本發(fā)明涉及無紡布技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布及其制備工藝。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯纖維，又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，是目前世界上比強(qiáng)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(qiáng)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(xué)腐蝕，耐磨性等優(yōu)點。
無紡布又定義為非織造布，是由定向的或隨機(jī)的纖維而構(gòu)成，是新一代環(huán)保材料，具有防潮、透氣、柔韌、質(zhì)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(huán)再用等特點。如多采用聚丙烯(pp材質(zhì))粒料為原料，經(jīng)高溫熔融、噴絲、鋪綱、熱壓卷取連續(xù)一步法生產(chǎn)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(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)后，由于其具有較傳統(tǒng)織造布生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)量大、成本低、產(chǎn)品應(yīng)用廣泛等特點，如今，已成為紡織工業(yè)中發(fā)展最為迅速的新興領(lǐng)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(yōu)異性能，用途極其廣泛，根據(jù)其用途可以分為：服裝用無紡布、家具裝飾/家居無紡布、醫(yī)療衛(wèi)生用無紡布、過濾材料用無紡布等。
隨著國家經(jīng)濟(jì)的日益騰飛，國家對基礎(chǔ)設(shè)施的施工質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，為提高國家基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量，如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、土木工程、高速鐵路、高速公路、跨河大橋等，國家大力發(fā)展土工材料科技，努力提高土工材料的強(qiáng)度和質(zhì)量。其中無紡布材料是主要的研究對象，國內(nèi)很多專利提出了不同的增強(qiáng)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(fù)合針刺無紡布》，專利號為201220256454.1，將經(jīng)編布鋪設(shè)在兩層無紡纖維網(wǎng)之間，然后用針刺的方式制成復(fù)合無紡布，這種方式是采用有機(jī)織或針織物與無紡纖維網(wǎng)復(fù)合的方式來提高無紡布的整體力學(xué)性能，這樣一方面提高了制造成本，另一方面機(jī)織物或針織物的加入嚴(yán)重影響了無紡布本身透水透氣的優(yōu)良特性，而且纖維的強(qiáng)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(wǎng)格增強(qiáng)復(fù)合無紡布制造方法》，專利號為200810154952.3，采用了一種非織造網(wǎng)格的方式來增強(qiáng)無紡布，有效的解決了這一問題，充分利用了增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度，效率較高，但該方法只能對經(jīng)緯兩個方向進(jìn)行加強(qiáng)，對于具有其他方向上強(qiáng)度要求的無紡布還不適用，而且層間采用粘結(jié)的方式成型，整體穩(wěn)定性較差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布及其制備工藝，一次成型制造，使水刺無紡布的整體力學(xué)性能增強(qiáng)，不僅具有更高的撕裂強(qiáng)度、拉伸斷裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度，而且具有良好的透水、透氣性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布，包括超高分子量聚乙烯膜層，利用高壓微細(xì)水流噴射到一層或多層的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲以纏結(jié)的形式復(fù)合成纖維絲網(wǎng)，反復(fù)水刺，使得纖維絲網(wǎng)得以壓縮、加固，烘干后形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布。
優(yōu)選的，所述水刺采用3-5個水刺頭，壓力為5-50Mpa。
優(yōu)選的，所述被水刺分裂后的超高分子量聚乙烯纖維絲的直徑為0.003-0.03mm的細(xì)長纖維。
優(yōu)選的，所述構(gòu)成水刺無紡布的超高分子量聚乙烯纖維絲為連續(xù)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5-3000mm。
本發(fā)明還公開了一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量準(zhǔn)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)、水刺加固：水刺采用3-5個水刺頭，壓力為5-50Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射到步驟(2)堆疊的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲相互纏結(jié)，并使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網(wǎng)層；
(4)、拉伸：水刺50-60分鐘后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?-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)、二次水刺加固：水刺采用2-3個水刺頭，壓力為2-20Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射至纖維絲網(wǎng)層后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖維絲網(wǎng)層，纖維絲網(wǎng)層中的纖維絲在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖維絲網(wǎng)層得到壓縮、加固，使得已經(jīng)壓縮的纖維絲網(wǎng)層不再恢復(fù)原狀，根據(jù)生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)設(shè)的密度為0.2-2.5克/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布；
(6)、烘干：將步驟(5)中二次水刺加固后的水刺無紡布進(jìn)行烘干處理；
(7)、收卷：將步驟(6)烘干后的超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布收卷打包。
優(yōu)選的，一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量準(zhǔn)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)、水刺加固：水刺采用4個水刺頭，壓力為30Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射到步驟(2)堆疊的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲相互纏結(jié)，并使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網(wǎng)層；
(4)、拉伸：水刺55分鐘后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?5％，拉伸速率為3500毫米/分鐘的條件下，沿著一個方向拉伸；
(5)、二次水刺加固：水刺采用2個水刺頭，壓力為18Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射至纖維絲網(wǎng)層后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖維絲網(wǎng)層，纖維絲網(wǎng)層中的纖維絲在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖維絲網(wǎng)層得到壓縮、加固，使得已經(jīng)壓縮的纖維絲網(wǎng)層不再恢復(fù)原狀，根據(jù)生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)設(shè)的密度為1.5克/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布；
(6)、烘干：將步驟(5)中二次水刺加固后的水刺無紡布進(jìn)行烘干處理；
(7)、收卷：將步驟(6)烘干后的超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布收卷打包。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中的拉伸方式可替換為雙向拉伸，將纖維絲網(wǎng)層在拉伸應(yīng)變?yōu)?-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(yōu)選的，所述超高分子聚乙烯纖維絲的纖度范圍在0.5-20dtex，強(qiáng)力范圍在25-45cN/dtex。
與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的有益效果在于：
一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布及其制備工藝，在層層鋪疊的超高分子量聚乙烯薄膜上，經(jīng)水刺加固、拉伸、二次水刺后，形成水刺無紡布，為一次成型制造，使水刺無紡布的整體力學(xué)性能增強(qiáng)，不僅具有更高的撕裂強(qiáng)度、拉伸斷裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度，而且具有質(zhì)地好、良好的透水、透氣性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布，包括超高分子量聚乙烯膜層，利用高壓微細(xì)水流噴射到一層或多層的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲以纏結(jié)的形式復(fù)合成纖維絲網(wǎng)，反復(fù)水刺，使得纖維絲網(wǎng)得以壓縮、加固，烘干后形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布，其中，所述水刺采用3-5個水刺頭，壓力為5-15Mpa；所述被水刺分裂后的超高分子量聚乙烯纖維絲的直徑為0.003-0.03mm的細(xì)長纖維；所述構(gòu)成水刺無紡布的超高分子量聚乙烯纖維絲為連續(xù)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5-3000mm。
本發(fā)明還公開了一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量準(zhǔn)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)、水刺加固：水刺采用3-5個水刺頭，壓力為5-50Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射到步驟(2)堆疊的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲相互纏結(jié)，并使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網(wǎng)層；
(4)、拉伸：水刺50-60分鐘后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?-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)、二次水刺加固：水刺采用2-3個水刺頭，壓力為2-20Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射至纖維絲網(wǎng)層后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖維絲網(wǎng)層，纖維絲網(wǎng)層中的纖維絲在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖維絲網(wǎng)層得到壓縮、加固，使得已經(jīng)壓縮的纖維絲網(wǎng)層不再恢復(fù)原狀，根據(jù)生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)設(shè)的密度為0.2-2.5克/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布；
(6)、烘干：將步驟(5)中二次水刺加固后的水刺無紡布進(jìn)行烘干處理；
(7)、收卷：將步驟(6)烘干后的超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布收卷打包。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中的拉伸方式可替換為雙向拉伸，將纖維絲網(wǎng)層在拉伸應(yīng)變?yōu)?-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(yōu)選的，所述超高分子聚乙烯纖維絲的纖度范圍在0.5-20dtex，強(qiáng)力范圍在25-45cN/dtex。
實施例1：
一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量準(zhǔn)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)、水刺加固：水刺采用3個水刺頭，壓力為10Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射到步驟(2)堆疊的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，超高分子聚乙烯纖維絲的纖度范圍在0.5dtex，強(qiáng)力范圍在25cN/dtex，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲相互纏結(jié)，并使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網(wǎng)層；
(4)、拉伸：水刺50分鐘后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?0％，拉伸速率為500毫米/分鐘的條件下，沿著一個方向拉伸；
(5)、二次水刺加固：水刺采用2個水刺頭，壓力為5Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射至纖維絲網(wǎng)層后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖維絲網(wǎng)層，纖維絲網(wǎng)層中的纖維絲在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖維絲網(wǎng)層得到壓縮、加固，使得已經(jīng)壓縮的纖維絲網(wǎng)層不再恢復(fù)原狀，根據(jù)生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)設(shè)的密度為0.2克/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布；
(6)、烘干：將步驟(5)中二次水刺加固后的水刺無紡布進(jìn)行烘干處理；
(7)、收卷：將步驟(6)烘干后的超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布收卷打包。
實施例2：
一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量準(zhǔn)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)、水刺加固：水刺采用4個水刺頭，壓力為30Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射到步驟(2)堆疊的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，超高分子聚乙烯纖維絲的纖度范圍在12dtex，強(qiáng)力范圍在35cN/dtex，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲相互纏結(jié)，并使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網(wǎng)層；
(4)、拉伸：水刺55分鐘后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?5％，拉伸速率為3500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；
(5)、二次水刺加固：水刺采用2個水刺頭，壓力為18Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射至纖維絲網(wǎng)層后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖維絲網(wǎng)層，纖維絲網(wǎng)層中的纖維絲在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖維絲網(wǎng)層得到壓縮、加固，使得已經(jīng)壓縮的纖維絲網(wǎng)層不再恢復(fù)原狀，根據(jù)生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)設(shè)的密度為1.5克/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布；
(6)、烘干：將步驟(5)中二次水刺加固后的水刺無紡布進(jìn)行烘干處理；
(7)、收卷：將步驟(6)烘干后的超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布收卷打包。
實施例3：
一種超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量準(zhǔn)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)、水刺加固：水刺采用5個水刺頭，壓力為50Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射到步驟(2)堆疊的超高分子量聚乙烯膜層上，使超高分子量聚乙烯膜層開纖，超高分子聚乙烯纖維絲的纖度范圍在20dtex，強(qiáng)力范圍在45cN/dtex，高壓微細(xì)水流噴射使纖維絲相互纏結(jié)，并使纖維絲受到壓縮，形成纖維絲網(wǎng)層；
(4)、拉伸：水刺60分鐘后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?0％，拉伸速率為5000毫米/分鐘的條件下，沿著一個方向拉伸；
(5)、二次水刺加固：水刺采用3個水刺頭，壓力為20Mpa，將高壓微細(xì)水流噴射至纖維絲網(wǎng)層后，受托持網(wǎng)簾的反彈，再次穿插纖維絲網(wǎng)層，纖維絲網(wǎng)層中的纖維絲在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，產(chǎn)生位移、穿插、纏結(jié)和抱合，從而使纖維絲網(wǎng)層得到壓縮、加固，使得已經(jīng)壓縮的纖維絲網(wǎng)層不再恢復(fù)原狀，根據(jù)生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)設(shè)的密度為2.5克/平方厘米，形成超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布；
(6)、烘干：將步驟(5)中二次水刺加固后的水刺無紡布進(jìn)行烘干處理；
(7)、收卷：將步驟(6)烘干后的超高分子量聚乙烯膜的水刺無紡布收卷打包。
以上所述僅為發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。