CN108049024A - 一种竹炭纤维非织造材料及其制备方法 - Google Patents

一种竹炭纤维非织造材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种竹炭纤维非织造材料的制备方法，包括：将竹炭粉与粘胶纤维纺丝原液混合，与纺丝浴反应得到初生丝条；所述初生丝条依次经过牵伸、切断、后处理、烘干处理后得到粘胶基竹炭纤维；将所述粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、梳理成网、水刺加固和烘干处理后，得到竹炭纤维非织造材料。本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的竹炭纤维非织造材料。本发明提供的方法可使竹炭在非织造材料中均匀且稳固地存在，有效的避免了竹炭粉残留于皮肤上的风险。同时，结合水刺工艺流程生产竹炭纤维非织造材料，使其具有良好的吸附性能和力学性能，且具有释放负离子，抗菌抑菌，发射远红外线等多项功能，可用作面膜材料和其他卫生材料。

Description

一种竹炭纤维非织造材料及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种竹炭纤维非织造材料及其制备方法。
背景技术
竹炭是以毛竹为原料，采用800℃纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧工艺处理后形成。竹炭的多孔性决定了其超强的吸附功能，能有效吸收和分解人体异味、空气中的粉尘、氨、苯、甲苯、甲醛等有害物质。竹炭还能够对皮肤起到深层清洁的作用，尤其对皮肤上的油脂吸收和去除毛发上的异味有显著效果。竹炭的负离子发射浓度可高达5000个/cm3左右，相当于田野中的空气舒适度。此外竹炭还具有防菌抑菌、发射远红外线的功能，用于美容护肤领域，明显优于其它化妆品，且无任何副作用。
目前竹炭在面膜方面的应用主要是通过向精华液中添加竹炭粉，例如专利CN102836112“一种祛痘竹炭面膜”，专利CN201210357552“一种竹炭蚕丝面膜”中均提出向面膜煎煮液中添加1-8份竹炭粉的工艺。专利CN201210426417“一种竹炭面膜及其制备工艺”中提出，将竹炭纳米粉植入长丝纤维喷丝工艺中，再用粘胶将长丝纤维粘接成网状的工艺，但制备流程复杂。在负离子面膜方面，目前主要是通过向面膜液中添加负离子粉如北投石，珊瑚化石，蛋白石等，或者使面膜体系呈碱性，水中剩下负离子。如专利CN201410633663“一种负离子面膜”中提出，使精华液的PH值为碱性，达到负离子含量60％-80％。专利CN204766626U“负离子硅胶补水面膜”中提出能释放小分子负离子及远红外线的硅胶体的方法。
竹炭粉或负离子粉的添加不仅导致面膜配方复杂，而且均存在与面膜基材混合不匀的情况，并有竹炭粉及负离子粉残留于皮肤上的可能性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种竹炭纤维非织造材料及其制备方法，本发明提供的竹炭纤维非织造材料用作面膜或其他卫生材料时，可有效避免竹炭粉在皮肤上残留，且具有良好的吸附性能和力学性能。
本发明提供了一种竹炭纤维非织造材料的制备方法，包括：
将竹炭粉与粘胶纤维纺丝原液混合，与纺丝浴反应得到初生丝条；
所述初生丝条依次经过牵伸、切断、后处理、烘干处理后得到粘胶基竹炭纤维；
将所述粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、梳理成网、水刺加固和烘干处理后，得到竹炭纤维非织造材料。
本发明提供了一种竹炭纤维非织造材料的制备方法，将竹炭粉添加到粘胶纤维纺丝原液中进行纺丝，经过牵伸、切断、后处理、烘干处理后得到粘胶基竹炭纤维；然后以该粘胶基竹炭纤维为原料，依次通过开松、多仓混合、梳理成网、水刺加固和烘干处理后，得到竹炭纤维非织造材料。本发明提供的方法可使竹炭在非织造材料中均匀且稳固地存在，有效的避免了竹炭粉残留于皮肤上的风险。同时，结合水刺工艺流程生产竹炭纤维非织造材料，使其具有良好的吸附性能和力学性能，且具有释放负离子，抗菌抑菌，发射远红外线等多项功能，可用作面膜材料和其他卫生材料。另外，本发明提供的方法操作简单，易于工业化生产。
本发明首先将竹炭粉与粘胶纤维纺丝原液混合，与纺丝浴反应得到初生丝条。在本发明中，所述竹炭粉占粘胶纤维的2wt％～8wt％。所述竹炭粉的粒径为1μm以下，优选为300～500nm。
将竹炭粉与粘胶纤维纺丝原液混合，与纺丝浴反应得到初生丝条；然后将所述初生丝条依次经过牵伸、切断、后处理、烘干处理后得到粘胶基竹炭纤维。
将所述粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、梳理成网、水刺加固和烘干处理后，得到竹炭纤维非织造材料。其具体过程如下：
1)取粘胶基竹炭纤维喂入开松机内，进行原料开松。
2)将步骤1)中得到的纤维输送至棉箱。
3)将步骤2)棉箱中的纤维输送至并行的2台梳理机，进行纤维梳理成网，其中梳理机主锡林速度为700～1000r/min，优选为800～900r/min，最终输出的纤维网由多层单网叠合而成，实现纤维的充分混合，稳定产品性能。
或将步骤2)得到的混合纤维输送至梳理机，进行纤维梳理成网，再经过交叉铺网机，进行多层的交叉铺网，实现纤维的充分混合，稳定产品性能。为防止竹炭纤维损伤，其中梳理机主锡林速度为700～1000r/min，优选为800～900r/min。
4)将步骤3)所得到的纤维网引至水刺机，采用连续的多道水刺，对纤维网进行水刺加固，各道水刺压力设置为50～80N，以减少水刺过程中纤维表面竹炭粉流失。
5)将步骤4)得到的水刺材料通过烘干机，烘干温度为90～135℃，烘干时间0.03～0.1min。为保证竹炭的吸附性能，优选为烘干温度100～110℃，烘干时间0.05～0.1min。
6)将烘干后的产品卷绕包装。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的竹炭纤维非织造材料，其克重为30～100g/m2，优选为40～70g/m2；其纵向强力为60-100N，纵向伸长率20％-30％，横向强力40-80N，横向伸长率40％-60％；其氨吸附率为40％～60％。
本发明的有益效果为：①将竹炭粉添加至粘胶纤维纺丝液中生产粘胶基竹炭纤维，可使竹炭均匀分散于纤维中，减少了将竹炭粉均匀添加至面膜基材这一步骤，而且竹炭在纤维中稳固地存在，有效的避免了竹炭粉或负离子粉残留于皮肤上的风险。②通过水刺工艺中梳理速度、水刺压力的参数设置及配合，减少因纤维损伤和水针冲击造成的竹炭粉流失。通过烘干温度及时间的控制，使得材料中已吸附的物质进行脱附，保证了产品的吸附率。③以竹炭纤维为原料，采用水刺工艺技术生产非织造材料，流程简单易操作，易于工业化生产。④该竹炭纤维非织造材料具有优异的吸附性、释放负离子、防菌抑菌、发射远红外线、美容护肤等功效，可用作面膜材料或卫生材料。
具体实施方式
实施例1
将竹炭粉碎至粒径1μm以下，并向粘胶纺丝原液中添加4％的竹炭粉，制备的纺丝原液供纺。纺丝原液与纺丝浴反应得到初生丝条，初生丝条经过牵伸、切断、后处理、烘干工艺得到成品粘胶基竹炭纤维。将粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、2台并行梳理成网，不经交叉铺网机，直接进入水刺设备进行水刺加固，预湿的水刺压力为5bar，第一道水刺压力为50bar，第二道水刺压力为50bar，第三道水刺压力55bar，第四道水刺压力55bar，烘干机的烘干温度为105℃，烘干时间为0.08分钟，得到粘胶基竹炭纤维非织造材料。
氨吸附率测试：取10g完整样品，在105℃的烘箱中烘干2h，再置于20℃，65％标准大气条件下调湿2h以上。在2.5L密闭容器中放入1g脱脂棉，在脱脂棉上加入1ml浓度为25％-28％的氨水溶液，吊挂样品，平衡2h以上。用气相色谱仪检测容器中氨气的浓度(氨气峰面积S1)，同样条件下做空白实验(氨气峰面积S0)，测定氨气的浓度。样品氨吸附率Q＝100×(S0-S1)/S0。
所得粘胶基竹炭纤维非织造材料产品，单位面积质量为50g/m2，厚度0.46mm，拉伸断裂强度为纵向75N，纵向伸长率23％，拉伸断裂强度为横向55N，横向伸长率50％，氨吸附率45％，可用于面膜材料。
实施例2
将竹炭粉碎至粒径1μm以下，并向粘胶纺丝原液中添加4.2％的竹炭粉，制备的纺丝原液供纺。纺丝原液与纺丝浴反应得到初生丝条，初生丝条经过牵伸、切断、后处理、烘干工艺得到成品粘胶基竹炭纤维。将粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、2台并行梳理成网，不经交叉铺网机，直接进入水刺设备进行水刺加固，预湿的水刺压力为5bar，第一道水刺压力为50bar，第二道水刺压力为50bar，第三道水刺压力55bar，第四道水刺压力55bar，烘干机的烘干温度为110℃，烘干时间为0.05分钟，得到粘胶基竹炭纤维非织造材料。
氨吸附率测试方法同实施例1。
所得粘胶基竹炭纤维非织造材料产品，单位面积质量为40g/m2，厚度0.41mm，拉伸断裂强度为纵向70N，纵向伸长率20％，拉伸断裂强度为横向42N，横向伸长率53％，氨吸附率43％，可用于面膜材料。
实施例3
将竹炭粉碎至粒径1μm以下，并向粘胶纺丝原液中添加3.5％的竹炭粉，制备的纺丝原液供纺。纺丝原液与纺丝浴反应得到初生丝条，初生丝条经过牵伸、切断、后处理、烘干工艺得到成品粘胶基竹炭纤维。将粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、梳理成网，经交叉铺网机，直接进入水刺设备进行水刺加固，预湿的水刺压力为5bar，第一道水刺压力为50bar，第二道水刺压力为50bar，第三道水刺压力55bar，第四道水刺压力60bar，烘干机的烘干温度为110℃，烘干时间为0.05分钟，得到粘胶基竹炭纤维非织造材料。
氨吸附率测试方法同实施例1。
所得粘胶基竹炭纤维非织造材料产品，单位面积质量为55g/m2，拉伸断裂强度为纵向89N，纵向伸长率24％，拉伸断裂强度为横向62N，横向伸长率51％，氨吸附率47％，可用作其他卫生材料。
比较例1
将竹炭粉碎至粒径1μm以下，并向粘胶纺丝原液中添加8.5％的竹炭粉，制备的纺丝原液供纺。纺丝原液与纺丝浴反应得到初生丝条，初生丝条经过牵伸、切断、后处理、烘干工艺得到成品粘胶基竹炭纤维。将粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、2台并行梳理成网，不经交叉铺网机，直接进入水刺设备进行水刺加固，预湿的水刺压力为5bar，第一道水刺压力为65bar，第二道水刺压力为70bar，第三道水刺压力80bar，第四道水刺压力85bar，烘干机的烘干温度为105℃，烘干时间为0.08分钟，得到粘胶基竹炭纤维非织造材料。
氨吸附率测试方法同实施例1。
所得粘胶基竹炭纤维非织造材料产品，单位面积质量为50g/m2，厚度0.41mm，拉伸断裂强度为纵向71N，纵向伸长率19％，拉伸断裂强度为横向50N，横向伸长率44％，氨吸附率35％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种竹炭纤维非织造材料的制备方法，其特征在于，包括：
将竹炭粉与粘胶纤维纺丝原液混合，与纺丝浴反应得到初生丝条；
所述初生丝条依次经过牵伸、切断、后处理、烘干处理后得到粘胶基竹炭纤维；
将所述粘胶基竹炭纤维依次通过开松、多仓混合、梳理成网、水刺加固和烘干处理后，得到竹炭纤维非织造材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述竹炭粉占粘胶纤维的2wt％～8wt％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述竹炭粉的粒径为1μm以下。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述竹炭粉的粒径为300～500nm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述梳理成网中，梳理机主锡林速度为700～1000r/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水刺加固中，各道水刺压力为50～80N。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干处理中，烘干温度为90～135℃，烘干时间0.03～0.1min。
8.权利要求1所述制备方法制备得到的竹炭纤维非织造材料。
9.根据权利要求8所述的竹炭纤维非织造材料，其特征在于，其纵向强力为60～100N，纵向伸长率20％～30％，横向强力40～80N，横向伸长率40％～60％。
10.根据权利要求8所述的竹炭纤维非织造材料，其特征在于，其氨吸附率为40％～60％。
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