聚烯烃/聚酯双组份纤维及其纺粘非织造布的制备方法

摘要

本发明属于纤维新材料领域，公开了一种聚烯烃/聚酯双组份纤维的制备方法，首先在聚酯分子链中填充端帽官能化的改性碳纳米管，通过共混造粒，制得聚酯复合物；然后将聚酯复合物与聚烯烃加入纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维；本发明还提供了一种采用上述聚烯烃/聚酯双组份纤维制备纺粘非织造布的制备方法。本发明用于制备高蓬松度的聚烯烃/聚酯双组份纺粘非织造布，通过控制热风温度和加热时间，实现聚酯分子链的充分解取向，提高了聚烯烃/聚酯双组份纤维的卷曲度，在制备高度蓬松的纺粘无纺布的过程中缩短了工艺路线，并降低了产品的成本与能耗。

说明书

技术领域

本发明属于纤维新材料领域，涉及一种双组份纺粘非织造布，具体涉及一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法。

背景技术

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。目前的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。而且随着人们生活水平的不断提高，人们对于非织造布材料性能的要求也越来越高，如柔软性、膨松性、强度及吸附性能，但现有的单组分纺粘或熔喷非织造布越来越难以满足要求，为了满足非织造布的应用需求，双组分纤维非织造布的制备方法逐渐应用于生产。因此提供一种新的高蓬松度的双组份纺粘非织造布的制备方法，在制备过程中实现纤维形成与卷曲一步完成，缩短工艺路线，降低产品成本与能耗对于相关领域内技术人员具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种聚烯烃/聚酯双组份纤维的制备方法，通过向聚酯中填充端帽官能化的改性碳纳米管，制备满足双组份流变行为匹配性的聚烯烃/聚酯双组份纤维；

本发明的另一个目的，是要提供一种纺粘非织造布的制备方法，通过控制热风温度和加热时间，实现聚酯分子链的充分解取向，提高聚烯烃/聚酯双组份纤维的卷曲度，并制备具有高度蓬松的纺粘非织造布。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚烯烃/聚酯双组份纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、在聚酯分子链中填充端帽官能化的改性碳纳米管，通过共混造粒，制得聚酯复合物；

S2、将聚酯复合物与聚烯烃加入纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维。

作为限定，步骤S1中，所述改性碳纳米管的端帽具有长链烷基酯/胺改性结构，所述长链烷基酯/胺中至少包括八个碳；所述改性碳纳米管为聚酯质量的0.1~2%；

所述聚酯为大有光PET，分子量为15000~22000，特性粘度0.62~0.68dL/g。

作为第二种限定，步骤S2中，所述聚烯烃与聚酯复合物的质量比为3:7至7:3；

所述聚烯烃为高密度聚乙烯，其分子量为40000~200000，熔融指数MI为0.62~1.3g/10min。

作为第三种限定，步骤S2中，所述聚烯烃/聚酯双组份纤维中，聚烯烃的取向度为1~10%，聚酯的取向度为30~50%。

作为第四种限定，所述聚烯烃/聚酯双组份纤维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。

本发明还提供了一种纺粘非织造布的制备方法，所述纺粘非织造布的制备方法采用所述的聚烯烃/聚酯双组份纤维制备，包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过气流牵伸后，形成纤网；

二、将纤网在热风下进行加热处理，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向，发生自卷曲，然后经热辊处理形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

作为限定，步骤一中，所述气流牵伸的速度为1000~6000m/min。

作为第二种限定，步骤二中，所述热风温度为70~120℃，加热时间为10~120s；

热辊温度为130~150℃，热辊处理时间为1~5s。

本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本发明通过在聚酯分子链中添加端帽官能化的改性碳纳米管，在满足双组份流变行为匹配性的条件下，通过高速气流作用，对聚酯分子链实现诱导取向，提高了聚酯分子链取向度；

（2）本发明制备纺粘非织造布的过程中，在成网工艺和热辊粘合工艺中间，添加了热风工艺，通过控制热风温度和加热时间，实现了聚酯分子链的充分解取向，提高了聚烯烃/聚酯双组份纤维的卷曲度；

（3）本发明中聚烯烃/聚酯双组份纤维的自卷曲行为是利用纤维在热处理过程中，聚烯烃、聚酯解取向度不同而引起收缩率差异获得的；

（4）本发明纺粘非织造布的制备方法实现了聚烯烃/聚酯双组份纤维卷曲一步完成，同时了缩短工艺路线，降低了产品成本与能耗。

本发明属于纤维新材料领域，用于制备高蓬松度的聚烯烃/聚酯双组份纺粘非织造布。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的超景深显微镜图；

图2是本发明实施例1制备的双组份高蓬松度的纺粘非织造布；

图3是本发明实施例2制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的超景深显微镜图；

图4是本发明实施例2制备的双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1 一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法

本实施例中制备聚烯烃/聚酯双组份纤维包括以下步骤：

S1、在5kg聚酯分子链中加入0.1%端帽处由长链烷基酯修饰的改性碳纳米管，投入双螺杆挤出机进行共混造粒，得到聚酯复合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，温度265℃，聚酯为大有光PET，其分子量为15000，特性粘度0.62dL/g；

S2、将5kg的聚酯复合物与5kg的高密度聚乙烯分别在投入双组份纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维，其中喷丝板中的喷嘴模头采用并列圆形，其中，本步骤中，高密度聚乙烯的分子量为80000，熔融指数MI为1.1g/10min。

本实施例中制备纺粘非织造布包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过速度为6000m/min的高速气流牵伸后，

使聚酯分子链发生取向，随后由摆丝铺网装置均匀地铺放在成网帘上形成纤网；

二、将纤网通过热风装置，在热风温度为80℃下，加热处理60s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向导致收缩，发生自卷曲；

然后经过热辊粘合装置，其中热辊温度为130℃，热辊处理时间为5s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维熔融，纤维与纤维之间相互黏连，固结成网，再经过分切收卷装置分切收卷后，形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

如图1所示为本实施例制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的超景深显微镜图，经过80℃热处理后，形成具有卷曲结构的聚烯烃/聚酯双组分纤维，经测试，其卷曲率为30个/inch。如图2所示为本实施例获得的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过热风处理和热辊后得到的双组份高蓬松度的纺粘非织造布，经测试其单位质量为35g/m

实施例2 一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法

本实施例中制备聚烯烃/聚酯双组份纤维包括以下步骤：

S1、在7kg大有光PET的分子链中加入0.1%端帽处由长链烷基酯修饰的改性碳纳米管，投入双螺杆挤出机进行共混造粒，得到聚酯复合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为400rpm，温度250℃，大有光PET的分子量为16000，特性粘度0.67dL/g；

S2、将7kg的聚酯复合物与3kg的高密度聚乙烯分别在投入双组份纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维，其中喷丝板中的喷嘴模头采用并列圆形，其中，本步骤中，高密度聚乙烯的分子量为100000，熔融指数MI为0.8g/10min。

本实施例中制备纺粘非织造布包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过速度为4000m/min的高速气流牵伸后，

使聚酯分子链发生取向，随后由摆丝铺网装置均匀地铺放在成网帘上形成纤网；

二、将纤网通过热风装置，在热风温度为70℃下，加热处理120s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向导致收缩，发生自卷曲；

然后经过热辊粘合装置，其中热辊温度为150℃，热辊处理时间为2s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维熔融，纤维与纤维之间相互黏连，固结成网，再经过分切收卷装置分切收卷后，形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

如图3所示为本实施例制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的超景深显微镜图，经过70℃热处理后形成具有卷曲结构的聚烯烃/聚酯双组分纤维，经测试其卷曲率为45个/inch。如图4所示为本实施例获得的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过热风处理和热辊后得到的双组份高蓬松度的纺粘非织造布，经测试其单位质量为15g/m

实施例3 一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法

本实施例中制备聚烯烃/聚酯双组份纤维包括以下步骤：

S1、在3kg聚酯分子链中加入0.8%端帽处由长链烷基胺修饰的改性碳纳米管，投入双螺杆挤出机进行共混造粒，得到聚酯复合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为300rpm，温度255℃，聚酯为大有光PET，其分子量为22000，特性粘度0.65dL/g；

S2、将3kg的聚酯复合物与7kg的高密度聚乙烯分别在投入双组份纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维，其中喷丝板中的喷嘴模头采用并列三角形，其中，本步骤中，高密度聚乙烯的分子量为80000，熔融指数MI为0.62g/10min。

本实施例中制备纺粘非织造布包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过速度为1000m/min的高速气流牵伸后，

使聚酯分子链发生取向，随后由摆丝铺网装置均匀地铺放在成网帘上形成纤网；

二、将纤网通过热风装置，在热风温度为100℃下，加热处理10s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向导致收缩，发生自卷曲；

然后经过热辊粘合装置，其中热辊温度为137℃，热辊处理时间为1s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维熔融，纤维与纤维之间相互黏连，固结成网，再经过分切收卷装置分切收卷后，形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

其中，本实施例制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的横截面为并列三角形，经过100℃热处理后，形成具有卷曲结构的聚烯烃/聚酯双组分纤维，经测试其卷曲率为15个/inch。将本实施例获得的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过热风处理和热辊后得到的双组份高蓬松度的纺粘非织造布，经测试其单位质量为50g/m

实施例4 一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法

本实施例中制备聚烯烃/聚酯双组份纤维包括以下步骤：

S1、在6kg聚酯分子链中加入1.5%端帽处由长链烷基胺修饰的改性碳纳米管，投入双螺杆挤出机进行共混造粒，得到聚酯复合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为350rpm，温度260℃，聚酯为大有光PET，其分子量为18000，特性粘度0.62dL/g；

S2、将6kg的聚酯复合物与4kg的高密度聚乙烯分别在投入双组份纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维，其中喷丝板中的喷嘴模头采用偏心圆形，其中，本步骤中，高密度聚乙烯的分子量为150000，熔融指数MI为1.0g/10min。

本实施例中制备纺粘非织造布包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过速度为5500m/min的高速气流牵伸后，

使聚酯分子链发生取向，随后由摆丝铺网装置均匀地铺放在成网帘上形成纤网；

二、将纤网通过热风装置，在热风温度为95℃下，加热处理100s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向导致收缩，发生自卷曲；

然后经过热辊粘合装置，其中热辊温度为145℃，热辊处理时间为3s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维熔融，纤维与纤维之间相互黏连，固结成网，再经过分切收卷装置分切收卷后，形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

其中，本实施例制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的横截面为偏心圆形，经过95℃热处理后，形成具有卷曲结构的聚烯烃/聚酯双组分纤维，经测试其卷曲率为35个/inch。将本实施例获得的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过热风处理和热辊后得到的双组份高蓬松度的纺粘非织造布，经测试其单位质量为35g/m

实施例5 一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法

本实施例中制备聚烯烃/聚酯双组份纤维包括以下步骤：

S1、在4kg聚酯分子链中加入2%端帽处由长链烷基酯修饰的改性碳纳米管，投入双螺杆挤出机进行共混造粒，得到聚酯复合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为260rpm，温度276℃，聚酯为大有光PET，其分子量为20000，特性粘度0.68dL/g；

S2、将4kg的聚酯复合物与6kg的高密度聚乙烯分别在投入双组份纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维，其中喷丝板中的喷嘴模头采用偏心圆形，其中，本步骤中，高密度聚乙烯的分子量为200000，熔融指数MI为0.9g/10min。

本实施例中制备纺粘非织造布包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过速度为3000m/min的高速气流牵伸后，

使聚酯分子链发生取向，随后由摆丝铺网装置均匀地铺放在成网帘上形成纤网；

二、将纤网通过热风装置，在热风温度为120℃下，加热处理78s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向导致收缩，发生自卷曲；

然后经过热辊粘合装置，其中热辊温度为140℃，热辊处理时间为4s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维熔融，纤维与纤维之间相互黏连，固结成网，再经过分切收卷装置分切收卷后，形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

其中，本实施例制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的横截面为偏心圆形，经过120℃热处理后，形成具有卷曲结构的聚烯烃/聚酯双组分纤维，经测试其卷曲率为25个/inch。将本实施例获得的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过热风处理和热辊后得到的双组份高蓬松度的纺粘非织造布，经测试其单位质量为70g/m

实施例6 一种聚烯烃/聚酯双组份纤维及纺粘非织造布的制备方法

本实施例中制备聚烯烃/聚酯双组份纤维包括以下步骤：

S1、在7kg聚酯分子链中加入0.5%端帽处由长链烷基胺修饰的改性碳纳米管，投入双螺杆挤出机进行共混造粒，得到聚酯复合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为280rpm，温度270℃；聚酯为大有光PET，其分子量为15000，特性粘度0.66dL/g；

S2、将7kg的聚酯复合物与6kg的高密度聚乙烯分别在投入双组份纺粘设备，经喷丝板生成聚烯烃/聚酯双组份纤维，其中喷丝板中的喷嘴模头采用并列“∞”型，其中，本步骤中，高密度聚乙烯的分子量为40000，熔融指数MI为1.3g/10min。

本实施例中制备纺粘非织造布包括以下步骤：

一、将得到的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过速度为2500m/min的高速气流牵伸后，

使聚酯分子链发生取向，随后由摆丝铺网装置均匀地铺放在成网帘上形成纤网；

二、将纤网通过热风装置，在热风温度为108℃下，加热处理40s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维中不同组分在温度驱动下解取向导致收缩，发生自卷曲；

然后经过热辊粘合装置，其中热辊温度为134℃，热辊处理时间为3s，使聚烯烃/聚酯双组份纤维熔融，纤维与纤维之间相互黏连，固结成网，再经过分切收卷装置分切收卷后，形成双组份高蓬松度的纺粘非织造布。

其中，本实施例制备的聚烯烃/聚酯双组份纤维的横截面为并列“∞”型，经过108℃热处理后，形成具有卷曲结构的聚烯烃/聚酯双组分纤维，经测试其卷曲率为20个/inch。将本实施例获得的聚烯烃/聚酯双组份纤维经过热风处理和热辊后得到的双组份高蓬松度的纺粘非织造布，经测试其单位质量为40g/m