一种大麻纤维基复合织物吸声材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织材料领域，具体涉及一种大麻纤维基复合织物吸声材料及其制备方法。

背景技术

大麻纤维是一种天然纤维素纤维，其独特的中腔结构与纤维表面的竖纹相连通，赋予大麻纤维优异的吸声性能，适用于各种吸音降噪的场合，如建筑、汽车、办公电子设备、航天航空等领域，具有良好的应用潜力。

大麻纤维模量高、抱合力差，造成其可纺性不理想，在传统的纺织领域利用率较低。通过非织造工艺，比如气流成网、热粘合等能够制备质量混纺比较高的大麻纤维基复合非织造材料，且具有多孔疏松、柔软、蓬松、孔隙率大等特点，属于一种典型的多孔吸声材料。然而，大麻纤维基复合非织造材料的机械拉伸性能却不尽如人意，极大地限制了其实际应用领域。

如何在基于吸音性能良好、成本低的基础上，制造大麻纤维利用率高、机械拉伸性能适宜的吸声材料，是目前需要解决的问题。因此，针对以上问题，提供一种大麻纤维基复合织物吸声材料及其制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明提出了一种大麻纤维基复合织物吸声材料及其制备方法，有效解决了吸声材料中大麻纤维利用率低、抗机械拉伸性能差、耐用性有限等问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种大麻纤维基复合织物吸声材料，包括径向大麻纤维基复合三股辫和纬向PP熔喷布条，所述大麻纤维基复合三股辫由大麻纤维基复合非织造布条和两根PP熔喷布条通过三股辫方式编织而成；

所述大麻纤维基复合非织造布是由大麻纤维、中空涤纶纤维以及低熔点4080经气流成网、热风粘合工艺制成；

所述径向和纬向以平纹方式编织形成一体。

进一步地，所述大麻纤维基复合非织造布为150～250g/m

进一步地，所述PP熔喷布为面密度为20～50g/m

进一步地，所述大麻纤维基复合非织造布中大麻纤维直径为1.5～2.0dtex，长度为35～45mm，由市场上购得。

进一步地，所述大麻纤维基复合非织造布中中空涤纶纤维直径为2.5～3.5dtex，长度为50～75mm，具有较好的机械性能和吸音性能，由市场上购得。

进一步地，所述大麻纤维基复合非织造布中低熔点4080是一种皮芯结构的涤纶纤维，芯层和皮层分别为常规涤纶和低熔点涤纶，是一种双组份结构的热熔媒介，纤维直径为2.5～3.5dtex，长度为50～75mm，由市场上购得。

一种大麻纤维基复合织物吸声材料的制备方法，包括以下步骤：

S01、将大麻纤维、中空涤纶纤维和低熔点4080混合均匀，通过粗开松、大仓棉箱混合、精开松、气压棉箱混合、气流成网等工序，制备纤维三维杂乱排列的气流成网大麻纤维基复合纤维网。

S02、将气流成网大麻纤维基复合纤维网进行热风粘合，制备具有一定强度和结构稳定的三维多孔的大麻纤维基复合非织造布。

S03、将大麻纤维基复合非织造布裁剪成条状，与两根PP熔喷布条编织形成大麻纤维基复合三股辫。

S04、将大麻纤维基复合三股辫作为径向，PP熔喷布条作为纬向，编织形成平纹结构的大麻纤维基复合织物。

具体的，步骤S01中，纤维原料总质量为1～3Kg，大麻纤维的混纺比为40～80wt％，中空涤纶纤维和低熔点4080的质量混纺比为1：(0.1～10)。

具体的，步骤S02中，热风粘合温度为100～150℃。

具体的，步骤S03中，大麻纤维基复合非织造布条的宽度为0.5～2.0cm，PP熔喷布条宽度为0.5～2.0cm，三股辫编织循环数为5～20。

具体的，步骤S04中，PP熔喷布条宽度为0.5～2.0cm，经密为5～20根/10cm，纬密为5～20根/10cm。

本发明具有以下效益：

本发明的大麻纤维基复合织物吸声材料通过先将大麻纤维基复合非织造布和两根PP熔喷布条编织形成大麻纤维基复合三股辫，再和PP熔喷布条以平纹方式编织形成一体，获得大麻纤维基复合织物吸声材料，加工后材料具有孔隙率高和结构稳定等特点，能够增强声波在材料内部的反射，并促进声波与纤维间的振动作用、摩擦作用、碰撞作用等，将声能有效地转化为机械能，提高材料的吸声降噪性能。此外，这种产品因大麻纤维含量较高，机械拉伸性能优异，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述的附图仅示出了本发明的一些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的一种大麻纤维基复合织物吸声材料的结构示意图；

图2是图1中径向大麻纤维基复合三股辫的结构示意图；

图3是本发明的一种大麻纤维基复合织物吸声材料的制备方法的整体步骤图；

图4是图3中S01和S02步骤中大麻纤维基复合非织造布的制备工艺流程图；

图5是实施例3、4、5中制备的径向经过三股辫编织的大麻纤维基复合织物吸声材料与对比例1中制备的径向未经过三股辫编织的大麻纤维基复合织物吸声材料的吸声性能的对比图。

附图标记：

大麻纤维基复合非织造布条1、PP熔喷布条2、PP熔喷布条3。

具体实施方式

本发明提供的大麻纤维基复合织物吸声材料包括径向大麻纤维基复合三股辫和纬向PP熔喷布条，大麻纤维基复合三股辫由大麻纤维基复合非织造布条和两根PP熔喷布条通过三股辫方式编织而成；径向和纬向以平纹方式编织形成一体，制得大麻纤维基复合织物吸声材料。

构成本发明的大麻纤维基复合非织造布的纤维原料为大麻纤维、中空涤纶纤维和低熔点4080，其中大麻纤维也可以是其他废弃再回收或在纺织领域利用率较低的天然纤维，如苎麻落麻、亚麻落麻、黄麻、红麻等具有天然中腔和表面竖纹的纤维，但不限于这些，中空涤纶纤维也可以是其他中空合成纤维，如丙纶、锦纶、腈纶等，但不限于这些，低熔点4080也可以是其他双组份热熔纤维，如ES纤维，但不限于这些。大麻纤维基复合非织造布的加固方法采用的是热风粘合法，也可以是水刺法、化学粘合法、热轧粘合法，但不限于这些。

构成本发明的PP熔喷布，其纤维原料也可以是纺织纤维中的一种或多种，比如涤纶、乙纶、锦纶等，但不限于这些，其成网方法也可以是纺丝成网法、干法成网、湿法成网，但不限于这些，其加固方法也可以是针刺法、水刺法、化学粘合法、热轧粘合法、热风粘合法，但不限于这些。

构成本发明的径向材料为大麻纤维基复合三股辫，也可以采用二股辫、四股辫、五股辫等编织方式，但不限于这些。

构成本发明的大麻纤维基复合织物为平纹结构，也可以是斜纹、缎纹等结构，但不限于这些。

下面将通过具体实施方法对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种大麻纤维基复合织物吸声材料，如图2为复合织物的结构示意图，包括径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条，所述径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条通过平纹方式进行编织，形成大麻纤维基复合织物吸声材料，其中，纤维原料总质量为1Kg，大麻纤维占50wt％，中空涤纶纤维占40wt％，低熔点4080占10wt％，热风粘合温度为100℃，大麻纤维基复合非织造布条宽度为1.5cm，三股辫中PP熔喷布条宽度均为0.5cm，三股辫编织循环数为8，纬向PP熔喷布条宽度为1.0cm，经密为12根/10cm，纬密为10根/cm。

实施例2

一种大麻纤维基复合织物吸声材料，如图2为复合织物的结构示意图，包括径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条，所述径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条通过平纹方式进行编织，形成大麻纤维基复合织物吸声材料，其中，纤维原料总质量为1Kg，大麻纤维占50wt％，中空涤纶纤维占30wt％，低熔点4080占20wt％，热风粘合温度为110℃，大麻纤维基复合非织造布条宽度为1.2cm，三股辫中PP熔喷布条宽度均为0.5cm，三股辫编织循环数为10，纬向PP熔喷布条宽度为1.0cm，经密为11根/10cm，纬密为10根/cm。

实施例3

一种大麻纤维基复合织物吸声材料，如图2为复合织物的结构示意图，包括径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条，所述径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条通过平纹方式进行编织，形成大麻纤维基复合织物吸声材料，其中，纤维原料总质量为1Kg，大麻纤维占50wt％，中空涤纶纤维占20wt％，低熔点4080占30wt％，热风粘合温度为125℃，大麻纤维基复合非织造布条宽度为1.0cm，三股辫中PP熔喷布条宽度均为0.5cm，三股辫编织循环数为10，纬向PP熔喷布条宽度为1.0cm，经密为10根/10cm，纬密为10根/cm。

实施例4

一种大麻纤维基复合织物吸声材料，如图2为复合织物的结构示意图，包括径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条，所述径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条通过平纹方式进行编织，形成大麻纤维基复合织物吸声材料，其中，纤维原料总质量为1Kg，大麻纤维占50wt％，中空涤纶纤维占20wt％，低熔点4080占30wt％，热风粘合温度为125℃，大麻纤维基复合非织造布条宽度为1.0cm，三股辫中PP熔喷布条宽度均为0.5cm，三股辫编织循环数为12，纬向PP熔喷布条宽度为1.0cm，经密为10根/10cm，纬密为10根/cm。

实施例5

一种大麻纤维基复合织物吸声材料，如图2为复合织物的结构示意图，包括径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条，所述径向的大麻纤维基复合三股辫和纬向的PP熔喷布条通过平纹方式进行编织，形成大麻纤维基复合织物吸声材料，其中，纤维原料总质量为1Kg，大麻纤维占50wt％，中空涤纶纤维占20wt％，低熔点4080占30wt％，热风粘合温度为125℃，大麻纤维基复合非织造布条宽度为1.0cm，三股辫中PP熔喷布条宽度均为0.5cm，三股辫编织循环数为15，纬向PP熔喷布条宽度为1.0cm，经密为10根/10cm，纬密为10根/cm。

对比例1

对比例1与实施例3、4、5的区别在于，大麻纤维基复合非织造布条未与两根PP熔喷布条进行三股辫编织，而是直接作为径向与纬向PP熔喷布条进行平纹编织形成一体。

图5是实施例3、4、5中制备的径向经过三股辫编织的大麻纤维基复合织物吸声材料与对比例1中制备的径向未经过三股辫编织的大麻纤维基复合织物吸声材料的吸声性能的对比图。可以看出，在低频100～1600Hz区域，所有制备的大麻纤维基复合织物的吸声系数差异不大，但在高频1800～6300Hz区域，径向经过三股辫编织的大麻纤维基复合织物的吸声系数明显高于径向未经过三股辫编织的大麻纤维基复合织物的吸声系数，这是由于径向的三股辫结构增强了声波的反射和声波与纤维间摩擦、碰撞和振动等作用，将声能有效地转化为机械能，提高吸音降噪性能。此外，随着三股辫编织循环数的增加，高频区的吸声系数先增加后减小，图5显示当编织循环数为12时，吸声效果最佳，这是因为当平纹结构的经纬密度保持不变时，径向三股辫随着编织循环数的增加而变细，且更紧密，尽管紧实的三股辫能够降低其内部孔隙尺寸，但过细的三股辫会导致复合织物经向孔隙变大，影响声波在复合织物内部的反射及其与纤维间的相互作用，从而降低其吸声效果。