制造拒水無紡保暖材料的方法及拒水無紡保暖材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造拒水無紡保暖材料的方法以及由該方法制造的拒水無紡保暖材料。本發(fā)明的制造拒水無紡保暖材料的方法包括在將主體纖維和任選的低熔點纖維通過非織造工藝形成纖網(wǎng)后，在纖網(wǎng)的一個或兩個表面上以0.5-20克每平方米的比例噴灑拒水劑，然后在110-200攝氏度的溫度加熱2-10分鐘。該方法可以快速、安全、低成本地制造拒水無紡保暖材料，并且制造出的拒水無紡保暖材料具有良好的拒水性，在干濕條件下均具有優(yōu)異的保暖效果。
【專利說明】制造拒水無紡保暖材料的方法及拒水無紡保暖材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保暖材料【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體而言，涉及一種制造拒水保暖材料的方法及由其制造的拒水保暖材料。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上常見的保暖材料主要有天然絮片(包括棉花、羊毛、麻、蠶絲、木棉、竹纖維、羽絨等)和合成纖維絮片(如滌綸，錦綸，腈綸，丙綸、聚乳酸纖維、纖維素類纖維等)。天然絮片，如棉、羊毛、羽絨，由于本身的回潮率較高，如棉花的回潮率為8.5%，羊毛的回潮率為16%，在高濕度或雨霧條件下，其保暖性大大下降。盡管普通合成纖維的吸濕率較低，如滌綸僅為0.4%左右，丙綸0%，腈綸2%。但對于具有多空蓬松結(jié)構(gòu)的無紡材料而言，水汽或水滴依然會滲透進入絮片，從而同樣也降低了材料的保暖效果。
[0003]為了達到保暖材料的拒水效果，目前已有的技術(shù)包括在無紡材料上層壓功能材料的層以起到保護、防水等預(yù)期效果的方法，如WO 2011019478A1，US 2010009112A1 ;用處理液浸潰織物而賦予其拒水性的方法，如JP8246347 ;以及處理纖維使其具有拒水性，然后制成無紡材料的方法，如US5770308，CN1136613A。但是無紡材料上層壓其他層的方法需要更多的工藝步驟，而且增加了保暖材料的重量，并且層壓對材料厚度有負面影響，從而影響保暖性。用處理液浸潰織物或處理纖維的方法需要大量的處理液，不僅增加了成本，而且還可能造成安全和環(huán)境問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種可以快速地、安全和低成本制造拒水無紡保暖材料的方法及用該方法制造的拒水無紡保暖材料。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明在其一個方面提供一種制造拒水無紡保暖材料的方法，所述方法包括在將主體纖維和任選的低熔點纖維通過非織造工藝形成纖網(wǎng)后，在纖網(wǎng)的一個或兩個表面上以0.5-20克每平方米的比例噴灑拒水劑，然后在110-200攝氏度的溫度加熱2-10分鐘。
[0006]本發(fā)明在其另一方面提供一種可以通過本發(fā)明的方法制造的拒水無紡保暖材料。
[0007]本發(fā)明中使用的拒水劑可以是選自有機氟類型拒水劑、有機硅類型拒水劑、硅氟結(jié)合體類型拒水劑和碳氫拒水劑中的至少一種。
[0008]在本發(fā)明中，在形成纖網(wǎng)之后，在纖網(wǎng)的一面或兩面噴灑拒水劑，然后通過加熱使得拒水劑在無紡保暖材料表層的每根纖維表面上成膜，從而形成拒水纖網(wǎng)，由此獲得的無紡保暖材料具有通過拒水劑的均勻成膜而形成的拒水表層，該拒水表層具有降低的表面能，從而具有拒水效果。
[0009]在本發(fā)明的無紡保暖材料包含低熔點纖維的情況下，低熔點纖維在加熱下熔融，與周圍的主體纖維粘合從而形成具有一定強度的纖網(wǎng)。并且，由于低熔點纖維的熔融和拒水劑的成膜在加熱條件下同時進行，使得纖維對拒水劑的親和力更強，拒水劑能夠更均勻和牢固地形成拒水膜，從而增加了拒水無紡保暖材料的耐洗牢度。
[0010]本發(fā)明的拒水無紡保暖材料具有良好的拒水性，在干濕條件下均具有優(yōu)異的保暖效果，并且可以快速、安全、低成本地制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是顯示本發(fā)明拒水無紡保暖材料和普通無紡保暖材料的拒水效果的對比圖(左邊是普通無紡保暖材料樣品，右邊是本發(fā)明的拒水無紡保暖材料樣品)；
[0012]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例1的拒水無紡保暖材料的噴灑試驗的圖,其中圖2A是噴灑過程的照片，圖2B是噴灑后的照片。
[0013]圖3是顯示普通無紡保暖材料的噴灑試驗的圖，其中圖3A是噴灑過程的照片，圖3B是噴灑后的照片。
【具體實施方式】
[0014]1.制造拒水無紡保暖材料的方法
[0015]本發(fā)明的制造拒水無紡保暖材料的方法包括:在將主體纖維和任選的低熔點纖維通過非織造工藝形成纖網(wǎng)后，在纖網(wǎng)的一個或兩個表面上以0.5-20克每平方米的比例噴灑拒水劑，然后在110-200攝氏度的溫度加熱2-10分鐘。
[0016]在本發(fā)明中，在形成纖網(wǎng)之后，在纖網(wǎng)的一面或兩面噴灑拒水劑，然后通過加熱使低熔點纖維(如果有的話)熔融，與周圍的主體纖維粘合形成具有一定強度的纖網(wǎng)，同時也使得拒水劑均勻成膜，從而形成拒水纖網(wǎng)。
[0017]拒水劑的噴灑量被控制在0.5-20克每平方米，優(yōu)選2-10克每平方米，以使拒水劑能夠均勻分布在無紡保暖材料表面上。
[0018]加熱溫度的選擇是考慮拒水劑的成膜溫度而定的，一般為110-200攝氏度，優(yōu)選120-150攝氏度。
[0019]可用于本發(fā)明的拒水劑為具有拒水功能的化合物，包括有機氟類型拒水劑、有機硅類型拒水劑、硅氟結(jié)合體類型拒水劑和碳氫拒水劑，其中有機氟類拒水劑如:3M公司的一種保護劑，如Scotchgard? PM-3633, Huntsman公司的一種拒水劑，如OLEOPHOBOL? CP-SLA等；有機硅類拒水劑如:道康寧有機硅拒水劑等，硅氟結(jié)合體類型拒水劑如:大金公司的一種拒水劑，如UNIDYNE? TG-5521，碳氫拒水劑如:魯?shù)婪蚓芩畡?br> [0020]本發(fā)明的拒水無紡保暖材料可以包含主體纖維和低熔點纖維，其中低熔點纖維的作用是通過熔融與周圍的主體纖維粘合而形成具有一定強度的纖網(wǎng)。
[0021]可用于本發(fā)明的低熔點纖維熔點是本領(lǐng)域中常規(guī)的低熔點纖維熔點，其熔點一般在100-140攝氏度之間，規(guī)格為，0.7D-7D，長度20_90mm，包括聚酯低熔點纖維、聚乙烯/聚丙烯低熔點纖維，聚乳酸低熔點等。低熔點纖維可以具有皮芯結(jié)構(gòu)，例如，改性PET/PETS芯結(jié)構(gòu)，也可以具有并列結(jié)構(gòu)，例如PP/PE并列結(jié)構(gòu)。
[0022]低熔點纖維和主體纖維的比例一般為O: 100-30: 70，優(yōu)選8: 92-15: 85。
[0023]主體纖維(S卩，常規(guī)纖維)可以包括實心纖維和中空纖維。實心纖維在纖網(wǎng)中主要起到填充空隙作用，而中空纖維主要起支撐作用，使絮片結(jié)構(gòu)更加蓬松。實心纖維規(guī)格一般為0.5-15D，長度20-90mm，如2D*51mm滌綸纖維，或腈綸纖維等；中空纖維的規(guī)格一般為
0.5-15D，長度20-90mm，如3D*64mm或7D*64mm三維中空卷曲滌綸等。具體地，本發(fā)明的實心纖維可以選自合成纖維或纖維素纖維，橫截面為圓形或異型截面，而中空纖維可以選自一孔或多孔型中空纖維。
[0024]可用于本發(fā)明的主體纖維可以是合成纖維、天然纖維(化纖)或天然纖維和合成纖維的混合纖維。天然纖維包括棉花纖維、麻纖維、蠶絲纖維、木棉纖維、竹纖維、羊毛纖維，或它們中的兩種以上的混合體。合成纖維包括滌綸，錦纟侖，腈纟侖，丙纟侖，尼龍，聚乳酸纖維，纖維素纖維或它們中的兩種以上的混合體。對于天然無紡材料絮片(棉等)可以采用有機氟或有機硅類型拒水劑，如Hunstman公司的一種拒水劑,OLEOPHOBOLtP-SLA等。對于化纖無紡材料(滌綸，腈綸，丙綸，尼龍等)，可以采用有機氟或有機硅類型拒水劑，如3M公司的一種拒水劑，Scotchgard?PM-3633,大金公司的一種拒水劑，UNIDYNE?TG_5521。
[0025]本發(fā)明中，用于制造化纖無紡保暖材料的非織造加工工藝包括非織造梳理交叉鋪網(wǎng)或者非織造氣流成網(wǎng)或紡粘成網(wǎng)或熔噴成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)等。
[0026]另外，在成網(wǎng)之后，可以在噴灑拒水劑之前、或者與噴灑拒水劑同時進行噴膠工序。噴膠的作用是使纖網(wǎng)表面平滑，增加纖網(wǎng)強力。所用的膠水包括丙烯酸類或EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)類或聚氨酯類或酚醛類或環(huán)氧類膠水。膠水用量一般為2-15克每平方米。
[0027]2.拒水無紡保暖材料
[0028]本發(fā)明的拒水無紡保暖材料可以通過本發(fā)明的制造拒水無紡保暖材料的方法制造。
[0029]本發(fā)明的拒水無紡保暖材料的特征在于:在無紡保暖材料的一個或兩個表面上具有拒水表層，該拒水表層通過使拒水劑在表層的每根纖維表面上均勻成膜而形成。
[0030]拒水表層可以存在于無紡保暖材料絮片的一個或兩個表面上，拒水劑的量，以拒水劑在無紡布單位面積重量表示，為0.5-20gsm。在此范圍內(nèi)，可以在無紡保暖材料絮片表面上形成拒水劑均勻分布于其中的拒水表層。無紡保暖材料絮片的厚度一般為0.1-1Ocm,優(yōu)選l-5cm,而拒水表層的厚度一般為0.01_2cm,優(yōu)選0.3_lcm。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，可以快速、安全、低成本地制造拒水無紡保暖材料，該拒水無紡保暖材料的一個或兩個表面上具有拒水表層。圖1顯示了本發(fā)明拒水無紡保暖材料的拒水效果，圖中左邊是普通無紡保暖材料樣品，右邊是本發(fā)明的拒水無紡保暖材料樣品。在本發(fā)明的拒水無紡保暖材料樣品上，形成水滴，表明材料的表面能被顯著降低，使得水不能浸潤，從而具有拒水效果。
[0032]以下通過具體實施例更詳細地描述本發(fā)明，這些實施例僅是示例性的，而不應(yīng)理解為對本發(fā)明范圍的限制。
[0033]實施例
[0034]實施例1
[0035]采用2D/51mm聚酯低熔點纖維(匯維仕公司生產(chǎn)匯維仕2080) 2kg，2D/51mm實心滌綸纖維(儀征化纖的2D實心纖維)8kg。經(jīng)過開松梳理交叉鋪網(wǎng)后，制成纖網(wǎng)。然后對纖網(wǎng)上表面噴灑拒水劑(3M思高潔?PM-3633)，纖網(wǎng)進入三層式烘箱，當其進入第二層烘干時，再對纖網(wǎng)下表面噴灑拒水劑。上下兩面噴灑比例分別為0.5gsm，5gsm，20gsm。烘箱溫度為120攝氏度，烘干時間為6-9分鐘。然后再將烘干后的無紡材料卷繞包裝。得到本發(fā)明的拒水無紡保暖材料樣品1-3。
[0036]實施例2
[0037]采用4D/5 Imm聚乙烯/聚丙烯低熔點纖維(由廣州藝愛絲公司生產(chǎn)的ES纖維)2kg，棉花纖維8kg，經(jīng)過開松后，由氣流成網(wǎng)制得纖網(wǎng)。然后按照實施例1中的工藝，采用有機氟拒水劑(如Hunstman公司的一種拒水劑，OLEOPHOBOL_ CP-SLA)，烘箱溫度為145攝氏度，烘干時間為5-8分鐘。噴灑比例三種:1.單面噴，2gsm ；2.雙面噴，8gsm ；
3.雙面噴，15gsm;制造本發(fā)明的拒水無紡保暖材料樣品I’ -3，。
[0038]實施例3
[0039]根據(jù)AATCC22-2005標準，測量實施例的拒水無紡保暖材料樣品和普通無紡保暖材料(梳理交叉鋪網(wǎng)型滌綸保暖材料)的拒水效果。在規(guī)定的溫濕度條件下，采用灑水噴淋儀，將樣品固定在儀器上，然后噴淋250ml的具有顯著紅顏色的水，待水噴淋完畢之后，取下樣品，抖甩2下后，觀察樣品表面水珠粘附情況。圖2和3分別顯示了拒水無紡保暖材料樣品I和未用拒水劑處理的普通無紡保暖材料的噴灑試驗結(jié)果。
[0040]測量樣品在噴灑水之前和之后的重量，根據(jù)下式計算含水率:
[0041]含水率％=(噴灑水之后的重量-噴灑水之前的重量)/噴灑水之前的重量 X 100%
[0042]測量樣品的保暖值Clo。Clo值定義為一個安靜坐著或從事輕度腦力勞動的人，在室溫25攝氏度，相對濕度小于50%，風速不超過0.1米秒的環(huán)境中，感覺舒適時，所穿衣服的熱阻值為IClo。
[0043]測量結(jié)果顯示在下表1中。
[0044]表1
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種制造拒水無紡保暖材料的方法，所述方法包括在將主體纖維和任選的低熔點纖維通過非織造工藝形成纖網(wǎng)后，在纖網(wǎng)的一個或兩個表面上以0.5-20克每平方米的比例噴灑拒水劑，然后在110-200攝氏度的溫度加熱2-10分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱溫度為120-150攝氏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述拒水劑是選自有機氟類型拒水劑、有機硅類型拒水劑、硅氟結(jié)合體類型拒水劑和碳氫拒水劑中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中低熔點纖維與主體纖維的比例為.O: 100-30: 70。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中低熔點纖維與主體纖維的比例為8: 92-15: 85。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低熔點纖維的熔點范圍在100-140°C之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低熔點纖維具有0.7D-7D，長度為20-90mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低熔點纖維具有皮芯或并列結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低熔點纖維包括聚酯低熔點纖維、聚乙烯/聚丙烯低熔點纖維、聚乳酸低熔點纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述主體纖維是合成纖維、天然纖維或天然纖維和合成纖維的混合纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述天然纖維包括棉花纖維、麻纖維、蠶絲纖維、木棉纖維、竹纖維、羊毛纖維，或它們中的兩種以上的混合體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述合成纖維包括滌綸，錦綸，腈綸，丙綸，尼龍，聚乳酸纖維，纖維素纖維或它們中的兩種以上的混合體。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述主體纖維具有0.5-15D，長度為20-90mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述主體纖維為實心纖維或中空纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述實心纖維選自:合成纖維或纖維素纖維，橫截面為圓形或異型截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述中空纖維選自一孔或多孔型中空纖維。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述非織造工藝包括非織造梳理交叉鋪網(wǎng)、非織造氣流成網(wǎng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括在成網(wǎng)之后，在噴灑拒水劑之前、或者在噴灑拒水劑的同時進行噴膠工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述噴膠工序中使用的膠水包括丙烯酸類膠水、EVA類膠水、聚氨酯類膠水、酚醛類膠水、環(huán)氧類膠水或它們中的兩種以上的混合體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述膠水的用量為2-15克每平方米。
21.—種可以通過前述權(quán)利要求中任一項所述的方法制造的拒水無紡保暖材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的拒水無紡保暖材料，其中所述拒水無紡保暖材料包含主體纖維和低熔點纖維。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的拒水無紡保暖材料，其中在無紡保暖材料的一個或兩個表面上具有由纖維和在纖維上成膜的拒水劑形成的拒水表層。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的拒水無紡保暖材料，該材料的厚度為0.1-lOcm。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的拒水無紡保暖材料，其中所述拒水表層的厚度為.0.01-2cm。
【文檔編號】D06M101/32GK103882714SQ201210562432
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】許鳳, 楊俊文, 趙國通, 鄒偉, 葛玥 申請人:3M創(chuàng)新有限公司