CN118372527A - 一种干湿两用无纺材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无纺材料技术领域，公开了一种干湿两用无纺材料及其制备方法和应用。该无纺材料包括依次叠合的干擦层、增强层和湿擦层；所述增强层的两侧表面分别与干擦层内表面和湿擦层内表面固定连接；所述干擦层的外表面由若干凸起和设于相邻凸起之间下陷的容尘空隙构成；所述湿擦层中含有吸水性材料。本发明的无纺材料在干擦和湿擦时均具有较高的清洁力，且使用时变形程度较小，能够提高无纺材料的耐磨性，并减少吸附在无纺材料中的灰尘脱落而造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及无纺材料技术领域，尤其涉及一种干湿两用无纺材料及其制备方法和应用。
背景技术
现有的地拖布大多以传统纺织品为基材，一般采用多层基材进行复合制成，由于成本较高，不宜作为一次性地拖材料使用，在使用后需要进行清洗，不及时晾干容易滋生细菌，在使用的便利性上大打折扣。而以无纺布为基材的地拖布大多以粗旦纤维为原料，通过纤维间的相互缠结加固制成，虽然能克服纺织品的不足，但存在清洁力不强、使用中易变形的问题。
例如，专利CN108378794A公开了一种具有超强去尘能力的拖地布，其包括底层无纺布以及通过若干热融连接线固定在底层无纺布至少一个表面的纤维层，所述纤维层由相互平行排列的多根涤纶超细长丝形成，或者是短纤束丝形成。该专利利用纤维层所构建的立体蓬松表面，赋予了拖地布较好的吸灰能力，在干态擦拭的场合能发挥较好的作用，但由于材料吸水性差，因而在擦拭一些带有水渍的场合时，不能很快将水渍擦干，清洁效率大大降低，且对于一些需要湿擦的顽固污渍清洁力度较低；此外，该专利的拖地布在擦拭时易变形，不仅会造成拖地布的耐摩擦性能较差，还会造成纤维层中的灰尘在拖地布反复形变的过程中易脱落，影响其清洁力。
发明内容
为了解决现有的无纺拖地布清洁力不强、使用中易变形的技术问题，本发明提供了一种干湿两用无纺材料及其制备方法和应用。该无纺材料在干擦和湿擦时均具有较高的清洁力，且使用时变形程度较小，能够提高无纺材料的耐磨性，并减少吸附在无纺材料中的灰尘脱落而造成二次污染。
本发明的具体技术方案为：
第一方面，本发明提供一种干湿两用无纺材料，包括依次叠合的干擦层、增强层和湿擦层；所述增强层的两侧表面分别与干擦层内表面和湿擦层内表面固定连接；所述干擦层的外表面由若干凸起和设于相邻凸起之间下陷的容尘空隙构成；所述湿擦层中含有吸水性材料；所述湿擦层的外表面设有若干凹陷，所述凹陷的位置与所述干擦层外表面的凸起相对应。
现有的无纺材料使用功能单一，大多只具有湿擦或干擦中的一种功能，产品使用场景受限。为此，本发明在无纺材料的两面分别设置干擦层和湿擦层，通过在干擦层中设置容尘空隙，能够使该层在用于干擦时具有较好的容尘能力，有助于减少干擦层中吸附的灰尘脱落而造成二次污染，并且，通过在湿擦层中设置吸水性材料，能够使该层在湿擦时具有较好的吸水性，可擦拭去除水渍，以及通过湿擦去除一些顽固污渍。通过上述方式，本发明的无纺材料能够同时满足干擦与湿擦的需要，在干擦和湿擦时均具有较高的清洁性能，拓宽了产品的应用场景。
一般的无纺布属于柔性纤维集合体。现有用于湿擦的多层无纺材料表面大多较为平整，即使是一面具有凹凸效果的水刺无纺布，其另一面也是较为平整的。因此，常规水刺布在清洁过程中与被擦拭物表面的摩擦力较小，清洁效率较低。
与现有产品不同，本发明在干擦层与湿擦层之间设置了增强层，从而限制了湿擦层中纤维的移动范围。因此，材料制备时，由于外力的作用，伴随着干擦层外表面凸起的形成，则在湿擦层外表面形成了相对应的若干凹陷。
本发明湿擦层外表面设置凹陷的目的在于增大湿擦层与被擦拭物表面的摩擦力，提高擦拭效率，同时，位于湿擦层外表面的众多凹陷也为被擦拭物上的固体污渍提供了储存空间，可防止清洁中固体污渍的脱落造成二次污染。
现有的无纺布材料是由众多单纤维加固构成，材料较为柔软，但在擦拭时容易发生变形。为此，本发明在干擦层与湿擦层之间设置了增强层，不仅能够使无纺材料在使用时不易变形，而且至少具有以下三方面的特殊作用：
第一方面，增强层的设置能够提高材料的断裂强度，降低材料的断裂伸长率，减少无纺材料在使用过程中的变形，改善无纺材料的耐磨性；
第二方面，增强层的设置能够减小无纺材料使用时容尘空隙的形变程度，有助于避免由于容尘空隙反复形变而造成其中所吸附的灰尘脱落，从而提高无纺材料的清洁力；
第三方面，由于增强层的设置限制了干擦层与湿擦层中纤维的位移范围，因此，制备过程中，在外力的作用下，能够明显提升干擦层外表面的凸起效果，并同时在湿擦层外表面形成凹陷，从而有效改善干擦层和湿擦层的清洁性能。
作为优选，所述增强层是网孔形状为四边形的合成丝网，所述四边形的各边长度均为6～11mm；所述合成丝网的横向拉伸强度为40～60N/5cm，纵向拉伸强度为45～70N/5cm，单丝细度为20～30dtex。
通过将合成丝网中的网孔形状设计成四边形，并将其各边长度控制在6～11mm范围内，能够使增强层具有较高的结构强度，并同步增强干擦层外表面的凸起及湿擦层外表面的凹陷效果，同时，有利于增强层与干擦层和湿擦层之间形成纤维缠结，限制干擦层与湿擦层中纤维的过度移动，从而提高增强层减小无纺材料变形程度的效果。
在生产过程中，设备带动材料行进，会对产品有一定的拉伸作用，将合成丝网的纵、横向拉伸强度控制在上述范围内，既能保证无纺材料在使用时具有较强的抗拉伸变形能力，又能保证在无纺材料加工过程中，不会因为强度过高而造成分切困难。
随着合成丝网中单丝细度的提高，增强层的强度增加，有助于提高无纺材料在使用时的抗拉伸变形能力，从而提高其耐磨性和清洁力；但本发明团队发现，当合成丝网中的单丝细度过高时，会造成其交织点处形成较大的凸起，无纺材料在使用时易对被擦拭物体表面造成损伤，并且单丝细度过高的合成丝网容易暴露于无纺材料表面，影响干擦层和湿擦层的功能，造成无纺材料清洁力较低。基于此，本发明将合成丝网中的单丝细度控制在20～30dtex。
进一步地，所述合成丝网由聚丙烯丝、聚酯丝和聚酰胺丝中的一种或多种构成。
作为优选，所述增强层为机织物；所述机织物的经密和纬密为12～14根/10cm，纵向断裂强力与横向断裂强力为35～45N/5cm，纱线支数为20～30支。
当将机织物的经密和纬密控制在12～14根/10cm时，既能够使其具有较高的强度，又能避免机织物结构过于紧凑而不利于其中的纤维与干擦层纤维和湿擦层纤维之间形成缠结，因而能赋予无纺材料较好的抗拉伸变形能力。
本发明通过将机织物中纱线支数控制在20～30支，能够赋予无纺材料较好的抗拉伸变形能力和清洁力。当机织物中的纱线支数较低时，会影响机织物的结构强度，进而对无纺材料的抗拉伸变形能力产生不利影响，造成无纺材料耐磨性和清洁力相对较低；而当纱线支数过高时，纱线易暴露在无纺材料表面，造成干擦层和湿擦层的清洁力降低。
作为优选，所述干擦层中含有热熔黏结纤维，所述热熔黏结纤维在干擦层中的质量占比为20～25％。
通过在干擦层中添加一定量的热熔黏结纤维，能够在纤维之间形成更加稳定的粘结，从而使容尘孔隙的形状结构更加稳定，在强力擦拭的场景下，可减少由于容尘孔隙的反复形变而造成其中吸附的灰尘脱落。但当干擦层中热熔黏结纤维的含量过高时，会造成材料的硬度增大，擦拭过程中材料硬挺，不利于干擦层对于灰尘的去除和存储，同时生产难度加大，易导致产品在烘燥过程中，与烘燥装置接触的一面会与装置产生粘结，对产品效果产生不利。
进一步地，所述热熔黏结纤维是皮层熔点为110～135℃的皮芯型复合纤维。
作为优选，所述干擦层由细度为5～8dtex的粗纤维和细度为2～4dtex的细纤维相互混合并缠结构成，所述粗纤维与细纤维之间的质量比为1﹕2.0～2.6。
本发明通过在干擦层中采用两种不同细度的纤维(5～8dtex和2～4dtex)混合，并控制其配比，能够增大干擦层中的孔隙率，并使其中的孔隙大小适中，从而提高干擦层的容尘效果。
作为优选，所述干擦层为合成纤维无纺布；所述湿擦层为纤维素纤维无纺布。
纤维素纤维具有较好的吸水性，因而能够赋予湿擦层较好的湿擦效果。
进一步地，所述合成纤维无纺布由聚酯纤维、聚丙烯纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种构成。
作为优选，所述无纺材料中，干擦层和增强层的质量占比分别为30～65％和8～47％。
在本发明的无纺材料中，当干擦层的质量占比过低时，会影响其容尘效果，进而影响干擦时的清洁力；当干擦层的质量占比过高时，由于其中采用的纤维较粗，因而易造成纤维缠结差，在干擦时纤维容易掉落；当增强层的质量占比过低时，会造成其对无纺材料的增强效果不佳，进而影响无纺材料的耐磨性和清洁力；当增强层的质量占比过大时，会造成其与干擦层、湿擦层之间结合不紧密，同样会影响其对无纺材料的增强效果。
作为优选，所述无纺材料的干态纵横向断裂强力比为0.7～1.4﹕1。
对于无纺材料而言，通过控制其纵横向断裂强力较为均衡，能够避免其出现横向变形与纵向变形差异明显的情况。
作为优选，所述干擦层外表面上凸起的形状为圆形。
作为优选，所述干擦层外表面上凸起的形状为多边形。
本研发团队研究发现，在干擦拭的过程中，干擦层外表面采用多边形凸起相比圆形凸起，其对灰尘的清除效果更好，清洁效率更高。
作为优选，所述无纺材料的克重(单位面积质量)为50～150g/m2。
当无纺材料的克重低于50g/m2时，其容尘率较低，清洁力不强；当克重高于150g/m2时，无纺材料容易发硬，同样会影响其清洁力。
第二方面，本发明提供一种所述干湿两用无纺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将干擦层纤维材料制成干擦层片材；
(2)将湿擦层纤维材料制成湿擦层片材；
(3)将增强层片材叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；
(4)将复合纤维层送入水刺系统，使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互固定连接，并在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；
(5)将加固复合纤维层进行烘燥，制成所述干湿两用无纺材料。
作为优选，步骤(4)的具体过程包括以下步骤：将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，从干擦层片材外侧进行水刺，使干擦层、增强层、湿擦层相互连接固定；再送入第二水刺装置，从湿擦层片材外侧进行水刺，并在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起。
作为优选，步骤(4)中，所述在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起的方法如下：在圆鼓水刺装置中，将复合纤维层中的干擦层片材贴合到圆鼓上，所述圆鼓表面设有与干擦层凸起相对应的模版，从湿擦层片材外侧进行水刺。
作为优选，步骤(5)中，先去除加固复合纤维层中的多余水分，再经烘燥和成卷，制成所述干湿两用无纺材料。
第三方面，本发明提供了所述干湿两用无纺材料在地拖布中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用特定的干擦层、增强层和湿擦层结构设计，能够使无纺材料在干擦和湿擦时均具有较高的清洁力，并使其在使用时变形程度较小，从而赋予其较好的耐磨性，同时减少吸附在无纺材料中的灰尘脱落而造成二次污染；
(2)本发明通过①采用特定规格的合成丝网或机织物作为增强层+②在干擦层中添加特定量的热熔黏结纤维+③在干擦层中采用特定配比的两种不同细度的纤维+④控制各层占比，能够通过影响无纺材料的容尘效果、抗拉伸形变能力等特性，进一步提高其耐磨性和清洁力，同时增强层的存在，可以使产品表面的凸起保持，不易在生产中被拉伸，热熔黏结纤维也可在生产中，使产品表面的凸起保持挺立。
附图说明
图1为实施例1～4中无纺材料的结构示意图；
图2为实施例1～4中无纺材料的截面示意图；
图3为实施例1和3中增强层的结构示意图；
图4为实施例2和4中增强层的结构示意图；
图5为吸尘量测试仪器表面施加粉尘末的区域示意图；
图6为测试试样吸尘量时仪器表面的示意图。。
附图标记为：干擦层1，增强层2，湿擦层3，容尘空隙4，凸起5，凹陷6。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种干湿两用无纺材料，包括依次叠合的干擦层1、增强层2和湿擦层3；所述增强层2的两侧表面分别与干擦层1内表面和湿擦层3内表面固定连接；所述干擦层1的外表面由若干凸起5和设于相邻凸起5之间下陷的容尘空隙4构成；所述湿擦层3中含有吸水性材料；所述湿擦层3的外表面设有若干凹陷6，所述凹陷6的位置与所述干擦层1外表面的凸起5相对应。
作为一种具体实施方式，所述增强层2是网孔形状为四边形的合成丝网，所述四边形的各边长度均为6～11mm；所述合成丝网的横向拉伸强度为40～60N/5cm，纵向拉伸强度为45～70N/5cm，单丝细度为20～30dtex。所述合成丝网可采用聚丙烯丝、聚酯丝和聚酰胺丝中的一种或多种构成。
作为另一种具体实施方式，所述增强层2为机织物；所述机织物的经密和纬密为12～14根/10cm，纵向断裂强力与横向断裂强力为35～45N/5cm，纱线支数为20～30支。
作为一种具体实施方式，所述干擦层1中含有热熔黏结纤维，所述热熔黏结纤维在干擦层1中的质量占比为20～25％。所述热熔黏结纤维可采用皮层熔点为110～135℃的皮芯型复合纤维。
作为一种具体实施方式，所述干擦层1由细度为5～8dtex的粗纤维和细度为2～4dtex的细纤维相互混合并缠结构成，所述粗纤维与细纤维之间的质量比为1﹕2.0～2.6。
作为一种具体实施方式，所述干擦层1为合成纤维无纺布；所述湿擦层3为纤维素纤维无纺布。所述合成纤维无纺布可采用聚酯纤维、聚丙烯纤维和聚酰胺纤维中的一种或多种构成。
作为一种具体实施方式，所述无纺材料中，干擦层1和增强层2的质量占比分别为30～65％和8～47％。
作为一种具体实施方式，所述无纺材料的干态纵横向断裂强力比为0.7～1.4﹕1，所述无纺材料的克重为50～150g/m2。
作为一种具体实施方式，所述干擦层1外表面上凸起5的分布密度为1～9个/cm2，在干擦层上的投影半径为1～4mm。
作为一种具体实施方式，所述干擦层1外表面上凸起5的形状为圆形或多边形。
一种上述干湿两用无纺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将干擦层纤维材料制成干擦层片材；
(2)将湿擦层纤维材料制成湿擦层片材；
(3)将增强层片材叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；
(4)将复合纤维层送入水刺系统，使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互固定连接，并在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；
(5)将加固复合纤维层进行烘燥，制成所述干湿两用无纺材料。
作为一种实施方式，步骤(4)的具体过程包括以下步骤：将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，从干擦层片材外侧进行水刺，使干擦层、增强层、湿擦层相互连接固定；再送入第二水刺装置，从湿擦层片材外侧进行水刺，在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起。
作为一种具体实施方式，步骤(4)中，所述在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起的方法如下：在圆鼓水刺装置中，将复合纤维层中的干擦层片材贴合到圆鼓上，所述圆鼓表面设有与干擦层凸起相对应的模版，从湿擦层片材外侧进行水刺。作为一种实施方式，步骤(5)中，先去除加固复合纤维层中的多余水分，再经烘燥和成卷，制成所述干湿两用无纺材料。
上述干湿两用无纺材料在地拖布中的应用。
实施例1
一种干湿两用无纺材料，单位面积质量为65g/m2，干态纵横向断裂强力比为0.9﹕1。该无纺材料的结构如图1～图3所示，具体如下：
无纺材料由依次上、下叠合连接的干擦层1、增强层2和湿擦层3构成。增强层2的上、下表面分别与干擦层1和湿擦层3的内表面固定。干擦层1的外表面上分布有若干凸起5，凸起5的分布密度为1个/cm2，凸起5形状为半球形，在干擦层1上的投影半径为4mm；相邻凸起5之间构成下陷的容尘空隙4。湿擦层3的外表面设有若干凹陷6；凹陷6位置与干擦层1外表面的凸起5相对应。
干擦层1为合成纤维无纺布，单位面积质量为30g/m2，成分为：80％为聚酯纤维(其中，6.6dtex*32mm占30％，2.56dtex*38mm占50％)；20％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。
湿擦层3为水刺无纺布，单位面积质量为29g/m2，成分为100％黏胶纤维，纤维规格为1.67dtex*38mm。
增强层2为聚丙烯丝网，单位面积质量为6g/m2，网孔形状是各边长度均为11mm的四边形，单丝细度为20dtex，纵、横向拉伸强度分别为45N/5cm和40N/5cm。
本实施例的无纺材料通过以下步骤制备：
(1)将20％ ES纤维(2.67dtex*38mm)与80％聚酯纤维(其中，6.6dtex*32mm占30％，2.56dtex*38mm占50％)混合后经开松、梳理制成干擦层片材；
(2)将黏胶纤维(1.67dtex*38mm)经开松、梳理制成湿擦层片材；
(3)将四边形网孔的聚丙烯丝网(6g/m2)放卷后叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；
(4)将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，采用2个高压水刺头从干擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：40kg、60kg)，从而使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互连接固定；再送入第二水刺装置，将干擦层片材所在的一面贴合于圆鼓表面，采用3个高压水刺头从湿擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：80kg、80kg、90kg)，从而在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；其中：第一水刺机构、第二水刺机构均为圆鼓水刺，第二水刺机构的圆鼓表面设有与干擦层半球形凸起相对应的模版；
(5)先去除加固复合纤维层中的多余水分，再将复合纤维层经烘燥、成卷，制成本实施例的干湿两用无纺材料。
实施例2
一种高效多功能无纺清洁布，单位面积质量为150g/m2，干态纵横向断裂强力比为1.2﹕1。该无纺材料的结构如图1、图2和图4所示，具体如下：
无纺材料由依次上、下叠合连接的干擦层1、增强层2和湿擦层3构成。增强层2的上、下表面分别与干擦层1和湿擦层3的内表面固定。干擦层1的外表面上分布有若干凸起5，凸起5的分布密度为7个/cm2，凸起5形状为多边形，在干擦层1上的投影是边长为3mm的正五边形；相邻凸起5之间构成下陷的容尘空隙4。
干擦层1为合成纤维无纺布，单位面积质量为45g/m2，成分为：80％为聚酯纤维(其中：6.6dtex*32mm占30％，2.56dtex*38mm占50％)；20％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。
湿擦层3为水刺无纺布，单位面积质量为35g/m2，成分为100％黏胶纤维，纤维规格为1.67dtex*38mm。
增强层2为平纹机织布，单位面积质量为70g/m2，经密和纬密均为14根/10cm，纱线支数为30支，纵、横向断裂强力均为45N/5cm。
本实施例的无纺材料通过以下步骤制备：
(1)将20％ ES纤维(2.67dtex*38mm)与80％聚酯纤维(其中，6.6dtex*32mm占30％，2.56dtex*38mm占50％)混合后经开松、梳理制成干擦层片材；
(2)将黏胶纤维(1.67dtex*38mm)经开松、梳理制成湿擦层片材；
(3)将平纹机织布(70g/m2)放卷后叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；(4)将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，采用2个高压水刺头从干擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：40kg、60kg)，从而使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互连接固定；再送入第二水刺装置，将干擦层片材所在的一面贴合于圆鼓表面，采用3个高压水刺头从湿擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：80kg、80kg、90kg)，从而在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；其中：第一水刺机构、第二水刺机构均为圆鼓水刺，第二水刺机构的圆鼓表面设有与干擦层多边形凸起相对应的模版；
(5)先去除加固复合纤维层中的多余水分，再将复合纤维层经烘燥、成卷，制成本实施例的干湿两用无纺材料。
实施例3
一种干湿两用无纺材料，单位面积质量为114g/m2，干态纵横向断裂强力比为0.9﹕1。该无纺材料的结构如图1～图3所示，具体如下：
无纺材料由依次上、下叠合连接的干擦层1、增强层2和湿擦层3构成。增强层2的上、下表面分别与干擦层1和湿擦层3的内表面固定。干擦层1的外表面上分布有若干凸起5，凸起5的分布密度为9个/cm2，凸起5形状为半球形，在干擦层1上的投影半径为1mm；相邻凸起5之间构成下陷的容尘空隙4。湿擦层3的外表面设有若干凹陷6；凹陷6位置与干擦层1外表面的凸起5相对应。
干擦层1为合成纤维无纺布，单位面积质量为74g/m2，成分为：75％为聚酯纤维(其中，7.82dtex*32mm占28％，3.93dtex*38mm占47％)；25％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。
湿擦层3为水刺无纺布，单位面积质量为29g/m2，成分为100％黏胶纤维，纤维规格为1.67dtex*38mm。
增强层2为聚丙烯丝网，单位面积质量为11g/m2，网孔形状是各边长度均为6mm的四边形，单丝细度为30dtex，纵、横向拉伸强度分别为70N/5cm和60N/5cm。
本实施例的无纺材料通过以下步骤制备：
(1)将25％ ES纤维(2.67dtex*38mm)与75％为聚酯纤维(其中，7.82dtex*32mm占28％，3.93dtex*38mm占47％)混合后经开松、梳理制成干擦层片材；
(2)将黏胶纤维(1.67dtex*38mm)经开松、梳理制成湿擦层片材；
(3)将四边形网孔的聚丙烯丝网(11g/m2)放卷后叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；
(4)将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，采用2个高压水刺头从干擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：40kg、60kg)，从而使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互连接固定；再送入第二水刺装置，将干擦层片材所在的一面贴合于圆鼓表面，采用3个高压水刺头从湿擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：80kg、80kg、90kg)，从而在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；其中：第一水刺机构、第二水刺机构均为圆鼓水刺，第二水刺机构的圆鼓表面设有与干擦层半球形凸起相对应的模版；
(5)先去除加固复合纤维层中的多余水分，再将复合纤维层经烘燥、成卷，制成本实施例的干湿两用无纺材料。
实施例4
一种干湿两用无纺材料，单位面积质量为135g/m2，干态纵横向断裂强力比为1.1﹕1。该无纺材料的结构如图1、图2和图4所示，具体如下：
无纺材料由依次上、下叠合连接的干擦层1、增强层2和湿擦层3构成。增强层2的上、下表面分别与干擦层1和湿擦层3的内表面固定。干擦层1的外表面上分布有若干凸起5，凸起5的分布密度为8个/cm2，凸起5形状为半球形，在干擦层1上的投影半径为1.3mm；相邻凸起5之间构成下陷的容尘空隙4。湿擦层3的外表面设有若干凹陷6；凹陷6位置与干擦层1外表面的凸起5相对应。
干擦层1为合成纤维无纺布，单位面积质量为45g/m2，成分为：80％为聚酯纤维(其中：5.08dtex*32mm占33％，2.14dtex*38mm占47％)；20％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。
湿擦层3为水刺无纺布，单位面积质量为35g/m2，成分为100％黏胶纤维，纤维规格为1.67dtex*38mm。
增强层2为平纹机织布，单位面积质量为55g/m2，经密和纬密均为12根/10cm，纱线支数为20支，纵、横向断裂强力均为35N/5cm。
本实施例的无纺材料通过以下步骤制备：
(1)将20％ ES纤维(2.67dtex*38mm)与80％聚酯纤维(其中：5.08dtex*32mm占33％，2.14dtex*38mm占47％)混合后经开松、梳理制成干擦层片材；
(2)将黏胶纤维(1.67dtex*38mm)经开松、梳理制成湿擦层片材；
(3)将平纹机织布(55g/m2)放卷后叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；(4)将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，采用2个高压水刺头从干擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：40kg、60kg)，从而使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互连接固定；再送入第二水刺装置，将干擦层片材所在的一面贴合于圆鼓表面，采用3个高压水刺头从湿擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：80kg、80kg、90kg)，从而在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；其中：第一水刺机构、第二水刺机构均为圆鼓水刺，第二水刺机构的圆鼓表面设有与干擦层半球形凸起相对应的模版；
(5)先去除加固复合纤维层中的多余水分，再将复合纤维层经烘燥、成卷，制成本实施例的干湿两用无纺材料。
对比例1
一种干湿两用无纺材料，与实施例1的区别仅在于：不设有增强层2，干擦层1与湿擦层3之间通过点状分布的聚乳酸胶粘剂粘合。
本对比例的无纺材料通过以下步骤制备：
(1)将20％ ES纤维(2.67dtex*38mm)与80％聚酯纤维(其中，6.6dtex*32mm占30％，2.56dtex*38mm占50％)混合后经开松、梳理制成干擦层片材；
(2)将黏胶纤维(1.67dtex*38mm)经开松、梳理制成湿擦层片材；
(3)将干擦层片材与湿擦层片材之间通过点状分布的聚乳酸胶粘剂粘合，制成复合纤维层；(4)将复合纤维层预湿后，先送入第一水刺装置，采用2个高压水刺头从干擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：40kg、60kg)，从而使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互连接固定；再送入第二水刺装置，将干擦层片材所在的一面贴合于圆鼓表面，采用3个高压水刺头从湿擦层片材外侧进行水刺(水刺头压力依次为：80kg、80kg、90kg)，从而在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；其中：第一水刺机构、第二水刺机构均为圆鼓水刺，第二水刺机构的圆鼓表面设有与干擦层半球形凸起相对应的模版；
(5)先去除加固复合纤维层中的多余水分，再将复合纤维层经烘燥、成卷，制成本对比例的干湿两用无纺材料。
对比例2
一种干湿两用无纺材料，与实施例3的区别仅在于：增强层2为聚丙烯丝网，单位面积质量为17g/m2，网孔形状是各边长度均为3mm的四边形，单丝细度为30dtex，纵、横向拉伸强度分别为75N/5cm和62N/5cm。干擦层和湿擦层，以及三层之间的连接关系均与实施例3相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(3)中所用的聚丙烯丝网外，其余同实施例3。
对比例3
一种干湿两用无纺材料，与实施例1的区别仅在于：增强层2为聚丙烯丝网，单位面积质量为4g/m2，网孔形状是各边长度均为15mm的四边形，单丝细度为20dtex，纵、横向拉伸强度分别为41N/5cm和36N/5cm。干擦层和湿擦层，以及三层之间的连接关系均与实施例1相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(3)中所用的聚丙烯丝网外，其余同实施例1。
对比例4
一种干湿两用无纺材料，与实施例3的区别仅在于：增强层2为聚丙烯丝网，单位面积质量为13g/m2，网孔形状是各边长度均为6mm的四边形，单丝细度为40dtex，纵、横向拉伸强度分别为76N/5cm和62N/5cm。干擦层和湿擦层，以及三层之间的连接关系均与实施例3相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(3)中所用的聚丙烯丝网外，其余同实施例3。
对比例5
一种干湿两用无纺材料，与实施例2的区别仅在于：增强层2为平纹机织布，单位面积质量为80g/m2，经密和纬密均为20根/10cm，纱线支数为30支，纵、横向断裂强力均为51N/5cm。干擦层和湿擦层，以及三层之间的连接关系均与实施例2相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(3)中所用的平纹机织布外，其余同实施例2。
对比例6
一种干湿两用无纺材料，与实施例2的区别仅在于：增强层2为平纹机织布，单位面积质量为77g/m2，经密和纬密均为14根/10cm，纱线支数为40支，纵、横向断裂强力均为49N/5cm。干擦层和湿擦层，以及三层之间的连接关系均与实施例2相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(3)中所用的平纹机织布外，同实施例2。
对比例7
一种干湿两用无纺材料，与实施例1的区别仅在于：干擦层1的成分为：90％为聚酯纤维(其中，6.6dtex*32mm占30％，2.56dtex*38mm占60％)；10％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。其余结构均与实施例1相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(1)中所用的干擦层纤维材料外，其余同实施例1。
对比例8
一种干湿两用无纺材料，与实施例3的区别仅在于：干擦层1的成分为：65％为聚酯纤维(其中，7.82dtex*32mm占28％，3.93dtex*38mm占37％)；35％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。其余结构均与实施例3相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(1)中所用的干擦层纤维材料外，其余同实施例3。
对比例9
一种干湿两用无纺材料，与实施例1的区别仅在于：干擦层1的成分为：80％为聚酯纤维(其中，3.35dtex*32mm占30％，1.31dtex*38mm占50％)；20％为ES纤维(1.52dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。其余结构均与实施例1相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(1)中所用的干擦层纤维材料外，其余同实施例1。
对比例10
一种干湿两用无纺材料，与实施例3的区别仅在于：干擦层1的成分为：75％为聚酯纤维(其中，7.82dtex*32mm占15％，3.93dtex*38mm占60％)；25％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。其余结构均与实施例3相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(1)中所用的干擦层纤维材料外，其余同实施例3。
对比例11
一种干湿两用无纺材料，与实施例4的区别仅在于：干擦层1的成分为：80％为聚酯纤维(其中：5.08dtex*32mm占45％，2.14dtex*38mm占35％)；20％为ES纤维(2.67dtex*38mm)，皮层熔点为125℃。其余结构均与实施例4相同。
本对比例的无纺材料制备方法除步骤(1)中所用的干擦层纤维材料外，其余同实施例4。
测试例
取各实施例和对比例中的无纺材料，测试其在干擦和湿擦时的清洁力和耐磨性。
测试方法：
(1)干擦吸尘量(g/m2)：
①将需要测试的材料裁成20cm×20cm大小，并称重，记为m1。
②称取粉尘末1克并将其撒在测试仪器指定区域(如图5仪器上黑线所标定的区域)。
③将试样铺展在设备仪器白色方形滑块(如图6)下面，使试样中的干擦层朝下，并用专用夹子固定(要求试样纵向沿着滑道的方向)，启动仪器来回摩擦5个周期。
④小心取下试样，称取重量，记为m2。
⑤材料的擦拭后每平方米吸附灰尘的量定义为吸尘量，
(2)湿擦液体吸收量(％)：按照GB/T 24218.6《纺织品非织造布试验方法第6部分：吸收性的测定》标准测试。
(3)断裂伸长率(％)：按照GBT/24218.3《纺织品非织造布试验方法第3部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》标准测试。
测试结果见表1。
表1材料性能测试结果
从表1可以看出：
(1)相较于对比例1而言，实施例1的无纺材料具有更小的断裂伸长率，且干擦吸尘量较大。这是由于：实施例1通过在干擦层和湿擦层之间设置增强层，能够减小无纺材料在使用时的变形程度，从而提高无纺材料的耐磨性，并减小使用时容尘空隙的形变程度，减少由于容尘空隙反复形变而造成其中所吸附的灰尘脱落。
(2)相较于对比例2而言，实施例3的无纺材料具有更小的断裂伸长率，且干擦吸尘量较大。这是由于：对比例2所采用的增强层中，网孔边长过小，虽然能提高增强层的结构强度，但不利于增强层与干擦层和湿擦层之间形成纤维缠结，因而会造成增强层的增强效果减弱，无纺材料在使用时的形变程度较大。
(3)相较于对比例3而言，实施例1的无纺材料具有更小的断裂伸长率，并具有更高的干擦吸尘量和湿擦液体吸收量。这是由于：对比例3所采用的增强层中，网孔边长过大，会造成增强层对干擦层与湿擦层中纤维的位移限制作用较弱，进而造成水刺后形成的干擦层外表面凸起及湿擦层外表面凹陷效果不佳，前者会导致干擦层的容尘效果减弱，后者会导致湿擦层的表面积减小，影响湿擦层吸水性。
(4)实施例3的无纺材料干擦吸尘量和湿擦液体吸收量高于对比例4，实施例2的无纺材料干擦吸尘量和湿擦液体吸收量高于对比例6。这是由于：对比例4所采用的增强层中，单丝细度过大，会造成其交织点处形成较大的凸起，在使用时，聚丙烯丝网易部分裸露于无纺材料表面，进而影响干擦层和湿擦层的功能；相似地，对比例6所采用的增强层中，纱线支数过大，同样会造成无纺材料使用时纱线易裸露于表面。
(5)相较于对比例5而言，实施例2的无纺材料具有更小的断裂伸长率，且干擦吸尘量较大。这是由于：对比例5所采用的增强层中，经密和纬密过大，虽然能提高增强层的结构强度，但会由于织物结构过于紧凑而不利于其中的纤维与干擦层纤维和湿擦层纤维之间形成缠结，因而提高无纺材料抗抗拉伸变形能力的效果相对较弱。
(6)相较于对比例7而言，实施例1的干擦吸尘量较大。这是由于：对比例7所采用的干擦层中，热熔黏结纤维(ES纤维)的占比较小，在无纺材料使用时，其容尘孔隙的形变程度较大，在反复形变的过程中易引起其中吸附的灰尘脱落。
(7)相较于对比例8而言，实施例3的干擦吸尘量较大。这是由于：对比例8干擦层中热熔黏结纤维的含量过高，因此造成材料的硬度增大，擦拭过程中材料硬挺，不利于干擦层对于灰尘的去除和存储。
(8)对比例9的无纺材料干擦层吸尘量小于实施例1，对比例10的干擦吸尘量小于实施例3，对比例11的干擦层吸尘量小于实施例4。这是由于：在干擦层中，不同细度纤维之间的配比以及纤维细度会影响干擦层的孔隙率和孔隙大小，只有当干擦层具有较高的孔隙率和适中的孔隙大小时，才能实现较好的容尘效果；而对比例9～11中纤维细度或不同纤维之间的配比不当，因而造成了容尘效果不佳。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种干湿两用无纺材料，其特征在于，包括依次叠合的干擦层（1）、增强层（2）和湿擦层（3）；所述增强层（2）的两侧表面分别与干擦层（1）内表面和湿擦层（3）内表面固定连接；所述干擦层（1）的外表面由若干凸起（5）和设于相邻凸起（5）之间下陷的容尘空隙（4）构成；所述湿擦层（3）中含有吸水性材料；所述湿擦层（3）的外表面设有若干凹陷（6），所述凹陷（6）的位置与所述干擦层（1）外表面的凸起（5）相对应。
2.根据权利要求1所述的无纺材料，其特征在于：
所述增强层（2）是网孔形状为四边形的合成丝网，所述四边形的各边长度均为6~11mm；所述合成丝网的横向拉伸强度为40~60N/5cm，纵向拉伸强度为45~70N/5cm，单丝细度为20~30dtex；或者
所述增强层（2）为机织物；所述机织物的经密和纬密为12~14根/10cm，纵向断裂强力与横向断裂强力为35~45N/5cm，纱线支数为20~30支。
3.根据权利要求1所述的无纺材料，其特征在于，所述干擦层（1）中含有热熔黏结纤维，所述热熔黏结纤维在干擦层（1）中的质量占比为20~25%。
4.根据权利要求1所述的无纺材料，其特征在于，所述干擦层（1）由细度为5~8dtex的粗纤维和细度为2~4dtex的细纤维相互混合并缠结构成，所述粗纤维与细纤维之间的质量比为1﹕2.0~2.6。
5.根据权利要求1或4所述的无纺材料，其特征在于，所述无纺材料中，干擦层（1）和增强层（2）的质量占比分别为30~65%和8~47%。
6.根据权利要求1所述的无纺材料，其特征在于，所述无纺材料的干态纵横向断裂强力比为0.7~1.4﹕1。
7.根据权利要求1所述的无纺材料，其特征在于，所述无纺材料的克重为50~150g/m2。
8.一种根据权利要求1~7之一所述无纺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将干擦层纤维材料制成干擦层片材；
（2）将湿擦层纤维材料制成湿擦层片材；
（3）将增强层片材叠放至干擦层片材与湿擦层片材中间，制成复合纤维层；
（4）将复合纤维层送入水刺系统，使干擦层片材、增强层片材、湿擦层片材相互固定连接，并在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起，制成加固复合纤维层；
（5）将加固复合纤维层进行烘燥，制成所述干湿两用无纺材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述在湿擦层片材的外表面上形成若干凹陷，同时在干擦层片材的外表面上形成若干凸起的方法如下：在圆鼓水刺装置中，将复合纤维层中的干擦层片材贴合到圆鼓上，所述圆鼓表面设有与干擦层凸起相对应的模版，从湿擦层片材外侧进行水刺。
10.根据权利要求1~7之一所述无纺材料在地拖布中的应用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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