CN118003726B - 一种抗静电絮片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及絮片的生成技术领域，它涉及一种抗静电絮片及其制备方法，其具体步骤为将基层作为最底层铺装后，依次在其端面上铺盖连接层和外层，从而构成待加工的基材，将基材绕于传送辊组上进行加热且挤压合成絮片，将絮片送至风冷固化，冷却后的絮片送至储藏，其中基材包括基层、外层和连接层，基层由第一中空纤维和第一尼龙纤维混合纺制而成，连接层包括低熔点纤维和至于其上下端面上的覆膜层，该覆膜层采用粘结剂制成，覆膜层的熔点低于低熔点纤维的熔点，本发明本产品絮片在生产减少了针刺的工艺，其性能高于针刺工艺的絮片，而且絮片有良好的物理性能、舒适性和耐水性强。
Description
技术领域
本发明涉及絮片的生成技术领域,更具体地说，它涉及一种抗静电絮片及其制备方法。
背景技术
目前喷胶棉絮片是以短纤维为主要原料，将多种长度、细度、功能的纤维先经过充分混棉，再经梳理成网，并层层叠加铺棉到一定厚度或克重后，喷洒粘合剂，热处理制成。
公告号CN112391738B，一种具有空气锁功能的保暖絮片及其制备方法，通过使用改性三维卷曲中空涤纶纤维配合粘胶纤维和ES纤维制备保暖絮片，使三维卷曲中空涤纶纤维作为框架支撑结构，保证了该保暖絮片的三维结构，使铺网后的保暖效果得以保持。其在生产过程中：第一步将粘胶纤维、ES纤维和改性三维卷曲中空涤纶纤维混合均匀得到纤维原料；然后将纤维原料进行两次开松后送入梳理机进行梳理形成纤维网；第二步将纤维网纤维采用杂乱辊重新排列，使纤维网纤维形成纵横交错的交叉结构；第三步将处理后的纤维网纤维送入铺网机进行铺网，得到纤维絮片；第四步将纤维絮片进行预针刺和下针刺，并在针刺的过程中向纤维絮片的表面喷洒双氧水，然后切片得到初级絮片；第五步将初级絮片送入常压等离子表面处理清洗机进行表面处理，然后得到保暖絮片。
上述现有技术采用的是的三种纤维材料混合再梳理的方式，该成型的絮片在实际过程中由于三种材料混合，梳理机的动态力度很难调节都合适的功率，故而会在梳理过程中对纤维造成损伤；其次采用针刺机对纤维絮片针刺来提高其物理性能，该道工序能耗高，特别是要经常对针刺机检修保养维护排查有无掉针掉落至絮片内。
例如公告号CN109267231A公开了种多层次、高密度的保暖絮片的制备方法，其将超细旦纤维或/和超细旦异形纤维、熔点100～160°C的低熔点纤维、普通纤维充分混匀，再进行开清；将开清过的纤维梳理成片状，再加热至100～150°C，保温1～30s，进行单层热定型，得到片状纤维；将多层片状纤维铺网成型，再加热至140～200°C，保温1～20min，进行整体热定型，裁剪，得到多层次、高密度的保暖絮片。
上述两种现有技术中共同点为通过低熔点纤维的受热变化的特性来实现各个不同纤维之间的相互连接固定，第一种现有技术中通过针刺的方式来进一步提高絮片的结构稳定性，第二种絮片的稳定性决定于其低熔点纤维的性能。
公告号CN115354443B公开了一种抗静电羊绒絮片的生产工艺，其采用的是制备导电纤维、将导电纤维、羊绒按照顺序进行叠加复合，导电纤维形成导电纤维层，羊绒形成羊绒层；羊绒层位于两层导电纤维层之间，导电纤维层和羊绒层之间通过黏结剂黏合，进行切边，得到抗静电羊绒絮片；
该现有技术需要通过黏结剂黏合，该种黏结剂构造复杂，成本极高，而且在絮片成型固化后，导致其柔软度降低，影响舒适度。当水洗几次后，絮片中会出现导电纤维层和羊绒层之间的黏合处产生缝隙形成分层的现象。
因此，我单位研究需要一种新的用于制备絮片方法，无需针刺的工序，能够提高絮片各纤维之间连接稳定。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种构造稳定，保暖性好的一种抗静电絮片及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种抗静电絮片，包括基层、覆盖在基层端面上的外层，基层和外层之间还有将两者固定成型的连接层，
所述基层由第一中空纤维和第一尼龙纤维混合纺制而成，其中第一中空纤维占混纺纤维的60wt%，
所述外层由第二中空纤维和第二尼龙纤维混合纺制而成，其中第二尼龙纤维占混纺纤维的80wt%，
连接层包括低熔点纤维和至于其上下端面上的覆膜层，该覆膜层采用粘结剂制成，
所述覆膜层的熔点低于低熔点纤维的熔点。
本发明进一步设置为：所述覆膜层和低熔点纤维通过喷涂工序连接，具有步骤如下：
将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为15℃-20℃，湿度为50%rh-65%rh，
喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为20cm-30cm，喷涂器在喷涂中的压力是2-5bar，最后经过冷却固化成型为连接层。
本发明进一步设置为：所述覆膜层喷涂的厚度为50-80微米。
一种用于制备抗静电絮片的方法，包括如下步骤：
S1、将基层作为最底层铺装后，依次在其端面上铺盖连接层和外层，从而构成待加工的基材；
S2、将基材绕于传送辊组上进行加热且挤压合成絮片，
S3、将絮片送至风冷固化，
S4、冷却后的絮片送至储藏。
本发明进一步设置为：步骤S2中包括如下步骤：
S21、基材首先通过用于对其预热的预热辊组，其中预热辊组上的温度为60℃-80℃，预热时间为5min-10min；
S22、基材经过预热后再进入加热辊组，在基材进入加热组后，加热组对基材开始升温加热，温度由110℃升温至150℃，升温过程中采用阶段式升温，以每10℃为一个阶段，每个阶段的升温时间保持15-20min。
本发明进一步设置为：所述步骤S22中对应以每10℃为一个阶段设有四组加热辊组，该四组加热辊组以前后顺序排列有四个升温温度，分别为110℃-120℃、120℃-130℃、130℃-140℃、140℃-150℃。
本发明进一步设置为：步骤S22中有实时监测基材受热温度状态的红外相机；
各个加热辊组通过温度控制系统调节其输出的加热温度。
本发明进一步设置为：所述温度控制系统包括PID控制器和温度传感器，温度传感器将加热辊组内的温度传递至PC端，由PID控制器调整加热辊组的温度。
对比现有技术的不足，本发明的有益效果为：
本产品絮片在生产减少了针刺的工艺，其性能高于针刺工艺的絮片，而且絮片有良好的物理性能、舒适性和耐水性强。
附图说明
图1为实施例1-实施例2的结合强度测试示意图；
图2为样品1、样品2的结合强度测试示意图；
图3为本发明的拒水性测试示意图；
图4为本发明弹性回缩的测试示意图。
具体实施方式
抗静电絮片：包括基层、覆盖在基层端面上的外层，基层和外层之间还有将两者固定成型的连接层。基层由第一中空纤维和第一尼龙纤维混合纺制而成，其中第一中空纤维占混纺纤维的60wt%；外层由第二中空纤维和第二尼龙纤维混合纺制而成，其中第二尼龙纤维占混纺纤维的80wt%；连接层包括低熔点纤维和至于其上下端面上的覆膜层，该覆膜层采用粘结剂制成，该粘结剂为聚氨酯。
构成覆膜层的聚氨酯熔点低于低熔点纤维的熔点。聚氨酯熔点采用的是为DIC生产的CRISVON 1836P系类，粘度为350～500dPa.S，熔点为105-120℃；低熔点纤维采用是杭州汇维仕生产的2D*51mm的低熔点纤维，其熔点是110℃-150℃。
覆膜层和低熔点纤维通过喷涂工序连接，具有步骤如下：
实施例1：将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为15℃，湿度为50%rh，喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为20cm，喷涂器在喷涂中的压力是2bar，覆膜层喷涂的厚度为50微米，最后经过冷却固化成型为一号连接层。
实施例2：将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为20℃，湿度为65%rh，喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为30cm，喷涂器在喷涂中的压力是5bar，覆膜层喷涂的厚度为80微米，最后经过冷却固化成型为二号连接层。
实施例3：将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为18℃，湿度为60%rh，喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为25cm，喷涂器在喷涂中的压力是4bar，覆膜层喷涂的厚度为70微米，最后经过冷却固化成型为三号连接层。
对比例1：将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为13℃，湿度为45%rh，喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为18cm，喷涂器在喷涂中的压力是1.5bar，覆膜层喷涂的厚度为40微米，最后经过冷却固化成型为四号连接层。
对比例2：将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为25℃，湿度为70%rh，喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为32cm，喷涂器在喷涂中的压力是6bar，覆膜层喷涂的厚度为90微米，最后经过冷却固化成型为五号连接层。
一种用于制备抗静电絮片的方法，包括如下步骤：
S1、将基层作为最底层铺装后，依次在其端面上铺盖连接层和外层，从而构成待加工的基材，
S2、将基材绕于传送辊组上进行加热且挤压合成絮片，具体为基材首先通过用于对其预热的预热辊组，其中预热辊组上的温度为80℃，预热时间为10min；
基材经过预热后再进入加热辊组，在基材进入加热组后，加热组对基材开始升温加热，温度由110℃升温至150℃，升温过程中采用阶段式升温，以每10℃为一个阶段设有四组加热辊组，每个阶段的升温时间保持15-20min，该四组加热辊组以前后顺序排列有四个升温阶段，分别为110℃-120℃、120℃-130℃、130℃-140℃、140℃-150℃。
在加热辊组外设有实时监测基材受热温度状态的红外相机，而且各个加热辊组通过温度控制系统调节其输出的加热温度。温度控制系统包括了温度传感器和PID控制器，其根据温度传感器测得的温度信号进行实时调整，确保温度稳定。再通过红外相机采取基材在被加热过程中的状态，从而调整基材在被加热的时间长短，即调控四个阶段升温时间，确保温度的梯度对基材加热的适宜度，从而确保基材受热均匀。
在加工时，由于聚氨酯的熔点低于低熔点纤维，故而采用预热的方式提高其活性，然后在加热时，聚氨酯首先融化，其融化后，在加热辊对其滚动挤压时，其融化的溶液会向低熔点纤维、基层和外层纤维层渗透，在此期间，由于温度是阶段性升温，低熔点纤维外皮慢慢也会融化和聚氨酯结合，而且随着挤压，聚氨酯溶液会附于低熔点纤维的内芯，促进其和外层和基层衔接，提高其结构强度。
S3、将絮片送至风冷固化，固化的时间为48h。
S4、冷却后的絮片送至裁切后储藏。
将一号连接层作为基材的原材通过上述制备方法形成实验体一；将二号连接层作为基材的原材通过上述制备方法形成实验体二；将三号连接层作为基材的原材通过上述制备方法形成实验体三；将四号连接层作为基材的原材通过上述制备方法形成实验体四；将五号连接层作为基材的原材通过上述制备方法形成实验体五。
结合现有技术，将本申请的中空纤维、尼龙纤维和低熔点纤维采用已知公告号CN112391738B的技术手段，其具体为第一步将中空纤维、尼龙纤维和低熔点纤维混合均匀得到纤维原料；然后将纤维原料进行两次开松后送入梳理机进行梳理形成纤维网；第二步将纤维网采用杂乱辊重新排列，使纤维网形成纵横交错的交叉结构；第三步将处理后的纤维网送入铺网机进行铺网，得到纤维絮片；第四步将纤维絮片进行预针刺和下针刺，然后切片得到生成对比样品1。
将本申请的中空纤维、尼龙纤维和低熔点纤维采用已知公告号CN115354443B的技术手段，其具体为将中空纤维和尼龙纤维生通过其公开的黏结剂黏合，从而生成对比样品2。
主要性能指标测试
对上述实验体一-实验体五生成的样品进行测试，主要包括结合强度、拒水性、压缩回弹性，其结果如下：
其中结合强度的检测采用的是通过万能材料测试机对絮片进行拉伸测试从而得到的数据。
如图1所示的结合强度测试示意图中：
实验体一延伸率达到29.8%，断裂强度为192.5Kpa；
实验体二的延伸率达到33.8%，断裂强度为196.5Kpa；
实验体三的延伸率达到32.4%，断裂强度为205.3Kpa；
实验体四的延伸率达到27.65%，断裂强度为150.2Kpa；
实验体五的延伸率达到36.8%，断裂强度为150.2Kpa；
实验体三的断裂强度是最高优选的，对比图2中对比样品1和对比样品2的数据，在纤维中利用粘结剂的方式能够提高纤维的延伸率，从而提高其延展性。本申请的纤维组合再无针刺的工艺下，能够实现其断裂强度高度针刺工艺的效果。
根据GB/T24218.16测量絮片材料的耐静水压性能，如图3所示：
本申请的实验体一-实验体五的数据明显高于比样品1和对比样品2的数据。
根据FZ/T64006测试样品的压缩回弹性，如图4所示：
本申请的实验体一-实验体五的数据明显高于比样品1和对比样品2的数据。
结合结合强度、拒水性、压缩回弹性的实验数据，采用实施例3为本申请的最优选择。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于制备抗静电絮片的方法，其特征在于：包括基层、覆盖在基层端面上的外层，基层和外层之间还有将两者固定成型的连接层，
所述基层由第一中空纤维和第一尼龙纤维混合纺制而成，其中第一中空纤维占混纺纤维的60wt%，
所述外层由第二中空纤维和第二尼龙纤维混合纺制而成，其中第二尼龙纤维占混纺纤维的80wt%，
连接层包括低熔点纤维和至于其上下端面上的覆膜层，该覆膜层采用粘结剂制成，
所述覆膜层的熔点低于低熔点纤维的熔点，
所述覆膜层和低熔点纤维通过喷涂工序连接，具有步骤如下：将低熔点纤维通过牵引机拉伸展开，通过喷涂器对其两个端面进行喷涂由聚氨酯溶液构成的粘结剂，在喷涂过程中环境温度为15℃-20℃，湿度为50%rh-65%rh，
喷涂器的喷涂口和低熔点纤维的距离为20cm-30cm，喷涂器在喷涂中的压力是2-5bar，最后经过冷却固化成型为连接层，覆膜层喷涂的厚度为50-80微米，
S1、将基层作为最底层铺装后，依次在其端面上铺盖连接层和外层，从而构成待加工的基材；
S2、将基材绕于传送辊组上进行加热且挤压合成絮片，
S3、将絮片送至风冷固化，
S4、冷却后的絮片送至储藏；
S21、基材首先通过用于对其预热的预热辊组，其中预热辊组上的温度为80℃，预热时间为10min，
S22、基材经过预热后再进入加热辊组，在基材进入加热组后，加热组对基材开始升温加热，温度由110℃升温至150℃，升温过程中采用阶段式升温，以每10℃为一个阶段设有四组加热辊组，每个阶段的升温时间保持15-20min。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备抗静电絮片的方法，其特征在于：所述步骤S22中对应以每10℃为一个阶段设有四组加热辊组，该四组加热辊组以前后顺序排列有四个升温温度，分别为110℃-120℃、120℃-130℃、130℃-140℃、140℃-150℃。
3.根据权利要求2所述的一种用于制备抗静电絮片的方法，其特征在于：步骤S22中有实时监测基材受热温度状态的红外相机；
各个加热辊组通过温度控制系统调节其输出的加热温度。
4.根据权利要求3所述的一种用于制备抗静电絮片的方法，其特征在于：所述温度控制系统包括PID控制器和温度传感器，温度传感器将加热辊组内的温度传递至PC端，由PID控制器调整加热辊组的温度。
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