一種蓄熱調溫吸音棉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓄熱調溫吸音棉，為蓄熱調溫微納米PP纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的吸音棉層交叉鋪網(wǎng)而成。吸音棉層采用熔噴?干法纖網(wǎng)在線復合制得。吸音棉層的兩側還可以覆蓋面層，面層為PP蓄熱調溫無紡布層或鋁箔，PP蓄熱調溫無紡布層采用PP無紡布材料。面層和吸音棉層經復合，軋花處理，超聲波封邊，裁切成各種所需尺寸規(guī)格，即得蓄熱保溫吸音棉。本發(fā)明依靠相變微膠囊的特殊性能，并結合吸音棉吸音棉層的竹炭纖維和PET的中空結構實現(xiàn)蓄熱調溫，制備的吸音棉蓄熱調溫性能優(yōu)良。本發(fā)明具有優(yōu)異的吸音隔音性、除異味和惡臭、阻燃性、防霉等特點，且具有在一定范圍內雙向溫度調節(jié)功能，還可作為蓄熱調溫材料。
【專利說明】
一種蓄熱調溫吸音棉
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及吸音材料領域，具體是一種蓄熱調溫吸音棉。
【背景技術】
[0002]汽車噪音直接影響人們的身心健康和生活質量的提高，長期處于噪音環(huán)境中，會引起聽力損失甚至可能誘發(fā)一些疾病。試驗表明:80分貝會使駕駛者的注意力下降10%，90分貝時下降20%。要遠離噪音，我們能做的就是吸音和隔音。吸音棉可以將車體振動所產生的中高頻噪音振動能轉換成吸音棉內部的細旦纖維的動能，并轉化成熱能而耗散掉，達到吸音降噪的功能。
[0003]節(jié)能、環(huán)保意識的增強，汽車呼吁綠色能源的呼聲高于任何時候，假設就象給人體穿一件調溫服一樣，給汽車穿一身空調服。將相變蓄熱技術與吸音棉制造技術結合起來，開發(fā)一種高科技的智能調溫吸音棉，在滿足吸音棉吸音隔音的性能外，還可以在一定范圍內自動調節(jié)車內的溫度，為人們提供更為人性化的乘車環(huán)境。
[0004]在智能調溫材料在，應用最多的即為相變微膠囊。相變材料微膠囊就是將特定溫度范圍的相變材料用某些高分子化合物或無機化合物以物理或化學方法包覆起來，制成直徑在I?ΙΟΟμπι之間常態(tài)下穩(wěn)定的固體微粒，經包囊后相變材料性質不受影響，可有效解決相變材料的泄漏及其與周圍材料界面等問題。當環(huán)境溫度由低于相變材料的相變溫度升至高于相變材料的相變溫度時，相變材料微膠囊能夠吸收環(huán)境中的熱量，發(fā)生液固相轉變，直至相變材料全部由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài);而當環(huán)境溫度由高于相變材料的相變溫度降低至低于相變溫度時，相變材料將釋放吸收的熱量，發(fā)生液固相轉變，這種吸收和釋放熱量的功能可以使材料周圍的微氣候環(huán)境在一定時間內保持相對恒定。通過這樣一個動態(tài)的熱能儲存和釋放過程來調節(jié)材料內部溫度的平衡，進而維持體溫的恒定，創(chuàng)造一個舒適的微氣候環(huán)境。
[0005]將相變材料微膠囊通過紡絲法包埋于纖維內部，或通過浸乳法、浸漬法、涂層法等整理于材料表面，是實現(xiàn)材料蓄熱調溫的一類重要方法。相變材料微膠囊作為一種核/殼結構的有機功能材料，其囊壁厚度只有幾到數(shù)十納米，耐壓性、耐熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性與無機功能材料相差甚遠，表現(xiàn)在紡絲或后處理過程中相變材料從囊壁中容易逸出、汽化、氧化分解，或囊壁自身發(fā)生交聯(lián)脫除小分子，或紡絲熔體或溶液發(fā)生反應，或微膠囊在螺桿輸送、栗送、過濾、噴絲擠出過程中發(fā)生變形，形成扁平的餅狀，造成過濾網(wǎng)、噴絲板堵塞，使紡絲時間縮短，纖維中相變材料微膠囊含量降低。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的吸音隔音性、除異味和惡臭、阻燃性、防霉的蓄熱調溫吸音棉，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0008]一種蓄熱調溫吸音棉，由蓄熱調溫微納米PP纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的吸音棉層經交叉鋪網(wǎng)而成。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案:吸音棉層中按照質量百分比的成分為:蓄熱調溫PP微納米纖維65%、竹炭纖維5-10%、PET中空纖維25-30%。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案:蓄熱調溫PP微納米纖維采用熔噴法紡絲，相變微膠囊隨熔噴熱空氣吹入，粘附于尚未固化的PP微納米纖維上；制備的蓄熱調溫PP微納米纖維細度為 1-2μηι。
[0011 ]作為本發(fā)明進一步的方案:竹炭纖維細度為15_25μπι。
[0012]作為本發(fā)明進一步的方案:PET中空纖維長度為55-65mm，細度為25-35μπι。
[0013]作為本發(fā)明進一步的方案:竹炭纖維和PET中空纖維經開松、梳理、成網(wǎng)，形成干法纖網(wǎng)。
[0014]作為本發(fā)明進一步的方案:吸音棉層采用微粒導入熔噴纖網(wǎng)-干法纖網(wǎng)在線復合制得;在蓄熱調溫PP微納米纖維熔噴成網(wǎng)時，采用氣流導入竹炭纖維和PET中空纖維形成的干法纖網(wǎng)中，蓄熱調溫PP微納米纖維熔噴形成的網(wǎng)與干法纖網(wǎng)在線復合，形成吸音棉層，經交叉鋪網(wǎng)至所需重量。
[0015]作為本發(fā)明進一步的方案:還包括面層，且吸音棉層的兩側覆蓋面層，所述面層為PP蓄熱調溫無紡布層或鋁箔。
[0016]作為本發(fā)明進一步的方案:PP蓄熱調溫無紡布層采用聚合物擠壓紡粘法制備，再經相變微膠囊后整理而成;厚度為0.5-lmm。
[0017]作為本發(fā)明進一步的方案:所述面層和吸音棉層經復合，乳花處理，超聲波封邊，裁切成各種所需尺寸規(guī)格，即得蓄熱保溫吸音棉。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述一種蓄熱調溫吸音棉依靠相變微膠囊的特殊性能，并結合吸音棉吸音棉層的竹炭纖維和PET的中空結構實現(xiàn)蓄熱調溫，制備的吸音棉蓄熱調溫性能優(yōu)良。相變微膠囊能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化，從環(huán)境中吸收熱量儲存于吸音棉的纖維內部，或從吸音棉的纖維中釋放出儲存的熱量，伴隨相變材料發(fā)生液-固可逆相變，在吸音棉周圍形成溫度基本恒定的微氣候，從而實現(xiàn)溫度調節(jié)功能。本發(fā)明具有優(yōu)異的吸音隔音性、除異味和惡臭、阻燃性、防霉等特點，且具有在一定范圍內雙向溫度調節(jié)功能，提供更為人性化的乘車環(huán)境。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明結構示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的面層制備流程圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的吸音棉層制備流程圖；
[0022]圖4是本發(fā)明吸音棉與普通吸音棉的溫度曲線對比圖；
[0023]圖中:21_面層、22-吸音棉層。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、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，本領域普通技術人員在沒有做出創(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)明保護的范圍。
[0025]實施例1
[0026]請參閱圖1-圖4，本發(fā)明實施例中，一種蓄熱調溫吸音棉，包括面層21、吸音棉層22，吸音棉層22的兩側覆蓋面層21，所述面層21為蓄熱調溫PP無紡布層或鋁箔或者其他附著物，吸音棉層22的兩側也可以沒有面層21。所述吸音棉層22為蓄熱調溫PP微納米纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的復合纖維層經交叉鋪網(wǎng)而成。吸音棉層中按照質量百分比的成分為:蓄熱調溫PP微納米纖維65%、竹炭纖維5%、PET中空纖維30%。
[0027]實施例2
[0028]本發(fā)明實施例中，一種蓄熱調溫吸音棉，包括面層21、吸音棉層22，吸音棉層22的兩側覆蓋面層21，所述面層21為蓄熱調溫PP無紡布層或鋁箔，吸音棉層22的兩側也可以沒有面層21。所述吸音棉層22為蓄熱調溫PP微納米纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的復合纖維層。復合纖維層中按照質量百分比的成分為:蓄熱調溫PP微納米纖維65%、竹炭纖維10%、PET中空纖維25%。
[0029]實施例3
[0030]本發(fā)明實施例中，一種蓄熱調溫吸音棉，包括面層21、吸音棉層22，吸音棉層22的兩側覆蓋面層21，所述面層21為蓄熱調溫PP無紡布層或鋁箔。吸音棉層22的兩側也可以沒有面層21。所述吸音棉層22為蓄熱調溫PP微納米纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的復合纖維層。復合纖維層中按照質量百分比的成分為:蓄熱調溫PP微納米纖維65%、竹炭纖維8%、PET中空纖維27%。
[0031]吸音棉中面層21為蓄熱調溫PP無紡布層或鋁箔，是PP無紡布經相變微膠囊后整理而成，平方米克重10_20g/m2。
[0032]所述面層21的微膠囊后整理可以采用浸漬、浸乳或者噴霧法實現(xiàn)。
[0033]所述微膠囊的相變溫度:25-35°C，潛熱值150-160kJ/kg，芯/壁彡85%，粒徑1-30μ111，熱傳導系數(shù)0.3，密度1.2\1031^/1113。
[0034]微膠囊芯體基本成分為相變石蠟，平均粒徑在2_30μπι。
[0035]微膠囊殼體采用熱固性樹脂，堅固穩(wěn)定，耐水，耐高溫，耐機械加工，長期使用無泄漏。微膠囊可在其相變溫度范圍內，吸收、儲存、釋放較多的熱量，具有雙向調節(jié)環(huán)境溫度，儲存熱量的作用。
[0036]所述微膠囊的后整理的工藝為:
[0037]浸漬工藝為:蓄熱微膠囊30_60g/L，浴比1:10-1:12，不斷翻動、擠壓使浸漬均勻進入織物內部一一離心脫水，含液90-100 %，松式烘干(80-100 0C) 一一烘干
[0038]浸乳工藝為:蓄熱微膠囊40-80g/L，二浸二乳(攜液量90-100%)——烘干(80-1000C )--烘干。
[0039 ] 噴霧工藝為:蓄熱微膠囊40_80g/L，噴霧——烘干(80-100 °C)——烘干。
[0040]浸漬液和脫水液可回用。
[0041]所述吸音棉層22是短纖維纖網(wǎng)結構，為蓄熱調溫PP微納米纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的復合纖維層，經交叉鋪網(wǎng)而成。
[0042]所述蓄熱調溫PP微納米纖維是PP采用微粒導入熔噴法制備而成，PP聚合物熔體由噴絲孔擠出，受到兩側高速熱空氣噴吹，經極度牽伸形成微納米纖維。平均細度1_2μπι。微納米纖維結構使得蓄熱調溫吸音棉內孔徑更小，孔隙率更大，并且其接近納米級別的纖維能與聲波共振來衰減能量，有利于吸音。
[0043]所述蓄熱調溫PP微納米纖維配比:PP切片100份(熔融指數(shù)1000-1800g/10min，等規(guī)度95%)，蓄熱調溫微膠囊0.1-1份。所述蓄熱調溫PP微納米纖維的制備:將PP切片100份喂入熔噴法螺桿擠出機，經熔體過濾器、計量栗計量，熔融擠出，熱空氣極速牽伸，0.1-1份相變微膠囊隨熱空氣吹入，粘附于尚未固化的PP微納米纖維上制備而成。
[0044]所述蓄熱調溫PP微納米纖維具體實施工藝:加工溫度:熔噴模頭260_270°C，轉換箱260-270°C，一區(qū)260-270°C，二區(qū)260-270°C，三區(qū)240_260°C，四區(qū)230_250°C，光輥 120°C，花輥120°C，熱空氣一240°C，熱空氣二260°C，熱空氣的噴射角控制在50-60°，熱空氣壓力 0.1-0.2MPa，接收距離 25_35cm。
[0045]所述竹炭纖維細度15-25μπι，長度15-35mm。竹炭纖維孔隙多、礦物質含量豐富，能釋放遠紅外線，具有蓄熱調溫、抗菌除臭除異味的功效，另外其多孔結構使其具有更優(yōu)異的吸音性能。
[0046]所述PET中空纖維細度25_35μπι，長度δδ-θδπιπ^ΡΕΤ中空纖維作為結構纖維，除用于控制吸音棉的厚度，還可確保產品的蓬松性及壓縮回彈性外，使吸音棉具有持久的吸音降噪性能。另外其中空結構更加提高了產品的吸音性和隔熱性。
[0047]所述復合纖維層采用微粒導入熔噴纖網(wǎng)-干法纖網(wǎng)在線復合實現(xiàn)。一定配比的竹炭纖維和PET中空纖維經高效開松梳理成單纖維狀態(tài)，通過氣流引入到熔噴工藝氣流牽伸場中，竹炭纖維和PET中空纖維被蓄熱調溫PP微納米纖維帶到成網(wǎng)簾上，竹炭纖維和PET中空纖維干法纖網(wǎng)加入熔噴纖維的角度控制在75-85°。熔噴成形的蓄熱調溫PP微納米纖維網(wǎng)與竹炭纖維和PET中空纖維干法纖網(wǎng)在線復合成復合纖維層，經交叉鋪網(wǎng)形成具有良好彈性和吸音性、保暖性的復合吸音材料。
[0048]面層21和吸音棉層22經復合，乳花處理并超聲波封邊，裁切成各種所需尺寸規(guī)格，即得產生負離子及高效吸附甲醛及VOC的三組份吸音棉。
[0049]本發(fā)明吸音棉具有更好的全頻吸音能力，同時兼具蓄熱調溫、耐霉、環(huán)保、阻燃等性能。具體包括:
[0050]I)吸音性能:一種蓄熱調溫吸音棉組成部分中的無數(shù)2μπι微小纖維無序疊加，組成迷宮式的空隙結構。聲波產生的振動引起間隙的空氣運動，由于與孔壁或纖維表面摩擦和空氣的粘滯阻力，一部分聲能轉變?yōu)闊崮埽孤暡ㄋp;其次，小孔中空氣與孔壁之間還不斷發(fā)生熱交換，也使聲能衰減。與普通的毛氈類、聚酯海綿類吸音材料相比，一種蓄熱調溫吸音棉孔徑更小，孔隙率更大，并且其接近納米級別的纖維能與聲波共振來衰減能量，故其吸音效果更好。與同樣厚度的毛氈相比，在重量輕一半以上的情況下，吸音系數(shù)至少超出毛氈的40-50 %以上。以每平米400g，厚度26mm的規(guī)格為例，對車內空間駕駛員以及乘客最為敏感的噪音頻段2500Hz以下中低頻部分降噪效果更加理想，降噪系數(shù)NRC為0.72，平均吸聲系數(shù)(100抱-51(取)為0.68。
[0051]2)阻燃性:一種蓄熱調溫吸音棉具有優(yōu)良的阻燃性能，點火15s后在5min以內停止燃燒，并且燃燒速度<80mm/min，高于GB8410-2006的規(guī)定(燃燒速度< 100mm/min)，其阻燃性能完全符合汽車內飾要求。
[0052]3)蓄熱調溫:一種蓄熱調溫吸音棉蓄熱調溫的關鍵是使用微膠囊包裹的相變材料，這種材料具有能以潛熱的形式，吸收儲存和釋放熱量的功能。其在溫度變化中，可以固態(tài)、液態(tài)互相轉化，從而達到吸熱、放熱的效果。蓄熱調溫吸音棉的相變微膠囊包含兩部分:粘附在PP微納米纖維表面的相變微膠囊和吸音棉面層中相變微膠囊。粘附在PP微納米纖維表面的相變微膠囊，更有利于根據(jù)環(huán)境溫度吸收儲存或釋放熱量。竹炭纖維及PET纖維的中空結構也有益于吸音棉的蓄熱調溫。以每平米400g，厚度26mm，面積為Im2的規(guī)格為例，吸音棉中的相變材料能吸收約200J-1500J的熱量。外界溫度從39°C到25°C變化時，蓄熱調溫吸音棉可以調節(jié)到35°C到300C，在炎熱的夏季，可使汽車內的溫度降低2-4°C。
[0053]4)高效除臭除異味:一種蓄熱調溫吸音棉中的竹炭纖維內外貫穿的蜂窩狀微孔結構使其具有超強的吸附能力，可高效去除惡臭、二手煙及異味。異味減少率達到80-95%，同時還具有很好的天然抗菌抑菌效果，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率大于98%以上。
[0054]5)隔熱性:一種蓄熱調溫吸音棉所特有的微納米纖維，比毛氈類所使用的纖維要細十倍甚至幾十倍，這就意味著三組份吸音棉能隔絕更多的空氣，更快的達到內部舒適的溫度，達到更有效的隔熱保暖效果。在冬天能保護汽車內部熱量的流失，在夏天能阻隔外部熱量的流入，減少汽車用空調的能耗。以每平米400g，厚度26mm的規(guī)格為例，其傳熱系數(shù)為I.550ff/m2.°C，克羅值為3.793，保暖率為74.5 %。
[0055]6)環(huán)保:一種蓄熱調溫吸音棉白色無毒無異味，無揮發(fā)性氣體，無公害污染，不含致癌物質，使用過程中不會有粉狀物逸出刺激皮膚，達到現(xiàn)行各汽車廠對車內VOC和RoSH的要求。使用報廢后可以回收造粒，符合當前的資源重復利用政策，是環(huán)境友好性材料。
[0056]7)防潮防霉:一種蓄熱調溫吸音棉基本不吸水(吸水量不超過自身重量的1%)，不會受潮，也就不會因受潮而給霉菌提供吸收水分的機會。由于其優(yōu)越的憎水性使其具備以下特點:快干、真菌不會滋生、不會分解、腐爛以及難聞氣味的產生等，確保長期穩(wěn)定性。按照ASTM G21方法進行測試(溫度25°C，濕度75%)，蓄熱調溫吸音棉發(fā)生霉變的區(qū)域個數(shù)為0，發(fā)生霉變的面積為0，而以PET為原料制作的毛氈和聚酯海綿發(fā)生霉變的區(qū)域個數(shù)分別為2個和3個，發(fā)生霉變的區(qū)域分別為15-30 %和30 % -45 %。
[0057]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。
[0058]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，由蓄熱調溫微納米PP纖維、竹炭纖維和PET中空纖維組成的吸音棉層經交叉鋪網(wǎng)而成。2.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，吸音棉層中按照質量百分比的成分為:蓄熱調溫PP微納米纖維65%、竹炭纖維5-10%、PET中空纖維25-30%。3.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，蓄熱調溫PP微納米纖維采用熔噴法紡絲，相變微膠囊隨熔噴熱空氣吹入，粘附于尚未固化的PP微納米纖維上;制備的蓄熱調溫PP微納米纖維細度為1-2μπι。4.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，竹炭纖維細度為15-25μπι。5.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，PET中空纖維長度為55-65mm，細度為25-35μηι。6.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，竹炭纖維和PET中空纖維經開松、梳理、成網(wǎng)，形成干法纖網(wǎng)。7.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，吸音棉層采用微粒導入熔噴纖網(wǎng)-干法纖網(wǎng)在線復合制得;在蓄熱調溫PP微納米纖維熔噴成網(wǎng)時，采用氣流導入竹炭纖維和PET中空纖維形成的干法纖網(wǎng)中，蓄熱調溫PP微納米纖維熔噴形成的網(wǎng)與干法纖網(wǎng)在線復合，形成吸音棉層，經交叉鋪網(wǎng)至所需重量。8.根據(jù)權利要求1-7任一所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，還包括面層，且吸音棉層的兩側覆蓋面層，所述面層為PP蓄熱調溫無紡布層或鋁箔。9.根據(jù)權利要求8所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，PP蓄熱調溫無紡布層采用聚合物擠壓紡粘法制備，再經相變微膠囊后整理而成;厚度為0.5-1_。10.根據(jù)權利要求8所述的蓄熱調溫吸音棉，其特征在于，所述面層和吸音棉層經復合，乳花處理，超聲波封邊，裁切成各種所需尺寸規(guī)格，即得蓄熱保溫吸音棉。
【文檔編號】D04H3/14GK105926165SQ201610362202
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】鄒漢濤, 張秦川, 張翼, 王冰, 張榮波
【申請人】武漢每時工業(yè)發(fā)展有限公司