CN102371713B - 无纺布及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无纺布及其制造方法，所述无纺布至少包括亲水层和疏水层，所述亲水层表面的亲水性纤维覆盖面积大于50％，所述疏水层表面的疏水性纤维覆盖面积大于50％且不高于95％。本发明的无纺布制造方法工艺简单、易于控制，得到的无纺布具有液态水单向传递特性，其耐水压特性也有所提高，适合用于制造内衣裤、防护服、尿片等。

Description

无纺布及其制造方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种具有特定亲疏水性特性的无纺布及其其制造方法。

背景技术

无纺布是由定向的或随机的纤维构成的新一代环保材料，具有生产周期短、防潮、透气、吸水防水、手感好、无方向性、柔韧、质轻、不助燃、易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环利用等特点。无纺布主要由人造纤维生产，全世界范围内用于无纺布生产的纤维中有63％为聚丙烯，23％为聚酯，8％为粘胶，2％为丙烯酸纤维，1.5％为聚酰胺，剩余的3％为其它纤维。

由于具有上述特性，无纺布在很多领域均有广泛应用，与人们的日常生活息息相关。例如，百度网上就列出了如下无纺布的应用领域：

(1)医疗、卫生用无纺布：手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、民用抹布、擦拭布、湿面巾、魔术毛巾、柔巾卷、美容用品、卫生巾、卫生护垫、及一次性卫生用布等；

(2)庭装饰用无纺布：贴墙布、台布、床单、床罩等；

(3)服装用无纺布：衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布等；

(4)工业用无纺布；过滤材料、绝缘材料、水泥包装袋、土工布、包覆布等；

(5)农业用无纺布：作物保护布、育秧布、灌溉布、保温幕帘等；

(6)其它无纺布：太空棉、保温隔音材料、吸油毡、烟过滤嘴、袋包茶袋、鞋材等。

医疗卫生用无纺布的质量都有严格的产品标准，例如标准GB19082与EN13795，它们都对医用一次防护服的织物的防菌、沾水特级、透湿量、断裂强度等多个方面提出了具体要求。其中，中国国家标准对合成血液穿透性级别最高要求大于20kPa，欧洲标准对基本性能的最低要求定与耐水压大于20cmH₂O。

同时，随着人们生活水平的提高，对无纺布的性能要求也日益提高，特别是用于与人体接触或服装的无纺布，越来越强调其舒适性与功能性。业内专业人士共知，普通的合成纤维如涤纶等，其公称回潮率很低，无法吸收人体排出的汗液等水分，并将其散发到外部环境中，从而造成服装内微环境中的湿度升高，引起不舒服的感觉。目前解决该问题常用的方法是提高织物的透气度，但是这也造成了织物在耐水压及保温性能方面的下降。

现实生活中，例如尿片、卫生巾、卫生护垫等在使用中会接触到液体，如果无纺布仅将液体吸收，就会造成皮肤微环境湿度的显著提高，从而引起使用者的不适。因此，人们希望无纺布吸收液体后，液体能从与皮肤接触的一侧尽量转移到远离皮肤的一侧，即无纺布具有液态水的单向传递性能，从而保持使用过程中皮肤的干爽，以提高使用舒适性。

虽然许多先有文献都公开了如何利用纱线不同整理方法和特性以生产具有液态水管理特性的梭织或针织面料，或对织物结构进行设计以实现液态水的单向传递，但是却没有纤维以无序网状集聚的无纺布如何实现液态水单向传递特性的方法。

另外，现有文献也公开了如何生产功能性无纺布的方法，但是，这些生产方法均没有解决以下问题：如何使无纺布在不降低耐水压性能的同时具备湿度缓冲性能；由于无纺布不具有传统织物的经纬有序的结构，难以实现无纺布的液态水差别传递。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有液态水差别传递性能的无纺布。

本发明进一步要解决的技术问题在于：还提供一种无纺布的制造方法。

为达成上述目的，依据本发明，提供一种无纺布，至少包括亲水层和疏水层，所述亲水层主要由亲水性纤维组成，其表面的亲水性纤维覆盖面积大于50％，所述疏水层主要由疏水性纤维组成，其表面的疏水性纤维覆盖面积大于50％且不高于95％。

本发明所述的无纺布，其中，所述无纺布为利用对水亲疏特性不同的纤维制造的包括至少二层纤维结构的无纺布，或者为单一纤维制造的、经过后整理得到的单层纤维结构的无纺布。对于由单一纤维制造的无纺布，例如，由亲水性纤维制造的单层纤维结构的无纺布，对其一面进行疏水整理；反之，若是由疏水性纤维制造的单层纤维结构的无纺布，则对其一面进行亲水整理。

本发明所述的无纺布，优选地，所述无纺布亲水层表面的亲水性纤维覆盖面积为80％以上。

本发明所述的无纺布，优选地，所述无纺布疏水层表面的疏水性纤维覆盖面积为70％～90％。

本发明所述的无纺布，其中，所述无纺布亲水层的厚度为至少0.1mm，优选为0.1～3mm，更优选为0.1～1mm。

本发明所述的无纺布，其中，所述无纺布还利用生物功能材料进行了功能性整理。

本发明所述的无纺布，其中，所述生物功能性材料为纳米蛋白质、纳米氨基酸或纳米壳聚糖，优选地，所述纳米蛋白质为纳米羊毛或纳米丝蛋白。

为了达成上述目的，依据本发明，还提供一种无纺布的制造方法，包括以下步骤：

制造无纺布；

确定所述无纺布的亲疏水特性，使所述无纺布一面的亲水性纤维覆盖面积大于50％，另一面的疏水性纤维覆盖面积大于50％且不高于95％。

本发明所述的无纺布的制造方法，优选地，还包括利用生物功能材料对所述无纺布进行功能性整理的步骤，优选地，所述功能性整理的方法为喷涂法、涂层法或浸轧法。

本发明的无纺布，一面以亲水性纤维为主，另一面以疏水性纤维为主，实现了纤维以无序网状集聚的无纺布中的液态水差别传递功能，由于无纺布具有了液态水单向传递特性，无纺布的耐水压特性也得到了提高，并且，无纺布两表面具有不同的耐水压能力。

本发明的无纺布进一步利用纳米蛋白质、纳米氨基酸、纳米壳聚糖等生物功能性材料进行处理，以得到功能性无纺布，提高了其抗折皱性能、抗静电性能、撕裂强度等。

本发明的无纺布在不降低其耐水压性能的条件下使无纺布具备了液态水的单向传递性能，可用于制造内衣裤、防护服、尿片等。

本发明的无纺布的制造方法，实现了液态水在纤维无序分布的无纺布中实传递的有序化，进而使液体在无纺布两表面之间的传递特性出现差异，改善了无纺布的耐水压特性、湿度调节能力等。

本发明的无纺布的制造方法，工艺简单、易于控制，可用于无纺布的工业化生产。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的无纺布的制造方法的流程图；

图2是本发明实施例1的无纺布整理前的液体传递特性图；

图3是本发明实施例1的无纺布整理后的液体传递特性图；

图4是本发明实施例1的无纺布整理前后抗折皱性能对比图；

图5是本发明实施例1的无纺布整理前后横向撕裂强度的对比图；

图6是本发明实施例1的无纺布整理前后纵向撕裂强度的对比图；

图7是本发明实施例1的无纺布整理前后顶破强度的对比图；

图8是本发明实施例1的无纺布经不同整理后的耐水压能力对比图；

图9是本发明实施例3的无纺布疏水层整理前后的回潮率对比图；

图10是本发明实施例3的无纺布疏水层整理前后横向抗静电性对比图；

图11是本发明实施例3的无纺布疏水层整理前后纵向抗静电性对比图；

图12是本发明实施例5的无纺布液态水传递性能图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

无纺布可以由多种纤维制造，例如聚丙烯、聚酯、粘胶、丙烯酸纤维、聚酰胺等。这些纤维的表面能，即亲疏水性能各不相同，而且回潮率也有较大差异。在制造无纺布时，应考虑各纤维本身的特性。对本领域的普通技术人员而言，如何确定纤维的亲疏水性能是显而易见的。例如，普通的涤纶纤维、丙纶纤维等是疏水性纤维，棉、麻等纤维素纤维是亲水性纤维。

为了使得到的无纺布具备相应的亲疏水性能，在无纺布的制造过程中有时需要利用助剂进行整理。例如，亲水性助剂可以使用德国舒科吸湿排汗加工剂SR-FC20、深圳赫特化工有限公司HMW8870、北京洁尔爽STA等。疏水性助剂可以使用北京洁尔爽公司910、美国道康宁(DowCornig)公司siloconeconcV、德国拜耳(Bayer)公司PerlitSI-SW、美国加州Nano-Tex公司Nano-Care、法国Atochem公司Forapel、美国3M公司3589、3585系列、美国Dupont公司Teflon系列、德国Hoechest公司Nuva、日本旭硝子公司AsahiguardAG-480、AG-415及AG-710、日本大金公司TG-410、TG-421及TG-527、日本日华公司EC50，以及深圳先进公司的WRS-C35等。

图1是本发明的无纺布的制造方法的流程图。本发明的制造方法的具体过程如下：

首先确定生产工艺，如针刺法、水刺法、熔喷法等，选择亲疏水性能不同的纤维，使最终的无纺布一面是以亲水性纤维覆盖面积大于50％，另一面疏水性纤维覆盖面积大于50％且不大于95％；或者，若选用单一纤维制造无纺布，也可以使用后整理的方法，利用助剂调整无纺布两面的亲疏水特性，从而实现差别导水。

无纺布亲水层表面亲水性纤维覆盖面积大于50％，优选为80％以上；疏水层表面疏水性纤维大于50％，而不超过总面积的95％，优选地，疏水性纤维覆盖面积为70～90％。其中，亲水层厚度至少为0.1mm，优选为0.1～3mm，更优选为0.1～1mm。

进一步地，为了使无纺布具有更多的功能，可以用生物功能材料对无纺布进行整理。利用生物功能材料等进行的功能整理可以与无纺布的亲疏水性能整理同时进行，也可以分开进行。生物功能材料，例如本发明的发明人的先有中国专利200380106264.5、200410045621.8中公开的纳米蛋白质等。

无纺布两面的亲疏水性能根据中国进出口检验检疫局标准SNT1689-2005、GB/T21655.2-2009或AATCC195标准进行检测。

实施例1

本实施例中选用单一的纤维素纤维以水刺法工艺生产无纺布，布重60g/m²。

根据标准SNT1689-2005测量无纺布的差别导水性能，测试结果见图2，图2表示无纺布的上下表面的含水量随时间的变化。图中，曲线1表示无纺布上表面水含量的变化，曲线2表示无纺布下表面水含量的变化。由图2可以看到，无纺布是一种亲水型的无纺布，当水到达无纺布上表面后，水在两表面进行扩散、渗透，两表面的水含量基本相当，无纺布上表面的水含量比下表面略高。

利用喷涂方法对上述无纺布进行表面整理，使上表面的疏水性纤维覆盖面积约为80％：

I.准备助剂：

A.WRSC35(香港先进(集团)有限公司)             60g/L；

B.纳米蛋白材料(根据先有专利自制)             10g/L

C.增稠剂FS-80(丹东恒星精细化工有限公司)      5g/L

D.交联剂PU-818(香港东霸国际化工有限公司)     4.5g/L

E.其它       水

II.喷涂

A.喷量：15g/m²；

B.烘干：100处理2分钟，180℃焙烘1分钟。

图3是无纺布整理后的液体传递特性图。如图3所示，随着时间的变化，无纺布上表面的液体水大都传递到下表面，从而上表面(曲线1)的水含量很低，下表面(曲线2)的水含量很高。这就实现了无纺布的液体差别传递特性。

无纺布的抗皱性能根据标准AATCC124进行测试。图4是该实施例的无纺布整理前后抗折皱性能对比图，如图4所示，无纺布在整理前的折皱回复角度约为190度，而在整理之后折皱回复角度上升到250度左右，抗折皱性能得到了提高。

图5是该实施例的无纺布整理前后横向撕裂强度的对比图，图6是该实施例的无纺布整理前后纵向撕裂强度的对比图。由图5和图6可以看出，无纺布整理前后，在横向撕裂强度和纵向撕裂强度上均有不同程度的改善。

无纺布的顶破强度根据标准ISO-13938-1999进行测试，压强为0.8Kg/cm²。如图7所示，无纺布在整理前的顶破压力约为2.2Kg/cm²，整理后约为2.8Kg/cm²，无纺布的顶破强度得到了提高。

图8是该实施例的无纺布经不同整理后的耐水压能力对比图，如图8所示，整理前的无纺布是亲水型，耐水压能力几乎为零，通过实施例1的整理，其耐水压能力得到提高如图8中MMF所示。以10％的增量分别对实施例1的配方中A、B两项原料的用量进行递增，得到图8中C，D，F三种不同的结果。由此可以得知，整理后的无纺布其耐水压能力得到了提高。

实施例2

针刺法生产两层结构的无纺布：底层以亲水性异型截面涤纶短纤投料，经过梳理后铺网，上盖一层疏水性丙纶短纤(同样经过投料、梳理后铺网)，以针刺法实现纤维的相互缠结和加固。得到的无纺布的疏水层厚度约为0.5mm，亲水层厚度约为0.1mm。经检测发现，亲水层厚度的增加使差别导水的效果更加明显。

实施例3

首先对疏水性丙纶短纤进行功能整理，再按照实施例2的方法制造无纺布。对疏水性丙纶短纤的功能整理：

I.准备助剂

A.WRSC35(香港先进(集团)有限公司)            60g/L

B.纳米蛋白材料(根据先有专利自制)            8g/L

C.壳聚糖(东京化成工业株式会社)              2g/L

D.增稠剂FS-80(丹东恒星精细化工有限公司)     5g/L

E.交联剂PU-DS70(广东省东莞彤森化工有限公司) 5g/L

F.其它水；

II.喷涂

A.喷量：20g/m²；

B.烘干：120℃处理2分钟，140℃焙烘1.5分钟。

图9是该实施例的无纺布疏水层整理前后的回潮率对比图，如图9所示，整理前的无纺布疏水层的回潮率很低，而在利用纳米蛋白材料整理后，无纺布疏水层的回潮率具有显著的提升。

图10是本发明实施例3的无纺布疏水层整理前后横向抗静电性对比图，图11是本发明实施例3的无纺布疏水层整理前后纵向抗静电性对比图。抗静电性的测试采用静电电压计R-4021测量，由图10和图11可以看出，整理前的无纺布疏水层抗静电性很差，而在利用纳米蛋白材料整理后，无纺布疏层的抗静电性具有明显的提升。

实施例4

水刺法生产无纺布：底层以亲水性的棉纤维经梳理后铺网而成，上层以丙纶与棉纤维混合而成，混合比例按体积比为丙纶∶绵纤维＝8∶2，经高压水刺法得到无纺布。

实施例5

熔喷法以普通涤纶为原料制造无纺布步骤：聚合物喂入→熔融挤出→纤维形成→纤维冷却→成网→加固成布。由于得到的无纺布为疏水型，再通过涂层整理方法利用德国舒科吸湿排汗加工剂SR-FC20对无纺布一面进行亲水性整理，具体步骤如下：

SR-FC20：4％(O.W.S)

烘干：100℃烘干，140℃烘焙1分钟。

图12是该实施例的无纺布液态水传递性能图，如图12所示，曲线1表示无纺布上表面的水含量变化，曲线2表示无纺布下表面的水含量变化，在整理后，无纺布的上表面具有亲水性，下表面具有疏水性，实现了液态水的差别传递。

本发明的无纺布实现了液态水的单向传递，其耐水压特性得到的提高，另外，还可以利用各种生物功能材料进行功能性整理，使无纺布在抗静电性、撕裂强度等多方面得到提升。由于无纺布的这些特点，其特别适合用于制造内衣裤、防护服、尿片等。

以上所述仅为本发明的具有代表性的实施例，不以任何方式限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无纺布，其特征在于，至少包括亲水层和疏水层，所述亲水层表面的亲水性纤维覆盖面积大于50％，所述疏水层表面的疏水性纤维覆盖面积大于50％且不高于95％；所述无纺布为利用对水亲疏特性不同的纤维制造的包括至少二层纤维结构的无纺布，或者为单一纤维制造的、经过后整理得到的单层纤维结构的无纺布；

所述无纺布还利用生物功能材料进行了功能性整理；所述生物功能性材料为纳米蛋白材料，所述纳米蛋白材料为纳米羊毛或纳米丝蛋白。

2.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述无纺布亲水层表面的亲水性纤维覆盖面积为80％以上。

3.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述无纺布疏水层表面的疏水性纤维覆盖面积为70％～90％。

4.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述无纺布亲水层的厚度为至少0.1mm。

5.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于，所述无纺布疏水层的厚度为0.1～3mm。

6.一种无纺布的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

制造权利要求1所述的无纺布；

确定所述无纺布的亲疏水特性，使所述无纺布一面的亲水性纤维覆盖面积大于50％，另一面的疏水性纤维覆盖面积大于50％且不高于95％。

7.根据权利要求6所述的无纺布的制造方法，其特征在于，还包括利用生物功能材料对所述无纺布进行功能性整理的步骤。