制造拒水无纺保暖材料的方法及拒水无纺保暖材料的制作方法

制造拒水无纺保暖材料的方法及拒水无纺保暖材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种制造拒水无纺保暖材料的方法以及由该方法制造的拒水无纺保暖材料。本发明的制造拒水无纺保暖材料的方法包括在将主体纤维和任选的低熔点纤维通过非织造工艺形成纤网后，在纤网的一个或两个表面上以0.5-20克每平方米的比例喷洒拒水剂，然后在110-200摄氏度的温度加热2-10分钟。该方法可以快速、安全、低成本地制造拒水无纺保暖材料，并且制造出的拒水无纺保暖材料具有良好的拒水性，在干湿条件下均具有优异的保暖效果。
【专利说明】制造拒水无纺保暖材料的方法及拒水无纺保暖材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及保暖材料【技术领域】，更具体而言，涉及一种制造拒水保暖材料的方法及由其制造的拒水保暖材料。
【背景技术】
[0002]目前，市场上常见的保暖材料主要有天然絮片(包括棉花、羊毛、麻、蚕丝、木棉、竹纤维、羽绒等)和合成纤维絮片(如涤纶，锦纶，腈纶，丙纶、聚乳酸纤维、纤维素类纤维等)。天然絮片，如棉、羊毛、羽绒，由于本身的回潮率较高，如棉花的回潮率为8.5%，羊毛的回潮率为16%，在高湿度或雨雾条件下，其保暖性大大下降。尽管普通合成纤维的吸湿率较低，如涤纶仅为0.4%左右，丙纶0%，腈纶2%。但对于具有多空蓬松结构的无纺材料而言，水汽或水滴依然会渗透进入絮片，从而同样也降低了材料的保暖效果。
[0003]为了达到保暖材料的拒水效果，目前已有的技术包括在无纺材料上层压功能材料的层以起到保护、防水等预期效果的方法，如WO 2011019478A1，US 2010009112A1 ;用处理液浸溃织物而赋予其拒水性的方法，如JP8246347 ;以及处理纤维使其具有拒水性，然后制成无纺材料的方法，如US5770308，CN1136613A。但是无纺材料上层压其他层的方法需要更多的工艺步骤，而且增加了保暖材料的重量，并且层压对材料厚度有负面影响，从而影响保暖性。用处理液浸溃织物或处理纤维的方法需要大量的处理液，不仅增加了成本，而且还可能造成安全和环境问题。

【发明内容】

[0004]本发明旨在提供一种可以快速地、安全和低成本制造拒水无纺保暖材料的方法及用该方法制造的拒水无纺保暖材料。
[0005]为了达到上述目的，本发明在其一个方面提供一种制造拒水无纺保暖材料的方法，所述方法包括在将主体纤维和任选的低熔点纤维通过非织造工艺形成纤网后，在纤网的一个或两个表面上以0.5-20克每平方米的比例喷洒拒水剂，然后在110-200摄氏度的温度加热2-10分钟。
[0006]本发明在其另一方面提供一种可以通过本发明的方法制造的拒水无纺保暖材料。
[0007]本发明中使用的拒水剂可以是选自有机氟类型拒水剂、有机硅类型拒水剂、硅氟结合体类型拒水剂和碳氢拒水剂中的至少一种。
[0008]在本发明中，在形成纤网之后，在纤网的一面或两面喷洒拒水剂，然后通过加热使得拒水剂在无纺保暖材料表层的每根纤维表面上成膜，从而形成拒水纤网，由此获得的无纺保暖材料具有通过拒水剂的均匀成膜而形成的拒水表层，该拒水表层具有降低的表面能，从而具有拒水效果。
[0009]在本发明的无纺保暖材料包含低熔点纤维的情况下，低熔点纤维在加热下熔融，与周围的主体纤维粘合从而形成具有一定强度的纤网。并且，由于低熔点纤维的熔融和拒水剂的成膜在加热条件下同时进行，使得纤维对拒水剂的亲和力更强，拒水剂能够更均匀和牢固地形成拒水膜，从而增加了拒水无纺保暖材料的耐洗牢度。
[0010]本发明的拒水无纺保暖材料具有良好的拒水性，在干湿条件下均具有优异的保暖效果，并且可以快速、安全、低成本地制造。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是显示本发明拒水无纺保暖材料和普通无纺保暖材料的拒水效果的对比图(左边是普通无纺保暖材料样品，右边是本发明的拒水无纺保暖材料样品)；
[0012]图2是显示根据本发明实施例1的拒水无纺保暖材料的喷洒试验的图,其中图2A是喷洒过程的照片，图2B是喷洒后的照片。
[0013]图3是显示普通无纺保暖材料的喷洒试验的图，其中图3A是喷洒过程的照片，图3B是喷洒后的照片。
【具体实施方式】
[0014]1.制造拒水无纺保暖材料的方法
[0015]本发明的制造拒水无纺保暖材料的方法包括:在将主体纤维和任选的低熔点纤维通过非织造工艺形成纤网后，在纤网的一个或两个表面上以0.5-20克每平方米的比例喷洒拒水剂，然后在110-200摄氏度的温度加热2-10分钟。
[0016]在本发明中，在形成纤网之后，在纤网的一面或两面喷洒拒水剂，然后通过加热使低熔点纤维(如果有的话)熔融，与周围的主体纤维粘合形成具有一定强度的纤网，同时也使得拒水剂均匀成膜，从而形成拒水纤网。
[0017]拒水剂的喷洒量被控制在0.5-20克每平方米，优选2-10克每平方米，以使拒水剂能够均匀分布在无纺保暖材料表面上。
[0018]加热温度的选择是考虑拒水剂的成膜温度而定的，一般为110-200摄氏度，优选120-150摄氏度。
[0019]可用于本发明的拒水剂为具有拒水功能的化合物，包括有机氟类型拒水剂、有机硅类型拒水剂、硅氟结合体类型拒水剂和碳氢拒水剂，其中有机氟类拒水剂如:3M公司的一种保护剂，如Scotchgard? PM-3633, Huntsman公司的一种拒水剂，如OLEOPHOBOL? CP-SLA等；有机硅类拒水剂如:道康宁有机硅拒水剂等，硅氟结合体类型拒水剂如:大金公司的一种拒水剂，如UNIDYNE? TG-5521，碳氢拒水剂如:鲁道夫拒水剂。
[0020]本发明的拒水无纺保暖材料可以包含主体纤维和低熔点纤维，其中低熔点纤维的作用是通过熔融与周围的主体纤维粘合而形成具有一定强度的纤网。
[0021]可用于本发明的低熔点纤维熔点是本领域中常规的低熔点纤维熔点，其熔点一般在100-140摄氏度之间，规格为，0.7D-7D，长度20_90mm，包括聚酯低熔点纤维、聚乙烯/聚丙烯低熔点纤维，聚乳酸低熔点等。低熔点纤维可以具有皮芯结构，例如，改性PET/PETS芯结构，也可以具有并列结构，例如PP/PE并列结构。
[0022]低熔点纤维和主体纤维的比例一般为O: 100-30: 70，优选8: 92-15: 85。
[0023]主体纤维(S卩，常规纤维)可以包括实心纤维和中空纤维。实心纤维在纤网中主要起到填充空隙作用，而中空纤维主要起支撑作用，使絮片结构更加蓬松。实心纤维规格一般为0.5-15D，长度20-90mm，如2D*51mm涤纶纤维，或腈纶纤维等；中空纤维的规格一般为
0.5-15D，长度20-90mm，如3D*64mm或7D*64mm三维中空卷曲涤纶等。具体地，本发明的实心纤维可以选自合成纤维或纤维素纤维，横截面为圆形或异型截面，而中空纤维可以选自一孔或多孔型中空纤维。
[0024]可用于本发明的主体纤维可以是合成纤维、天然纤维(化纤)或天然纤维和合成纤维的混合纤维。天然纤维包括棉花纤维、麻纤维、蚕丝纤维、木棉纤维、竹纤维、羊毛纤维，或它们中的两种以上的混合体。合成纤维包括涤纶，锦纟仑，腈纟仑，丙纟仑，尼龙，聚乳酸纤维，纤维素纤维或它们中的两种以上的混合体。对于天然无纺材料絮片(棉等)可以采用有机氟或有机硅类型拒水剂，如Hunstman公司的一种拒水剂,OLEOPHOBOLtP-SLA等。对于化纤无纺材料(涤纶，腈纶，丙纶，尼龙等)，可以采用有机氟或有机硅类型拒水剂，如3M公司的一种拒水剂，Scotchgard?PM-3633,大金公司的一种拒水剂，UNIDYNE?TG_5521。
[0025]本发明中，用于制造化纤无纺保暖材料的非织造加工工艺包括非织造梳理交叉铺网或者非织造气流成网或纺粘成网或熔喷成网或湿法成网等。
[0026]另外，在成网之后，可以在喷洒拒水剂之前、或者与喷洒拒水剂同时进行喷胶工序。喷胶的作用是使纤网表面平滑，增加纤网强力。所用的胶水包括丙烯酸类或EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)类或聚氨酯类或酚醛类或环氧类胶水。胶水用量一般为2-15克每平方米。
[0027]2.拒水无纺保暖材料
[0028]本发明的拒水无纺保暖材料可以通过本发明的制造拒水无纺保暖材料的方法制造。
[0029]本发明的拒水无纺保暖材料的特征在于:在无纺保暖材料的一个或两个表面上具有拒水表层，该拒水表层通过使拒水剂在表层的每根纤维表面上均勻成膜而形成。
[0030]拒水表层可以存在于无纺保暖材料絮片的一个或两个表面上，拒水剂的量，以拒水剂在无纺布单位面积重量表示，为0.5-20gsm。在此范围内，可以在无纺保暖材料絮片表面上形成拒水剂均匀分布于其中的拒水表层。无纺保暖材料絮片的厚度一般为0.1-1Ocm,优选l-5cm,而拒水表层的厚度一般为0.01_2cm,优选0.3_lcm。
[0031]根据本发明，可以快速、安全、低成本地制造拒水无纺保暖材料，该拒水无纺保暖材料的一个或两个表面上具有拒水表层。图1显示了本发明拒水无纺保暖材料的拒水效果，图中左边是普通无纺保暖材料样品，右边是本发明的拒水无纺保暖材料样品。在本发明的拒水无纺保暖材料样品上，形成水滴，表明材料的表面能被显著降低，使得水不能浸润，从而具有拒水效果。
[0032]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。
[0033]实施例
[0034]实施例1
[0035]采用2D/51mm聚酯低熔点纤维(汇维仕公司生产汇维仕2080) 2kg，2D/51mm实心涤纶纤维(仪征化纤的2D实心纤维)8kg。经过开松梳理交叉铺网后，制成纤网。然后对纤网上表面喷洒拒水剂(3M思高洁?PM-3633)，纤网进入三层式烘箱，当其进入第二层烘干时，再对纤网下表面喷洒拒水剂。上下两面喷洒比例分别为0.5gsm，5gsm，20gsm。烘箱温度为120摄氏度，烘干时间为6-9分钟。然后再将烘干后的无纺材料卷绕包装。得到本发明的拒水无纺保暖材料样品1-3。
[0036]实施例2
[0037]采用4D/5 Imm聚乙烯/聚丙烯低熔点纤维(由广州艺爱丝公司生产的ES纤维)2kg，棉花纤维8kg，经过开松后，由气流成网制得纤网。然后按照实施例1中的工艺，采用有机氟拒水剂(如Hunstman公司的一种拒水剂，OLEOPHOBOL_ CP-SLA)，烘箱温度为145摄氏度，烘干时间为5-8分钟。喷洒比例三种:1.单面喷，2gsm ；2.双面喷，8gsm ；
3.双面喷，15gsm;制造本发明的拒水无纺保暖材料样品I’ -3，。
[0038]实施例3
[0039]根据AATCC22-2005标准，测量实施例的拒水无纺保暖材料样品和普通无纺保暖材料(梳理交叉铺网型涤纶保暖材料)的拒水效果。在规定的温湿度条件下，采用洒水喷淋仪，将样品固定在仪器上，然后喷淋250ml的具有显著红颜色的水，待水喷淋完毕之后，取下样品，抖甩2下后，观察样品表面水珠粘附情况。图2和3分别显示了拒水无纺保暖材料样品I和未用拒水剂处理的普通无纺保暖材料的喷洒试验结果。
[0040]测量样品在喷洒水之前和之后的重量，根据下式计算含水率:
[0041]含水率％=(喷洒水之后的重量-喷洒水之前的重量)/喷洒水之前的重量 X 100%
[0042]测量样品的保暖值Clo。Clo值定义为一个安静坐着或从事轻度脑力劳动的人，在室温25摄氏度，相对湿度小于50%，风速不超过0.1米秒的环境中，感觉舒适时，所穿衣服的热阻值为IClo。
[0043]测量结果显示在下表1中。
[0044]表1
[0045]
【权利要求】
1.一种制造拒水无纺保暖材料的方法，所述方法包括在将主体纤维和任选的低熔点纤维通过非织造工艺形成纤网后，在纤网的一个或两个表面上以0.5-20克每平方米的比例喷洒拒水剂，然后在110-200摄氏度的温度加热2-10分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其中加热温度为120-150摄氏度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述拒水剂是选自有机氟类型拒水剂、有机硅类型拒水剂、硅氟结合体类型拒水剂和碳氢拒水剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中低熔点纤维与主体纤维的比例为.O: 100-30: 70。
5.根据权利要求4所述的方法，其中低熔点纤维与主体纤维的比例为8: 92-15: 85。
6.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。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述低熔点纤维具有0.7D-7D，长度为20-90mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述低熔点纤维具有皮芯或并列结构。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述低熔点纤维包括聚酯低熔点纤维、聚乙烯/聚丙烯低熔点纤维、聚乳酸低熔点纤维。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述主体纤维是合成纤维、天然纤维或天然纤维和合成纤维的混合纤维。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述天然纤维包括棉花纤维、麻纤维、蚕丝纤维、木棉纤维、竹纤维、羊毛纤维，或它们中的两种以上的混合体。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述合成纤维包括涤纶，锦纶，腈纶，丙纶，尼龙，聚乳酸纤维，纤维素纤维或它们中的两种以上的混合体。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述主体纤维具有0.5-15D，长度为20-90mm。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述主体纤维为实心纤维或中空纤维。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述实心纤维选自:合成纤维或纤维素纤维，横截面为圆形或异型截面。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述中空纤维选自一孔或多孔型中空纤维。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述非织造工艺包括非织造梳理交叉铺网、非织造气流成网。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括在成网之后，在喷洒拒水剂之前、或者在喷洒拒水剂的同时进行喷胶工序。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述喷胶工序中使用的胶水包括丙烯酸类胶水、EVA类胶水、聚氨酯类胶水、酚醛类胶水、环氧类胶水或它们中的两种以上的混合体。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述胶水的用量为2-15克每平方米。
21.—种可以通过前述权利要求中任一项所述的方法制造的拒水无纺保暖材料。
22.根据权利要求21所述的拒水无纺保暖材料，其中所述拒水无纺保暖材料包含主体纤维和低熔点纤维。
23.根据权利要求21所述的拒水无纺保暖材料，其中在无纺保暖材料的一个或两个表面上具有由纤维和在纤维上成膜的拒水剂形成的拒水表层。
24.根据权利要求21所述的拒水无纺保暖材料，该材料的厚度为0.1-lOcm。
25.根据权利要求23所述的拒水无纺保暖材料，其中所述拒水表层的厚度为.0.01-2cm。
【文档编号】D06M101/32GK103882714SQ201210562432
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】许凤, 杨俊文, 赵国通, 邹伟, 葛玥 申请人:3M创新有限公司