一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布及其制備工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布及其制備工藝，包括超高分子量聚乙烯膜層，將所述超高分子量聚乙烯膜層進行針刺后雙向拉伸，利用反復針刺和雙向拉伸的方式，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，纖維絲以纏結的形式復合，受到壓縮，形成超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布。制備工藝：(1)備料；(2)鋪疊；(3)針刺；(4)拉伸；(5)重復針刺及拉伸；(6)收卷。本發明專利技術的基于超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布及其制備工藝制備的新型無紡布，一次成型制造，使新型無紡布的整體力學性能增強，不僅具有更高的撕裂強度、拉伸斷裂強度、頂破強度，而且具有良好的透水、透氣性能，應用領域廣泛。

【技術實現步驟摘要】
一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布及其制備工藝
本專利技術涉及無紡布
，特別是涉及一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布及其制備工藝。
技術介紹
可制備單向拉伸膜的材料為超高分子量聚乙烯、PTFE、聚丙烯、PPS(聚苯硫醚)、P84(聚酰亞胺)，其中，超高分子量聚乙烯纖維，又稱高強高模聚乙烯纖維，是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，其分子量在100萬～500萬的聚乙烯所紡出的纖維。超高分子量聚乙烯纖維斷裂伸長低，斷裂功大，具有很強的吸收能量的能力，因而具有突出的抗沖擊性和抗切割性，同時，具有抗紫外線輻射，耐化學腐蝕，耐磨性等優點。無紡布又定義為非織造布，是由定向的或隨機的纖維而構成，是新一代環保材料，具有防潮、透氣、柔韌、質輕、不助燃、容易分解、無毒無刺激性、色彩豐富、價格低廉、可循環再用等特點。如多采用聚丙烯(pp材質)粒料為原料，經高溫熔融、噴絲、鋪綱、熱壓卷取連續一步法生產而成。因具有布的外觀和某些性能而稱其為布。自1942年最早開始在美國實現產業化生產后，由于其具有較傳統織造布生產工藝簡單、產量大、成本低、產品應用廣泛等特點，如今，已成為紡織工業中發展最為迅速的新興領域。無紡布按加工方法不同可分為：紡粘無紡布、水刺無紡布、熱合無紡布、濕法無紡布、針刺無紡布等。無紡布具有許多功能上的優異性能，用途極其廣泛，根據其用途可以分為：服裝用無紡布、家具裝飾/家居無紡布、醫療衛生用無紡布、過濾材料用無紡布等。隨著國家經濟的日益騰飛，國家對基礎設施的施工質量要求越來越嚴格，為提高國家基礎設施的質量，如農業、工業、醫療衛生、土木工程、高速鐵路、高速公路、跨河大橋等，國家大力發展土工材料科技，努力提高土工材料的強度和質量。其中無紡布材料是主要的研究對象，國內很多專利提出了不同的增強無紡布的方法，但都較為繁瑣且存在一定弊端，如晉江市港益纖維制品有限公司于2012年6月1日申請的中國專利《一種復合針刺無紡布》，專利號為201220256454.1，將經編布鋪設在兩層無紡纖維網之間，然后用針刺的方式制成復合無紡布，這種方式是采用有機織或針織物與無紡纖維網復合的方式來提高無紡布的整體力學性能，這樣一方面提高了制造成本，另一方面機織物或針織物的加入嚴重影響了無紡布本身透水透氣的優良特性，而且纖維的強度利用率較低。王常義于2008年10月30日申請的中國專利《一種非織造網格增強復合無紡布制造方法》，專利號為200810154952.3，采用了一種非織造網格的方式來增強無紡布，有效的解決了這一問題，充分利用了增強纖維的強度，效率較高，但該方法只能對經緯兩個方向進行加強，對于具有其他方向上強度要求的無紡布還不適用，而且層間采用粘結的方式成型，整體穩定性較差。
技術實現思路
針對現有技術中存在的缺陷或不足，本專利技術創新性地提出了一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布及其制備工藝，一次成型制造，使新型無紡布的整體力學性能增強，不僅具有更高的撕裂強度、拉伸斷裂強度、頂破強度，而且具有良好的透水、透氣性能。本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其包括超高分子量聚乙烯膜層，將所述超高分子量聚乙烯膜層進行針刺后雙向拉伸，利用反復針刺和雙向拉伸的方式，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，纖維絲以纏結的形式復合，受到壓縮，形成超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布。優選的，所述超高分子量聚乙烯膜層的針刺密度為50-600針/平方厘米。優選的，所述新型無紡布中混合有金屬纖維絲或玻璃纖維絲中的一種或兩種。優選的，所述組成纖維絲中的超高分子量聚乙烯纖維絲所占重量百分比為10-100％，所述金屬纖維絲所占重量百分比為0-35％，所述玻璃纖維絲所占重量百分比為0-55％。優選的，所述超高分子量聚乙烯纖維絲的直徑為0.003-0.03mm的細長纖維，所述金屬纖維絲的直徑為0.005-0.05mm的細長纖維，所述玻璃纖維絲的直徑為0.004-0.04mm的細長纖維。優選的，所述構成新型無紡布中的超高分子量聚乙烯纖維絲為連續不切斷的纖維長絲，所述纖維絲長度不等，所述纖維絲的長度為10-2000mm。本專利技術還公開了一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布的制備工藝，包括如下步驟：(1)、備料：根據生產需求，按量準備超高分子量聚乙烯膜；(2)、鋪疊：將超高分子量聚乙烯膜按要求堆疊；(3)、針刺：利用截面為三角形且棱邊帶有鉤刺的刺針，將步驟(1)堆疊后的超高分子量聚乙烯膜進行針刺，所述超高分子量聚乙烯膜的針刺密度為50-600針/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯纖維絲后，繼續針刺，所述超高分子量聚乙烯纖維絲的針刺密度為100-300針/平方厘米，當若干個刺針刺入纖維絲時，刺針上的鉤刺會帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過層層纖維絲，相互糾纏，在摩擦力的作用下，使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網層；(4)、拉伸：針刺到預定的針刺密度后，將壓縮后的纖維絲網層進行拉伸處理，拉伸應變為5-50％，拉伸速率為50-5000毫米/分鐘的條件下，沿著一個方向拉伸；(5)、重復針刺及拉伸：將纖維絲網層沿一個方向拉伸后，再進行針刺，所述纖維絲網層的針刺密度為50-350針/平方厘米，針刺時，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態停留在纖維絲網層內，重復進行拉伸和針刺后，使得已經壓縮的纖維絲網層不再恢復原狀，根據生產需求，達到預設的密度為0.2-2.5克/平方厘米，形成基于超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布；(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布收卷打包。優選的，一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布的制備工藝，包括如下步驟：(1)、備料：根據生產需求，按量準備超高分子量聚乙烯膜；(2)、鋪疊：將超高分子量聚乙烯膜按要求堆疊；(3)、針刺：利用截面為三角形且棱邊帶有鉤刺的刺針，將步驟(1)堆疊后的超高分子量聚乙烯膜進行針刺，所述超高分子量聚乙烯膜的針刺密度為350針/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯纖維絲后，繼續針刺，所述超高分子量聚乙烯纖維絲的針刺密度為200針/平方厘米，當若干個刺針刺入纖維絲時，刺針上的鉤刺會帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過層層纖維絲，相互糾纏，在摩擦力的作用下，使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網層；(4)、拉伸：針刺到預定的針刺密度后，將壓縮后的纖維絲網層進行拉伸處理，拉伸應變為30％，拉伸速率為3500毫米/分鐘的條件下，沿著一個方向拉伸；(5)、重復針刺及拉伸：將纖維絲網層沿一個方向拉伸后，再進行針刺，所述纖維絲網層的針刺密度為240針/平方厘米，針刺時，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態停留在纖維絲網層內，重復進行拉伸和針刺后，使得已經壓縮的纖維絲網層不再恢復原狀，根據生產需求，達到預設的密度為1.5克/平方厘米，形成基于超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布；(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布收卷打包。優選的，所述步驟(4)、(5)中的拉伸方式可替換為雙向拉伸，將纖維絲網層在拉伸應變為5-50％，拉伸速率為50-5000毫米/分鐘的條件下，先沿著一個方向拉伸，然后再沿著另一個方向拉伸。優選的，所述超高分子聚乙烯纖維絲的纖度范圍在0.5-20dtex，強力范圍在25-45cN/dtex。與現有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，包括超高分子量聚乙烯膜層，將所述超高分子量聚乙烯膜層進行針刺后雙向拉伸，利用反復針刺和雙向拉伸的方式，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，纖維絲以纏結的形式復合，受到壓縮，形成超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布。

【技術特征摘要】
1.一種基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，包括超高分子量聚乙烯膜層，將所述超高分子量聚乙烯膜層進行針刺后雙向拉伸，利用反復針刺和雙向拉伸的方式，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，纖維絲以纏結的形式復合，受到壓縮，形成超高分子量聚乙烯膜的新型無紡布。2.根據權利要求1所述的基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯膜層的針刺密度為50-600針/平方厘米。3.根據權利要求2所述的基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，所述新型無紡布中混合有金屬纖維絲或玻璃纖維絲中的一種或兩種。4.根據權利要求3所述的基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，所述組成纖維絲中的超高分子量聚乙烯纖維絲所占重量百分比為10-100％，所述金屬纖維絲所占重量百分比為0-35％，所述玻璃纖維絲所占重量百分比為0-55％。5.根據權利要求4所述的基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纖維絲的直徑為0.003-0.03mm的細長纖維，所述金屬纖維絲的直徑為0.005-0.05mm的細長纖維，所述玻璃纖維絲的直徑為0.004-0.04mm的細長纖維。6.根據權利要求1所述的基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布，其特征在于，所述構成新型無紡布中的超高分子量聚乙烯纖維絲為連續不切斷的纖維長絲，所述纖維絲長度不等，所述纖維絲的長度為10-2000mm。7.根據權利要求1-6任一項所述的基于超高分子量聚乙烯薄膜的新型無紡布的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)、備料：根據生產需求，按量準備超高分子量聚乙烯膜；(2)、鋪疊：將超高分子量聚乙烯膜按要求堆疊；(3)、針刺：利用截面為三角形且棱邊帶有鉤刺的刺針，將步驟(1)堆疊后的超高分子量聚乙烯膜進行針刺，所述超高分子量聚乙烯膜的針刺密度為50-600針/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯纖維絲后，繼續針刺，所述超高分子量聚乙烯纖維絲的針刺密度為100-300針/平方厘米，當若干個刺針刺入纖維絲時，刺針上的鉤刺會帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過層層纖維絲，相互糾纏，在摩擦力的作用下，使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網層；(4)、拉伸：針刺到預定的針刺密度后，將壓縮后的纖維絲網層進行拉伸處理，拉伸應變為5-50％，拉伸速率為50-5000毫米/分鐘的條件下，沿著一個方向拉伸；(5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳韶娟，何笑，
申請(專利權)人：青島大學，
類型：發明
國別省市：山東,37