CN108265405A - 一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料及其制备方法和应用，涉及非织造材料技术领域，所述静电纺多组分非织造材料包括下至上依次层叠设置的第一长纤维层、短纤维层和第二长纤维层，所述第一长纤维层、所述短纤维层和所述第二长纤维层通过热轧依次复合，所述短纤维层由熔喷纳米短纤维制备而成，所述第一长纤维层和第二长纤维层均由纺粘纳米长纤维制备而成，缓解了现有纺粘非织造材料和熔喷非织造材料均无法满足人们对亲肤纺织品技术问题，本发明提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料不仅具有良好的机械强度，而且蓬松柔软，吸水性好，能够满足人们对于亲肤吸水纺织品的要求。
Description
技术领域
本发明涉及非织造材料技术领域，尤其是涉及一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料及其制备方法和应用。
背景技术
非织造材料，又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布。非织造技术是纺织工业中最有发展前途的一种新技术，其生产突破了传统纺织原理，综合了纺织、化工、塑料及造纸等工业技术，充分利用了现代物理学、化学等学科的知识。因此，非织造材料的发达程度是衡量一个国家纺织工业技术进步的重要标志之一。
现有的非织造材料大多通过纺粘法或熔喷法等制备而成，纺粘法非织造材料强度高，纵横向性能接近，但其成网均匀度和蓬松吸水性较差，熔喷法非织造材料纤维直径细，孔隙率小，蓬松吸水性好，但是强度低，均无法满足人们对于亲肤吸水纺织品的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料，以缓解现有的纺粘非织造材料强度高，但成网均匀度和蓬松吸水性较差，熔喷非织造材料蓬松吸水性好，但是强度低，均无法满足人们对亲肤吸水纺织品要求的技术问题。
本发明提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，包括从下至上依次层叠设置的第一长纤维层、短纤维层和第二长纤维层，所述第一长纤维层、所述短纤维层和所述第二长纤维层通过热轧依次复合，所述短纤维层由熔喷纳米短纤维制备而成，所述第一长纤维层和第二长纤维层均由纺粘纳米长纤维制备而成。
进一步的，所述纺粘纳米长纤维选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
进一步的，所述纳米短纤维选自天然纤维、化学合成纤维或再生纤维中的至少一种；
优选地，所述熔喷纳米短纤维选自天然纤维、化学合成纤维或再生纤维中的至少一种；
优选地，所述熔喷纳米短纤维为化学合成纤维；
优选地，所述化学合成纤维选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
进一步的，所述纺粘纳米长纤维的直径为100-500nm；
优选地，所述熔喷纳米短纤维的直径为100-500nm。
进一步的，所述静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度为0.5-0.55mm；
优选地，所述第一长纤维层的厚度为0.17-0.2mm；
优选地，所述第二长纤维层的厚度为0.28-0.32mm；
优选地，所述短纤维层的厚度为0.03-0.05mm。
本发明的目的之二在于提供一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，包括如下步骤：
(a)制备纺粘纳米长纤维，并使其气流牵伸成网，制成第一长纤维层；
(b)在第一长纤维层上制备熔喷纳米短纤维，并使其成网制成短纤维层；
(c)在短纤维层上再次制备纺粘纳米长纤维，并使其气流牵伸成网，制得第二长纤维层；
(d)将第一长纤维层、短纤维层和第二长纤维层依次热轧复合，即制得静电纺纳米多组分纤维非织造材料。
进一步的，在步骤(a)中，纺粘纳米长纤维通过长丝模头挤出成型。
进一步的，在步骤(b)中，熔喷纳米短纤维通过熔喷喷射器喷淬成型。
进一步的，所述静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法还包括步骤(e)功能整理，包括亲水、抗菌、蓬松、柔软或抗静电中的至少一种整理工艺。
本发明的目的之三在于提供上述静电纺纳米多组分纤维非织造材料在面膜或湿巾上的应用。
本发明提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，通过纺粘纳米长纤维制备而成的第一长纤维层、熔喷纳米短纤维制备而成的短纤维层和纺粘纳米长纤维制备而成的第二长纤维层交错层叠设置，兼具纺粘非织造材料和熔喷非织造材料的优点，不仅具有良好的机械强度，而且蓬松柔软，吸水性好，能够满足人们对于亲肤吸水纺织品的要求。
本发明提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的结构示意图。
图标：10-第一长纤维层；20-短纤维层；30-第二长纤维层。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1为本发明实施例1提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的结构示意图；如图1所示，本发明实施例提供了一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料，包括从下至上依次层叠设置的第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30，第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30通过热轧依次复合，短纤维层20由熔喷纳米短纤维制备而成，第一长纤维层10和第二长纤维层30均由纺粘纳米长纤维制备而成。
本发明实施例提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，通过纺粘纳米长纤维制备而成的第一长纤维层10、熔喷纳米短纤维制备而成的短纤维层20和纺粘纳米长纤维制备而成的第二长纤维层30交错层叠设置，兼具纺粘非织造材料和熔喷非织造材料的优点，不仅具有良好的机械强度，而且蓬松柔软，吸水性好，能够满足人们对于亲肤吸水纺织品的要求。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，纺粘纳米长纤维依次通过聚合物切片与助剂混合、气流输送、螺杆挤压熔融、过滤和纺丝制备而成。
聚合物切片包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中一种或几种的组合物。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，熔喷纳米短纤维选自天然纤维、化学合成纤维或再生纤维中的一种或几种。
天然纤维包括但不限于棉、毛、麻和丝等。
化学合成纤维包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
再生纤维是用天然聚合物为原料、经化学方法制成的、与原聚合物在化学组成上基本相同的化学纤维。
再生纤维包括但不限于粘胶纤维、再生蛋白质纤维和富强纤维等。
在本发明实施例的进一步优选实施方式中，熔喷短纤维为化学合成纤维，其由聚合物颗粒依次经过气流输送、螺杆挤压熔融、过滤和熔喷制备而成。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，纺粘纳米长纤维的直径为100-500nm。
在本发明实施例的典型但非限制性的实施方式中，纺粘纳米长纤维的直径为100、150、200、250、300、350、400、450或500nm。
通过采用纺粘纳米长纤维制备第一长纤维层10和第二长纤维层30，使其成网更为均匀细密，以进一步提高静电纺多组分纤维非织造材料的机械强度。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，熔喷纳米短纤维的直径为100-500nm。
在本发明实施例的典型但非限制性的实施方式中，纺粘熔喷纳米短纤维的直径为100、150、200、250、300、350、400、450或500nm。
通过采用熔喷纳米短纤维制备短纤维层20，使其成网更为均匀细密，以进一步提高静电纺多组分纤维非织造材料的蓬松吸水性。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度为0.5-0.55mm。
在本发明实施例的典型但非限制性的实施方式中，静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度如为0.5、0.51、0.52、0.53、0.54或0.55mm。
通过将静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度设定为0.5-0.55mm，以使得静电纺纳米多组分纤维非织造材料既具有良好的机械强度，又具有良好的蓬松感和亲水性。当静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度小于0.5mm时，其静电纺纳米多组分纤维非织造材料的强度较差，无法满足亲肤纺织品领域的使用要求，当静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度大于0.55mm时，所制得的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的蓬松感和亲水性欠佳，无法满足亲肤纺织品的使用要求。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，第一长纤维层10的厚度为0.17-0.2mm。
在本发明实施例的典型但非限制性的实施方式中，第一长纤维层10的厚度如为0.17、0.18、0.19或0.2mm。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，第二长纤维层30的厚度为0.28-0.32mm。
在本发明实施例的典型但非限制性的实施方式中，第二长纤维层30的厚度如为0.28、0.29、0.3、0.31或0.32mm。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，短纤维层20的厚度为0.03-0.05mm。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，短纤维层20的厚度如为0.031、0.032、0.333、0.3034、0.035、0.036、0.037、0.038、0.039、0.04、0.041、0.042、0.043、0.044、0.045、0.046、0.047、0.048、0.049或0.05mm。
通过分别将第一纤维层的厚度设定为0.17-0.2mm，第二长纤维层30的厚度设定为0.28-0.32mm，短纤维层20的厚度设置为0.03-0.05mm，以使得静电纺纳米多组分纤维非织造材料的机械强度更高，更蓬松更柔软，吸水性更好。
在本实施例的优选实施方式中，静电纺纳米多组分复合水波纹非织造材料的克重为40-50g/m2。
当第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30的材质均为聚丙烯时，所制得的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的克重为40-50g/m2，其机械性能、蓬松性和亲水性更佳，试验结果如下表1所示：
表1静电纺纳米多组分纤维非织造材料性能数据表
从表1可以看出，当静电纺纳米多组分纤维非织造材料的克重为40-50g/m2时，其拉伸强度和断裂伸长率均较大，柔软性能好，蓬松吸水，符合亲肤纺织品的使用要求。
实施例2
本发明施例提供了实施例1所描述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，包括如下步骤：
(a)制备纺粘纳米长纤维，并使其气流牵伸成网，制成第一长纤维层10；
(b)在第一长纤维层10上制备熔喷纳米短纤维，并使其成网制成短纤维层20；
(c)在短纤维层20上再次制备纺粘纳米长纤维，并使其气流牵伸成网，制得第二长纤维层30；
(d)将第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30依次热轧复合，即制得静电纺纳米多组分纤维非织造材料。
本发明实施例提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，通过纺粘法制备第一长纤维层10后，再在第一长纤维层10上通过熔喷法喷淬纳米短纤维制成短纤维层20，再通过防粘法在短纤维层20上制备第二长纤维层30，最后通过压辊热轧使第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30复合一次成型，不仅使得三层之间的连接紧密稳定，而且简化了工艺，节约了大量的人力和物力，有效提升了生产效率。
现以第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30均为聚丙烯原料为例，对本发明实施例提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法进行说明，本发明实施例采用的加工设备为依次设置的第一长丝模头、熔喷喷射器和第二长丝模头。
本发明实施例提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法按照如下步骤进行制备：
(a)将聚丙烯母粒与其它助剂母粒混合，并通过气流输送至第一螺杆挤压熔融设备进行热熔，第一螺杆挤压熔融设备与第一长丝模头相连通，当聚丙烯母粒与其它助剂母粒熔融均匀后通过第一长丝模头上的喷丝孔进行喷射纺丝并在气流牵伸下成网，制得第一长纤维层10；
(b)将第一长纤维层10输送至熔喷喷射器的喷头下方，将聚丙烯母粒通过气流输送至第二螺杆挤压熔融设备进行热熔，第二螺杆挤压熔融设备与熔喷喷射器相连通，聚丙烯母粒熔融均匀后通过熔喷喷射器喷头上的喷丝孔喷射至第一长纤维层10上成网，制得短纤维层20；
(c)将层叠设置的第一长纤维层10和短纤维层20输送至第二长丝模头下方，第二长丝模头与第三螺杆挤压熔融设备相连通，熔融均匀的聚丙烯和其它助剂通过第二长丝模头上的喷丝孔进行喷射纺丝并气流牵伸下在短纤维层20上成网，制得第二长纤维层30；
(d)通过压辊对依次层叠设置的第一长纤维层10、短纤维层20和第二长纤维层30进行热轧，使三层热轧复合，即制得静电纺纳米多组分纤维非织造材料。
本发明实施例提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，结合了两种不同的成网技术，生产工艺具有许多优点和灵活性，可以根据产品的性能要求，分别调整第一长纤维层10、第二长纤维层30和短纤维层20的厚度比例，使得产品具有更优异的性能，满足客户需求。
在本发明实施例的优选实施方式中，静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法还包括步骤(e)功能整理，包括亲水、抗菌、蓬松、柔软、抗静电中的至少一种整理工艺。
通过对本发明提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料进行功能，以使其性能更佳优异，更能够满足用户的不同需求。
另外，需要说明的是，本发明提供的静电纺纳米多组分纤维非织造材料用于制造面膜和湿巾等亲肤纺织品，但不限于上述领域，本领域技术人员可以根据相关领域的需求采用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种静电纺纳米多组分纤维非织造材料，其特征在于，包括从下至上依次层叠设置的第一长纤维层、短纤维层和第二长纤维层，所述第一长纤维层、所述短纤维层和所述第二长纤维层通过热轧依次复合，所述短纤维层由熔喷纳米短纤维制备而成，所述第一长纤维层和第二长纤维层均由纺粘纳米长纤维制备而成。
2.根据权利要求1所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，其特征在于，所述纺粘纳米长纤维选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，其特征在于，所述熔喷纳米短纤维选自天然纤维、化学合成纤维或再生纤维中的至少一种；
优选地，所述熔喷纳米短纤维为化学合成纤维；
优选地，所述化学合成纤维选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，其特征在于，所述纺粘纳米长纤维的直径为100-500nm；
优选地，所述熔喷纳米短纤维的直径为100-500nm。
5.根据权利要求1所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料，其特征在于，所述静电纺纳米多组分纤维非织造材料的厚度为0.5-0.55mm；
优选地，所述第一长纤维层的厚度为0.17-0.2mm；
优选地，所述第二长纤维层的厚度为0.28-0.32mm；
优选地，所述短纤维层的厚度为0.03-0.05mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)制备纺粘纳米长纤维，并使其气流牵伸成网，制成第一长纤维层；
(b)在第一长纤维层上制备熔喷纳米短纤维，并使其成网制成短纤维层；
(c)在短纤维层上再次制备纺粘纳米长纤维，并使其气流牵伸成网，制得第二长纤维层；
(d)将第一长纤维层、短纤维层和第二长纤维层依次热轧复合，即制得静电纺纳米多组分纤维非织造材料。
7.根据权利要求6所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，纺粘纳米长纤维通过长丝模头挤出成型。
8.根据权利要求6所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，熔喷纳米短纤维通过熔喷喷射器喷淬成型。
9.根据权利要求6-8任一项所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤(e)功能整理，包括亲水、抗菌、蓬松、柔软或抗静电中的至少一种整理工艺。
10.根据权利要求1-5任一项所述的静电纺纳米多组分纤维非织造材料在面膜或湿巾上的应用。
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