CN108950861A - 一种双向弹性纤维材料的成型方法 - Google Patents

一种双向弹性纤维材料的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向弹性长丝纤维的成型方法，其步骤包括：1)多层纤维网的准备；2)纤网预固结；3)湿化处理；4)多级牵伸；5)纤网定型；6)分切卷绕。通过本发明所述的成型方法通过物理牵伸方法赋予纤维材料双向弹性，具有安全环保和易成型加工的特性。采用本发明所述的成型方法所制得的纤维材料不仅既具有较大的横向弹性伸长率和纵向弹性伸长率，还具有好的柔性、耐起毛性、蓬松性和手感，可用作口罩、伤口护理用绷带、手术服、手术帽、一次性内裤、衬布和纸尿裤、卫生巾等吸收性卫生制品。

Description

一种双向弹性纤维材料的成型方法
技术领域
本发明涉及非织造技术领域，特别是一种双向弹性纤维材料的成型方法。
背景技术
弹性材料是指在拉伸力作用下具有可伸展性，在拉伸力去除后可以基本恢复原状，不变形。以纤维为原料的弹性非织造材料不仅具有普通非织造材料无法比拟的高弹、高伸、高收缩等优点，还具有弹性膜制品的透气性和舒适性。因此，弹性非织造材料在运动服装、女装、内衣、高档服装和医用手套、医用包扎材料、医用绷带等医疗领域和面罩、纸尿裤等卫生领域得到了大量的应用。
现有技术中，弹性非织造布的生产方式主要有两大类。(1)使用弹性纤维制成弹性非织造布，(2)将非织造布与弹性膜、弹性网或者弹性纤维复合在一起，从而获得具有一定弹性的非织造布。而弹性体纤维的非织造材料成本相对较高，同时其结构稳定性不足；而采用与弹性膜、弹性网或者弹性纤维复合的方式往往使用大量的乳胶，环保性不足。同时，还有不少研究尝试利用热和外力的方式对现有的热塑性非织造材料进行牵伸以赋予一定的横向弹性。如：发明专利200480035914.6提出一种通过在一定的温度、应变速率和牵伸倍率下对聚丙烯非织造材料进行后整理牵伸以赋予一定的横向伸长回复性的方法。发明专利200980157417.6提出弹性长丝为弹性体的缠结方法来生产。
虽然弹性非织造布的制备可能已经满足一些需要，但仍然有很多不满意的地方，比如：弹性长丝为主体的弹性非织造的纵横向弹性差异较大等问题。总的来说，现有努力尚未制成具有足够双向拉伸性、弹性、透气性和强度的组合性能的弹性非织造布来满足人们对于服装、医疗和卫生领域对弹性非织造布的性能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可减小纵横向弹性差异的双向弹性纤维材料的成型方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其步骤包括：
1)多层纤维网的准备；
2)纤网预固结；
3)湿化处理；
4)多级牵伸；
5)纤网定型；
6)分切卷绕；
所述的步骤1)中的多层纤维网由至少两层纤维网组成，其中，至少一层纤维网为弹性纤维网，即该纤维网由弹性纤维组成，形成弹性纤维层。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，所述的弹性纤维层的面密度为5～30g/m2，孔隙率为83～96％，弹性纤维长度方向与弹性纤维网纵向的夹角为-15～15°；所述的弹性纤维为长丝或者8～65mm长的短纤维，弹性纤维的细度为1.2～6D，纤维伸长率为300～800％。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，所述的多层纤维网中热塑性纤维的体积比为：35～100％，所述的热塑性纤维为PP、PE、PLA中的一种或者多种。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，步骤2)所述的纤网预固结：将由步骤1)得到的多层纤维网送入到热轧机组内，通过热轧粘合加固方法形成预固结多层纤维网；花辊采用纵向贯穿的“一字型”，花纹间距为2～6mm，压点面积为5.5～7.5％；花辊温度为140～160℃，光棍温度为135～155℃，两辊线压力为90～120N/m。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，步骤3)所述的湿化处理，其具体过程为：对步骤2)所形成的预固结多层纤维网采用雾化喷洒方式施加水、形成湿态多层纤维网，施加水的重量为预固结多层纤维网重量的比110～320％。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，雾化喷洒采用喷头直径为0.2～0.4mm，空气压力0.25～0.55Mpa，雾化喷头排列方式为固定式喷洒，喷头间距为80～100cm，优选的雾化喷头高于预固结多层纤维网30-50cm；水的表面张力为26～45N/m；
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，步骤4)所述的多级牵伸，其具体过程为：将步骤3)得到的湿态多层纤维网送入在85～125℃的空气氛围内受到至少两组牵伸棍组的机械牵伸作用下，以600～10000％/min牵伸速率实现纵向伸长85～115％变形，形成蓬松纤维网。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，所述空气氛围的加热方式为电加热；所述的至少两组牵伸棍组中，每组牵伸辊由三只光棍组成，辊直径为15～30cm。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，步骤5)中所述的纤网定型，其具体过程为为：将步骤4)得到的蓬松纤维网送入到热轧机组内，在保持纵向张力2.5～4N的基础上进行热轧粘合加固后快速冷切形成双向弹性纤维材料。
作为一种优选方案，在所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法中，步骤5)中采用的热轧粘合加固，其具体过程为：利用一对花辊和光辊的组合对步骤1)中所述的多层纤维网进行热轧加固，其中，花辊采用横向贯穿的“一字型”，花纹间距为0.8～1.2mm，压点面积为5.5～7.5％；花辊温度为140～160℃，光棍温度为135～155℃，两辊线压力为90～120N/m。
本发明基于对长丝网受热轧和牵伸的认识，利用热和压力在含有热塑性纤维的多层纤维网上面形成连接纤维的轧点，其中，轧点处纤维在热和压力的作用下形成膜状物，而轧点与轧点之间的纤维仍然保持单根纤维状态；纤维在热和牵伸力的作用下伸长较大，而轧点的膜状物变形较小，因而轧点与轧点之间原本处于伸直状态的纤维则由于伸长而相对处于蓬松状态。为了保证多层纤维网一定的蓬松性，本发明首先利用花辊和光辊的组合进行热轧预固结。此外，基于对PP、PE、PLA等常规热塑性聚合物在玻璃化转变温度以上，其大分子链具有很好的变形，本发明的步骤4)采用了多级牵伸的方法将由步骤3)得到的湿态多层纤维网送入在85～125℃的空气氛围内受到至少两组牵伸棍组的机械牵伸作用下，以600～10000％/min牵伸速率实现纵向伸长85～115％变形，从而形成了蓬松纤维网。
本发明的技术效果如下：本发明采用了热牵伸的方式，大大减小了弹性原料的使用，降低了制造成本；采用本发明所述成型方法得到的双向弹性长丝纤维材料兼具有一定的双向弹性和柔性，同时还有一定的蓬松性；采用本发明制得的双向弹性长丝纤维材料的最终面密度为16～150g/m2，纵向拉伸强力26～160N/5cm，纵向延伸率130～180％，横向拉伸强力21～110N/5cm，横向延伸率161.56～230％，空气透气性536～430cfm，柔软度2.6～3.2g(Handle-o-meter法)，厚度0.23～2.1mm，纤维直径1.9～2.5D；采用双向弹性长丝纤维材料，或包含上述本发明的双向弹性长丝纤维材料可以广泛用于用作口罩、伤口护理用绷带、手术服、手术帽、一次性内裤、衬布和纸尿裤、卫生巾等吸收性卫生制品。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，这些实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述的一种双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其步骤包括：
1)多层纤维网的准备：
所述的多层纤维网由至少两层纤维网组成，其中，至少一层纤维网为弹性纤维网，即该纤维网由弹性纤维组成，形成弹性纤维层；所述的弹性纤维层的面密度为5～30g/m2，孔隙率为83～96％，弹性纤维长度方向与弹性纤维网纵向的夹角为-15～15°；所述的弹性纤维为长丝或者8～65mm长的短纤维，弹性纤维的细度为1.2～6D，纤维伸长率为300～800％；所述的多层纤维网中热塑性纤维的体积比为：35～100％，所述的热塑性纤维为PP、PE、PLA中的一种或者多种。
2)纤网预固结：
将由步骤1)得到的多层纤维网送入到热轧机组内，通过热轧粘合加固方法形成预固结多层纤维网；花辊采用纵向贯穿的“一字型”，花纹间距为2～6mm，压点面积为5.5～7.5％；花辊温度为140～160℃，光棍温度为135～155℃，两辊线压力为90～120N/m。
3)湿化处理；
对步骤2)所形成的预固结多层纤维网采用雾化喷洒方式施加水、形成湿态多层纤维网，施加水的重量为预固结多层纤维网重量的比110～320％；在实际湿化过程中，雾化喷洒采用喷头直径为0.2～0.4mm，空气压力0.25～0.55Mpa，雾化喷头排列方式为固定式喷洒，喷头间距为80～100cm，优选的雾化喷头高于预固结多层纤维网30-50cm；水的表面张力为26～45N/m
4)多级牵伸；
将步骤3)得到的湿态多层纤维网送入在85～125℃的空气氛围内受到至少两组牵伸棍组的机械牵伸作用下，以600～10000％/min牵伸速率实现纵向伸长85～115％变形，形成蓬松纤维网；所述空气氛围的加热方式为电加热；所述的至少两组牵伸棍组中，每组牵伸辊由三只光棍组成，辊直径为15～30cm
5)纤网定型；
6)分切卷绕。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其步骤包括：
1)多层纤维网的准备；
2)纤网预固结；
3)湿化处理；
4)多级牵伸；
5)纤网定型；
6)分切卷绕；
所述的步骤1)中的多层纤维网由至少两层纤维网组成，其中，至少一层纤维网为弹性纤维网，即该纤维网由弹性纤维组成，形成弹性纤维层。
2.根据权利要求1所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：所述的弹性纤维层的面密度为5～30g/m2，孔隙率为83～96％，弹性纤维长度方向与弹性纤维网纵向的夹角为-15～15°；所述的弹性纤维为长丝或者8～65mm长的短纤维，弹性纤维的细度为1.2～6D，纤维伸长率为300～800％。
3.根据权利要求2所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：所述的多层纤维网中热塑性纤维的体积比为：35～100％，所述的热塑性纤维为PP、PE、PLA中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：步骤2)所述的纤网预固结：将由步骤1)得到的多层纤维网送入到热轧机组内，通过热轧粘合加固方法形成预固结多层纤维网；花辊采用纵向贯穿的“一字型”，花纹间距为2～6mm，压点面积为5.5～7.5％；花辊温度为140～160℃，光棍温度为135～155℃，两辊线压力为90～120N/m。
5.根据权利要求1所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：步骤3)所述的湿化处理，其具体过程为：对步骤2)所形成的预固结多层纤维网采用雾化喷洒方式施加水、形成湿态多层纤维网，施加水的重量为预固结多层纤维网重量的比110～320％。
6.根据权利要求5所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：雾化喷洒采用喷头直径为0.2～0.4mm，空气压力0.25～0.55Mpa，雾化喷头排列方式为固定式喷洒，喷头间距为80～100cm，优选的雾化喷头高于预固结多层纤维网30-50cm；水的表面张力为26～45N/m。
7.根据权利要求1所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：步骤4)所述的多级牵伸，其具体过程为：将步骤3)得到的湿态多层纤维网送入在85～125℃的空气氛围内受到至少两组牵伸棍组的机械牵伸作用下，以600～10000％/min牵伸速率实现纵向伸长85～115％变形，形成蓬松纤维网。
8.根据权利要求7所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：所述空气氛围的加热方式为电加热；所述的至少两组牵伸棍组中，每组牵伸辊由三只光棍组成，辊直径为15～30cm。
9.根据权利要求1所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：步骤5)中所述的纤网定型，其具体过程为：将步骤4)得到的蓬松纤维网送入到热轧机组内，在保持纵向张力2.5～4N的基础上进行热轧粘合加固后快速冷切形成双向弹性纤维材料。
10.根据权利要求9所述的双向弹性长丝纤维材料的成型方法，其特征在于：步骤5)中采用的热轧粘合加固，其具体过程为：利用一对花辊和光辊的组合对步骤1)中所述的多层纤维网进行热轧加固，其中，花辊采用横向贯穿的“一字型”，花纹间距为0.8～1.2mm，压点面积为5.5～7.5％；花辊温度为140～160℃，光棍温度为135～155℃，两辊线压力为90～120N/m。
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