造加筋复合材料可以在很多领域应用。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种多组分纺粘非织造加筋复合材料及其制备方 法，以克服现有技术中同克重材料强度低、复合材料剥离强度低的缺陷。本发明的一种多组分纺粘非织造加筋复合材料，其组成包括由聚乙烯PE和聚丙烯PP 或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET纤维构成的两层纺粘纤维MINERVA层(1， 3)和由聚丙烯 PP或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚乙烯PE长丝纤维构成的加筋中间层(2)，MINERVA 层与筋层之间是粘合的，如图l、图2所示。所述的MINERVA层结构为皮芯型、并列型或剥离型结构中的任一种，如图3、 4、 5 所示，筋层结构是网格或纱罗织物层。所述的PE为高压聚乙烯(HDPE)或低压聚乙烯(LDPE)聚合物。所述的HDPE或LDPE的熔融指数范围为10-40g/10min，密度范围分别是0.95-0.97 和0.92-0.95g/cm3。所述的加筋网格或纱罗织物由聚丙烯PP长丝组成，其规格为克重6-10g/m2，丝线 直径0.10-0.3mm，组织结构为经纬上下交织成"井"字形，如图7所示，网眼面积20-120mm2， 节点高度为0.2-0.4mm。本发明的一种多组分纺粘非织造加筋复合材料的制备方法，采用由多组分纺粘机械 (4)，退巻装置(5)组成的生产线，如图3所示，其制备包括(1) 由PE和PP或PET聚合物经过多组分纺粘机械中的干燥装置、螺杆挤压机、过 滤器进行干燥、挤压、过滤，然后送入纺丝箱体，喷丝板生产出的复合纤维再经过侧吹风、 窄狭缝气流牵伸、摆丝装置，成网形成纺粘纤维MINERVA层；(2) 由退巻装置退巻，当纺粘MINERVA层网帘运动到退巻装置(5)时，退巻装置 把加筋网格或纱罗织物铺到运动过来的网帘上，形成筋层；(3) 网帘继续运动到多组分纺粘机械(4)处，多组分纺粘机械喷出的纺粘纤维丝再 铺到网帘上形成另一个纺粘纤维层，加固形成多组分钫粘非织造加筋复合材料。步骤(1)所述的干燥工艺控制工作温度100-190°C，干燥能力200-700kg/h;螺杆挤压机工艺控制工作室温度130-350±rC，挤出量100-400kg/h;侧吹风工艺控制环境送风，风温度15-25 °C，湿度60-90%; 工艺送风，风温度11-24。C，湿度6i2T;成网机工艺控制纺粘头下吸风转数500 2800rmp;纺粘头辅助吸风转数 500 2800rmp;纺粘头辅助吸风转数500 3000mip;纺粘头成网热预压辊温度100~300°C; 网带速度S400m/min;网带张力1.7 1.9bar。所述的多组分复合纺粘纤维为PE/PET时，其生产工艺条件控制为干燥工艺PET 为170-180°C， PE不需要干燥；螺杆挤压机工作温度控制PET为275-305±l °C， PE为 170-240±1°C;纺丝箱体温度PET为295-325±l°C， PE为190-260±1 °C。所述的多组分复合纺粘纤维为EP (即PE/PP)时，其生产工艺条件控制为螺杆挤压 机工作温度控制PE为170-240±1°C，PP为200-270±l °C;纺丝箱体温度为PE为230-280±l 。C， PP为250。C一32(TC。步骤(2)所述的退巻操作中，为了保证连续、稳定、高速的生产，退巻装置必须满足 以下两点要求①退巻必须是主动的，而且必须保证退巻线速度与纤网运行线速度相同； ②能在短时间内自动换巻，当第一巻退完后，第二巻能立刻退巻，即生产时退巻装置为两套， 轮流交替退巻(与木浆纸退巻装置类同)，换巻可采用人工。步骤(3)所述的加固方式是网帘将纤网送至热轧机热压，经张力调节机、成巻机与分切机加工成热轧产品或超声波复合加固或在网帘上成网后的纤网输送至预水刺机、主水 剌机水剌，经张力调节机、切边成巻机加工成水刺产品。经过大量的实践，本发明更加倾向于如下品种的生产PE/PP纺粘+筋网格+PE/PP纺粘的热压非织造布，PE/PP纺粘+筋网格+PE/PP纺粘的水刺非织造布，PE/PP纺粘+筋网格 + PE/PP纺粘的超声波加固的非织造布，PE/PP纺粘+筋网格+ PE/PP纺粘的针刺非织造布；PE/PET纺粘+筋纱罗组织+ PE/PET纺粘的热压非织造布，PE/PET纺粘+筋纱罗组织+ PE/PET纺粘的水剌非织造布，PE/PET纺粘+筋纱罗组织+ PE/PET纺粘的超声波非织造布， PE/PET纺粘+筋纱罗组织+PE/PET纺粘的针刺非织造布，等等。这类产品性能优异，适合 包装材料的要求，其生产的工艺流程基本上是相同的，但是工艺条件的控制不同，主要是 各个工作室的温度不同，所要求的喷丝板不同等。有益效果本发明工艺条件可调控，原料来源丰富，产品具有高强度、高剥离强度、克重低、表 面熔点低、良好的透气性能、成本低等优点，可广泛应用于土工布材料、农业用布材料、 合成革基布材料、建筑材料、特殊军用非织造材料、过滤材料、服装材料、包装材料等领 域。
图1为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料的外观示意图；图2为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料的局部横截面图；图3为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料的生产工艺流程图；图4为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料多组分纤维皮芯型结构横截面图；图5为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料多组分纤维并列型结构横截面图；图6为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料多组分纤维剥离型结构横截面图；图7为本发明的多组分纺粘非织造加筋复合材料中筋层的网格组织交织图。
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。(按照说明书详细写明实施例的实验步骤，充分完善工艺条件。)实施例1MINERVA层是连续多组分纺粘纤维，纤维选自皮芯型结构(见图4)，皮层是PE， 可以是HDPE(高压聚乙烯)或LDPE(低压聚乙烯)，芯层为PET。 PE成分所占比例为10% —90%， PET成分所占比例为90。/Q—10。/。；复合方式为超声波复合。实施例2MINERVA层是连续多组分纺粘纤维，纤维选自皮芯型结构(见图4)，皮层是PE，可以是HDPE(高压聚乙烯)或LDPE(低压聚乙烯)，芯层为PP。 PE成分所占比例为10% — 卯％， PP成分所占比例为90n/。一10O/(M复合方式为超声波复合。实施例3MINERVA层是连续多组分纺粘纤维，纤维选自并列型结构(见图5)，第一种成份 是PE，可以是HDPE(高压聚乙烯)或LDPE(低压聚乙烯)，另一种成份为PET。 PE成分所 占比例为10%—90%， PET成分所占比例为90%—10%;复合方式为超声波复合。实施例4MINERVA层是连续多组分纺粘纤维，纤维选自并列型结构(见图5)，第一种成份 是PE，可以是HDPE(高压聚乙烯)或LDPE(低压聚乙烯)，另一种成份为PP。 PE成分所占 比例为10%—卯％， PP成分所占比例为90% — 10%;复合方式为超声波复合。实施例5MINERVA层是连续多组分纺粘纤维，纤维选自剥离型结构(见图6，包括桔裂瓣型 结构和海岛型结构)，第一种成份是PE，可以是HDPE(高压聚乙烯)或LDPE(低压聚乙烯)， 另一种成份为PET。 PE成分所占比例为10%—90%， PET成分所占比例为90%—10%;复 合方式为超声波复合。实施例6MINERVA层是连续多组分纺粘纤维，纤维选自剥离型结构(见图6包括桔裂瓣型结 构和海岛型结构)，第一种成份是PE，可以是HDPE(高压聚乙烯)或LDPE(低压聚乙烯)， 另一种成份为PP。 PE成分所占比例为10%—90%， PET成分所占比例为90%—10%;复 合方式为超声波复合。
权利要求
1. 一种多组分纺粘非织造加筋复合材料，包括两层纺粘纤维MINERVA层(1，3)和加筋中间层(2)，MINERVA层与加筋中间层之间是粘合的。
2. 根据权利要求1所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料，其特征在于所述的两层纺粘 纤维MINERVA层(1， 3)由聚乙烯PE和聚丙烯PP或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET构成。
3. 根据权利要求1所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料，其特征在于所述的加筋中间 层由聚丙烯PP或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚乙烯PE长丝纤维构成。
4. 根据权利要求1所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料，其特征在于所述的MINERVA 层结构是皮芯型、并列型或剥离型结构，筋层结构是网格或纱罗织物层。
5. 根据权利要求1所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料，其特征在于所述的PE为高 压聚乙烯HDPE或低压聚乙烯LDPE聚合物。
6. 根据权利要求5所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料，其特征在于所述的HDPE 或LDPE的熔融指数范围为10-40g/10min，密度范围分别是0.95-0.97和0.92-0.95g/cm3。
7. 根据权利要求3所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料，其特征在于所述的加筋网 格或纱罗织物由聚丙烯PP长丝组成，其规格为克重6-10g/m2，丝线直径0.10-0.3mm， 组织结构为经纬上下交织成"井"字形，网眼面积20-120mm2，节点高度为0.2-0.4mm。
8. —种多组分纺粘非织造加筋复合材料的制备方法，其制备包括(1) 由PE和PP或PET聚合物经过多组分纺粘机械中的干燥装置、螺杆挤压机、过滤器 进行干燥、挤压、过滤，然后送入纺丝箱体，喷丝板生产出的复合纤维再经过侧吹风、窄 狭缝气流牵伸、摆丝装置，成网形成纺粘纤维MINERVA层；(2) 当纺粘MINERVA层网帘运动到退巻装置(5)时，退巻装置把加筋网格或纱罗织物 铺到运动过来的网帘上，形成筋层；(3) 网帘继续运动到多组分纺粘机械(4)处，多组分纺粘机械喷出的纺粘纤维丝再铺到 网帘上形成另一个纺粘纤维层，加固形成多组分纺粘非织造加筋复合材料。
9. 根据权利要求8所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料的制备方法，其特征在于步 骤(1)所述的干燥工艺控制工作温度100-190 °C，干燥能力200-700kg/h;螺杆挤压机工艺控制工作室温度130-350±1°C，挤出量100-400kg/h;侧吹风工艺控制环境送风，风温度15-25。C，湿度60-90%; 工艺送风，风温度11-24。C，湿度6±2°<:;成网机工艺控制纺粘头下吸风转数500 2800rmp;纺粘头辅助吸风转数500 2800rmp; 纺粘头辅助吸风转数500 3000rmp;纺粘头成网热预压辊温度100 300°C;网带速度S400m/min;网带张力1.7 1.9bar。
10.根据权利要求8所述的多组分纺粘非织造加筋复合材料的制备方法，其特征在于步 骤(3)所述的加固方式是网帘将纤网送至热轧机热压，经张力调节机、成巻机与分切机 加工成热轧产品或超声波复合加固或在网帘上成网后的纤网输送至预水剌机、主水刺机水 刺，经张力调节机、切边成巻机加工成水刺产品。
全文摘要
本发明涉及一种多组分纺粘非织造加筋复合材料及其制备方法，其组成包括由PE和PP或PET构成的两层纺粘MINERVA层(1，3)和由PE或PET或PP长丝纤维构成的加筋中间层(2)，它们之间通过热轧或者超声波、水刺、针刺等加固方式粘合在一起的；其制备包括纺粘机械(4)喷出的纤维先成网，网帘运动到退卷装置(5)时，退卷装置再将网格或纱罗织物状筋层铺到运动过来的网帘上，网帘继续运动到纺粘机械处，纺粘机械喷出的丝再铺到网帘上，最后经过纤维网加固等工艺得到多组分纺粘非织造加筋复合材料。本发明复合材料具有高强度、高剥离强度、克重低的优点，可广泛应用于土工布、农业用布、合成革基布、建筑材料、特殊军用非织造材料、过滤材料、服装和包装材料等。
文档编号D04H3/16GK101260616SQ200810037069
公开日2008年9月10日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者吴海波, 张晶晶, 光 杨, 殷保璞, 陈光林, 靳向煜 申请人:东华大学;绍兴市耀龙纺粘科技有限公司