專利名稱：一種彈性非織造材料基材及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紡織領域的非織造材料技術，具體為一種含有聚氨酯泡沫的高回彈性非織造材料基材及其制造方法，國際專利分類號擬為Int.Cl D01F1/09(2006.01)。
背景技術：
非織造材料作為一種纖維無序集合體相對于其它紡織品具有加工工藝簡單、相對價廉的優(yōu)點，在有限次使用、短期使用或用后可棄產(chǎn)品方面已有很多的應用。其中在很多應用領域，需要一種高回彈性、透氣性好的非織造材料，具有高回彈性、透氣性的非織造材料可以提供滿足人體舒適性的要求，如可作為更理想的汽車座位、座墊、頭墊以及鞋墊等材料使用。遺憾的是，常規(guī)的非織造材料主要是由非彈性的短纖或長絲組成的纖維網(wǎng)加固而成，回彈性有限，不能滿足實際需要要求，而由熱塑性彈性體直接加工得到的彈性非織造材料雖具有較高的拉伸回彈性，但由于加工工藝的限制，多以薄型為主，且受限于材料本身的特性，透氣性較差，成本也較高，不利推廣使用。
水性聚氨酯是以水作為分散介質(zhì)的聚氨酯，它可制成水溶性、膠乳或分散液的形式。水性聚氨酯具有優(yōu)異成膜性能，而且膜具有柔軟、高彈性，且不燃、無毒、無公害、無危險、省資源等特點，因此應用廣泛。特別是水性聚氨酯分散液可以通過機械、物理或化學方法進行發(fā)泡，發(fā)泡性能在織物后整理方面具有廣泛的應用，如中國申請專利200510113473.3報道了機械發(fā)泡水性聚氨酯分散液的涂層技術。該技術中水性聚氨酯作為織物的涂層使用，應用于織物的表面，僅在織物表面形成多孔彈性涂層，主要改善了織物的外觀，可作為人造革等材料使用，但由于該技術中水性聚氨酯對織物的應用不涉及織物內(nèi)部，不能賦予織物較好的回彈性，織物的整體彈性和透氣性也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，設計一種彈性非織造材料基材及其制造方法。這種彈性非織造材料基材的內(nèi)部包含有聚氨酯泡沫，具有整體高回彈性和良好透氣性，更好滿足人們對舒適性的需求。該制造方法是一種環(huán)保的彈性非織造材料基材的制造方法，且具有工藝實施簡便，成本較低等特點。
本發(fā)明解決所述彈性非織造材料基材技術問題的技術方案是，設計一種彈性非織造材料基材，其單位克重為80～800g/m2，且內(nèi)外部均勻固著6～50wt％的彈性聚氨酯泡沫。
本發(fā)明解決所述彈性非織造材料基材制造方法技術問題的技術方案是，設計一種彈性非織造材料基材的制造方法，它采用如下步驟首先配制含有發(fā)泡劑的均一狀態(tài)水性聚氨酯分散液，其固含量為5～60％，粘度為200～2000cps/25℃，所述發(fā)泡劑的加入量為每100份聚氨酯分散液中添加1-15份發(fā)泡劑；其次將所述分散液通過浸-軋方式施加到非織造材料基材上，基材克重為80～800g/m2，軋余率為40～200％；最后進行二分段或三分段加熱發(fā)泡即得，所述二分段加熱發(fā)泡工藝為第一段加熱發(fā)泡溫度為40～60℃，時間為2～3min；第二段加熱發(fā)泡溫度為110～140℃，時間為3～5min；所述三分段加熱發(fā)泡工藝為第一段加熱溫度為30～40℃，時間為2～3min；第二段加熱溫度為80～90℃，時間1～2min；第三段加熱溫度為130～140℃，時間為3～5min。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的彈性非織造材料基材是將含有發(fā)泡劑的粘合劑浸軋于織物上(包括織物內(nèi)部)，并在適當?shù)墓に囅逻M行發(fā)泡，使得織物內(nèi)部均勻含有固化泡沫，使基材具有整體高回彈性和良好透氣性特點，實施例所做克重為500g/m2的基材樣品透氣量可達70～120L/m2·s。本發(fā)明的彈性非織造材料基材制造方法具有環(huán)保性，且具有工藝簡便，無需新設備，成本較低，推廣容易等特點。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例進一步敘述本發(fā)明本發(fā)明設計的一種彈性非織造材料基材(以下簡稱基材)，其單位克重為80～800g/m2，優(yōu)選克重為200～500g/m2，且內(nèi)外部均勻固著6～50wt％的彈性聚氨酯泡沫。本發(fā)明所述的基材可以是通機械、熱、化學方法加固的任何非織造材料基材。實施例優(yōu)選針刺非織造材料基材。所述的彈性聚氨酯泡沫本身為現(xiàn)有技術。
本發(fā)明同時設計了所述彈性非織造材料基材的制造方法(以下簡稱制造方法)，它采用如下步驟1.配制水性聚氨酯分散液，按比例配制含有發(fā)泡劑的均一狀態(tài)水性聚氨酯分散液，要求其固含量為5～60％，粘度為200～2000cps/25℃，發(fā)泡劑的加入量或配比為每100份水性聚氨酯分散液中添加1-15份發(fā)泡劑。
本發(fā)明制造方法所述水性聚氨酯分散液的配制方法為已知技術，可以采用任何一種已知方法制備聚氨酯分散液。本發(fā)明實施例所述水性聚氨酯分散液是通過使包含聚醚多元醇(胺值為350～600mgKOH/g，羥值為350～750mgKOH/g)的多元醇組合物和有機多異氰酸酯反應而得到。本發(fā)明所述水性聚氨酯分散液的適宜固含量為5～60％，優(yōu)選固含量為15～30％；適宜的粘度為200～2000cps/25℃，優(yōu)選粘度為400～800cps/25℃。
本發(fā)明制造方法所述的發(fā)泡劑為目前常用的分解型化學發(fā)泡劑，包括偶氮二異丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二碳酸二異丙脂、偶氮甲酰胺甲酸鉀、N，N-二甲硝基五次甲基四胺、N，N-二甲基N，N-二亞硝基對苯二甲基酰胺、硬脂酸鹽(硬脂酸胺、硬脂酸鈉)、十二烷基苯磺酸鈉、碳酸氫鈉中的任意一種。發(fā)泡劑可優(yōu)選偶氮二異丁腈。發(fā)泡劑的加入量或配比為每100份水性聚氨酯分散液中添加1-15份發(fā)泡劑；較好的添加量為1-10份發(fā)泡劑，更理想的添加量是1-5份發(fā)泡劑。一般地，將發(fā)泡劑應用于聚氨酯分散液中只需要進行機械攪拌分散即可得到均一狀態(tài)的水性聚氨酯分散液。
2.浸—軋法加工，將所述分散液通過浸—軋方式施加到非織造材料基材上，要求基材克重為80～800g/m2，軋余率為40～200％。
本發(fā)明制造方法適用的基材具有廣泛性，可以是通機械、熱、化學方法加固的任何基材。實施例選用針刺非織造材料。所述的基材克重為80～800g/m2，優(yōu)選克重為200～500g/m2。
本發(fā)明制造方法所述將水性聚氨酯分散液施加于所述基材上的方法為浸—軋法，包括一浸一軋工藝和二浸二軋工藝。一般采用一浸一軋工藝。為增加處理產(chǎn)品的回彈性，也可以考慮二浸二軋工藝；浸—軋法工藝的適宜軋余率為40～200％，優(yōu)選的軋余率為60～120％。
3.分段加熱發(fā)泡，所述分段加熱發(fā)泡工藝一種實施方案為第一段加熱發(fā)泡溫度為40～60℃，時間為2～3min；第二段加熱發(fā)泡溫度為110～140℃，時間為3～5min。加熱發(fā)泡干燥后即可得到所述的高回彈性非織造材料基材。
本發(fā)明制造方法所述的分段加熱發(fā)泡工藝另一種實施方案為第一段溫度為30～40℃，停留時間為2～3min；第二段溫度為80～90℃，停留時間1～2min；第三段溫度為130～140℃，停留時間為3～5min。
本發(fā)明制造方法所述的分段加熱發(fā)泡可以采用的加熱方式為紅外加熱、烘筒加熱、烘箱加熱或拉幅定型烘干設備。
本發(fā)明由于發(fā)泡劑是通過浸—軋作用均勻進入到基材的內(nèi)外部，發(fā)泡劑分解形成的微孔包覆于基材整體纖維之間，因而可賦予基材很高的整體回彈性和良好的透氣性，適用于汽車座位、座墊、頭墊以及鞋墊、吸音材料等，滿足人們對舒適性的不斷追求。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。
以下給出本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明不受實施例的限制。
實施例1配制固含量為15％，粘度為300cps/25℃的聚醚軟質(zhì)聚氨酯分散液，加入2份偶氮二異丁腈分散均勻。用上述均勻分散有發(fā)泡劑的聚氨酯分散液對80g/m2克重的滌綸針刺非織造材料進行一浸一軋工藝處理，軋余率為60％。利用烘筒40℃預加熱2min，再進入130℃拉幅定型烘干設備加熱4min，進行二分段加熱發(fā)泡烘干處理后，即可得到本發(fā)明所述的彈性非織造基材。
實施例2配制固含量為30％，粘度為600cps/25℃的聚醚軟質(zhì)聚氨酯分散液，加入4份硬脂酸胺分散均勻。用上述分散有發(fā)泡劑的聚氨酯分散液對120g/m2克重的滌綸短纖針刺非織造材料進行一浸一軋工藝處理，軋余率為80％。利用烘筒60℃預加熱2min，再進入135℃拉幅定型烘干設備加熱4min，進行二分段加熱發(fā)泡烘干處理后，即可得到本發(fā)明所述的彈性非織造基材。
實施例3配制固含量為50％，粘度為800cps/25℃的聚醚軟質(zhì)聚氨酯分散液，加入7份十二烷基苯磺酸鈉分散均勻。用上述分散有發(fā)泡劑的聚氨酯分散液對120g/m2克重的滌綸短纖針刺非織造材料進行二浸二軋?zhí)幚?，軋余率分別為60％和70％。利用紅外預加熱3min，再進入140℃烘箱加熱6min，進行二分段加熱發(fā)泡烘干處理后，即可得到本發(fā)明所述的彈性非織造基材。
實施例4配制固含量為60％，粘度為1800cps/25℃的聚醚軟質(zhì)聚氨酯分散液，加入10份硬脂酸鈉分散均勻。用上述分散有發(fā)泡劑的聚氨酯分散液對200g/m2克重的熱軋非織造材料進行一浸一軋工藝浸軋?zhí)幚?，軋余率?20％。利用紅外預加熱3min，再進入140℃烘箱加熱5min，進行二分段加熱發(fā)泡烘干處理后，即可得到本發(fā)明所述的彈性非織造基材。
實施例5配制固含量為12％，粘度為400cps/25℃的聚醚軟質(zhì)聚氨酯分散液，加入5份十二烷基苯磺酸鈉分散均勻。用上述均勻分散有發(fā)泡劑的聚氨酯分散液對800g/m2克重的滌綸針刺非織造材料進行一浸一軋工藝處理，軋余率為80％。利用烘筒40℃預加熱2min，再進入烘箱80℃加熱2min，最后進入130℃拉幅定型烘干設備加熱3min，進行三段加熱發(fā)泡烘干處理后，即可得到本發(fā)明所述的彈性非織造基材。
權利要求
1.一種彈性非織造材料基材，其特征子在于它的單位克重為80～800g/m2，且內(nèi)外部均勻固著6～50wt％的彈性聚氨酯泡沫。
2.根據(jù)權利要求1所述的彈性非織造材料基材，其特征子在于它的單位克重為200～500g/m2。
3.一種彈性非織造材料基材的制備方法，它采用如下步驟首先配制含有發(fā)泡劑的均一狀態(tài)水性聚氨酯分散液，其固含量為5～60％，粘度為200～2000cps/25℃，所述發(fā)泡劑的加入量為每100份聚氨酯分散液中添加1-15份發(fā)泡劑；其次將所述分散液通過浸—軋方式施加到非織造材料上，軋余率為40～200％；最后進行二分段或三分段加熱發(fā)泡即得，所述二分段加熱發(fā)泡工藝為第一段加熱發(fā)泡溫度為40～60℃，時間為2～3min；第二段加熱發(fā)泡溫度為110～140℃，時間為3～5min；所述三分段加熱發(fā)泡工藝為第一段加熱溫度為30～40℃，時間為2～3min；第二段加熱溫度為80～90℃，時間1～2min；第三段加熱溫度為130～140℃，時間為3～5min。
4.根據(jù)權利要求3所述的彈性非織造材料基材的制備方法，其特征在于所述的水性聚氨酯分散液的固含量為15～30％，粘度為400～800cps/25℃；所述發(fā)泡劑的加入量為每100份聚氨酯分散液的中添加1-5份發(fā)泡劑；所述的軋余率為60～120％。
5.根據(jù)權利要求3或4所述彈性非織造材料基材的制備方法，其特征在于所述的非織造材料基材是針刺非織造材料基材，克重為80～800g/m2。
6.根據(jù)權利要求5所述彈性非織造材料基材的制備方法，其特征在于所述的非織造材料基材是針刺非織造材料基材，克重為200～500g/m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈性非織造材料基材及其制造方法。該基材的單位克重為80～800g/m
文檔編號D06M23/00GK101029456SQ20071005686
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權日2007年3月6日
發(fā)明者錢曉明, 粘偉誠, 莊旭品, 劉亞, 康衛(wèi)民 申請人:天津工業(yè)大學, 福建鑫華股份有限公司