一种高蓬松度无纺布的制备方法与流程

本发明涉及超细纤维无纺布领域，特别是涉及一种高蓬松度无纺布的制备方法。

背景技术：

无纺布是继机织和针织之外的一大类纺织品，由于其成型快、生产效率高，产品具有一定程度的柔软性、均一性和强度。经过针刺、水刺或热轧等工艺处理后的无纺布广泛地用于纸巾、擦拭纸、过滤材料、以及卫生护理用品、医疗用品等。例如，作为一次性的婴儿尿布(纸尿裤)，要求紧贴皮肤的无纺布面层柔软而蓬松，既有良好舒适性也有很好的吸附性能。一般地，无纺布及其纤维是通过热塑性的高分子通过熔融纺丝来制备。典型的纺粘无纺布是热塑性材料通过单螺杆机送入纺丝组件(箱体)，离开喷嘴的纤维经过高速气流拉伸，最后无规地成网于接收装置。

随着人们生活水平的提高，对无纺布制品的性能要求也越来越高，现有单组分纺粘或熔喷无纺布越来越难以满足要求。理想的纺粘材料要具有良好的物理性能，尤其是柔软性、强度和吸附性能。

为了满足无纺布的应用需求，双组分纤维无纺布的制备方法逐渐应用于生产。区别于混合双组份纤维，此处所指双组份纤维是指截面为并列或皮-芯结构的双组份纤维，如图1a、1b所示。

专利cn01803879.4提供了一种细分特且高度均匀聚酯双组份纤维；专利cn201380059922.3利用两组分的热塑性聚氨酯，其中一组分含部分交联剂(两组分熔点差10℃)，制备了双组份纤维；cn201280059833.4利用乙烯及共聚物制备了双组份纤维；cn03814823.4提供了聚对苯二甲酸丙二醇酯双组分纤维工艺，制备出并列型或偏心皮芯型双组分纤维；cn03803681.9给出了偏心的聚酯-聚乙烯的双组分纤维；专利cn200680042397.4给出了一种高卷曲聚酯双组份纤维，其中一组分包含聚亚烷基重复单元的聚合物多元醇。所有这些方法得到的双组份纤维与其相应的单组分纤维相比提高了纤维的蓬松度和柔软性。

聚烯烃，主要是pp、pe纤维无纺布产量大，市场应用广，尤其以医疗卫生材料应用量大。随着生活水平的提高，人们对产品的性能提出更高的要求。尽管pp、pe树脂双组份纤维相对弥补了其单组分纤维的部分缺陷，仍难以满足市场的要求。因此提高pp、pe双组份纤维的蓬松度及柔软性仍是无纺布科研及产业界面临的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高蓬松度无纺布的制备方法，通过加入功能助剂，使纤维高度卷曲、成网无纺布具有高度蓬松的结构、良好的手感。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种高蓬松度无纺布的制备方法，包括以下步骤：

(1)pp、pe组分的共混改性(pp+、pe+)：用双螺杆挤出机对原生pp或pe料进行改性，加入非离子表面活性剂和成核剂，进行共混造粒(切片)，得到双组份纤维组份a；

(2)以原生料pp或pe为组份b；将组份a和组份b分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，喷嘴模头采用皮芯或并列纤维截面形状(如图1a、1b所示)制备双组份纤维，控制热风温度80～280℃，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，皮芯双组份纤维为b组分为表皮、a组分为内芯的双组份纤维；并列双组份纤维为a组分和b组分并列的双组份纤维。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，步骤(1)中，所述非离子表面活性剂包括以下组分中的一种或多种：脂肪酸酯、脂肪醇的醚、甘油酸酯、聚烷氧基醇醚、聚烷氧基醇酯、硅氧烷酯、多糖酯以及它们的复合物；所述酯、醚化合物至少含有一条8个碳以上的烷基碳链。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，所述表面活性剂的加入量为0.5～5％，优选为1.5～3.5％。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，步骤(1)中，所述成核剂包括以下组分中的一种或多种：包括羧酸及其金属盐类；苯亚甲基山梨糖醇类；二芳基膦金属盐类；聚合物类；以及滑石、磷酸。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，所述羧酸及其金属盐类包括己二酸、己二酸铝、苯甲酸钠、己二酸钠、特丁基苯甲酸铝、苯甲酸钾、苯甲酸锂、萘酚钠。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，所述苯亚甲基山梨糖醇类包括苯亚甲基山梨糖醇、二苯亚甲基山梨糖醇及其衍生物；所述二芳基膦金属盐类包括2,2亚甲基双(4,6特丁基苯酚)膦钠盐(na-11，na-21)；所述聚合物类包括聚3-甲基1-丁烯、聚乙烯基环烷、聚乙烯基环硅烷。

本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法，其中，所述成核剂的加入量为0.1～1％，优选为0.1～0.3％。

采用本发明任一所述的高蓬松度无纺布的制备方法制得的高蓬松度无纺布。

同现有技术相比，本发明的突出效果在于：

本发明方法通过添加非离子表面活性剂和成核剂，使双组份的pp+/pp或pe+/pe具有不同的结晶温度和速度，在加工过程中，尤其在离开模头喷嘴后纤维受热风牵伸、降温时，两组分间具有不同的结晶温度和速度引起纤维的高度卷曲，从而提高了纤维网的蓬松度，增强了柔软性，获得了良好手感。

下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的高蓬松度无纺布的制备方法作进一步说明。

附图说明

图1a为并列双组份纤维的截面示意图；

图1b为皮芯双组份纤维的截面示意图；

图2a为实施例1的纤维发生蜷曲的扫描电镜照片；

图2b为原生纯pp料的单组份熔喷纤维的扫描电镜照片；

图3a为实施例2的纤维发生蜷曲的扫描电镜照片；

图3b为原生纯pp料的单组份熔喷纤维的扫描电镜照片。

具体实施方式

实施例1

一种高蓬松度无纺布的制备方法，包括以下步骤：

(1)pp组分的共混改性：用双螺杆挤出机对原生pp料进行改性，加入2.0％重量比的非离子表面活性剂(xl-70，巴斯夫)、0.1％重量比的己二酸，进行共混造粒(切片)，得到双组份纤维组份a；其中，原生pp料为中国石化产品：ys830。

(2)以原生料pp为组份b；将组份a和组份b分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，进行纺粘工艺的纺丝成网工艺，喷嘴模头采用并列纤维截面形状制备双组份纤维，控制热风温度110度，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。由于表面活性剂和成核剂的加入，使纤维加工过程中，在受热风拉伸时，产生不对称收缩，纤维发生蜷曲(如图2a)。作为对照，图2b给出了原生纯pp料的单组份熔喷纤维。

最终获得并列双组份pp+/pp纺粘纤维网，克重25g/m²。

实施例2

一种高蓬松度无纺布的制备方法，包括以下步骤：

(1)pp组分的共混改性：用双螺杆挤出机对原生pp料进行改性，加入2.5％重量比的非离子表面活性剂(硬脂酸异辛酯ehms，海安国力化工)、0.2％重量比的苯亚甲基山梨醇millad3905(美利肯，美国)，进行共混造粒(切片)，得到双组份纤维组份a；其中，原生pp料为中国石化产品：pph-m18。

(2)以原生料pp为组份b；将组份a和组份b分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，进行纺粘工艺的纺丝成网工艺，喷嘴模头采用并列纤维截面形状制备双组份纤维，控制热风温度110度，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。由于表面活性剂和成核剂的加入，使纤维加工过程中，在受热风拉伸时，产生不对称收缩，纤维发生蜷曲(如图3a)。作为对照，图3b给出了原生纯pp料的单组份熔喷纤维。

最终获得并列双组份pp+/pp纺粘纤维网，克重25g/m²。

实施例3

一种高蓬松度无纺布的制备方法，包括以下步骤：

(1)pe组分的共混改性：用双螺杆挤出机对原生pe料进行改性，加入2.5％重量比的非离子表面活性剂(硬脂酸异辛酯ehms，海安国力化工)、0.2％重量比的苯亚甲基山梨醇millad3905(美利肯，美国)，进行共混造粒(切片)，得到双组份纤维组份a；其中，原生pe料为中国石化(燕山石化)产品：5000s。

(2)以原生料pe为组份b；将组份a和组份b分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，进行纺粘工艺的纺丝成网工艺，喷嘴模头采用并列纤维截面形状制备双组份纤维，控制热风温度100度，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。由于表面活性剂和成核剂的加入，使纤维加工过程中，在受热风拉伸时，产生不对称收缩，纤维发生蜷曲。

最终获得并列双组份pe+/pe纺粘纤维网，克重28g/m²。

实施例4

一种高蓬松度无纺布的制备方法，包括以下步骤：

(1)pe组分的共混改性：用双螺杆挤出机对原生pe料进行改性，加入2.0％重量比的非离子表面活性剂(xl-70，巴斯夫)、0.1％重量比的己二酸，进行共混造粒(切片)，得到双组份纤维组份a；其中，原生pe料为韩国三星产品：y910a。

(2)以原生料pe为组份b；将组份a和组份b分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，进行纺粘工艺的纺丝成网工艺，喷嘴模头采用并列纤维截面形状制备双组份纤维，控制热风温度100度，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。由于表面活性剂和成核剂的加入，使纤维加工过程中，在受热风拉伸时，产生不对称收缩，纤维发生蜷曲。

最终获得并列双组份pe+/pe纺粘纤维网，克重28g/m²。

为突出本发明的有益效果，还进行了以下对比例实验。

对比例1

以往的双组份纤维蓬松无纺布主要是采用两种不同材料，如pp/pe等，其生产方法主要包括以下步骤：

将组份a：pp和组份b：pe分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，进行纺粘工艺的纺丝成网工艺，喷嘴模头采用并列纤维截面形状制备双组份纤维，控制热风温度100度，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。

最终获得并列双组份pp/pe纺粘纤维网，克重34g/m²。

对比例2

将组份a：pp和组份b：pe分别投入双组份纺丝机(熔喷或纺粘配置)的两单螺杆机的喂料口，进行纺粘工艺的纺丝成网工艺，喷嘴模头采用并列纤维截面形状制备双组份纤维，控制热风温度110度，使纤维中两组分发生不同速率的结晶收缩，从而发生蜷曲。

最终获得并列双组份pp/pe纺粘纤维网，克重38g/m²。

评价纤维卷曲弹性的指标有卷曲率、卷曲回复率、卷曲弹性率、卷曲伸长率、卷曲模量等等。目前用来测量纤维卷曲性能的国家标准有gb/t6506-2001《合成纤维变形丝卷缩性能试验方法》和gb/t14338-1993《合成短纤维卷曲性能试验方法》。将实施例1-4制得的无纺布同对比例1-2制得的非织造布进行卷曲弹性的评价，进行性能对比，见下表1。

表1

由上表的实验对比结果可见：

本发明实施例提供的无纺布的克重明显低于对比例，更低于一般单组分无纺布的克重(通常50-70g/m²)。所得双组份纤维无纺布的卷曲数、卷曲伸长率及回复率均优于对比例的无纺布。在高蓬松度情况下，本发明提供的无纺布既大大节约的材料，又提供了良好的手感。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。