专利名称：一种非织造复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及复合材料技术，特别是涉及一种采用熔喷非织造布生产工艺与气流成 网法非织造布生产工艺来制备的具有三明治结构的新型非织造复合材料及其制备方法。
背景技术：
非织造布生产方式多种多样，所生产的非织造布产品种类繁多，每一种非织造布 产品都具有其独特的性能，而非织造布产品的复合，尤其是不同非织造布产品的复合，可使 得复合后的非织造布产品在兼有复合前的每一种非织造布性能的基础上，赋予复合后的非 织造布产品新的性能。因而，近年来，世界各国都在研究非织造布的复合工艺及产品，并申 请了相应的专利例如，中国台湾专利公报第375664号报道了一种由纺粘非织造布与熔喷 非织造布复合而成的复合非织造布，该复合非织造布依序包括纺粘网层/ 一层以上的熔喷 网层/纺粘网层，此复合非织造布在阻隔性方面具有较佳的效果；中国专利CN1323574A报 道了一种复合非织造布，包括至少三层网层，其中至少一层网层为气流成网网层，至少一层 网层选自纺粘网层或熔喷网层；美国专利US4196245报道了一种将熔喷网层与其它网层， 如纺粘网层、湿法成网网层、梳理成网网层、气流成网网层等进行复合来制备复合非织造布 产品的方法；美国专利US 7600813报道了采用纺粘-熔喷-纺粘复合技术制成SMS非织造 布的方法，该产品用于汽车暂时保护性的座套；日本专利JP 2006-185381则报道了一种将 纺粘非织造布、熔喷非织造布与气流成网法非织造布复合，生产用于气体过滤的复合非织 造布技术。上述发明虽然涉及到熔喷非织造布与气流成网非织造布的复合技术，但在申请 人检索的范围内，尚未见到用两层熔喷纤维网夹一层气流成网纤维网，或两层熔喷非织造 布夹一层气流成网非织造布，并直接复合的文献报道。
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，提供一种非织造复合材料及 其制备方法。该复合材料具有三明治结构，上下两层为熔喷纤维网，中间层为气流成网纤维 网，或上下两层为熔喷非织造布、中间层为气流成网非织造布。该非织造复合材料可通过选 用不同的复合层而赋予非织造复合材料新的功能。该制备方法充分利用熔喷非织造材料与 气流成网非织造材料各自的良好过滤性能，采用三明治结构的独特设计，实现逐级过滤，而 赋予所制备的三明治结构的新型非织造复合材料极佳的过滤性能，且工艺简单，适于工业 化应用。本发明解决所述复合材料技术问题的技术方案是，设计一种非织造复合材料，其 特征在于该复合材料是上、下两层为熔喷纤维网或熔喷非织造布，中间层为气流成网纤维 网或气流成网非织造布的三明治结构，且气流成网纤维网以及纤维网层间的有效粘合、或 者气流成网非织造布本身以及非织造布层间的有效粘合，是气流成网纤维网或气流成网非 织造布中低熔点纤维熔融粘合所致；所述的上、下两层熔喷纤维网或熔喷非织造布的结构 相同或者不相同；所述低熔点纤维在气流成网纤维网或气流成网非织造布中的质量分数为10 20%。本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案之一是，设计一种本发明所述的非 织造复合材料的在线制备方法，该在线制备方法采用以下工艺把熔喷成网的喷丝头正对 着网帘喷射，使熔喷纤维网沉积在网帘上，形成熔喷纤维网，厚度为1 10mm，并随网帘一 起向前运行；此时，杂乱的纤维从气流成网的成形头自然落下后，在网帘下方的真空抽吸箱 的抽吸作用下，使得刚形成的气流成网纤维网附着在刚沉积在网帘上的熔喷纤维网上面， 其厚度为1 20mm，然后进入到另一段装有真空抽吸箱的网帘区域；此时，使另一熔喷装置 的喷丝头正对着网帘喷射，使其形成的熔喷纤维网又覆盖在气流成网纤维网的上面，其厚 度为1 10mm，形成上、下两层为熔喷纤维网，中间层为气流成网纤维网的上、中、下三层非 织造复合材料纤维网；三层复合材料纤维网紧接着进入到干燥箱中，在气流干燥或红外线 干燥作用下，使气流成网纤维网中的低熔点纤维熔融，实现气流成网纤维网本身及其与上 下两层熔喷纤维网的有效粘合，即得到所述的三明治整体结构的非织造复合材料。本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案之二是，设计一种本发明所述的非 织造复合材料的非在线制备方法，该非在线制备方法采用以下工艺将下层熔喷非织造布、 中间层气流成网非织造布、上层熔喷非织造布分别在三个退卷辊的作用下，依次铺在下方 装有真空抽吸箱的网帘上，形成上、中、下三层复合非织造材料结构，紧接着把该复合材料 送入到干燥箱中，在温度为70 120°C的热气流干燥或红外线干燥作用下，使气流成网非 织造布中的低熔点纤维熔融，实现气流成网非织造布本身及其与上、下两层熔喷非织造布 的有效粘合，即得到所述三明治整体结构的非织造复合材料。与现有技术相比，本发明的复合材料因采用了上、下两层为熔喷纤维网或熔喷非 织造布，中间层为气流成网纤维网或气流成网非织造布的三明治结构，因而可充分发挥两 种纤维网或两种非织造布的特点，实现逐级过滤，具有提高过滤效率的效果；本发明的制备 方法采用了在线复合或非在线复合工艺技术，与现有技术相比具有生产工艺简单、操作方 便、可灵活调节等特点。试验表明，本发明的复合材料做过滤材料时，对于粒径为3μπι固体 颗粒的过滤效率可达99. 99%。
图1为本发明非织造布复合材料制备方法一种实施例的在线复合工艺过程示意 图；图2为本发明非织造布复合材料制备方法另一种实施例的非在线复合工艺过程 示意图。
具体实施例下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明本发明旨在开发一种新型的非织造布复合材料，采用在线复合与非在线复合的方 式，得到一种三明治结构的复合材料，即上下两层为熔喷纤维网或熔喷非织造布，中间层为 气流成网纤维网或气流成网非织造布结构的复合材料，借助于熔喷非织造材料与气流成网 非织造材料各自的良好过滤性能，实现逐级过滤，而赋予所制备的三明治结构的新型非织 造复合材料极佳的过滤性能。
本发明设计的非织造复合材料(简称复合材料)，其特征在于该复合材料是上、下 两层为熔喷纤维网或熔喷非织造布，中间层为气流成网纤维网或气流成网非织造布的三明 治结构，且气流成网纤维网以及纤维网层间的有效粘合、或者气流成网非织造布本身以及 非织造布层间的有效粘合，是气流成网纤维网或气流成网非织造布中低熔点纤维熔融粘合 所致；所述的上、下两层熔喷纤维网或熔喷非织造布的结构相同或者不相同；所述低熔点 纤维在气流成网纤维网或气流成网非织造布中的质量分数为10 20%。本发明设计的非织造复合材料制备方法(简称制备方法，参见图1、2)，适用于制 备本发明所述的非织造复合材料，该制备方法可以有两种本质相同的工艺在线复合方法 和非在线复合方法。1在线制备方法在线制备方法采用以下工艺把熔喷成网的喷丝头正对着网帘喷射，使熔喷纤维 网沉积在网帘上，形成熔喷纤维网，厚度为1 10mm，并随网帘一起向前运行；此时，杂乱的 纤维从气流成网的成形头自然落下后，在网帘下方的真空抽吸箱的抽吸作用下，使得刚形 成的气流成网纤维网附着在刚沉积在网帘上的熔喷纤维网上面，其厚度为1 20mm，然后 进入到另一段装有真空抽吸箱的网帘区域；此时，使另一熔喷装置的喷丝头正对着网帘喷 射，使其形成的熔喷纤维网又覆盖在气流成网纤维网的上面，其厚度为1 10mm，形成上、 下两层为熔喷纤维网，中间层为气流成网纤维网的上、中、下三层非织造复合材料纤维网； 三层复合材料纤维网紧接着进入到干燥箱中，在气流干燥或红外线干燥作用下，使气流成 网纤维网中的低熔点纤维熔融，实现气流成网纤维网本身及其与上下两层熔喷纤维网的有 效粘合，即得到所述的三明治整体结构的非织造复合材料。
2非在线制备方法非在线制备方法采用以下工艺将一层(下层)熔喷非织造布、中间层气流成网非 织造布、另一层(上层)熔喷非织造布分别在三个退卷辊的作用下，依次铺在下方装有真空 抽吸箱的网帘上，形成上、中、下三层复合非织造材料，紧接着把该复合材料送入到干燥箱 中，在温度为70 120°C的热气流干燥或红外线干燥作用下，使气流成网非织造布中的低 熔点纤维熔融，实现气流成网非织造布本身及其与上、下两层熔喷非织造布的有效粘合，即 得到所述三明治整体结构的非织造复合材料。本发明复合材料及其制备方法所用的纤维原料是指任何可用于气流成网工艺的 纤维，但要求气流成网纤维网或气流成网非织造布中均含有质量分数为10 20%的低熔 点纤维。低熔点纤维既可采用单组份纤维，如聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、乙烯_丙烯共聚物 纤维、聚酰胺纤维或聚酯纤维等，也可采用双组份纤维，如聚丙烯/聚乙烯纤维(PP/PE)、聚 丙烯/聚酯纤维(PP/PET)、聚乙烯/聚酯纤维(PE/PET)或聚酰胺/聚乙烯纤维(PA/PE) 等，并且双组份纤维可采用并列型、皮芯型或橘瓣型结构等。本发明所述的制备方法虽然可以采用在线制备方法或非在线制备方法，但相对于 本发明所述的复合材料，两种制备方法的本质相同。从工艺角度看，在线制备方法采用纤维 原料喂入，两台熔喷设备与一台气流成网设备同时在线工作，连续生产(或复合)出所述的 产品复合材料，流程较长，控制点多，工艺复杂，但效率高，成本低，产品便于创新设计。而非 在线制备方法则直接采用非织造布喂入，经退卷复合后即生产出所述的产品复合材料，流 程短，工艺简单，但相对成本高，效率低，易受购买或生产的非织造布质量制约。
本发明未述及之处适用于现有技术。下面给出本发明的具体实施例，但本发明权利要求保护范围不受具体实施例的限 制。实施例1 采用在线复合工艺制备方法(参见图1)熔喷原料选用聚丙烯，熔喷成网的喷丝头11正对网帘7进行喷射，使熔喷聚丙烯 纤维网21沉积在网帘7上，并随网帘7 —起向前运行，此时，杂乱的棉短绒与低熔点聚乙烯 纤维(其在整体气流成网所需原料中的质量分数为20%)从气流成网的成形头3自然落下 后，在网帘7下方的真空抽吸箱51的抽吸作用下，使得刚形成的气流成网纤维网4附着在 刚沉积在成网帘7上的熔喷聚丙烯纤维网22上面，然后进入到另一段装有真空抽吸箱52 的网帘7区域，此时另一熔喷装置的喷丝头12正对网帘7进行喷射，使形成的熔喷聚丙烯 纤维网22覆盖在气流成网纤维网4的上面，形成上、中、下三层非织造复合材料纤维网，即 上、下两层为熔喷聚丙烯纤维网22、21，中间层为气流成网的棉短绒与低熔点聚乙烯纤维的 纤维网4。三层复合材料纤维网紧接着进入到干燥箱6中，在90°C热气流干燥作用下，使气 流成网的纤维网4中的低熔点聚乙烯纤维熔融，实现气流成网纤维网4本身及其与上、下两 层熔喷聚丙烯纤维网22、21的有效粘合，即得到具有三明治整体结构的新型非织造复合材 料。实施例2本实施例中熔喷工艺选用的材料为聚乙烯，其余制备工艺同于实施例1。实施例3本实施例中熔喷工艺选用的材料为聚丙烯，气流成网工艺采用的纤维为粘胶短纤 维和低熔点聚酯纤维，其余制备工艺同于实施例1。实施例4本实施例中熔喷工艺选用的材料为聚酯，其余制备工艺同于实施例1。实施例5本实施例中熔喷工艺选用的材料为聚酯和聚丙烯，即复合非织造材料的上、下两 层熔喷纤维网层分别为熔喷聚酯纤维网层22和熔喷聚丙烯纤维网层21，其余制备工艺同 于实施例1。实施例6本实施例中熔喷工艺选用的材料为聚酰胺，其余制备工艺同于实施例1。实施例7采用非在线复合工艺制备方法(参见图2)第一层(下层)熔喷聚丙烯非织造布91、中间层气流成网法非织造布(纤维原料 为棉短绒与低熔点聚酯(低熔点聚酯纤维的质量分数为10% ) 10、第二层(上层)熔喷聚 丙烯非织造布92分别在退卷辊81、82、83的作用下，依次铺在网帘7下方装有真空抽吸箱 51的网帘7上，形成三层复合非织造材料结构，然后该复合非织造材料送入干燥箱6中，通 过红外线干燥的方式，使气流成网非织造布10中的低熔点聚酯纤维熔融，实现气流成网非 织造布10本身及其与上、下两层熔喷聚丙烯非织造布92、91的粘合，从而形成具有三明治 结构的整体结构，即得所述的新型非织造复合材料产品。
实施例8本实施例中熔喷非织造布为聚酯熔喷布，其余制备工艺同于实施例7。实施例9本实施例中熔喷非织造布为聚乳酸熔喷布，其余制备工艺同于实施例7。实施例10本实施例中熔喷非织造布为聚丙烯熔喷布，气流成网工艺选用的纤维为粘胶纤维 和低熔点聚酯纤维(其质量分数为18% )，其余制备工艺同于实施例7。实施例11本实施例中熔喷非织造布为聚丙烯熔喷布，气流成网工艺选用的纤维为粘胶纤维 和双组份聚丙烯/聚乙烯纤维(其质量分数为12% )，双组份纤维采用并列型结构，其余制 备工艺同于实施例7。实施例12本实施例中熔喷非织造布为聚丙烯熔喷布，气流成网工艺选用的纤维为聚酯纤维 和双组份聚丙烯/聚乙烯纤维(其质量分数为15% )，双组份纤维采用橘瓣型结构，其余制 备工艺同于实施例7。
权利要求
一种非织造复合材料，其特征在于该复合材料是上、下两层为熔喷纤维网或熔喷非织造布，中间层为气流成网纤维网或气流成网非织造布的三明治结构，且气流成网纤维网以及纤维网层间的有效粘合、或者气流成网非织造布本身以及非织造布层间的有效粘合，是气流成网纤维网或气流成网非织造布中低熔点纤维熔融粘合所致；所述的上、下两层熔喷纤维网或熔喷非织造布的结构相同或者不相同；所述低熔点纤维在气流成网纤维网或气流成网非织造布中的质量分数为10～20％。
2.—种权利要求1所述的非织造复合材料的制备方法，一种本发明所述的非织造复合 材料的在线制备方法，该在线制备方法采用以下工艺把熔喷成网的喷丝头正对着网帘喷 射，使熔喷纤维网沉积在网帘上，形成熔喷纤维网，厚度为1 10mm，并随网帘一起向前运 行；此时，杂乱的纤维从气流成网的成形头自然落下后，在网帘下方的真空抽吸箱的抽吸作 用下，使得刚形成的气流成网纤维网附着在刚沉积在网帘上的熔喷纤维网的上面，其厚度 为1 20mm，然后进入到另一段装有真空抽吸箱的网帘区域；此时，使另一熔喷装置的喷 丝头正对着网帘喷射，使其形成的熔喷纤维网又覆盖在气流成网纤维网的上面，其厚度为 1 10mm，形成上、下两层为熔喷纤维网，中间层为气流成网纤维网的上、中、下三层非织造 复合材料纤维网；三层复合材料纤维网紧接着进入到干燥箱中，在气流干燥或红外线干燥 作用下，使气流成网纤维网中的低熔点纤维熔融，实现气流成网纤维网本身及其与上下两 层熔喷纤维网的有效粘合，即得到所述的三明治整体结构的非织造复合材料。
3.—种权利要求1所述的非织造复合材料的制备方法，该非在线制备方法采用以下工 艺将下层熔喷非织造布、中间层气流成网非织造布、上层熔喷非织造布分别在三个退卷辊 的作用下，依次铺在下方装有真空抽吸箱的网帘上，形成上、中、下三层复合非织造材料结 构，紧接着把该复合材料送入到干燥箱中，在温度为70 120°C的热气流干燥或红外线干 燥作用下，使气流成网非织造布中的低熔点纤维熔融，实现气流成网非织造布本身及其与 上、下两层熔喷非织造布的有效粘合，即得到所述三明治整体结构的非织造复合材料。
全文摘要
本发明公开一种非织造复合材料及其制备方法。该复合材料的特征在于该复合材料是上、下两层为熔喷纤维网或熔喷非织造布，中间层为气流成网纤维网或气流成网非织造布的三明治结构，且气流成网纤维网以及纤维网层间的有效粘合、或者气流成网非织造布本身以及非织造布层间的有效粘合，是气流成网纤维网或气流成网非织造布中低熔点纤维熔融粘合所致；所述的上、下两层熔喷纤维网的结构相同或者不相同；所述低熔点纤维在气流成网纤维网或气流成网非织造布中的质量分数为10～20％。该非织造复合材料的制备方法包括在线制备方法和非在线制备方法。
文档编号B32B5/26GK101880942SQ20101019
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者任元林, 刘晓辉, 康卫民, 徐玲, 程博闻 申请人:天津工业大学