一種卷曲型纖維彈性無紡布及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了卷曲型纖維彈性無紡布及其制造方法，卷曲纖維橫截面含有兩種不同熔點的熱塑性原料聚異戊二烯和聚乙烯，熔點偏差超過100℃。兩種原材料在橫截面方向按照并列結(jié)構(gòu)、或偏心芯鞘結(jié)構(gòu)、或桔瓣結(jié)構(gòu)分布。采用熔融紡絲管式牽伸工藝，纖維在紡絲過程中，由于兩種原材料的熱收縮性不同，冷卻時纖維發(fā)生轉(zhuǎn)曲；在冷卻牽伸過程中，通過高速旋轉(zhuǎn)電極使帶有螺紋結(jié)構(gòu)的牽伸管旋轉(zhuǎn)，并帶動纖維的旋轉(zhuǎn)，從而得到高卷曲性纖維。纖維鋪網(wǎng)成網(wǎng)后經(jīng)過針刺或水刺固結(jié)成無紡布，該無紡布具有優(yōu)異的彈性，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、衛(wèi)生、服裝、工業(yè)等領(lǐng)域。
【專利說明】一種卷曲型纖維彈性無紡布及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種彈性無紡布材料及其制造方法，特別是纖維螺旋狀卷曲的彈性無紡布領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]無紡布近幾年得到了快速發(fā)展，全球非織造布的需求將以每年6.9%的速度增長，隨著無紡布需求與用量的增加，對無紡布的性能要求也越來越高，尤其是彈性無紡布，雖然生產(chǎn)工藝復(fù)雜和困難、制造成本高等制約著發(fā)展，但一直處于“供”遠遠不夠“求”。
[0003]國外對彈性非織造材料的研究較早。日本的Kanebo Limited公司通過一種介于紡粘與熔噴之間的交叉工藝生產(chǎn)出熱塑性聚氨酯彈性非織造布；金佰利公司早在90年代就申請專利，開發(fā)了三層復(fù)合彈性非織造材料；同期像寶潔、日本尤妮佳及陶氏化學(xué)等公司也申請了一些彈性非織造材料的專利。對彈性非織造材料結(jié)構(gòu)和性能的研究國外也較早。早期彈性非織造材料通過單一高聚物彈性體來生產(chǎn)，價格昂貴，限制了產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，且彈性原料的物理性質(zhì)也會給加工帶來一定困難。
[0004]國內(nèi)對彈性非織造材料的研究較少，主要集中在彈性膜和彈性絲與非織造材料的復(fù)合材料上，彈性膜本身透氣性差，而彈性絲對復(fù)合體的整體性要求較高，兩者一般都要通過離線的方式完成同非織造布的復(fù)合。
[0005]由于彈性非織造布可應(yīng)用于紡織、服裝、特殊用途紡織品等各種用途上，因此人們一直致力于應(yīng)用各種技術(shù)來生產(chǎn)彈性非織造布，目前非織造布的彈性改善主要有三種方式:①通過非織造布纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(如蓬松性)來實現(xiàn)；②通過使用高卷曲纖維，使織物的彈性得以部分實現(xiàn)；③通過彈性材料與其它柔性材料復(fù)合。
[0006]其中，通過高卷曲纖維實現(xiàn)彈性的方法方面，日本智所公司的專利《連續(xù)纖維無紡布及其制造方法》，專利申請?zhí)?6110489.9，雖然沒有授權(quán)，但是提出了一種復(fù)合連續(xù)纖維采用兩種熔點差至少為15°C的熱塑性樹脂復(fù)合紡制而形成的螺旋狀卷曲纖維，纖維的接觸點通過使位于螺旋狀卷曲體外側(cè)并具有低熔點的熱縮性樹脂熔融而互相粘接，形成彎曲。
[0007]日本大和紡織株式會社公布的專利《潛在卷曲性復(fù)合纖維及其制造方法、和纖維集合物、以及無紡布》，專利號為“ZL200480024458.5”，同樣公布了采用兩種熱收縮性和熔點不同的原料混紡，使用茂金屬催化劑技術(shù)，使得纖維具有卷曲性；
[0008]日本花王株式會社公布的專利《無紡布》，專利號“ZL200610058891.1”，公開了一種有助于提高布面手感、蓬松度的材料及其制造方法，利用卷曲性纖維的纖維網(wǎng)，使該纖維網(wǎng)的構(gòu)成纖維之間熔融粘合，在該熔融粘合的同時或之后使上述潛在卷曲性纖維表現(xiàn)出立體卷曲，然后實施軋光加工使表現(xiàn)出立體卷曲的纖維變形，并使纖維的卷繞方向相對于軸線方向傾斜。
[0009]日本三井化學(xué)株式會社公布的專利《卷曲復(fù)合纖維及包含該纖維的無紡布》，專利號“ZL200980142475.1”，同樣采用兩種熱塑性材料，不同熔點，采用偏心芯鞘結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，制備卷曲纖維，以提高材料的柔軟性、蓬松性、拉伸性能；
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]上面所述專利介紹的方法使纖維卷曲的程度有限，因此無法實現(xiàn)良好的彈性，為此，本專利公開一種彈性無紡布的制造方法，尤其是使纖維發(fā)生高度螺旋狀卷曲的制造方法及生產(chǎn)線；
[0011]一種彈性無紡布材料及其制造方法，原材料選用聚異戊二烯和聚乙烯，采用雙螺桿擠出紡粘工藝，復(fù)合紡絲時纖維橫截面采用并列結(jié)構(gòu)、或者偏心芯鞘結(jié)構(gòu)、或者桔瓣結(jié)構(gòu)，因兩種原材料熔點不同、熱收縮性不同，使纖維發(fā)生轉(zhuǎn)曲，再通過管式螺旋結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)牽伸，使纖維達到高度螺旋狀卷曲，而最終實現(xiàn)無紡布的彈性。其特征在于，該方法包括以下內(nèi)容:
[0012](I)原材料聚異戊二烯和聚乙烯體積比例為1: 4，聚異戊二烯的熔點36°C，聚乙烯的熔點140°C，熱收縮性不同；
[0013](2)旋轉(zhuǎn)牽伸是通過管式牽伸，牽伸管在高速旋轉(zhuǎn)電極的作用下旋轉(zhuǎn)，管內(nèi)部采用螺旋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為3mm，螺圈密度為5圈/IOcm ；
[0014](3)復(fù)合纖維在Icm長度內(nèi)轉(zhuǎn)曲至少3圈(1080° )以上，轉(zhuǎn)曲同時發(fā)生螺旋狀卷曲，收縮長度為300% ；
[0015](4)為了防止纖維在卷曲和轉(zhuǎn)曲過程中纖維粘連，在紡絲熔融階段加入防粘劑；
[0016](5)該無紡布成網(wǎng)后經(jīng)過針刺或水刺方法固結(jié)；
[0017]該發(fā)明專利具有以下優(yōu)點:
[0018]1、優(yōu)異的彈性性能
[0019]因纖維在橫截面上具有偏質(zhì)結(jié)構(gòu)，發(fā)生轉(zhuǎn)曲，而且在牽伸過程中產(chǎn)生了螺旋狀卷曲結(jié)構(gòu)，纖維彈性伸長率可達到300%以上，彈性回復(fù)率、拉伸強度等都非常優(yōu)異。
[0020]2、手感舒適
[0021]因纖維具有卷曲結(jié)構(gòu)，纖維與纖維之間存在較大空間，因此無紡布柔軟度好、蓬松度好，從而手感舒適。
[0022]3、應(yīng)用廣泛
[0023]在一次性個人護理領(lǐng)域，可應(yīng)用于紙尿褲、成人失禁褲的彈性腰圍、彈性耳朵部位，在醫(yī)用非織造布領(lǐng)域，可應(yīng)用于創(chuàng)可貼、繃帶、手術(shù)服的袖口、肘部等，以及口罩布領(lǐng)域等;
[0024]術(shù)語:
[0025]轉(zhuǎn)曲:是指兩種及兩種以上的原料在纖維中按照區(qū)域分布，由于原料的熔點、熱收縮性，在冷卻過程中纖維自身發(fā)生一定角度的轉(zhuǎn)向彎曲；
[0026]螺旋狀卷曲:是指纖維在冷空氣牽伸過程中，牽伸管的高速旋轉(zhuǎn)，牽伸管的內(nèi)壁具有螺旋狀凸起結(jié)構(gòu)，帶動牽伸空氣發(fā)生旋轉(zhuǎn)牽伸，使纖維發(fā)生卷曲，形狀類似彈簧一樣；
[0027]彈性腰圍:是指尿褲中腰圍部件；
[0028]彈性耳朵:是指尿褲前腰貼和后腰貼粘結(jié)部件；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1多組分纖維偏心芯鞘結(jié)構(gòu)、并列結(jié)構(gòu)、桔瓣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2纖維螺旋卷曲示意圖；[0031]圖3螺旋卷曲纖維無紡布生產(chǎn)線示意圖；
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施情況，但它們并不夠成對本發(fā)明的限定，僅作舉例。同時通過說明本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。
[0033]本專利采用聚異戊二烯(I)(熔點36°C )和聚乙烯(2)(熔點140°C )，纖維橫截面兩種成分按照偏心芯鞘結(jié)構(gòu)分布，比例為1: 4，如圖1所示；采用熔融紡絲工藝，如圖3所示，雙螺桿熔融擠壓紡絲工藝，原材料聚異戊二烯(I)經(jīng)過料斗11和料斗12加入到熔融擠出裝置(16)、(17)，聚乙烯⑵經(jīng)過料斗11和料斗12也加入到熔融擠出裝置(16)、(17)，經(jīng)過熔融擠出并經(jīng)過管式牽伸(14)、(15)，牽伸管在高速旋轉(zhuǎn)電極的作用下旋轉(zhuǎn)，管內(nèi)部采用螺旋狀結(jié)構(gòu)，螺旋狀凸出高度為3mm，IOcm內(nèi)有5圈螺旋結(jié)構(gòu)；冷卻牽伸時纖維發(fā)生轉(zhuǎn)曲，在Icm長度內(nèi)轉(zhuǎn)曲1210°，轉(zhuǎn)曲同時發(fā)生螺旋狀卷曲，收縮長度為400%，形成螺旋狀卷曲纖維9，鋪網(wǎng)到網(wǎng)簾(19)，最后到固結(jié)針刺裝置(20)最終形成彈性無紡布(21)。
【權(quán)利要求】
1.一種彈性無紡布材料及其制造方法，原材料選用聚異戊二烯和聚乙烯，采用雙螺桿擠出熔融紡絲工藝(紡粘法)，復(fù)合紡絲時纖維橫截面采用并列結(jié)構(gòu)、或者偏心芯鞘結(jié)構(gòu)、或者桔瓣結(jié)構(gòu)，因兩種原材料熔點不同、熱收縮性不同，使纖維發(fā)生轉(zhuǎn)曲，再通過管式螺旋結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)牽伸，使纖維達到高度螺旋狀卷曲，而最終實現(xiàn)無紡布的彈性。其特征在于，該方法包括以下內(nèi)容: (1)原材料聚異戊二烯和聚乙烯體積比例為1: 4; (2)旋轉(zhuǎn)牽伸是通過管式牽伸，牽伸管在高速旋轉(zhuǎn)電極的作用下旋轉(zhuǎn)，管內(nèi)部采用螺旋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為3mm，螺圈密度為5圈/IOcm ; (3)復(fù)合纖維在Icm長度內(nèi)轉(zhuǎn)曲至少3圈(1080°)以上，轉(zhuǎn)曲同時發(fā)生螺旋狀卷曲，收縮長度為300% ； (4)為了防止纖維在卷曲和轉(zhuǎn)曲過程中纖維粘連，在紡絲熔融階段加入防粘劑； (5)該無紡布成網(wǎng)后經(jīng)過針刺或水刺方法固結(jié)。
【文檔編號】D04H3/14GK103789928SQ201410044062
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】陳光林 申請人:嘉興學(xué)院