一種保暖複合非織造材料及其製備方法
2023-10-10 07:40:14 2
專利名稱：一種保暖複合非織造材料及其製備方法
技術領域：
本申請涉及非織造材料領域，特別是涉及一種保暖複合非織造材料及其製備方法。
背景技術：
天然保暖材料如羊毛、羽絨等，是目前國際上保暖性以及其他綜合性能較好的保暖材料。雖然天然保暖材料具有許多優點，但受原料來源和價格的限制，遠遠不能滿足市場的需求，而且天然保暖材料的功能可設計性不佳。聚丙烯(PP)非織造布採用熔噴工藝加工而成，熔噴非織造布因為其生產工藝的特點，具有結構蓬鬆、纖維較細、孔隙小、空隙率高，纖網中空氣含量高等特性。在PP非織造 布中空氣被分割成微小單元靜止儲存在其中，避免了空氣對流產生熱量損失，具有較好的保暖效果，可用作傳統服飾、被褥中的填充材料。雖然熔噴非織造布保暖效果好，但因為其結構蓬鬆、纖維較短，抗拉伸強力較小，其纖網結構容易在加工或者後續的使用過程中被破壞，從而影響PP非織造布的保暖效果。
發明內容
本申請的目的是提供一種新的保暖複合非織造材料，。為了實現上述目的，本申請採用了以下技術方案本申請公開了一種保暖複合非織造材料，包括PP非織造布層和夾設與兩層PP非織造布層之間的PET非織造布層，PP非織造布層和PET非織造布層複合固結。進一步的，PP非織造布的纖維表面具有空穴結構，即PP非織造布的纖維為具有空穴結構的多孔纖維。本申請的實施方式中，PP非織造布的纖維細度為3飛μ m。本申請的實施方式中，PP非織造布為熔噴無紡布。進一步的，PP非織造布的克重為4(Tl00g / m2。本申請的實施方式中，PET非織造布為針刺無紡布。進一步的，PET非織造布的克重為20 50g / m2。進一步的，保暖複合非織造材料的至少一面上複合有殼聚糖薄膜。本申請還公開了一種保暖複合非織造材料的製備方法，該方法中，分別以PP和PET為材料，採用熔噴法製備PP非織造布，採用針刺法製備PET非織造布，然後將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結形成保暖複合非織造材料。進一步的，在採用熔噴法製備PP非織造布時，在纖網中添加碳酸鈣粉體，碳酸鈣粉體嵌入纖維表面；PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結後，採用稀酸清洗複合固結產物，除去PP非織造布纖維表面的碳酸鈣粉體，在PP非織造布纖維表面形成不規則的空穴本申請的實施方式中，碳酸鈣粉體的粒徑均為微納米級別。
進一步的，碳酸鈣粉體粒徑為PP非織造布中纖維細度的10°/Γ30%。本申請的實施方式中，碳酸鈣粉體在PP非織造布中的質量分數在3°/Γ 5%的範圍內。本申請的實施方式中，用於清洗除去碳酸鈣粉體的稀酸為濃度10%的冰乙酸。進一步的，在將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結後，將複合固結的產物於殼聚糖溶液中浸潰，形成一層殼聚糖薄膜。本申請的實施方式中，殼聚糖溶液的製備方法為，將脫乙醯度大於85%的殼聚糖加入質量分數為5%的冰乙酸中，在85°C下攪拌使殼聚糖充分溶解後加蒸餾水製成膠體，即殼聚糖溶液。由於採用以上技術方案，本申請的有益效果在於 本申請的保暖複合非織造材料在兩層PP非織造布之間添加PET非織造布層，在保證PP非織造布的保暖特性的同時，提高了保暖複合非織造材料的整體抵抗張力的能力。本申請的保暖複合非織造材料，在除去外力後能夠迅速恢復形態，保護了 PP非織造布結構不被破壞，使材料整體形態保持穩定，從而為複合非織造材料的保暖性能提供保障；拓展了保暖複合非織造材料的應用。採用本申請的保暖複合非織造材料製備方法，操作簡單，在一般的儀器上都可以進行；但是製備出的保暖複合非織造材料與一般的保暖複合非織造材料相比，具有更好的穩定性和抗張力能力。
圖I是本申請實施例中保暖複合非織造材料製備工藝流程框圖；圖2是本申請實施例中保暖複合非織造材料的結構示意圖；其中I為殼聚糖薄膜層、2為PP非織造布層、3為PET非織造布層。
具體實施例方式本申請提供了一種新的保暖複合非織造材料，包括PP非織造布層和夾設於兩層PP非織造布層之間的PET非織造布層，PP非織造布層和PET非織造布層複合固結，從而形成本申請的保暖複合非織造材料。本申請將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間，在保證PP非織造布的保暖特性的同時，利用PET非織造布的高抗拉伸能力和較強的彈性，從而提高了複合非織造材料的整體抗張力能力和形態穩定性，保護PP非織造布結構不被破壞，為複合非織造材料的保暖性能提供保障。本申請優選的實施方式中，保暖複合非織造材料為兩層PP非織造布之間夾設一層PET非織造布，三層非織造布結構優選的質量比為40 20 :40。為了更好的提高保暖複合非織造材料的保暖性能，本申請進一步的在PP非織造布的纖維表面製造空穴結構，增加纖網中的空氣含量，從而提高保暖效果。需要說明的是，只要能夠在PP纖維表面形成空穴結構，使之成為多孔纖維即可，採用何種方法並不構成本申請的限制。此外，還需要說明的是，本申請中優選的，在PP非織造布過程中添加碳酸鈣粉體，使碳酸鈣粉體嵌入PP非織造布纖維表面，然後採用稀酸清洗保暖複合非織造材料，將PP非織造布纖維表面的碳酸鈣粉體清洗掉，從而形成空穴結構。
為了保證保暖複合非織造材料的保暖性能，本申請中PP非織造布為熔噴無紡布，克重為4(Tl00g / m2 ；PET非織造布為針刺無紡布，克重為2(T50g / m2 ;並且，PP非織造布的纖維細度為3飛μ m。此外，為了使保暖複合非織造材料具備一定的抗菌功能，在上述保暖複合非織造材料的至少一面上複合一層殼聚糖薄膜。需要說明的是，本申請採用的殼聚糖是甲殼素的衍生物，由自然界廣泛存在的幾丁質經過脫乙醯作用得到，化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。這種天然高分子的凝絮、重金屬吸附、生物降解、抗菌活性、免疫、細胞活性、身體活化、加速皮膚組織再生、鹽吸收、抑制油脂吸收、降低膽固醇、止血活性、緩釋行為等優良性能被各行各業廣泛關注。在醫藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。本申請著重利用殼聚糖的抗菌活性及其它相關性能，將殼聚糖薄膜複合於本申請的保暖複合非織造材料上，使製備出的保暖複合非織造材料具備額外的抗菌效果。採用一般空氣中常見的微生物接種18小時後檢測，結果顯示，複合有殼聚糖薄膜的保暖複合非織造材料對金黃色葡萄糖球菌和大腸桿菌的抑菌率>99. 99%。本申請還提供了上述保暖複合非織造材料的製備方法，具體的，分別以PP和PET·為材料，採用熔噴法製備PP非織造布，採用針刺法製備PET非織造布，然後將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結，即形成保暖複合非織造材料。需要說明的是，其中熔噴法、針刺法、複合固結等都是常規的技術手段，本申請的關鍵在於將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間形成保暖複合非織造材料。在本申請的實施方式中，PET非織造布與PP非織造布的複合固結是在PP熔噴非織造布自身的熱粘合作用下完成的；即在PP熔噴鋪網後，在PP非織造布冷卻成型前，既將PET非織造布鋪於其上，利用PP熔噴無紡布自身的熱量，將PP無紡布與PET非織造布熱粘合在一起，或者直接在PET非織造布上熔噴鋪網。進一步的，為了在PP非織造布纖維表面形成空穴，本申請在熔噴法製備PP非織造布時，PP的熔體從噴絲板噴出後在高速熱空氣的吹動下被拉伸成細絲，此時，在熔噴的高速熱氣流中導入碳酸鈣粉體，碳酸鈣粉體在熱氣流的帶動下撒向未冷卻的PP纖維，並前嵌入纖維表面；PP非織造布與PET非織造布複合固結後，採用稀酸清洗複合固結產物，PP非織造布纖維表面的碳酸鈣粉體與稀酸反應溶解，從而在纖維表面形成不規則的小空穴。PP非織造布纖維表面的空穴結構，增加了纖網中空氣含量，提高了保暖複合非織造材料的保暖效果O由於添加的碳酸鈣粉體為無機物，而PP為有機物，兩者之間的界面相容性不佳，無機粉體添加量過大會造成有機體機械強力的大幅降低，而且碳酸鈣粉體的顆粒越大對PP纖維的機械強力影響越明顯，為了保證PP纖維的機械強力。本申請的實施方式中，優選的，碳酸鈣粉體在PP纖維中的質量分數在39Γ15%的範圍內，即碳酸鈣粉體與PP按照3 15 85^97的質量比例添加；碳酸鈣粉體為微納米級別的粉體即可達到預計效果，優選的，碳酸鈣粉體粒徑為PP纖維直徑的10°/Γ30%，更優選為PP纖維直徑的20%。此外，本申請的實施方式中，用於清洗去除碳酸鈣粉體的稀酸為濃度10%的冰乙酸。需要說明的是，本申請的製備方法中，在保暖複合非織造材料上複合殼聚糖薄膜的方法是，在將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結，並且採用稀酸清洗後，將複合固結產物於殼聚糖溶液中浸潰、壓膠，在110°C下烘乾3飛min，即在保暖複合非織造材料表面形成一層厚度約Imm左右的殼聚糖薄膜。由於本申請採用的是浸潰，因此，在保暖複合非織造材料兩面均會有一層殼聚糖薄膜；也就是說，形成殼聚糖薄膜+PP非織造布層+PET非織造布層+PP非織造布層+殼聚糖薄膜的複合結構。本申請的保暖複合非織造材料其保暖率可達60%飛5% ;抗菌性檢測結果為微生物接種18小時後，對金黃色葡萄糖球菌的抑菌率>99. 99，對大腸桿菌的抑菌率>99. 99，對白色念珠菌的抑菌率>99. 98。下面通過具體實施例並結合附圖對本申請作進一步詳細說明。以下實施例僅對本申請進行進一步說明，不應理解為對本申請的限制。實施例一本例的工藝流程，如圖I所示，先製備PP熔噴非織造布，熔噴非織造布紡絲時將碳酸鈣和PP切片按照10 90的質量比添加，添加的碳酸鈣粒徑分布為O. 3^1. O μ m，然後按照熔噴法非織造布的工藝進行生產加工，加熱熔融的PP熔體從噴絲板噴出後被高速熱空氣 吹成細絲，納微米級碳酸鈣粉體在高速氣流的帶動下被灑向未冷卻的纖維，然後嵌入纖維表面。在PP熔噴纖網未冷卻時，將預先採用針刺法製備的PET非織造布鋪設在PP熔噴纖網上，利用PP熔噴纖網自身的熱量將兩者粘合，然後在PET非織造布上熔噴鋪設另一層PP非織造布，即形成PP熔噴非織造布層+PET非織造布層+PP熔噴非織造布層的三層夾心結構。通過調節熔噴法生產工藝參數，PP非織造布的克重為40g / m2，纖維直徑為:Γ5μπι。PET非織造布的克重為20g / m2。採用10%的冰乙酸清洗熱粘合固定的複合材料，將PP非織造布表面的碳酸鈣粉體清洗掉，形成空穴結構。然後再用殼聚糖溶液浸潰經過冰乙酸清洗的複合固結產物、壓膠，在110°c下烘乾3 5min,即獲得厚度約Imm的殼聚糖薄膜的保暖複合非織造材料。其中，殼聚糖溶液的製備方法為，將脫乙醯度大於85%的殼聚糖加入質量分數為5%的冰乙酸中，在85°C下攪拌使殼聚糖充分溶解後加蒸餾水製成膠體，即殼聚糖溶液。經檢測，本例製備的保暖複合非織造材料具有較好的抗張力能力，穩定性好，保暖率達到62% ;抗菌性檢測結果為，微生物接種18小時後，對金黃色葡萄糖球菌的抑菌率>99. 99，對大腸桿菌的抑菌率>99. 99，對白色念珠菌的抑菌率>99. 98。實施例二本例的工藝流程與實施例一相同，其中，碳酸鈣粉體和PP切片的質量比為15 85,碳酸鈣粉體的粒徑分布為I. (Tl. 5 μ m。通過調節熔噴法生產工藝參數，PP非織造布的克重為40g / m2，纖維直徑為3飛μ m，PET非織造布的克重為20g / m2，殼聚糖薄膜的厚度為1mm。其餘與實施例一相同。經檢測，本例製備的保暖複合非織造材料具有較好的抗張力能力，穩定性好，保暖率達到64% ;抗菌性檢測結果為，微生物接種18小時後，對金黃色葡萄糖球菌的抑菌率>99. 98，對大腸桿菌的抑菌率>99. 99，對白色念珠菌的抑菌率>99. 97。以上內容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限於這些說明。對於本申請所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本申請的保護範圍。
權利要求
1.一種保暖複合非織造材料，其特徵在於包括PP非織造布層和夾設與兩層PP非織造布層之間的PET非織造布層，PP非織造布層和PET非織造布層複合固結。
2.根據權利要求I所述的保暖複合非織造材料，其特徵在於所述PP非織造布的纖維表面具有空穴結構。
3.根據權利要求I所述的保暖複合非織造材料，其特徵在於所述PP非織造布的纖維細度為3 5iim。
4.根據權利要求I所述的保暖複合非織造材料，其特徵在於所述PP非織造布為熔噴無紡布，克重為4(Tl00g / m2 ;所述PET非織造布為針刺無紡布，克重為2(T50g / m2。
5.根據權利要求1-4任一項所述的保暖複合非織造材料，其特徵在於所述保暖複合非織造材料的至少一面上複合有殼聚糖薄膜。
6.一種保暖複合非織造材料的製備方法，其特徵在於分別以PP和PET為材料，採用熔噴法製備PP非織造布，採用針刺法製備PET非織造布，然後將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結，即形成保暖複合非織造材料。
7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於採用熔噴法製備PP非織造布時，在纖網中添加碳酸鈣粉體，碳酸鈣粉體嵌入纖維表面；PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結後，採用稀酸清洗複合固結產物，除去PP非織造布纖維表面的碳酸鈣粉體，在PP非織造布纖維表面形成不規則的空穴。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於所述碳酸鈣粉體粒徑為PP非織造布中纖維細度的10% 30%，碳酸鈣粉體在PP非織造布中質量分數為39^15% ;所述稀酸為濃度10%的冰乙酸。
9.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於在將PET非織造布夾設於兩層PP非織造布之間複合固結後，將複合固結的產物於殼聚糖溶液中浸潰，形成一層殼聚糖薄膜。
10.根據權利要求9所述的製備方法，其特徵在於所述殼聚糖溶液的製備方法為，將脫乙醯度大於85%的殼聚糖加入質量分數為5%的冰乙酸中，在85°C下攪拌使殼聚糖充分溶解後加蒸餾水製成膠體，即殼聚糖溶液。
全文摘要
本申請公開了一種保暖複合非織造材料，該複合非織造材料包括聚丙烯(PP)非織造布層和夾設與兩層PP非織造布層之間的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)非織造布層，PP非織造布層和PET非織造布層複合固結。本申請的保暖複合非織造材料在兩層PP非織造布之間添加PET非織造布層，在保證PP非織造布的保暖特性的同時，利用PET非織造布的高抗拉伸能力和較強的彈性，提高了保暖複合非織造材料的整體抵抗張力的能力和形態穩定性。本申請的保暖複合非織造材料，在除去外力後能夠迅速恢復形態，保護了PP非織造布結構不被破壞，為複合非織造材料的保暖性能提供保障，保暖率可達60%~65%。
文檔編號B32B27/06GK102806733SQ2012102661
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者慕春霞, 梅威海, 謝國東, 王玉梅, 黃志國, 張衛東 申請人:山東俊富無紡布有限公司