CN101560733A - 一种织物与非织造布复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种织物与非织造布复合材料及制造方法，包括由织物、针织物与非织造布或不同密度不同材料组合形成，也可进行三层以上不同材料的连续复合加工，在不同材料的层间进行互穿网络加固，使一种材料中的纤维向另一种材料的组织间渗透，利用纤维之间的相互纠缠，进行互穿网络加工，并在网络点上利用粘结纤维进行“点粘接”，采用热轧/焙烘加工，形成三维立体网状连接材料。所述的复合材料适用于制作鞋用复合保暖材料、复合鞋垫和复合内底布，具有高剥离强度、高透湿、耐水洗，耐热，耐化学溶剂、环保等优点。

Description

一种织物与非织造布复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料，更具体地，涉及一种织物与非织造布复合材料及制备方法，属于材料领域。

背景技术

过去，织物与非织造布的复合都是通过粘合剂进行粘合来实现，复合材料成品往往在两层材料之间存在明显的界面，形成一层粘结层。因此，其复合材料层间的剥离强度比较低，而且存在克重增加、硬度变大的缺点。另一方面，所使用粘合剂中大多含有有机树脂等成分，或多或少会对人体造成一定的伤害。而且，使用粘合剂制备的织物与非织造布的复合材料，这已不适合现在某些特殊的场合，尤其是不适应要求层间剥离强度极高的复合材料的使用场合。而且，目前，国际上对复合材料的研究正朝着工艺环保、产品环保、剥离强度高、加工成本低的方向发展。

专利ZL02822836公开了一种纤维增强复合层压制品，所述制品包括至少一个机织的或非织造的含纤维表面；一个相对的机织的或非织造的含纤维表面；位于所述两个表面之间的至少一个三维间隔织物，其具有第一机织织物层、与该第一机织织物层隔开的第二机织织物层以及将该第一和第二机织织物层互连的许多间隔织物，所述间隔织物是经压缩的，并且该间隔织物提供一个用于穿过上述第一和第二织物层及在它们之间树脂浸渍的基本侧向自由的路径，上述整个复合层压制品包括所述压缩的间隔织物在内用一种固化树脂完全饱和。该发明提供了一种新的纤维增强复合层压制品，但所述的制品不是三维网状结构，且所述复合层压制品不具有高强度和高结合力。

纺织学报第26卷第6期钱程发表了名称为“机织物与非织造布复合材料的制备及性能”的文章，该文章中以机织物为骨架材料，将湿法非织造布与机织物采用水力缠结的方法进行复合，所得产品具有抗拉强度和撕裂强度高，外观平整，表面均匀度好，柔软，弹性及透气性好等优良特性，是制作一种高性能合成革基布的优质材料，它弥补了普通针刺非织造布和水刺非织造布合成革基布的缺点，具有非常好的应用前景。选择复合结构为3层，中间层为机织物，起骨架支撑作用，上下两层为湿法非织造布，复合时，高压水流连续不断地对平放在铺网帘并随铺网帘一起运动的3层材料顶层和底层进行冲击，一部分纤维从表面被水流带到网底，当射流穿透复合材料后作用在托网帘上，水柱被反弹并对复合材料的反面进行射击，在这种多方位水柱穿插作用下，涤纶纤维不断垂直上、下运动，使机织物经纱和纬纱中都缠结有涤纶纤维，最终使涤纶纤维之间及其与机织物之间产生了牢固的结合。该材料中通过水刺，使得各种纤维缠绕在一起，但纤维之间结合不紧密，产品剥离强度不高。

名称为“超长圆筒织物针剌非织造布复合针剌材料”，专利号为02216845.1的实用新型公开了一种针刺非织造布及其复合针刺材料。该超长圆筒复合针刺材料由圆筒织物作基底织物层，用针刺非织造布叠缝包复在圆筒织物外进行复合针刺固结。非织造布叠缝经针刺后与圆筒织物复合成圆周全封闭的复合体，其轴向长度按圆筒织物长度可制成不限于6M的超长圆筒复合体。复合体的结构是一层圆筒织物与一层非织造布复合，或与二层非织造布针刺复合。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的首要目的在于，提供一种织物与非织造布互穿网络复合材料。所述的复合材料属于环保材料，且具有剥离强度高、加工成本低等优点。所述复合材料可以制成冬季防寒鞋靴的复合保暖材料、复合保暖鞋垫(膨松型产品)，也可制成复合鞋垫、复合内底布(硬挺型产品)等。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种织物与非织造布复合材料，所述的复合材料依次包括织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层，其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维，所述的织物层与功能非织造布层、功能非织造布层与高弹非织造布层先通过复合加工，利用纤维之间的相互纠缠，形成互穿网络产品，再进行热轧和焙烘处理，使粘结纤维进行点粘接，得到的三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

本发明所述的织物层包括机织物或针织物；所述的功能非织造布层包括超细纤维絮片、高反射材料或远红外材料中的一种或几种的组合；所述的高弹非织造布层包括三维立体高卷曲絮片。

本发明所述的三维立体高卷曲絮片包括羊毛、晴纶、中空涤纶、细旦涤纶的一种或几种。

本发明所述的粘结纤维为低熔点的涤纶、丙纶或乙纶中的一种。

本发明所述的粘结纤维为涤纶基聚醚砜，含量占功能非织造布层或高弹非织造布层重量的10-50％；优选细度为4-6D，长度为38-74mm的涤纶基聚醚砜。

本发明所述的三维立体高卷曲絮片为涤纶，含量占高弹非织造布层重量的55-85％；优选细度为6-10D，长度为51-74mm的涤纶。

本发明所述的复合加工包括2-3道针刺或1-2道水刺。

本发明中的超细纤维絮片是指：细度小于0.01dtex的各种纤维，如棉纤维、麻纤维、涤纶纤维等；高反射材料是指含有金属纤维的纤维材料，金属纤维含量为20-50％，纤维可以为棉纤维、麻纤维和涤纶纤维；远红外材料是指含有远红外粉末的纤维材料，远红外粉末占纤维总重量的10-30％。

本发明的另一目的在于提供一种织物与非织造布复合材料的制造方法。所述的制备方法简单可行，而且很环保，制备出的复合材料剥离强度高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种所述的织物与非织造布的复合材料的方法，所述的方法包括：

(1)先将各层原料纤维准备好，再按照产品需要进行织造布或非织造布加工处理，得到织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层；其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维；

(2)将上述织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层通过复合加工，得到互穿网络产品；

(3)将上述网状结构产品进行焙烘处理，得到所述的复合材料。

本发明所述的焙烘处理包括三段焙烘，依次在低温预烘区100℃预烘5S、高温粘结区165℃焙烘10-12s和低温定型区-10℃处理5s。

本发明的再一目的在于提供一种织物与非织造布复合材料制备鞋用复合保暖材料、复合鞋垫和复合内底布方面的用途。

具体地说，本发明所述的织物与非织造布互穿网络粘接复合材料，可由机织物、针织物与非织造布或不同密度不同材料组合形成复合材料。也可进行三层以上不同材料的连续复合加工，在不同材料的层间进行互穿网络加固，使一种材料中的纤维向另一种材料的组织间渗透，进行互穿网络加工，并在网络点上利用粘结纤维进行“点粘接”，形成高强度、高结合力、高密度的三维立体网状连接材料。其中在非织造布层中，加入适当粗细及长度低熔点纤维用于网络点的粘接用，互穿网络加工通过针刺或水刺加工，粘接工艺采用热轧和焙烘。此类材料不仅剥离强度高，而且还耐水洗，耐热，耐化学溶剂。

该工艺适合生产的产品有两种类型，一种为硬挺型富有弹性的垫材类，如鞋底呢、鞋内衬材料、复合内底布等。一种为膨松型的保暖材料，如鞋帮保暖材料。

本发明所述的织物与非织造布复合材料，在进行复合加工前，由织物层、功能非织造布层以及高弹非织造布层组成，经过复合加工处理，如水刺或针刺等，其中针刺的具体条件为：采用低密度弧形加长针，其针板上针的密度为传统针板上针密度的1/4、1/3和1/2，针的长度为普通针的1.5-2倍。水刺的具体条件为：采用倍压细流水刺，即在现有技术的水压的2倍的基础上进行水刺。经过上述复合加工后，某一层材料中的纤维向另一层材料的组织间进行渗透，不同材料的层间形成了互穿网络，之后进行焙烘处理，使得混在功能非织造布层和高弹非织造布层的粘结纤维间互相粘结，从而形成三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

本发明中先将各层材料通过复合加工的方式，比如水刺、针刺等将各层材料连接到一起，形成互穿网络结构，然后，再进行焙烘处理，得到所述的三维立体网状连接材料即为所述的复合材料。由于在进行焙烘处理前粘结纤维比较杂乱的分布在功能非织造布层和高弹非织造布层，因此在进行焙烘处理之后，各层之间通过粘结纤维进行点粘接，从而在各层之间形成了无边界粘接层。现有技术中一般使用粘合剂将各层粘合到一起，由于粘合剂的存在，不可避免的会存在粘合剂层，这样会导致所得到的复合材料产品的强度不高，剥离强度低等问题，而且，现有技术中很多粘合剂都存在一些有机溶剂，从而会造成产品不环保，加工成本高的问题。本发明所述的织物与非织造布复合材料，各层之间通过复合加工和粘结纤维的作用结合在一起形成立体三维网状结构，因此克服了现有技术所存在的上述问题，各层之间结合紧密，剥离强度高，所得到的复合材料为三维立体网状结构。

本发明中的机织物可以是平纹、斜纹织物以及各类针织物。这类织物可以放在产品表层，也可以放在产品内层用做产品加强层，或者内外同时放置。外层主要根据产品外观及产品功能而定，内层主要作用是增强产品强力及产品的尺寸稳定性，同样是根据产品需要而定，可以是机织物也可以是针织物。

本发明中的各层之间存在无边界粘接层，之所以称作无边界粘接层，这是与现有技术中的使用粘合剂将各层材料粘接到一起从而在各层材料中间形成的粘接层区分开来，由于各层之间先通过复合加工使各层结合，形成网状结构，再加上焙烘处理使得各层中的粘结纤维通过点粘接结合到一起，由于粘结纤维分布比较杂乱，因此粘结纤维的结合带有随机性，因此称作无边界粘接层。

本发明中无边界粘接层主要是依靠非织造布中纤维的纠缠以及其中粘合纤维的“粘接”而形成无边界粘接层粘合。纠缠及粘接纤维多为低熔点的涤纶、丙纶、乙纶等，细度为4-6D，长度为38-74mm，含量为10-50％。

本发明中功能非织造布层为根据产品功能需要所放置的功能型材料，如高反射保暖材料、远红外材料、高保暖熔喷超细材料、羊毛、麻等。

本发明中高弹非织造布层主要是选用三维高卷曲涤纶，因为涤纶的抗压性能较好，加之其三维立体状态，使其所生产的产品具有更好的回弹和抗压性能。该纤维使用时在不同层使用不同的比例，以保证产品整体抗压及回弹性良好。其纤维细度为6-10D，长度为51-74mm，含量为55-85％。

本发明所述的织物与非织造布互穿网络粘接复合材料制造方法如下：

1、单层材料制备：

(1)面层的制备：根据产品需要设计制作机织物、针织物等。

(2)功能非织造布层的制备：根据产品功能需要选用各种功能材料，以不同的比例进行混合，在其两侧表层混合进10-15％的粘结纤维，之后对此功能层进行非织造的加工制作，加工可选用针刺、水刺、缝编等设备。

(3)高弹非织造布层的制备：将三维立体高卷曲涤纶以重量百分含量55-85％地比例与粘结纤维混合，然后进行铺网、预针刺、主针刺。

2、多层复合加工：将上述几种单层材料，根据需要相互铺叠在一起，然后进行2-3道主针刺，以将纠缠纤维和“粘接”纤维相互穿插到各层材料间，形成复合半成品。

3、“点粘接”及定型：将复合半成品送入焙烘定型箱，进行焙烘。焙烘分三段进行，在产品运行方向上依次为：低温预烘区、高温粘接区、低温定型区。之后还可以进入定型整理区进行定型整理。

本发明的有益效果是：本发明的生产工艺环保，对人体无害，对环境无污染，而；该产品层间结构明晰，层间功能特性明显；该产品性能优良、制备工艺简单、成本低。该材料与传统的采用化学粘合剂生产的产品相比较，具有高剥离强度、耐热、耐水洗、耐化学溶剂、综合性能好等优点，可直接用作高档鞋材、高档家具及高档室内装饰材料等，具有显著的经济和社会效益。

附图说明

图1为互穿网络粘接复合材料结构

1为高弹非织造布层   2为功能非织造布层   3为织物层

具体实施方式

实施例1

一种织物与非织造布复合材料，所述的复合材料依次包括织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层，所述的织物层为针织物，平剪维罗绒，质量为215克/平方米，幅宽155厘米；所述的功能非织造布层为超细纤维絮片，所述的高弹非织造布层为三维立体高卷曲絮片，中空涤纶，质量100克/平方米，幅宽152厘米；含量占高弹非织造布层重量的85％；细度为6-10D，长度为51-74mm的涤纶。其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维，所述的粘结纤维为涤纶基聚醚砜，含量占功能非织造布层或高弹非织造布层重量的10％；细度为4-6D，长度为38-74mm的涤纶基聚醚砜。

所述的织物层与功能非织造布层、功能非织造布层与高弹非织造布层先通过复合加工形成互穿网络产品，再进行热轧和焙烘处理，使粘结纤维进行点粘接，得到的三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

所得到的复合材料的剥离强力指标约为70N/5cm，质量565克/平方米，有效幅宽150厘米，弹性回复率97％，保暖量2.58克罗，透湿量8500克/平米·天。

而采用粘合剂复合材料的剥离强力约为20N/5cm。

实施例2

一种织物与非织造布复合材料，所述的复合材料依次包括织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层，所述的织物层为机织物，纯棉紫色机织灯芯绒机织物，质量为270克/平方米，幅宽152厘米；所述的功能非织造布层为远红外材料，所述的高弹非织造布层为三维立体高卷曲絮片，羊毛，质量90克/平方米，幅宽152厘米；含量占高弹非织造布层重量的55％。其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维，所述的粘结纤维为丙纶，含量占功能非织造布层或高弹非织造布层重量的50％；细度为4-6D，长度为38-50mm的涤纶基聚醚砜。

所述的织物层与功能非织造布层、功能非织造布层与高弹非织造布层先通过复合加工形成互穿网络产品，再进行热轧和焙烘处理，使粘结纤维进行点粘接，得到的三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

所得到的复合材料的剥离强力指标约为75N/5cm，质量540克/平方米，有效幅宽150厘米，弹性回复率90％，保暖量2.58克罗，透湿量9000克/平米·天，剥离强度75牛顿/5厘米。

而采用粘合剂复合材料的剥离强力约为20N/5cm。

实施例3

一种织物与非织造布复合材料，所述的复合材料依次包括织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层，所述的织物层为针织物，涤纶棉混纺针织物，质量为200克/平方米，幅宽155厘米；所述的功能非织造布层为超细纤维絮片，所述的高弹非织造布层为三维立体高卷曲絮片，中空涤纶，质量100克/平方米，幅宽152厘米；含量占高弹非织造布层重量的85％；细度为6-10D，长度为51-74mm的涤纶。其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维，所述的粘结纤维为涤纶基聚醚砜，含量占功能非织造布层或高弹非织造布层重量的15％；细度为4-6D，长度为38-74mm的涤纶基聚醚砜。

所述的织物层与功能非织造布层、功能非织造布层与高弹非织造布层先通过复合加工形成互穿网络产品，再进行热轧和焙烘处理，使粘结纤维进行点粘接，得到的三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

所得到的复合材料的剥离强力指标约为70N/5cm，质量565克/平方米，有效幅宽150厘米，弹性回复率97％，保暖量2.58克罗，透湿量8500克/平米·天。

而采用粘合剂复合材料的剥离强力约为20N/5cm。

实施例4

一种织物与非织造布复合材料，所述的复合材料依次包括织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层，所述的织物层为机织物，纯棉紫色机织灯芯绒机织物，质量为270克/平方米，幅宽152厘米；所述的功能非织造布层为高反射材料，所述的高弹非织造布层为三维立体高卷曲絮片，晴纶，质量120克/平方米，幅宽152厘米；含量占高弹非织造布层重量的75％。其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维，所述的粘结纤维为丙纶，含量占功能非织造布层或高弹非织造布层重量的15％；细度为4-6D，长度为50-74mm的涤纶基聚醚砜。

所述的织物层与功能非织造布层、功能非织造布层与高弹非织造布层先通过复合加工形成互穿网络产品，再进行热轧和焙烘处理，使粘结纤维进行点粘接，得到的三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

所得到的复合材料的剥离强力指标约为65N/5cm，质量556克/平方米，有效幅宽150厘米，弹性回复率88％，保暖量2.58克罗，透湿量8000克/平米·天，剥离强度75牛顿/5厘米。

而采用粘合剂复合材料的剥离强力约为20N/5cm。

实施例5

一种织物与非织造布复合材料及制造方法，包括以下步骤：

1、单层材料制备

(1)面层的制备：根据产品需要设计制作机织物、针织物等。

(2)功能非织造布层的制备：根据产品功能需要选用各种功能材料，以不同比例进行混合，同时从其两侧表层混合进15％的粘结纤维，之后对此功能层进行加工，可选用针刺、水刺、缝编等设备。

(3)高弹非织造布层的制备：将三维立体高卷曲涤纶以85％地比例与粘结纤维混合，然后进行铺网、预针刺、主针刺。

2、多层复合加工

将上述几种单体材料，根据需要相互铺叠在一起，然后进行2-3道针刺，针刺条件？？以将纠缠纤维和“粘接”纤维相互穿插到各层材料间，形成复合半成品。

3、“点粘接”及定型加工

将复合半成品进行热轧后送入焙烘定型箱，热轧时热辊温度为85℃，再进行焙烘。焙烘分三段进行，依次在低温预烘区100℃预烘5S、高温粘结区165℃焙烘10-12s和低温定型区-10℃处理5s。

4、打卷

松式加工或小张力加工。

实施例6

一种织物与非织造布复合材料及制造方法，包括以下步骤：

1、单层材料制备

(1)面层的制备：根据产品需要设计制作机织物、针织物等。

(2)功能非织造布层的制备：根据产品功能需要选用各种功能材料，以不同比例进行混合，同时从其两侧表层混合进45％的粘结纤维，之后对此功能层进行加工，可选用针刺、水刺、缝编等设备。

(3)高弹非织造布层的制备：将三维立体高卷曲涤纶以55％地比例与粘结纤维混合，然后进行铺网、预针刺、主针刺。

2、多层复合加工

将上述几种单体材料，根据需要相互铺叠在一起，然后进行2道倍压水刺，以将纠缠纤维和“粘接”纤维相互穿插到各层材料间，形成复合半成品。

3、“点粘接”及定型加工

将复合半成品进行热轧后送入焙烘定型箱，热轧时热辊温度为85℃，再进行焙烘。焙烘分三段进行，依次在低温预烘区100℃预烘5S、高温粘结区165℃焙烘10-12s和低温定型区-10℃处理5s。

4、打卷

松式加工或小张力加工。

实施例6

一种织物与非织造布复合材料及制造方法，包括以下步骤：

1、单层材料制备

(1)面层的制备：根据产品需要设计制作机织物、针织物等。

(2)功能非织造布层的制备：根据产品功能需要选用各种功能材料，以不同比例进行混合，同时从其两侧表层混合进30％的粘结纤维，之后对此功能层进行加工，可选用针刺、水刺、缝编等设备。

(3)高弹非织造布层的制备：将三维立体高卷曲涤纶以70％地比例与粘结纤维混合，然后进行铺网、预针刺、主针刺。

2、多层复合加工

将上述几种单体材料，根据需要相互铺叠在一起，然后进行3道针刺，以将纠缠纤维和“粘接”纤维相互穿插到各层材料间，形成复合半成品。

3、“点粘接”及定型加工

将复合半成品进行热轧后送入焙烘定型箱，热轧时热辊温度为85℃，再进行焙烘。焙烘分三段进行，依次在低温预烘区100℃预烘5S、高温粘结区165℃焙烘10-12s和低温定型区-10℃处理5s。

4、打卷

松式加工或小张力加工。

Claims (10)

1、一种织物与非织造布复合材料，其特征在于，所述的复合材料依次包括织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层，其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维，所述的织物层与功能非织造布层、功能非织造布层与高弹非织造布层先通过复合加工，利用纤维之间的相互纠缠，形成互穿网络产品，再进行热轧和焙烘处理，使粘结纤维进行点粘接，得到的三维立体网状结构的复合材料即为所述的复合材料。

2、根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的织物层包括机织物或针织物；所述的功能非织造布层包括超细纤维絮片、高反射材料或远红外材料中的一种或几种的组合；所述的高弹非织造布层包括三维立体高卷曲絮片。

3、根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述的三维立体高卷曲絮片包括羊毛、晴纶、中空涤纶、细旦涤纶的一种或几种。

4、根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的粘结纤维包括低熔点的涤纶、丙纶或乙纶中的一种。

5、根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述的粘结纤维为涤纶基聚醚砜，含量占功能非织造布层或高弹非织造布层重量的10-50％；优选细度为4-6D，长度为38-74mm的涤纶基聚醚砜。

6、根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述的三维立体高卷曲絮片为涤纶，含量占高弹非织造布层重量的55-85％；优选细度为6-10D，长度为51-74mm的涤纶。

7、根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的复合加工包括2-3道针刺或1-2道水刺。

8、一种制备权利要求1所述的织物与非织造布的复合材料的方法，其特征在于，所述的方法包括：

(1)先将各层原料纤维准备好，再按照产品需要进行织造布或非织造布加工处理，得到织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层；其中功能非织造布层和高弹非织造布层中混有粘结纤维；

(2)将上述织物层、功能非织造布层和高弹非织造布层通过复合加工，得到互穿网络产品；

(3)将上述网状结构产品进行热轧和焙烘处理，得到所述的复合材料。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的焙烘处理包括三段焙烘，依次在低温预烘区100℃预烘5S、高温粘结区165℃焙烘10-12s和低温定型区-10℃处理5s。

10、权利要求1所述的复合材料在制备鞋用复合保暖材料、复合鞋垫和复合内底布方面的用途。

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