一种正反面互粘面料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种正反面互粘面料及其制备方法和应用 (Front-back side mutual-adhesion fabric and preparation method and application thereof ) 是由 袁家祥 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种正反面互粘面料及其制备方法和应用,属于面料技术领域。所述面料为两层结构,一面为毛面,另一面为钩刺面,两面互相缝合固定；所述毛面由改性涤纶低弹丝或改性锦纶纤维制备而成；所述钩刺面由改性涤纶丝、改性海岛纤维或者改性涤锦复合丝中的至少一种制备而成。本发明由两层面料复合而成,布的正面任何角度搭在反面的任何位置的时候就会产生粘性,毛圈能将绒毛钩住,且两面之间还会通过形成氢键加强粘合,复合后的产品正面能与反面粘合并有较好的牢度,可以广泛用于绑带,护具,襁褓,收纳巾,电子产品包裹布,包装任何异型的产品。(The invention provides a front-back side mutual-adhesion fabric and a preparation method and application thereof, and belongs to the technical field of fabrics. The fabric is of a two-layer structure, one surface is a hair surface, the other surface is a barbed surface, and the two surfaces are mutually sewn and fixed; the rough surface is prepared from modified polyester low stretch yarns or modified polyamide fibers; the barbed surface is prepared from at least one of modified polyester yarns, modified sea-island fibers or modified polyester-nylon composite yarns. The invention is formed by compounding two layers of fabrics, the front surface of the fabric can generate viscosity when being put on any position of the back surface at any angle, the looped pile can hook the fluff, the two surfaces can be bonded by forming hydrogen bonds, the front surface of the compounded product can be bonded with the back surface and has better fastness, and the product can be widely used for binding bands, protective clothing, swaddling clothes, storage towels, electronic product wrapping fabrics and packaging any special-shaped product.)
技术领域
本发明涉及面料技术领域，具体涉及一种正反面互粘面料及其制备方法和应用。
背景技术
魔术贴的一面是细小柔软的纤维卷毛，另一面是较硬带钩的刺毛，可以通过一面的带钩刺毛钩住一面的细小纤维卷毛，从而实现固定粘结，由于该结构的便利性，魔术贴被广泛用于服装、鞋子、帽子、手套、皮包、沙发、车船、座垫、航空用品、雨披、窗帘、玩具、睡袋、体育运动器材、音响器材、医疗器械、帐篷、小轮车护套、各类军工产品、电子电线、充电器、陈列用具中。
但是，现有的魔术贴由于是两面结构，且一面为带钩的刺毛，使得魔术贴整体硬度较大，且不柔软，弹性、延伸性差，直接与皮肤接触常常有不适感，因此，只能在衣物的非亲肤面缝制小面积的魔术贴，实现互粘固定，无法实现任何角度正反面的互粘，从而不能实现任何异形的包装，限制了其应用面。
因此，需要开发一种柔软、弹性、延伸性好的双面互粘面料，正面任何角度搭在反面的任何位置都会产生粘性，且有一定的牢度，同时，该面料还具有较好的保暖性、抗震性和防静电性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种正反面互粘面料及其制备方法和应用，由两层面料复合而成，布的正面任何角度搭在反面的任何位置的时候就会产生粘性，毛圈能将绒毛钩住，且两面之间还会通过形成氢键加强粘合，复合后的产品正面能与反面粘合并有较好的牢度，可以广泛用于绑带，护具，襁褓，收纳巾，电子产品包裹布，包装任何异型的产品。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种正反面互粘面料，所述面料为两层结构，一面为毛面，另一面为钩刺面，两面互相缝合固定；所述毛面由改性涤纶低弹丝或改性锦纶纤维制备而成；所述钩刺面由改性涤纶丝、改性海岛纤维或者改性涤锦复合丝中的至少一种制备而成。
作为本发明的进一步改进，所述改性涤纶低弹丝由以下方法制备而成：
将50-70重量份涤纶树脂加热熔融后，加入10-20重量份表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到涤纶低弹丝；
所述改性锦纶纤维由以下方法制备而成：
将50-90重量份锦纶树脂加热熔融后，加入12-25重量份表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到改性锦纶纤维；
所述改性涤纶丝由以下方法制备而成：
将50-70重量份涤纶树脂加热熔融后，加入10-20重量份表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到涤纶丝；
所述改性海岛纤维由以下方法制备而成：
将30-60重量份海组分和40-60重量份岛组分熔融共混，然后加入10-15重量份表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、冷却、拉伸、卷绕，得到改性海岛纤维；
所述改性涤锦复合丝由以下方法制备而成：
将30-50重量份涤纶树脂和20-50重量份锦纶树脂熔融共混，然后加入12-17重量份表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到改性涤锦复合丝。
作为本发明的进一步改进，所述海组分选自聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、丙烯酸酯共聚物或改性聚酯中的至少一种；所述岛组分选自聚酯、聚酰胺中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球的制备方法如下：
S1.将氨基硅烷滴入含有致孔剂的水中，乳化反应，离心洗涤，干燥，得到表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球；
S2.将步骤S1中表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球均匀分散在第一有机溶剂中，加入3-溴-1-丙胺，氮气保护下加热至30-45℃，搅拌反应2-4h，离心洗涤，干燥，得到表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球。
作为本发明的进一步改进，所述表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球的制备方法如下：
S1.将带有环氧基的硅烷偶联剂滴入pH值为8-9的含有致孔剂的水中，乳化反应，离心洗涤，干燥，得到表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球；
S2.将步骤S1中表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球均匀分散在第二有机溶剂中，加热至60-80℃，加入N,N-二甲基甲酰胺和乙酸，反应1-3h，离心洗涤，干燥，得到表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球。
作为本发明的进一步改进，所述致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任一种；所述含有致孔剂的水中致孔剂含量为1-3wt％；所述乳化条件为10000-20000r/min转速下乳化5-10min；所述离心条件为3000-5000r/min离心10-20min；所述干燥条件为80-100℃干燥2-4h。
作为本发明的进一步改进，所述氨基硅烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述氨基硅烷和含有致孔剂的水的质量体积比为2：(5-10)g/mL；所述表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球和3-溴-1-丙胺的质量比为100：(5-13)。
作为本发明的进一步改进，所述带有环氧基的硅烷偶联剂为KH560；所述带有环氧基的硅烷偶联剂和含有致孔剂的水的质量体积比为2：(5-10)g/mL；所述表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球、N,N-二甲基甲酰胺和乙酸的质量比为100：(0.1-0.2)：(5-10)。
本发明进一步保护一种上述正反面互粘面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)毛面的制备：将改性涤纶低弹丝或改性锦纶纤维纺织制成面料，再经过剪毛或起毛处理，得到毛面；
(2)钩刺面的制备：将改性涤纶丝、改性海岛纤维或者改性涤锦复合丝中的至少一种进行纬编，得到毛圈布，再经过浓度为30-35wt％的碱液进行碱减量，经碱减量后含有很多细小的化纤毛圈，并呈现钩状组织，类似于魔术贴的钩面，但是微纤维手感比较柔软，得到钩刺面；
(3)将毛面和钩刺面互相缝合固定，得到正反面互粘面料。
本发明进一步保护一种上述正反面互粘面料在制备绑带、护具、襁褓、收纳巾、电子产品包裹布、包装布中的应用。
本发明具有如下有益效果：
在本发明表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球的制备过程中，氨基硅烷加入水中，一开始不能溶于水中，在不断乳化过程中分散成小液滴。随着时间的推进，氨基发生质子化，变成两亲性分子，进一步稳定硅烷液滴，于此同时，质子化的氨基提供碱性环境，催化硅烷部分发生溶胶凝胶反应，消耗内部的硅烷结构，形成二氧化硅壳层，在致孔剂的作用下，二氧化硅壳层表面还形成多个大孔，因此，得到表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球，而这些微球表面依旧有多个氨基链，进一步分散到有机溶剂中后，与3-溴-1-丙胺发生亲核取代反应，从而使得微球表面得到二胺烷基链，得到表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球；
在本发明表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球的制备过程中，带有环氧基的硅烷偶联剂经过乳化后形成小的硅烷液滴，硅烷部分在内，带有环氧基的支链在外，在碱性条件下，发生溶胶凝胶反应，形成二氧化硅壳层，在致孔剂的作用下，二氧化硅壳层表面还形成多个大孔，因此，得到表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球，进一步分散到有机溶剂中，在催化条件下与乙酸发生开环反应，得到了表面含有酯基和羟基支链的改性的二氧化硅多孔中空球；
参照图1，将上述得到的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球和表面含有酯基和羟基支链的改性的二氧化硅多孔中空球加入熔融的树脂中，分散均匀，由于多孔中空球表面含有大量的大孔，树脂分子可以贯穿，从而使得微球像珍珠项链一样穿在树脂链上，从而提高了有机无机材料的相容性，贯穿了多孔中空球的树脂分子，不仅力学性能明显提高，还具有较好的保温性、缓冲性，同时，由于引入了亲水性的极性基团，通过提高纤维的吸湿性来加快电荷逸散，从而提高了面料的抗静电性能和耐久性，另外，由于引入了亲水性基团，还提高了面料的亲肤性；简单的两层结构也提高了面料的柔软性能；
本发明中，毛面的纤维中主要用表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球改性，而钩刺面的纤维主要用表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球改性，不仅面料的两面本身分别具有绒毛性和细小钩状组织，可以类似与魔术贴一样互相粘连，，进一步，毛面上的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球中的多个氨基的氢可以与钩刺面上的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球中的酯基、羟基上的含氧部分形成氢键结构，从而稳固了两面的粘合，提高牢固力。
本发明由两层面料复合而成，布的正面任何角度搭在反面的任何位置的时候就会产生粘性，毛圈能将绒毛钩住，复合后的产品正面能与反面粘合并有较好的牢度，可以广泛用于绑带，护具，襁褓，收纳巾，电子产品包裹布，包装任何异型的产品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明作用机理图；
图2为本发明制备例1中制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球的SEM图；
图3为本发明制备例1中制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球的TEM图；
图4为本发明制备例2中制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球的SEM图；
图5为本发明制备例2中制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球的TEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球
制备方法如下：
S1.将2g氨基硅烷滴入10mL含2wt％致孔剂的水中，15000r/min转速下乳化10min，反应3h，4000r/min离心15min，去离子水洗涤，90℃干燥3h，得到表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球；
S2.将10g步骤S1中表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球均匀分散在50mL二氯甲烷中，加入1g 3-溴-1-丙胺，氮气保护下加热至40℃，搅拌反应3h，4000r/min离心15min，二氯甲烷洗涤，90℃干燥3h，得到表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球。图2为制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球的SEM图，由图可见，表面形成了许多孔；图3为制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球的TEM图，由图可见，该微球为中空球。
对比制备例1
与制备例1相比，未经过步骤S2，其他条件均不改变。
制备方法如下：
将2g氨基硅烷滴入10mL含2wt％致孔剂的水中，15000r/min转速下乳化10min，反应3h，4000r/min离心15min，去离子水洗涤，90℃干燥3h，得到表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球。
制备例2表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球。
制备方法如下：
S1.将2g带有环氧基的硅烷偶联剂滴入10mL pH值为9的含2wt％的致孔剂的水中，15000r/min转速下乳化10min，反应4h，4000r/min离心15min，去离子水洗涤，90℃干燥3h，得到表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球；
S2.将10g步骤S1中表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球均匀分散在50mL正丁醇中，加热至70℃，加入0.015g N,N-二甲基甲酰胺和1g乙酸，反应2h，4000r/min离心15min，乙醇洗涤，90℃干燥3h，得到表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球。图4为制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球的SEM图，由图可见，表面形成了许多孔；图5为制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球的TEM图，由图可见，该微球为中空球。
对比制备例2
与制备例2相比，未经过步骤S2，其他条件均不改变。
制备方法如下：
将2g带有环氧基的硅烷偶联剂滴入10mL pH值为9的含2wt％的致孔剂的水中，15000r/min转速下乳化10min，反应4h，4000r/min离心15min，去离子水洗涤，90℃干燥3h，得到表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球。
实施例1正反面互粘面料
所述面料为两层结构，一面为毛面，另一面为钩刺面，两面互相缝合固定；所述毛面由改性涤纶低弹丝制备而成；所述钩刺面由改性涤锦复合丝制备而成。
改性涤纶低弹丝由以下方法制备而成：
将60g涤纶树脂加热熔融后，加入15g制备例1制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到涤纶低弹丝。
改性涤锦复合丝由以下方法制备而成：
将40g涤纶树脂和35g锦纶树脂熔融共混，然后加入15g制备例2制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到改性涤锦复合丝。
制备方法包括以下步骤：
(1)毛面的制备：将改性涤纶低弹丝纺织制成面料，再经过起毛处理，得到毛面；
(2)钩刺面的制备：将改性涤锦复合丝进行纬编，得到毛圈布，再经过浓度为32wt％的NaOH溶液进行碱减量，得到钩刺面；
(3)将毛面和钩刺面互相缝合固定，得到正反面互粘面料。
实施例2正反面互粘面料
所述面料为两层结构，一面为毛面，另一面为钩刺面，两面互相缝合固定；所述毛面由改性锦纶纤维制备而成；所述钩刺面由改性海岛纤维制备而成。
改性锦纶纤维由以下方法制备而成：
将70g锦纶树脂加热熔融后，加入20g制备例1制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到改性锦纶纤维。
改性海岛纤维由以下方法制备而成：
将45g聚丙烯聚丙烯和50g聚酯树脂熔融共混，然后加入12g制备例2制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、冷却、拉伸、卷绕，得到改性海岛纤维。
制备方法包括以下步骤：
(1)毛面的制备：将改性锦纶纤维纺织制成面料，再经过剪毛处理，得到毛面；
(2)钩刺面的制备：将改性海岛纤维进行纬编，得到毛圈布，再经过浓度为32wt％的NaOH溶液进行碱减量，得到钩刺面；
(3)将毛面和钩刺面互相缝合固定，得到正反面互粘面料。
实施例3正反面互粘面料
所述面料为两层结构，一面为毛面，另一面为钩刺面，两面互相缝合固定；所述毛面由改性锦纶纤维制备而成；所述钩刺面由改性涤锦复合丝制备而成。
改性锦纶纤维由以下方法制备而成：
将70g锦纶树脂加热熔融后，加入20g制备例1制得的表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到改性锦纶纤维。
改性涤锦复合丝由以下方法制备而成：
将40g涤纶树脂和35g锦纶树脂熔融共混，然后加入15g制备例2制得的表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球，混合均匀，喷丝、拉伸、收卷，得到改性涤锦复合丝。
制备方法包括以下步骤：
(1)毛面的制备：将改性锦纶纤维纺织制成面料，再经过起毛处理，得到毛面；
(2)钩刺面的制备：将改性涤锦复合丝进行纬编，得到毛圈布，再经过浓度为32wt％的NaOH溶液进行碱减量，得到钩刺面；
(3)将毛面和钩刺面互相缝合固定，得到正反面互粘面料。
实施例4
与实施例3相比，表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球由对比制备例1制得的表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球替代，其他条件均不改变。
实施例5
与实施例3相比，表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球由对比制备例2制得的表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球替代，其他条件均不改变。
实施例6
与实施例3相比，表面多氨基改性的二氧化硅多孔中空球由对比制备例1制得的表面含氨基链的二氧化硅多孔中空球替代，表面酯基改性的二氧化硅多孔中空球由对比制备例2制得的表面含环氧基链的二氧化硅多孔中空球替代，其他条件均不改变。
对比例1
与实施例3相比，改性锦纶纤维由普通锦纶纤维替代，其他条件均不改变。
对比例2
与实施例3相比，改性涤锦复合丝由普通涤锦复合丝替代，购于江阴市宏润化纤纺织有限公司，其他条件均不改变。
对比例3
与实施例3相比，改性锦纶纤维由普通锦纶纤维替代，改性涤锦复合丝由普通涤锦复合丝替代，其他条件均不改变。
测试例1润湿性能测试
测试样品：实施例1-6和对比例1-3制得的正反面互粘面料。
测试方法：
在室温条件下，借助DCAT-11型表面张力仪，利用wilhelm吊片法测试正反面互粘面料的浸润性能.分别将亲水型熔喷布剪成1cm×4cm的试样，每个样品测试5次，取平均值。设置样品前进速度为0.02mm/s，后退速度为0.02mm/s，样品浸入深度为3.00mm，利用系统分析软件记录液体的接触角。
结果见表1。
由上表可知，本发明制得的正反面互粘面料具有良好亲水性、润湿性能。
测试例2
测试样品：实施例1-6和对比例1-3制得的正反面互粘面料。
测试方法：
1、功能纤维的孔隙率
用密度瓶称量法进行测试，计算公式如下，其中W1为纤维湿态质量，W2为纤维干态质量，ρ为蒸馏水密度，V为纤维表观体积：
δ＝(W1-W2)×V/ρ×100％
2、面料透气性
根据GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》对面料透气性进行测试，测试结果以透气率表示。
3、面料的手感
由7位质检员通过摸、捏、搓、抓、抖、拉等方式综合评价每组面料，主要从光滑柔软度、蓬松挺括度，以及其弹力大小和恢复程度方面对面料进行评分，然后取平均分将面料分为A、B、C、D四个等级，其中A为最佳。
4、面料的耐磨性
根据ASTMD3884耐磨试验方法对面料进行耐磨测试，其结果以耐磨次数表示。
5、功能纤维的质量评价
复合纤维生产过程中会出现疵点，包括僵丝、并丝、硬丝、注头丝、胶块等不正常异状纤维，以每月为周期，由7位质检员根据常规经验评判每组复合纤维的质量，并对其评分，然后取平均分将纤维分为优、良、合格三个等级。
结果见表2。
表2
组别
透气率(mm/s)
手感
耐磨次数(次)
质量评价
实施例1
90
A
12800
优
实施例2
91
A
13100
优
实施例3
92
A
13500
优
实施例4
88
B
11200
良好
实施例5
89
B
11450
良好
实施例6
86
B
10240
良好
对比例1
83
C
9800
合格
对比例2
80
C
9200
合格
对比例3
72
C
8300
合格
本发明实施例制得的正反面互粘面料具有较好的强度和吸湿透气性，同时面料的耐磨性和手感好。
测试例3
测试样品：实施例1-6和对比例1-3制得的正反面互粘面料。
测试方法：AATCC 76-2019《纺织品表面电阻试验方法》
结果见表3。
表3
由上表可知，本发明制得的正反面互粘面料具有良好的抗静电性能。
测试例4
测试样品：实施例1-6和对比例1-3制得的正反面互粘面料。
测试方法：AATCC手感测试标准(AATCC Test Method 202-2012)测试织物的柔软度与滑爽度。
结果见表4
表4
组别
相对手感值
硬挺度
柔软度
平滑度
实施例1
1.5
13.02
14.12
16.89
实施例2
1.6
12.98
14.04
16.92
实施例3
1.8
12.87
13.97
16.97
实施例4
0.9
13.17
15.10
16.78
实施例5
1.0
13.12
15.12
16.72
实施例6
0.5
13.21
15.79
16.67
对比例1
0.2
13.32
16.20
16.45
对比例2
0.1
13.30
16.31
16.40
对比例3
0
13.37
16.87
16.22
由上表可知，本发明制得的正反面互粘面料具有良好的柔软度和手感。
测试例5
测试样品：实施例1-6和对比例1-3制得的正反面互粘面料。
测试方法：GB/T23315-2009《粘扣带标准》。
结果见表5。
表5
由上表可知，本发明制得的正反面互粘面料具有良好的剪切强度和剥离强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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