CN104309187B - 一种天丝、棉纤维复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种新型的复合材料及其制备方法，一种天丝、棉纤维复合材料，包括天丝纤维布层、棉布层和置于天丝纤维布层与棉布层之间的胶粘层，其特征在于：所述天丝纤维布层表面含有绒毛层，所述胶粘层由尼龙熔胶、聚醚砜树脂熔胶、热熔胶、聚乙烯熔胶或聚氨酯熔胶中一种或多种混合物组成，通过天丝纤维布与棉布的复合，可以克服天丝纤维单独成料时缺点，从整体上提升复合材料的性能。

Description

一种天丝、棉纤维复合材料
技术领域
本发明属于面料技术领域，具体涉及一种天丝、棉纤维复合材料及其生产方法。
背景技术
天丝（Tencel）是以针叶树为主的木浆、水和溶剂氧化胺混合，加热至完全溶解，在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用，经除杂而直接纺丝，其分子结构是简单的碳水化合物。天丝纤维在泥土中能完全分解，对环境无污染；另外，生产中所使用的氧化胺溶剂对人体完全无害，几乎完全能回收，可反复使用，生产中原料浆粕所含的纤维素分子不起化学变化，无副产物，无废弃物排出厂外，是环保或绿色纤维。
虽然天丝面料是一种品质极佳的纺织品，如果将天丝材料单一使用也存在着不能克服的缺点。天丝纤维横截面呈圆形，成纱体积小，外表光滑的特点导致纱线间摩擦力小容易产生纬向纰裂；天丝纤维具有良好的刚性，但是回弹性差，材料过长时容易受到损伤；还有天丝纤维外表过于光滑致使天丝纤维与胶体粘合不够紧密，容易出现脱胶现象。
棉纤维属于天然纤维，纤维与纤维之间的摩擦力较大，所以由棉纤维纺织而成的棉布具有较大的抗纰裂能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的复合材料及其制备方法，通过天丝纤维布与棉布的复合，可以克服天丝纤维单独成料时缺点，从整体上提升复合材料的性能。
为了解决上述问题，本发明提供一种天丝、棉复合材料，由基布层、胶粘层、面料层组成，其特征在于：所述天丝纤维布层表面含有绒毛层，所述胶粘层由尼龙熔胶、聚醚砜树脂熔胶、聚乙烯熔胶、聚丙烯熔胶或聚氨酯熔胶中一种或多种混合物组成。对天丝纤维进行起毛处理，通过物理方法，使天丝纤维上表面起一层厚度为0.5~2mm的绒毛层，增加胶体与天丝纤维布层的接触面积，起到增加天丝纤维布层与胶黏层牢固度的作用。
优选地，所述绒毛层的厚度为0.5~0.9mm，绒毛层的厚度不宜过大，绒毛层厚度过大会导致，熔融后的胶体无法浸入到天丝纤维布层本体的空隙当中，而只与绒毛形成不牢固的粘合。
所述面料层为棉布层，棉纤维属于天然纤维，纤维与纤维之间的摩擦力较大，所以由棉纤维纺织而成的棉布具有较大的抗纰裂能力，将棉布与天丝纤维经粘结复合后，使复合材料的抗纰裂能力发生了质的变化，复合材料的抗纰裂能力是相同厚度棉布的两倍以上。棉布在经过缩水处理后的缩水率与天丝纤维布的缩水率相近，且棉布具有良好的恢复能力，天丝纤维布与棉布复合后，复合布在测试中表现出优于棉布的恢复能力，且复合布与天丝纤维布相比在相同机械摩擦下，复合材料的损伤率要低于天丝纤维布。
所述绒毛层的密度为10~100根/mm。
优选地，所述绒毛层的密度为10~25根/mm绒毛层的密度不宜过高，绒毛层密度过高会导致，熔融后的胶体无法浸入到天丝纤维布层本体的空隙当中，而只与绒毛形成不牢固的粘合。
优选地，所述颗粒状胶粒为尼龙熔胶、聚醚砜树脂熔胶、聚乙烯熔胶或聚氨酯熔胶中一种或多种混合物。
在选择合适胶体时首先应该考虑的是服装面料的洗染方式，根据面料不同的洗染方式选择耐干洗或耐水洗的胶种，下面是几种常用胶种耐洗涤性性能排列：
耐干洗性能：
尼龙（PA）熔胶>聚醚砜树脂(PES)>聚乙烯（PE）熔胶
耐水洗的性能：
高密度聚乙烯（HDPE）熔胶>聚醚砜树脂（PES）>低密度聚乙烯（LDPE）熔胶>尼龙（PA）熔胶
所述胶粘层有聚氨酯薄膜，聚氨酯具有优异的柔韧特性，同时聚氨酯能适应不同膨胀系数基材的粘合，符合复合材料对胶黏剂的要求。
所述胶粘层由聚氨酯薄膜层与颗粒状胶粒层组成，为了提高复合材料的粘结牢固度，胶黏层由两种胶体构成，聚氨酯薄膜可以将上下两层材料的表面粘结在一起，颗粒状胶粒在熔融后，浸入到两层材料的空隙当中，形成树根状结构，在热熔压和的过程中聚氨酯薄膜融化为液态后会以就近的颗粒状胶粒熔胶为中心形成粘结环，这两种胶黏剂的应用，大大提高了复合材料的粘结牢固度。
上述天丝、棉纤维复合材料，包括以下步骤：
（1）对天丝纤维布层进行起毛处理,使天丝纤维布层表面形成绒毛层；
（2）在棉布层和/或步骤（1）天丝纤维布层的绒毛层表面喷涂尼龙熔胶、聚醚砜树脂熔胶、聚乙烯熔胶或聚氨酯熔胶中一种或多种混合物；
（3）将步骤（2）中的棉布层与天丝纤维布层带有熔胶的表面进行热熔压合使天丝纤维布层和棉布层粘合在一起。
步骤（1）天丝纤维布层的绒毛层表面喷涂有尼龙熔胶或聚醚砜树脂熔胶或聚乙烯熔胶，所述棉布层喷涂有聚氨酯熔胶。
所述天丝纤维布层的绒毛层表面喷涂有尼龙熔胶或聚醚砜树脂熔胶或聚乙烯熔胶经加热熔化后冷却并在天丝纤维布层的绒毛层表面形成胶点。
在一些实施方式中，形成的胶点是均匀排列，相邻胶点之间的距离为1~10mm。
优选地，所述相邻胶点之间的距离为2~5mm，合适的间隔有利于使聚氨酯薄膜与颗粒状胶粒熔胶结合形成粘结环，提高粘结牢固度。
在一些实施方式中，喷涂形成的聚氨酯薄膜的厚度为0.1~0.5mm。
优选地，所述聚氨酯薄膜的厚度为0.2~0.3mm，聚氨酯薄膜厚度不宜过厚，过厚可能会发生渗胶现象。
在一些实施方式中，步骤（3）中所述热熔压合过程中的温度为150℃~250℃，实际操作中熔胶熔融后能浸入织物的温度比熔胶的熔融温度要高30℃~40℃。
优选地，所述热熔压合过程中的温度为180℃~210℃。
本发明所达到的有益效果：将天丝纤维布与棉布结合形成的复合布，使复合材料的抗纰裂能力是相同厚度棉布的两倍以上，在热熔压和的过程中聚氨酯薄膜融化为液态后会以就近的颗粒状胶粒为中心形成粘结环，可以有效防止天丝纤维材料因刚性强，折叠时易发生损伤，提高了复合材料的耐久度，颗粒状胶粒在熔融后，浸入到两层材料的空隙当中，形成树根状结构与聚氨酯薄膜形成的粘结环以及绒毛层的配合使用大大提高了分和材料的粘结牢固度。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明的分解剖视图。
图3是本发明的剖视图。
图4是本发明粘结环对天丝纤维布保护示意图。
图中1、棉布；2、天丝纤维布；3、聚氨酯薄膜；31、粘结环；4、颗粒状胶粒；41、树根状结构5、绒毛层。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1所示：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~2mm、密度为10~100根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满聚醚砜树脂熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为1~10mm均匀排列的半球形聚醚砜树脂熔胶胶点。
（3）将棉布以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚氨酯材料加热到210℃，使聚氨酯固体变为熔融液，通过涂布机将聚氨酯熔融液喷涂在匀速经过涂布机的棉布层的上表面，使棉布上表面形成一层均匀的聚氨酯熔融液，经过涂布机后聚氨酯熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.1~0.5mm的聚氨酯薄膜。
（4）将完成上述步骤（2）、（3）的天丝纤维布层与棉布按图2所示顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在150℃~250℃的复合机的加热室，在复合机的加热室中所述胶粒层与聚氨酯薄膜受热变为熔融液，聚氨酯熔融液在液体张力的作用下向距离最近的聚醚砜树脂熔融液靠拢，在复合机加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后成为如图3所示的复合材料，聚氨酯熔融液与胶粒熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
实施例二：
如图1所示：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~0.9mm、密度为10~25根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满聚醚砜树脂熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为2~5mm均匀排列的半球形聚醚砜树脂熔胶胶点。
（3）将棉布以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚氨酯材料加热到210℃，使聚氨酯固体变为熔融液，通过涂布机将聚氨酯熔融液喷涂在匀速经过涂布机的棉布层的上表面，使棉布上表面形成一层均匀的聚氨酯熔融液，经过涂布机后聚氨酯熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.2~0.3mm的聚氨酯薄膜。
（4）将完成上述步骤（2）、（3）的天丝纤维布层与棉布按图2所示顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在180℃~210℃的复合机的加热室，在复合机的加热室中所述胶粒层与聚氨酯薄膜受热变为熔融液，聚氨酯熔融液在液体张力的作用下向距离最近的聚醚砜树脂熔融液靠拢，在复合机加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后成为如图3所示的复合材料，聚氨酯熔融液与胶粒熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
实施例三：
如图1所示：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~0.9mm、密度为10~25根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满尼龙熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为2~5mm均匀排列的半球形尼龙熔胶胶点。
（3）将棉布以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚乙烯熔胶材料加热到210℃，使聚乙烯熔胶固体变为熔融液，通过涂布机将聚乙烯熔胶熔融液喷涂在匀速经过涂布机的棉布层的上表面，使棉布上表面形成一层均匀的聚乙烯熔胶熔融液，经过涂布机后聚乙烯熔胶熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.2~0.3mm的聚乙烯熔胶薄膜。
（4）将完成上述步骤（2）、（3）的天丝纤维布层与棉布按图2所示顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在180℃~210℃的复合机的加热室，在复合机的加热室中所述胶粒层与聚乙烯熔胶薄膜受热变为熔融液，聚乙烯熔胶熔融液在液体张力的作用下向距离最近的尼龙熔胶熔融液靠拢，在复合机加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后成为如图3所示的复合材料，聚乙烯熔胶熔融液与尼龙熔胶熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
实施例四：
如图1所示：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~0.9mm、密度为10~25根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为2~5mm均匀排列的半球形熔胶胶点。
（3）将棉布以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚丙烯熔胶材料加热到210℃，使聚丙烯熔胶固体变为熔融液，通过涂布机将聚丙烯熔胶熔融液喷涂在匀速经过涂布机的棉布层的上表面，使棉布上表面形成一层均匀的聚丙烯熔胶熔融液，经过涂布机后聚丙烯熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.2~0.3mm的聚丙烯熔胶薄膜。
（4）将完成上述步骤（2）、（3）的天丝纤维布层与棉布按图2所示顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在180℃~210℃的复合机的加热室，在复合机的加热室中所述胶粒层与聚丙烯熔胶薄膜受热变为熔融液，聚丙烯熔胶熔融液在液体张力的作用下向距离最近的熔胶熔融液靠拢，在复合机加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后成为如图3所示的复合材料，聚丙烯熔胶熔融液与熔胶熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
实施例五：
如图1所示：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~0.9mm、密度为10~25根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满聚乙烯熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为2~5mm均匀排列的半球形聚乙烯熔胶胶点。
（3）将棉布以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚氨酯材料加热到210℃，使聚氨酯固体变为熔融液，通过涂布机将聚氨酯熔融液喷涂在匀速经过涂布机的棉布层的上表面，使棉布上表面形成一层均匀的聚氨酯熔融液，经过涂布机后聚氨酯熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.2~0.3mm的聚氨酯薄膜。
（4）将完成上述步骤（2）、（3）的天丝纤维布层与棉布按图2所示顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在180℃~210℃的复合机的加热室，在复合机的加热室中所述胶粒层与聚氨酯薄膜受热变为熔融液，聚氨酯熔融液在液体张力的作用下向距离最近的聚乙烯熔胶熔融液靠拢，在复合机加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后成为如图3所示的复合材料，聚氨酯熔融液与聚乙烯熔胶熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
实施例六：
如图1所示：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~0.9mm、密度为10~25根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满尼龙熔胶、聚醚砜树脂熔胶、聚乙烯熔胶或聚氨酯熔胶中两种或多种混合熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为2~5mm均匀排列的半球形混合熔胶胶点。
（3）将棉布以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚氨酯材料加热到210℃，使聚氨酯固体变为熔融液，通过涂布机将聚氨酯熔融液喷涂在匀速经过涂布机的棉布层的上表面，使棉布上表面形成一层均匀的聚氨酯熔融液，经过涂布机后聚氨酯熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.2~0.3mm的聚氨酯薄膜。
（4）将完成上述步骤（2）、（3）的天丝纤维布层与棉布按图2所示顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在180℃~210℃的复合机的加热室，在复合机的加热室中所述胶粒层与聚氨酯薄膜受热变为熔融液，聚氨酯熔融液在液体张力的作用下向距离最近的混合熔胶熔融液靠拢，在复合机加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后成为如图3所示的复合材料，聚氨酯熔融液与混合熔胶熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
实施例七：
（1）采用海威机械胶辊有限公司生产的起毛机对天丝纤维布层起毛处理，使天丝纤维布层上表面形成密度均匀的绒毛层，形成厚度为0.5~2mm、密度为10~100根/mm的绒毛层。
（2）将完成上述步骤（1）的天丝纤维布层采用东莞市鸿程机械有限公司生产的点胶机，以0.5m/s的速度匀速通过点胶机，使纤维布上层均匀布满聚醚砜树脂熔胶胶点，后进入加热室在185℃的温度下使固体胶粒熔融，经过加热室后胶粒在空气中冷却形成半球形胶点，使天丝纤维布层上表面形成相邻胶点距离为1~10mm均匀排列的半球形胶点，将形成有胶点的天丝纤维布放入到涂布机上进行聚氨酯喷涂，以形成有胶点的一面为上表面，以0.5m/s匀速通过东莞市鸿程机械有限公司生产的涂布机，涂布机内将聚氨酯材料加热到200℃，使聚氨酯固体变为熔融液，涂布机将聚氨酯熔融液喷涂在匀速经过机械臂的天丝纤维布的上表面，使天丝纤维布上表面形成一层均匀的聚氨酯熔融液，经过机械臂后聚氨酯熔融液在空气中自然冷却成为厚度为0.1~0.5mm的聚氨酯薄膜。
（3）将完成上述步骤（2）的天丝纤维布层与棉布按顺序叠放后，通过瑞安市茂丰机械有限公司生产的复合机进行压合，以1m/s的速度匀速通过温度在200℃的复合机的加热室，在复合机加热室中所述胶粒层与聚氨酯薄膜受热变为熔融液，聚氨酯熔融液在液体张力的作用下向距离最近的胶粒熔融液靠拢，在加热室的末端有压合辊，两种材料在经过复合机后形成如图3所示的复合材料，聚氨酯熔融液与胶粒熔融液在复合机的作用下形成如图4所示的粘结环，经过复合机后复合材料在空气中自然冷却。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡以本发明的结构、形状、原理所做的等效变换，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种天丝、棉纤维复合材料，包括天丝纤维布层、棉布层和置于天丝纤维布层与棉布层之间的胶粘层，其特征在于：所述天丝纤维布层表面含有绒毛层，所述胶粘层由粘结环组成，所述粘结环由聚氨酯薄膜层与颗粒状胶粒层组成，所述颗粒状胶粒层熔融后浸入天丝纤维布层和棉布层的空隙中，形成树根状结构，在热熔压合过程中所述聚氨酯薄膜层融化为液态，以就近的颗粒状胶粒熔胶为中心形成粘结环，所述颗粒状胶粒层由尼龙熔胶或聚醚砜树脂熔胶或聚乙烯熔胶组成。
2.根据权利要求1所述天丝、棉纤维复合材料，其特征在于：所述绒毛层的密度为10~100根/mm。
3.一种权利要求1所述天丝、棉纤维复合材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）对天丝纤维布层进行起毛处理，使天丝纤维布层表面形成绒毛层；
（2）在天丝纤维布层的绒毛层表面喷涂尼龙熔胶或聚醚砜树脂熔胶或聚乙烯熔胶，经加热、熔化、冷却后，形成颗粒状胶粒层；在棉布层表面喷涂聚氨酯熔胶，冷却后形成聚氨酯薄膜层；
（3）将步骤（2）中的棉布层与天丝纤维布层带有熔胶的表面进行热熔压合使天丝纤维布层和棉布层粘合在一起。
4.根据权利要求3所述的一种天丝、棉纤维复合材料制备方法，其特征在于：所述棉布层表面形成的聚氨酯薄膜层厚度为0.1~0.5mm。
5.根据权利要求3所述的一种天丝、棉纤维复合材料制备方法，其特征在于：步骤（3）所述热熔压合的温度为150℃~250℃。
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