一种耐磨透气柔软亲肤的非织造材料及其制备方法与流程

本发明属于纺织材料领域，具体涉及一种耐磨透气柔软亲肤的非织造材料及其制备方法。

背景技术：

1、在全球范围内，纺织业的废水排放与碳足迹占比显著。为应对这一严峻挑战，纺织行业正积极转向开发低能耗、低污染且低碳足迹的绿色可持续面料，力求实现环保与经济效益的双重目标。非织造面料凭借其高效生产（原料利用率达95%以上）、零废料排放（相较于传统织造减少30%以上碳排放）及可降解特性，成为兼具环保与经济效益的理想材料。

2、海岛超细纤维作为新兴非织造纺织材料，风格独特、附加值高，在时装领域极具潜力。其中，水溶性海岛纤维的研发成果尤为瞩目。该材料在生产和使用过程中有效降低了环境污染，高度契合国家绿色发展战略。与此同时，其卓越性能也充分满足了市场对高性能纺织材料的迫切需求。水溶性海岛纤维的成功开发，标志着纺织行业在环保与功能性材料创新方面实现了重大突破，为行业的可持续发展开辟了新路径。

3、然而，现有非织造材料在功能性突破方面仍面临重大技术瓶颈。超细纤维非织造布虽然柔软透气，但因纤维细度更细、结构松散，纤维间相互作用力不足，容易在使用过程中起毛起球，影响织物的舒适性和美观性。

4、非织造布的起毛起球与传统纺织品不同。非织造布在生产时是直接将纤维梳理成网，不用先纺成纱线，所以纤维之间接触面积小。而且水射流、针刺刺针不可避免的会将纤维表面刺伤，所以纤维伸出端更长。再者，非织造布缠结点纤维的结合力比传统纺织品纱线中纤维的抱合力要小很多，经过水洗和烘干，纤维得到更大程度的松弛，更容易散开，从而更容易在表面形成毛球。

5、织物起毛起球过程可以分为下面三个阶段：（1）绒毛产生：织物受到摩擦、钩拉等机械作用时，纤维露出织物表面；（2）毛球增长：露出织物的纤维互相纠缠，之后逐渐缠结成球；（3）毛球脱落：毛球形成后，在继续摩擦时会使毛球根部断裂。纤维越细，单位面积的纤维就越多，所以超细纤维从织物表面被拉出来的机会更大，这意味着，由更细的纤维制成的织物更容易起毛起球。此外，短纤维之间的抓握力比长纤维要小，所以短纤维更容易暴露在织物表面，也就更容易起毛起球。

6、如cn118932607a公开了一种超细纤维非织造材料及其制备方法，将水溶性热塑性聚合物与非水溶性聚合物分别熔融后复合纺丝，形成双组分纤维（如桔瓣型、海岛型）；经冷却牵伸、铺网加固后，通过水溶开纤溶解水溶性组分，保留非水溶性超细纤维。该方法无需有机溶剂，能耗降低30%-50%，纤维均匀性显著提升，材料兼具高透气性、吸湿性及过滤效率。然而单一的超细纤维非织造布柔软透气而强力略低，并且由于纤维细度更细，非织造织物结构较针织物机织物更为松散，纤维间相互作用力不足，因此在外力作用下纤维端更容易暴露在织物表面受外力作用摩擦起球。

7、此外，现有技术中cn115387032a中公开了一种采用淋膜或有胶覆膜工艺将pe纺粘无纺布与pe膜结合而形成的单一材质复合材料，该材料虽然具有一定防水透湿性能，但存在以下局限：一是透湿孔的孔径过小可能导致透气率不足，使用者仍可能感到闷热；二是膜层与基材的孔隙未形成梯度或贯通结构，阻碍空气自由流动；三是复合材料中pe纺粘无纺布柔软度较低，与皮肤接触时可能产生粗糙感，不适合高舒适性要求的场景。

8、cn219055631u公开了一种凉感导湿覆膜水刺布，其通过水刺工艺，将y形截面的异形涤纶纤维制成非织造布，在其表面包覆木糖醇凉感整理剂，从而构成凉感布层。在此基础上，将带有透湿孔的膜复合到凉感布层表面，膜层上设置多个贯穿膜层的透湿孔，同时透湿孔的孔径为0.1-0.5μm。使得该材料既能保证防水透湿性能，又能为使用者提供凉爽的触感。然而，并未解决透湿孔的孔径过小导致透气率不足的问题。

9、综上所述，现有技术的功能性面料存在起毛起球、透气性不足以及舒适性低的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明旨在解决现有技术中存在的问题，提供一种耐磨透气柔软亲肤的复合非织造材料及其制备方法，所制备的材料不仅柔软亲肤，而且在使用过程中不易起毛起球、透气性能较好，并且其制备方法生产工艺简单，生产效率高，绿色环保。

2、本发明中所述的“wspet/pet海岛超纤”由wspet（水溶性聚酯）和pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）两种材料复合而成，其具有海岛结构：从纤维横截面看，wspet作为“海”成分，将pet组成的“岛”成分以微细而分散的状态包围着，“岛”与“海”成分在纤维轴向上连续、密集、均匀分布。由于wspet具有水溶性，经水减量开纤后去除部分或全部wspet“海”成分后，可得到集束状的超细纤维束，单丝纤度可达到0.05d；而随着海组分溶解掉，留下的岛组分形成了具有大量微孔的结构，这些微孔不仅提高了织物的透气性，还增加了织物的柔软性，即“水减量开纤处理后的wspet/pet海岛超纤”。将wspet/pet海岛超纤开松、梳理、交叉铺网，则形成纤网。在本发明中，为了简明，用“海岛纤网”指代未进行开纤处理的wspet/pet海岛超纤纤网，用“开纤纤网”指代经水减量开纤处理的wspet/pet海岛超纤纤网。

3、本发明所述的“tpu薄膜”是指热塑性聚氨酯薄膜，具有高强度、高韧性以及耐磨特性。

4、本发明所述的“e-ptfe薄膜”是指膨体聚四氟乙烯薄膜，富有弹性和柔韧性，可任意弯曲，具有一定的耐磨性。

5、本发明所述的“粘接层”、“tpu粘合衬”或“tpu热粘合衬”是以热塑性聚氨酯为原料制成的薄膜，通过加热加压的方式与其他材料例如作为耐磨层的tpu薄膜或e-ptfe薄膜粘合时，其能形成牢固的粘接。

6、本发明的第一方面提供一种耐磨透气柔软亲肤复合非织造材料，其包括依次复合的亲肤层、粘接层和耐磨层，其中：

7、a) 所述亲肤层为经水减量开纤处理的wspet/pet海岛超纤纤网；

8、b) 所述耐磨层为热塑性聚氨酯（tpu）薄膜或膨体聚四氟乙烯（e-ptfe）薄膜；

9、c) 所述粘接层为热塑性聚氨酯粘合衬，

10、d) 所述耐磨层与粘接层通过同步针刺形成贯通微孔组，所述微孔组包含在所述耐磨层表面均匀分布的多个通孔。

11、本发明中所述的“贯通的微孔组”或“通孔”是指采用针刺打孔方式形成的沿材料厚度方向贯穿所述耐磨层及粘接层整体结构的贯通孔道，以实现透气的目的。

12、本发明采用wspet/pet海岛超纤制作亲肤层，海岛纤维海组分为水溶性聚酯，开纤后易降解，减少环境污染；且wspet/pet海岛超纤水减量开纤后得到的岛组分细度更细，比表面积增加，制成的非织造材料更加柔软亲肤。本发明采用tpu薄膜或e-ptfe薄膜制作耐磨层，它们对wspet/pet海岛超细纤维进行覆膜显著增强了非织造材料的表面耐磨性，并且对复合非织造材料的针刺打孔保证了复合材料的透气性。当采用e-ptfe微孔膜作为耐磨层时，海岛超纤的多孔结构与e-ptfe微孔膜协同作用，形成梯度孔隙结构，在保证复合材料表面耐磨的情况下，透气性更佳；tpu粘接层不具有孔隙结构，故能填补表面海岛纤维间隙，减少摩擦时纤维抽拔，在提高耐磨性能的同时微孔结构保持透气性。

13、根据本发明提供的复合非织造材料，其中，所述通孔的平均孔径为50-500 μm，优选为100-200 μm，孔密度为10-100孔/cm²（根据针刺频率的不同，孔密度会变动），优选为10-50孔/cm²。

14、在本发明中，“海岛超纤的规格”是指：在纤维的每一个横截面上，平均可以看到多少个“岛”均匀或相对均匀地分布在“海”相聚合物中。

15、根据本发明提供的复合非织造材料，所述wspet/pet海岛超纤纤网的规格可以为10-25岛，优选为15-22岛，更优选为18-20岛；所述wspet/pet海岛超纤纤网的单丝细度为0.2-0.5 d，优选为0.2-0.3 d。

16、根据本发明提供的复合非织造材料，其中，所述耐磨层的厚度可以为5-50 μm，优选为10-30 μm。优选地，当所述耐磨层为热塑性聚氨酯（tpu）薄膜时，所述热塑性聚氨酯薄膜的厚度为10-20 μm。优选地，当所述耐磨层为膨体聚四氟乙烯（e-ptfe）薄膜时，所述膨体聚四氟乙烯薄膜的厚度为20-30 μm，优选平均孔径为0.1-2 μm，孔隙率为40%-70%。

17、根据本发明提供的复合非织造材料，其中，所述粘接层的厚度可以为10-100 μm。优选地，所述热塑性聚氨酯粘合衬的熔点为105-125℃，优选为110-120℃。

18、根据本发明提供的复合非织造材料，其中，所述复合非织造材料的定量（即，每平方米的质量）为100-200 g/m2；优选地，所述亲肤层的定量为100-160 g/m2，所述耐磨层的定量为10-30 g/m2。

19、本发明的第二方面提供了所述耐磨透气柔软亲肤复合非织造材料的制备方法，包括以下步骤：

20、（1）纤网成型：将wspet/pet海岛超纤开松、梳理、交叉铺网形成海岛纤网；

21、（2）热压复合：将步骤（1）的海岛纤网与热塑性聚氨酯粘合衬针刺复合后，热压覆合耐磨层薄膜，得到覆膜非织造材料；

22、（3）微孔构建：对步骤（2）得到的覆膜非织造材料实施同步针刺形成贯通所述耐磨层薄膜和热塑性聚氨酯粘合衬的微孔组，以在所述耐磨层表面形成均匀分布的多个通孔；

23、（4）开纤与加固：依次进行水减量开纤和水刺加固，得到所述复合非织造材料。

24、根据本发明第二方面提供的制备方法，其中，步骤（2）中所述的针刺复合的针刺频率可以为80-120次/min。优选地，刺针直径为10-100 μm。优选地，所述针刺复合为从纤网朝向所述粘合衬的方向进行的一道针刺处理。

25、在本发明优选的实施方案中，步骤（2）中热压的温度为110-150℃，压力为2-20mpa，时间为2-30秒。

26、优选地，在步骤（2）的热压过程中，将靠近所述耐磨层薄膜一侧的热压板加热至110-150℃，并控制靠近所述海岛纤网一侧的热压板温度不高于50℃。

27、优选地，步骤（3）中所述的同步针刺的针刺频率为20-50次/min；刺针直径优选为10-100 μm，优选地，所述同步针刺为从所述耐磨层朝向所述粘合衬的方向进行的一道针刺处理。

28、在本发明优选的实施方案中，步骤（4）中所述的水减量开纤包括将所述wspet/pet海岛超纤置于热水中多次浸泡，热水的温度为60-90℃，浸泡的时间为3-15分钟，浸泡的次数为2-8次。

29、优选地，步骤（4）中所述的水刺加固的水刺压力为20-50 bar，优选地，水刺的方向为从亲肤层朝向耐磨层的方向。

30、本发明的第三方面提供了所述耐磨透气柔软亲肤复合非织造材料的另一种制备方法，包括以下步骤：

31、（1’）纤网成型与开纤：将wspet/pet海岛超纤开松、梳理、交叉铺网形成海岛纤网，进行水减量开纤后再进行针刺，得到开纤纤网；

32、（2’）热压复合：将步骤（1’）的开纤纤网与热塑性聚氨酯粘合衬针刺和耐磨层薄膜叠放并热压覆合，得到覆膜开纤非织造材料；

33、（3’）微孔构建：对步骤（2’）得到的覆膜开纤非织造材料实施同步针刺形成贯通所述耐磨层薄膜和热塑性聚氨酯粘合衬的微孔组，以在所述耐磨层表面形成均匀分布的多个通孔；

34、（4’）水刺加固：进行水刺加固，得到所述复合非织造材料。

35、根据本发明第三方面提供的制备方法，其中，步骤（1’）中所述的针刺的频率可以为150-250次/min。优选地，该针刺为一道针刺处理。

36、优选地，步骤（1’）中所述的水减量开纤包括将所述海岛纤网置于热水中多次浸泡，热水的温度为60-90℃，浸泡的时间为3-15分钟，浸泡的次数为2-8次。

37、根据本发明第三方面提供的制备方法，其中，步骤（2’）中热压的温度可以为110-150℃，压力可以为2-20 mpa，时间可以为2-30秒。

38、优选地，在步骤（2’）的热压过程中，将靠近所述耐磨层薄膜一侧的热压板加热至110-150℃，并控制靠近所述开纤纤网一侧的热压板温度不高于50℃。

39、根据本发明第三方面提供的制备方法，其中，步骤（3’）中所述的同步针刺的针刺频率为20-50次/min。刺针直径优选为10-100 μm。优选地，所述同步针刺为从所述耐磨层朝向所述粘接层的方向进行的一道针刺处理；

40、根据本发明第三方面提供的制备方法，其中，步骤（4’）中所述的水刺加固的水刺压力为20-50 bar。优选地，水刺的方向为从亲肤层朝向耐磨层的方向。

41、在本发明的一些优选的实施方案中，所述制备方法可以具体包括以下步骤：

42、s1. wspet/pet海岛超纤经过开松混合、梳理成网、交叉铺网，得到海岛纤网；

43、s2. 将s1得到的海岛纤网与tpu热粘合衬复合针刺，针刺一道，针刺频率90-110次/min；

44、s3. 将耐磨层薄膜覆在纤网有热粘合衬的一侧，热压机上盘加热到130℃以上，下盘不加热；热压机压力4-6 mpa；耐磨层薄膜的一面在上喂入热压机内，停留4-8 s，得到覆膜非织造材料；

45、s4. 将s3得到的覆膜非织造材料喂入针刺机机械打孔，针刺一道，针刺频率20-40次/min；

46、s5. 水减量去除非织造布层海组分，步骤s4中得到的覆膜非织造材料放入约60℃热水的水槽中浸泡约5分钟，再放入约90℃热水中清洗，重复3次，每次清洗后过轧辊，然后自然晾干；

47、s6. 将步骤s5中开纤后的覆膜非织造布以非织造布层向上的方式喂入水刺机，进行水刺加固，使得开纤后的海岛超纤相互缠结，减少纤维端露出，水刺压力25-35 bar，水刺一道。

48、在本发明的另一些优选的实施方案中，所述制备方法可以具体包括以下步骤：

49、s1. wspet/pet海岛超纤经过开松混合、梳理成网、交叉铺网得到海岛纤网；

50、s2. 将s1得到的海岛纤网喂入针刺机，针刺一道，针刺频率180-220次/min；

51、s3. 将针刺后的海岛纤网放入约60℃热水的水槽中浸泡约5分钟，再放入约90℃热水中清洗，重复3次，每次清洗后过轧辊，然后自然晾干，得到开纤纤网；

52、s4. 按照耐磨层薄膜、tpu粘合衬、开纤纤网的顺序叠放，耐磨层薄膜的一面在上喂入热压机内，热压机上盘加热到约135℃，下盘不加热；热压机压力4-6 mpa，停留2-5 s，得到覆膜非织造材料；

53、s5. 将s4得到的覆膜非织造材料喂入针刺机机械打孔，针刺一道，针刺频率20-40次/min；

54、s6. 将步骤s5中打孔后的覆膜非织造布以非织造布层向上的方式喂入水刺机，进行水刺加固，使得开纤后的海岛超纤相互缠结，减少纤维端露出，水刺压力25-35 bar，水刺一道。

55、本发明提供的制备方法不仅生产工艺简单，而且生产效率高，绿色环保。