專利名稱：山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合保溫材料，具體涉及一種采用山羊毛非織造/經(jīng)編工藝制備的復(fù)合保溫材料以及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
山羊的肉、奶、皮，特別是被稱作“軟黃金”的山羊絨都已被充分利用，并贏得很好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，山羊毛卻因粗硬、剛直、光滑、無(wú)卷曲，致使磨擦力小、抱合性差、離散，難以成網(wǎng)成條，沒(méi)能成為現(xiàn)代紡織工業(yè)的原料，得以充分合理利用。所以，一直停留在民間制氈、制刷和手工拈線織毯。上世紀(jì)九十年代作為國(guó)家級(jí)課題，許多科研單位和企業(yè)積極進(jìn)行了山羊毛改性的研究和探索，并已取得較好效果。經(jīng)改性后的山羊毛得到一定程度的軟化，產(chǎn)生部分卷曲，纖維表面摩擦力增加，使其具有了可紡性，并且已按一定比例和綿羊毛、粘膠、晴綸等纖維混紡成紗，加工生產(chǎn)粗紡呢絨、服裝襯、編織地毯?？墒?，未能形成較大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和用100％的改性山羊毛加工生產(chǎn)。
除服裝和家用紡織品，產(chǎn)業(yè)用紡織品是紡織工業(yè)的另一支柱產(chǎn)業(yè)，它是作為一種生產(chǎn)資料，更準(zhǔn)確的講是作為一種專門設(shè)計(jì)的工程結(jié)構(gòu)材料支撐著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，產(chǎn)業(yè)用紡織品已成為最具活力和潛力的技術(shù)產(chǎn)業(yè)。保溫材料就是應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的產(chǎn)業(yè)用紡織品，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、現(xiàn)代建筑業(yè)都需保溫率和強(qiáng)度高的保溫材料。但是，常規(guī)化纖非織造布的保溫材料較難滿足在嚴(yán)酷條件下的保溫率和強(qiáng)度的要求。綿羊毛非織造布保溫率可滿足要求，但存在強(qiáng)度低和成本偏高的問(wèn)題。經(jīng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)聯(lián)機(jī)及光盤數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，目前還未見(jiàn)有用山羊毛生產(chǎn)非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是全部采用改性山羊毛加工非織造布；再將山羊毛非織造布用化纖絲束進(jìn)行增強(qiáng)處理，目的是加工成保溫率和強(qiáng)度均高的山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，它可滿足相關(guān)產(chǎn)業(yè)在嚴(yán)酷條件下應(yīng)用時(shí)的性能要求。
本發(fā)明生產(chǎn)的山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，是先對(duì)山羊毛進(jìn)行改性處理，再將改性后的山羊毛經(jīng)針刺工藝加工成非織造布，然后將山羊毛非織造布用工業(yè)化纖絲束通過(guò)針織經(jīng)編工藝加工成非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，復(fù)合保溫材料的厚度為5-12mm，其材料結(jié)構(gòu)層次為襯經(jīng)絲束-襯緯絲束-非織造布-束縛絲。
本發(fā)明山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料的生產(chǎn)方法，包括山羊毛改性處理、加工非織造布和制成經(jīng)編復(fù)合保溫材料三部分。
首先對(duì)山羊毛進(jìn)行改性處理采用過(guò)硼酸鈉預(yù)氧化/蛋白酶生物處理兩步法工藝。因山羊毛的鱗片層、皮質(zhì)層很薄，化學(xué)穩(wěn)定性又差，對(duì)氧化劑也非常敏感，在處理過(guò)程中很容易造成深度損傷，使山羊毛強(qiáng)力降低，影響下步針刺工藝的順利進(jìn)行，所以預(yù)氧化采用了弱氧化劑過(guò)硼酸鈉。
預(yù)氧化工藝過(guò)硼酸鈉(NaBO34H2O)濃度6～10g/L、平平加O 1％、浴比1∶25、PH值10～11、溫度20～80℃、時(shí)間60min。
生物處理工藝蛋白酶LanT 2～3％、平平加O 1％、浴比1∶25、PH值7.5～8.5、溫度45～55℃、時(shí)間60min。
改性處理程度通過(guò)山羊毛失重比控制在5～6％為宜。
由于過(guò)硼酸鈉較其它氧化劑穩(wěn)定，原子氧釋緩，和山羊毛鱗片層、皮質(zhì)層的氧化反應(yīng)較易控制，利于達(dá)到預(yù)氧化目的，并能盡量減少山羊毛強(qiáng)力的損失。經(jīng)預(yù)氧化后的山羊毛纖維能自由伸縮，變得柔韌，產(chǎn)生永久卷曲；摩擦系數(shù)和摩擦效應(yīng)提高，使表面親水化。預(yù)氧化后再經(jīng)生物處理，蛋白酶可使山羊毛蛋白質(zhì)分子水解，降解即可導(dǎo)致山羊毛軟化，經(jīng)改性處理后就給下一步的非織造布加工創(chuàng)造了工藝條件。
將改性處理后的山羊毛通過(guò)常規(guī)干法機(jī)械成網(wǎng)和針刺固結(jié)工藝加工成非織造布，針刺工藝中針刺深度設(shè)定為12-16mm；針刺密度控制在300-500刺/cm2。
最后再把經(jīng)過(guò)改性的100％的山羊毛非織造布采用針織工藝加工成經(jīng)編復(fù)合保溫材料。將山羊毛非織造布和工業(yè)滌綸絲束同步輸入帶多頭襯緯裝置的拉舍爾經(jīng)編機(jī)，進(jìn)行復(fù)合針刺，非織造布輸入速度為10m/min，成品復(fù)合保溫材料厚度為5-12mm，其結(jié)構(gòu)的層次為襯經(jīng)絲束-襯緯絲束-非織造布-束縛絲。
生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)終端產(chǎn)品強(qiáng)度要求，變換穿經(jīng)、引緯規(guī)律，以及絲束的品種和規(guī)格進(jìn)行經(jīng)向和緯向的增強(qiáng)。
用山羊毛替代常規(guī)的丙綸纖維加工成非織造布制作保溫材料可大幅度提高保溫效果，實(shí)測(cè)564g/m2山羊毛的非織造布和1003g/m2的丙綸纖維非織造布的保溫率分別為67.8％和66.5％，在保溫效果相當(dāng)?shù)那闆r下，厚度或重量可減少約50％。
沒(méi)有經(jīng)過(guò)增強(qiáng)的高針刺密度的山羊毛非織造布的斷裂強(qiáng)度，以930g/m2山羊毛非織造布進(jìn)行實(shí)測(cè)，經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)度分別僅為5.56KN/m和2.89KN/m。而本發(fā)明采用工業(yè)滌綸絲束對(duì)以上山羊毛非織造布進(jìn)行增強(qiáng)處理，經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)度分別可達(dá)到32KN/m和31KN/m。如果改變穿經(jīng)和襯緯的參數(shù)，斷裂強(qiáng)度還可進(jìn)一步提高。
按照本發(fā)明生產(chǎn)的山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料具有保溫性能好、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、現(xiàn)代建筑業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。


附圖為山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、襯經(jīng)絲束2、襯緯絲束3、非織造布4、束縛絲。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料需要經(jīng)過(guò)山羊毛改性處理、非織造布加工和針織經(jīng)編復(fù)合三步工程完成，工藝流程為選毛-洗毛-改性處理-烘干-和毛-梳理-鋪網(wǎng)-預(yù)針刺-主針刺-經(jīng)編復(fù)合針刺。如圖所示，非織造布3的正面鋪設(shè)襯經(jīng)絲束1和襯緯絲束2，束縛絲4通過(guò)經(jīng)編復(fù)合針刺工藝將非織造布3和經(jīng)緯絲束1、2復(fù)合在一起。
本發(fā)明的山羊毛改性處理采用了預(yù)氧化/蛋白酶兩步法工藝，預(yù)氧化選用弱氧化劑過(guò)硼酸鈉(NaBO3·4H2O)，蛋白酶選用LanT堿性酶，改性處理的工藝流程為選毛-洗毛-過(guò)硼酸鈉預(yù)氧化-水洗-蛋白酶處理-蛋白酶失活-水洗-脫水-烘干，工藝過(guò)程是在國(guó)產(chǎn)LB021開(kāi)洗烘聯(lián)合機(jī)組基礎(chǔ)上再加兩個(gè)改性處理的不銹鋼槽完成。
過(guò)硼酸鈉預(yù)氧化工藝條件為過(guò)硼酸鈉(NaBO3·4H2O)濃度10g/L、平平加O 1％、浴比1∶25、PH值10～11、溫度20～80℃，時(shí)間60min，PH值低時(shí)可用碳酸鈉調(diào)節(jié)。蛋白酶處理工藝處方和條件為蛋白酶LanT2～3％、平平加O 1％、浴比1∶25、PH值7.5～8.5、溫度45～55℃、時(shí)間60min，PH值低時(shí)可用酶穩(wěn)定劑或碳酸鈉調(diào)節(jié)。為防止蛋白酶對(duì)人引起過(guò)敏反應(yīng)，需進(jìn)行失活，失活即在同浴中進(jìn)行，PH值調(diào)至4～4.5，溫度升至70～80℃，時(shí)間10min，蛋白酶失活時(shí)的PH值可用醋酸或甲酸調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的非織造布加工采用了干法機(jī)械成網(wǎng)和針刺固結(jié)工藝，工藝流程為和毛-加油-喂毛-預(yù)梳-梳理-鋪網(wǎng)-預(yù)針刺-上主針刺-下主針刺-收卷切邊。工藝過(guò)程全部在國(guó)產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行，梳毛即用BC272粗紡梳毛機(jī)，只選用預(yù)梳和第一梳理機(jī)，鋪網(wǎng)采用HPP交叉鋪網(wǎng)機(jī)，針刺采用YZS預(yù)針刺機(jī)和ZCS/A上下主針刺機(jī)。
確定梳毛機(jī)工藝參數(shù)的基本規(guī)律是“大隔距，低速度，小速比”。錫林到1-5工作輥隔距分別為0.31mm 0.25mm 0.25mm 0.23mm 0.23mm，如隔距小時(shí)梳理力較大，山羊毛強(qiáng)力低易拉斷。大錫林轉(zhuǎn)速為100～110r/min，轉(zhuǎn)速高時(shí)梳理力也加大、工藝部件離心力加大，較長(zhǎng)的山羊毛易被拉斷。大錫林和1-5工作輥表面線速度之比分別為60.5 63.5 70 75 80倍，大錫林和道夫表面線速度比為20～40倍，是因鋪網(wǎng)負(fù)荷量較大，隔距參數(shù)較大。
針刺工藝參數(shù)為針刺深度12～16mm，針刺密度N為300～500刺/cm2(針刺頻率f為600～1000次/min，送布速度v為0.6～1.0m/min)刺針采用標(biāo)準(zhǔn)R型針，針板植針3000枚/m。
本發(fā)明把經(jīng)針刺工藝加工成的非織造布和工業(yè)滌綸絲束同步輸入帶多頭襯緯裝置的拉舍爾經(jīng)編機(jī)，進(jìn)行經(jīng)向和緯向的強(qiáng)力增強(qiáng)，即成保溫率高，強(qiáng)力也高的復(fù)合保溫材料。工藝流程為筒絲-回潮-整經(jīng)-并軸-上軸-穿梳(梳櫛，引緯器、非織造布)復(fù)合針刺-復(fù)合保溫材料。
工藝過(guò)程在德國(guó)KARL MAYER的RS3MSUS-N拉舍爾經(jīng)編機(jī)上進(jìn)行，裝備有多頭襯緯裝置，非織造布輸入裝置和卷取裝置。工藝參數(shù)和增強(qiáng)效果舉例組織 穿經(jīng) 原料及規(guī)格CB1 1-0/0-1滿穿 200dtex滌綸變形絲CB2 1-0/1-2滿穿 200dtex滌綸變形絲CB3 0-0/1-14穿10空1100dtex×6工業(yè)滌綸絲束全幅襯緯循環(huán)1行引緯4×1穿1空1100dtex×6工業(yè)滌綸絲束1行不引緯 16空非織造布為7mm厚山羊毛非織造布，在隔距為6的RS3MSVS-N拉舍爾經(jīng)編機(jī)上進(jìn)行。
按上述工藝進(jìn)行，用強(qiáng)力為0.072N/dtex工業(yè)高強(qiáng)滌綸，經(jīng)紗強(qiáng)力利用按91％，緯紗按85％計(jì)算，經(jīng)緯向的增強(qiáng)效果分別為32KN/m和31KN/m。
權(quán)利要求
1.一種山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，其特征在于先對(duì)山羊毛進(jìn)行改性處理，再將改性后的山羊毛經(jīng)針刺工藝加工成非織造布，然后將山羊毛非織造布用工業(yè)化纖絲束通過(guò)針織經(jīng)編工藝加工成非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，復(fù)合保溫材料的厚度為5-12mm，其材料結(jié)構(gòu)層次為襯經(jīng)絲束—襯緯絲束—非織造布—束縛絲。
2.一種山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料的生產(chǎn)方法，其特征在于A、對(duì)山羊毛進(jìn)行改性處理采用過(guò)硼酸鈉預(yù)氧化/蛋白酶生物處理兩步法工藝，預(yù)氧化工藝過(guò)硼酸鈉(NaBO34H2O)濃度6～10g/L、平平加O 1％、浴比1∶25、PH值10～11、溫度20～80℃、時(shí)間60min；生物處理工藝蛋白酶LanT 2～3％、平平加O 1％、浴比1∶25、PH值7.5～8.5、溫度45～55℃、時(shí)間60min；改性處理程度通過(guò)山羊毛失重比控制在5～6％。B、將改性處理后的山羊毛通過(guò)常規(guī)干法機(jī)械成網(wǎng)和針刺固結(jié)工藝加工成非織造布，針刺工藝中針刺深度設(shè)定為12-16mm；針刺密度控制在300-500刺/cm2。C、把經(jīng)過(guò)改性的100％的山羊毛非織造布采用針織工藝加工成經(jīng)編復(fù)合保溫材料，將山羊毛非織造布和工業(yè)滌綸絲束同步輸入帶多頭襯緯裝置的拉舍爾經(jīng)編機(jī)，進(jìn)行復(fù)合針刺，非織造布輸入速度為10m/min，成品復(fù)合保溫材料厚度為5-12mm，其結(jié)構(gòu)層次為襯經(jīng)絲束—襯緯絲束—非織造布—束縛絲。
全文摘要
一種山羊毛非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，先將改性山羊毛經(jīng)針刺工藝加工成非織造布，再將山羊毛非織造布用工業(yè)化纖絲束通過(guò)針織經(jīng)編工藝加工成非織造/經(jīng)編復(fù)合保溫材料，復(fù)合保溫材料的厚度為5－12mm，其結(jié)構(gòu)層次為襯經(jīng)絲束—襯緯絲束—非織造布—束縛絲。本發(fā)明將100％的經(jīng)改性處理的山羊毛加工成非織造布，顯著提高了非織造材料的保溫性能；并通過(guò)工業(yè)化纖絲束加工成復(fù)合保溫材料，顯著提高了非織造材料的強(qiáng)度。該復(fù)合保溫材料可廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、現(xiàn)代建筑業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
文檔編號(hào)D04H1/4266GK1664209SQ200510012420
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者劉奮勇 申請(qǐng)人:山西暖神絨毛精品有限責(zé)任公司