2018年第4期
研究探讨溶喰保暖封斜的工艺剜备与产品#铖蚵究
陈影，周蓉，李萌萌
(青岛大学，山东青岛266071)
摘要：文章通过改变接收距离、热空气速度以及添加侧吹风装置，制备了不同的熔喷保暖材料并测试其性能，来研究制备条件的改变与熔喷材料保暖性能的关系。结果表明：随着接收距离和热空气速度的增大，材料的保暖性均有所改善；加入侧吹风装置后，材料的克重、厚度增大，透气性减小，保暖性变好。
关键词：熔喷保暖材料；接收距离；热空气速度；侧吹风装置
中图分类号：TS174. 8+1 文献标识码：B 文章编号= 1009-3028(2018)04-0004-04
1引言
保暖材料是指具有轻而保暖特点的，通常以
絮料形式存在的一种填充材料[1]。熔喷非织造材
料具有三维网状的立体结构，使用的材料是超细
纤维，分布均匀，纤网中有很多立体通道，孔隙率
收稿日期：2018-05-18
作者简介：陈影（1994一），女，山东淄博人，硕士研究生。
参考文献：
[1]刘造芳，张得昆，张星.山羊毛多组分阻燃针刺地毯的研制
□].毛纺科技，2018,46(1):11—14.
[2]钟苇.吸声阻燃涤纶针刺非织造汽车内饰材料的开发[D].
西安：西安工程大学，2015.高且孔径小，可使静止空气长久地保留在纤网中，大幅度地增强保暖效果[2_3]。经我国国家检测单
李萌萌
位测定，相同重量的服装保温材料中，熔喷法非织 造布的保温效果最好[4]。
近年来，国内外许多单位和个人开发和研究
新型的功能型保暖纤维和保暖材料。天津工业大 学的石磊等人[5]探究了不同工艺参数对熔喷材料 性能的影响，并制备了混杂多种材料的熔喷复合
保暖材料；上海工程技术大学的刘茜[6]对比了羊
[3]孙晓婷.竹炭纤维的性能及应用[J].成都纺织高等专科学
校学报，2016,33(1):145—149.
[4]陈良.竹炭纤维在纺织品中的研究进展.中国纤检，2012,
(7)：84—85.
[5]郭秉臣.非织造材料与工程学[M].北京：中国纺织出版社，
2010.
Study on the Manufacture Process of Bamboo
Charcoal /PET Needling Interior Products
Z hang L i，Z h ang X i n g，Y a n g L ei
(School of Textile Science and Engineering，Xi’an Polytechnic University，Xi’an 710048，China)
Abstract：This article chose bamboo charcoal fiber and polyester fiber as raw material and manu­factured 9 kinds of needling nonwoven interior products. The variate of productive process were nee­dling density and fiber ratio. The manufacture technological parameter was optimized through testing and analyzing mass per unit area, air permeability, tensile properties, tear strength and friction prop­erties. The paper provided references for developing functional needling interior products.
Key words：bamboo charcoal fiber；ratio；needing density
•4 •
研究探讨
2018年第4：期
毛、腈纶、木棉及鹅绒4种集合体的保暖性能与透
气性之间的关系，分析了纤维形态结构及集合体
的体积密度对集合体保暖性能的影响；美国3M
公司开发的Thinsulate保暖材料，加人粗特三维
卷曲P E T纤维，提高了材料的蓬松度[7]。同时，
非织造保暖材料在军用服装领域应用也十分广
泛，其产品显现出传统保暖材料不可比拟的巨大
优越性[8]。
熔喷法非织造技术已经成为近年来发展最快
的非织造生产技术之一[9]，本文以聚丙烯为原料，
重点讨论了接收距离和热空气速度的改变对材料
性能的影响，并且基于纤维卷曲度对其蓬松性及
保暖性的影响，通过添加侧吹风装置进一步探讨
了提高材料保暖性的工艺。本文的研究将为新型
保暖材料的制备提供一个新的思路。
2实验部分
2.1实验原料及仪器
熔喷非制造保暖材料制备及性能测试用到的
材料和仪器见表1。
表1实验原料及仪器
实验原料/仪器型号生产厂家
聚丙烯切片H T912L G有限公司
无纺布熔喷设备SH-RBJ 上海圣泓自动化设备有限公司
电子天平HZY-A220福州华志科学仪器有限公司
数字式织物厚度仪Y G(B)141D 温州市大荣纺织仪器有限公司
电脑式透气性测试仪YG461E宁波纺织仪器厂
平板式保温仪Y G(B)606D 温州市大荣纺织标准仪器厂
2.2实验过程及方案
熔喷法是将高聚物切片通过螺杆挤压机使其 熔融，经高温高速气流牵伸细化后，形成超细长 丝，并在气流作用下凝集到凝网帘或滚筒上，同时 自身粘合，进而形成非织造材料的一种方法[1°]。图1是熔喷法非织造布的制备工艺流程。
—焙喷模头组件
溶体细流拉伸聚丙燦切片—
卷绕接收
图1熔喷技术原理
本实验设置三个方案：方案I只改变接收距 离，方案n只改变热空气速度，方案m在熔喷模头 与接收装置之间加入侧吹风装置，方案参数设置 如表2。
表2实验方案及参数设置
方案
样品接收距离热空气速度有无侧
号(cm)(m3/min)吹风
130
235
I340  1.19
445
550无
6  1.19
7  1.70
n
8
50
2.21
9  2.72
10  1.19
in
11
50
2.21
有
3结果与讨论
3.1接收距离对熔喷材料性能的影响
对方案I的样品进行性能测试与数据分析，结果如表3所7K。
表3方案I样品性能参数
样品号
克重
(g/m2)
厚度透气率
(mm) [L/(m2 *s)]
压缩率
(%)
压缩回
复率（％) 1112. 6  1. 50866.1544. 3997.6
290. 3  1. 57973. 0650.0091.4
394.8  1. 641720.1451. 5580.8
4105. 3  1. 931749.7454. 2462.0
597.4  2. 381917.2860. 2146. 5
由表3得，当接收距离增大时，纤网的克重变 化不大，但厚度增大。有研究[5]表明，熔喷非织造 工艺中，接收距离在11 cm 时热空气速度与纤维
2018年第4期
研究探讨
1.19    1.7
2.21    2.72
热空气速度(mVmin )
图3
热空气速度对克罗值、传热系数、保温率的影响
3.3侧吹风对熔喷材料性能的影响
对方案m 的样品进行性能测试，结果如表5
所示，其中样品10与样品6、样品11与样品8除 侧吹风条件不同外，其他实验参数完全相同，具体 参数设置见表2。
由表5得，添加侧吹风装置后，材料的克重、 厚度増大，透气性减小，保暖性能有小幅提高。原 因是在纤维从熔喷模头中喷出到接收装置时加入 侧吹风，使纤维在落到接收装置前发生不同方向 的卷曲，使形成的纤网更蓬松且厚度增大，克重也 增大，纤维卷曲增大可以使纤网的空隙增多从而 使孔隙率增大，纤网空隙的增多使空气流经纤网 的路径加长，空气不易通过纤网，透气率减小，同 时意味着可以储存更多的静止空气，使材料的保 暖性能增强。
速度相等，超过这个临界值后，纤维不再受热空气 的牵引，纤维直径也不再减小，故本实验所选取的 接收距离对克重的影响不大。当纤维在逐渐远离 喷丝孔时，会逐步脱离气流的牵伸力，喷到接收装 置上的纤维杂乱度增大，蓬松度也变大，因此熔喷 保暖材料的厚度会变大。同时，接收距离的增大， 使纤维到达接收装置时速度和温度都降低，纤维 之间的粘合点减少，故纤网的孔径增大，蓬松度增 加，更容易在纤网内形成热量的对流，使得熔喷纤 网的透气率更好。另外，纤网孔径增大和蓬松度 的增加，使得纤网更容易被压缩，即压缩率增大; 由于纤维相互之间的粘合力下降，当外力作用去 除后，纤
维相互之间易滑移，所以纤网的压缩回复 率变差。
30 35 40
45 50
接呋距离(cm )
图2接收距离对克罗值、传热系数、保温率的影响
对样品保暖性能进行测试，结果如图2所示。 总的来说，当接收距离增大时，一方面由于纤网的 杂乱程度和蓬松度增加，在熔喷材料中静止的空 气变多，所以传热系数减小；另一方面，由于试样 的厚度增加，散热更困难，所以纤网的保暖性增 强，保温率和克罗值都增大。
3.2热空气速度对熔喷材料性能的影响
对方案n 的样品进行性能测试与数据分析， 结果如表4所示。
由表4得，随着热空气速度的提高，牵伸形 成的纤维直径较细，且单位时间内喷出的纤维 数量增多，故材料的克重呈增大趋势，同时更多 更细更卷曲的纤维使纤网蓬松，孔隙率高，且纤 网的无效孔隙增多，同时纤网厚度的增加，共同 导致了气流经过纤网内部的路程增加，所以透 气性能下降。
热空气速度的提高使纤维直径变细数量增 多，同时纤维刚性下降，纤网蓬松度提高，故压缩
性能增强；纤维刚性的下降也使其形变回复性能 变差，即压缩回复性下降。
表4
方案I 样品性能参数
样品号
克重(g /m 2)厚度
透气率
(mm ) [L /(m 2 * s )]压缩率(%)压缩回 复率（％)6224.7  4.691061.1431.8898. 487237.6  5.01795.5231. 9896. 518254. 2  5.03643.0832. 9594.879
256.8
5.83
600.80
35.01
76. 92
对样品保暖性能进行测试，结果如图3所示。 当热空气速度增大时，纤网蓬松度提高，孔隙率增 大，厚度增大，使材料的保温率和克罗值变大，传 热系数减小，即保暖性能增强。
克罗值(clo )
传热系数传热系数[W /(m 2_ t )]
7 r
—
保温率(％)
1 90
克罗值/传热系数
保温率-8
6 4 2 0 8
6
-8 8 8 8 8 7 76
5 4 3 2 1
克罗值/传热系数
保
温
率
研究探讨
2018年第4：期
表5方案H样品性能参数
样品号
克重
(g/m2)
厚度
(mm)
透气率
[L/(m2 •s)]
克罗值
(clo)
保温率
(%)
传热系数
[W/(m2 • °C)]
6224. 7  4. 691061.14  1.23880.3  5.2 10242.05.66911.46  1.24185. 7  5.2 8254.25.03643.08  1.36984.1  4.7 11263. 36.58617. 21  1.40888.3  3.8
4结论
熔喷纤网的保暖性能受到制备工艺参数影响 较大。接收距离增大时，纤维杂乱度和蓬松度增大，材料克重变化不大，厚度增大，透气性增强，纤 网被压缩的程度越大，但是压缩回复率降低，熔喷 纤网的保暖性变好；热空气速度增大时，纤维直径 减小，形成纤网的空隙增多，静止空气含量也增多，材料克重增大，厚度增大，透气性减小，压缩率提 高，压缩回复率下降，保暖性变好；在纤维成网之前 加人侧吹风，会使纤维卷曲增加，纤维在不同方向 的杂乱程度增加，可以使材料的克重增大，厚度增 大，透气性减小，保暖性增加。随着技术的完善，生 产加工工艺的成熟，相信在不久的将来，更加保暖 舒适的功能性保暖材料将会进人人们的生活。
参考文献：
[1] James Lunt.Polylactic Aid Polymers for Fibers and Nonwo-
vens[J]. International Fiber Journal,2000,15(3) ：48—52.
[2]彭鹏，张瑜，张伟，等.聚乳酸熔喷非织造材料的研究现状及
应用领域[J].产业用纺织品，2014，（5) :1—5.
[3]刘伟时.熔喷非织造布技术发展概况及应用[：□.化纤与纺
织技术，2007,36(4) :33—37.
[4]郭秉臣.非织造材料与工程学[M].北京：中国纺织出版社，
2007.
[5]石磊，康卫民，程博闻，等.熔喷聚丙烯保暖材料加工工艺参
数对其性能的影响[A].第七届中国功能材料及其应用学
术会议论文集[C].重庆：《功能材料》杂志社，2010:415—
418.
[6]刘茜.服装保暖填料的发展与应用[J].中国纤检，2009,
(10):71—73.
[7]曹敬青，钱晓明.超细纤维非织造布的生产工艺与应用[J].
产业用纺织品，2009,27(3) :5—8.
[8]毕红军，顾钰良.非织造保暖材料在军用服装中的应用[J].
产业用纺织品，2002,20(4):11—14.
[9]田伟，王泉，从明芳，等.熔喷非织造布工艺与性能的关系
[J].现代纺织技术，2015,23(6) :21—24.
[10]何宏升，邓南平，范兰兰，等.熔喷非织造技术的研究及应
用进展[J].纺织导报，2016,52(S1):71—80.
Research on Production and Performance of
Melt-blown Heat Preservation Materials
Chen Y in g,Zhou R ong,L i M engm eng
(Qingdao University, Qingdao 266071, China)
Abstract ：With the purpose of studying the relationship between changes in preparation conditions and the performances of melt-blown materials, different melt-blown heat preservation materials were prepared by changing the receiving distance, the hot air velocity and adding the side blowing device, and the materials' performances were tested. Experimental results showed that the heat preservation of the materials has been improved with the increase of receiving distance and hot air velocity. Gram weight and thickness of the materials were increased after adding side blowing device, the air permea­bility decreased and the heat preservation became better.
Key words：melt-blown heat preservation materials；receiving distance；hot air velocity；side blo­wing device