《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》是天津泰達潔淨材料有限公司、天津工業大學於2006年12月12日申請的發明專利，該專利申請號為200610130079，公布號為CN1974906，專利公布日為2007年6月6日，發明人是張偉力、劉亞、邢克琪、楊文娟、程博聞、康衛民、姚金波。該發明涉及非織造布技術，具體為一種由PET/PP納微級並列型雙組份熔噴複合纖維直接製成的雙組份熔噴非織造布及其製造方法。
《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》所述非織造布由並列型雙組份熔噴複合纖維製成，纖維的纖度範圍為0.01～2微米，平均纖度為0.5～0.7微米，且纖度不超過1微米的纖維量占纖維總量的50～70％；所述纖維的質量百分比組方為：PP30～70％，PET70～30％。該非織造布製造方法採用該發明所述的纖維質量百分比組方和如下工藝步驟：（1）先把PET乾燥預處理；（2）再以PP/PET熔噴複合紡絲技術直接製造所述的雙組份熔噴非織造布。該發明非織造布做保溫材料具有更好的蓬鬆性、柔軟度、透氣性和保溫性，做過濾材料具有更高的過濾效率。
2010年11月15日，《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法
- 公布號：CN1974906
- 公布日：2007年6月6日
- 申請號：200610130079
- 申請日：2006年12月12日
- 申請人：天津泰達潔淨材料有限公司、天津工業大學
- 地址：天津市北辰區引河南道
- 發明人：張偉力、劉亞、邢克琪、楊文娟、程博聞、康衛民、姚金波
- 代理機構：天津佳盟智慧財產權代理有限公司
- 代理人：廖曉榮
- Int.Cl.：D04H3/00（2006.01）I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
化學纖維在多種不同領域的套用都有了急劇的增長，但是2006年12月之前還沒有一種理想的單一纖維可以滿足所有的需求，這就導致了雙組份纖維的出現。雙組份纖維通常是指由兩種聚合物分別從至少兩台螺桿擠出機中擠出後經過特殊的噴絲孔形成的一種纖維，其結構可以是皮芯型，也可以是並列型或其他類型的斷面結構。
熔噴法製造非織造布是一種通用的、成本可行的用聚合物直接生產微纖維結構的非織造布的製造方法。由於熔噴技術生產的纖維很細，同時熔噴布具有很大的比表面積、空隙小而孔隙率大，其過濾性、禁止性、絕熱性和吸油性等套用特性是其它單獨工藝生產的非織造布所難以具備的，因此熔噴法非織造布廣泛套用於製造醫用和工業用口罩、保暖材料、過濾材料、醫療衛生材料、吸油材料、擦拭布、電池隔板以及隔音材料等。
雙組份複合紡絲技術用在熔噴法非織造布工業中，可以改善產品的彈性、柔軟性、結合力、強度、耐用性等。與單組份熔噴纖維相比較，雙組份纖維能夠獲得更高的回彈性和更好的蓬鬆性。因此，以雙組份熔噴纖維特別是超細雙組份熔噴纖維製得的熔噴非織造布具有手感柔軟、強度大、蓬鬆度高、保暖性能好、過濾效率高等諸多優點。
雙組份纖維技術對熔噴法非織造布有兩方面的積極作用：①可使用在常規纖維生產中不可紡的原料作為雙組份纖維的原料；②可開發具有獨特材料和性能組合的各種非織造布新產品。這些產品和性能是單一 聚合物所不能取得的，是用常規纖維技術不能達到的。
在保暖材料領域，美國3M公司開發的一系列以熔噴法非織造布為主體的產品在世界流行。這種保暖材料的基本組成是65％的PP熔噴纖維和35％的粗旦三維捲曲PET短纖維。加入粗旦三維捲曲PET短纖維的目的是為了解決PP熔噴纖維的蓬鬆性問題。在中國，經過國家級檢測單位測定，相同重量的服裝保溫材料中，熔噴布保溫效果最好。中國一些單位曾嘗試在以PP熔噴法非織造布為主做成的保暖材料中添加高捲曲粗旦PET短纖維，但這兩種纖維如何混合均勻難於解決。
在過濾材料領域，2006年12月之前所使用的熔噴過濾材料均為PP單組份纖維，經過駐極之後，過濾效率雖可達99.99％，但產品的強力較低，過濾阻力達不到高效過濾材料的要求，不能滿足市場需求。因此如何在提高過濾效率的同時使過濾阻力達到高效過濾材料的要求，是熔噴過濾材料需要解決的技術難題。
發明內容
專利目的
《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》解決的技術問題是，設計一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法，該非織造布由PP/PET並列型雙組份熔噴複合纖維構成，具有手感柔軟、強度大、蓬鬆度高、保暖性能好、過濾效率高等優點；該非織造布製造方法具有工藝簡單，容易控制，且產量高等優點。
技術方案
《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》解決所述非織造布技術問題的技術方案是：設計一種雙組份熔噴非織造布，其由並列型雙組份熔噴複合纖維製成，該並列型雙組份熔噴複合纖維的纖度範圍為0.01～2微米，但平均纖度為0.5～0.7微米，且纖度不超過1微米的纖維量占纖維總量的50～70％；所述並列型雙組份熔噴複合纖維的質量百分比組方為：PP30～70％，PET70～30％。
該發明解決所述非織造布製造方法技術問題的技術方案是：設計一種雙組份熔噴非織造布的製造方法，其採用該發明所述的並列型雙組份 熔噴複合纖維質量百分比組方和如下工藝步驟：
（1）預處理：先將所述PET組分切片放入沸騰床預結晶器中，在160～180℃下預結晶8～15分鐘，然後送入充填乾燥機中，在160～170℃下乾燥2～4小時；
（2）製造熔噴非織造布：在氮氣保護下，把經預處理的PET組分餵入一台螺桿擠出機內，在270～300℃下熔融；將PP組分直接餵入到另一台螺桿擠出機內，在210～270℃下熔融；將兩台螺桿擠出機擠出的熔體分別經過各自的熔體過濾器過濾和計量泵計量後，輸入到同一熔噴模頭的噴絲孔處匯合噴出，在熔噴模頭噴絲孔兩側280～300℃的熱空氣噴吹作用下，即可直接製成並列型雙組份熔噴複合纖維，並在接收裝置上靠其自身餘熱加固成所述的雙組份熔噴非織造布。
改善效果
《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》採用了PET/PP納微級並列型雙組份熔噴複合纖維，其比普通雙組份熔噴纖維更細，手感更柔軟，彈性、蓬鬆性、透氣性和保溫性能更好，更適宜做保暖材料或過濾材料。該發明的雙組份熔噴非織造布製造方法採用兩種聚合物直接紡絲形成並列型雙組份熔噴複合纖維的方法，能直接穩定地生產纖度範圍為0.01～2微米，平均纖度為0.5～0.7微米，且纖度不超過1微米的纖維量占纖維總量50～70％的雙組份熔噴非織造布，其工藝相對簡單，容易控制，且產品質量更好，產量更高，具有實際推廣套用價值。
附圖說明
圖1為2006年12月之前技術的雙組份熔噴非織造布製造方法工藝流程示意圖；
圖2為該發明的雙組份熔噴非織造布的製造方法工藝流程示意圖。
權利要求
1.一種雙組份熔噴非織造布，其由並列型雙組份熔噴複合纖維製成，該並列型雙組份熔噴複合纖維的纖度範圍為0.01～2微米，但平均纖度為0.5～0.7微米，且纖度不超過1微米的纖維量占纖維總量的50～70％；所述並列型雙組份熔噴複合纖維的質量百分比組方為：PP30～70％，PET70～30％。
2.一種雙組份熔噴非織造布的製造方法，其採用權利要求1所述的並列型雙組份熔噴複合纖維質量百分比組方和如下工藝步驟：
（1）預處理：先將所述PET組分切片放入沸騰床預結晶器中，在160～180℃下預結晶8～15分鐘，然後送入充填乾燥機中，在160～170℃下乾燥2～4小時；
（2）製造熔噴非織造布：在氮氣保護下，把經預處理的PET組分餵入一台螺桿擠出機內，在270～300℃下熔融；將PP組分直接餵入到另一台螺桿擠出機內，在210～270℃下熔融；將兩台螺桿擠出機擠出的熔體分別經過各自的熔體過濾器過濾和計量泵計量後，輸入到同一熔噴模頭的噴絲孔處匯合噴出，在熔噴模頭噴絲孔兩側280～300℃的熱空氣噴吹作用下，即可直接製成並列型雙組份熔噴複合纖維，並在接收裝置上靠其自身餘熱加固成所述的雙組份熔噴非織造布。
3.一種雙組份熔噴駐極非織造布的製造方法，其特徵在於該雙組份熔噴駐極非織造布的製造方法是在權利要求2所述雙組份熔噴非織造布的製造方法基礎上，於所述的並列型雙組份熔噴纖維剛從熔噴模頭的噴絲孔匯合噴出之時，在距噴絲模頭熔噴纖維噴出方向的1～3厘米處，垂直施加7～15千伏的電暈放電，駐極工藝後即可在接收裝置上依靠所述纖維自身的餘熱加固製成雙組份熔噴駐極非織造布。
實施方式
操作內容
《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》其由並列型雙組份熔噴複合纖維製成，該並列型雙組份熔噴複合纖維的纖度範圍為0.01～2微米，但平均纖度為0.5～0.7微米，且纖度不超過1微米的纖維量占纖維總量的 50～70％；所述並列型雙組份熔噴複合纖維的質量百分比組方為：PP30～70％，PET70～30％。
2006年12月之前已有的雙組份熔噴非織造布，是在熔噴PP單組份纖維中加入高捲曲粗旦PET短纖維而製成的。這類熔噴雙組份非織造布，雖可解決單組份PP熔噴纖維非織造布的蓬鬆性問題，但一方面兩種纖維難以混合均勻，使保暖的均勻性受到影響；另一方面由於加入了粗旦纖維，蓬鬆性又會受到影響，同時非織造布材料的柔軟性能也會下降。
該發明的雙組份熔噴非織造布（以下簡稱非織造布），由於採用了並列型雙組份熔噴複合纖維，也即非織造布纖網中的纖維均為同一種並列型PET/PP雙組份熔噴複合纖維（以下簡稱纖維），纖度更細，手感更柔軟，且不存在2006年12月之前技術的兩種纖維（雙組份）混合不均問題，因此本發明的非織造布產品具有更好的纖維覆蓋性，更小的平均孔徑，更好的均勻度，克服了2006年12月之前技術產品中兩種纖維混合不勻，使保暖性能下降等問題。試驗表明，在相同定量的情況下，對於80克/平方米的非織造布產品，本發明產品的克羅值能達到1.4平方米·℃/瓦，保溫性能至少比2006年12月之前已有技術同類產品提高10％，具有更好的保溫性能。另外，該發明非織造布由於PET的存在，可克服原有單組份PP熔噴非織造布的強度不足的缺點，也可改變所述2006年12月之前技術雙組份熔噴非織造布的強力較低和分布不均的缺陷，提高了產品的強力性能。
該發明同時設計了雙組份熔噴非織造布的製造方法，其採用該發明所述的並列型雙組份熔噴複合纖維組方和如下工藝步驟：
（1）預處理：先將所述PET組分切片放入沸騰床預結晶器中，在160～180℃下預結晶8～15分鐘，然後送入充填乾燥機中，在160～170℃下乾燥2～4小時；
（2）製造熔噴非織造布：在氮氣保護下，把經預處理的PET組分餵入一台螺桿擠出機內，在270～300℃下熔融；將PP組分直接餵入到另一台螺桿擠出機內，在210～270℃下熔融；將兩台螺桿擠出機擠出的熔體分別經過各自的熔體過濾器過濾和計量泵計量後，輸入到同一熔噴模頭的噴絲孔處匯合噴出，在熔噴模頭噴絲孔兩側280～300℃的熱空氣 噴吹作用下，即可直接製成並列型雙組份熔噴複合纖維，並在接收裝置上靠其自身餘熱加固成所述的雙組份熔噴非織造布。
2006年12月之前技術的雙組份熔噴非織造布的生產工藝流程為（參見圖1）：將PP切片餵入螺桿擠出機熔融，熔體經過濾器過濾、計量泵計量後進入熔噴模頭，在兩側熱空氣的噴吹下形成PP單組份熔噴纖維，並在室溫空氣的作用下冷卻成形後，再與熱空氣中混有的高捲曲粗旦PET短纖維共同收集成網，製成雙組份熔噴非織造布，並經卷繞裝置卷繞成卷。該雙組份熔噴非織造布的“雙組份”是單組份PP熔噴纖維和高捲曲粗旦PET短纖維兩種纖維組分，由於工藝上所述的高捲曲粗旦PET短纖維是先混在熱空氣中，再與單組份PP熔噴纖維混合，因而其難於混合均勻，共同鋪網所形成的雙組份熔噴非織造布的均勻性較差；另一方面，由於所混入的是粗旦PET短纖維，因而在同重量下其保暖性也相對較差。
該發明非織造布的製造方法生產工藝流程為（參見圖2）：把所述比例的PET切片經所述的乾燥預處理工序後，送入一台螺桿擠出機熔融，該熔體經過濾器過濾、計量泵計量後，進入熔噴模頭；把所述比例的PP切片直接輸入另一螺桿擠出機熔融，該熔體經另一過濾器過濾、計量泵計量後，輸入所述同一熔噴模頭，在兩側熱空氣的噴吹下，即可形成並列型雙組份熔噴複合纖維，在室溫空氣的冷卻作用下成型並收集成網，製成雙組份熔噴非織造布，並卷繞成卷。
該發明設計採用兩種聚合物進行複合紡絲形成並列型雙組份熔噴複合纖維非織造布，兩種聚合物在形成熔噴雙組份纖維的過程中，由於熱收縮性能的不同，會使纖維產生不同的捲曲，並可以使部分雙組份複合纖維發生分裂，形成的纖維比普通雙組份熔噴纖維更細、更軟。試驗表明，該發明非織造布由纖度範圍為0.01～2微米，但平均纖度為0.5～0.7微米，且纖度不超過1微米的纖維量占纖維總量的50～70％的納微級的並列型雙組份熔噴複合纖維構成。相對於2006年12月之前技術，該發明非織造布的成網均勻性更好，產品更柔軟，保溫性、透氣性、過濾效率更高。由於該發明纖維並列型雙組份中的PET纖維剛性大、強度好，它還能改善2006年12月之前技術單一PP熔噴布強力低的缺陷。在申請人已知的範圍內，該發明所述的雙 組份熔噴非織造布及其製造方法還未見有緊密相關文獻的具體報導。
該發明同時還設計了一種雙組份熔噴駐極非織造布的製造方法。該駐極非織造布製造方法的特徵是在該發明所述非織造布製造方法的基礎上，於所述的並列型雙組份熔噴纖維剛從熔噴模頭的噴絲孔匯合噴出之時，在距噴絲模頭熔噴纖維噴出方向（即噴絲模頭外）的1～3厘米處，垂直施加7～15千伏的電暈放電，駐極工藝後即可在接收裝置上依靠所述纖維自身的餘熱加固製成雙組份熔噴駐極非織造布。所述的電暈放電駐極工藝本身為2006年12月之前技術。
經電暈放電駐極工藝製成的雙組份熔噴駐極非織造布具有優良的過濾性能。試驗表明，該發明雙組份熔噴駐極非織造布的過濾效率可高達99.999％，並且強力高，均勻穩定性好，是理想的高效過濾材料。
該發明非織造布，作為保暖材料具有良好的蓬鬆性、柔軟度、透氣性和保溫性等，適用於作各種保溫保暖材料；作為過濾材料具有高效過濾性、穩定性和耐用性等，適用於作醫用、工業用口罩和各類工業用過濾材料；也可以用作高檔醫療衛生材料、吸油材料、擦拭布以及隔音材料等。
該發明未述及之處適用於2006年12月之前技術。
實施案例
- 實施例1
（1）預處理：先將所述PET組分切片放入沸騰床預結晶器中，在160℃下預結晶15分鐘，然後送入充填乾燥機中，在170℃下乾燥2小時；
（2）製造熔噴非織造布：在氮氣保護下，把經預處理的PET組分在氮氣保護下餵入其中一個螺桿擠出機，在280℃下熔融擠出，再經過熔體過濾器、計量泵送入熔噴模頭中；將PP直接餵入到另一螺桿擠出機，在230℃下熔融擠出，再經過熔體過濾器、計量泵也送入同一熔噴模頭中；兩種熔體以30/70的比例在熔噴模頭處匯合，在熔噴模頭噴絲孔兩側290℃熱空氣的噴吹作用下，即可製成並列型雙組份熔噴複合纖維，並在接收裝置上靠其自身餘熱加固成所述的非織造布。
該非織造布產品定量為80克/平方米，纖度在1微米以下的纖維含有50％，纖維平均纖度達0.7微米，纖維在纖網中呈捲曲分布，手感柔軟，透氣性能高，保溫性能好，測試表明，其克羅值達1.3平方米·℃/瓦，可做高端的保溫材料。
- 實施例2
（1）預處理：先將所述PET組分切片放入沸騰床預結晶器中，在170℃下預結晶10分鐘，然後送入充填乾燥機中，在170℃下乾燥2小時；
（2）製造熔噴非織造布：在氮氣保護下，把經預處理的PET組分在氮氣保護下餵入其中一個螺桿擠出機，在285℃下熔融擠出，再經過熔體過濾器、計量泵送入熔噴模頭中。將PP餵入到另一螺桿擠出機，在235℃下熔融擠出，再經過熔體過濾器、計量泵也送入同一熔噴模頭中。兩種熔體以50/50的比例在噴絲孔處匯合，在兩側300℃熱空氣的噴吹作用下即可製成並列型雙組份複合熔噴纖維，並在接收裝置上靠其自身餘熱加固成所述的非織造布。
該非織造布產品定量為70克/平方米，纖度在1微米以下的纖維含有60％，纖維平均纖度達0.6微米，纖維在纖網中呈捲曲分布，手感柔軟，透氣性能高，保溫性能好，測試表明，產品克羅值達1.4平方米·℃/瓦，是理想的高端保溫材料。
- 實施例3
（1）預處理：先將所述PET組分切片放入沸騰床預結晶器中，在170℃下預結晶10分鐘，然後送入充填乾燥機中，在170℃下乾燥2小時；
（2）製造熔噴非織造布：在氮氣保護下，把經預處理的PET組分在氮氣保護下餵入其中一個螺桿擠出機，在290℃下熔融擠出，再經過熔體過濾器、計量泵送入熔噴模頭中。將PP餵入到另一螺桿擠出機，在240℃下熔融擠出，再經過熔體過濾器、計量泵也送入同一熔噴模頭中。兩種熔體以70/30的比例在噴絲孔處匯合，在其兩側300℃熱空氣的噴吹作用下即可形成並列型雙組份熔噴複合纖維。
該非織造布產品定量為100克/平方米，纖度在1微米以下的纖維含有70％，纖維平均纖度達0.5微米，纖維在纖網中呈捲曲分布，手感柔軟，透氣性能高，保溫性能好，測試表明，產品克羅值達1.5平方米·℃/瓦，是優良的高端保溫材料。
- 實施例4
按照實施例1所述的製造方法，在雙組份熔噴纖維剛從噴絲孔擠出之時，在熔噴模頭外的1厘米處，同時垂直施加7千伏的電暈放電，駐極工藝後，在接收裝置上依靠所述纖維自身的餘熱加固製成雙組份熔噴駐極非織造布。
該非織造布產品定量為80克/平方米，纖度在1微米以下的纖維含有50％，纖維平均纖度達0.7微米，纖維在纖網中呈捲曲分布，手感柔軟，透氣性能好，測試表明，產品過濾效率達99.999％，是優良的高效過濾材料。
- 實施例5
按照實施例2所述的製造方法，在雙組份熔噴纖維剛從噴絲孔擠出之時，在熔噴模頭外的2厘米處，同時垂直施加10千伏的電暈放電，駐極工藝後，在接收裝置上依靠所述纖維自身的餘熱加固製成雙組份熔噴駐極非織造布。
該非織造布產品定量為70克/平方米，纖度在1微米以下的纖維含有60％，纖維平均纖度達0.6微米，纖維在纖網中呈捲曲分布，手感柔軟，透氣性能好，測試表明，產品過濾效率達99.999％，是優良的高效過濾材料。
- 實施例6
按照實施例3所述的製造方法，在雙組份熔噴纖維剛從噴絲孔擠出之時，在熔噴模頭外的3厘米處，同時垂直施加15千伏電暈放電，駐極工藝後，在接收裝置上依靠所述纖維自身的餘熱加固製成雙組份熔噴駐極非織造布。
所得非織造布產品定量為100克/平方米，纖度在1微米以下的纖維含有70％，纖維平均纖度達0.5微米，纖維在纖網中呈捲曲分布，手感柔軟，透氣性能好，功能測試表明，產品過濾效率達99.999％，是優良的高效過濾材料。
榮譽表彰
2010年11月15日，《一種雙組份熔噴非織造布及其製造方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
