[发明专利]一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及非织造复合材料领域，特别是指一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料及其制备方法。所述的非织造复合材料由自上而下的水平分支超细纤维层、粘合层以及蓬松层，其中水平分支超细纤维层为PEG/PP熔喷超细纤维层，粘合层为网状热熔胶层，蓬松层为热风非织造材料。水平分支结构的PEG/PP熔喷超细纤维层所具有的800nm以下的纳米纤维网、2000nm以上的超细纤维网与热风非织造材料的迂曲大孔隙组成三级树形网状结构，不仅可以实现获得流体在水平方向的快速扩散，还可以通过厚度方向上的结构差异调控流体的垂直速度，同时本发明所涉及到的制备方法流程短，工艺灵活性高，尤其适合小订单生产。

技术领域

本发明涉及非织造复合材料领域，特别是指一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料及其制备方法。

背景技术

非织造材料是以纤维为主要成分的三维网状多孔纤维材料，其结构蓬松，有利于流体的快速传输而受到了工业界和学术界的重视。根据其不同的结构和性能，非织造材料在医疗卫生（如妇幼吸收性卫生用品等）、过滤（如口罩、粗效空气净化器等）和隔热保温等领域有广泛的应用，是目前公认的经济、实用型纤维材料。这些领域的应用很大程度上与连续流体在非织造材料内部的流动方式密切相关，流体在非织造材料内的传输主要作用于纤维表面和纤维间的孔隙，可以通过调整纤维特性（如纤维细度及分布、表面张力等）和纤维材料的结构（如纤维排列等）来改变流体的传输性能。

树形结构作为一种非常普遍而又特殊的结构，典型特征为主干连接多个支干，并形成传输通道，其特性为网状扩散结构可以使流阻减到最小，是大自然依据物质（液态水）传输效率和营养供给的效率原则而进化出的分支结构多层级网络形态。如发明专利ZL.201510271895. 7提出利用两根或两根以上的纱线在内层上组合形成一个多根纱线圈：同时这两根或两根以上的纱线在外层上形成两个或两个以上的单纱线圈，来模拟树形结构。

尽管树形结构在机织物的应用已经被证明，但是树形结构的非织造复合材料及其产业化的制备方法已经是行业内预解决的问题。

发明内容

本发明提出一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料及其制备方法，解决了现有非织造复合材料内流体的水平方向扩散速度和垂直渗透速度的差异性的不足的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提出了一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料，其特征在于所述的非织造复合材料由自上而下的水平分支超细纤维层、粘合层和蓬松层组成；水平分支超细纤维层为PEG/PP熔喷超细纤维材料，垂直渗透层为热风非织造材料，粘合层为网状热熔胶。

本发明的一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料中，所述的水平分支结构的PEG/ PP熔喷超细纤维材料的特征为：熔喷超细纤维材料的面密度为6-200g/m²，熔喷纤维中包括聚乙二醇和聚丙烯两种热塑性聚合物，所述聚乙二醇和聚丙烯的质量百分比为聚丙烯70%-95%，聚乙二醇5%-30%；熔喷纤维的直径分布为800nm以下、800-2000nm和2000nm以上；三种分布的纤维数量以100份计，其中800nm以下的纤维数量为2000nm以上纤维数量的1.8-4.2倍，余量为直径为800-2000nm的纤维。

本发明的一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料中，所述的热风非织造材料的面密度为：11-26g/m²，孔隙率为92-99%，纤维为51mm长的PE/PP皮芯型纤维，纤维细度为1.5旦尼尔。

本发明的一种水平分支增强的仿生树形非织造复合材料中，所述的热熔性网状热熔胶，其特征为厚度为0.03-0.08mm 其组成为PES、PO、PA、TPU、EVA其中的一种。