CN102517797A

CN102517797A - 一种排汗导湿熔喷非织造布的制备方法

Info

Publication number: CN102517797A
Application number: CN2011104284795A
Authority: CN
Inventors: 程博闻; 石磊; 闫静; 康卫民; 蔡占军; 庄旭品; 焦晓宁; 任元林
Original assignee: Tianjin Polytechnic University
Current assignee: Tianjin Polytechnic University
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明公开一种排汗导湿熔喷非织造布的制备方法，该方法采用公知熔喷方法纺制高聚物超细纤维，其特征在于在熔喷模头与接收装置之间设置静电植绒箱，并使超细纤维经过静电植绒箱，与静电植绒箱内在静电场的作用下垂直飞落的短纤维粘合在一起，到达接收装置时，即形成熔喷非织造布；高聚物是聚丙烯、聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或者它们的混合物；短纤维为高吸湿短纤维，直径为2～20μm，长度为3～15mm，添加量为非织造布总重量的5～30％，由供料机构提供；静电植绒箱的植绒输出电压为20～60kV；熔喷模头与静电植绒箱之间的距离为10～40cm；静电植绒箱内上极板与下极板之间的距离为30～50cm。

Description

一种排汗导湿熔喷非织造布的制备方法

技术领域

本发明涉及纺织领域的非织造布技术，具体为一种排汗导湿功能的熔喷非织造布的制备方法。

背景技术

熔喷非织造布技术是聚合物直接成网法中的一种。它是将螺杆挤出机挤出的高聚物熔体通过用高速高温气流喷吹使熔体细流受到极度拉伸而形成超细纤维，然后聚集到成网帘或成网滚筒上形成纤网，再经自粘合作用得以加固制成非织造布的一种生产技术。通过熔喷非织造布技术制备的熔喷非织造布，其纤维细度一般在1μm～5μm之间，产品中具有大量微细空隙，使其体系空间内含有大量静止空气，对热量流散的阻滞作用明显高于普通纤维，因而形成更好的保暖效果，同时由于纤维材料本身的超细和高孔隙率，使材料具有更好的柔软度、透气、透湿性能，是作服装的理想保温絮片材料之一。经过国家级检测单位测定，相同重量的服装保温材料中，熔喷保暖絮片保温效果最好。熔喷保暖絮片目前国内外已大量使用，市场增长速度也较快。

但是，现有熔喷保暖絮片的耐久性差，在使用过程中，由于外力的反复作用，其体积重量逐渐变大，甚至变成板结状絮片、薄而硬的絮片，从而丧失良好的保温性及其他服用性能；而且其原料常为聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯，产品回潮率极低、排汗导湿差，在使用过程中极易产生静电，影响产品的穿着舒适性。

专利申请号为200610127389.1公布了一种含有涤纶短纤维聚丙烯熔喷无纺布的制备方法。这种制备方法一方面使得涤纶短纤维与熔喷纤维一致，该无纺布絮片的厚度和耐压性能提高有限；此外，通过掺杂涤纶短纤维并未解决其排汗导湿差问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种排汗导湿熔喷非织造布的制备方法。该制备方法采用改进的熔喷技术与改进的静电植绒技术相结合，具有工艺简单，产品质量提高，适用于工业化使用等特点，所制得的熔喷非织造布用于保暖絮片具有排汗导湿功能，重量轻，蓬松度和压缩回复性能优异，透气透湿性能好，保暖效果明显等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种排汗导湿熔喷非织造布的制备方法，该制备方法采用公知熔喷方法纺制高聚物超细纤维，其特征在于在熔喷模头与接收装置之间设置静电植绒箱，并使熔喷超细纤维经过静电植绒箱，与静电植绒箱内在静电场的作用下垂直飞落的短纤维粘合在一起，到达接收装置时，即形成熔喷非织造布；所述高聚物是聚丙烯；所述短纤维为高吸湿短纤维，直径为2～20μm，长度为3～15mm，添加量为熔喷非织造布总重量的10～40％，由供料机构提供；所述静电植绒箱的植绒输出电压为20～60kV；所述熔喷模头与静电植绒箱之间的距离为10～40cm；所述静电植绒箱内上极板与下极板之间的距离为30～50cm。

与现有技术相比，本发明制备方法采用熔喷技术与静电植绒技术相结合，在不破坏原有纺丝机结构的情况下，通过适当改进常规熔喷工艺和静电植绒工艺，即可制备出熔喷非织造布保暖性能优异，具有工艺简单，产量大，纤网混合均匀，产品质量提高，技术成熟，使用成本低等优点，十分利于工业化推广使用。所制备的熔喷非织造布具有积极的排汗导湿功能，且重量轻，蓬松度和压缩回复性能优异，透气好，保暖效果明显等特点，可应用于高寒地区的军用棉服、飞行保暖手套、军用冷或热气候作战靴、军用潜水服、冬服、海军陆战队微气候冷却服装等；也可应用于民用的户外运动服、防寒服等。

附图说明

图1为本发明排汗导湿熔喷非织造布制备方法一种实施例的工艺过程示意图。

图2为本发明排汗导湿熔喷非织造布制备方法一种实施例的静电植绒原理示意图。

图3为本发明排汗导湿熔喷非织造布制备方法一种实施例所制备的非织造布结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：

本发明设计的排汗导湿熔喷非织造布制备方法(简称制备方法，参见图1-3)，采用公知熔喷方法纺制高聚物超细纤维，其特征在于在熔喷模头1与接收装置3之间设置静电植绒箱2，并使熔喷超细纤维7经过静电植绒箱2，与静电植绒箱2内在静电场的作用下垂直飞落的短纤维6粘合在一起，到达接收装置3时，即形成5；所述高聚物是聚丙烯；所述短纤维为高吸湿短纤维6，直径为2～20μm，长度为3～15mm，添加量为熔喷非织造布5总重量的10～40％，短纤维由供料机构提供；所述静电植绒箱2的植绒输出电压为20～60kV；所述熔喷模头1与静电植绒箱2之间的距离a为10～40cm；所述静电植绒箱2内上极板21与下极板22之间的距离为30～50cm。

本发明关键是在熔喷模头1和接受装置3之间适当设置了静电植绒箱2。静电植绒箱2的静电植绒原理和工艺过程是(参见图2)：上极板21是一块板型金属网，下极板22是一块金属平板托架，中间是熔喷模头1喷吹出来的超细纤维流(纤维网)。上极板21和下极板22分别用导线连接在高压静电发生器4的负极输出端和正极输出端上。供料机构设置在上极板21的上方，主要包括料斗23和供料轴24。料斗23内储有高吸湿短纤维，料斗23的底部为网格漏板，以方便短纤维的下落；料斗23中安装供料轴24，供料轴24的转动可使高吸湿短纤维6掉落到金属网上极(负极)板21上。因高吸湿短纤维6在降落过程中与负极接触而带电，导致部分纤维按电场方向垂直排列；同时高吸湿短纤维6在电场中发生极化，与负极极性相同的电荷集中在远离负极板21的一端，而正电荷却集中在靠近负极板21的一端。当高吸湿短纤维6与负极板21接触时，由于金属电极板的电导率比高吸湿短纤维6高，因而会在纤维中产生导电电流，即高吸湿短纤维6会产生负静电荷，使高吸湿短纤维6在电场E中具有很大的伸直度和飞翔性，以较高的速度垂直下落到熔喷超细纤维纤网中，与熔喷超细纤维粘合在一起，最后到达接收装置3上，固化形成本发明所述的熔喷非织造布5。

所述静电植绒箱2的宽度可根据熔喷模头1的宽度和喷出纤维网的宽度来制作。静电植绒箱2的箱体实施例采用环保有机玻璃材料；上极板21选用铜丝网，可有效产生静电，并直接导电。

本发明制备方法的工艺过程是，高吸湿短纤维6放置在静电植绒箱2的箱体内，接通电源后，即可在静电植绒箱2内形成了一个高压电场，使高吸湿短纤维6带电荷；熔喷模头1喷出的超细纤维网7从静电植绒箱2的一端进入静电植绒箱2的箱体内，供料轴24的转动可使短纤维连续垂直降落，经三到五秒钟的时间，高吸湿短纤维6与熔喷超细纤维网7粘合在一起，固化成网，然后从箱体的另一端出来，达到接收装置3上收集，形成连续流水线式植绒，进而制备出所述熔喷非织造布。

本发明制备方法具有生产速度快，纤网混合均匀等优点，另外采用有机玻璃做箱体具有便于观察、防止绒毛飞扬的优点。

本发明所述熔喷非织造布片的克重为40g/m²～400g/m²，厚度为5mm～50mm；

本发明所述熔喷工艺需要调整常规工艺参数，主要是空压机转速和接收距离的调整，以制备蓬松度和保暖性良好，同时具有排汗导湿功能的熔喷非织造布。空压机转速控制在18-26Hz较佳，接收距离控制在40-60cm较佳。

本发明所述高吸湿短纤维6的添加量为熔喷非织造布总重量的5～30％，优选15％。

本发明所述的熔喷技术高聚物原料是聚丙烯、聚酯、改性聚酯(包括PBT--聚对苯二甲酸丁二醇酯和PTT--聚对苯二甲酸丙二醇酯)及其混合物等，优选聚丙烯。

本发明所述的高吸湿短纤维6是指在标准温湿度条件下，能吸收气相水分，回潮率在6％以上的合成纤维，主要利用纤维中的极性基团的吸湿性能使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面并发散，从而达到导湿快干的目的。该纤维本身为现有技术。

除此之外，天然纤维亦可为本发明中的排汗导湿纤维。天然纤维虽有很好的吸湿性，在标准温湿度条件下，棉和蚕丝的平衡吸湿率分别为8％和11％，但是，在人体大量出汗时，其吸湿速度、水分扩散速度和蒸发速度都不尽人意，也有不舒适感。这是因为在吸湿后，产生较大的膨润，例如棉纤维的膨润度达20％，而羊毛可达25％，这样的澎润度容易堵塞了汗水渗出的孔道；另外天然纤维强度较低，吸湿后杨氏模量大幅度地降低，难以对熔喷纤维起到良好的骨架支撑作用。因此，相比之下，天然纤维在本发明中作用要低于高吸湿合成纤维。

本发明所述的高吸湿短纤维6的直径和长度根据熔喷纤维的直径和熔喷纤网密度来确定，原则是能够使高吸湿短纤维6在熔喷纤网中均匀分布、并起支撑作用；研究表明，高吸湿短纤维6的直径控制在2～20μm，长度为3～15mm效果较好。

本发明制备方法虽然强调使用高吸湿短纤维，但并不排除使用其他种类的短纤维。

本发明所述静电植绒箱2的植绒输出电压与常规静电植绒的输出电压相同，可以为20～60kV；但要能够控制高吸湿短纤维6的添加量。

本发明所述的熔喷模头与静电植绒箱之间的距离a设计为10～40cm。

常规静电植绒的上、下极板之间距离，一般为10cm。本发明所述静电植绒箱2的上极板21与下极板22之间的距离设置与常规静电植绒不同，上、下极板之间的距离设计为30～50cm。这主要是考虑到熔喷纤网有一定的厚度。

本发明采用的制备方法是参考已有的成熟的静电植绒技术，将短纤维以垂直方向植入熔喷纤网中，实现非织造布絮片耐压性能和混合均匀度的显著提高，该制备方法具有简单易行，成本低，十分利于推广的优点。

本发明未述及之处适用于现有技术。

以下给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步具体叙述本发明，并不限制本发明申请权利要求保护范围。

实施例1-12的排汗导湿熔喷非织造布制备工艺条件列于表1。

表1非织造布制备方法实施例的工艺条件表

*a为附图1中植绒箱前端与熔喷模头末端的距离；

根据工艺条件制备出熔喷非织造布，依据国家GB11048-89标准，采用A.S.T.M保温性试验机测量熔喷熔喷非织造布保暖性能，分别列于表2中；依据纺织FZ/T01071进行垂直芯吸高度的测试。

表2熔喷非织造布的保暖性能与芯吸性能表

注：1)克罗值I、克罗值II、芯吸高度I、芯吸高度II分别为熔喷非织造布添加高吸湿短纤维前后的数值；

2)克罗值的提高率＝[(克罗值II-克罗值I)/克罗值I]×100％。

Claims

1.一种排汗导湿熔喷非织造布的制备方法，该制备方法采用公知熔喷方法纺制高聚物超细纤维，其特征在于在熔喷模头与接收装置之间设置静电植绒箱，并使超细纤维经过静电植绒箱，与静电植绒箱内在静电场的作用下垂直飞落的短纤维粘合在一起，到达接收装置时，即形成熔喷非织造布；所述高聚物是聚丙烯；所述短纤维为高吸湿短纤维，直径为2～20μm，长度为3～15mm，添加量为熔喷非织造布总重量的5～30％，由供料机构提供；所述静电植绒箱的植绒输出电压为20～100kV；所述熔喷模头与静电植绒箱之间的距离为10～40cm；所述静电植绒箱内上极板与下极板之间的距离为30～50cm。

2.根据权利要求1所述熔喷非织造布的制备方法，其特征在于所述高吸湿短纤维为回潮率高于6％的合成纤维。

3.根据权利要求1所述熔喷非织造布的制备方法，其特征在于所述高吸湿短纤维为熔喷保暖絮片总重量的15％。

4.一种权利要求1、2或3所述熔喷非织造布制备方法制备的熔喷保暖絮片，其特征在于所述保暖絮片的克重为40～600g/m²，厚度为5～50mm。