双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布及其制备方法

摘要

本发明属于纤维材料加工领域，公开了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布及其制备方法，是将共聚酯和聚烯烃经喷丝，摆丝后，通过热风工艺和热辊工艺处理，再经分切收卷得到双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布。本发明提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的制备方法，工艺操作简短，便于操控，生产成本及能耗低。本发明的制备方法适用于制备双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布。

说明书

技术领域

本发明属于纺织材料加工领域，涉及一种纺粘非织造布的制备方法,具体地说是一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布及其制备方法。

背景技术

现有技术中纺粘非织造布由于其工艺流程短、产量高、产品机械性能好，广泛应用于婴儿纸尿裤、成人卫生用品、医用服装、过滤材料等领域。随着人们生活水平的不断提高，对非织造布材料性能要求也越来越高，如柔软性、膨松性、强度及吸附性能。热风非织造布是通过将短纤维进行机械卷曲后，利用烘燥设备上的热风穿透纤网，使之受热实现粘合与蓬松，制备蓬松度较高的非织造布，但其工艺路线长、产品的机械性能差，无法满足产品高需求应用。

其中，申请号为201410023549.2的中国发明专利申请，公开了一种双组份粗旦纺粘长丝无纺布。通过皮芯复合纺丝制备表面无扎点，透气量大，更为蓬松的双组份非织造布材料，但是该无纺布单位质量偏重，由于提高蓬松度，也使得布的厚度有一定程度的加大；

申请号为201811016920.7的中国发明专利申请，公开了一种高蓬松度无纺布的制备方法。使用的原料为PP和PE,通过向其中一组分中加入非离子表面活性剂和成核剂，利用双组分不同的结晶温度与结晶速度引起纤维的高度卷曲，从而制备高蓬松度的非织造布，但是该专利涉及的制备方法，由于PP和PE结晶速度均较快，通过添加成核剂提高组分之间结晶速度的差异可改善的空间较小，因此导致材料的卷曲率较低；

申请号为201811415911.5的中国发明专利申请，公开了一种双组份卷曲纺粘长丝无纺布，采取并列复合纺丝的方法获得带卷曲的纺粘长丝，再通过热风粘合制成纺粘非织造布，通过喷丝板直接制备的双组份纤维，未经任何热处理过程，其潜在卷曲势能无法全部释放，因此所形成的卷曲纤维其卷曲率低，且结构不稳定；

申请号为201820020878.5的中国实用新型申请，公开了一种高蓬松超柔软并列双组份纺粘非织造布生产线。

上述发明专利均是利用纤维在出喷丝孔冷却过程中，由于两组分的收缩应力不同造成纤维向一侧弯曲同时纤维沿着轴向扭曲从而形成纤维的自然卷曲进而制备蓬松非织造布，该方法形成的纤维，其卷曲率低，所制备非织造材料的蓬松度较低。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布及其制备方法，以达到缩短工艺路线、降低生产成本与能耗的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的制备方法，包括依次进行的以下步骤：

1）取对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯中的一种与乙二醇，再添加改性材料进行共聚酯反应，制备共聚酯；

2）称取共聚酯和高密度聚乙烯经喷丝、摆丝及热风工艺处理，形成蓬松纤网；

3）蓬松纤网经热辊工艺处理后，分切收卷，得自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布；

其中，所述高蓬松是指具有低密度网络结构的非织造材料，其在单位面积下具有较高的厚度/质量比值，参考标准为ASTM D5736-95（2001）;

作为本发明的限定，所述改性材料是乙二酸、丁二酸、环丙二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、对羧基苯甲酸、对羟乙基苯甲酸、5-甲基间苯二酸、2,5-二氯对苯二甲酸、间苯二甲酸磺酸钠、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、异戊二醇、1，6-己二醇、聚乙二醇、对苯二甲醇中的一种或两种；

作为本发明的另一种限定，所述的改性材料的添加量为共聚酯反应所用原料总重量的0.1%~20%；

作为本发明的第三种限定，所述高密度聚乙烯的分子量为40000~200000且熔融指数MI为0.62~1.3g/10min；

作为本发明的第四种限定，所述共聚酯与高密度聚乙烯的质量比为3:7~7:3；

作为本发明的第五种限定，所述喷丝的气流速度为4000~6000m/min；

作为本发明的第六种限定，所述热风工艺的温度、时间为10~120s；

作为本发明的第七种限定，所述热辊工艺的温度为130~150℃、时间为1~5s；

作为本发明的第八种限定，所述蓬松纤网的横截面为并列圆形、偏心圆形、并列“∞”型或并列三角形中的一种，见图5;

本发明还提供了所述的制备方法制备的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布；

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本发明所提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的制备方法，是由温度驱动进行，通过在双组份自卷曲纤维纺粘非织造布制备过程中的成网工艺和热辊工艺之间添加热风工艺，控制热风温度和处理时间，利用共聚酯-聚乙烯双组份纤维在热处理过程中解取向度不同引起的收缩率差异，实现聚酯组分中分子链的充分解取向，增加单位面积内纤维卷曲个数，提高双组份纤维的卷曲率；

（2）本发明所提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的制备方法中通过共聚酯化反应，在共聚酯的分子链中引入改性材料，提高分子链柔顺性，改变聚酯的结晶性能，降低聚酯的结晶速率，提高取向度，在高速气流的作用下，诱导分子链沿着牵伸方向规整排列，在后续热处理过程中，聚酯分子链解取向，使得聚酯组分收缩，两者产生较大的收缩差异，使材料其形成高蓬松度的纤网；

（3）本发明所提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的制备方法实现了纤维形成与卷曲一步成型，制备了具有高自蓬松度的纺粘非织造布，缩短工艺路线，降低了生产成本与能耗；

综上所述，本发明所提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的制备方法，不仅缩短了常规制备纺粘非织造布的工艺路线，而且在制备过程中双组份纤维发生自卷曲，从而提高所得纺粘非织造布的蓬松度。

本发明的制备方法适用于制备纺粘非织造布，尤其制备适用于双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布；制得的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布适用于婴儿纸尿裤、成人卫生用品、医用服装、过滤材料等领域。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1和图2分别为本发明实施例1所制备的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B1的超景深显微镜图和实物图；

图3和图4分别为本发明实施例7所制备的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B7的超景深显微镜图和实物图;

图5为本发明所提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的横截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B1的制备方法

本实施例为一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B1的制备方法，其制备方法包括如下步骤：

1）称取2.2kg 对苯二甲酸、3.3kg乙二醇、0.044kg Sb

2）称取5kg的共聚酯母粒与5kg分子量为40000的高密度聚乙烯（HDPE），分别投入双组份纺粘设备，将该设备的喷嘴模头设置为并列型制备双组份纤维丝，控制喷丝的气流速度为4000m/min，喷出双组份纤维丝。将双组份纤维丝经由摆丝铺网装置均匀铺放在成网帘上形成纤网，利用热风温度为70℃的热风装置处理纤网120s，使得双组份纤维发生卷曲，形成蓬松纤网A1；

3）蓬松纤网A1经过热辊温度为130℃的热粘合装置处理5s，使得蓬松纤网A1的双组份纤维相互黏连，固结成网，利用分切收卷装置分切收卷，得到双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布，标记为B1。

其中，步骤1）中所得的共聚酯母粒仅为优选方案，并不用来限制所得共聚酯状态；

所得双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B1的卷曲数为32个/inch，单位质量为35g/m

实施例2~6 双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B2~B6 的制备方法

实施例2~6 分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B2~B6的制备方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于部分相关工艺参数，具体工艺参数数据，见表1。

表1：双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B2~B6 制备工艺参数表

其它操作步骤与工艺参数均与实施例1相同。

实施例7~16双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B7~B16的制备方法

实施例7~16分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B7~B16的制备方法，其制备方法与实施例2基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为丁二酸、环丙二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、对羧基苯甲酸、对羟乙基苯甲酸、5-甲基间苯二酸、2,5-二氯对苯二甲酸或间苯二甲酸磺酸钠，其它步骤与工艺参数均与实施例2相同。

实施例17~22 双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B17~B22的制备方法

实施例17~22分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B17~B22的制备方法，其制备方法与实施例3基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为1,4-丁二醇、新戊二醇、异戊二醇、1，6-己二醇、聚乙二醇或对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例3相同。

实施例23~28双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B23~B28的制备方法

实施例23~28分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B23~B28的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为乙二酸和1,4-丁二醇、乙二酸和新戊二醇、乙二酸和异戊二醇、乙二酸和1，6-己二醇、乙二酸和聚乙二醇或乙二酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例29~34双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B29~B34的制备方法

实施例29~34分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B29~B34的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为环丁二酸和1,4-丁二醇、丁二酸和新戊二醇、丁二酸和异戊二醇、丁二酸和1，6-己二醇、丁二酸和聚乙二醇或丁二酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例35~40双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B35~B40的制备方法

实施例35~40分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B35~B40的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为环丙二酸和1,4-丁二醇、环丙二酸和新戊二醇、环丙二酸和异戊二醇、环丙二酸和1，6-己二醇、环丙二酸和聚乙二醇或环丙二酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例41~46双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B41~B46的制备方法

实施例41~46分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B41~B46的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为邻苯二甲酸和1,4-丁二醇、邻苯二甲酸和新戊二醇、邻苯二甲酸和异戊二醇、邻苯二甲酸和1，6-己二醇、邻苯二甲酸和聚乙二醇或邻苯二甲酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例47~52双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B47~B52的制备方法

实施例47~52分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B47~B52的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为间苯二甲酸和1,4-丁二醇、间苯二甲酸和新戊二醇、间苯二甲酸和异戊二醇、间苯二甲酸和1，6-己二醇、间苯二甲酸和聚乙二醇或间苯二甲酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例53~58双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B53~B58的制备方法

实施例53~58分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B53~B58的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为1,4-环己烷二甲酸和1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲酸和新戊二醇、1,4-环己烷二甲酸和异戊二醇、1,4-环己烷二甲酸和1，6-己二醇、1,4-环己烷二甲酸和聚乙二醇或1,4-环己烷二甲酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例59~64双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B59~B64的制备方法

实施例59~64分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B59~B64的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为对羧基苯甲酸和1,4-丁二醇、对羧基苯甲酸和新戊二醇、对羧基苯甲酸和异戊二醇、对羧基苯甲酸和1，6-己二醇、对羧基苯甲酸和聚乙二醇或对羧基苯甲酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例65~70双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B65~B70的制备方法

实施例65~70分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B65~B70的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为对羟乙基苯甲酸和1,4-丁二醇、对羟乙基苯甲酸和新戊二醇、对羟乙基苯甲酸和异戊二醇、对羟乙基苯甲酸和1，6-己二醇、对羟乙基苯甲酸和聚乙二醇或对羟乙基苯甲酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例71~76双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B71~B76的制备方法

实施例71~76分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B71~B76的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为5-甲基间苯二酸和1,4-丁二醇、5-甲基间苯二酸和新戊二醇、5-甲基间苯二酸和异戊二醇、5-甲基间苯二酸和1，6-己二醇、5-甲基间苯二酸和聚乙二醇或5-甲基间苯二酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例77~82双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B77~B82的制备方法

实施例77~82分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B77~B82的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为2,5-二氯对苯二甲酸和1,4-丁二醇、2,5-二氯对苯二甲酸和新戊二醇、2,5-二氯对苯二甲酸和异戊二醇、2,5-二氯对苯二甲酸和1，6-己二醇、2,5-二氯对苯二甲酸和聚乙二醇或2,5-二氯对苯二甲酸和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例83~88双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B83~B88的制备方法

实施例83~88分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B83~B88的制备方法，其制备方法与实施例4基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为间苯二甲酸磺酸钠和1,4-丁二醇、间苯二甲酸磺酸钠和新戊二醇、间苯二甲酸磺酸钠和异戊二醇、间苯二甲酸磺酸钠和1，6-己二醇、间苯二甲酸磺酸钠和聚乙二醇或间苯二甲酸磺酸钠和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例4相同。

实施例89~142双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B89~B142的制备方法

实施例89~142分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B89~B142的制备方法，其制备方法与实施例5基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为乙二酸和环丙二酸、乙二酸和邻苯二甲酸、乙二酸和间苯二甲酸、乙二酸和1,4-环己烷二甲酸、乙二酸和对羧基苯甲酸、乙二酸和对羟乙基苯甲酸、乙二酸和5-甲基间苯二酸、乙二酸和2,5-二氯对苯二甲酸、乙二酸和间苯二甲酸磺酸钠、丁二酸和环丙二酸、丁二酸和邻苯二甲酸、丁二酸和间苯二甲酸、丁二酸和1,4-环己烷二甲酸、丁二酸和对羧基苯甲酸、丁二酸和对羟乙基苯甲酸、丁二酸和5-甲基间苯二酸、丁二酸和2,5-二氯对苯二甲酸、丁二酸和间苯二甲酸磺酸钠、环丙二酸和邻苯二甲酸、环丙二酸和间苯二甲酸、环丙二酸和1,4-环己烷二甲酸、环丙二酸和对羧基苯甲酸、环丙二酸和对羟乙基苯甲酸、环丙二酸和5-甲基间苯二酸、环丙二酸和2,5-二氯对苯二甲酸、环丙二酸和间苯二甲酸磺酸钠、邻苯二甲酸和间苯二甲酸、邻苯二甲酸和1,4-环己烷二甲酸、邻苯二甲酸和对羧基苯甲酸、邻苯二甲酸和对羟乙基苯甲酸、邻苯二甲酸和5-甲基间苯二酸、邻苯二甲酸和2,5-二氯对苯二甲酸、邻苯二甲酸和间苯二甲酸磺酸钠、间苯二甲酸和1,4-环己烷二甲酸、间苯二甲酸和对羧基苯甲酸、间苯二甲酸和对羟乙基苯甲酸、间苯二甲酸和5-甲基间苯二酸、间苯二甲酸和2,5-二氯对苯二甲酸、间苯二甲酸和间苯二甲酸磺酸钠、1,4-环己烷二甲酸和对羧基苯甲酸、1,4-环己烷二甲酸和对羟乙基苯甲酸、1,4-环己烷二甲酸和5-甲基间苯二酸、1,4-环己烷二甲酸和2,5-二氯对苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸和间苯二甲酸磺酸钠、对羧基苯甲酸和对羟乙基苯甲酸、对羧基苯甲酸和5-甲基间苯二酸、对羧基苯甲酸和2,5-二氯对苯二甲酸、对羧基苯甲酸和间苯二甲酸磺酸钠、对羟乙基苯甲酸和5-甲基间苯二酸、对羟乙基苯甲酸和2,5-二氯对苯二甲酸、对羟乙基苯甲酸和间苯二甲酸磺酸钠、5-甲基间苯二酸和2,5-二氯对苯二甲酸、5-甲基间苯二酸和间苯二甲酸磺酸钠或2,5-二氯对苯二甲酸和间苯二甲酸磺酸钠，其它步骤与工艺参数均与实施例5相同。

实施例143~162双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B143~B162的制备方法

实施例143~162分别提供了一种双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B143~B162的制备方法，其制备方法与实施例6基本相同，区别仅在于所用改性材料分别为1,3-丙二醇和新戊二醇、1,3-丙二醇和异戊二醇、1,3-丙二醇和1，6-己二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇、1,3-丙二醇和对苯二甲醇、1,4-丁二醇和新戊二醇、1,4-丁二醇和异戊二醇、1,4-丁二醇和1，6-己二醇、1,4-丁二醇和聚乙二醇、1,4-丁二醇和对苯二甲醇、新戊二醇和异戊二醇、新戊二醇和1，6-己二醇、新戊二醇和聚乙二醇、新戊二醇和对苯二甲醇、异戊二醇和1，6-己二醇、异戊二醇和聚乙二醇、异戊二醇和对苯二甲醇、1，6-己二醇和聚乙二醇、1，6-己二醇和对苯二甲醇或聚乙二醇和对苯二甲醇，其它步骤与工艺参数均与实施例6相同。

实施例163 双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布的性能对比

本实施例采用传统纺粘非织造布制备工艺制备纺粘非织造布所用共聚酯分别为实施例1~6中所制得的共聚酯，经切片烘干、喂入，再通过熔融挤压纺丝，待冷却后进行牵伸、分丝、铺网，最后对纤网加固，得到传统纺粘非织造布C1~C6。

需要说明的是，实施例7~162中涉及的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B7~B162性能与B1~B6相差不大，所以选取双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B1~B6进行对比实验。

截取相同长度、面积的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布B1~B6和传统纺粘非织造布C1~C6，并分别对B1~B6和C1~C6进行性能测试（如，卷曲数、单位质量、蓬松度、厚度、透气量），所得结果如表2所示。

表2：纺粘非织造布性能数据表

通过表2中的数据显示，在采用相同原料的情况下，现用传统纺粘非织造布的制备工艺所制得的纺粘非织造布的卷曲率、单位质量、厚度、透气量均低于本发明所提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布，虽然其中有些数据如卷曲率相差不大，但在相近的卷曲率下，传统纺粘非织造布的单位质量和透气量，却明显没有利用本发明所提供的制备方法，制备出的纺粘非织造布单位质量轻，透气量大的优势。

综上所述，本发明提供的双组份自卷曲高蓬松纤维纺粘非织造布性能优异。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。