一种具有调温功能的相变非织造材料制造技术

本发明专利技术涉及非织造材料领域，公开了一种具有调温功能的相变非织造材料。该相变非织造材料包括相互叠合连接的第一纤维层、第二纤维层；第一纤维层中包括亲水性纤维；第二纤维层中包括中空疏水性纤维和分布于中空疏水性纤维内部空腔中的相变微胶囊。本发明专利技术相变非织造材料中的中空疏水性纤维的内部设有空腔，相变微胶囊容纳在该空腔中。与现有的相变非织造材料相比，无需外加粘合剂即可实现将高含量的相变微胶囊稳定负载于纤维材料中而不易掉落，并且不会影响非织造材料的手感，对于消费者的使用体验较佳。用体验较佳。用体验较佳。

【技术实现步骤摘要】
一种具有调温功能的相变非织造材料


[0001]本专利技术涉及非织造材料领域，尤其涉及一种具有调温功能的相变非织造材料。

技术介绍

[0002]随着技术的不断发展，具有功能化、智能化的非织造材料已成为未来行业的发展趋势。如作为与人体接触的卫生用品，在一些特定使用场合，要求非织造材料具有一定的调温功能。
[0003]申请号为CN201911266439.8的专利技术专利以及申请号为CN201921868416.X的专利技术专利等已经公开了复合有相变微胶囊或相变材料的无纺布。由于相变微胶囊具有可根据环境温度自动储热
‑
放热得特性，因此可以赋予无纺布调温功能。
[0004]目前，虽然相变微胶囊已经广泛应用于许多领域，但也存在许多需要进一步改进的地方。相变微胶囊作为一种可以用于存储能量和调节温度的材料，首先要求它的相变焓值高，其次还必须能够承受一定的压力，同时必须能够及时响应温度变化。经调查，采用相变技术制备的非织造材料主要有以下方式：1、将相变材料添加到粘胶或涤纶纤维纺丝溶液中，再将纤维通过梳理水刺工艺制成无纺布。该方式的缺点在于：为了保证纺丝的顺利进行，其相变材料的添加比例一般不高（一般添加量≤10%），使材料的相变调温功能受到很大影响。
[0005]2、将相变材料配制成一定量的水溶液并加入一定比例的丙烯酸粘合剂；将含有相变材料的丙烯酸粘合剂采用浸轧的方式施加到非织造材料表面。为了保证控温效果，则需要添加的丙烯酸粘合剂量比较高，而且主要附着在水刺无纺布的纤维表面，会造成材料的手感变差，作为卫生材料或医用防护材料时，影响了卫生制品的使用舒适度，使消费者的体验感降低。
[0006]鉴于现有技术存在的以上问题，需要开发一种相变材料含量高、温控效果明显，同时满足卫生材料舒适性要求、消费体验感好的新型相变非织造材料。

技术实现思路

[0007]为了解决现有温控非织造材料中相变物质含量低、温控效果差，以及手感硬、舒适度不佳、消费体验感差的问题，本专利技术提供了一种具有调温功能的相变非织造材料。
[0008]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种具有调温功能的相变非织造材料，包括相互叠合连接的第一纤维层、第二纤维层；所述第一纤维层中包括亲水性纤维； 所述第二纤维层中包括中空疏水性纤维和分布于所述中空疏水性纤维内部空腔中的相变微胶囊。
[0009]本专利技术的具有调温功能的相变非织造材料包括双层结构，其中第二纤维层的纤维主要包括中空疏水性纤维，该中空疏水性纤维的内部设有空腔，相变微胶囊容纳在该空腔中。与现有的相变非织造材料相比，本专利技术无需外加粘合剂即可实现将高含量的相变微胶囊稳定负载于纤维材料中而不易掉落，并且不会影响非织造材料的手感，对于消费者的使
用体验较佳。
[0010]作为优选，所述中空疏水性纤维为单中空疏水性纤维。
[0011]作为进一步优选，所述中空疏水性纤维为单中空环形双组份结构，且构成空腔的内环组份纤维的熔点低于远离空腔的外环组份纤维的熔点。
[0012]本专利技术之所以能够在无外加粘合剂的情况下实现将高含量的相变微胶囊稳定负载于纤维材料中。主要原因在于巧妙地将中空疏水性纤维设计为单中空环形双组份结构，并且内环组份纤维的熔点低于外环组份纤维的熔点。在制备过程中，当相变微胶囊进入空腔中后，只需对材料进行适当加热处理，即可将内环组份纤维部分熔化，进而将相变微胶囊牢牢粘附而不易掉落，而外环组份纤维则不熔化，因此不会导致材料发硬而影响材料的手感，对于消费者的使用体验较佳。
[0013]再优选地，所述外环组份纤维为聚丙烯或聚酯纤维；所述内环组份纤维为聚乙烯纤维或熔点≤130℃的低熔点聚酯纤维。
[0014]作为优选，所述中空疏水性纤维的纤维细度为1.5～6旦，纤维长度为25～51mm，中空率为20～50%。
[0015]作为优选，所述亲水性纤维为超短纤维和/或植物浆粕。
[0016]作为优选，所述亲水性纤维在第一纤维层中的重量比≥70%。
[0017]作为优选，所述中空疏水性纤维在第二纤维层中的重量占比≥70%；所述相变物质在第二纤维层中的重量占比≥20%。
[0018]作为优选，所述相变微胶囊的平均粒径为4～20微米；进一步优选为10～12微米。
[0019]为了使相变微胶囊能够有效进入到纤维的空腔中，必须控制相变微胶囊的平均粒径。本专利技术研发团队经过深入研究，确定了上述微胶囊平均粒径的最佳范围，以保证相变储能效率。
[0020]作为优选，所述相变微胶囊的壁材中包括聚氨酯，芯材中包括月桂酸甲酯和固体石蜡。所述固体石蜡占芯材重量的1～4%；再进一步，所述固体石蜡占芯材重量的4%。
[0021]现有制备相变微胶囊最常用的壁材主要为三聚氰胺
‑
甲醛树脂（MF）、尿醛树脂（UF）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、和聚脲（PUA）等。由于 UF/MF 和 PMMA 树脂中残留的甲醛、丙烯酸酯类等低分子物质，这些低分子物质不仅有毒，而且对环境和人类身体健康还会造成一定危害。此外，尽管相变微胶囊已经广泛应用于许多领域，但相变温度过低一直是相变微胶囊工业化的障碍。
[0022]为此，本专利技术采用聚氨酯包覆技术进行相变微胶囊的制备，同时通过添加一种熔点更高的相变材料——固体石蜡作为成核剂，从而解决有害物质的材料以及相变温度过低的问题。因此，本专利技术在相变微胶囊中加入固体石蜡作为成核剂，可以解决相变材料相变温度过低的问题，而固体石蜡的比例直接影响相变微胶囊的稳定。本专利技术团队研究发现，当固体石蜡与芯材重量的百分比为4%时，所制备的相变微胶囊具有良好的热循环稳定性、化学稳定性及存储稳定性。
[0023]所述芯材与壁材重量比为1:1～4:1。进一步，所述相变微胶囊的芯材与壁材重量比为3:1。
[0024]相变微胶囊的储热能力与相变材料的包覆率密切相关。本专利技术团队经过深入研究，确定了上述芯材与壁材重量比的最佳范围。当芯材与壁材重量比为3:1时，芯材含量高
达75%，具有较好的热稳定性和良好的储存稳定性。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种相变非织造材料的生产设备，按材料行进方向，包括依次耦合的预加固单元、微胶囊施加单元、复合加固单元。
[0026]所述微胶囊施加单元包括依次耦合的浸渍装置、抽吸装置B、加热装置；所述各单元、装置之间设有用于输送材料的导布辊。
[0027]所述浸渍装置包括浸渍槽，设于所述浸渍槽中的若干表面镂空的空心罗拉，以及设于所述空心罗拉下方若干相互平行的搅动螺杆。
[0028]本专利技术中，相变微胶囊在施加过程中，通过搅动的作用，会进入到双组份中空纤维的空腔中，并附着在中空内壁上。由于中空纤维中内环组份纤维的熔点低于外环组份纤维的熔点；当温度达到内环组份纤维熔点时，双组份纤维中的内环组份纤维（PE纤维或低熔点PET纤维）受热后开始熔化，将附着在中空内壁上的相变微胶囊粘合固定在中空纤维内部，从而避免了相变微胶囊流失，提高了相变物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有调温功能的相变非织造材料，其特征在于：包括相互叠合连接的第一纤维层（1）、第二纤维层（2）；所述第一纤维层中包括亲水性纤维； 所述第二纤维层中包括中空疏水性纤维和分布于所述中空疏水性纤维内部空腔（5）中的相变微胶囊（6）。2.如权利要求1所述的具有调温功能的相变非织造材料，其特征在于：所述中空疏水性纤维为单中空环形双组份结构，且构成空腔的内环组份纤维（4）的熔点低于远离空腔的外环组份纤维（3）的熔点。3.如权利要求2所述的具有调温功能的相变非织造材料，其特征在于：所述外环组份纤维为聚丙烯或聚酯纤维；所述内环组份纤维为聚乙烯纤维或熔点≤130℃的低熔点聚酯纤维。4.如权利要求1
‑
3之一所述的具有调温功能的相变非织造材料，其特征在于：所述中空疏水性纤维的纤维细度为1.5～6旦，纤维长度为25～51mm，中空率为20～50%；和/或所述中空疏水性纤维在第二纤维层中的重量占比≥70%；所述相变物质在第二纤维层中的重量占比≥20%。5.如权利要求1
‑
3之一所述的具有调温功能的相变非织造材料，其特征在于：所述亲水性纤维为超短纤维和/或植物浆粕；和/或所述亲水性纤维在第一纤维层中的重量比≥70%。6.如权利要求1所述的具有调温功能的相变非织造材料，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国炎，
申请(专利权)人：杭州诺邦无纺股份有限公司，
类型：发明
国别省市：