CN103789928A - 一种卷曲型纤维弹性无纺布及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卷曲型纤维弹性无纺布及其制造方法，卷曲纤维横截面含有两种不同熔点的热塑性原料聚异戊二烯和聚乙烯，熔点偏差超过100℃。两种原材料在横截面方向按照并列结构、或偏心芯鞘结构、或桔瓣结构分布。采用熔融纺丝管式牵伸工艺，纤维在纺丝过程中，由于两种原材料的热收缩性不同，冷却时纤维发生转曲；在冷却牵伸过程中，通过高速旋转电极使带有螺纹结构的牵伸管旋转，并带动纤维的旋转，从而得到高卷曲性纤维。纤维铺网成网后经过针刺或水刺固结成无纺布，该无纺布具有优异的弹性，可广泛应用于医疗、卫生、服装、工业等领域。

Description

一种卷曲型纤维弹性无纺布及其制造方法

技术领域

一种弹性无纺布材料及其制造方法，特别是纤维螺旋状卷曲的弹性无纺布领域。

背景技术

无纺布近几年得到了快速发展，全球非织造布的需求将以每年6.9％的速度增长，随着无纺布需求与用量的增加，对无纺布的性能要求也越来越高，尤其是弹性无纺布，虽然生产工艺复杂和困难、制造成本高等制约着发展，但一直处于“供”远远不够“求”。

国外对弹性非织造材料的研究较早。日本的Kanebo Limited公司通过一种介于纺粘与熔喷之间的交叉工艺生产出热塑性聚氨酯弹性非织造布；金佰利公司早在90年代就申请专利，开发了三层复合弹性非织造材料；同期像宝洁、日本尤妮佳及陶氏化学等公司也申请了一些弹性非织造材料的专利。对弹性非织造材料结构和性能的研究国外也较早。早期弹性非织造材料通过单一高聚物弹性体来生产，价格昂贵，限制了产品的开发应用，且弹性原料的物理性质也会给加工带来一定困难。

国内对弹性非织造材料的研究较少，主要集中在弹性膜和弹性丝与非织造材料的复合材料上，弹性膜本身透气性差，而弹性丝对复合体的整体性要求较高，两者一般都要通过离线的方式完成同非织造布的复合。

由于弹性非织造布可应用于纺织、服装、特殊用途纺织品等各种用途上，因此人们一直致力于应用各种技术来生产弹性非织造布，目前非织造布的弹性改善主要有三种方式：①通过非织造布纤网结构的特殊设计(如蓬松性)来实现；②通过使用高卷曲纤维，使织物的弹性得以部分实现；③通过弹性材料与其它柔性材料复合。

其中，通过高卷曲纤维实现弹性的方法方面，日本智所公司的专利《连续纤维无纺布及其制造方法》，专利申请号96110489.9，虽然没有授权，但是提出了一种复合连续纤维采用两种熔点差至少为15℃的热塑性树脂复合纺制而形成的螺旋状卷曲纤维，纤维的接触点通过使位于螺旋状卷曲体外侧并具有低熔点的热缩性树脂熔融而互相粘接，形成弯曲。

日本大和纺织株式会社公布的专利《潜在卷曲性复合纤维及其制造方法、和纤维集合物、以及无纺布》，专利号为“ZL200480024458.5”，同样公布了采用两种热收缩性和熔点不同的原料混纺，使用茂金属催化剂技术，使得纤维具有卷曲性；

日本花王株式会社公布的专利《无纺布》，专利号“ZL200610058891.1”，公开了一种有助于提高布面手感、蓬松度的材料及其制造方法，利用卷曲性纤维的纤维网，使该纤维网的构成纤维之间熔融粘合，在该熔融粘合的同时或之后使上述潜在卷曲性纤维表现出立体卷曲，然后实施轧光加工使表现出立体卷曲的纤维变形，并使纤维的卷绕方向相对于轴线方向倾斜。

日本三井化学株式会社公布的专利《卷曲复合纤维及包含该纤维的无纺布》，专利号“ZL200980142475.1”，同样采用两种热塑性材料，不同熔点，采用偏心芯鞘结构的复合纤维，制备卷曲纤维，以提高材料的柔软性、蓬松性、拉伸性能；

发明内容

上面所述专利介绍的方法使纤维卷曲的程度有限，因此无法实现良好的弹性，为此，本专利公开一种弹性无纺布的制造方法，尤其是使纤维发生高度螺旋状卷曲的制造方法及生产线；

一种弹性无纺布材料及其制造方法，原材料选用聚异戊二烯和聚乙烯，采用双螺杆挤出纺粘工艺，复合纺丝时纤维横截面采用并列结构、或者偏心芯鞘结构、或者桔瓣结构，因两种原材料熔点不同、热收缩性不同，使纤维发生转曲，再通过管式螺旋结构的旋转牵伸，使纤维达到高度螺旋状卷曲，而最终实现无纺布的弹性。其特征在于，该方法包括以下内容：

(1)原材料聚异戊二烯和聚乙烯体积比例为1∶4，聚异戊二烯的熔点36℃，聚乙烯的熔点140℃，热收缩性不同；

(2)旋转牵伸是通过管式牵伸，牵伸管在高速旋转电极的作用下旋转，管内部采用螺旋状凸起结构，凸起高度为3mm，螺圈密度为5圈/10cm；

(3)复合纤维在1cm长度内转曲至少3圈(1080°)以上，转曲同时发生螺旋状卷曲，收缩长度为300％；

(4)为了防止纤维在卷曲和转曲过程中纤维粘连，在纺丝熔融阶段加入防粘剂；

(5)该无纺布成网后经过针刺或水刺方法固结；

该发明专利具有以下优点：

1、优异的弹性性能

因纤维在横截面上具有偏质结构，发生转曲，而且在牵伸过程中产生了螺旋状卷曲结构，纤维弹性伸长率可达到300％以上，弹性回复率、拉伸强度等都非常优异。

2、手感舒适

因纤维具有卷曲结构，纤维与纤维之间存在较大空间，因此无纺布柔软度好、蓬松度好，从而手感舒适。

3、应用广泛

在一次性个人护理领域，可应用于纸尿裤、成人失禁裤的弹性腰围、弹性耳朵部位，在医用非织造布领域，可应用于创可贴、绷带、手术服的袖口、肘部等，以及口罩布领域等；

术语：

转曲：是指两种及两种以上的原料在纤维中按照区域分布，由于原料的熔点、热收缩性，在冷却过程中纤维自身发生一定角度的转向弯曲；

螺旋状卷曲：是指纤维在冷空气牵伸过程中，牵伸管的高速旋转，牵伸管的内壁具有螺旋状凸起结构，带动牵伸空气发生旋转牵伸，使纤维发生卷曲，形状类似弹簧一样；

弹性腰围：是指尿裤中腰围部件；

弹性耳朵：是指尿裤前腰贴和后腰贴粘结部件；

附图说明

图1多组分纤维偏心芯鞘结构、并列结构、桔瓣结构示意图；

图2纤维螺旋卷曲示意图；

图3螺旋卷曲纤维无纺布生产线示意图；

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不够成对本发明的限定，仅作举例。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

本专利采用聚异戊二烯(1)(熔点36℃)和聚乙烯(2)(熔点140℃)，纤维横截面两种成分按照偏心芯鞘结构分布，比例为1∶4，如图1所示；采用熔融纺丝工艺，如图3所示，双螺杆熔融挤压纺丝工艺，原材料聚异戊二烯(1)经过料斗11和料斗12加入到熔融挤出装置(16)、(17)，聚乙烯(2)经过料斗11和料斗12也加入到熔融挤出装置(16)、(17)，经过熔融挤出并经过管式牵伸(14)、(15)，牵伸管在高速旋转电极的作用下旋转，管内部采用螺旋状结构，螺旋状凸出高度为3mm，10cm内有5圈螺旋结构；冷却牵伸时纤维发生转曲，在1cm长度内转曲1210°，转曲同时发生螺旋状卷曲，收缩长度为400％，形成螺旋状卷曲纤维9，铺网到网帘(19)，最后到固结针刺装置(20)最终形成弹性无纺布(21)。

Claims (1)

1.一种弹性无纺布材料及其制造方法，原材料选用聚异戊二烯和聚乙烯，采用双螺杆挤出熔融纺丝工艺(纺粘法)，复合纺丝时纤维横截面采用并列结构、或者偏心芯鞘结构、或者桔瓣结构，因两种原材料熔点不同、热收缩性不同，使纤维发生转曲，再通过管式螺旋结构的旋转牵伸，使纤维达到高度螺旋状卷曲，而最终实现无纺布的弹性。其特征在于，该方法包括以下内容： 

(1)原材料聚异戊二烯和聚乙烯体积比例为1∶4； 

(2)旋转牵伸是通过管式牵伸，牵伸管在高速旋转电极的作用下旋转，管内部采用螺旋状凸起结构，凸起高度为3mm，螺圈密度为5圈/10cm； 

(3)复合纤维在1cm长度内转曲至少3圈(1080°)以上，转曲同时发生螺旋状卷曲，收缩长度为300％； 

(4)为了防止纤维在卷曲和转曲过程中纤维粘连，在纺丝熔融阶段加入防粘剂； 

(5)该无纺布成网后经过针刺或水刺方法固结。 

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