專利名稱：基于可再生纖維的非織造材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于可再生纖維的非織造材料及其制備方法，更具體而言，本發(fā)明涉及一種基于可再生纖維的非織造保暖材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人類的環(huán)保和石油危機意識不斷提高，對天然的綠色可再生材料的需求日益增加。目前保暖材料大多數(shù)采用合成纖維形成非織造纖網(wǎng)，或采用羽絨、棉花、蠶絲類等天然纖維進行填充或形成纖網(wǎng)。此二者都具有不可避免的缺點合成纖維的原材料可追溯到石油，價格便宜但造成石油能源緊張，并且保暖性和手感較差；羽絨、羊毛、棉花類產(chǎn)品的耐水洗性能差。因此，需要開發(fā)一種兼具天然纖維和合成纖維優(yōu)點，即具備良好的保暖性、手感和親膚性以及優(yōu)異的耐水洗性的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于可再生纖維的非織造材料及其制備方法，本發(fā)明的非織造材料是一種保暖性高、耐洗滌、可降解的環(huán)境友好型材料。本發(fā)明通過將可再生纖維與合成纖維以一定比例組合制成非織造材料，實現(xiàn)了提高產(chǎn)品耐水洗性的目的，其中所述合成纖維包括粘合用纖維以及粘合用纖維與中空纖維的混合物。一方面，本發(fā)明提供一種非織造材料，其包含纖維，基于所述纖維的總量計，包含20重量％至95重量％的可再生纖維，5重量％至30重量％的粘合用纖維，和O至50重量％的中空纖維；和位于所述纖維表面的噴膠，所述噴膠的量為O至20克/平方米。另一方面，本發(fā)明提供一種非織造材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟將基于纖維總量計為20重量％至95重量％的可再生纖維、5重量％至30重量％的粘合用纖維和O至50重量％的中空纖維混合；開松；給棉；成網(wǎng)；和烘干。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種基于可再生纖維的非織造材料及其制備方法。本文中所用“基于可再生纖維的非織造材料”是指通過將可再生纖維與合成纖維以一定比例組合制成的非織造材料，其中所述合成纖維為粘合用纖維，或粘合用纖維與中空纖維的混合物。
本文中所用“重量％ ”是指基于重量計的百分比。一方面，本發(fā)明提供一種非織造材料，其包含纖維，基于所述纖維的總量計，所述纖維由20重量％至95重量％的可再生纖維，5重量％至30重量％的粘合用纖維，和O至50重量％的中空纖維組成；和位于所述纖維表面的噴膠，所述噴膠的量為O至20克/平方米。下面具體描述本發(fā)明的非織造材料中各組分的特點和作用。I.可再生纖維本文中所用的“可再生纖維”是指以從自然界中提取的天然高分子為原料，經(jīng)過紡 絲制成的纖維?？稍偕w維是原料來源可反復(fù)再生獲得，或具有可降解功能的纖維。可再生纖維分為可再生纖維素纖維和可再生蛋白纖維兩種。其具體實例包括但不限于大豆纖維、玉米纖維、竹纖維，麻纖維，天絲，甲殼素纖維，牛奶纖維，木棉纖維等?？稍偕w維一般具有良好的保暖性、手感和親膚性，但完全以可再生纖維作為原料制成的非織造材料蓬松度差，回彈性較低，強度不足，沒有良好的耐洗滌性。本發(fā)明中可以使用一種或多種可再生纖維，優(yōu)選使用大豆纖維、玉米纖維或它們的混合物。大豆纖維手感柔軟，色澤溫潤，具有特細纖維的結(jié)構(gòu)，利于吸附靜止空氣，可提供良好的保暖性，并在與人體皮膚接觸時具有優(yōu)良的親膚性。大豆纖維主要由大豆蛋白組成，可稱為“綠色纖維”。玉米纖維是從玉米加工制成的PLA聚乳酸纖維，手感柔軟，具有絲質(zhì)光澤，尤其是具有良好的生物可降解性及力學(xué)性能?；诶w維的總量計，本發(fā)明的非織造材料中可再生纖維的量可以為20重量％至95重量%，優(yōu)選為30重量％至90重量%，更優(yōu)選為50重量％至90重量%。除非另有說明，本文中纖維的總量是指可再生纖維、粘合用纖維和中空纖維的總量。當(dāng)使用多種可再生纖維的混合物時，對各種可再生纖維的比例沒有限制。例如，當(dāng)將大豆纖維和玉米纖維的混合物用作可再生纖維時，它們的重量比可以在I : 9至9 : I的范圍內(nèi)，優(yōu)選在3 : 7至7 : 3的范圍內(nèi)。2.粘合用纖維本發(fā)明中使用低熔點纖維作為粘合用纖維，其加入使得不同纖維之間粘合在一起，從而使得纖網(wǎng)具有一定的強度，進而提高保暖材料的耐洗滌性。低熔點纖維是指熔點低于130°C的纖維材料。本發(fā)明優(yōu)選使用低熔點聚酯纖維，特別可以使用皮芯結(jié)構(gòu)的低熔點聚酯纖維，使用皮芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于其既可以提供優(yōu)異的粘結(jié)性能，又具有一定的強度，可以保證纖網(wǎng)加固的質(zhì)量。粘合用纖維的具體實例包括但不限于聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維，聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)雙組份ES纖維，聚乳酸(PLA)低熔點纖維等。本發(fā)明可以使用商購的低熔點纖維作為粘合用纖維，其實例包括但不限于匯維仕低熔點纖維，廣州ES雙組份纖維等?；诶w維總量計，本發(fā)明的非織造材料中粘合用纖維的量為5重量％至30重量％，優(yōu)選15重量％至25重量％。3.中空纖維在本發(fā)明產(chǎn)品中使用的中空纖維屬于剛性纖維，它為纖網(wǎng)提供必要的支撐結(jié)構(gòu)，很好的解決了可再生纖維的蓬松度差，回彈性較低的問題，能夠增加產(chǎn)品的厚度。本發(fā)明中可以使用的中空纖維的實例包括三維中空聚酯纖維，三維中空聚丙烯，三維中空聚丙烯腈等。可以使用商購的中空纖維，其實例包括但不限于儀征三維中空滌綸，遠紡三維中空滌綸,匯維仕三維中空滌綸,江南高纖三維中空滌綸等?；诶w維總量計，在本發(fā)明的非織造材料中，中空纖維的量為O至50重量％，優(yōu)選15重量％至40重量％,更優(yōu)選25重量％至35重量％。中空纖維的量可以基于所需的產(chǎn)品厚度進行選擇，一般而言，隨著中空纖維的含量增加，所得到產(chǎn)品的厚度也增大。4.噴膠任選地通過噴膠工藝在纖維表面上施加噴膠層，這有利于表面纖維伏貼，同時也能夠增強纖維網(wǎng)的強度，減少細纖維滑移表面。噴膠工藝可以在纖維的單面或雙面上進行，優(yōu)選通過雙面噴膠工藝進行噴膠。

噴膠的實例包括但不限于丙烯酸聚合物。噴膠工藝可以使用膠水以本領(lǐng)域中的常見方式進行，例如乳液噴射、顆粒噴射等。噴膠層的量沒有特別限制，一般為20克/平方米以下，可以為O至20克/平方米，優(yōu)選為2至10克/平方米，更優(yōu)選為4至7克/平方米。產(chǎn)品中噴膠的量可以通過調(diào)節(jié)噴嘴大小、壓力，噴槍往返速度等進行控制。本發(fā)明中使用的纖維可以為各種常見規(guī)格。本發(fā)明非織造材料的克重值在50至400克/平方米的范圍內(nèi)，優(yōu)選在100至300克/平方米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在115至200克/平方米的范圍內(nèi)?？酥刂低ㄟ^本領(lǐng)域常規(guī)方法測量。在本發(fā)明的一個同時具有良好保暖性和耐洗滌性的非織造材料的優(yōu)選實施方案中，基于纖維總量計，纖維由30%的大豆纖維、50%的玉米纖維和20%的粘合用纖維組成。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案中，在非織造材料中，基于纖維總量計，纖維由50%的大豆纖維、35%的三維卷曲中空纖維和15%的粘合用纖維組成。還可以根據(jù)需要向本發(fā)明的非織造材料中加入其它成分，例如可以加入一些遠紅夕卜、陶瓷、相變等功能顆粒進一步提高保暖性能。另一方面，本發(fā)明提供一種非織造材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟將基于纖維總量計為20重量％至95重量％的可再生纖維、5重量％至30重量％的粘合用纖維和O至50重量％的中空纖維混合，開松，給棉，成網(wǎng)，和烘干。本發(fā)明的非織造材料的制備方法還可以包括在成網(wǎng)步驟之后進行的噴膠步驟。本發(fā)明可以利用梳理交叉鋪網(wǎng)技術(shù)來制造非織造材料。在本發(fā)明中所利用的加工技術(shù)可以為，例如，非織造梳理交叉鋪網(wǎng)，并通過熱風(fēng)粘合使其加固，形成纖網(wǎng)，或者采用非織造氣流成網(wǎng)技術(shù)形成纖網(wǎng)。本發(fā)明的非織造材料可以采用不同的加工工藝來完成，其具體實例包括但不限于非織造加工流程I :混合-粗開松-精開松-給棉-梳理-交叉鋪網(wǎng)-雙面噴膠-烘干加固_分切卷繞；非織造加工流程2 :混合-粗開松-精開松-給棉-氣流成網(wǎng)-雙面噴膠-烘干加固-分切卷繞。上述流程中的各個步驟可以以本領(lǐng)域中的一般方式進行。其中在烘干加固步驟中，通過使粘合用纖維熔融而提高產(chǎn)品的強度。實施例通過以下實施例具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但它們不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。除非特別指明，本發(fā)明中采用的百分比、含量、比例等均以重量計。I.原料以下實施例中使用的原料均為商購，具體描述如下大豆纖維規(guī)格I. 5dX51mm，可購自浙江嘉利蛋白纖維股份有限公司，常熟市江河天絨絲纖維有限責(zé)任公司，上海沅秀大豆纖維實業(yè)有限公司等；玉米纖維規(guī)格4dX65mm，可購自嘉興市普利萊新材料有限公司，海寧新能紡織有限公司，英派斯國際貿(mào)易有限公司(無錫辦)等； 粘合用纖維PET粘合用纖維，規(guī)格2dX51mm，可購自匯維仕有限公司，熊津化學(xué)，遠紡工業(yè)有限公司等；中空纖維規(guī)格3dX65mm，可購自江蘇江南高纖股份有限公司，儀征纖維有限公司，遠紡工業(yè)有限公司等；膠水丙烯酸聚合物，可購自廈門愛可瑪化工原料有限公司，上海文華化工顏料有限公司，陶氏化學(xué)有限公司等。實施例中g(shù)sm表示克/平方米。II.實施例及比較例實施例I (a)成分配比大豆纖維8kg,粘合用纖維2kg,膠水6gsm。 加工工藝混合-粗開松-精開松-給棉-梳理-交叉鋪網(wǎng)-噴膠-烘干加固-卷繞。具體程序如下所述。I.首先，按照規(guī)定的比例將不同纖維混合，然后對混合均勻的纖維進行粗、精開松，各開松輥設(shè)置在30-50HZ范圍內(nèi)，以使得纖維塊變成細小的纖維束，并濾除原料中的雜質(zhì)。2.其次，將纖維束通過給棉箱喂入梳理機，其主要目的是將纖維束梳理成單根排列狀態(tài)，然后經(jīng)由道夫，將梳理好的纖維輸出形成均勻纖網(wǎng)。纖網(wǎng)的克重設(shè)置在8-20gsm之間。3.纖網(wǎng)進入交叉鋪網(wǎng)機后，可以通過鋪網(wǎng)機及接受簾的速度控制鋪網(wǎng)的層數(shù)，以達到100-150gsm的克重，并可以改善纖網(wǎng)的均勻性。4.接著，對層疊好的纖網(wǎng)進行雙面表面噴膠。然后進入烘箱，進行熱風(fēng)加固，以提高纖網(wǎng)的強力。5.最后，可根據(jù)所需幅寬，進行分切卷繞。實施例I (b)成分配比和加工工藝與實施例1(a)相同，不同之處在于對纖網(wǎng)進行單面表面噴膠。實施例2成分配比玉米纖維8kg,粘合用纖維2kg,膠水6gsm。加工工藝同實施例I (a)。
實施例3成分配比大豆纖維3kg,玉米纖維5kg,粘合用纖維2kg,膠水6gsm。加工工藝同實施例I (a)。實施例4成分配比大豆纖維5kg,三維卷曲中空纖維3. 5kg,粘合用纖維I. 5kg,膠水6gsm。加工工藝同實施例I (a)。比較例I成分配比大豆纖維3kg,中空纖維7kg,膠水6gsm。加工工藝同實施例I (a)。比較例2成分配比大豆纖維5kg,中空纖維5kg,膠水6gsm。加工工藝同實施例I (a)。III.表征方法采用本領(lǐng)域中的常規(guī)方法測量以上實施例中獲得的產(chǎn)品的性能。具體測量方法如下克重測試樣品尺寸50cmX 50cm的重量，用精度為O. 01的天平稱重。厚度采用厚度儀測量，壓力為190克砝碼。保暖值采用平板克羅儀，根據(jù)GB/T 1104-2008紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定進行測試。水洗方法依據(jù)GB/T 8629紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序中7A程序進行洗滌。拉力依據(jù)FZ/T60010復(fù)合絮片斷裂強力和斷裂伸長及拼搭強力的測定進行測試。蓬松度和壓縮彈性率依據(jù)FZ/T64006復(fù)合保溫材料毛型復(fù)合絮片中6. 10進行測試。表I中顯不實施例4產(chǎn)品的表征結(jié)果。表I.實施例4的主要技術(shù)性能
權(quán)利要求
1.一種非織造材料，其包含 纖維，基于所述纖維的總量計，所述纖維包含20重量％至95重量％的可再生纖維，5重量％至30重量％的粘合用纖維，和O至50重量％的中空纖維；和位于所述纖維表面的噴膠，所述噴膠的量為O至20克/平方米。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述纖維包含30重量％至90重量％的可再生纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述纖維包含50重量％至90重量％的可再生纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述纖維包含15重量％至25重量％的粘合用纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述纖維包含15重量％至40重量％的中空纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述纖維包含25重量％至35重量％的中空纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述噴膠的量為2至10克/平方米。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其中所述噴膠的量為4至7克/平方米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的非織造材料，其中所述可再生纖維選自大豆纖維、玉米纖維、竹纖維、圣麻纖維或它們的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的非織造材料，其中所述粘合用纖維選自聚對苯ニ甲酸こニ酯纖維、聚こ烯/聚丙烯雙組份ES纖維、聚乳酸低熔點纖維，或它們的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的非織造材料，其中所述中空纖維選自三維中空聚丙烯、三維中空聚丙烯腈，或它們的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的非織造材料，其中所述噴膠為丙烯酸聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造材料，其克重值在50至400克/平方米的范圍內(nèi)。
14.一種用于制備非織造材料的方法，所述方法包括如下步驟 將基于纖維總量計為20重量％至95重量％的可再生纖維、5重量％至30重量％的粘合用纖維和O至50重量％的中空纖維混合； 開松； 給棉； 成網(wǎng)；和 烘干。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在成網(wǎng)步驟之后進行下列步驟 對纖維進行單面或雙面噴膠。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述成網(wǎng)步驟通過梳理交叉鋪網(wǎng)或氣流成網(wǎng)進行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非織造材料及其制備方法。所述非織造材料包含纖維，基于所述纖維的總量計，包含20重量％至95重量％的可再生纖維，5重量％至30重量％的粘合用纖維，和0至50重量％的中空纖維；和位于所述纖維表面的噴膠，所述噴膠的量為0至20克/平方米。
文檔編號D04H3/153GK102677396SQ20111027587
公開日2012年9月19日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者付小栓, 許鳳, 趙國通 申請人:3M中國有限公司