CN113263790B - 一种功能性复合面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功能性复合面料及其制备方法，该方法具体包括以下步骤：(1)将热熔网胶与基布织物进行热压黏合或贴合，完成基布织物上的均匀上胶，制备出覆胶基布；(2)将功能性纤维织物置于覆胶基布上，通过热压处理将功能性纤维织物牢固地黏合或贴合在覆胶基布上，形成功能性纤维织物/基布单层面料；(3)将另外一层覆胶基布与功能性纤维织物/基布单层面料进行热压黏合，获得基布/功能性纤维织物/基布结构的功能性复合面料。与现有技术相比，本发明炭纤维与基布织物的黏合力高、剥离强度高、撕破强度高，炭纤维的有效功能能力保留率高，透气性好、透湿性好、柔韧性好、工艺简单。

Description

一种功能性复合面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种功能性复合面料及其制备方法。
背景技术
活性炭纤维具有远红外发射功能、负离子发生功能、吸附除异味给功能、调节湿度功能、隔热保暖功能、抑菌功能、杀死尘螨等优点，可用作卫生保健材料使用。但是直接接触皮肤使用，人体可能会产生皮肤过敏或者对人体皮肤造成伤害等，因此需要将活性炭纤维与基布面料复合成功能性复合面料后直接使用，可以作为功能性床单、功能性枕套，具有上述多种卫生保健功能。
但是一般的复合技术，其工艺技术复杂、透气性差，适应效果不理想。比如，用于健康理疗的面料是在炭纤维织物上覆植一层热熔胶膜形成复合面料，由于热熔胶膜透气性差，导致复合面料的整体透气性差、复合面料的柔性差、影响功能的发挥。
又比如，透气式化学防护服是一类可透过空气和湿气，但能阻止化学毒剂、生物战剂及放射性落下灰对人体造成伤害的皮肤防护装备。它具有防毒、透气、散热功能，使人体的生理性能得到明显改善。透气式化学防护服的关键层是吸附防护层。该吸附防护层一般由活性炭纤维织物和基布组成基布I/活性炭纤维织物/基布II。基布I和基布II的材质可以相同，也可以不同。在基布织物上涂覆粘结剂上胶方式通常有点胶、滚胶、热熔胶等多种，实现均匀的上胶量较为困难，上胶量少，炭纤维织物和基布之间的黏合力低，上胶量多，会引发背面渗胶。而且上胶后还需要一个干燥或粘结剂固化的过程，耗时耗能，工艺繁琐，所制备的复合面料的柔性差，影响功能的发挥。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种炭纤维与基布织物的黏合力高、剥离强度高、撕破强度高，炭纤维的有效功能能力保留率高，透气性好、透湿性好、柔韧性好、工艺简单的功能性复合面料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种功能性复合面料的制备方法，该方法为：将基布、热熔网胶、功能性纤维织物、热熔网胶、基布按顺序叠层后，通过热压处理形成基布/功能性纤维织物/基布结构的功能性复合面料。
进一步地，该方法具体包括以下步骤：
(1)将热熔网胶与基布织物进行热压黏合或贴合，完成基布织物上的均匀上胶，制备出覆胶基布；
(2)将功能性纤维织物置于覆胶基布上，通过热压处理将功能性纤维织物牢固地黏合或贴合在覆胶基布上，形成功能性纤维织物/基布单层面料；
(3)将另外一层覆胶基布与功能性纤维织物/基布单层面料进行热压黏合，获得基布/功能性纤维织物/基布结构的功能性复合面料。
进一步地，所述的热熔网胶为聚氨酯、共聚酰胺、聚酰胺、共聚酯、聚酯或醋酸乙烯中的一种或多种形成的微纳米纤维结构聚合物，该聚合物中的微纳米纤维直径为0.01-100μm，该聚合物克重4-100g/m2。
进一步地，所述的基布织物包括机织织物、针织织物或无纺布织物中的一种或多种；或者，所述的基布织物为棉布、涤纶布、腈纶布、锦纶布、芳纶布、粘胶布或聚丙烯腈预氧丝布中的一种或多种混编而成。
进一步地，所述的功能性纤维织物，包括由含炭前驱体制备的炭纤维织物、活性炭纤维织物、载有抑菌活性物质的各种衍生品功能性纤维织物或由经过静电纺丝工艺获得的功能性纤维织物。
进一步地，所述的含炭前驱体制备的炭纤维织物包括炭纤维、炭纤维布或炭纤维毡；所述的活性炭纤维织物包括活性炭纤维、活性炭纤维布或活性炭纤维毡。
进一步地，所述的功能性纤维织物的纤维丝直径为0.01-50μm，BET比表面积为0.01-2500m2/g；所述的基布织物的克重为5-500g/m2。
进一步地，所述的黏合，采用固定的热压方式，或连续的热压方式。
进一步地，所述热压的温度为50-300℃，优选60-180℃，压力为0.2-1.0MPa；所述黏合的累积时间为0.1s-10min，优选5s-2min。
一种如上所述方法制备的功能性复合面料。该复合面料为基布/纤维织物/基布的三明治结构。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明基于热熔网胶的纳米纤维网络结构，既不影响基布织物的透气性，且热熔网胶与基布织物之间的黏合力强；
(2)本发明由于热熔网胶的纳米纤维网络构造，使它与纤维织物可以实现多点多线粘结，增加粘牢度，同时保证最大限度地保留纤维织物的有效功能；
(3)本发明通过热熔网胶的使用以及特殊的热压工艺，使得纤维织物的多种功能得到保持，同时保证了复合面料的透气性、力学性能；
(4)本发明工艺技术简单，生产周期缩短，可以做到现生产现使用。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种功能性复合面料的制备方法，该复合面料为基布/纤维织物/基布的三明治结构，该方法具体包括以下步骤：
(1)将热熔网胶与基布织物进行热压黏合或贴合，完成基布织物上的均匀上胶，制备出覆胶基布；热熔网胶为聚氨酯、共聚酰胺、聚酰胺、共聚酯、聚酯或醋酸乙烯中的一种或多种形成的微纳米纤维结构聚合物，该聚合物中的微纳米纤维直径为0.01-100μm，该聚合物克重4-100g/m2。基布织物包括机织织物、针织织物或无纺布织物中的一种或多种；或者，所述的基布织物为棉布、涤纶布、腈纶布、锦纶布、芳纶布、粘胶布或聚丙烯腈预氧丝布中的一种或多种混编而成。基布织物的克重为5-500g/m2。
(2)将功能性纤维织物置于覆胶基布上，通过热压处理将功能性纤维织物牢固地黏合或贴合在覆胶基布上，形成功能性纤维织物/基布单层面料；功能性纤维织物，包括由含炭前驱体制备的炭纤维织物、活性炭纤维织物、载有抑菌活性物质的各种衍生品功能性纤维织物或由经过静电纺丝工艺获得的功能性纤维织物。含炭前驱体制备的炭纤维织物包括炭纤维、炭纤维布或炭纤维毡；所述的活性炭纤维织物包括活性炭纤维、活性炭纤维布或活性炭纤维毡。功能性纤维织物的纤维丝直径为0.01-50μm，BET比表面积为1-2500m2/g；
(3)将另外一层覆胶基布与功能性纤维织物/基布单层面料进行热压黏合，获得基布/功能性纤维织物/基布结构的功能性复合面料。
其中黏合可以采用固定的热压方式，或连续的热压方式。热压的温度为50-300℃，优选70-160℃，压力为0.2-1.0MPa；所述黏合的累积时间为0.1s-10min，优选5s-2min。
以下为复合面料各项性能的测试标准：
远红外性能(法向发射率、温升)：GB/T30127-2013，《纺织品远红外性能的检测和评价》
负离子发生量评价：GB/T 30128-2013《纺织品负离子发生量的检测和评价》
抗菌效果的评价(抑菌率)：GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》
断裂强度：GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》
剥离强度：FZ/T 60011-2016《复合织物剥离强力试验方法》
阻燃性能：GB/T 5455-2014《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》
透气性：GB 5453-1997纺织品织物透气性的测定
气-气防护性能：参照GJB 3253-1998，《阻燃伪装防毒服规范》附录A对化学防护服吸附层材料的”气-气”防毒性能测试，对模拟毒剂丙硫醚的防护时间为30min相当于GBJ1750-93《含炭透气防毒服通用规范透气》附录A含炭透气防毒服对芥子气“气-气”防毒时间试验方法中的6小时。
洗涤牢度：在洗衣机中洗涤实验表明，无重量变化。
复合面料有效吸附比表面积的保留率：
＝(复合面料的SBET÷功能性纤维织物的植入率)÷功能性纤维织物的SBET×100％。
功能性纤维织物的植入率，就是活性炭纤维织物的重量占复合面料的重量的百分比。
实施例1
选取面密度(克重)60g/m2、幅宽1.5米的芳纶织物和面密度25g/m2、幅宽1.5米的聚氨酯热熔网胶。将热熔网胶铺在基布上面，导入连续热压设备。为了防止热熔网胶黏结到热压设备的导带上，需要在热熔网胶上面加铺一层离型纸或离型膜(在以下实施例中，需要相同操作)。连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是70-160℃，经过连续热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是10秒到2分钟内，完成热熔网胶在基布上面的覆胶，制备出覆胶基布。
将炭纤维织物置于在覆胶基布织物上，导入连续热压设备。连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是70-160℃，经过热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是5秒到2分钟内，制备出炭纤维织物/基布单层复合面料。
在炭纤维织物/基布单层复合面料上面，通过放料架铺一层覆胶基布(也可以采用铺热熔网胶和再铺基布的方式)，导入连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是60-160℃，经过热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是在5秒到2分钟内，完成复合工艺，制备出基布/炭纤维织物/基布复合面料。
实施例2
选取面密度60g/m2、幅宽1.5米的阻燃棉布织物和面密度20g/m2、幅宽1.5米的共聚酰胺热熔网胶，将热熔网胶铺在基布上面的方式，导入连续热压设备(为了防止热熔网胶黏结到热压设备的导带上，需要在热熔网胶上面加铺一层离型纸或离型膜)，连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是70-160℃，经过连续热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是5秒到2分钟内，完成热熔网胶在基布上面的覆胶，制备出覆胶基布。
将活性炭纤维织物(面密度120g/m2，比表面积925m2/g)置于覆胶基布上，导入连续热压设备，连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是70-160℃，经过连续热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是2秒到5分钟内，制备出活性炭纤维/基布单层复合面料。
在活性炭纤维/基布单层复合面料上面，通过放料架铺一层覆胶基布(也可以采用铺热熔网胶和再铺基布的方式)，导入连续热压设备，连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是70-155℃，经过连续热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是在5秒到2分钟内，完成复合工艺，制备出透气式防毒服内层吸附材料用基布/活性炭纤维/基布复合面料。
表1实施例2制备的基布/活性炭纤维织物/基布复合面料的性能
Figure BDA0003087789750000061
实施例3
选取面密度90g/m2、幅宽1.0米的棉布织物和面密度10g/m2、幅宽1.0米的共聚酯热熔网胶，将热熔网胶铺在基布上面，导入连续热压设备，连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是80-155℃，经过热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是5秒到2分钟内，完成热熔网胶在基布上面的覆胶，制备出覆胶基布。
将活性炭纤维(面密度150g/m2，比表面积750m2/g)置于在覆胶基布上，导入连续热压设备，连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是80-160℃，经过连续热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是2秒到5分钟内，制备出活性炭纤维/基布单层复合面料。
在活性炭纤维/基布单层复合面料上面，通过放料架铺一层覆胶基布(涤纶针织面料，面密度50g/m2，覆胶量5g/m2，也可以采用铺热熔网胶和再铺基布的方式)，导入连续热压设备的温度预热到50-300℃，最好是80-160℃，经过热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在1秒-10分钟内，最好是在2秒到5分钟内，完成复合工艺，制备出具有多种功能的透气式防毒服内层吸附材料用基布/活性炭纤维/基布复合面料。
表2实施例3制备的基布/活性炭纤维织物/基布复合面料的性能
Figure BDA0003087789750000071
Figure BDA0003087789750000081
实施例4
选取面密度90g/m2、幅宽1.0米的芳纶织物和面密度30g/m2、幅宽1.0米的聚氨酯热熔网胶，将热熔网胶铺在基布上面，放入平板热压机中进行热压覆胶，平板热压机的温度预热到50-300℃，最好是85-160℃，热压时间在1秒-10分钟内，最好是2秒到2分钟内，完成热熔网胶在基布上面的覆胶，制备出覆胶基布。
将炭纤维织物置于覆胶基布上，放入平板热压机中进行热压，平板热压机的温度预热到50-300℃，最好是80-160℃，热压时间在1秒-10分钟内，最好是2秒到2分钟内，在基布上植入球形活性炭，制备出炭纤维织物/基布单层复合面料。
在炭纤维织物/基布单层复合面料上面，铺一层覆胶基布(也可以采用铺热熔网胶和再铺基布的方式)，放入平板热压机中进行热压，平板热压机的温度预热到50-300℃，最好是80-160℃，热压时间在1秒-10分钟内，最好是2秒到2分钟内，完成复合工艺，制备出炭纤维复合面料。
对比例
现有技术中，往往在基布织物上涂覆的粘结剂通常有点胶、滚胶、热熔胶等多种，而采用上述粘接方法，若上胶量太少，虽然能尽可能地保持有效吸附比表面积，但一般只能达到85％左右，但是，其力学性能由于粘接不稳，大幅度下降，断裂强度往往不足300N，撕破强度往往不足55N。
若上胶量较多，虽然能尽可能地保持力学性呢，但有效吸附比表面积保持率会大幅度下降，甚至会引发背面渗胶。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种功能性复合面料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
选取面密度60g/m2、幅宽1.5米的芳纶织物和面密度25g/m2、幅宽1.5米的聚氨酯热熔网胶；将热熔网胶铺在基布上面，导入连续热压设备；为了防止热熔网胶黏结到热压设备的导带上，需要在热熔网胶上面加铺一层离型纸或离型膜；连续热压设备的温度预热到70-160℃，经过连续热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在10秒到2分钟内，完成热熔网胶在基布上面的覆胶，制备出覆胶基布；
将炭纤维织物置于在覆胶基布织物上，导入连续热压设备，连续热压设备的温度预热到70-160℃，经过热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在5秒到2分钟内，制备出炭纤维织物/基布单层复合面料；
在炭纤维织物/基布单层复合面料上面，通过放料架铺一层覆胶基布，导入连续热压设备的温度预热到60-160℃，经过热压设备的导带传输、进行连续热压，热压时间在5秒到2分钟内，完成复合工艺，制备出基布/炭纤维织物/基布复合面料；
该复合面料基于热熔网胶的纳米纤维网络结构，既不影响基布织物的透气性，且热熔网胶与基布织物之间的黏合力强；热熔网胶的纳米纤维网络构造，与纤维织物可以实现多点多线粘结，增加粘牢度，同时保证最大限度地保留纤维织物的有效功能；通过热熔网胶的使用以及热压工艺，使得纤维织物的多种功能得到保持，同时保证了复合面料的透气性、力学性能。
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