PLA混棉水刺填充物及其生产工艺
文献发布时间：2023-06-19 16:12:48
技术领域
本发明涉及纺织品填充物的技术领域，尤其是涉及到PLA混棉水刺填充物及其生产工艺。
背景技术
当前的纺织品天然纤维填充物不耐水洗，特别是全棉填充物水洗后有黄水，使用久之后容易板结，回弹性能较差，不够蓬松柔软；PLA纤维具有抑菌防螨的特性，在填充物中添加比例达30％时就具有抑菌防螨功效。
在填充物中加入PLA纤维，常用的制备过程有如下几种：
1、将棉纤维和双组分纤维经开松混合梳理之后，通过铺网机铺叠后，过热风设备，靠双组分纤维的表层熔融后，黏合到一起，形成具有一定强力的絮片；
2、将纤维经开松梳理之后，通过铺网机铺叠后，通过喷胶工艺，形成具有一定强力的絮片；
3、将纤维经开松梳理之后，通过铺网机铺叠后，经针刺工艺加固，形成具有一定强力的絮片；
4、将棉纤维经开松梳理之后，通过铺网机铺叠后，经水刺工艺加固，形成具有一定强力的絮片。
上述制备过程涉及到的工艺过程，还存在如下缺点：
热风工艺：仅限于含有双组分纤维的纤维絮片，絮片整体较为蓬松，但如果棉纤维占大部分的话会容易起毛，水洗性能较差；
喷胶工艺：通过胶水的作用进行粘合，引入化学助剂，且胶水会有一定味道，整体较为蓬松，但是水洗性能差；
针刺工艺：通过刺针的来回穿刺来对絮片进行加固，可根据需求进行调节植针密度，来调节蓬松度；但是表面较毛，且容易产生针眼，不够美观，且如果全棉纤维占大部分的话，水洗后容易产生黄斑，洁净度较差；
水刺工艺：通过水针来对填充物进行加工，能够有效的提高填充物的洁净度，但是目前针对于全棉纤维经过水刺工艺后，蓬松度不够，耐水洗的性能较上述三种有一定改善，但是还有改善的空间。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供PLA混棉水刺填充物及其生产工艺，将棉纤维与PLA纤维最大限度的混合均匀，同时最大程度将纤维中的杂质去除，克服了现有技术制备得到的填充物存在的厚度不够、蓬松度不够、不具有的抑菌和防螨的特性、混合纤维不均匀的缺点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
PLA混棉水刺填充物，以重量份为单位，包括以下原料：
棉纤维60-70份、PLA纤维30-40份；棉纤维和PLA纤维合计重量份为100份；
所述PLA纤维中PLA平均分子量为10000-15000，结晶度为70-75％。
在本发明中，所述PLA纤维为双组分皮芯结构，两种组分的熔点不同，皮层熔点较低，为130-150℃，芯层熔点为200-230℃。采用特殊烘干工艺，当其中烘干温度达到皮层熔点温度130-150℃时，双组分PLA纤维皮层熔化，与棉纤维粘合在一起，形成微纤连状态，增加整体填充物的可洗性能。
本发明也提供了PLA混棉水刺填充物的生产工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份，准备好棉纤维和PLA纤维；
S2、将准备好的棉纤维和PLA纤维，投入到开松机中，进行开松混合；
S3、将开松混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第一次气流混合；
S4、将第一次气流混合后的混合纤维投入到多仓混棉机中进行多仓混合；
S5、将多仓混合后的混合纤维投入到梳理机中进行梳理混合；
S6、将梳理混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第二次气流混合；
S7、将第二次气流混合后的混合纤维，投入到钉帘中，进行钉帘混合；
S8、将钉帘混合后的混合纤维，投入到大仓混棉机中，进行大仓混合；
S9、将大仓混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第三次气流混合；
S10、将第三次气流混合后的混合纤维，投入到小仓混棉机中，进行小仓混合；
S11、将小仓混合后的混合纤维，投入到梳理机中，进行梳理混合；
S12、步骤S11梳理混合后的混合纤维，投入到铺网机中，进行铺网混合；
S13、将步骤S12经过铺网混合的混合纤维，进行拉伸处理；使得初步形成的混合纤维网拉伸至厚薄均匀；
S14、将步骤S13经过拉伸处理的混合纤维，进行水刺处理；使混合纤维缠结从而形成初级填充物；
S15、将步骤S14经过水刺处理的初级填充物，进行烘干处理，再进行收卷，得到所述PLA混棉水刺填充物。
进一步的，在步骤S2中，所述开松机的打手速度为80-90r/min。在进行开松混合时，可以将一些掺杂在棉纤维和PLA纤维里的杂质去除掉一部分。
进一步的，所述步骤S4和S11中，所述梳理机的锡林速度为50-60hz，锡林与道夫的线速度为1.5-2，罗拉速度为25hz；
进一步的，所述步骤S12中，所述铺网的单层纤网重量为15-45g，铺网层数为3-6层。
进一步的，所述步骤S15中，烘干温度为130-150℃，真空0.05-0.06MPa；烘干后，收卷，卷取速度为20m/min。
在本发明，气流混合：气流混合机通过底部喷射压缩空气为动能，进入混合仓内后压力快速释放从而带动纤维翻腾的原理，使物纤维高均匀度混合目的，同时可以将较重的杂质去除。目的：进一步将棉纤维与PLA纤维混合，杂质与纤维重量差异通过气流作用可以进一步减少杂质。
气流混合：将梳理后的单根纤维混合，此时的杂质会从单根纤维状态剥离，有利于将杂质进一步去除；
梳理混合：梳理混合后将大批量的两种纤维进一步在大仓里混合均匀；
钉帘混合：钉帘与输送纤维的网帘运输方向相反，钉帘上带有倾斜的刺钉，两个帘相对运动，钉帘上的刺钉对纤维再次进行梳理混合；
铺网混合：经过上一步梳理混合工序，混合纤维呈现一种单向排列的状态，进一步铺网混合。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过1道混合开松，3道气流混，3道仓混合，3道梳理混合，1道钉帘混合，1道铺网混合，共12道混合工序，能将棉纤维与PLA纤维最大限度的混合均匀，同时最大程度将纤维中的杂质去除，克服了现有工序对混合不均的问题，同时制备得到的填充物具有防螨抑菌效果。
2、通过特定的烘干工艺，使得填充物的表面具备微粘结的结构，可以提升填充物絮片的可洗性。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
PLA混棉水刺填充物，以重量份为单位，包括以下原料：
棉纤维60份、PLA纤维40份；
所述PLA纤维中PLA平均分子量为10000，结晶度为70％。
PLA混棉水刺填充物的生产工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份，准备好棉纤维和PLA纤维；
S2、将准备好的棉纤维和PLA纤维，投入到开松机中，进行开松混合；
S3、将开松混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第一次气流混合；开松机的打手速度为80r/min
S4、将第一次气流混合后的混合纤维投入到多仓混棉机中进行多仓混合；
S5、将多仓混合后的混合纤维投入到梳理机中进行梳理混合；梳理机的锡林速度为50hz，锡林与道夫的线速度为1.5，罗拉速度为25hz；
S6、将梳理混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第二次气流混合；
S7、将第二次气流混合后的混合纤维，投入到钉帘中，进行钉帘混合；
S8、将钉帘混合后的混合纤维，投入到大仓混棉机中，进行大仓混合；
S9、将大仓混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第三次气流混合；
S10、将第三次气流混合后的混合纤维，投入到小仓混棉机中，进行小仓混合；
S11、将小仓混合后的混合纤维，投入到梳理机中，进行梳理混合；
S12、步骤S11梳理混合后的混合纤维，投入到铺网机中，进行铺网混合；梳理机的锡林速度为50hz，锡林与道夫的线速度为1.5，罗拉速度为25hz；
S13、将步骤S12经过铺网混合的混合纤维，进行拉伸处理；使得初步形成的混合纤维网拉伸至厚薄均匀；铺网的单层纤网重量为20g，铺网层数为3层；
S14、将步骤S13经过拉伸处理的混合纤维，进行水刺处理；使混合纤维缠结从而形成初级填充物；水刺处理采用现有常规无纺布生产工艺即可；
S15、将步骤S14经过水刺处理的初级填充物，进行烘干处理，烘干温度为130℃，真空0.05MPa，干燥至合格后，再进行收卷，卷取速度为20m/min，得到所述PLA混棉水刺填充物。
实施例2
PLA混棉水刺填充物，以重量份为单位，包括以下原料：
棉纤维65份、PLA纤维35份；
所述PLA纤维中PLA平均分子量为15000，结晶度为75％。
PLA混棉水刺填充物的生产工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份，准备好棉纤维和双组分PLA纤维；
S2、将准备好的棉纤维和双组分PLA纤维，投入到开松机中，进行开松混合；
S3、将开松混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第一次气流混合；开松机的打手速度为90r/min
S4、将第一次气流混合后的混合纤维投入到多仓混棉机中进行多仓混合；
S5、将多仓混合后的混合纤维投入到梳理机中进行梳理混合；梳理机的锡林速度为60hz，锡林与道夫的线速度为2，罗拉速度为25hz；
S6、将梳理混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第二次气流混合；
S7、将第二次气流混合后的混合纤维，投入到钉帘中，进行钉帘混合；
S8、将钉帘混合后的混合纤维，投入到大仓混棉机中，进行大仓混合；
S9、将大仓混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第三次气流混合；
S10、将第三次气流混合后的混合纤维，投入到小仓混棉机中，进行小仓混合；
S11、将小仓混合后的混合纤维，投入到梳理机中，进行梳理混合；
S12、步骤S11梳理混合后的混合纤维，投入到铺网机中，进行铺网混合；梳理机的锡林速度为60hz，锡林与道夫的线速度为2，罗拉速度为25hz；
S13、将步骤S12经过铺网混合的混合纤维，进行拉伸处理；使得初步形成的混合纤维网拉伸至厚薄均匀；铺网的单层纤网重量为30g，铺网层数为4层；
S14、将步骤S13经过拉伸处理的混合纤维，进行水刺处理；使混合纤维缠结从而形成初级填充物；水刺处理采用现有常规无纺布生产工艺即可；
S15、将步骤S14经过水刺处理的初级填充物，进行烘干处理，烘干温度为150℃，真空0.06MPa，再进行收卷，卷取速度为20m/min，得到所述PLA混棉水刺填充物。
实施例3
PLA混棉水刺填充物，以重量份为单位，包括以下原料：
棉纤维70份、PLA纤维30份；
所述PLA纤维中PLA平均分子量为12000，结晶度为73％。
PLA混棉水刺填充物的生产工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份，准备好棉纤维和PLA纤维；
S2、将准备好的棉纤维和PLA纤维，投入到开松机中，进行开松混合；
S3、将开松混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第一次气流混合；开松机的打手速度为85r/min
S4、将第一次气流混合后的混合纤维投入到多仓混棉机中进行多仓混合；
S5、将多仓混合后的混合纤维投入到梳理机中进行梳理混合；梳理机的锡林速度为55hz，锡林与道夫的线速度为1.8，罗拉速度为25hz；
S6、将梳理混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第二次气流混合；
S7、将第二次气流混合后的混合纤维，投入到钉帘中，进行钉帘混合；
S8、将钉帘混合后的混合纤维，投入到大仓混棉机中，进行大仓混合；
S9、将大仓混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第三次气流混合；
S10、将第三次气流混合后的混合纤维，投入到小仓混棉机中，进行小仓混合；
S11、将小仓混合后的混合纤维，投入到梳理机中，进行梳理混合；
S12、步骤S11梳理混合后的混合纤维，投入到铺网机中，进行铺网混合；梳理机的锡林速度为55hz，锡林与道夫的线速度为1.8，罗拉速度为25hz；
S13、将步骤S12经过铺网混合的混合纤维，进行拉伸处理；使得初步形成的混合纤维网拉伸至厚薄均匀；铺网的单层纤网重量为40g，铺网层数为3层；
S14、将步骤S13经过拉伸处理的混合纤维，进行水刺处理；使混合纤维缠结从而形成初级填充物；水刺处理采用现有常规无纺布生产工艺即可；
S15、将步骤S14经过水刺处理的初级填充物，进行烘干处理，烘干温度为140℃，真空0.05MPa，再进行收卷，卷取速度为20m/min，得到所述PLA混棉水刺填充物。
实施例4
PLA混棉水刺填充物，以重量份为单位，包括以下原料：
棉纤维70份、PLA纤维30份；
所述PLA纤维中PLA平均分子量为11000，结晶度为71％。
PLA混棉水刺填充物的生产工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份，准备好棉纤维和PLA纤维；
S2、将准备好的棉纤维和PLA纤维，投入到开松机中，进行开松混合；
S3、将开松混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第一次气流混合；开松机的打手速度为81r/min
S4、将第一次气流混合后的混合纤维投入到多仓混棉机中进行多仓混合；
S5、将多仓混合后的混合纤维投入到梳理机中进行梳理混合；梳理机的锡林速度为60hz，锡林与道夫的线速度为2，罗拉速度为25hz；
S6、将梳理混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第二次气流混合；
S7、将第二次气流混合后的混合纤维，投入到钉帘中，进行钉帘混合；
S8、将钉帘混合后的混合纤维，投入到大仓混棉机中，进行大仓混合；
S9、将大仓混合后的混合纤维，投入到气流混合机中，进行第三次气流混合；
S10、将第三次气流混合后的混合纤维，投入到小仓混棉机中，进行小仓混合；
S11、将小仓混合后的混合纤维，投入到梳理机中，进行梳理混合；
S12、步骤S11梳理混合后的混合纤维，投入到铺网机中，进行铺网混合；梳理机的锡林速度为50hz，锡林与道夫的线速度为1.5-2，罗拉速度为25hz；
S13、将步骤S12经过铺网混合的混合纤维，进行拉伸处理；使得初步形成的混合纤维网拉伸至厚薄均匀；铺网的单层纤网重量为30g，铺网层数为3层；
S14、将步骤S13经过拉伸处理的混合纤维，进行水刺处理；使混合纤维缠结从而形成初级填充物；水刺处理采用现有常规无纺布生产工艺即可；
S15、将步骤S14经过水刺处理的初级填充物，进行烘干处理，烘干温度为135℃，真空0.06MPa，再进行收卷，卷取速度为20m/min，得到所述PLA混棉水刺填充物。
上述实施例中，所述PLA纤维为双组分皮芯结构；所述双组分皮芯结构包括外部的皮层以及内部的芯层；所述皮层熔点为130-150℃，所述芯层熔点为200-230℃；
对比例1
填充物组成，仅为实施例4中的棉纤维，其余条件一致；
对比例2
填充物组成，和实施例4一致；生产工艺中，步骤S15温度为220-230℃；
对上述实施例1-4、对比例1-2制备得到的填充物，进行性能检测；
1、防螨抑菌性测测试试验
表1
从上表1，可以看出实施例1-实施例4制备得到的填充物具有很好的抑菌性和抗螨性能，具体为白色念珠菌抑菌率为80-90％、大肠杆菌抑菌率97-98％、金黄色葡萄球菌抑菌率95-99％、螨虫抑制率72-85％。而对比例1仅仅有棉纤维，抑菌率相对较低以及抗螨虫性能较差；而对比例2，在提高烘干温度后，可造成双组分PLA完全熔化，导致与棉纤维大面积粘合，表面有发黄，以及伴有部分降解，造成抑菌防螨率降低。
2、耐水洗牢度测试以及洗后状态
表2
从上表2可以看出，实施例1-4的填充物，在耐水洗牢度方面，表现较好，可以得到4级以上的评价，且在洗后无异常；而仅仅有棉纤维或者是在提高烘干温度后的得到的填充物，在耐水洗牢度，表现为一级到二级，且在洗后容易出现黄水、纤维团块、板结或者局部出现硬块。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。