一種海島型紡粘長絲非織造材料及其製造方法

2023-04-25 15:31:36

一種海島型紡粘長絲非織造材料及其製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種海島型雙組份紡粘長絲非織造材料及其製備方法。本製備方法設計方案構思是：以適合作為雙組份或多組份紡絲海組份聚合物中的一種為海組份，如COPET或PET，以適合作為雙組份或多組份紡絲島組份聚合物中的一種為島組份，如PET或PA，利用相應的海島型紡絲組件，熔融紡絲後直接成網，再採用機械固網、化學粘合固網或熱粘合固網方法中的一種或多種方式組合加固後製成非織造材料。
【專利說明】一種海島型紡粘長絲非織造材料及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及非織造材料，具體為一種海島型雙組份紡粘長絲非織造材料及其製造方法。
【背景技術】
[0002]海島型複合超細纖維是70年代初開發的一種新型纖維，由於其單絲細度極小，比表面積大，使其具有許多常規纖維不具備的優異性能，如手感柔軟蓬鬆、光滑平整、懸垂性好、穿著透氣舒適、光澤柔和優雅等。海島纖維紡絲成形有複合法和共混法兩種，前者使用複合紡絲機，紡制的是高分子相互排列體纖維，其中分散相熔體組分通過複合紡絲組件按照設計分布在另一連續相熔體中，其特點是紡制的纖維在可控性(單絲線密度、數量、截面)、生產穩定性、加工性、島收率、均勻性和產品用途等方面性能優。共混法紡制的纖維具有更小的線密度，沒有特定的海相與島相之分，兩種組分在熔融粘度等物性方面差別較大，因此紡絲較為困難，但是嗩絲板結構較為簡單。
[0003]海島型纖維的島組分常見的有聚酯(PET)或者聚醯胺(PA)，與其複合的海組分可以是水溶性聚酯(COPET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)以及丙烯酸酯共聚物等【周華等，非織造布，2004，12(1):41】。目前較常用的海島組合為:C0PET/PET，PET/PA, C0PET/PA 等組合。Mie Kamiyama, Ehime 等在其專利中【專利號US2007196649A1】公開了一種海島複合纖維的生產方法，以容易溶去的聚合物為海組分，不易溶去的聚合物為島組分，可生產出島數在100甚至以上的海島纖維，島組分的單絲細度在IOnm~1000nm之間， 複合纖維中島組分之間的間隔為500nm或更小；帝人纖維株式會社在其申請的專利中【申請號200680036177】中公開了一種海島型纖維的生產方法，其以PET為島組分，以改性的PET為海組分，以紡絲速度為100~1000m/min紡制未拉伸海島型複合纖維，而後在高於兩種組分中任一組分玻璃化溫度以上，以總拉伸倍數5~100倍進行超拉伸，再將海成分溶去得到超細纖維；龍口市欣鑫超纖皮革有限公司在其專利中【申請號200510042156】公開了一種束狀91定島海島纖維紡絲方法，同現有的技術相比增加了定島海島纖維數量，用其生產加工的超細纖維合成革，面料質地柔軟有彈性，其效果與高檔真皮革材質類似；東麗纖維研究所(中國)有限公司在其專利中【申請號200510041134】公開了一種雙組分聚酯海島纖維及生產方法，產品的島成分為為二氧化鈦含量為3.5~10%超全消光聚酯，海成分為易溶出性聚酯，以島海複合比[60~90/10~40]通過螺杆擠壓、紡絲箱體及紡絲頭組件、預牽伸工藝得到雙組分聚酯海島纖維預牽伸絲，再去除海組分得到超細纖維；趙軍等在其專利中【申請號02273335.3】公開了一種海島纖維複合紡絲裝置，包括主箱體、副箱體、紡絲組件體、紡絲組件，主副箱體採用紡絲組件體連接在一起，紡絲組件體內放置紡絲組件，主副箱體分別輸送、分配兩種不同溫度、不同壓力的兩種熔體到同一個紡絲組件中，完成共軛紡絲。
[0004]在紡絲工藝方面，周良等以COPET為海相，PET為島相進行了 FDY海島絲的生產，指出適合的PET紡絲溫度，PET的粘度降在0.06dL/g以內，在有效的吹風和上油條件下可紡出優良產品【周良等，聚酯工業，2007，20(5):32-33】。鮑克成等以COPET為海相，PET (或PA6)為島相，從切片含水量、紡絲切片、紡絲複合比、紡絲溫度、冷卻成形條件、拉伸倍數和拉伸比率、拉伸溫度和油浴油劑濃度、捲曲和鬆弛熱定型過程的控制等方面，分析了海島型雙組分短纖維的生產工藝和品質【鮑克成等，聚酯工業，2010，23(3):18-21】。吳建亭討論了 PET/C0PET海島纖維生產流程、所採用設備、主要工藝參數如紡絲組件、紡絲溫度、側吹風、集束點位置、上油率、卷繞工藝、複合比等及它們對生產結果的影響【吳建亭，聚酯工業，2011,24(1):33-34】。
[0005]目前人造革所用基體材料多為海島型超細短纖非織造布，其具體生產流程為:兩種成纖聚合物通過海島紡絲、拉伸、切斷得到海島型複合短纖維，再製成三維立體網絡結構的非織造布，然後用聚氨酯配製的浸潰液進行處理。待聚氨酯凝固後，將纖維中的一種成份溶出，形成超細纖維。然而由海島型複合長絲直接成網製成非織造布鮮見報導，與短纖製得的基體材料相比，長絲基體有著如下的優勢:
[0006](1)強力更高。相比於短纖成網的基體材料，長絲直接成網的基體材料減少了短纖之間的相對滑移，因此有著更高的縱橫向強力。
[0007](2)不會掉纖。以短纖為基體的人造皮革在生產及使用過程中會出現落纖的現象，而長絲就避免了這一現象。
[0008](3)懸垂性更好，柔軟度提高。同種材料的長絲的懸垂性本身就比短纖優越，因此製得的皮革在柔軟度上會得到進一步的改善。
[0009]在 申請人:的檢索範圍之內，採用紡粘法直接製備海島型雙組分超細纖維非織造材料尚未見文獻報導。

【發明內容】

[0010]根據現有的紡絲工藝及海島纖維紡絲組件，紡制海島複合長絲後一步成網製備雙組份紡粘長絲非織造材料。本發明設計的海島型雙組份紡粘長絲非織造材料的製備方法，是用紡粘法生產海島型複合長絲，再將複合長絲直接成網製成非織造材料。本發明製備方法設計方案構思是，以適合作為雙組分或多組分紡絲海組分聚合物中的一種為海組分，如COPET或PET，以適合作為雙組分或多組分紡絲島組分聚合物中的一種為島組分，如PET或PA，利用相應的海島型紡絲組件，熔融紡絲後直接成網，製成非織造材料。
[0011]本發明解決所述製備方法技術問題的技術方案是:設計一種海島型複合長絲非織造布的製備方法，其工藝步驟為:
[0012](1)海組份及島組分份聚合物的選擇:所述海組份聚合物為COPET、PET或其它適合作為雙組份或多組份紡絲海組份聚合物中的一種，島組份聚合物為PET、PA或其它適合作為雙組份或多組份紡絲島組分聚合物中的一種。
[0013](2)切片原料的預結晶及乾燥處理:切片導入乾燥塔裡進行預結晶和乾燥處理，海組分預結晶溫度為80-135 °C，時間為30-240min，乾燥溫度為130°C _170°C，時間為10-14h,島組分預結晶溫度為125-135°C，時間l_4h，乾燥溫度65_165°C，乾燥停留時間為l-12h。
[0014](3)紡絲成網:採用海島紡絲組件，在雙組分紡粘設備上紡絲成網。牽伸風壓力為0.1Mpa~0.8Mpa,牽伸風速度O~2m/s,溫度10~25°C,相對溼度65%~90%,牽伸速度為1000?6000m/min。所述海島紡絲組件可採用定島或不定島紡絲組件中的一種。所述牽伸方式為管式牽伸、寬狹縫式牽伸、窄狹縫式牽伸中的一種或幾種方式的組合。成網工藝中擺絲器頻率500?1200次/min，擺角14°?25。。
[0015](4)纖網加固:採用適當的加固方法加固纖網，可採用機械固網、化學粘合固網或熱粘合固網方法中的一種或多種組合。纖網加固後可得所述海島型紡粘長絲非織造材料。
【具體實施方式】
[0016]本發明設計的海島型雙組分紡粘非織造材料的製備方法，是採用紡粘工藝生產海島型複合長絲，再將複合長絲直接成網製成非織造材料。
[0017]本發明所使用的聚合物原料以適合作為雙組份或多組份紡絲海組份聚合物中的一種為海組份，如COPET或PET，以適合作為雙組份或多組份紡絲島組分聚合物中的一種為島組份，如PET或PA。
[0018]本發明方法中所述島組份與海組份的紡絲複合比為:m[島組份]:m[海組份]為35 ?90/65 ?10。
[0019]本發明中紡絲溫度設定在260°C?295°C之間。為了保證海組份及島組份的表觀粘度相近，需要控制紡絲溫度。紡絲溫度的控制可採用電加熱或聯苯爐液相或汽相加熱方式。
[0020]依據本發明方法所製得海島型紡粘長絲非織造材料開纖後單絲直徑小於2 μ m。
[0021]本發明製備方法調整參數，可以製得一系列海島型雙組份紡粘長絲非織造材料。
[0022]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0023]實施例1
[0024]以COPET為海組份，PET為島組份，選定紡絲複合比m[PET]:m[C0PET]為70/30。海組份COPET預結晶溫度為90°C，時間為30min，乾燥溫度為130°C，時間為IOh ;島組份PET預結晶溫度為125°C，時間為4h，乾燥溫度為160°C，乾燥停留時間為10h。螺杆各區加熱溫
度如下表所示:
[0025]
【權利要求】
1.一種海島型紡粘長絲非織造材料的製備方法，其工藝步驟為: (1)切片原料的預結晶及乾燥處理:切片導入乾燥塔裡進行預結晶和乾燥處理，海組份預結晶溫度為80-135°C，時間為30-240min，乾燥溫度為130°C — 170°C，時間為10_14h，島組份預結晶溫度為125-135°C，時間l_4h，乾燥溫度65-165°C，乾燥停留時間為l_12h。 (2)確定紡絲複合比:選定紡絲複合比m[島組分]:m[海組分]為35?90/65?10。 (3)以上述海組份及島組份聚合物為原料，採用海島纖維紡絲組件紡絲成網，牽伸風壓力為0.1Mpa?0.8Mpa,牽伸風速度O?2m/s,溫度10?25°C,相對溼度65%?90%,牽伸速度為1000?6000m/min，牽伸方式為管式牽伸、寬狹縫式牽伸、窄狹縫式牽伸中的一種或幾種方式的組合。成網工藝中擺絲器頻率500?1200次/min，擺角14°?25。。 (4)纖網加固:採用適當的加固方法加固纖網，可採用機械固網、化學粘合同網或熱粘合同網方法中的一種或多種組合。纖網加固後可得所述海島型紡粘長絲非織造材料。
2.根據權利要求1，所述海組份聚合物為COPET、PET或其它適合作為雙組份或多組份紡絲海組份聚合物中的一種，島組份聚合物為PET、PA或其它適合作為雙組份或多組份紡絲島組份聚合物中的一種。
3.根據權利要求1，為了保證海組份及島組份的表觀粘度相近，需要控制組份的熔體溫度，紡絲溫度在260°C _295°C之間。
4.根據權利要求1，所製得海島型紡秈長絲非織造材料開纖後單絲直徑小於2μπι。
【文檔編號】D04H3/02GK103789926SQ201410035277
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】錢曉明, 宋衛民 申請人:廊坊中紡新元無紡材料有限公司, 廣州容坤企業管理諮詢有限公司