本發(fā)明屬于無(wú)紡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種多纖維層復(fù)合材料及其制作方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中用于家紡、服裝、汽車、兒童用品等各領(lǐng)域的填充材料非常多地采用聚氨酯(PU)海綿，海綿屬于化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)過(guò)程極不環(huán)保，使用中也存在諸如易變黃、不透氣、不宜水洗等問(wèn)題，而目前可作為填充用的環(huán)保無(wú)紡纖維材料如硬質(zhì)棉、直立棉等在手感、彈性、受壓后恢復(fù)等各方面的性能尚難以達(dá)到海綿的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供了一種多纖維層復(fù)合材料及其制作方法和應(yīng)用，環(huán)保健康、質(zhì)輕柔軟、透氣性佳，且受壓后保型性佳。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一、一種多纖維層復(fù)合材料的制作方法：

1)纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)油ㄟ^(guò)不同的工序進(jìn)行分別制備；

2)將纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)訌?fù)合，并進(jìn)行鋪網(wǎng)疊層成型；

3)鋪網(wǎng)疊層成型后再進(jìn)行上下表面復(fù)合絮片層；

4)定型處理。所述定型處理后進(jìn)一步通過(guò)裁切或修邊成卷。

本發(fā)明方法在上述生產(chǎn)過(guò)程中不需添加任何化學(xué)藥劑，所以整個(gè)制作過(guò)程非常環(huán)保。

所述的纖維網(wǎng)層和絮片層均是由短纖維制成通過(guò)梳理工藝制成連續(xù)纖維網(wǎng)。

所述的纖維球?qū)邮怯啥汤w維揉搓成球狀形成纖維球(俗稱球棉、珍珠棉)，再粘附在纖維網(wǎng)層間形成纖維球?qū)印?/p>

所述的纖維球大小尺寸根據(jù)具體需求而設(shè)定，可以規(guī)格相同，也可以規(guī)格不同。

所述的纖維網(wǎng)層、纖維球?qū)雍托跗瑢拥亩汤w維為化學(xué)短纖維或者天然短纖維。優(yōu)選的短纖維粗細(xì)為0.5～22D(旦尼爾)，長(zhǎng)度32mm-81mm。

所述纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)訌?fù)合是將一層纖維球?qū)诱掣皆谝粚永w維網(wǎng)層的上表面，從而使得多層纖維球?qū)雍投鄬永w維網(wǎng)層相平行交叉鋪網(wǎng)形成連續(xù)復(fù)合層。

具體是將多個(gè)規(guī)格相同或者不同的纖維球盡可能均布地粘附纖維網(wǎng)層的連續(xù)纖維網(wǎng)上，從而形成纖維球?qū)印?/p>

具體實(shí)施時(shí)，所述的纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)油竭M(jìn)入水平或者直立鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行平行交叉鋪網(wǎng)，形成連續(xù)復(fù)合層。

所述的鋪網(wǎng)疊層成型為水平鋪疊或者直立鋪疊，在鋪網(wǎng)疊層成型后(即連續(xù)復(fù)合層)的上表面和下表面再?gòu)?fù)合粘附一層連續(xù)纖維網(wǎng)作為絮片層。

優(yōu)選的，為了保持產(chǎn)品形狀及表面平整，適當(dāng)增加最上層和最下層的絮片層厚度，即增加絮片層的厚度，使得絮片層的厚度均大于中間的纖維網(wǎng)層的厚度。

所述定型是復(fù)合后送入烘箱中加熱，以按比例混合的低熔點(diǎn)短纖維融化粘合冷卻方式使得短纖維之間相定型連接。具體是在130-200攝氏度溫度范圍(優(yōu)選的是170-180攝氏度)下，通過(guò)低熔點(diǎn)的短纖維融化將纖維絮片層、纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)又g的短纖維粘合在一起，再經(jīng)冷卻定型后制成。所述的定型的溫度使得短纖維相粘接而不會(huì)熔掉。

二、所述制作方法的制作而成的多纖維層復(fù)合材料在彈性填充用品和吸音材料中的應(yīng)用。

具體用于填充于或者制作床上用品、家居用品、服裝、汽車內(nèi)飾、兒童用品和防護(hù)材料。

床上用品可以是枕頭、床墊或者棉被，家居用品可以是沙發(fā)或者軟包，汽車內(nèi)飾是指可以填充在汽車座椅、內(nèi)壁夾層中，服裝是可以填充在衣服內(nèi)層中作為緩沖和保暖，兒童用品可以是在童車、玩具中進(jìn)行填充。

本發(fā)明利用多層平鋪或直立的連續(xù)纖維網(wǎng)層構(gòu)成填充材料的基本結(jié)構(gòu)以保持形狀的穩(wěn)定性。

本發(fā)明利用多層纖維球?qū)幼鳛閵A層來(lái)降低材料的密度并提供更好的回彈性和透氣性。

本發(fā)明制品還可以在原料纖維中添加功能性纖維和天然纖維，來(lái)增加回彈性和透氣性等其他方面的性能。功能性纖維常見可以采用的例如滌綸、丙綸、維尼綸、大豆纖維等，天然纖維常見可以采用的例如棉和羊毛等。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明多層的纖維網(wǎng)層和纖維球棉層的組合結(jié)構(gòu)可以使材料整體更柔軟，彈性更好，在受壓后也易于恢復(fù)原有形狀，具有形狀保持的穩(wěn)定性，并且降低材料的密度并提供更好的透氣性，即同時(shí)獲得了優(yōu)異的回彈性和透氣性。

本發(fā)明解決現(xiàn)有纖維材料在手感、彈性、受壓后恢復(fù)等方面性能較差的問(wèn)題，本發(fā)明的復(fù)合材料環(huán)保健康、質(zhì)輕柔軟、透氣性佳并且受壓后保型性佳，能夠在手感、彈性、受壓后恢復(fù)等方面性能達(dá)到海綿同等的效果。

本發(fā)明的復(fù)合材料能夠克服現(xiàn)有聚酯纖維制成的棉制品長(zhǎng)時(shí)間受壓回復(fù)率較低(保型性差)的問(wèn)題，又保持較高的透氣率，將棉制品和海綿制品的優(yōu)勢(shì)綜合在一起，同時(shí)具有優(yōu)良的長(zhǎng)時(shí)間受壓回復(fù)率(保型性)、壓縮率、蓬松度和透氣率等方面的性能。

本發(fā)明可用于各種需要彈性填充的用品，如沙發(fā)、床墊、枕頭、保暖服裝、汽車內(nèi)飾、兒童玩具、防撞防護(hù)包覆材料等，用以取代現(xiàn)有的聚氨脂泡棉，也可以利用其多層結(jié)構(gòu)用來(lái)作為吸音材料，以及隔熱墊等，因此本發(fā)明的多層纖維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具有極大的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值和前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明復(fù)合材料在水平鋪疊后的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明復(fù)合材料在水平鋪疊后的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明復(fù)合材料在水平鋪疊后的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明復(fù)合材料在直立鋪疊后的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明復(fù)合材料在直立鋪疊后的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：絮片層1、纖維球?qū)?、纖維網(wǎng)層3。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

1)由二種或二種以上不同熔點(diǎn)的短纖維材料，依一定的比例混合，經(jīng)開松及梳理后形成連續(xù)纖維網(wǎng)；

實(shí)施例采用第一種短纖維是4080低熔點(diǎn)短纖維，長(zhǎng)度為64mm，粗細(xì)是4d(丹尼爾)；采用第二種短纖維是三維中空短纖維，長(zhǎng)度為64mm，粗細(xì)是3d(丹尼爾)。兩種短纖維的混合比例是30:70。

2)采用三維中空短纖維，短纖維長(zhǎng)度為32mm，粗細(xì)是6d(丹尼爾)，由纖維球棉設(shè)備制得的纖維球；

3)在連續(xù)纖維網(wǎng)上放置纖維球形成由一層纖維網(wǎng)和一層纖維球組成的一層單復(fù)合層，將多層單復(fù)合層送入水平鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行鋪疊成型形成多層纖維網(wǎng)層3和多層纖維球?qū)?制成的連續(xù)復(fù)合層；

4)在最上層和最下層復(fù)合一層與中間連續(xù)纖維網(wǎng)層3相同材料成分的絮片層1。

5)經(jīng)輸送帶送入烘箱中加熱，加熱溫度是170℃，使低熔點(diǎn)纖維熔化將纖維網(wǎng)和纖維球之間周圍的纖維粘合在一起，從而使得纖維網(wǎng)和纖維球粘附在一起。再經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻定型。

6)裁切或修邊后制成為本發(fā)明的復(fù)合材料產(chǎn)品。

如圖1所示，本實(shí)施例的復(fù)合材料產(chǎn)品主要由多層水平平行鋪疊的纖維網(wǎng)層3以及纖維網(wǎng)層3之間作為夾層的纖維球?qū)?構(gòu)成，每層纖維網(wǎng)層相水平平行鋪疊后在纖維網(wǎng)層之間設(shè)置纖維球形成纖維球?qū)?，形成是n層纖維網(wǎng)層間夾以n層纖維球?qū)樱w維網(wǎng)層和纖維球?qū)油ㄟ^(guò)水平鋪疊相復(fù)合后的最上表面和最下表面再設(shè)置絮片層1。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，在步驟3)制成的連續(xù)復(fù)合層后，在最外層的纖維網(wǎng)層3外再鋪疊一層纖維球?qū)?使得鋪疊成型最外層均為纖維球?qū)?，然后再?gòu)?fù)合絮片層1。

如圖2所示，本實(shí)施例的復(fù)合材料產(chǎn)品主要由多層水平平行鋪疊的纖維網(wǎng)層3以及纖維網(wǎng)層3之間作為夾層的纖維球?qū)?構(gòu)成，每層纖維網(wǎng)層相水平平行鋪疊后在纖維網(wǎng)層之間設(shè)置纖維球形成纖維球?qū)樱纬墒莕層纖維網(wǎng)層間夾以n-1層纖維球?qū)?，纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)油ㄟ^(guò)水平鋪疊相復(fù)合后的最上表面和最下表面再設(shè)置絮片層1。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，在步驟3)制成的連續(xù)復(fù)合層后，在最外層的纖維球?qū)?外再鋪疊一層纖維網(wǎng)層3使得鋪疊成型最外層均為纖維網(wǎng)層3，然后再?gòu)?fù)合絮片層1。

如圖3所示，本實(shí)施例的復(fù)合材料產(chǎn)品主要由多層水平平行鋪疊的纖維網(wǎng)層3以及纖維網(wǎng)層3之間作為夾層的纖維球?qū)?構(gòu)成，每層纖維網(wǎng)層相水平平行鋪疊后在纖維網(wǎng)層之間設(shè)置纖維球形成纖維球?qū)?，形成是n層纖維網(wǎng)層間夾以n-1層纖維球?qū)?，纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)油ㄟ^(guò)水平鋪疊相復(fù)合后的最上表面和最下表面再設(shè)置絮片層1。

實(shí)施例4

1)由二種或二種以上不同熔點(diǎn)的短纖維材料，依一定的比例混合，經(jīng)開松及梳理后形成連續(xù)纖維網(wǎng)；

實(shí)施例采用第一種短纖維是4080低熔點(diǎn)短纖維，長(zhǎng)度為64mm，粗細(xì)是4d(丹尼爾)；采用第二種短纖維是三維中空短纖維，長(zhǎng)度為64mm，粗細(xì)是3d(丹尼爾)。兩種短纖維的混合比例是30:70。

2)采用三維中空短纖維，短纖維長(zhǎng)度為32mm，粗細(xì)是6d(丹尼爾)，由纖維球棉設(shè)備制得的纖維球；

3)在連續(xù)纖維網(wǎng)上放置纖維球形成由一層纖維網(wǎng)和一層纖維球組成的一層單復(fù)合層，將多層單復(fù)合層送入鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行鋪疊成型形成多層纖維網(wǎng)層3和多層纖維球?qū)?制成的連續(xù)復(fù)合層；

4)在最上層和最下層復(fù)合一層與中間連續(xù)纖維網(wǎng)層3相同材料成分的絮片層1。

5)經(jīng)輸送帶送入烘箱中加熱，加熱溫度是180℃，使低熔點(diǎn)纖維熔化將纖維網(wǎng)和纖維球之間周圍的纖維粘合在一起，從而使得纖維網(wǎng)和纖維球粘附在一起。再經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻定型。

6)裁切或修邊后制成為本發(fā)明的復(fù)合材料產(chǎn)品。

如圖4所示，本實(shí)施例的復(fù)合材料產(chǎn)品主要由多層水平平行鋪疊的纖維網(wǎng)層3以及纖維網(wǎng)層3之間作為夾層的纖維球?qū)?構(gòu)成，每層纖維網(wǎng)層相水平平行鋪疊后在纖維網(wǎng)層之間設(shè)置纖維球形成纖維球?qū)?，形成是n層纖維網(wǎng)層間夾以n層纖維球?qū)樱w維網(wǎng)層和纖維球?qū)油ㄟ^(guò)鋪疊相復(fù)合后旋轉(zhuǎn)90度，旋轉(zhuǎn)后的最上表面和最下表面再設(shè)置絮片層1。

實(shí)施例5

本實(shí)施例是在實(shí)施例4基礎(chǔ)上，在步驟3)制成的連續(xù)復(fù)合層后，在最外層的纖維球?qū)?外再鋪疊一層纖維網(wǎng)層3使得鋪疊成型最外層均為纖維網(wǎng)層3，然后再?gòu)?fù)合絮片層1。

如圖5所示，本實(shí)施例的復(fù)合材料產(chǎn)品主要由多層直立平行鋪疊的纖維網(wǎng)層3以及纖維網(wǎng)層3之間作為夾層的纖維球?qū)?構(gòu)成，每層纖維網(wǎng)層相直立平行鋪疊后在纖維網(wǎng)層之間設(shè)置纖維球形成纖維球?qū)?，形成是n層纖維網(wǎng)層間夾以n-1層纖維球?qū)?，纖維網(wǎng)層和纖維球?qū)油ㄟ^(guò)鋪疊相復(fù)合后的最上表面和最下表面再設(shè)置絮片層1。

將上述實(shí)施例和普通硬質(zhì)棉、普通直立棉和普通海綿一起進(jìn)行比較測(cè)試：

將本發(fā)明的復(fù)合材料產(chǎn)品、普通硬質(zhì)棉、普通直立棉和普通海綿的四種材料，以同樣的尺寸在同樣室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，尺寸均為長(zhǎng)寬厚300*200*40mm。獲得的材料性能數(shù)據(jù)如下表。

上述測(cè)試中，壓縮率和蓬松度均采用FZ/T 64003-2011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，透氣率采用GB/T 5453-1997標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間受壓回復(fù)率是采用10kg受壓24小時(shí)、再去除壓力4小時(shí)后測(cè)量的方式獲得受壓回復(fù)率情況。

纖維材料的壓縮回彈性是通過(guò)壓縮率和回復(fù)率兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)考核。

由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明制成的復(fù)合材料能夠和海綿一樣具有很高的長(zhǎng)時(shí)間受壓回復(fù)率，并能保留普通直立棉同等或更優(yōu)異的壓縮率、蓬松度和透氣率，將直立棉和海綿兩種材料的優(yōu)異性能同時(shí)綜合在一起，獲得了突出顯著、預(yù)料不到的技術(shù)效果。

上述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落入本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定。