摘  要：本申请涉及非织造材料领域，具体公开了一种复合蓬松非织造材料及其制备方法。复合蓬松非织造材料包括依次设置的第一基层、蓬松层、第二基层，所述第一基层由热塑性纤维与大豆蛋白纤维混纺而成，所述蓬松层由丝素蛋白接枝的粘胶纤维与苎麻纤维混纺而成，所述第二基层由热塑性纤维和苎麻纤维混纺而成；其制备方法为：分别对第一基层、蓬松层、第二基层的纤维进行开松、梳理、成网，再依次将第一基层、蓬松层、第二基层叠加铺网，形成复合纤网，在热风箱或热轧辊进行粘合；复合后分卷、分切得成品。本申请的合蓬松非织造材料具有优异的透湿性和蓬松度的优点。

 

技术要点

1.一种复合蓬松非织造材料，其特征在于，包括依次设置的第一基层、蓬松层、第二基层，所述第一基层由热塑性纤维与大豆蛋白纤维混纺而成，所述蓬松层由丝素蛋白接枝的粘胶纤维与苎麻纤维混纺而成，所述第二基层由热塑性纤维和苎麻纤维混纺而成。

2.根据权利要求1所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述蓬松层中，丝素蛋白接枝粘胶纤维与苎麻纤维的质量比为（6?8）：（2?4）。

3.根据权利要求1所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述丝素蛋白接枝粘胶纤维的方法包括：

将粘胶纤维浸入1?5wt%丝素蛋白溶液中，在40?55℃下搅拌40?60min，过滤，水洗，烘干，得到丝素蛋白接枝的粘胶纤维；

粘胶纤维与丝素蛋白溶液的质量比为1：18?21。

4.根据权利要求3所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述粘胶纤维的长度为35?100mm，纤维直径为14?28μm。

5.根据权利要求1所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述第二基层中，热塑性纤维与苎麻纤维的质量比为（5?8）：（2?5）。

6.根据权利要求1所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述苎麻纤维需经N?甲基吡咯烷酮改性，改性方法包括：

将苎麻纤维浸入10?20wt%的N?甲基吡咯烷酮溶液，在60?80℃下搅拌40?60min，过滤，水洗，烘干，得到改性苎麻纤维；

苎麻纤维与N?甲基吡咯烷酮溶液的质量比为1：18?22。

7.根据权利要求6所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述苎麻纤维的长度为25?70mm，纤维直径为14?28μm。

8.根据权利要求1所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述第一基层中，热塑性纤维与大豆蛋白纤维的质量比为（5?7）：（3?5）。

9.根据权利要求1所述的复合蓬松非织造材料，其特征在于：所述大豆蛋白纤维需经羧甲基壳聚糖改性，改性方法为：

将大豆蛋白纤维浸入3?5wt%的羧甲基壳聚糖溶液中，在35?50℃下搅拌2?5h，过滤，水洗，烘干，得到羧甲基壳聚糖改性的大豆蛋白纤维；

大豆蛋白纤维与羧甲基壳聚糖溶液的质量比为1：18?22。

10.一种如权利要求1?9所述的复合蓬松非织造材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将热塑性纤维、大豆蛋白纤维按比例混合，进行开松、梳理、成网；

将丝素蛋白接枝的粘胶纤维、苎麻纤维按比例混合，进行开松、梳理、成网；

将热塑性纤维、苎麻纤维按比例混合，进行开松、梳理、成网；

依次将第一基层、蓬松层、第二基层叠加铺网，形成复合纤网，在热风箱或热轧辊进行粘合；复合后分卷、分切得成品。

 

技术领域

本申请涉及非织造材料领域，更具体地说，它涉及一种复合蓬松非织造材料及其制备方法。

 

背景技术

非织造材料又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布，是介于传统纺织品、塑料、皮革和纸四大柔性材料之间的一种材料。非织造材料具有工艺流程短、生产速度快、产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点，在航天技术、环保治理、医用保健、日常生活等许多领域都有非常广泛的应用。

非织造材料是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械黏合、热粘合或者化学黏合等方法加固而成，不同的原料纤维、加工技术决定了非织造材料的不同性能。

然而，现有的非织造材料难以兼顾吸湿透湿性和蓬松度，非织造材料在使用过程中吸附汗液或水分，导致蓬松度下降，柔肤性随之下降，故有待改善。

 

发明内容

为了获得透湿性和蓬松度均较佳的非织造材料，本申请提供一种复合蓬松非织造材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种复合蓬松非织造材料，采用如下的技术方案：

一种复合蓬松非织造材料，包括依次设置的第一基层、蓬松层、第二基层，所述第一基层由热塑性纤维与大豆蛋白纤维混纺而成，所述蓬松层由丝素蛋白接枝的粘胶纤维与苎麻纤维混纺而成，所述第二基层由热塑性纤维和苎麻纤维混纺而成。

通过采用上述技术方案，大豆蛋白纤维具有较佳的亲肤舒适性和人体相容性，其表面具有导湿沟槽，内部具有细微孔隙，具有较佳的吸湿性和透气导湿性，由大豆蛋白纤维与热塑性纤维进行混纺，能够提高第一基层的舒适性和吸湿透湿性；

粘胶纤维具有较佳的蓬松透气性、垂悬性、不易起毛、极柔软的手感等特点，丝素蛋白富含多种氨基酸，具有良好的透气、柔韧性能，对人体皮肤具有较强的亲和力，丝素蛋白接枝的粘胶纤维具有极佳的蓬松性能和高透气透湿性，能够使非织造材料具有优异的蓬松度；丝素蛋白接枝粘胶纤维后，丝素蛋白分子中的?COOOH、?NH2等极性基团能够破坏粘胶纤维分子中的氢键作用力，使粘胶纤维的结晶度、力学性能下降，因此需加入苎麻纤维与丝素蛋白接枝的粘胶纤维进行混纺；苎麻纤维具有优异的韧性和力学强度，能够分散在丝素蛋白接枝的粘胶纤维之中，提供支撑、抗拉伸作用，保证蓬松层的力学强度；

同时，苎麻纤维内部具有活性空腔，能够使吸入的汗液渗透到活性空腔中并快速导出，具有优异的吸湿导湿和透气散湿性能，苎麻纤维也能够起到较佳的抑菌作用，由此赋予蓬松层和第二基层优异的吸湿导湿和透气性能及抑菌性能；

丝素蛋白改性的粘胶纤维使蓬松层具有优异的蓬松度，分散在其中的苎麻纤维能够支撑蓬松层，减少蓬松层坍塌的可能性，保证非织造材料的蓬松度；第一基层中的大豆蛋白纤维吸附汗液，汗液通过导湿沟槽进入蓬松层，蓬松层中的苎麻纤维快速将汗液导出至第二基层，第二基层中的苎麻纤维能够快速导湿散湿，有利于维持蓬松层的蓬松度，由此能够在非织造材料的极佳的蓬松度的同时具有优异的吸湿性能。

优选的，所述蓬松层中，丝素蛋白接枝粘胶纤维与苎麻纤维的质量比为(6?8)：(2?4)。

通过采用上述技术方案，苎麻纤维分散在丝素蛋白接枝的粘胶纤维之间，提供强力支撑作用，保证蓬松层的强度和力学性能。

优选的，所述丝素蛋白接枝粘胶纤维的方法包括：

将粘胶纤维浸入1?5wt％丝素蛋白溶液中，在40?55℃下搅拌40?60min，过滤，水洗，烘干，得到丝素蛋白接枝的粘胶纤维；

粘胶纤维与丝素蛋白溶液的质量比为1：18?21。

优选的，所述粘胶纤维的长度为35?100mm，纤维直径为14?28μm。

通过采用上述技术方案，将丝素蛋白交联接枝到粘胶纤维上，进一步增强粘胶纤维的蓬松性、抗皱性、吸湿性等性能；丝素蛋白溶液的质量分数在1?5％之间，能够在保证改性效果较佳的同时，减少丝素蛋白过度破坏粘胶纤维的力学性能的可能性。

优选的，所述第二基层中，热塑性纤维与苎麻纤维的质量比为(5?8)：(2?5)。

通过采用上述技术方案，苎麻纤维分散在热塑性纤维之间，起到导湿、散湿作用，有利于汗液、水分的快速导出，进而有利于维持蓬松层的蓬松度。

优选的，所述苎麻纤维需经N?甲基吡咯烷酮改性，改性方法包括：

将苎麻纤维浸入10?20wt％的N?甲基吡咯烷酮溶液，在60?80℃下搅拌40?60min，过滤，水洗，烘干，得到改性苎麻纤维；

苎麻纤维与N?甲基吡咯烷酮溶液的质量比为1：18?22。

所述苎麻纤维的长度为25?70mm，纤维直径为14?28μm。

通过采用上述技术方案，苎麻纤维的坚韧度和强度极高，采用10?20wt％的N?甲基吡咯烷酮溶液改性处理苎麻纤维，能够提高苎麻纤维的柔肤性，提高非织造材料的舒适度。

优选的，所述第一基层中，热塑性纤维与大豆蛋白纤维的质量比为(5?8)：(2?5)。

通过采用上述技术方案，大豆蛋白纤维分散在热塑性纤维之间，提高第一基层的亲肤舒适性，同时赋予第一基层优异的吸湿、透湿性能。

优选的，所述大豆蛋白纤维需经羧甲基壳聚糖改性，改性方法为：

将大豆蛋白纤维浸入3?5wt％的羧甲基壳聚糖溶液中，在35?50℃下搅拌2?5h，过滤，水洗，烘干，得到羧甲基壳聚糖改性的大豆蛋白纤维；

大豆蛋白纤维与羧甲基壳聚糖溶液的质量比为1：18?22。

通过采用上述技术方案，将羧甲基壳聚糖交联接枝到大豆蛋白纤维上，能够赋予大豆蛋白纤维一定的抗菌性能。

第二方面，本申请提供一种复合蓬松非织造材料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种复合蓬松非织造材料的制备方法，包括以下步骤：

将热塑性纤维、大豆蛋白纤维按比例混合，进行开松、梳理、成网；

将丝素蛋白接枝的粘胶纤维、苎麻纤维按比例混合，进行开松、梳理、成网；

将热塑性纤维、苎麻纤维按比例混合，进行开松、梳理、成网；

依次将第一基层、蓬松层、第二基层叠加铺网，形成复合纤网，在热风箱或热轧辊进行粘合；复合后分卷、分切得成品。

通过采用上述技术方案，能够制得蓬松度和透湿性均优异的非织造材料。

优选的，所述热塑性纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚乳酸纤维中的一种或多种的组合。

优选的，所述第一基层的厚度为0.2?5mm。

优选的，所述蓬松层的厚度为0.2?5mm。

优选的，所述第二基层的厚度为0.2?5mm。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用丝素蛋白接枝的粘胶纤维作为蓬松层的主要成分，苎麻纤维作为蓬松层的骨架，由于粘胶纤维具有较佳的蓬松透气性、垂悬性、不易起毛、极柔软的手感等特点，丝素蛋白富含多种氨基酸，具有良好的透气、柔韧性能，对人体皮肤具有较强的亲和力，丝素蛋白接枝的粘胶纤维具有极佳的蓬松性能，苎麻纤维具分散在丝素蛋白接枝的粘胶纤维之中，提供支撑、抗拉伸作用，保证蓬松层的力学强度，赋予蓬松层极高的蓬松度。

2、本申请中的第一基层中的大豆蛋白纤维能够吸附汗液，汗液通过大豆蛋白纤维的导湿沟槽被进入蓬松层，蓬松层中的苎麻纤维快速将汗液通过活性空腔导出至第二基层，第二基层中的苎麻纤维能够快速导湿散湿，有利于维持蓬松层的蓬松度，赋予非织造材料极佳的蓬松度和优异的吸湿性能。

3、本申请中优选羧甲基壳聚糖交联改性的大豆蛋白纤维，与苎麻纤维相配合，赋予非织造材料较佳的抗菌性能，提高非织造材料的使用寿命。

 

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

丝素蛋白接枝粘胶纤维的制备例

制备例1

将粘胶纤维按照浴比1：20浸入1wt％的丝素蛋白溶液中，恒温水浴加热55℃，搅拌45min后，过滤，60℃条件下烘干，用去离子水洗涤3次，60℃条件再次下烘干，得到丝素蛋白接枝的粘胶纤维。

粘胶纤维的长度可以为35?100mm、直径可以为14?28μm，本制备例中，粘胶纤维的长度为38mm、直径为23μm。

制备例2

本制备例与制备例1的区别仅在于，丝素蛋白溶液的质量分数为3％。

制备例3

本制备例与制备例1的区别仅在于，丝素蛋白溶液的质量分数为5％。

制备例4

本制备例与制备例1的区别仅在于，丝素蛋白溶液的质量分数为7％。

改性苎麻纤维的制备例

制备例1

将苎麻纤维按照浴比1：20浸入10wt％的N?甲基吡咯烷酮溶液中，水浴恒温75℃，搅拌60min，过滤，去离子水洗3次，105℃下烘干，得到改性苎麻纤维。

苎麻纤维的长度可以为25?70mm，纤维直径可以为14?28μm，本制备例中，苎麻纤维的长度为38mm，直径为26μm。

制备例2

本制备例与制备例1的区别仅在于，N?甲基吡咯烷酮溶液的质量分数为14％。

制备例3

本制备例与制备例1的区别仅在于，N?甲基吡咯烷酮溶液的质量分数为20％。

制备例4

本制备例与制备例1的区别仅在于，N?甲基吡咯烷酮溶液的质量分数为25％。

改性大豆蛋白纤维的制备例

制备例1

将大豆蛋白纤维按照浴比1：20浸入3wt％的羧甲基壳聚糖溶液中，水浴恒温45℃，搅拌5h，过滤，去离子水洗3次，60℃下烘干。

制备例2

本制备例与制备例1的区别仅在于，羧甲基壳聚糖溶液的质量分数为4％。

制备例2

本制备例与制备例1的区别仅在于，羧甲基壳聚糖溶液的质量分数为5％。

实施例

实施例1

将热塑性纤维、大豆蛋白纤维以5：5的比例混合，开松、梳理、成网，组成第一基层；

将丝素蛋白接枝的粘胶纤维、苎麻纤维按照6：4的比例混合，开松、梳理、成网，组成蓬松层；

将热塑性纤维、苎麻纤维按照5：5的比例混合，开松、梳理、成网，组成第二基层；

将第一基层、蓬松层、第二基层依次叠加铺网，在热风箱中粘合，复合后进行分卷、分切，得到成品。

在本实施例中，第一基层为3mm，蓬松层为3mm，第二基层为2mm；

热塑性纤维选用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，丝素蛋白接枝的粘胶纤维选用丝素蛋白接枝的粘胶纤维制备例1；苎麻纤维的长度为38mm，直径为26μm。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于，第一基层中热塑性纤维与大豆蛋白纤维的比例为6：4。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于，第一基层中热塑性纤维与大豆蛋白纤维的比例为7：3。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅在于，大豆蛋白纤维选用改性大豆蛋白纤维制备例1。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅在于，大豆蛋白纤维选用改性大豆蛋白纤维制备例2。

实施例6

本实施例与实施例1的区别仅在于，大豆蛋白纤维选用改性大豆蛋白纤维制备例3。

实施例7

本实施例与实施例1的区别仅在于，蓬松层中，丝素蛋白接枝的粘胶纤维与苎麻纤维的比例为7：3。

实施例8

本实施例与实施例1的区别仅在于，蓬松层中，丝素蛋白接枝的粘胶纤维与苎麻纤维的比例为8：2。

实施例9

本实施例与实施例1的区别仅在于，丝素蛋白接枝的粘胶纤维选用丝素蛋白接枝的粘胶纤维制备例2。

实施例10

本实施例与实施例1的区别仅在于，丝素蛋白接枝的粘胶纤维选用丝素蛋白接枝的粘胶纤维制备例3。

实施例11

本实施例与实施例1的区别仅在于，丝素蛋白接枝的粘胶纤维选用丝素蛋白接枝的粘胶纤维制备例4。

实施例12

本实施例与实施例1的区别仅在于，苎麻纤维选用改性苎麻纤维制备例1。

实施例13

本实施例与实施例1的区别仅在于，苎麻纤维选用改性苎麻纤维制备例2。

实施例14

本实施例与实施例1的区别仅在于，苎麻纤维选用改性苎麻纤维制备例3。

实施例15

本实施例与实施例1的区别仅在于，第二基层中，热塑性纤维与苎麻纤维的比例为6：4。

实施例16

本实施例与实施例1的区别仅在于，第二基层中，热塑性纤维与苎麻纤维的比例为8：2。

对比例

对比例1

本对比例与实施例1的区别仅在于，蓬松层中不添加苎麻纤维，即将丝素蛋白接枝的粘胶纤维开松、梳理、成网，组成蓬松层。

对比例2

本对比例与实施例1的区别仅在于，蓬松层选用未被改性的粘胶纤维，即将粘胶纤维与苎麻纤维按比例混合，开松、梳理、成网，组成蓬松层

对比例3

本对比例与实施例1的区别仅在于，第二基层中不添加苎麻纤维，即将热塑性纤维开松、梳理、成网，组成第二基层。

性能检测试验

取实施例1?15、对比例1?3中制得的非织造材料样品，进行如下测试，测试结果如表1：测试一：蓬松度测定：参考FZ/T64003?2011，测试各个样品的蓬松度；

测试二：透湿性测试：根据GB/T12704.2?2009，测试各个样品的透湿性；

测试三：拉伸强力及断裂伸长率测试：根据GB/T24218.3?2010，测试各个样品的拉伸强力；测试四：抑菌性：根据GB/T20944.3?2008，测试各个样品的拉伸强力的抗菌率(金黄色葡萄球菌)。

表1

  

结合实施例1?3并结合表1可以看出，在第一基层中纺入大豆蛋白纤维，有利于提高第一基层的吸湿、透湿性，进而提高复合蓬松非织造材料的透湿性能。

结合实施例1、实施例4?6并结合表1可以看出，羧甲基壳聚糖改性大豆蛋白纤维后，能够提高非织造材料的抑菌性能，这是因为羧甲基壳聚糖具有较强的抗菌抗作用，羧甲基壳聚糖接枝大豆蛋白纤维后，能够赋予大豆蛋白纤维较佳的抑菌性能。

结合实施例1和对比例1、对比例3并结合表1可以看出，根据本申请公开的方法制备非织造材料，能够获得蓬松度高、透湿性好的复合蓬松非织造材料。其中，在蓬松层或第二基层中纺入苎麻纤维能够显著提高非织造材料的力学性能，同时能够提高透湿性和抑菌性，这是因为苎麻纤维具有极佳的力学强度和吸湿、导湿、散湿作用，能够提高非织造材料的力学性能和透湿性；同时苎麻纤维含有叮咛、嘧啶、嘌呤等微量元素，对金黄色葡萄球菌起到有效的抑制效果，结合实施例1、实施例7?8并结合表1可以看出，在蓬松层中纺入苎麻纤维，苎麻纤维比例越高，非织造材料的透湿性越高、力学性能越好而蓬松度有所降低，这可能是因为，蓬松层的蓬松度主要有蓬松性极高的丝素蛋白接枝的粘胶纤维提供，而苎麻纤维则分散在其中为蓬松层提供力学强度，并能够发挥导湿作用，提高蓬松层的透湿性和抑菌性。

结合实施例1、实施例12?13并结合表1可以看出，N?甲基吡咯烷酮溶液改性苎麻纤维能够提高苎麻纤维的柔肤性，但随着N?甲基吡咯烷酮溶液质量分数的升高，苎麻纤维的力学性能有一定下降。

结合实施例1、实施例9?11、对比例2并结合表1可以看出，丝素蛋白接枝改性粘胶纤维，能够提高非织造材料的蓬松度，而丝素蛋白溶液质量百分数过高，则会影响非织造材料的力学性能。这可能是因为，丝素蛋白接枝粘胶纤维后，能够提高粘胶纤维的蓬松性，并降低粘胶纤维的结晶度和力学性能，当丝素蛋白溶液的质量百分数在4?5％时，改性作用较佳且力学性能降低较为不显著。

结合实施例1、实施例14?15并结合表1，在第二基层中纺入苎麻纤维，苎麻纤维的比例增高时，非织造材料的透湿性越好。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

 

摘自国家发明专利，发明人：朱云斌，曹克静，郑洋，申请号：202310139727.7，申请日：2023.02.21