一种防水透湿保暖材料及其制备方法与流程

1.本发明属于无纺材料领域，具体涉及一种防水透湿保暖材料及其制备方法。


背景技术：

2.在寒冷的天气和地区，在不给穿着者施加相当大的身体压力的情况下，需要高水平的防护。因此，这种织物的设计非常关键，因为它涉及到选择合适的纺织材料及其使用策略。羊毛和羊毛绒头织物是最古老的保暖材料。合成纤维发明后，将不同形式的丙烯酸纤维和聚酯纤维用于相同用途。对羊毛、腈纶绒头和聚酯棉絮的系统研究表明，聚酯棉絮具有良好的隔热/重量比，可抵御极寒。这使得聚酯棉絮成为防护服的重要成分之一，在这里，衣服的重量是首要考虑的问题，尤其是在冰川和雪地地区。重点是尽量减少从身体到环境的热量损失，这样身体产生的新陈代谢热量不会流失到环境中，而是保持身体温暖。同时，材料应允许汗液蒸发到环境中，因在极端寒冷的条件下，汗液会结冰并导致冻伤。


技术实现要素：

3.本技术的主要目的在于提供一种透气、透湿性较好，且具有保暖、抗风功效，肤感舒适的防水透湿保暖材料及其制备方法。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防水透湿保暖材料，包括涤纶水刺非织造层、涤纶热风非织造层、改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层。
5.涤纶水刺非织造层具有透气性和透湿性好的特点。
6.涤纶热风非织造层可以在三层材料中起中间粘结层的效果。
7.pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层具有一定的液体润湿能力，为三抗整理剂提供较好的附着载体。
8.上述一种防水透湿保暖材料，作为一种优选的实施方案，所述涤纶水刺非织造层的厚度为300-400μm、涤纶热风非织造层的厚度为50-100μm、改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层的厚度为280-390μm。
9.上述一种防水透湿保暖材料，作为一种优选的实施方案，所述改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层的面密度为130g/m
2 ‑
140 g/m2。
10.本技术的第二方面，提供一种防水透湿保暖材料的制备方法，包括以下步骤：s1：制备改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层；s2：将涤纶水刺非织造层、涤纶热风非织造层、改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层重叠设置进行热轧复合，形成具有三层结构的防水透湿保暖材料。
11.上述一种防水透湿保暖材料的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤s1中，改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的制备方法为：将pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层浸泡于三抗整理剂中，得改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层。
12.上述一种防水透湿保暖材料的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤s2中，所
述热轧复合的热轧温度为155-160℃。
13.上述一种防水透湿保暖材料的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤s2中，所述热轧复合的热轧压力为0.1-0.2 mpa。
14.上述一种防水透湿保暖材料的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤s2中，所述热轧复合的热轧速度为1.5-2.0m/min。
15.本技术所述一种防水透湿保暖材料可作为防护服、冲锋衣、保暖服布料。
16.本技术的有益效果为：本发明所述一种防水透湿保暖材料，透气、透湿便于汗液的蒸发，且具有保暖抗风的功效，能减少热量的损失，且肤感比较舒适。
17.本发明所述一种防水透湿保暖材料制备工艺简单，成本低、保暖透湿效果显著，具有很好的市场前景。
附图说明
18.图1为本发明所述一种防水透湿保暖材料与水接触的接触角变化图；图2为本发明一较优实施例电镜图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合案例对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
20.本发明所述涤纶水刺非织造层购买于中国山东德润新材料科技有限公司；所述涤纶热风非织造层购买于中国上海盈兹无纺布有限公司；所述pet/pa6双组份纺粘水刺非织造材料，购买于中国安徽金春无纺布股份有限公司；所述三抗整理剂（texnology
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nw-pa），购买于中国广州联庄科技有限公司；所述热轧复合所用热熔粘合机，型号为nhj-a-600，购买于中国上海威士机械有限公司。
21.实施例1实施例1所述一种防水透湿保暖材料，包括厚度为300 μm的涤纶水刺非织造层、厚度为100μm的涤纶热风非织造层、厚度为280μm、面密度为130g/m2的改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层；实施例1所述一种防水透湿保暖材料的制备方法，包括以下步骤：s1：制备改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层；将pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层浸泡于三抗整理剂中（需完全浸润），得改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层；s2：将涤纶水刺非织造层、涤纶热风非织造层、改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层重叠设置进行热轧复合，热轧复合的热轧温度为155℃、热轧压力为0.1 mpa、热轧速度为1.5m/min，待热轧完毕形成具有三层结构的防水透湿保暖材料。
22.实施例2实施例2所述一种防水透湿保暖材料，包括厚度为350 μm的涤纶水刺非织造层、厚
度为60μm的涤纶热风非织造层、厚度为300μm、面密度为140g/m2的改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层；实施例2所述一种防水透湿保暖材料的制备方法，包括以下步骤：s1：制备改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层；将pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层浸泡于三抗整理剂中（需完全浸润），得改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层；s2：将涤纶水刺非织造层、涤纶热风非织造层、改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层重叠设置进行热轧复合，热轧复合的热轧温度为160℃、热轧压力为0.2 mpa、热轧速度为1.5m/min，待热轧完毕形成具有三层结构的防水透湿保暖材料。
23.实施例3实施例3所述一种防水透湿保暖材料，包括厚度为400 μm的涤纶水刺非织造层、厚度为50μm的涤纶热风非织造层、厚度为390μm、面密度为130g/m2的改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层；实施例3所述一种防水透湿保暖材料的制备方法，包括以下步骤：s1：制备改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层；将pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层浸泡于三抗整理剂中（需完全浸润），得改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层；s2：将涤纶水刺非织造层、涤纶热风非织造层、改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层重叠设置进行热轧复合，热轧复合的热轧温度为155℃、热轧压力为0.1 mpa、热轧速度为2.0m/min，待热轧完毕形成具有三层结构的防水透湿保暖材料。
24.对比例1对比例1所述一种防水透湿保暖材料与实施例1所述保暖材料的不同之处在于：对比例1所述保暖材料的改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的面密度为60 g/m2。
25.对比例2对比例2所述一种防水透湿保暖材料与实施例1所述保暖材料的不同之处在于：对比例2所述保暖材料的改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的面密度为80g/m2。
26.对比例3对比例3所述一种防水透湿保暖材料与实施例2所述保暖材料的不同之处在于：对比例3所述保暖材料的热轧速度为1.0m/min。
27.对比例4对比例4所述一种防水透湿保暖材料与实施例2所述保暖材料的不同之处在于：对比例4所述保暖材料的热轧速度为2.5m/min。
28.对比例5对比例5所述一种防水透湿保暖材料与实施例1所述保暖材料的不同之处在于：对比例5所述保暖材料的热轧温度为150℃。
29.对比例6对比例6所述一种防水透湿保暖材料与实施例1所述保暖材料的不同之处在于：对比例6所述保暖材料的热轧温度为165℃。
30.针对实施例1-3与对比例1-6进行性能测试，测试性能主要包括横向断裂强力，纵向断裂强力，透湿量，柔软得分，克罗值以及静水压力。
31.其中，实施例3的测试数据具体为：
横向断裂强力351.93n，纵向断裂强力728.486n，透湿量1835.893 g/(m2*d)，柔软得分78.01，克罗值0.41873clo，静水压力5280 pa。
32.在本技术中，对比例主要是基于实施例1和实施例2进行变量控制，故将实施例1、实施例2与对比例1-6的测试数据进行对比，以对本技术所公开的防水透湿材料进行性能变化研究。
33.本技术所述一种防水透湿保暖材料的性能研究：1、本技术所述一种防水透湿保暖材料的拉伸断裂强力研究测试标准：《gb/t 24218.3-2010 纺织品 非织造材料试验方法 第 3 部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》。
34.测试仪器：非织造材料恒温力学性能分析仪（型号为 hd026s-100，购自中国南通宏大实验仪器有限公司）测试方法：横向拉伸测试样品规格为长 100 mm，宽 50 mm，在此方向上每个样品取 5 块式样进行测试并求平均值，实验参数设置为夹持距离为 50 mm，拉伸速度为 100 mm/min；纵向拉伸测试样品规格为长 200 mm，宽 50 mm，在此方向上每个样品取 5 块式样进行测试并求平均值，实验参数设置为夹持距离为100mm，拉伸强度为100mm/min。测试结果如表1所示：表1 本技术所述保暖材料的拉伸断裂强力研究项目实施例1实施例2对比例1对比例2横向断裂强力349.974/n355.38/n159.411/n219.822/n纵向断裂强力715.427/n736.591/n301.381/n382.417/n项目对比例3对比例4对比例5对比例6横向断裂强力359.628/n355.717/n340.667/n355.025/n纵向断裂强力712.479/n729.225/n687.514/n692.519/n从表1可以看出：改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的面密度对保暖材料的拉伸强力影响比较大。即本技术所述保暖材料的纵向断裂强力可达到736.591/n，横向断裂强力可达到355.38/n；当改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的面密度发生变化时，其横向断裂强力和纵向断裂强力出现明显的下降。
35.从表1可以看出：热轧复合工艺（热轧温度、热轧压力和热轧速度）对所述保暖材料拉伸强力的影响比较小。
36.2、本技术所述一种防水透湿保暖材料的透湿性能研究测试标准：《gb/t 12704.1-2009 纺织品织物透湿性试验方法第2部分蒸发法》。
37.测试仪器：服装面料湿份动态测试仪（型号为兰光 w3/031，购自济南兰光机电技术有限公司）。
38.测试方法：使用取样面积为50 cm2圆盘取样器进行取样，每个样品取 3 个式样，将试样按涤纶水刺面朝下的顺序，分别放入三个测试器内进行测试，并取平均值。测试结果如表2所示。
39.表2 本技术所述保暖材料的透湿性能研究项目实施例1实施例2对比例1对比例2透湿量[g/(m2*d)]1837.97471834.7921831.60941833.2007
项目对比例3对比例4对比例5对比例6透湿量[g/(m2*d)]1831.82641853.88791623.14651680.434从表2可以看出：本技术所述保暖材料的制备过程中，热轧温度对保暖材料透湿性能的影响比较大。即本技术所述保暖材料的透湿性能可达到1837.9747 g/(m2*d)，若热轧温度发生变化，其透湿性能则出现明显的下降，故而本材料的热轧温度的选择对于透湿性能提升至关重要。
[0040]
3、本技术所述一种防水透湿保暖材料的柔软性能研究测试标准：《aatcctm202纺织品服装相对手感值的评定：仪器法》。
[0041]
测试仪器：phabrometer3法宝仪（型号为f1s3-10，美国）。
[0042]
测试方法：使用取样面积为100 cm2圆盘取样器进行取样，每个样品取3个式样进行测试，并取平均值。结果如表3所示。
[0043]
表3 本技术所述保暖材料柔软性能研究项目实施例1实施例2对比例1对比例2柔软得分78.5977.0478.3978.24项目对比例3对比例4对比例5对比例6柔软得分75.3178.8871.8470.90从表3可以看出：本技术所述保暖材料的制备过程中，热轧温度对保暖材料柔软性能的影响比较大。本技术所述保暖材料的柔软性能可达到78.59分，若制备过程中热轧温度发生变化，所得保暖材料的柔软性便受到影响，比如在热轧温度为165℃时（对比例6），所得保暖材料得柔性得分为70.90分。
[0044]
4、本技术所述一种防水透湿保暖材料的保暖性能研究测试标准：《gb/t11048-2018纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定（蒸发热板法）》。
[0045]
测试仪器：织物保暖性测试仪（型号为yg606n，购自中国南通宏大试验仪器有限公司）。
[0046]
测试方法：在样品上裁大小为 35 cm*35 cm 的正方形试样，每个样品裁 3 块试样，将涤纶水刺材料面接触实验板进行测试，并取平均值。测试结果如表4所示。
[0047]
表4 本技术所述保暖材料的保暖性能研究项目实施例1实施例2对比例1对比例2克罗值/[clo]0.413920.420120.369130.38500项目对比例3对比例4对比例5对比例6克罗值/[clo]0.412230.413920.3346770.33033从表4可以看出：改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层的面密度及制备过程中的热轧温度对所述保暖材料的保暖性能具有一定的影响。
[0048]
本技术所述保暖材料的保暖性能克罗值可达到0.42012，实施例1的所述保暖材料的保暖性能克罗值也可达到0.41392，相较于市面户外材料（polartec克罗值0.16-0.28）以及保暖内衣（保暖内衣克罗值约为0.13）的保暖性能，该克罗值表示本材料具备较优的保暖性能。
[0049]
结合表4数据，若改性pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的面密度发生改变，其保
暖性能克罗值降为0.36913；若制备过程中的热轧温度发生变化，其保暖性能克罗值降为0.33033，故而可以确认热轧温度的变化完全会影响本材料的保暖性能。
[0050]
5、本技术所述一种防水透湿保暖材料的防水性能研究5.1耐静水压研究测试标准：《gb/t 24218.16-2017纺织品非织造布试验方法第16部分：抗渗水性的测定（静水压法）。
[0051]
测试仪器：全自动静水压测试仪（型号为 yg825g，购自中国宁波纺织仪器厂）。
[0052]
测试方法：取平整区域样品放置于夹持器上，按下按钮固定好试样开始测试，设置升压速率为 3000 pa/min。测试结果如表5所示。
[0053]
表5 本技术所述保暖材料的耐静水压性能研究项目实施例1实施例2对比例1对比例2静水压力/[pa]5149533012141300项目对比例3对比例4对比例5对比例6静水压力/[pa]5219501347705149从表5可以看出：改性pet/pa6双组份纺粘水刺非织造层的面密度及制备过程中的热轧温度对所述保暖材料的耐静水压性能具有一定的影响。
[0054]
本技术所述保暖材料的静水压力为5330pa，具备的较优的防水性能，若pet/pa6 双组份纺粘水刺非织造层的面密度发生变化，其静水压力降为1214 pa，对其防水性能影响明显。
[0055]
热轧温度对静水压力也有一定的影响，若热轧温度过低，其静水压力会出现下降的趋势。
[0056]
5.2水的接触角测试测试标准：《db44/t 1872-2016纺织品表面润湿性能的测定接触角法》。
[0057]
测试仪器：整体倾斜型接触角测量仪（型号为sdc-350，购自中国东菀市晟鼎精密仪器有限公司）。
[0058]
测试方法：将样品裁剪为约 4.5 cm*3 cm 的长方形，保持试样平整，放在夹持器内并拧紧四角上的螺母，进行测试记录水的接触角5分钟之内的变化。结果如表6所示。
[0059]
表6 本技术实施例1所述保暖材料5分钟内水的接触角测试项目0分钟1分钟2分钟3分钟4分钟5分钟接触角/[
°
]140.484139.897138.983138.983138.679138.366从表6可以看出：本技术所述保暖材料在5min内与水的接触角样品与水的接触角均大于130
°
，且5min内无明显减小，即本技术所述保暖材料具有较好的抗水润湿性能。
[0060]
本技术实施例1所述一种防水透湿保暖材料与tyvek非织造材料性能研究。tyvek是杜邦公司生产制造的一种非织造材料，它拥有均衡的物理特性，厚度薄、重量轻、不易变形、柔软平滑、坚韧、抗撕裂、不透明、防潮湿、抗水渍、表面摩擦力小、弹性大，结合了纸、布及薄膜所具之的特点，将本方案材料与之对比，研究结果如表7所示：表7 本技术所述保暖材料与tyvek材料的性能对比测试性能实施例1tyvek测试标准耐静水压力/[pa]51492146gb/t24218.16-2017
抗酒精等级98gb/t24120-20090min时与水的接触角/[
°
]140.774102db44/t1872-20165min时与水的接触角/[
°
]137.0785db44/t1872-2016防污水（液）溅射能力有、强无、弱/透气率/[mm/s]21.0162.1gb/t24218.15-2018透湿量/[g/(m2*d)]1837.97471512.4gb/t12704.1-2009柔软得分78.5911aatcctm202纵向拉伸断裂强力/[n]715.427669.916gb/t24218.3-2010横向拉伸断裂强力/[n]349.974476.327gb/t24218.3-2010顶破强力/[n]751.38458.3gb/t24218.5-2016从表7可以看出：在力学性能上本技术所述保暖材料的纵、横向拉伸断裂强力与 tyvek 非织造材料相近，而本技术所述保暖材料的顶破强力明显优于 tyvek 非织造材料；在防护性能上，本技术所述保暖材料的抗酒精等级为9级高于 tyvek 非织造材料的8 级，且本技术所述保暖材料与水在0min、5min内的接触角均大于 tyvek 非织造材料，且耐静水压力远高于tyvek 非织造材料，即本技术所述保暖材料的防水性能优于 tyvek 非织造材料；在舒适性能上，本技术所述保暖材料的透气率和柔软度远远大于 tyvek 非织造材料，透湿性能也有明显优势。
[0061]
综上所述，本发明所述一种防水透湿保暖材料，其透气、透湿便于汗液的蒸发，且具有保暖抗风的功效，能减少热量的损失，且肤感比较舒适。
[0062]
本发明所述一种防水透湿保暖材料制备工艺简单，成本低、保暖透湿效果显著，较市面主流的同类型材料，具备明显的性能提升，具有很好的市场前景。
[0063]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。