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CN105420836B - 保温棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温棉及其制备方法，涉及服装和家纺领域。该保温棉由90.2‑94.5%的再生聚乳酸纤维和5.5‑9.8%的粘合剂组成。保温棉的制备方法包括：将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料；将再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中进行纺丝，经过热定型、卷曲和切断，得到再生聚乳酸纤维，该热定型分为三区，三区的热定型时间共计为8‑12min；对再生聚乳酸纤维进行预处理，通过开松、混合、梳理、交叉铺网、加固、固化定型、分切和卷绕工序，制备得到保温棉。本发明提供的方法通过加长聚乳酸纤维的热定型时间，进行抗静电和上硅处理，从而延迟热作用到聚乳酸纤维内部的时间，提高聚乳酸纤维耐热性，使制备的保温棉保留聚乳酸纤维的蓬松性和柔软性。

Description

保温棉及其制备方法
技术领域
本发明涉及服装和家纺领域，特别涉及一种保温棉及其制备方法。
背景技术
聚乳酸纤维是以玉米、小麦、木薯等植物中的淀粉为原料，经过发酵、缩合、聚合等一系列反应制成聚乳酸，再经过纺丝而制成。聚乳酸纤维表面的pH值为6-6.5，纤维表面呈弱酸性，与人体皮肤的pH值相接近，其具有亲肤性和安全性[马晓琳.聚乳酸纤维及织物湿传递性能的研究[D].天津工业大学,2008] ，同时聚乳酸纤维还具有天然的抑菌性和防螨虫性。聚乳酸纤维的回潮率和强伸特性与聚酯纤维相近，具有良好的保温性，其保暖性能是棉纤维的1.5倍，且加工性能优异，已经广泛应用于纺织服装、一次性卫生用品、农用覆盖材料等终端产品。随着聚乳酸产品平民化进程的加快，全世界对聚乳酸材料的消耗量不断增加，由于在正常温度和湿度条件下，聚乳酸纤维及其下游制品是一种物理性能稳定的材料，具有良好的功能和使用性能，其废弃物在土壤或海水中经微生物作用可降解为二氧化碳和水，但降解的周期较长，美国NatureWorks公司在10多年的经营运作中，已回收约113.4t的PLA树脂，并转化成乳酸原料，然后被聚合再制成树脂转售；2011年，BioCor公司将23万英镑PLA转化成乳酸，272.2 t的材料再转化成可循环回收的PLA[郑辉林,苏海丽,张辉旋等.聚乳酸废料的回收再利用述评[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版）, 2013,28(1):53-56]，因此如何更好利用不断增加的各种用途中所产生的聚乳酸废弃物，以更低的成本生产民用产品，进一步扩大聚乳酸材料的市场占有率，是一件利国利民的好事情。
保温棉是一种用作服装或被褥夹层的材料，由于里外两面均有纺织面料包裹，因而对用作保温棉纤维的强力要求不是特别高，一般多采用中空、高卷曲的纤维，能够使制成品产生高蓬松的保暖效果，因此，将聚乳酸再生料纺制的粗旦再生纤维开发保温棉，是一种非常合适的用途。
对于采用聚乳酸纤维新料制作保暖絮片的相关报道有：
专利CN201410374773.6公开一种可降解环保型絮片材料及其制备方法，采用木棉纤维40-80%，聚乳酸中空纤维12-36%，聚乳酸皮芯纤维8-24%，所述聚乳酸中空纤维的线密度为4-10D，长度为38-76㎜，熔点为160-170℃；所述聚乳酸皮芯纤维的线密度为1.5-2D，长度为38-76㎜，皮层熔点为100-135℃，芯层熔点为160-170℃，是利用聚乳酸双组份纤维作为粘合加固的手段而制成的保暖絮片；专利CN201410413362.3公开一种纯聚乳酸絮片及制造方法，包括上层絮片、中层絮片和下层絮片，所述上层絮片和下层絮片均采用采用直径1.2D-3D、长度38-64mm的双组分聚乳酸短纤维，所述中层絮片采用直径3D-10D、长度42-76mm的中空聚乳酸短纤维，也是利用聚乳酸双组份纤维作为粘合加固的手段，进而制成聚乳酸纤维保暖絮片。
专利CN200910045193.1公开一种绿色可完全降解型保暖材料及其生产方法，采用木棉纤维40～60份、聚乳酸双组分纤维10～40份、聚乳酸中空纤维15～40份；经抓棉、混棉、称重、开松、机械梳理、杂乱成蓬松的三维立体网状结构纤维网后，首先经过预先针刺，然后再经热熔定型、冷却、卷绕等工序而成的。
发明人通过大量实验发现，上述三个专利中，专利CN201410374773.6和CN201410413362.3涉及聚乳酸纤维的保暖絮片是通过聚乳酸双组份纤维作为粘合加固的介质，粘合加固时采用的温度为115-145℃，而聚乳酸双组份纤维熔程较长，干态的聚乳酸双组份纤维在 80℃时即产生软化，到145℃全部熔化完成，这个过程中PLA双组分纤维的皮层是逐渐熔融将周围的纤维熔接在一起，如果温度超过110℃周边的单组份PLA纤维会产生较大收缩，同时也会导致部分聚乳酸纤维手感变硬，因此完全采用热作为PLA纤维网加固的手段很难实现；专利CN200910045193.1是采用机械针刺加固和热加固相结合的手段，虽然能够很好的实现纤维网的良好加固，但机械针刺加固会在一定程度上影响到絮片的蓬松性，因此，在以聚乳酸为原料制备保暖用品时，既要考虑聚乳酸纤维本身耐热性差，又要考虑产品的蓬松性，同时兼顾环保和可降解性是非常必要的，而现有技术所采用的加工方法很难保持保暖用品的蓬松性和柔软性。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种保温棉及其制备方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种保温棉的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料；
将所述再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在210-230℃，纺丝速度控制在1000-1200m/min，经过热定型、卷曲和切断后，得到再生聚乳酸纤维，所述热定型分为三区，所述三区的热定型温度分别为118-122℃、145-148℃、148-152℃，所述三区的热定型时间共计为8-12min；
对所述再生聚乳酸纤维进行预处理，再通过开松、混合、梳理、交叉铺网、加固、固化定型、分切和卷绕工序，制备得到保温棉，包括：
1）预处理：使用处理液对所述再生聚乳酸纤维进行抗静电和上硅处理，并将喷洒所述处理液后的所述再生聚乳酸纤维盖上塑料布焖24h，使所述再生聚乳酸纤维的回潮率达到7-10%，表面硅油含量为0.8-1.5%，所述处理液的配比为抗静电剂：硅油：水为8-12%:6-10%：78-86%；
2）成网：将预处理后的所述再生聚乳酸纤维经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后送入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为3-6层，铺网速度为28-32m/min；
3）加固：选用含固量为38-50%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1:3-5的比例配置工作液，用四喷头喷枪向所述再生聚乳酸纤维网喷洒所述工作液，所述四喷头喷枪的工作压力为2-4.5kgf/cm2，喷洒量14-16g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，将所述再生聚乳酸纤维网的正面喷洒所述工作液后首先送入底层烘箱，烘干温度为60-70℃，出底层烘箱后再对所述再生聚乳酸纤维网的反面喷洒所述工作液，然后送入中层烘箱，烘干温度为80-90℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在90-100℃，出烘箱后得到定型好的所述再生聚乳酸纤维网；
5）卷绕：将定型好的所述再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕，得到保温棉，所述保温棉的宽度为3.2m，所述保温棉的纤维网中含胶量为5.5-9.8%，针对纤维的质量百分比，生产时车速为6-8m/min。
作为本发明的进一步改进，所述将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料，包括：
1）将废弃透明的聚乳酸边角余料进行粉碎, 得到规格长×宽×高为(1-4)mm×(2-5)mm×(0.1-0.5)mm的聚乳酸粉碎料；
2）将所述聚乳酸粉碎料在60℃的温度条件下干燥5-7h；
3）将扩链助剂、增韧剂、润滑剂和抗氧剂在30-40℃条件下干燥4-6h；
4）将0.75-1.2%份所述扩链助剂、1-5%份所述增韧剂、0.2-0.5%份所述抗氧剂和0.5-1%份所述润滑剂与所述聚乳酸粉碎料混合均匀，以所述聚乳酸粉碎料为100份进行计算，得到聚乳酸混合料；
5）将所述聚乳酸混合料送入双螺杆挤出机，经过熔融挤出得到聚乳酸流体，将所述聚乳酸流体经孔径为5 mm的模孔挤出，并经过水冷后切粒，获得直径×长度为1.5-3.5mm×2-4mm的再生聚乳酸粒料，所述双螺杆挤出机各段温度设定分别为130-140℃、150-160℃、160-170℃、170-180℃、160-170℃，所述聚乳酸流体的挤出速度为60-70m/min。
作为本发明的进一步改进，所述再生聚乳酸粒料的数均分子量为8.5-10万，熔点为152-160℃。
作为本发明的进一步改进，所述扩链助剂为CHE-4370；所述增韧剂为硬脂酸和硬脂酸钙的混合物，所述增韧剂中硬脂酸和硬脂酸钙的混合比为1:1；所述润滑剂为油酰胺、芥酸酰胺中的至少一种；所述抗氧剂为AS4500。
作为本发明的进一步改进，所述再生聚乳酸纤维的线密度为5-11D，长度为51-65mm，纤维断裂强度为2-3.5cN/dtex，断裂伸长率为25.8-42.5%，卷曲个数为20-24个/25mm。
作为本发明的进一步改进，所述保温棉的克重在120-380g/m2，厚度为34.6-56.8mm。
与现有技术相比，本发明提供的保温棉的制备方法具有以下优点：
1) 由于现在商业化的聚乳酸原料耐热性较差，使其在纺丝、制膜及后续制品加工时有较多边角余料产生，本发明以废弃的聚乳酸边角料为基料制备再生聚乳酸纤维保温棉，使宝贵资源得以合理利用，拓宽了聚乳酸产品的应用市场，进一步降低了加工成本。
2) 本发明通过在聚乳酸边角粉碎料中加入合理选用的扩链助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂制备出了分子量为8.5-10万，熔点为152-160℃纺丝级再生聚乳酸粒料，然后在常规聚乳酸纤维纺丝工艺基础上通过加长聚乳酸纤维的热定型，以进一步提高纤维的耐热性，进而获得了高卷曲度（卷曲个数为20-24个/25mm）的再生聚乳酸纤维。
3) 本发明通过对再生聚乳酸纤维进行抗静电和上硅处理，使纤维回潮率达到7-10%，表面硅油含量为0.8-1.5%，一方面有利于聚乳酸纤维的开松和梳理，另一方面在聚乳酸纤维网喷胶加热固化时起到延迟热作用到聚乳酸纤维内部的时间，从而保护了纤维手感不发生变化。
4) 本发明通过低温无甲醛环保型粘合剂的选用，焙烘和定型的温度在90-100℃，这个温度范围不会使聚乳酸纤维变形，使纤维网仍然保持了良好的手感；同时由于粘合剂的喷洒量在5.5-9.8%，纤维网中聚乳酸纤维的含量在90.2-94.5%，生物降解率大于90%，完全满足欧盟EN13432：2000 通过复合和降解而回收的包装的要求-包装终验试验大纲和评估标准的降解标准的要求。
本发明通过把聚乳酸边角余料重新造粒、纺丝和制备保温棉，在合理利用聚乳酸废料的同时，进一步降低产品成本；所制备的再生聚乳酸纤维保温棉具有保温、透湿、蓬松、抑菌、防螨虫和生物降解等多种功能，使聚乳酸产品更加市场化和亲民化，为聚乳酸纤维将来能够取代石油基的涤纶纤维、造福于人类健康生活打下良好的基础。
综上所述，本发明通过加长聚乳酸纤维的热定型时间，进行抗静电和上硅处理，从而延迟热作用到聚乳酸纤维内部的时间，提高聚乳酸纤维耐热性，使得制备的保温棉充分保留聚乳酸纤维的蓬松性和柔软性，不但具有非常好的蓬松保暖性、透湿汽性和亲肤性，还具有生态抑菌和防螨性能，是制作服装和家纺被褥填充棉的理想材料。由于采用了聚乳酸边角余料，进一步降低加工成本，使聚乳酸产品更加亲民化，具有非常好的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例（但不限于所举实施例)对本发明作进一步说明，其中扩链剂CHE-4370购自广州和尔鑫化工科技有限公司；油酰胺和芥酸酰胺购自江西威科油脂化学有限公司；抗氧剂AS4500购自天津市开发区国隆化工有限公司；硬脂酸和硬脂酸钙购自上海昊化化工有限公司；低温无甲醛粘合剂Hansi-T购自江苏汉诺斯化学品有限公司；抗静电剂SY-794和亲水硅油SY-658购自东莞市盛亿化工有限公司。
实施例1
步骤101，将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料。
步骤102，将所述再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在210-230℃，纺丝速度控制在1000-1200m/min，经过热定型、卷曲和切断后，得到再生聚乳酸纤维，所述热定型分为三区，所述三区的热定型温度分别为118-122℃、145-148℃、148-152℃，所述三区的热定型时间共计为8-12min。
步骤103，对所述再生聚乳酸纤维进行预处理，再通过开松、混合、梳理、交叉铺网、加固、固化定型、分切和卷绕工序，制备得到保温棉，包括：
1）预处理：使用处理液对所述再生聚乳酸纤维进行抗静电和上硅处理，并将喷洒所述处理液后的所述再生聚乳酸纤维盖上塑料布焖24h，使所述再生聚乳酸纤维的回潮率达到7-10%，表面硅油含量为0.8-1.5%，所述处理液的配比为抗静电剂：硅油：水为8-12%:6-10%：78-86%；
2）成网：将预处理后的所述再生聚乳酸纤维经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后送入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为3-6层，铺网速度为28-32m/min；
3）加固：选用含固量为38-50%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1:3-5的比例配置工作液，用四喷头喷枪向所述再生聚乳酸纤维网喷洒所述工作液，所述四喷头喷枪的工作压力为2-4.5kgf/cm2，喷洒量14-16g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，将所述再生聚乳酸纤维网的正面喷洒所述工作液后首先送入底层烘箱，烘干温度为60-70℃，出底层烘箱后再对所述再生聚乳酸纤维网的反面喷洒所述工作液，然后送入中层烘箱，烘干温度为80-90℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在90-100℃，出烘箱后得到定型好的所述再生聚乳酸纤维网；
5）卷绕：将定型好的所述再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕，得到保温棉，所述保温棉的宽度为3.2m，所述保温棉的纤维网中含胶量为5.5-9.8%（针对纤维的质量百分比），生产时车速为6-8m/min。
实施例2：
步骤201，将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料。包括：
1）将废弃透明的聚乳酸边角余料进行粉碎, 得到规格长×宽×高为(1-4)mm×(2-5)mm×(0.1-0.5)mm的聚乳酸粉碎料；
2）将所述聚乳酸粉碎料在60℃的温度条件下干燥5-7h；
3）将扩链助剂、增韧剂、润滑剂和抗氧剂在30-40℃条件下干燥4-6h，所述扩链助剂为CHE-4370；所述增韧剂为硬脂酸和硬脂酸钙的混合物，所述增韧剂中硬脂酸和硬脂酸钙的混合比为1:1；所述润滑剂为油酰胺、芥酸酰胺中的至少一种；所述抗氧剂为AS4500。
4）将0.75-1.2%份所述扩链助剂、1-5%份所述增韧剂、0.2-0.5%份所述抗氧剂和0.5-1%份所述润滑剂（以所述聚乳酸粉碎料为100份进行计算）与所述聚乳酸粉碎料混合均匀，得到聚乳酸混合料；
5）将所述聚乳酸混合料送入双螺杆挤出机，经过熔融挤出后得到聚乳酸流体，将所述聚乳酸流体经孔径为5 mm的模孔挤出，并经过水冷后切粒，获得直径×长度为1.5-3.5mm×2-4mm的再生聚乳酸粒料，所述双螺杆挤出机各段温度设定分别为130-140℃、150-160℃、160-170℃、170-180℃、160-170℃，所述聚乳酸流体的挤出速度为60-70m/min，所述再生聚乳酸粒料的数均分子量为8.5-10万，熔点为152-160℃。
步骤202，将所述再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在210-230℃，纺丝速度控制在1000-1200m/min，经过热定型、卷曲和切断后，得到再生聚乳酸纤维，所述热定型分为三区，所述三区的热定型温度分别为118-122℃、145-148℃、148-152℃，所述三区的热定型时间共计为8-12min，所述再生聚乳酸纤维的线密度为5-11D，长度为51-65mm，纤维断裂强度为2-3.5cN/dtex，断裂伸长率为25.8-42.5%，卷曲个数为20-24个/25mm。
步骤203，对所述再生聚乳酸纤维进行预处理，再通过开松、混合、梳理、交叉铺网、加固、固化定型、分切和卷绕工序，制备得到保温棉。包括：
1）预处理：使用处理液对所述再生聚乳酸纤维进行抗静电和上硅处理，并将喷洒所述处理液后的所述再生聚乳酸纤维盖上塑料布焖24h，使所述再生聚乳酸纤维的回潮率达到7-10%，表面硅油含量为0.8-1.5%，所述处理液的配比为抗静电剂：硅油：水为8-12%:6-10%：78-86%；
2）成网：将预处理后的所述再生聚乳酸纤维经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后送入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为3-6层，铺网速度为28-32m/min；
3）加固：选用含固量为38-50%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1:3-5的比例配置工作液，用四喷头喷枪向所述再生聚乳酸纤维网喷洒所述工作液，所述四喷头喷枪的工作压力为2-4.5kgf/cm2，喷洒量14-16g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，将所述再生聚乳酸纤维网的正面喷洒所述工作液后首先送入底层烘箱，烘干温度为60-70℃，出底层烘箱后再对所述再生聚乳酸纤维网的反面喷洒所述工作液，然后送入中层烘箱，烘干温度为80-90℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在90-100℃，出烘箱后得到定型好的所述再生聚乳酸纤维网；
5）卷绕：将定型好的所述再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕，得到保温棉，所述保温棉的宽度为3.2m，所述保温棉的纤维网中含胶量为5.5-9.8%（针对纤维的质量百分比），生产时车速为6-8m/min，所述保温棉的克重在120-380g/m2，厚度为34.6-56.8mm。
实施例3：
1、助剂的选用
选用0.75%份扩链助剂CHE-4370（以聚乳酸粉碎料为100份进行计算）；1%份增韧剂，其中增韧剂为硬脂酸和硬脂酸钙的混合物，二者混合比为1:1；0.2%份抗氧剂AS4500；0.5%份润滑剂，其中润滑剂为油酰胺。
2、再生聚乳酸粒料的制备
1）将废弃透明的机头料、副牌粒子等聚乳酸边角余料进行粉碎, 得到规格长×宽×高为1mm×2 mm×0.1mm的聚乳酸粉碎料；
2）将聚乳酸粉碎料在60℃条件下干燥5h；将扩链助剂、增韧剂、润滑剂和抗氧剂在30℃条件下干燥4h；
3）将干燥后的扩链助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂与聚乳酸粉碎料一起混合均匀，然后送入双螺杆挤出机造粒，挤出机各段温度设定分别为130℃、150℃、160℃、170℃、160℃，混合熔化后的聚乳酸流体经孔径为5 mm的模孔挤出，挤出丝条速度为60m/min，经过水冷后切粒，获得直径×长度为1.5mm×2mm的再生聚乳酸粒料，数均分子量为8.5万，熔点为152℃。
3、纺丝
将再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在210℃，纺丝速度控制为1000m/min，经过三区热定型，热定型温度分别为：118℃、145℃、148℃，三区热定型时间共计为8min，再经过卷曲和切断后，得到线密度为11D，长度为65mm，纤维断裂强度为3cN/dtex，断裂伸长率为25.8%，卷曲个数为20个/25mm再生聚乳酸纤维。
4、再生聚乳酸纤维保温棉的制备
1）预处理：对制备的再生聚乳酸纤维做抗静电和上硅处理，处理液的配比是抗静电剂：硅油：水为8%: 6%：86%，对再生聚乳酸纤维进行喷洒后，盖上塑料布焖24小时，使再生聚乳酸纤维回潮率达到7 %，表面硅油含量为0.8%；
2）成网：将预处理后的再生聚乳酸纤维采用无纺布喷胶棉设备制作保温棉，经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后进入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为3层，铺网速度为32m/min；
3）加固：选用含固量为38%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1:3的比例配置工作液，用四喷头喷枪向再生聚乳酸纤维网喷洒工作液，喷枪工作压力为2 kgf/cm2，喷洒量14g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，在将再生聚乳酸纤维网正面喷洒工作液后首先进入底层烘箱，烘干温度为60℃，出底层烘箱后再对再生聚乳酸纤维网反面喷胶，然后进入中层烘箱，烘干温度为80℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在90℃，出烘箱后得到定型好的再生聚乳酸纤维网；
5） 卷绕：将再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕成保温棉，保温棉卷的宽度为3.2m，纤维网中含胶量为5.5%（针对纤维的质量百分比），生产时车速为8m/min，得到的再生聚乳酸保温棉克重为120g/m2，厚度为34.6mm。
实施例4：
1、助剂的选用
选用0.95%份扩链助剂CHE-4370（以聚乳酸粉碎料为100份进行计算）；3%份增韧剂，其中增韧剂为硬脂酸和硬脂酸钙的混合物，二者混合比为1:1； 0.3 %份抗氧剂AS4500；0.8%份润滑剂，其中润滑剂为芥酸酰胺。
2、再生聚乳酸粒料的制备
1）将废弃透明的机头料、副牌粒子等聚乳酸边角余料进行粉碎, 得到规格长×宽×高为2.5mm×3mm×0.3mm的聚乳酸粉碎料；
2）将聚乳酸粉碎料在60℃条件下干燥6h；将扩链助剂、增韧剂、润滑剂和抗氧剂在35℃条件下干燥5h；
3）将干燥后的扩链助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂与聚乳酸粉碎料一起混合均匀，然后送入双螺杆挤出机造粒，挤出机各段温度设定分别为135℃、155℃、165℃、175℃、165℃，混合熔化后的聚乳酸流体经孔径为5 mm的模孔挤出，挤出丝条速度为65m/min，经过水冷后切粒，获得直径×长度为2.5mm×3mm的再生聚乳酸粒料，数均分子量为10万，熔点为160℃。
3、纺丝
将再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在220℃，纺丝速度控制为1200m/min，经过三区热定型，热定型温度分别为： 122℃、148℃、152℃，三区热定型时间共计为12min，再经过卷曲和切断后，得到线密度为8D，长度为64mm，纤维断裂强度为3.5cN/dtex，断裂伸长率为42.5%，卷曲个数为22个/25mm再生聚乳酸纤维。
4、再生聚乳酸纤维保温棉的制备
1）预处理：对制备的再生聚乳酸纤维做抗静电和上硅处理，处理液的配比是抗静电剂：硅油：水为10%：8%：82%，对再生聚乳酸纤维进行喷洒后，盖上塑料布焖24h，使再生聚乳酸纤维回潮率达到8.5%，表面硅油含量为1.2%；
2）成网：将预处理后的再生聚乳酸纤维采用无纺布喷胶棉设备制作保温棉，经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后进入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为4层，铺网速度为30m/min；
3）加固：选用含固量为 45%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1:4的比例配置工作液，用四喷头喷枪向再生聚乳酸纤维网喷洒工作液，喷枪工作压力为3.2 kgf/cm2，喷洒量15g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，在将再生聚乳酸纤维网正面喷洒工作液后首先进入底层烘箱，烘干温度为65℃，出底层烘箱后再对再生聚乳酸纤维网反面喷胶，然后进入中层烘箱，烘干温度为85℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在95℃，出烘箱后得到定型好的再生聚乳酸纤维网；
5） 卷绕：将再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕成保温棉，保温棉卷的宽度为3.2m，纤维网中含胶量为7.8%（针对纤维的质量百分比），生产时车速为7m/min，得到的再生聚乳酸保温棉克重为250g/m2，厚度为45.2mm。
实施例5：
1、助剂的选用
选用1.2%份扩链助剂CHE-4370（以聚乳酸粉碎料为100份进行计算）；5%份增韧剂，其中增韧剂为硬脂酸和硬脂酸钙的混合物，二者混合比为1:1；0.5%份抗氧剂AS4500；1%份润滑剂，其中润滑剂为芥酸酰胺。
2、再生聚乳酸粒料的制备
1）将废弃透明的机头料、副牌粒子等聚乳酸边角余料进行粉碎, 得到规格长×宽×高为4mm×5mm×0.5mm的聚乳酸粉碎料；
2）将聚乳酸粉碎料在60℃条件下干燥7h；将扩链助剂、增韧剂、润滑剂和抗氧剂在40℃条件下干燥6h；
3）将干燥后的扩链助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂与聚乳酸粉碎料一起混合均匀，然后送入双螺杆挤出机造粒，挤出机各段温度设定分别为140℃、160℃、170℃、180℃、170℃，混合熔化后的聚乳酸流体经孔径为5 mm的模孔挤出，挤出丝条速度为70m/min，经过水冷后切粒，获得直径×长度为3.5mm×4mm的再生聚乳酸粒料，数均分子量为9万，熔点为157℃。
3、纺丝
将再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在230℃，纺丝速度控制为1100m/min，经过三区热定型，热定型温度分别为：120℃、146℃、150℃，三区热定型时间共计为10min，再经过卷曲和切断后，得到线密度为5D，长度为51mm，纤维断裂强度为2.2 cN/dtex，断裂伸长率为35.6 %，卷曲个数为24个/25mm再生聚乳酸纤维。
4、再生聚乳酸纤维保温棉的制备
1）预处理：对制备的再生聚乳酸纤维做抗静电和上硅处理，处理液的配比是抗静电剂：硅油：水为12%：10%：78%，对再生聚乳酸纤维进行喷洒后，盖上塑料布焖24h，使再生聚乳酸纤维回潮率达到10%，表面硅油含量为1.5%；
2）成网：将预处理后的再生聚乳酸纤维采用无纺布喷胶棉设备制作保温棉，经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后进入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为6层，铺网速度为28m/min；
3）加固：选用含固量为50%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1：5的比例配置工作液，用四喷头喷枪向再生聚乳酸纤维网喷洒工作液，喷枪工作压力为4.5kgf/cm2，喷洒量16g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，在将再生聚乳酸纤维网正面喷洒工作液后首先进入底层烘箱，烘干温度为70℃，出底层烘箱后再对再生聚乳酸纤维网反面喷胶，然后进入中层烘箱，烘干温度为90℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在100℃，出烘箱后得到定型好的再生聚乳酸纤维网；
5） 卷绕：将再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕成保温棉，保温棉卷的宽度为3.2m，纤维网中含胶量为9.8%（针对纤维的质量百分比），生产时车速为6m/min，得到的再生聚乳酸保温棉克重为380g/m2，厚度为56.8mm。
对上述三个实施例所制备的再生聚乳酸纤维保温棉的保温性、透湿性、厚度和蓬松性进行了测试和评估，其结果如表1所示。其中测试方法参照的标准和依据如下：
（1）厚度
采用YG（B）141D型数字式织物厚度仪厚度，测试方法依据GB/T3820-1997标准执行。
（2）透湿量
采用LCK-131织物透湿量测定仪，按照标准GB/T 12704.2-2009测试。
（3）保暖性
采用YG(B)606D型开板式保暖仪，按照GB1048-89标准进行测试，测试布样规格为25cm×25cm。
（4）蓬松度
将试样剪成面积为20cm*20cm的小块，平衡4h后称重，然后在试样上压一平板，中间加上2000g重锤，30s后除去重锤，静止30s，重复三次后，测定试样四角的高度（精确至0.5mm），求其平均值h，按照下式计算：蓬松度=(20*20*h/10)/w，其中，h为试样四角高度的平均值（mm）；w为试样的质量（g）。
（5）抑菌性
采用卫生部《消毒技术规范》（2002版）2.1.8.7 震荡烧瓶试验法进行测定.
（6）防螨性
按照标准GB/T24253-2009 纺织品防螨性能的评价-抑制法测试。
表1：保温棉的测试结果
蓬松度与材料的保温性成正比，蓬松度大，表明纤维网中的孔隙越多，含有的静止空气越多，材料的保温性就越好，另一方面也有助于将室内的湿气排出去，从表1可以看出，实施例3-5制备的再生聚乳酸纤维保温材料在保温性、蓬松性和透湿量方面均具有较好的数值，特别是在透湿性方面的平均值比普通市售的涤纶纤维喷胶棉要高出15.5%。此外对金黄色葡萄球菌和真菌的抑菌性也超过了81%，在粉尘螨的抑制率上也超过了80%，具有较好的防螨效果，而市售的涤纶纤维喷胶棉不具有任何抑菌和防螨性。表明本发明提供的保温棉的制备方法所制备的保温棉，无论在保温性、透湿性和抑菌、防螨性能等方面均有出色的性能，完全能够满足新型服用和家纺保温材料的要求。
虽然，前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之进行修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种保温棉的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料；
将所述再生聚乳酸粒料经过烘干后送入熔融纺丝机中，纺丝温度控制在210-230℃，纺丝速度控制在1000-1200m/min，经过热定型、卷曲和切断后，得到再生聚乳酸纤维，所述热定型分为三区，所述三区的热定型温度分别为118-122℃、145-148℃、148-152℃，所述三区的热定型时间共计为8-12min；
对所述再生聚乳酸纤维进行预处理，再通过开松、混合、梳理、交叉铺网、加固、固化定型、分切和卷绕工序，制备得到保温棉，包括：
1）预处理：使用处理液对所述再生聚乳酸纤维进行抗静电和上硅处理，并将喷洒所述处理液后的所述再生聚乳酸纤维盖上塑料布焖24h，使所述再生聚乳酸纤维的回潮率达到7-10%，表面硅油含量为0.8-1.5%，所述处理液的配比为抗静电剂：硅油：水为8-12%:6-10%：78-86%；
2）成网：将预处理后的所述再生聚乳酸纤维经过开松、混合、气流喂棉和梳理机梳理后送入交叉铺网机，得到再生聚乳酸纤维网，交叉铺网的层数为3-6层，铺网速度为28-32m/min；
3）加固：选用含固量为38-50%的环保型低温粘合剂，按照粘合剂：水为1:3-5的比例配置工作液，用四喷头喷枪向所述再生聚乳酸纤维网喷洒所述工作液，所述四喷头喷枪的工作压力为2-4.5kgf/cm2，喷洒量14-16g/s；
4）固化定型：固化定型时采用包含底层、中层和上层的三段式烘箱，将所述再生聚乳酸纤维网的正面喷洒所述工作液后首先送入底层烘箱，烘干温度为60-70℃，出底层烘箱后再对所述再生聚乳酸纤维网的反面喷洒所述工作液，然后送入中层烘箱，烘干温度为80-90℃，最后在上层烘箱固化定型，定型温度控制在90-100℃，出烘箱后得到定型好的所述再生聚乳酸纤维网；
5）卷绕：将定型好的所述再生聚乳酸纤维网经过切边后卷绕，得到保温棉，所述保温棉的宽度为3.2m，所述保温棉的纤维网中含胶量为5.5-9.8%，针对纤维的质量百分比，生产时车速为6-8m/min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将聚乳酸边角废料熔融重新造粒，得到再生聚乳酸粒料，包括：
1）将废弃透明的聚乳酸边角余料进行粉碎, 得到规格长×宽×高为(1-4)mm×(2-5)mm×(0.1-0.5)mm的聚乳酸粉碎料；
2）将所述聚乳酸粉碎料在60℃的温度条件下干燥5-7h；
3）将扩链助剂、增韧剂、润滑剂和抗氧剂在30-40℃条件下干燥4-6h；
4）将0.75-1.2%份所述扩链助剂、1-5%份所述增韧剂、0.2-0.5%份所述抗氧剂和0.5-1%份所述润滑剂与所述聚乳酸粉碎料混合均匀，以所述聚乳酸粉碎料为100份进行计算，得到聚乳酸混合料；
5）将所述聚乳酸混合料送入双螺杆挤出机，经过熔融挤出后得到聚乳酸流体，将所述聚乳酸流体经孔径为5 mm的模孔挤出，并经过水冷后切粒，获得直径×长度为1.5-3.5mm×2-4mm的再生聚乳酸粒料，所述双螺杆挤出机各段温度设定分别为130-140℃、150-160℃、160-170℃、170-180℃、160-170℃，所述聚乳酸流体的挤出速度为60-70m/min。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述再生聚乳酸粒料的数均分子量为8.5-10万，熔点为152-160℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扩链助剂为CHE-4370；所述增韧剂为硬脂酸和硬脂酸钙的混合物，所述增韧剂中硬脂酸和硬脂酸钙的混合比为1:1；所述润滑剂为油酰胺、芥酸酰胺中的至少一种；所述抗氧剂为AS4500。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生聚乳酸纤维的线密度为5-11D，长度为51-65mm，纤维断裂强度为2-3.5cN/dtex，断裂伸长率为25.8-42.5%，卷曲个数为20-24个/25mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保温棉的克重在120-380g/m2，厚度为34.6-56.8mm。
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