[发明专利]一种功能性无纺复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及非织造材料领域，公开了一种功能性无纺复合材料及制备方法，该材料包括相互叠合连接的功能层1和基础层2。其中基础层为纤维网；功能层为固定于基础层表面的功能性材料，功能性材料为功能性纤维、功能性微片材的一种或多种组合；功能层的质量小于基础层的质量。本发明方法可实现将具有特殊性能的功能性材料直接用于干法非织造材料中，该制备方法简单、高效、实用，不受成网系统的限制。本发明所得功能性无纺复合材料，为层状结构，其中功能层中直接采用功能性纤维、功能性微片材等功能性材料，能够充分保留功能性物质的有效成分，充分发挥其功能性的作用。

技术领域

本发明涉及非织造材料领域，尤其涉及一种功能性无纺复合材料及制备方法。

背景技术

无纺布是由纤维直接成网固结而成的片状物，是通过机械纠缠抱合、热粘合或化学粘合，或多种固结方式组合，所制成的柔性、多孔、性状稳定的纤维制品。无纺布可通过与纱线、织物，甚至膜或其他片状物，缝边或复合制成纤维结构复合材料。由于成网方式和固结方式不同，使无纺布的类别、结构和组成复杂多样。常用的成网方式有干法成网、湿法成网、聚合物挤出成网等。常用的固结方式有机械加固、粘合加固、热粘合法等。

申请号为201920778947.3的专利公开了一种导电复合水刺无纺布，包括第一防水透湿膜层、第一纤维集合体、导电增强层、第二纤维集合体和第二防水透湿膜层；所述的第一纤维合体、导电增加强层与第二纤维集合体通过射流缠结方式相固定；所述的第一防水透湿膜层与第一纤维集合体相复合，第二防水透湿膜层与第二纤维集合体相复合；所述的导电增强层为化纤长丝机织物，所使用的化纤长丝包覆有导电层。该实用新型所涉及的一种导电复合无纺布，采用外层具有导电层的化纤长丝所织造的机织物作为导电加强层，并在两层采用水刺加固有纤维层，作为对导电加强层的保护。并在最外侧复合有防水透湿膜，使得该无纺布具有防水透湿的功能，增大了该无纺布的应用范围。该方案不足之处在于材料结构复杂、加工流程长、成本高。

申请号为201910802714.7的专利公开了一种耐高温阻燃滤料及其制备方法。该高温阻燃滤料由类“三明治”结构构成，制备过程包括芯层机织布准备、表层非织造布准备、阻燃剂制备、功能整理。高温阻燃滤料上下层为非织造层，芯层为机织布层，通过针刺或水刺复合而成，后将环状磷酸酯化合物阻燃剂整理到滤料上，获得高温阻燃滤料。该方案不足在于需要通过后整理将环状磷酸酯化合物施加到复合材料上，产品结构复杂、加工流程长、成本高。

干法成网非织造布是指纤维在干态下采用梳理、气流或其他成网方式形成纤网的非织造布，它是非织造布中应用最广、历史最长的加工方法。在一些特定领域中，为了达到特殊功能需要，有时需在干法非织造材料中使用一些具有特定物理和化学性质的功能性纤维，这些纤维本身大多具有特殊的结构特征、形态特征（如长度、细度、卷曲度、截面形状、伸长率等）、吸湿性、力学性质、表面性质以及纤维具有特殊热学、光学和电学性质。

由于干法成网设备（如梳理机、气流成网机等）的局限，这些特殊的功能性纤维在干法成网中都会遇到很多问题，有些无法直接使用、有些影响生产效率，导致一些功能性无纺材料的开发受到限制。具体原因为：功能性纤维包括具有特殊规格、优良触感的超细纤维、改性处理纤维以及与功能性物质混合纺丝制备的纤维，纤维附加功能的过程往往会使纤维的细度、纤维横截面、纤维模量以及颜色等方面发生一些变化。罗拉梳理机的针布配置和隔距决定了适用于其梳理的纤维，一般来说纤维的线密度在1.0dtex以上才适合使用罗拉梳理机梳理，对于线密度低于1.0dtex的纤维需要通过降低生产效率来实现生产，甚至不能生产。梳理机输出纤维网的克重对梳理针布以及隔距也有要求，一般来说纤维网克重过低需要锡林针齿密度更高，同时道夫针布也需要更容易握持纤维，以及更小的锡林—道夫隔距来实现纤维网的转移。总的来说梳理机的针布配置在实际生产中更改并不现实，同时隔距的调整也不利于生产效率的提升，所以梳理机加工超细纤维、纤维模量差异较大的纤维以及低克重纤维网时具有一定的局限性。在干法成网技术中，无论是梳理成网还是气流成网，纤维在进入纤网加固前都需要经过较长的路径，个别纤维会存留在纤网加固前的系统中，这种情况对加工异色纤维的非织造产品会带来非常不利的影响。