专利名称：制造木棉保暖材料的方法及木棉保暖材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及保暖材料技术领域，更具体而言，涉及一种制造木棉保暖材料的方法及由其制造的木棉保暖材料。
背景技术：
木棉纤维来源于木棉科植物的果实，其纤维长度从几微米到几十微米不等，中间圆两头略尖，表面有一层蜡质，几乎无卷曲。纤维有内腔，中空度大于>80%。由于木棉纤维具有表面疏水性和中空度高的特性，目前已经将木棉纤维应用于救生衣系统，也有报道将其应用于海洋防油污产品。在木棉保暖材料方面，中国专利CN100383307C公开了一种木棉絮料的制造方法，选用木棉纤维，低熔点纤维以及单孔或多孔的卷曲纤维为原料。其披露的制造方法适合于制备具有四孔或七孔的纤维网，虽然达到了一定的蓬松度，但是手感偏硬，且在实际使用过程中容易跑毛。中国专利申请CN101177844A公开了一种木棉絮片及其生产方法。选用木棉纤维与纤维素纤维，聚酯多孔纤维以及三维卷曲纤维为原料。在传统工艺基础上其增加了对铺网工序中湿度的控制，以及杂乱牵伸和撒粉工艺，上粉率控制在3% 18%，实现了更好蓬松与抗菌防螨的功效。然而热熔粉的粘合效果有限，均匀性差，同样该工艺下的产品手感偏硬。中国专利CN1990947A公开了一种木棉纤维前处理的助剂，该助剂由丙烯酸酯，淀粉，聚乙烯醇和水组成，浸溃定型后进行纺纱。该方法容易导致纤维粘连，成块，不利于后续加工。中国专利CN102182065A公布了一种木棉纤维预处理方法。将有水，硅油和毛油组成的助剂喷洒在原料木棉上，并置于一定的温湿度下平衡20 26小时，可以改善木棉纤维的加工性。但是直接的喷洒并不能完全渗透所有的纤维，并且平衡时间长，如用于生产保暖材料将使得产能降低。然而对于木棉纤维加工成保暖絮片仍然存在以下问题(I)由于木棉纤维的比重小，在加工过程中容易飞扬到空气中，导致车间加工环境差，更重要的是一旦出现明火将会引起火灾；(2)由于木棉纤维的直径和长度比较分散，成网性差，这样会导致产品的质量不稳定，性能差异大，保暖性一般；(3)广大消费者除了对木棉纤维絮片的绿色，保暖效果诉求外，越来越重视其带给他们的柔软，舒适感。目前已报道的技术中显然没有从根本上解决以上难点。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种制造木棉保暖材料的方法，其中通过木棉纤维的预处理克服现有技术存在的安全缺陷。本发明的目的之二是提供一种制造木棉保暖材料的方法，其中通过控制供料方式克服成网性差，纤网质量不稳定的问题。本发明的目的之三是提供一种木棉保暖材料，使其具有柔软，舒适感。为实现以上技术目的，本发明采取以下的技术方案本发明的第一方面涉及一种制造木棉保暖材料的方法，该方法包括以下工序1、木棉纤维预处理；2、开松混棉；3、喂棉；4、成网；5、牵伸；7、喷胶；和8、后处理，其中所述的木棉纤维预处理包括对木棉纤维的防静电处理和同时进行的机械预混和，并且制造木棉保暖材料选用的纤维原料及其质量百分含量为10 30 %的天然木棉纤维，55 80 %的化学纤维和/或再生纤维，5 15%的低熔点纤维。在本发明的一个优选实施方案，在大于60%的湿度下进行木棉纤维预处理工序。更优选地，从木棉纤维预处理工序至成网工序全部在大于60%的湿度下进行。在本发明的另一个优选实施例方案中，在喂棉工序中，通过在10 50Hz范围内调节风量，精确控制喂棉量。本发明的另一方面涉及一种通过上述方法制造的木棉保暖材料。根据本发明，将木棉纤维、化学纤维和/或再生纤维、以及低熔点纤维混合，以木棉纤维为保暖材料，化学纤维和/或再生纤维调节手感，低熔点纤维为粘结体，对纤维网进行了更优化的组合，使得保暖材料手感柔顺、质地轻盈以及高效保暖。为家纺及服装业提供了更优异保暖材料。此外，通过在对木棉纤维防静电处理的同时进行机械预混和，同时控制工艺中的湿度条件(大于60% )，克服了木棉纤维易飞扬的问题。而且，通过在喂棉工序中在10 50Hz范围内调节风量，精确控制喂棉量，提高了成网的均匀性，克服了木棉纤维成网性差，纤网质量不稳定的问题。
图1是显示本发明方案1-6的木棉保暖材料和棉、纺丝棉、羊毛絮片、化学絮片的柔软度的对比图。
具体实施例方式1.木棉保暖材料的纤维原料本发明中，用于制造木棉保暖材料的纤维原料包括天然木棉纤维、化学纤维和/或再生纤维、和低熔点纤维。其中化学纤维是聚酯纤维和细旦聚丙烯纤维中的一种或两种的混合物，其细度为O. 44dtex 3. 33dtex，长度为32 64mm。优选的化学纤维的实例包括3. 33dtex的三维中空聚酯纤维和2. 2dtex的实心含硅聚酯纤维。再生纤维是再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维中的一种或两种的混合物，其细度为1.1ldtex 6. 67dtex，长度为32 64mm。优选的再生纤维的实例包括再生纤维素纤维。低熔点纤维是熔点范围在100-140°C之间的纤维，包括低熔点聚酯纤维，聚丙烯/聚酯复合纤维和聚丙烯纤维中的一种或两种或多种混合物，其细度为2. 22dtex 4. 44dtex，长度为32 64mm。在本发明的纤维原料中，天然木棉纤维的质量百分含量为10 30%，优选10 25%，化学纤维和/或再生纤维的质量百分含量为55 80%,优选60 70%,低熔点纤维的质量百分含量为5 15%，优选8 15%。
通过选择化学纤维、再生纤维和低熔点纤维的细度以及它们与木棉纤维之间的比例，本发明优化了形成纤维网的纤维的组合，使得保暖材料手感柔顺、质地轻盈且高效保暖。2.制造木棉保暖材料的方法本发明的制造木棉保暖材料的方法包括以下工序1、木棉纤维预处理；2、开松混棉；3、喂棉；4、成网；5、牵伸；7、喷胶；和8、后处理。木棉纤维预处理包括对木棉纤维的防静电处理和同时进行的机械预混和。防静电处理包括以1% 3%的重量百分比向天然木棉纤维喷洒抗静电剂，如水、硅油和毛油。另夕卜，木棉纤维预处理工序优选在大于60 %的空气湿度下进行。通过这样的预处理工序，使得木棉纤维不易飞扬到空气中，而且有利于随后的开松混棉等工序。开松混棉工序是将上述的天然木棉纤维、化学纤维和/或再生纤维、和低熔点纤维以规定的比例进行混合开松，制成絮层。喂棉工序是将絮层喂入成网工序中。在本发明中，通过在10 50Hz范围内调节风量，控制喂棉量。与常规的恒定功率喂棉工序不同，在本发明中，根据纤维原料组成、纤维粗细、成网性和稳定性调节风量(通过控制电机的频率实现)，可以适时而且精确地控制喂棉量，从而可以控制成网均匀性，克服木棉纤维成网性差，纤网质量不稳定的问题。成网工序包括梳理交叉铺网、气流成网、纺粘成网、熔喷工艺或湿法成网等。本发明优选梳理交叉铺网工艺。牵伸工序是对成网工序中形成的纤网进行牵伸，以提高纤网的均匀度和纤网层间的结合牢度。牵伸比优选为1:1.1 1: 1.6。喷胶工序的作用是提高最终产品的耐水洗性和防钻绒性。所用的胶水优选为水性胶水，包括但不限于纯丙乳液，苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液)，醋丙乳液(醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)，聚醋酸乙烯乳液等。本发明中，优选在纤网的两面上胶，喷胶量为 lg/m2 8g/m2。后处理工序包括烘干和冷却处理，在烘干处理的同时，可以任选进行用热烫平辊轻微烫平的处理。以下通过具体实施例更详细地描述本发明，这些实施例仅是示例性的，而不应理解为对本发明范围的限制。实施例实施例1 :选用纤维原料的组分及重量百分比为木棉纤维(印尼进口)30% ；2. 2dtex聚酯实心纤维(仪征化纤生产的YZW122型号产品)62% ；2. 2dtex低熔点聚酯纤维(汇维仕生产的Ull型号产品)8%。按以下工艺流程操作1、先把木棉纤维置于预混机中，然后将抗静电剂(水)以3%的比例喷洒于木棉纤维上，预混4小时，控制空气湿度>60% ;2、开松混棉；3、调节喂棉风量功率为20Hz ;4、梳理；5、交叉铺网；6、以1: 1.6牵伸比进行牵伸；
7、牵伸网两面喷胶(纯丙乳液，罗门哈斯公司生产的K2型号产品)，喷胶量为2g/m2 ;8、过烘箱(温度130°C )，经热烫辊轻微烫平，吹风装置进行冷却；9、收卷；10、包装。得到本发明方案I的木棉保暖材料样品。实施例2
选用纤维原料的组分及重量百分比为木棉纤维(印尼进口)24% ；2. 2dtex聚酯实心纤维(仪征化纤生产的YZW122型号产品)68% ；4. 4dtex低熔点聚酯纤维(远纺工业生产的SN-84501CM型号产品)8%。按以下工艺流程操作1、先把木棉纤维置于预混机中，然后将抗静电助剂(硅油)以1%的比例喷洒于木棉纤维上，预混2小时，控制空气湿度>60% ;2、开松混棉；3、调节喂棉风量功率为25Hz ;4、梳理；5、交叉铺网；6、以1:1.1牵伸比进行牵伸；7、牵伸网两面喷胶(聚醋酸乙烯乳液，北京中汇联合公司生产的VAE 707型号产品)，喷胶量为4g/m2 ;8、过烘箱(温度130°C )，经热烫辊轻微烫平，吹风装置进行冷却；9、收卷；10、包装。得到本发明方案2的木棉保暖材料样品。实施例3 选用纤维原料的组分及重量百分比为木棉纤维(印尼进口)24% ；3. 33dtex三维中空聚酯纤维(仪征化纤生产的YZK600型号产品)44% ；2. 2dtex实心含硅聚酯纤维(仪征化纤生产的YZW122型号产品)20% ；2. 2dtex低熔点聚酯纤维(远纺工业生产的SN-84501CM型号产品)12%。。按以下工艺流程操作1、先把木棉纤维置于预混机中，然后将抗静电助剂(水)以3%的比例喷洒于木棉纤维上，预混2小时，控制空气湿度>60% ；
2、开松混棉；3、调节喂棉风量功率为30Hz;4、梳理；5、交叉铺网；6、以1: 1.4牵伸比进行牵伸；7、牵伸网两面喷胶(纯丙乳液，罗门哈斯公司生产的K2型号产品)，喷胶量为lg/m2 ；
8、过烘箱(温度130°C )，经热烫辊轻微烫平，吹风装置进行冷却；9、收卷；10、包装。得到本发明方案3的木棉保暖材料样品。实施例4 选用纤维原料的组分及重量百分比为木棉纤维(印尼进口)15%;3· 33dtex三维中空聚酯纤维(仪征化纤生产的YZK600型号产品)53% ；2. 2dtex实心含硅聚酯纤维(仪征化纤生产的YZW122型号产品)20% ；2. 2dtex低熔点聚酯纤维(汇维仕生产的Ull型号产品)12%。。按以下工艺流程操作1、先把木棉纤维置于预混机中，然后将抗静电助剂(毛油)以1. 5%的比例喷洒于木棉纤维上，预混1. 5小时，控制空气湿度> 60% ;2、开松混棉；
3、调节喂棉风量功率为50Hz;4、梳理；5、交叉铺网；6、以1:1. 2牵伸比进行牵伸；7、牵伸网两面喷胶(纯丙乳液，罗门哈斯公司生产的K2型号产品)，喷胶量为8g/m2 ;8、过烘箱(温度130°C)，经热烫辊轻微烫平，吹风装置进行冷却；9、收卷；10、包装。得到本发明方案4的木棉保暖材料样品。实施例5 选用纤维原料的组分及重量百分比为木棉纤维(印尼进口)24%;3· 33dtex三维中空聚酯纤维(仪征化纤生产的YZK600型号产品)62%;0. 89dtex实心含硅聚酯纤维(远纺工业生产的SN8830S型号产品)6% ；2. 2dtex低熔点聚酯纤维(汇维仕生产的Ull型号产品)8%。按以下工艺流程操作1、先把木棉纤维置于预混机中，然后将抗静电助剂(硅油)以2. 5%的比例喷洒于木棉纤维上，预混2小时，控制空气湿度> 60% ;2、开松混棉；3、调节喂棉风量功率为15Hz ;4、梳理；5、交叉铺网；6、以1:1. 5牵伸比进行牵伸；7、牵伸网两面喷胶(醋丙乳液，宜兴金得利化工公司生产的YH-1型号产品)，喷胶量为6g/m2 ;8、过烘箱(温度130°C )，经热烫辊轻微烫平，吹风装置进行冷却；9、收卷；10、包装。得到本发明方案5的木棉保暖材料样品。实施例6
选用纤维原料的组分及重量百分比为木棉纤维(印尼进口)30% ；2. 2dtex再生纤维素纤维(吉林化纤生产的天竹型号产品)62%;2. 2dtex低熔点聚酯纤维(汇维仕生产的Ull型号产品)8%。按以下工艺流程操作1、先把木棉纤维置于预混机中，然后将抗静电剂(水)以2. 5%的比例喷洒于木棉纤维上，预混4小时，控制空气湿度> 60% ;2、开松混棉；3、调节喂棉风量功率为20Hz ;4、梳理；5、交叉铺网；6、以1:1. 3牵伸比进行牵伸；7、牵伸网两面喷胶(纯丙乳液，(罗门哈斯公司生产的K2型号产品)，喷胶量为4g/m2;8、过烘箱(温度120°C )，经热烫辊轻微烫平，吹风装置进行冷却；9、收卷；10、包装。得到本发明方案6的木棉保暖材料样品。主要性能指标测试对上述六个实施例的木棉保暖类材料主要性能指标进行测试，相同克重下其保暖值优于絮棉，涤棉，仿丝棉以及生态棉。表I性能测试比对表
权利要求
1.一种制造木棉保暖材料的方法，所述方法包括以下工序1、木棉纤维预处理；2、开松混棉；3、喂棉；4、成网；5、牵伸；7、喷胶；和8、后处理，其中所述的木棉纤维预处理包括对木棉纤维的防静电处理和同时进行的机械预混和，并且制造木棉保暖材料选用的纤维原料及其质量百分含量为10 30%的天然木棉纤维，55 80%的化学纤维和/或再生纤维，以及5 15%的低熔点纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的木棉纤维预处理在大于60%的湿度下进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的防静电处理包括以1% 3%的重量百分比向天然木棉纤维喷洒抗静电剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述的抗静电剂选自水、硅油和毛油。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的化学纤维是聚酯纤维和细旦聚丙烯纤维中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述的化学纤维的细度为O.44dtex 3. 33dtex,长度为32 64mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述的再生纤维是再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述的再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维的细度为1.1ldtex 6. 67dtex,长度为 32 64mm。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述低熔点纤维的熔点范围在100-140°C之间。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述的低熔点纤维是低熔点聚酯纤维，聚丙烯/聚酯复合纤维和聚丙烯纤维中的一种或两种或多种混合物。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述的低熔点纤维的细度为2.22dtex 4.44dtex,长度为 32 64mm。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在所述的喂棉工序中通过在10 50Hz范围内调节风量，控制喂棉量。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述的成网工序包括梳理交叉铺网、气流成网、纺粘成网、熔喷工艺或湿法成网。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述的牵伸工序中的牵伸比为1:1.1 I 1.6。
15.根据权利要求1所述的方法，其中从木棉纤维预处理工序至成网工序全部在大于60%的湿度下进行。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述的喷胶工序包括在纤网的两面上胶，喷胶量为 lg/m2 8g/m2。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所用胶水选自丙烯酸酯共聚物乳液乳液，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，以及聚醋酸乙烯乳液。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述的后处理工序包括烘干和任选的烫平处理，以及随后的冷却处理。
19.一种木棉保暖材料,所述木棉保暖材料通过根据上述权利要求中任一项所述的方法制造。
全文摘要
本发明涉及一种制造木棉保暖材料的方法及由其制造的木棉保暖材料。本发明的制造木棉保暖材料的方法包括以下工序1、木棉纤维预处理；2、开松混棉；3、喂棉；4、成网；5、牵伸；7、喷胶；和8、后处理，其中所述的木棉纤维预处理包括对木棉纤维的防静电处理和同时进行的机械预混和，并且制造木棉保暖材料选用的纤维原料及其质量百分含量为10～30％的天然木棉纤维，55～80％的化学纤维和/或再生纤维，5～15％的低熔点纤维。本发明克服了木棉处理中易飞扬、成网性差，纤网质量不稳定的问题，并且可以提供具有柔软舒适感的、高效保暖的木棉保暖材料。
文档编号D06M13/224GK103015035SQ20121057840
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者向红兵, 许凤, 付小栓, 赵国通 申请人:3M中国有限公司