CN1990947A - 木棉纤维在非织造无纺布领域的制造方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对木棉纤维进行前处理的添加剂、助剂及应用木棉纤维制造非织造无纺布的方法，属于非织造无纺技术领域。所述方法为：应用添加剂对木棉纤维进行前处理，将处理后的木棉纤维与各种天然纤维、人造纤维、合成纤维等原料混配，然后将其梳理成网，进行纤网加固，纤网加固完成后，在上浆槽中加入木棉纤维原料重量1.5－5％的助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。本发明不仅实现了用木棉纤维与各种天然纤维、人造纤维按不同比例进行的非纺织生产，还实现了用100％的木棉纤维作为原料进行“针刺”、“水刺”的各种非纺织产品的制造。创造了木棉纤维进入无纺领域的先河，而且通过推出新的无纺环保产品，形成了一个新型产业链，提高了无纺产品的档次。
Description
技术领域
本发明涉及一种对木棉纤维进行前处理的添加剂、助剂，经该助剂处理的木棉纤维及其处理方法，以及该木棉纤维在非织造无纺布领域的制造方法及应用，属于非织造无纺技术领域。
背景技术
非纺织(无纺)工业是近几年刚刚兴起的一个产业，由于化学纤维突飞猛进的发展，使得(无纺)产品的品种也在不断的增加，应用范围越来越广，最主要的是在制作餐巾、桌布、卫生巾、尿不湿、一次性湿纸巾、商品包装、手提购物袋…等等，几乎人人都要用到它，而且用量将会越来越大。
然而目前用来生产(无纺)产品的原料，大都是化学合成纤维，因此，这些大量的使用后的(无纺)产品遗弃物，由于很难分解，已经成为新的环保隐患，引起了业内人事的关注。因此(无纺)产品的原料也必将面临一次革命，就象一次性快餐盒一样，最终将由一种环保材料(天然纤维)来取代。
“木棉纤维”是一种在纺织工业中不太为人熟知的纤维，是生长在亚热带地区的一种木科类野生天然植物(树)上的果中，与棉花很相似。其纤维表面光滑、光泽度极好，它是一种天然的高中空、超细纤维，中空度80％以上，线密度0.4--07dtex。
“木棉纤维”具有一些其它“天然纤维”和“合成纤维”所不具备的独特优势，它是纯天然的环保材料，木棉树从不施化肥、农药，也从不被虫蛀，“木棉纤维”自身有着独特的防霉、防潮、防水、防蛀的特点，它对人体皮肤无任何刺激和不良影响，超细、柔滑的纤维，使其手感柔软、温暖、滑顺、舒适…属天然纤维材料中的上品，在崇尚天然材料的今天对非纺织(无纺)产品中的应用有着极好的前景。
由于木棉纤维长度较短(15-25mm)、其纤维表面光滑、抱合率差、强度低、纤维比重过轻，所以，在非纺织(无纺)设备上无法梳理成网和水刺或针刺缠结，故就无法制作非纺织(无纺)产品，甚至在大百科全书中都明确定义为只能作为填充物，不能作纺织品。所以，过去木棉纤维在非纺织(无纺)产品的应用上是从未有过先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在非织造无纺布应用中对木棉纤维进行前处理的添加剂。
本发明的另一目的在于提供一种木棉纤维在非织造无纺布中使用的助剂。
本发明的再一目的在于提供一种应用木棉纤维制造非织造无纺布的方法。
非织造无纺布的加工分为纤维成网和纤网加固两个工序，所述的添加剂应用于纤维成网工序中的木棉纤维前处理，所述的助剂应用于纤网加固工序。
所述的添加剂由以下重量份组分构成：
丙烯酸酯65-75
淀粉 15-25
聚乙烯醇5-15
水 340-460。
所述的添加剂优选由以下重量份组分构成：
丙烯酸酯70
淀粉 20
聚乙烯醇10
水 400。
所述的丙烯酸酯优选丙烯酸丁酯。
所述的聚乙烯醇优选分子量为500--1500的PVA。
所述的助剂用于纤网加固工序，其作用是增加其强度，该助剂由以下重量份构成：
醋酸乙烯酯 20-30
丙烯酸酯 25-35
聚乙烯醇 40-50
上述助剂优选由以下重量份构成：
醋酸乙烯酯 25
丙烯酸酯 30
聚乙烯醇 45
所述的丙烯酸酯优选为丙烯酸丁酯。
所述的聚乙烯醇优选分子量为500--1500。
本发明所述的应用木棉纤维制造非织造无纺布的方法包括如下步骤：应用上述添加剂对木棉纤维进行前处理，将处理后的木棉纤维单独或与各种天然纤维、人造纤维、合成纤维等原料混配，然后将其梳理成网，进行纤网加固，纤网加固完成后，在上桨槽中加入木棉纤维原料重量1.5％--5％的助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
具体过程如下：将木棉纤维或其它混合纤维染色或(原色)→在木棉纤维上喷撒助剂→将纯木棉纤维或与其它纤维混合→将混合的纤维原料蒸处理→梳理→“针刺”或“水刺”→专用助剂胶浆→定型→烘干。
本发明中，所述的木棉纤维应用上述添加剂的前处理方法为：将上述助剂的各组分混合，形成助剂混合液，将混合液加热至60-80℃，加入混合液45-55倍重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行半定型处理10-20分钟，使添加剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。
木棉纤维经上述处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，能够单独或与其他纤维顺利进行混合，梳理成网。
所述的纤网加固方法可以为水刺或针刺。
上述助剂的用量优选为木棉纤维原料量的3％。
将木棉纤维单独或与各种天然纤维、人造纤维、合成纤维等原料混配后，进行“针刺”非纺织(无纺)产品的应用，及进行“水刺”非纺织(无纺)产品的应用。天然纤维包括：植物纤维；(棉花、麻、)，动物纤维；(羊毛、免毛、驼毛)，人造纤维包括：(晴纶、涤纶、锦纶、丙纶、各种粘胶、PTT)等，利用木棉自身防水、防潮、防霉、保暖等特点，结合各种不同纤维的特性，达到可生产各种档次的生活用(无纺)产品、工业用常规(无纺)产品，各种新型(无纺)墙布、高档隔音材料等工业及建筑用不同规格的保温(无纺)面料等产品。实现了用木棉纤维或与各种纤维进行系列非纺织(无纺)产品的应用，扩大了(无纺)产品的应用领域。
本发明的有益效果在于：利用对木棉纤维(无纺)前处理的助剂、工艺、及“针刺”、“水刺”后的处理方法，以改变木棉纤维因比重轻，易飞花.难成网而无法进行“针刺”、“水刺”(无纺)加工的缺陷，不仅实现了用木棉纤维与各种天然纤维、人造纤维按不同比例进行的非织造无纺生产，还实现了用100％的木棉纤维作为原料进行“针刺”、“水刺”的各种非纺织产品的制造及应用。创造了木棉进入(无纺)领域的先河，推出了(无纺)行业中，环保产品的一个新型产业链，提高了(无纺)产品的档次。
根据上述成功的应用，木棉纤维能在非纺织(无纺)领域中有着极广泛的应用，并能产生较大的经济效益和社会效益
在国内、外首次采用了木棉纤维“针刺”、“水刺”(无纺)加工实现规模生产，不仅能生产于各种餐巾、桌布、商品包装、购物袋等生活用无纺产品、工业用常规(无纺)产品，同时，还利用木棉纤维自身防虫、防潮、防霉、高保暖等特点，采用特殊工艺生产出各种新型(无纺)墙布、高档隔音材料、衬布、空调被胆絮、床垫、保暖内、外衣、保暖内胆层、工业及建筑用不同规格的保温(无纺)面料等产品。
为今后更深层次的开发利用木棉纤维奠定了重要基础，打破了大百科全书的禁律，填补了木棉纤维进行非纺织(无纺)的世界空白。
木棉纤维在非纺织(无纺)领域的成功应用，将产生不可估量的经济效益和社会效益。它将打造出又一个国际、国内新兴的非纺织(无纺)产业，形成非纺织(无纺)行业中，环保产品的一个新型产业链。过去，曾有人提出用“棉花纤维”取代“化学合成纤维”生产环保形(无纺)产品。但随着(无纺)产品用量的不断增加，棉花的资源将成为不可逾越的障碍，因棉花纤维是种植在农田之中，随着工业经济的飞速发展，土地可耕种面积将会越来越少，，而棉花纤维必须种植在有限的农田之中，因此，可耕种土地的减少将导致棉花纤维的产量也会随之减少，棉花的种植成本会越来越高。而木棉纤维是生长在亚热带和我国云南、广西、广东、福建一带的木棉树上，如果在我国南方地区的荒山中大量种植木棉树，既增加了我国森林面积、绿化了山林、保护了水土植被，节约了有限的农田，又可以活跃贫困山区经济，增加山区农民收入，一次种植终身受益。所以，木棉纤维的综合成本低于棉花成本。同时，作为新型环保(无纺)产品(自主知识产权产品)，大量的出口又可为国家换取大量的外汇。
附图说明：
图1为本发明木棉织物与普通织物的保温率和平方米重量关系
图2为本发明木棉织物与普通织物的透气率和平方米重量关系
具体实施方式：
实施例1-5
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 丙烯酸丁酯/g | 65 | 70 | 75 | 62 | 70 |
| 淀粉/g | 15 | 20 | 25 | 22 | 20 |
| 聚乙烯醇/g | 15(分子量600) | 10(分子量1500) | 8(分子量800) | 5(分子量1000) | 10(分子量1200) |
| 水/g | 460 | 340 | 400 | 380 | 420 |
| 加热温度℃ | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 |
| 木棉纤维/Kg | 24.9 | 24.2 | 25.4 | 22.9 | 26.5 |
| 半定型处理时间 | 15 | 20 | 20 | 10 | 15 |
将上述各添加剂的各组分混合，形成助剂混合液，将混合液加热至相应温度，加入一定重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行相应时间的半定型处理，使助剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。
实施例6
使用实施例1得到的木棉纤维与棉麻纤维混配，染色，木棉纤维的混配比例70％，将混合的纤维原料蒸处理，然后将其梳理成网，针刺，纤网加固完成后，在上桨槽中加入373.5g助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
实施例7
使用实施例2得到的木棉纤维与羊毛混配，木棉纤维的混配比例为65％，将混合的纤维原料蒸处理，然后将其梳理成网，水刺，纤网加固完成后，在上桨槽中加入484g助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
实施例8
使用实施例3得到的木棉纤维，染色，将纤维原料蒸处理，然后将其梳理成网，针刺，纤网加固完成后，在上桨槽中加入762g助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
实施例9
使用实施例4得到的木棉纤维蒸处理，然后将其梳理成网，水刺，纤网加固完成后，在上桨槽中加入916g助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
实施例10
使用实施例5得到的木棉纤维与人造纤维混合纺纱，染色，得到了木棉纤维混配比例高达70-95％的混合纤维，将混合的纤维原料蒸处理，然后将其梳理成网，针刺，纤网加固完成后，在上桨槽中加入1325g助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
实施例6-10中助剂的组成：
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
| 醋酸乙烯酯/g | 78 | 101.42 | 190.5 | 257.58 | 389.7 |
| 丙烯酸酯/g | 137.55 | 152.13 | 228.6 | 257.58 | 324.75 |
| 聚乙烯醇/g | 157.2(分子量500) | 230.5(分子量1500) | 342.9(分子量800) | 400.68(分子量1000) | 610.53(分子量1200) |
| 总量/g | 373.5 | 484 | 762 | 916 | 1325 |
下面是本发明木棉纤维与全棉及其它纤维在制造各类保暖内衣中的各项检测数据，(采用无纺高效保暖内胆层制作的保暖内、外衣的保暖系数则根据保暖内胆层的厚度决定)：
我国行业标准规定，保暖衣的保暖率不得小于30％。而本公司开发的系列木棉高效保暖内衣具有保暖效果好、保暖率平均值在50％左右，优于羊绒、羽绒。传导热阻比全棉产品高20％以上，对流热阻为全棉产品的2-3倍，保暖率为世界领先。透湿气量、柔软、舒适度优于全棉织物；具有触感柔软、温暖(超细木棉与纯棉产品的触感差异类似羊绒与羊毛的差异)吸湿、导湿、弹性、舒适几大特点：
1.保温率(依照国家标准GB1048-89，利用YG606型平板式织物保温仪测试)主要反映面料的热传导性能，可以看出与全棉和涤棉产品相比，木棉保暖内衣的保温率明显提高，这说明其传导热高。(见图1)
2.透气量反映面料的挡风性能(目前国内没有仪器专门考核面料的对流散热性能或挡风性能，此处用Y561型透气性测试仪衡量面料的挡风性能)，透气量愈大，对流散热量愈大，挡风性能越差。显然，木棉保暖内衣的对流散热量明显低于全棉和涤棉对比试样，说明挡风性能很好。(见图2)
3.透湿气量是织物湿舒适性的直接度量，从表中数据可以看出木棉与全棉织物的透湿气量相当，从理论上也可说明二类结构相同、吸湿性相同，面料的透湿气量或湿舒适性相当。所以，木棉与全棉织物具有类似的湿舒适性，穿着时决不会感到闷蒸。有些人喜欢用透气量反映织物的湿舒适性，实际上透气量与湿舒适性不能直接对应，例如很多涤纶织物透气量高但湿舒适性还是不好，人会感觉闷蒸。相反透气量过大保暖效果则会降低。
下面是将(系列木棉高效保暖内衣中其中的两个品种)与结构完全相同的全棉及涤棉产品的主要性能进行对比：
测试指标对比表
| 目录 | 参数 | 木棉保暖内衣面料 | 对比试样 | ||
| 测量值 | 单位 | 例1 | 例2 | 全棉 | 涤棉 |
| 保温率 | ％ | 48.67 | 50.30 | 37.82 | 35.01 |
| 透气量 | L/M2.S | 72.5 | 135 | 282 | 786.7 |
| 透湿气量 | g/m2d | 6250 | -- | 6220 | -- |
| 平方米重量 | g/m2 | 259 | 287 | 424 | 280 |
| 织物厚度 | mm | 1.873 | 2.262 | 2.27 | 1.73 |
总之用木棉纤维制成的面料及四季服装，其产品特点轻、柔软、舒适、光滑、鲜艳、抗静电、不易缠结，吸湿导湿、不霉不蛀，常温下耐酸碱，是真正的绿色天然环保产品。
Claims (10)
1、一种在非织造无纺制造中对木棉纤维进行前处理的添加剂，其特征在于，所述的添加剂由以下重量份组分构成：
丙烯酸酯65-75
淀粉 15-25
聚乙烯醇5-15
水 340-460。
2、根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述的添加剂由以下重量份组分构成：
丙烯酸酯70
淀粉 20
聚乙烯醇10
水 400。
3、一种木棉纤维在非织造无纺制造中使用的助剂，所述助剂用于纤网加固工序，其特征在于，所述助剂由以下重量份构成：
醋酸乙烯酯 20-30
丙烯酸酯 25-35
聚乙烯醇 40-50。
4、根据权利要求2所述的添加剂，其特征在于，所述的助剂优选由以下重量份构成：
醋酸乙烯酯 25
丙烯酸酯 30
聚乙烯醇 45。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的添加剂或助剂，其特征在于，所述的丙烯酸酯为丙烯酸丁酯；所述的聚乙烯醇分子量为500-1500。
6、一种应用木棉纤维制造非织造无纺布的方法，其特征在于，所述方法为：应用上述添加剂对木棉纤维进行前处理，将处理后的木棉纤维单独或与各种天然纤维、人造纤维、合成纤维等原料混配，然后将其梳理成网，进行纤网加固，纤网加固完成后，在上桨槽中加入木棉纤维原料重量1.5-5％的上述助剂进行胶浆，增加其强度，再经过高温定型即得成品。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的前处理为：将上述添加剂各组分混合，形成混合液，将混合液加热至60-80℃，加入混合液45-55倍重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行半定型处理10-20分钟，使添加剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的纤网加固方法为水刺或针刺。
9、根据权利要求6所述处理方法得到的木棉纤维，其特征在于，所述的木棉纤维经前处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，不仅实现了用木棉纤维与各种天然纤维、人造纤维按不同比例进行的非织造无纺生产，还实现了用100％的木棉纤维作为原料进行“针刺”、“水刺”的各种非纺织产品的制造。
10、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的助剂用量为木棉纤维原料量的3％。
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