专利名称：一种弹性非织造材料基材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及纺织领域的非织造材料技术，具体为一种含有聚氨酯泡沫的高回弹性非织造材料基材及其制造方法，国际专利分类号拟为Int.Cl D01F1/09(2006.01)。
背景技术：
非织造材料作为一种纤维无序集合体相对于其它纺织品具有加工工艺简单、相对价廉的优点，在有限次使用、短期使用或用后可弃产品方面已有很多的应用。其中在很多应用领域，需要一种高回弹性、透气性好的非织造材料，具有高回弹性、透气性的非织造材料可以提供满足人体舒适性的要求，如可作为更理想的汽车座位、座垫、头垫以及鞋垫等材料使用。遗憾的是，常规的非织造材料主要是由非弹性的短纤或长丝组成的纤维网加固而成，回弹性有限，不能满足实际需要要求，而由热塑性弹性体直接加工得到的弹性非织造材料虽具有较高的拉伸回弹性，但由于加工工艺的限制，多以薄型为主，且受限于材料本身的特性，透气性较差，成本也较高，不利推广使用。
水性聚氨酯是以水作为分散介质的聚氨酯，它可制成水溶性、胶乳或分散液的形式。水性聚氨酯具有优异成膜性能，而且膜具有柔软、高弹性，且不燃、无毒、无公害、无危险、省资源等特点，因此应用广泛。特别是水性聚氨酯分散液可以通过机械、物理或化学方法进行发泡，发泡性能在织物后整理方面具有广泛的应用，如中国申请专利200510113473.3报道了机械发泡水性聚氨酯分散液的涂层技术。该技术中水性聚氨酯作为织物的涂层使用，应用于织物的表面，仅在织物表面形成多孔弹性涂层，主要改善了织物的外观，可作为人造革等材料使用，但由于该技术中水性聚氨酯对织物的应用不涉及织物内部，不能赋予织物较好的回弹性，织物的整体弹性和透气性也不理想。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，设计一种弹性非织造材料基材及其制造方法。这种弹性非织造材料基材的内部包含有聚氨酯泡沫，具有整体高回弹性和良好透气性，更好满足人们对舒适性的需求。该制造方法是一种环保的弹性非织造材料基材的制造方法，且具有工艺实施简便，成本较低等特点。
本发明解决所述弹性非织造材料基材技术问题的技术方案是，设计一种弹性非织造材料基材，其单位克重为80～800g/m2，且内外部均匀固着6～50wt％的弹性聚氨酯泡沫。
本发明解决所述弹性非织造材料基材制造方法技术问题的技术方案是，设计一种弹性非织造材料基材的制造方法，它采用如下步骤首先配制含有发泡剂的均一状态水性聚氨酯分散液，其固含量为5～60％，粘度为200～2000cps/25℃，所述发泡剂的加入量为每100份聚氨酯分散液中添加1-15份发泡剂；其次将所述分散液通过浸-轧方式施加到非织造材料基材上，基材克重为80～800g/m2，轧余率为40～200％；最后进行二分段或三分段加热发泡即得，所述二分段加热发泡工艺为第一段加热发泡温度为40～60℃，时间为2～3min；第二段加热发泡温度为110～140℃，时间为3～5min；所述三分段加热发泡工艺为第一段加热温度为30～40℃，时间为2～3min；第二段加热温度为80～90℃，时间1～2min；第三段加热温度为130～140℃，时间为3～5min。
与现有技术相比，本发明的弹性非织造材料基材是将含有发泡剂的粘合剂浸轧于织物上(包括织物内部)，并在适当的工艺下进行发泡，使得织物内部均匀含有固化泡沫，使基材具有整体高回弹性和良好透气性特点，实施例所做克重为500g/m2的基材样品透气量可达70～120L/m2·s。本发明的弹性非织造材料基材制造方法具有环保性，且具有工艺简便，无需新设备，成本较低，推广容易等特点。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步叙述本发明本发明设计的一种弹性非织造材料基材(以下简称基材)，其单位克重为80～800g/m2，优选克重为200～500g/m2，且内外部均匀固着6～50wt％的弹性聚氨酯泡沫。本发明所述的基材可以是通机械、热、化学方法加固的任何非织造材料基材。实施例优选针刺非织造材料基材。所述的弹性聚氨酯泡沫本身为现有技术。
本发明同时设计了所述弹性非织造材料基材的制造方法(以下简称制造方法)，它采用如下步骤1.配制水性聚氨酯分散液，按比例配制含有发泡剂的均一状态水性聚氨酯分散液，要求其固含量为5～60％，粘度为200～2000cps/25℃，发泡剂的加入量或配比为每100份水性聚氨酯分散液中添加1-15份发泡剂。
本发明制造方法所述水性聚氨酯分散液的配制方法为已知技术，可以采用任何一种已知方法制备聚氨酯分散液。本发明实施例所述水性聚氨酯分散液是通过使包含聚醚多元醇(胺值为350～600mgKOH/g，羟值为350～750mgKOH/g)的多元醇组合物和有机多异氰酸酯反应而得到。本发明所述水性聚氨酯分散液的适宜固含量为5～60％，优选固含量为15～30％；适宜的粘度为200～2000cps/25℃，优选粘度为400～800cps/25℃。
本发明制造方法所述的发泡剂为目前常用的分解型化学发泡剂，包括偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二碳酸二异丙脂、偶氮甲酰胺甲酸钾、N，N-二甲硝基五次甲基四胺、N，N-二甲基N，N-二亚硝基对苯二甲基酰胺、硬脂酸盐(硬脂酸胺、硬脂酸钠)、十二烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠中的任意一种。发泡剂可优选偶氮二异丁腈。发泡剂的加入量或配比为每100份水性聚氨酯分散液中添加1-15份发泡剂；较好的添加量为1-10份发泡剂，更理想的添加量是1-5份发泡剂。一般地，将发泡剂应用于聚氨酯分散液中只需要进行机械搅拌分散即可得到均一状态的水性聚氨酯分散液。
2.浸—轧法加工，将所述分散液通过浸—轧方式施加到非织造材料基材上，要求基材克重为80～800g/m2，轧余率为40～200％。
本发明制造方法适用的基材具有广泛性，可以是通机械、热、化学方法加固的任何基材。实施例选用针刺非织造材料。所述的基材克重为80～800g/m2，优选克重为200～500g/m2。
本发明制造方法所述将水性聚氨酯分散液施加于所述基材上的方法为浸—轧法，包括一浸一轧工艺和二浸二轧工艺。一般采用一浸一轧工艺。为增加处理产品的回弹性，也可以考虑二浸二轧工艺；浸—轧法工艺的适宜轧余率为40～200％，优选的轧余率为60～120％。
3.分段加热发泡，所述分段加热发泡工艺一种实施方案为第一段加热发泡温度为40～60℃，时间为2～3min；第二段加热发泡温度为110～140℃，时间为3～5min。加热发泡干燥后即可得到所述的高回弹性非织造材料基材。
本发明制造方法所述的分段加热发泡工艺另一种实施方案为第一段温度为30～40℃，停留时间为2～3min；第二段温度为80～90℃，停留时间1～2min；第三段温度为130～140℃，停留时间为3～5min。
本发明制造方法所述的分段加热发泡可以采用的加热方式为红外加热、烘筒加热、烘箱加热或拉幅定型烘干设备。
本发明由于发泡剂是通过浸—轧作用均匀进入到基材的内外部，发泡剂分解形成的微孔包覆于基材整体纤维之间，因而可赋予基材很高的整体回弹性和良好的透气性，适用于汽车座位、座垫、头垫以及鞋垫、吸音材料等，满足人们对舒适性的不断追求。
本发明未述及之处适用于现有技术。
以下给出本发明的具体实施例，但本发明不受实施例的限制。
实施例1配制固含量为15％，粘度为300cps/25℃的聚醚软质聚氨酯分散液，加入2份偶氮二异丁腈分散均匀。用上述均匀分散有发泡剂的聚氨酯分散液对80g/m2克重的涤纶针刺非织造材料进行一浸一轧工艺处理，轧余率为60％。利用烘筒40℃预加热2min，再进入130℃拉幅定型烘干设备加热4min，进行二分段加热发泡烘干处理后，即可得到本发明所述的弹性非织造基材。
实施例2配制固含量为30％，粘度为600cps/25℃的聚醚软质聚氨酯分散液，加入4份硬脂酸胺分散均匀。用上述分散有发泡剂的聚氨酯分散液对120g/m2克重的涤纶短纤针刺非织造材料进行一浸一轧工艺处理，轧余率为80％。利用烘筒60℃预加热2min，再进入135℃拉幅定型烘干设备加热4min，进行二分段加热发泡烘干处理后，即可得到本发明所述的弹性非织造基材。
实施例3配制固含量为50％，粘度为800cps/25℃的聚醚软质聚氨酯分散液，加入7份十二烷基苯磺酸钠分散均匀。用上述分散有发泡剂的聚氨酯分散液对120g/m2克重的涤纶短纤针刺非织造材料进行二浸二轧处理，轧余率分别为60％和70％。利用红外预加热3min，再进入140℃烘箱加热6min，进行二分段加热发泡烘干处理后，即可得到本发明所述的弹性非织造基材。
实施例4配制固含量为60％，粘度为1800cps/25℃的聚醚软质聚氨酯分散液，加入10份硬脂酸钠分散均匀。用上述分散有发泡剂的聚氨酯分散液对200g/m2克重的热轧非织造材料进行一浸一轧工艺浸轧处理，轧余率为120％。利用红外预加热3min，再进入140℃烘箱加热5min，进行二分段加热发泡烘干处理后，即可得到本发明所述的弹性非织造基材。
实施例5配制固含量为12％，粘度为400cps/25℃的聚醚软质聚氨酯分散液，加入5份十二烷基苯磺酸钠分散均匀。用上述均匀分散有发泡剂的聚氨酯分散液对800g/m2克重的涤纶针刺非织造材料进行一浸一轧工艺处理，轧余率为80％。利用烘筒40℃预加热2min，再进入烘箱80℃加热2min，最后进入130℃拉幅定型烘干设备加热3min，进行三段加热发泡烘干处理后，即可得到本发明所述的弹性非织造基材。
权利要求
1.一种弹性非织造材料基材，其特征子在于它的单位克重为80～800g/m2，且内外部均匀固着6～50wt％的弹性聚氨酯泡沫。
2.根据权利要求1所述的弹性非织造材料基材，其特征子在于它的单位克重为200～500g/m2。
3.一种弹性非织造材料基材的制备方法，它采用如下步骤首先配制含有发泡剂的均一状态水性聚氨酯分散液，其固含量为5～60％，粘度为200～2000cps/25℃，所述发泡剂的加入量为每100份聚氨酯分散液中添加1-15份发泡剂；其次将所述分散液通过浸—轧方式施加到非织造材料上，轧余率为40～200％；最后进行二分段或三分段加热发泡即得，所述二分段加热发泡工艺为第一段加热发泡温度为40～60℃，时间为2～3min；第二段加热发泡温度为110～140℃，时间为3～5min；所述三分段加热发泡工艺为第一段加热温度为30～40℃，时间为2～3min；第二段加热温度为80～90℃，时间1～2min；第三段加热温度为130～140℃，时间为3～5min。
4.根据权利要求3所述的弹性非织造材料基材的制备方法，其特征在于所述的水性聚氨酯分散液的固含量为15～30％，粘度为400～800cps/25℃；所述发泡剂的加入量为每100份聚氨酯分散液的中添加1-5份发泡剂；所述的轧余率为60～120％。
5.根据权利要求3或4所述弹性非织造材料基材的制备方法，其特征在于所述的非织造材料基材是针刺非织造材料基材，克重为80～800g/m2。
6.根据权利要求5所述弹性非织造材料基材的制备方法，其特征在于所述的非织造材料基材是针刺非织造材料基材，克重为200～500g/m2。
全文摘要
本发明涉及一种弹性非织造材料基材及其制造方法。该基材的单位克重为80～800g/m
文档编号D06M23/00GK101029456SQ20071005686
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月6日 优先权日2007年3月6日
发明者钱晓明, 粘伟诚, 庄旭品, 刘亚, 康卫民 申请人:天津工业大学, 福建鑫华股份有限公司