双组份复合纤维弹性非织造布及其加工方法

专利名称：：双组份复合纤维弹性非织造布及其加工方法
技术领域：
：本发明属于纺织行业非织造布和产业用纺织品领域，涉及一种由双组分复合纤维弹性非织造布及其加工方法。
背景技术：
：传统弹性织物一般由弹性纤维如氨纶、或含弹性纤维的纱或长丝经机织、针织或非织造工艺而成，或一般织物或纤维网与具有弹性聚合物的织物或网格复合而成的多层织物。采用这些工艺，由于原料价格昂贵和加工手段复杂，所以成本较高。此外，氨纶等材料不耐高温，在后续加工中会严重影响织物的质量。在使用短纤维通过水剌加工弹性非织造布时，更是由于弹性短纤维的缠结问题，不但大大增加了加工难度，而且对非织造布的品质产生了影响，造成非织造布拉伸时易变形，回复能力差。人们为了弥补氨纶性能的不足，在专利申请"一种弹性聚酯纤维及其制备方法"(申请号200710070315.3)中，公开了一种将两种聚合物分别熔融挤出复合，得到双组份复合纤维后再热定型，从而具有高弹性。但该方法得到的是具有弹性的纤维丝，以后进行非织造布加工时难以进行梳理，其非织造布加工过程比较困难。且该专利申请技术方案只能适用于纤维长丝的加工，而不能适合短纤维的非织造布加工。此外专利申请00806839公开了一种涉及不含热塑性弹性体或橡胶但却表现出弹性体性能的非织造布材料。该材料使用了加热后收縮的聚酯和一种加热后收縮程度小于所述聚酯的聚烯烃为材料制备非织造布，然后通过加热给这种材料带来弹性，这种材料最高可拉伸约30%。该方案提供了一种非弹性纤维经过加热制备弹性非织造布的方案，但该方法得到的非织造布可拉伸率较低，这种材料应用范围较小。仍然不能满足更多领域对这种弹性非织造布的需求。在专利02246951中为了改善织物的性能，提供了一种三层结构的非织造布，两层普通纤网中间夹一层氨纶弹性网格，经水剌加工而成。这种非织造布结构复杂，加工难度大，且由于采用了双层普通纤维而导致最后制成的非织造布弹性较低。为了改变这种状况，降低弹性纤维加工成本，并提高弹性非织造布的品质，特提出本发明。
发明内容本发明目的之一在于提供一种双组份复合纤维弹性非织造布，这种非织造布具有更好的伸长率和回复率。本发明另一目的在于提供一种双组份复合纤维弹性非织造布的加工方法，该加工采用不具高弹性的普通伸长特性的纤维为原料，加工方法简单、成本低廉。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案—种双组份复合纤维弹性非织造布，所述非织造布由伸长率为540%的纤维制成，所述纤维由热收縮性能不同的聚酯和共聚酯组成；所述非织造布纬向的弹性伸长率为3090%，讳向弹性回复率为40100%，经向的弹性伸长率为090%，经向弹性回复率为40100%;其中优选为所述非织造布由伸长率为1030%的纤维制成，所述非织造布纬向的弹性伸长率为4085%，纬向弹性回复率为5095%，经向的弹性伸长率为4085%，经向弹性回复率为5095%;更优选为所述非织造布由伸长率为1520%的纤维制成，所述非织造布纬向的弹性伸长率为6080%，纬向弹性回复率为8090%，经向的弹性伸长率为6080%，经向弹性回复率为8090%。这里的普通伸长率的纤维可以是购自市面上销售，也可将两种材料通过现有的复合纺丝技术熔融后分别喷丝复合在一起。这里所述的热收縮性能不同的聚酯和共聚酯也为本领域技术人员所理解的现有技术中通常应用的热收縮性能不同的聚酯和共聚酯，如授权专利CN1158414即公开了这样的热收縮性能不同的聚酯和共聚酯。即所述热收縮性能不同的聚酯和共聚酯本身对于本领域技术人员来说是显而易见的。所述聚酯可以是具有两个羧基的芳烃同具有两个羟基的烷烃聚合而成；优选对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸同直链烷烃、支链烷烃或环烷烃二醇聚合而成，更优选对苯二甲酸或邻苯二甲酸同乙二醇或丙二醇聚合而成。所述共聚酯是在制备上述任意一种聚酯时加入另外一种共聚单体而成。所述共聚单体优选是同上面所述二羧酸不同的第二种二羧酸，譬如是具有4-12个碳原子的直链、支链或环装脂肪族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸或l，4-环己二羧酸)，具有8-12个碳原子的芳族二羧酸(例如间苯二甲酸或2，6-萘二羧酸)；或者是具有3-8个碳原子的直链、支链或环状脂肪族二醇(例如l，3-丙二醇、l，2-丙二醇、l，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-l，3-丙二醇或1，4-环己二醇)；再或者是具有4-10个碳原子的脂肪族或芳族醚二醇。其中优选间苯二甲酸、戊二酸、己二酸、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇或1，4-环己二醇。本发明采用了普通拉伸性能的纤维来制备弹性非织造布，这样克服了现有技术中弹性纤维梳理困难的缺点，且这种原料成本相对低廉很多。得到的非织造布具有优良的拉伸性能和回复率。这种高回复性能的非织造布可以应用于更广泛的领域，使得弹性非织造布的应用突破了加工难度大的限制。根据前面所述的非织造布，所述纤维中聚酯和共聚酯重量比为10:9090:10，优选30:7070:30，更优选40:6060:40。纤维中两种组分由于受热收縮不同，从而产生了巻曲，并增强了弹性。两组分的重量比达到io:9090:io时效果较为理想，进一步达到30:7070:30时制成的非织造布弹性进一步增强，当比例为40:6060:40时，效果最佳。根据前面所述的非织造布，所述纤维细度为1.010dtex，优选为1.53.3dtex，更优选为23dtex;纤维长度为20100mm，优选3875mm，更优选4560mm。目前短纤维的应用领域非常广，但在非织造布加工中，弹性短纤维的加工尤其困难，且制造的无纺布弹性较差。本发明所述方案尤其适合于解决短纤维的加工问题，伸长率较低的短纤维更易于无纺加工，而这种短纤维制造的非织造布具有良好的弹性和手感。根据前面所述的非织造布，所述份纤维断裂强度为2.05cN/dtex，优选为34cN/dtex，更优选为3.33.7cN/dtex。应用较低伸长率纤维加工得到的弹性非织造布，纤维断裂强度较高，这样非织造布抗拉强度高，不易破裂。根据前面所述的非织造布，所述纤维在加工成非织造布前巻曲数530个/25mm，优选为820个/25mm，更优选为1216个/25mm;所述纤维在加工成非织造布后巻曲数为3050个/25mm，优选为3545个/25mm。—般来说，巻曲数较高的纤维加工非织造布，可以获得更好的弹性，但高巻曲数也给加工带来困难。我们选用较低巻曲数的纤维，可以降低加工难度。但另一方面，如果巻曲数过低，则纤维表面光滑，之间抱合力很差，同样造成纺纱、成网加工困难。我们经过实验，找到了上述的特定范围，可以达到最好的效果。前面所述的非织造布，所述双组份纤维截面可以呈两个并列的半圆形状或偏心芯鞘结构。—种前面所述非织造布的加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤纤维经开松、混合、梳理、铺网、加固，制成非织造布，然后热处理，制成弹性非织造布；所述加固优选水剌处理或针剌处理；所述纤维为前面所述的纤维。目前譬如氨纶这样的高弹性纤维，由于伸长率太大，市售的只有使用这种长丝制成的非织造布，而没有短纤维制成的。采用本发明所述双组分纤维，可以将短纤维引入到高弹性非织造布加工中，进一步提高高弹性非织造布的品质和应用领域。此外，水剌工艺生产出来的非织造布比通过热固结的其他非织造布更柔软，比针剌强度更强。而本发明所述低伸长率纤维可以使用水剌的方法，加工出更加柔软、具有更好悬垂性的弹性非织造布。其中所述针剌、水剌可以按照现有技术中针剌、水剌工艺进行。根据前面所述的加工方法，所述水剌处理为水剌后还进行烘干，所述烘干温度范围为50200。C，优选为70150。C，更优选为80120°C。本发明经过反复摸索，发现对水剌后的常规伸长率纤维进行加热采取上述温度范围能够进一步提高产品性能。而烘干时间为目前通常水剌后烘干的时间，一般为0.13分钟。根据前面所述的加工方法，所述热处理为烘箱温度9021(TC，优选为12020(TC，更优选为130180°C。—般认为温度较高时非织造布会变脆发硬，从而影响非织造布的质量。而本发明所述纤维在一定的工艺条件下进行较高温度热处理，却意外发现所得非织造布具有了非常好的弹性，具有更广的伸长率和回复率。且非织造布几乎没有变脆发硬。这种弹性非织造布由于具有了良好的弹性和回复率，可以满足多种领域的需求。根据前面所述的加工方法，所述热处理时间为0.210min，优选为0.53min，更优选为12min。根据前面所述的加工方法，所述热处理时超喂率为090%，优选为060%，更优选为2040%。超喂率=(喂入速度_输出速度)/输出速度*100在超喂率较低的时候，织物在纵向不能产生充分的、自由的回縮，当织物收縮到一定程度时，织物从松弛状态变成拉伸状态，因此将影响成品的弹性伸长性。本
发明内容与现有技术相比较有以下有益效果1、原料成本低廉，克服了现有技术中弹性纤维梳理困难的缺点，加工难度低；2、得到的非织造布表面平整，有较好的弹性伸长和弹性恢复率；3、产品应用领域更广泛。具体实施例方式下面的实施例将对本发明作更具体的解释，但本发明并不仅仅局限于这些实施例，同样这些实施例也不以任何方式限制本发明。实施例1用长度51mm、细度2dtex、伸长率15X、断裂强度3cN/dtex的截面呈两个并列的半圆形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为8(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率30%。在120160°C、0.52.0min的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数5个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为30个/25mm。其中聚酯为对苯二甲酸和乙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为对苯二甲酸加入乙二醇后再加入1，4-环己二醇共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2用长度38mm、细度1.0dtex的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，复合纤维伸长率为40%、断裂强度2cN/dtex，经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成70克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为7(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，非织造布以超喂率10%的速度铺放在托网上，布在讳向没有夹持。超喂率10%，在130150°C、2.53.0min的工艺条件下，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布，这种布在经向没有弹性，纬向有较高的拉伸弹性和较好的弹性回复率。纤维在加工成非织造布前巻曲数30个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为50个/25mm。其中聚酯为对苯二甲酸和丙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为对苯二甲酸加入丙二醇后再加入间苯二甲酸共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例3用长度60mm、细度3.3dtex的截面呈形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，复合纤维伸长率为5%、断裂强度为4cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为12(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率60%。在140170°C、1.52.5min的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数为8个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为35个/25mm。其中聚酯为间苯二甲酸和丙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为间苯二甲酸加入丙二醇后再加入1，2-丙二醇共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例4用长度55mm、细度3.Odtex的截面呈两个并列的半圆形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，所述复合纤维伸长率为20%，断裂强度3.3cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水束l」、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为IO(TC。后整理时，采用有多辊传动导布且可根据张力自动调速的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布高速进烘箱、低速输出，超喂率40%。在140160°C、1.02.Omin的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数为20个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为40个/25mm。其中聚酯为间苯二甲酸和丙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为间苯二甲酸加入丙二醇后再加入丁二酸共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例5用长度45mm、细度10dtex的截面呈偏心鞘芯形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，所述复合纤维伸长率为30%，断裂强度为3.7cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水束l」、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为140°C。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率50%。在190210°C、0.21.Omin的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数为12个/25mm;在加工成非织造布后巻曲数为38个/25mm。其中聚酯为邻苯二甲酸和丙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为邻苯二甲酸加入丙二醇后再加入2，6-萘二羧酸共聚而成。项目弹性非织造布拉伸伸长率(％)经向40纬向40弹性回复率(％)经向85纬向85实施例6用长度20mm、细度4dtex的并列形聚酯/共聚酯复合纤维为原料，复合纤维伸长率10%，断裂强度2.5cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、针剌制成60克/平方米的水剌非织造布。针剌的密度为80剌/cm2。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率为O。在9011(TC、8.010.Omin的工艺条件下进行热收縮，制成120克/平方米的弹性针剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数16个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为43个/25mm。其中聚酯为邻苯二甲酸和1，4-环己二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为邻苯二甲酸加入1，4-环己二醇后再加入1，2-丙二醇共聚而成。项目弹性非织造布拉伸伸长率(％)经向0纬向70拉伸伸长率50%时的弹性回复率(％)经向纬向75实施例7用长度100mm、细度8dtex的截面呈偏心鞘芯形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，所述复合纤维伸长率为25%，断裂强度为3.5cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为20(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率90%。在100110°C、6.07.Omin的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数14个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为44个/25mm。其中聚酯为间苯二甲酸和1，4-环己二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为间苯二甲酸加入1，4-环己二醇后再加入1，4-丁二醇共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例8用长度80mm、细度6dtex的截面呈偏心鞘芯形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，所述复合纤维伸长率为35%，断裂强度为2.3cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为18(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率20%。在170190°C、0.41.2min的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数10个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为38个/25mm。其中聚酯为间苯二甲酸和丙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为间苯二甲酸加入丙二醇后再加入2_甲基-l，3-丙二醇共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例9用长度75mm、细度5dtex的截面呈偏心鞘芯形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，所述复合纤维伸长率为17X，断裂强度为2.7cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成60克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为5(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率20%。在160180°C、2.02.5min的工艺条件下进行热收縮，制成80克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数25个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为32个/25mm。其中聚酯为间苯二甲酸和丙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为间苯二甲酸加入丙二醇后再加入对苯二甲酸共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例10用长度65mm、细度7dtex的截面呈偏心鞘芯形状的聚酯/共聚酯复合纤维为原料，所述复合纤维伸长率为12X，断裂强度为3.9cN/dtex。经开松、混合、梳理、铺网、牵伸、水剌、烘干制成65克/平方米的水剌非织造布。烘干温度为9(TC。后整理时，采用有托网托持的烘箱进行热处理，布在纬向没有夹持。非织造布以相对拖网较快地速度铺放在托网上，超喂率25%。在150170°C、3.03.5min的工艺条件下进行热收縮，制成100克/平方米的弹性水剌非织造布。纤维在加工成非织造布前巻曲数18个/25mm，在加工成非织造布后巻曲数为47个/25mm。其中聚酯为对苯二甲酸和乙二醇按照现有技术聚合而成，共聚酯为对苯二甲酸加入乙二醇后再加入1，4-环己二醇共聚而成。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>同时，本发明还提供了如下检测例，以供参考检测例1本专利中弹性伸长回复率的试验办法是取样以弹力方向为长度取三条，有效尺寸为200mm，并做好标志。宽度为50mm。试验方法将试样长度方向的两端平整地紧固在强力仪夹持器内，用强力仪将样品拉到预定伸长值(设定为伸长率50%)，然后将夹具恢复到起始位置。取下样品静置3分钟，用钢板尺重新量取标志位置的长度L2。弹性回复率的计算弹性回复率=X100%"-乙o其中L。——原始长度，——加载负荷后的长度，L2——释放负荷后的长度。此外，本发明还提供了对比例以将本发明所述非织造布同现有技术普通非织造布进行比较比较例1项目弹性非织造布普通聚酯非织造布单位面积重量，g/m2100100拉伸强力(@伸长率50%)，N/5cm经向12.7经向346纬向2.9讳向266弹性回复率(@伸长率50%),%经向60经向10纬向70纬向15备注该非织造布在较小的拉伸力作用下就能产生形变，而且这种形变是可回复该非织造布具有较高的尺寸稳定性，一旦产生形变，回复率很低。而且当伸长率达到50%时，布已接近断裂。权利要求一种双组份复合纤维弹性非织造布，其特征在于，所述非织造布由伸长率为5～40％的纤维制成，所述纤维由热收缩性能不同的聚酯和共聚酯组成；所述非织造布纬向的弹性伸长率为30～90％，纬向弹性回复率为40～100％，经向的弹性伸长率为0～90％，经向弹性回复率为40～100％；其中优选为所述非织造布由伸长率为10～30％的纤维制成，所述非织造布纬向的弹性伸长率为40～85％，纬向弹性回复率为50～95％，经向的弹性伸长率为40～85％，经向弹性回复率为50～95％；更优选为所述非织造布由伸长率为15～20％的纤维制成，所述非织造布纬向的弹性伸长率为60～80％，纬向弹性回复率为80～90％，经向的弹性伸长率为60～80％，经向弹性回复率为80～90％。2.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于，所述纤维中聚酯和共聚酯重量比为io:9090:10，优选30:7070:30，更优选40:6060:40。3.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于，所述纤维细度为1.010dtex，优选为1.53.3dtex，更优选为23dtex;纤维长度为20100mm，优选3875mm，更优选4560mm。4.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于，所述纤维断裂强度为2.05cN/dtex，优选为34cN/dtex，更优选为3.33.7cN/dtex。5.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于，所述纤维在加工成非织造布前巻曲数530个/25mm，优选为820个/25mm，更优选为1216个/25mm;所述纤维在加工成非织造布后巻曲数为3050个/25mm，优选为3545个/25mm。6.—种权利要求15任意一项所述非织造布的加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤纤维经开松、混合、梳理、铺网、加固，制成非织造布，然后热处理，制成弹性非织造布；所述加固优选水剌处理或针剌处理；所述纤维为权利要求15任意一项所述的纤维。7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述水剌处理为水剌后还进行烘干，所述烘干温度范围为5020(TC，优选为7015(TC，更优选为80120°C。8.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述热处理为烘箱温度9021(TC，优选为120200。C，更优选为130180°C。9.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述热处理时间为0.210min，优选为0.53min，更优选为12min。10.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述热处理时超喂率为090%，优选为060%，更优选为2050%。全文摘要本发明涉及非织造布领域，提供一种弹性非织造布及其加工方法。本发明采用多组份复合纤维，经过开松、混合、梳理、铺网、水刺或针刺缠结，制成非织造布，然后进行热处理。其中水刺烘干温度范围为70～150℃，热处理烘箱温度为120～180℃，时间0.5～3min，超喂率范围为0～60％。本发明得到的非织造布具有良好弹性，克服了现有技术中只能采用价格昂贵的高弹性纤维制造弹性非织造布，且加工工艺复杂的缺陷。文档编号D04H1/435GK101713121SQ200810167159公开日2010年5月26日申请日期2008年10月7日优先权日2008年10月7日发明者刘东生,吴伟,张孝南,张聪杰,马咏梅申请人:东纶科技实业有限公司