本發(fā)明涉及無(wú)紡布技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)紡布及其制備工藝。
背景技術(shù)：
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，PTFE是聚四氟乙烯的英文縮寫，是目前世界上公認(rèn)的塑料之王，具有抗紫外線輻射，耐化學(xué)腐蝕，耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，聚四氟乙烯纖維化學(xué)穩(wěn)定性極好，耐腐蝕性優(yōu)于其他合成纖維品種；纖維表面有蠟感，摩擦系數(shù)小；同時(shí)，還具有較好的耐氣候性和抗撓曲性。
無(wú)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(wú)毒無(wú)刺激性、色彩豐富、價(jià)格低廉、可循環(huán)再用等特點(diǎn)。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(kāi)始在美國(guó)實(shí)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(jiǎn)單、產(chǎn)量大、成本低、產(chǎn)品應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，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(wú)紡布按加工方法不同可分為：紡粘無(wú)紡布、水刺無(wú)紡布、熱合無(wú)紡布、濕法無(wú)紡布、針刺無(wú)紡布等。無(wú)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(wú)紡布、家具裝飾/家居無(wú)紡布、醫(yī)療衛(wèi)生用無(wú)紡布、過(guò)濾材料用無(wú)紡布等。
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的日益騰飛，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的施工質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格，為提高國(guó)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(guó)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(wú)紡布材料是主要的研究對(duì)象，國(guó)內(nèi)很多專利提出了不同的增強(qiáng)無(wú)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(qǐng)的中國(guó)專利《一種復(fù)合針刺無(wú)紡布》，專利號(hào)為201220256454.1，將經(jīng)編布鋪設(shè)在兩層無(wú)紡纖維網(wǎng)之間，然后用針刺的方式制成復(fù)合無(wú)紡布，這種方式是采用有機(jī)織或針織物與無(wú)紡纖維網(wǎng)復(fù)合的方式來(lái)提高無(wú)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(wú)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(qǐng)的中國(guó)專利《一種非織造網(wǎng)格增強(qiáng)復(fù)合無(wú)紡布制造方法》，專利號(hào)為200810154952.3，采用了一種非織造網(wǎng)格的方式來(lái)增強(qiáng)無(wú)紡布，有效的解決了這一問(wèn)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(duì)經(jīng)緯兩個(gè)方向進(jìn)行加強(qiáng)，對(duì)于具有其他方向上強(qiáng)度要求的無(wú)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(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)紡布及其制備工藝，一次成型制造，使新型無(wú)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(shí)現(xiàn)的：
一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)紡布，包括聚四氟乙烯膜層，將所述聚四氟乙烯膜層進(jìn)行針刺后雙向拉伸，利用反復(fù)針刺和雙向拉伸的方式，使聚四氟乙烯膜層開(kāi)纖，纖維絲以纏結(jié)的形式復(fù)合，受到壓縮，形成基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布。
優(yōu)選的，所述聚四氟乙烯膜層的針刺密度為50-600針/平方厘米。
優(yōu)選的，所述新型無(wú)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(yōu)選的，所述組成纖維絲中的聚四氟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(yōu)選的，所述聚四氟乙烯纖維絲的直徑為0.003-0.03mm的細(xì)長(zhǎng)纖維，所述金屬纖維絲的直徑為0.005-0.05mm的細(xì)長(zhǎng)纖維，所述玻璃纖維絲的直徑為0.004-0.04mm的細(xì)長(zhǎng)纖維。
優(yōu)選的，所述構(gòu)成新型無(wú)紡布中的聚四氟乙烯纖維絲為連續(xù)不切斷的纖維長(zhǎng)絲，所述纖維絲長(zhǎng)度不等，所述纖維絲的長(zhǎng)度為10-2000mm。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)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)備聚四氟乙烯膜；
(2)、鋪疊：將聚四氟乙烯膜按要求堆疊；
(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)堆疊后的聚四氟乙烯膜進(jìn)行針刺，所述聚四氟乙烯膜的針刺密度為50-600針/平方厘米，形成聚四氟乙烯纖維絲后，繼續(xù)針刺，所述聚四氟乙烯纖維絲的針刺密度為100-300針/平方厘米，當(dāng)若干個(gè)刺針刺入纖維絲時(shí)，刺針上的鉤刺會(huì)帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過(guò)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(wǎng)層；
(4)、拉伸：針刺到預(yù)定的針刺密度后，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(gè)方向拉伸；
(5)、重復(fù)針刺及拉伸：將纖維絲網(wǎng)層沿一個(gè)方向拉伸后，再進(jìn)行針刺，所述纖維絲網(wǎng)層的針刺密度為50-350針/平方厘米，針刺時(shí)，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態(tài)停留在纖維絲網(wǎng)層內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行拉伸和針刺后，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，形成基于聚四氟乙烯膜的新型無(wú)紡布；
(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于聚四氟乙烯膜的新型無(wú)紡布收卷打包。
優(yōu)選的，一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)紡布的制備工藝，包括如下步驟：
(1)、備料：根據(jù)生產(chǎn)需求，按量聚四氟乙烯膜；
(2)、鋪疊：將聚四氟乙烯膜按要求堆疊；
(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)堆疊后的聚四氟乙烯膜進(jìn)行針刺，所述聚四氟乙烯膜的針刺密度為350針/平方厘米，形成聚四氟乙烯纖維絲后，繼續(xù)針刺，所述聚四氟乙烯纖維絲的針刺密度為200針/平方厘米，當(dāng)若干個(gè)刺針刺入纖維絲時(shí)，刺針上的鉤刺會(huì)帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過(guò)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(wǎng)層；
(4)、拉伸：針刺到預(yù)定的針刺密度后，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3500毫米/分鐘的條件下，沿著一個(gè)方向拉伸；
(5)、重復(fù)針刺及拉伸：將纖維絲網(wǎng)層沿一個(gè)方向拉伸后，再進(jìn)行針刺，所述纖維絲網(wǎng)層的針刺密度為240針/平方厘米，針刺時(shí)，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態(tài)停留在纖維絲網(wǎng)層內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行拉伸和針刺后，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，形成基于聚四氟乙烯膜的新型無(wú)紡布；
(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于聚四氟乙烯膜的新型無(wú)紡布收卷打包。
優(yōu)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(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(gè)方向拉伸，然后再沿著另一個(gè)方向拉伸。
優(yōu)選的，所述聚四氟乙烯纖維絲的纖度范圍在0.2-20dtex，強(qiáng)力范圍在2.5-6.5cN/dtex。
與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的有益效果在于：
一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)紡布及其制備工藝，在層層鋪疊后的聚四氟乙烯膜上，經(jīng)針刺加固和拉伸后，形成新型無(wú)紡布，為一次成型制造，使新型無(wú)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(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對(duì)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)紡布，包括聚四氟乙烯膜層，將所述聚四氟乙烯膜層進(jìn)行針刺后雙向拉伸，利用反復(fù)針刺和雙向拉伸的方式，使聚四氟乙烯膜層開(kāi)纖，纖維絲以纏結(jié)的形式復(fù)合，受到壓縮，形成基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布，其中，聚四氟乙烯纖維膜層進(jìn)行針刺后拉伸，利用反復(fù)針刺和拉伸的方式，使聚四氟乙烯纖維膜層開(kāi)纖，其中，聚四氟乙烯纖維膜層的針刺密度為50-600針/平方厘米；新型無(wú)紡布中混合有金屬纖維絲或玻璃纖維絲中的一種或兩種，組成纖維絲中的聚四氟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％，聚四氟乙烯纖維絲的直徑為0.003-0.03mm的細(xì)長(zhǎng)纖維，所述金屬纖維絲的直徑為0.005-0.05mm的細(xì)長(zhǎng)纖維，所述玻璃纖維絲的直徑為0.004-0.04mm的細(xì)長(zhǎng)纖維；構(gòu)成新型無(wú)紡布中的聚四氟乙烯纖維絲為連續(xù)不切斷的纖維長(zhǎng)絲，所述纖維絲長(zhǎng)度不等，所述纖維絲的長(zhǎng)度為10-2000mm。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)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)備聚四氟乙烯膜；
(2)、鋪疊：將聚四氟乙烯膜按要求堆疊；
(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)堆疊后的聚四氟乙烯膜進(jìn)行針刺，所述聚四氟乙烯膜的針刺密度為50-600針/平方厘米，形成聚四氟乙烯纖維絲后，繼續(xù)針刺，所述聚四氟乙烯纖維絲的針刺密度為100-300針/平方厘米，當(dāng)若干個(gè)刺針刺入纖維絲時(shí)，刺針上的鉤刺會(huì)帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過(guò)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(wǎng)層；
(4)、拉伸：針刺到預(yù)定的針刺密度后，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(gè)方向拉伸；
(5)、重復(fù)針刺及拉伸：將纖維絲網(wǎng)層沿一個(gè)方向拉伸后，再進(jìn)行針刺，所述纖維絲網(wǎng)層的針刺密度為50-350針/平方厘米，針刺時(shí)，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態(tài)停留在纖維絲網(wǎng)層內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行拉伸和針刺后，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，形成基于聚四氟乙烯膜的新型無(wú)紡布；
(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于聚四氟乙烯膜的新型無(wú)紡布收卷打包。
優(yōu)選的，基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布的制備工藝，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(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(gè)方向拉伸，然后再沿著另一個(gè)方向拉伸。
優(yōu)選的，所述聚四氟乙烯纖維絲的纖度范圍在0.2-20dtex，強(qiáng)力范圍在2.5-6.5cN/dtex。
實(shí)施例1：
一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)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)備聚四氟乙烯膜；
(2)、鋪疊：將聚四氟乙烯膜按要求堆疊；
(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)堆疊后的聚四氟乙烯膜進(jìn)行針刺，所述聚四氟乙烯膜的針刺密度為50針/平方厘米，形成聚四氟乙烯纖維絲，聚四氟乙烯纖維絲的纖度范圍在0.5dtex，強(qiáng)力范圍在4.5cN/dtex，繼續(xù)針刺，所述聚四氟乙烯纖維絲的針刺密度為100針/平方厘米，當(dāng)若干個(gè)刺針刺入纖維絲時(shí)，刺針上的鉤刺會(huì)帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過(guò)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(wǎng)層；
(4)、拉伸：針刺到預(yù)定的針刺密度后，將壓縮后的纖維絲網(wǎng)層進(jìn)行拉伸處理，拉伸應(yīng)變?yōu)?％，拉伸速率為50毫米/分鐘的條件下，沿著一個(gè)方向拉伸；
(5)、重復(fù)針刺及拉伸：將纖維絲網(wǎng)層沿一個(gè)方向拉伸后，再進(jìn)行針刺，所述纖維絲網(wǎng)層的針刺密度為50針/平方厘米，針刺時(shí)，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態(tài)停留在纖維絲網(wǎng)層內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行拉伸和針刺后，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，形成基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布；
(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布收卷打包。
實(shí)施例2：
一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)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)備聚四氟乙烯膜；
(2)、鋪疊：將聚四氟乙烯膜按要求堆疊；
(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)堆疊后的聚四氟乙烯膜進(jìn)行針刺，所述聚四氟乙烯膜的針刺密度為350針/平方厘米，形成聚四氟乙烯纖維絲，聚四氟乙烯纖維絲的纖度范圍在15dtex，強(qiáng)力范圍在3.5cN/dtex，繼續(xù)針刺，所述聚四氟乙烯纖維絲的針刺密度為200針/平方厘米，當(dāng)若干個(gè)刺針刺入纖維絲時(shí)，刺針上的鉤刺會(huì)帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過(guò)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(wǎng)層；
(4)、雙向拉伸：針刺到預(yù)定的針刺密度后，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3500毫米/分鐘的條件下，先沿著一個(gè)方向拉伸，然后再沿著另一個(gè)方向拉伸；
(5)、重復(fù)針刺及雙向拉伸：將纖維絲網(wǎng)層雙向方向拉伸后，再進(jìn)行針刺，所述纖維絲網(wǎng)層的針刺密度為240針/平方厘米，針刺時(shí)，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態(tài)停留在纖維絲網(wǎng)層內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行拉伸和針刺后，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，形成基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布。
(6).、收卷：將步驟(5)制得的基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布收卷打包。
實(shí)施例3：
一種基于聚四氟乙烯薄膜的新型無(wú)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)備聚四氟乙烯膜；
(2)、鋪疊：將聚四氟乙烯膜按要求堆疊；
(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)堆疊后的聚四氟乙烯膜進(jìn)行針刺，所述聚四氟乙烯膜的針刺密度為600針/平方厘米，形成聚四氟乙烯纖維絲，聚四氟乙烯纖維絲的纖度范圍在20dtex，強(qiáng)力范圍在4.0cN/dtex，繼續(xù)針刺，所述聚四氟乙烯纖維絲的針刺密度為300針/平方厘米，當(dāng)若干個(gè)刺針刺入纖維絲時(shí)，刺針上的鉤刺會(huì)帶著若干根纖維絲表面的纖維隨刺針穿過(guò)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(wǎng)層；
(4)、拉伸：針刺到預(yù)定的針刺密度后，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(gè)方向拉伸；
(5)、重復(fù)針刺及拉伸：將纖維絲網(wǎng)層沿一個(gè)方向拉伸后，再進(jìn)行針刺，所述纖維絲網(wǎng)層的針刺密度為350針/平方厘米，針刺時(shí)，纖維絲脫離鉤刺以垂直的狀態(tài)停留在纖維絲網(wǎng)層內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行拉伸和針刺后，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，形成基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布；
(6)、收卷：將步驟(5)制得的基于聚四氟乙烯的新型無(wú)紡布收卷打包。
以上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)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)。