專利名稱：用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法。屬循環(huán)經(jīng)濟(jì)與建筑裝飾材料的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是指在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等過(guò)程中進(jìn)行的減量化、再利用、資源化活動(dòng)的總稱。再利用包括將廢物的全部或者部分作為其他產(chǎn)品的部件予以使用；資源化是指將廢物直接作為原料進(jìn)行利用或者對(duì)廢物進(jìn)行再生利用。本發(fā)明涉及的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法屬循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的再利用與資源化技術(shù)領(lǐng)域。我國(guó)紡織纖維加工量每年約為3000多萬(wàn)噸，占全球紡織纖維加工量的40%以上。巨大的紡織纖維加工量使得紡織廢料的積累急劇上升。尤其我國(guó)擁有龐大的服裝加工產(chǎn)業(yè)，服裝加工過(guò)程中的邊角廢料數(shù)字相當(dāng)可觀，這些紡織廢料急待開(kāi)發(fā)利用。從紡織材料學(xué)角度看，紡織廢料可分為軟質(zhì)廢料和硬質(zhì)廢料兩大類，前者如斬刀花，回花，精落等，后者指有捻度廢紗線、機(jī)織和針織物廢料、印花和服裝邊角廢料、舊服裝等，其材質(zhì)包含棉、毛、麻、絲及化纖。軟質(zhì)廢料一般由紡織廠內(nèi)部回用，而對(duì)硬質(zhì)廢料的利用缺少有效方法。目前，硬質(zhì)紡織廢料的主要加工方法是在回收、分選的基礎(chǔ)上，通過(guò)一系列機(jī)械開(kāi)松、除雜，將紡織廢料重新加工成纖維，加工后形成的纖維稱之為“再加工纖維”。這種加工是通過(guò)機(jī)械切割、撕裂、開(kāi)松，將纖維無(wú)捻化，由于加工過(guò)程劇烈，極易拉斷、損傷纖維，因此，再加工纖維長(zhǎng)度短、品種雜、顏色多、品質(zhì)差，所以，目前再加工纖維利用途徑很有限，一般被用來(lái)做各類填充和保暖材料，附加值很低。蜂窩結(jié)構(gòu)具有棱柱形六邊形孔穴的規(guī)則排列。蜜蜂所做的六角六面狀窩以很少的材料消耗，構(gòu)筑成極為堅(jiān)固的蜂窩，這種多墻面的排列和一系列連續(xù)的蜂窩形的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以分散承擔(dān)來(lái)自各方的外力，使得蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)壓力的抵抗比任何圓形或正方形要高的多，即使非常纖薄的材料，只要把它制成蜂窩形狀，就能承受很大的壓力。正是受到蜂巢的啟發(fā)，金屬、聚合物、陶瓷、紙質(zhì)的蜂窩材料已經(jīng)早已面世。它們有多種多樣的應(yīng)用，從價(jià)格低廉的建筑裝飾材料、包裝材料到先進(jìn)的航空、航天部件，用途非常廣泛。目前，多數(shù)蜂窩芯都是中空的，蜂窩板是由蜂窩芯雙面涂膠各復(fù)合一層板材而成。蜂窩板的內(nèi)孔介質(zhì)為空氣，雖然每個(gè)蜂窩單元為獨(dú)立空間，與相鄰蜂窩單元之間不能產(chǎn)生對(duì)流，有一定的保溫性，但每個(gè)單元空間內(nèi)的兩面板內(nèi)側(cè)空間仍然產(chǎn)生對(duì)流，因此其絕熱性能比較差，而隔音性能更差，主要是靠?jī)擅姘鍋?lái)起隔音作用。因此，這些蜂窩板還遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代工程的需求。專利公開(kāi)號(hào)200410155439.8,200910023464.3和201010191870.3公開(kāi)的發(fā)明，在蜂窩芯中都帶有填充材料，但都是在蜂窩芯成型后，在蜂窩芯內(nèi)填充泡沫塑料或絕熱粒料。本發(fā)明的不同之處在于蜂窩芯壁和填充材料都是由紡織廢料得到的再加工纖維，制作工藝是在制作蜂窩芯時(shí)一次完成，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明既有利于紡織廢料的循環(huán)利用，也有利于改善蜂窩芯的性能
發(fā)明內(nèi)容
用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法可分為三個(gè)部分:紡織廢料處理及再加工纖維氈的制作、蜂窩芯坯材的加工和蜂窩芯的加工。(I)紡織廢料處理及再加工纖維氈的制作:首先將紡織廢料通過(guò)切割、開(kāi)松，還原成再加工纖維；用得到的再加工纖維制備兩種熱學(xué)性質(zhì)不同的纖維氈，一種含熱塑性纖維，一種不含熱塑性纖維；用熱軋法在含熱塑性纖維的纖維氈上，沿纖維氈徑向壓溝槽，溝槽之間的寬度等于蜂窩芯邊長(zhǎng)，這樣有利于纖維氈復(fù)合時(shí)的定位和蜂窩芯彎折時(shí)成形；用點(diǎn)漿涂布法在不含熱塑性纖維的纖維氈上，每隔三個(gè)蜂窩芯邊長(zhǎng)的寬度，涂布一個(gè)與蜂窩芯邊長(zhǎng)等寬的熱熔性膠條，膠條的熱學(xué)性質(zhì)與含熱塑性纖維的纖維氈中的熱塑性纖維相近。(2)蜂窩芯坯材的加工:首先將兩種纖維氈復(fù)合，方法為含熱塑性纖維的纖維氈上的溝槽與不含熱塑性纖維的纖維氈上的膠條相互平行，一層含熱塑性纖維的纖維氈間隔一層不含熱塑性纖維的纖維氈，上下相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置錯(cuò)開(kāi)，即上一層不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置正好在下一層相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的兩膠條的中間；預(yù)熱纖維氈復(fù)合體、熱壓、冷卻，形成蜂窩芯坯材，纖維氈復(fù)合體中含熱塑性纖維的纖維氈會(huì)變成纖維板，不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條處兩種纖維氈會(huì)粘合在一起。(3)蜂窩芯的加工:將蜂窩芯坯材切成一條條具有所要求高度的蜂窩芯坯材條，切割方式為垂直于蜂窩芯坯材上的膠條；預(yù)熱蜂窩芯坯材條，在其斷面拉伸，將蜂窩芯坯材條展開(kāi)，形成六角形蜂窩芯，含熱塑性纖維的纖維氈與膠條部分成為蜂窩芯的壁，不含熱塑性纖維的纖維氈部分成為蜂窩芯的填充材料。本發(fā)明具有以下突出效果:(I)可以利用品質(zhì)較差的硬質(zhì)紡織廢料，蜂窩芯對(duì)外觀沒(méi)有太高要求，無(wú)需對(duì)紡織廢料中的不同纖維進(jìn)行區(qū)分，無(wú)需對(duì)紡織廢料脫色；(2)可改善蜂窩芯的隔熱與隔音性能；(3)填充材料在制作蜂窩芯時(shí)同時(shí)完成；(4)相對(duì)聚丙烯蜂窩芯，可改善力學(xué)性能，降低成本。


圖1是本發(fā)明含熱塑性纖維的纖維氈示意圖。圖2是本發(fā)明不含熱塑性纖維的纖維氈示意圖。圖3是本發(fā)明蜂窩芯坯材示意圖。圖4是本發(fā)明有填充材料的蜂窩芯示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。本實(shí)施例涉及用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的一種具體方法，包括以下工藝步驟:(I)紡織廢料處理及再加工纖維氈的制作因?yàn)樾枰苽鋬煞N熱學(xué)性質(zhì)不同的纖維氈，一種含熱塑性纖維，一種不含熱塑性纖維，所以，紡織廢料的處理分兩種工藝。制備含熱塑性纖維的纖維氈:紡織廢料以普通服裝邊角廢料和丙綸廢絲為主要原料，丙綸廢絲為粘合纖維，普通服裝邊角廢料為主體纖維，丙綸廢絲含量采用50%?？紤]到原料大小、長(zhǎng)短不一，尤其是丙綸廢絲在撕松過(guò)程中不易開(kāi)松、易繞錫林，丙綸廢絲與廢紡纖維混合易不均勻等特點(diǎn)，選用切割一撕松一混料這一加工工藝，選用的紡織廢料切割設(shè)備為二臺(tái)旋轉(zhuǎn)切割機(jī)、五錫林撕松機(jī)和兩臺(tái)混毛倉(cāng)，確保紡織廢料開(kāi)松充分、混合均勻。纖維成網(wǎng)采取氣流成網(wǎng)，纖維網(wǎng)平方米克重為200g/m2左右。纖維網(wǎng)氈化由丙綸廢絲熱熔粘合纖維成為纖維氈。為了確保纖維網(wǎng)均勻受熱，采用熱風(fēng)穿透式烘房，分四個(gè)加熱區(qū)，前后二個(gè)加熱區(qū)溫度低，中間兩個(gè)加熱區(qū)溫度高，加熱區(qū)最高溫度為220°C左右，纖維網(wǎng)在烘房的運(yùn)行速度控制在1.5米/分左右。同時(shí)，用熱軋法在纖維氈上，沿纖維氈徑向壓溝槽，溝槽之間寬度等于蜂窩芯邊長(zhǎng)，壓強(qiáng)為10MPa_12MPa，這樣有利于纖維氈復(fù)合時(shí)的定位和蜂窩芯彎折時(shí)成形，參照?qǐng)D1。制備不含熱塑性纖維的纖維氈:紡織廢料為普通服裝邊角廢料，加工工藝為切割一撕松一混合，選用的紡織廢料切割設(shè)備為二臺(tái)旋轉(zhuǎn)切割機(jī)、五錫林撕松機(jī)和一臺(tái)混毛倉(cāng)，確保紡織廢料開(kāi)松充分、混合均勻。纖維成網(wǎng)采取氣流成網(wǎng)，纖維網(wǎng)平方米克重為150g/m2左右。纖維網(wǎng)采用針刺法加固制得纖維氈。用點(diǎn)漿涂布法在纖維氈上，每隔三個(gè)蜂窩芯邊長(zhǎng)的寬度，涂布一個(gè)與蜂窩芯邊長(zhǎng)等寬的熱熔性膠條，熱熔性膠條的熔點(diǎn)與丙綸廢絲相近，膠條量約為80g/m2，參照?qǐng)D2，圖2中I是膠條，2是不含熱塑性纖維的纖維氈。(2)蜂窩芯坯材的加工復(fù)合以上制得的兩種纖維氈，方法為含熱塑性纖維的纖維氈上的溝槽與不含熱塑性纖維的纖維氈上的膠條相互平行，一層含熱塑性纖維的纖維氈間隔一層不含熱塑性纖維的纖維氈，上下相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置錯(cuò)開(kāi)，即上一層不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置正好在下一層相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的兩膠條的中間；預(yù)熱復(fù)合得到的纖維氈復(fù)合體，采用熱風(fēng)穿透式烘房，分四個(gè)加熱區(qū)，前后二個(gè)加熱區(qū)溫度低，中間兩個(gè)加熱區(qū)溫度高，加熱區(qū)最高溫度為240°C左右，纖維網(wǎng)在烘房的運(yùn)行速度控制在1.3米/分左右，熱壓、冷卻，壓強(qiáng)為15MPa左右，施壓時(shí)間在4min左右。纖維氈復(fù)合體中含熱塑性纖維的纖維氈會(huì)變成纖維板，不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條處兩種纖維氈會(huì)粘合在一起，形成蜂窩芯坯材。參照?qǐng)D3，圖3中I是含熱塑性纖維的纖維板，2不含熱塑性纖維的纖維氈，3是含熱塑性纖維的纖維氈與膠條粘合形成的纖維板。(3)蜂窩芯的加工用切割機(jī)將蜂窩芯坯材切成一條條具有所要求高度的蜂窩芯坯材條，切割方式為垂直于蜂窩芯坯材上的膠條；預(yù)熱蜂窩芯坯材條，用耙形拉伸機(jī)在其斷面拉伸，使其中的纖維板在溝槽處彎折，將蜂窩芯坯材條展開(kāi)，冷卻定型，形成六角形蜂窩芯，含熱塑性纖維的纖維板與膠條部分成為蜂窩芯的壁，不含熱塑性纖維的纖維氈成為蜂窩芯的填充材料。參照?qǐng)D4，圖4中I是填充材料，2是纖維板，3是纖維板與膠條粘合處。
權(quán)利要求
1.一種用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征是包括以下工藝步驟: (1)處理紡織廢料及制作纖維氈:首先將紡織廢料通過(guò)切割、開(kāi)松，還原成再加工纖維；用得到的再加工纖維制備兩種熱學(xué)性質(zhì)不同的纖維氈，一種含熱塑性纖維，一種不含熱塑性纖維；用熱軋法在含熱塑性纖維的纖維氈上，沿纖維氈徑向壓溝槽，溝槽之間的寬度等于蜂窩芯邊長(zhǎng)；在不含熱塑性纖維的纖維氈上，每隔三個(gè)蜂窩芯邊長(zhǎng)的寬度，涂布一個(gè)與蜂窩芯邊長(zhǎng)等寬的熱熔性膠條，膠條的熱學(xué)性質(zhì)與含熱塑性纖維的纖維氈中的熱塑性纖維相近； (2)蜂窩芯坯材的加工:將第(I)步制得的兩種纖維氈復(fù)合，方法為含熱塑性纖維的纖維氈上的溝槽與不含熱塑性纖維的纖維氈上的膠條相互平行，一層含熱塑性纖維的纖維氈間隔一層不含熱塑性纖維的纖維氈，上下相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置錯(cuò)開(kāi)，即上一層不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置正好在下一層相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的兩膠條的中間；預(yù)熱纖維氈復(fù)合體、熱壓、冷卻，形成蜂窩芯坯材，纖維氈復(fù)合體中含熱塑性纖維的纖維氈會(huì)變成纖維板，不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條處兩種纖維氈會(huì)粘合在一起； (3)蜂窩芯的加工:將第(2)步制得的蜂窩芯坯材切成一條條具有所要求高度的蜂窩芯坯材條，切割方式為垂直于蜂窩芯坯材上的膠條；預(yù)熱蜂窩芯坯材條，在其斷面拉伸，將蜂窩芯坯材條展開(kāi)，冷卻，制得六角形蜂窩芯，含熱塑性纖維的纖維氈及膠條部分成為蜂窩芯的壁，不含熱塑性纖維的纖維氈部分成為蜂窩芯的填充材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:紡織廢料需要切碎、充分開(kāi)松，還原成再加工纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:用再加工纖維制作兩種熱學(xué)性質(zhì)不同的纖維氈，一種含熱塑性纖維，一種不含熱塑性纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:含熱塑性纖維的纖維氈 中的粘合纖維為熱塑性紡織廢料，主體纖維為天然或化學(xué)纖維紡織廢料，含熱塑性纖維的纖維氈中的粘合纖維占紡織廢料總重量的45% -55%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:用熱軋法在含熱塑性纖維的纖維氈上，沿纖維氈徑向壓溝槽，溝槽之間的寬度等于蜂窩芯邊長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:不含熱塑性纖維的纖維氈中的纖維為天然或化學(xué)纖維紡織廢料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:在不含熱塑性纖維的纖維氈上，每隔三個(gè)蜂窩芯邊長(zhǎng)的寬度，涂布一條與蜂窩芯邊長(zhǎng)等寬的熱熔性膠條，膠條的熱學(xué)性質(zhì)與含熱塑性纖維的纖維氈中的粘合纖維相近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:復(fù)合兩種熱學(xué)性質(zhì)不同的纖維氈，方法為含熱塑性纖維的纖維氈上的溝槽與不含熱塑性纖維的纖維氈上的膠條相互平行，一層含熱塑性纖維的纖維氈間隔一層不含熱塑性纖維的纖維氈，上下相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置錯(cuò)開(kāi)，即上一層不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條位置正好在下一層相鄰的不含熱塑性纖維的纖維氈的兩膠條的中間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:預(yù)熱纖維氈復(fù)合體、熱壓、冷卻，形成蜂窩芯坯材，纖維氈復(fù)合體中含熱塑性纖維的纖維氈及不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條處會(huì)變成纖維板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征在于:將蜂窩芯還材切成一條條具有所要求高度的蜂窩芯還材條，切割方式為垂直于蜂窩芯還材上的膠條；預(yù)熱蜂窩芯坯材 條，在其斷面拉伸，將蜂窩芯坯材條展開(kāi)，冷卻，制得六角形蜂窩芯，含熱塑性纖維的纖維氈及不含熱塑性纖維的纖維氈的膠條部分成為蜂窩芯的壁，不含熱塑性纖維的纖維氈部分成為蜂窩芯的填充材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用紡織廢料制作有填充材料的蜂窩芯的方法，其特征是(1)將紡織廢料還原成再加工纖維，用得到的纖維制備兩種熱學(xué)性質(zhì)不同的纖維氈，一種含熱塑性纖維，一種不含熱塑性纖維，在不含熱塑性纖維的纖維氈上，每隔三個(gè)蜂窩芯邊長(zhǎng)的寬度，涂布一個(gè)與蜂窩芯邊長(zhǎng)等寬的熱熔性膠條；(2)將第(1)步制得的兩種纖維氈復(fù)合，預(yù)熱纖維氈復(fù)合體、熱壓、冷卻，形成蜂窩芯坯材；(3)將第(2)步制得的蜂窩芯坯材切成一條條具有所要求高度的蜂窩芯坯材條，預(yù)熱蜂窩芯坯材條，在其斷面拉伸，將蜂窩芯坯材條展開(kāi)，冷卻，得六角形蜂窩芯。該方法可以利用品質(zhì)較差的硬質(zhì)紡織廢料，改善蜂窩芯力學(xué)性能、降低成本，改善蜂窩芯的隔熱與隔音性能。
文檔編號(hào)B32B5/26GK103158325SQ20111043628
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者張海泉 申請(qǐng)人:江南大學(xué)