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喷胶棉

喷胶棉又称喷浆絮棉，是非织造布的一种。喷胶棉结构形成的原理就是将粘合剂喷洒在蓬松的纤维层的两面，由于在喷淋时有一定的压力，以及下部真空吸液时的吸力，所以在纤维层的内部也能渗入粘合剂，喷洒粘合剂后的纤维层再经过烘燥、固化，使纤维间的交接点被粘接，而未被彼此粘接的纤维，仍有相当大的自由度。同时，在三维网状结构中，仍保留有许多容有空气的空隙。因此，纤维层具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。

简介

　　喷胶棉又称喷浆絮棉，是非织造布的一种，即通常所说的太空棉或真空棉，它是由天然棉纤维，人造纤维或合成纤维经拉松、梳理、喷胶、焙烘固化加工而成。因其具有蓬松，压缩回弹性高，耐干、湿洗涤，且质轻而保暖等性能，所以近几年已成为加工制造棉服和滑雪衫、太空服和棉被、睡袋等床上用品及某些工业用品的重要材料。^[1]

结构形成原理

　　喷胶棉结构形成的原理就是将黏合剂喷洒在蓬松的纤维层的两面，由于在喷淋时有一定的压力，以及下部真空吸液时的吸力作用，所以在纤维层的内部也能渗入黏合剂，喷洒黏合剂后的纤维层再经过烘燥、固化，使纤维间的交接点被粘接，而未被彼此粘接的纤维，仍有相当大的自由度。同时，在三维网状结构中，仍保留有许多空隙。因此，纤维层具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。

保暖原因

　　由于喷胶棉是在喷洒情况下，而不是在浸渍条件下加入粘合剂的，而且在喷淋后不再受压力的挤压而固化成型。所以，在纤维的粘结状态中，交叉点接触的居多，而由粘合剂架桥结块的少，这就使喷胶棉能够保持松、软、保暖的主要原因。

纤维原料的选择

　　根据喷胶棉结构的形成原理，为了使喷胶棉能够获得优良的物理机械性能，必须在纤维原料和粘合剂的选择上，以及生产工艺方面进行研究与选择，其中，纤维原料的选择显得更为重要。

　　纤维原料的种类和规格，对喷胶棉产品的质量起着决定性的作用。根据喷胶棉在服用中的要求保暖性好、蓬松性好、手感柔软的特性，必须在纤维的纤度、长度、卷曲度、截面形状以及表面处理状态等，进行很好地选择。众所周知，合成纤维的品质是由许多性能指标综合起来决定的，主要包括物理机械性能指标、稳定性能指标及加工性能指标三大类。对于不同的生产工艺过程，其品质指标的要求是不完全相同的。就喷胶棉所使用的纤维而言，要求纤维的纤度细，卷曲数和卷曲度高，纤维相互间的抱合力好。这样，产品的膨松度、压缩弹性和弹性回复率也高。卷曲开头以三维螺旋卷曲为佳，其产品的膨松度和弹性回复率明显地优于平面波浪卷曲的相同产品；中空率高则可赋予产品以较高的保暖率和较低的比重；纺丝油剂的种类及纤维含油率、回潮率的高低不仅影响到加工性能，同时对改善产品的手感，消除生产过程中的静电现象也起重要作用。常用的中空螺旋卷曲的涤纶纤维细度为6.6~7.7分特(dtex)，长度为51~76毫米。这种规格的纤维，其综合性能比较好，纤维过细或过长，会产生柔软不挺的手感；过短、过粗则手感又粗硬。卷曲则以螺旋形三维卷曲为佳，常用的卷曲数为0.5~0.6个/毫米。如采用圆中空纤维，中空度在5~10%较好，其手感、弹性与保暖性均可大大改善，同时，纤维用量也可相应地减少。在常规的涤纶中混入30~70%的仿羽绒纤维，可生产仿羽绒的喷胶棉。所谓仿羽绒纤维，实际上就是经过硅油处理的三维卷曲中空涤纶纤维，这种纤维的特点是柔软润滑，纤维相互间不缠结，蓬松性好，因此，做成的产品能达到弹性足，手感滑爽而蓬松，具有羽绒的特性。

喷胶棉黏合剂

　　除了纤维的品种、质量、加工方法和条件外，影响喷胶棉质量的主要因素是黏合剂乳液的质量。特别是喷胶棉的压缩回弹性和耐水洗性两项指标，所用黏合剂乳液的质量对其起着决定性的作用。由于喷胶棉的用途不同，材料和产品规格多种多样，所需黏合剂的品种和性能也千差万别，所以也出现了各种性能的喷胶棉黏合剂。

高弹性喷棉胶

　　原料组成为丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)、衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺(N-HMAM)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、平平加O、过硫酸钾(KPS)、碳酸氢钠、去离子水等。

　　设计复合聚合物膜的玻璃化温度(Tg)要适当高些，在35~40℃之间。选择了丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈等为硬单体；丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等为软单体。软硬单体的质量比为30:70左右。衣康酸的质量分数不超过3%为宜。一般控制N—羟甲基丙烯酰胺的质量分数不超过4%，复合乳化剂质量分数在2.5%~5.0%，非、阴离子乳化剂质量比1:3。

　　制作方法是先将部分单体、乳化剂、缓冲剂及去离子水的混合底料加入反应器中，搅拌升温，60℃左右加入部分引发剂，升温至80℃左右引发聚合，制备种子乳液。当停止自然升温且基本无回流时，开始滴加制备的预乳化液，3~4h滴加完后，升温到近90℃，保温40~60min，冷却降温，过滤即得产品。

　　高弹性喷棉胶为白色带微蓝光乳液，固含量>40%，pH值为4~6，黏度在18mPa·s左右，残余单体质量分数<0.5%，贮存稳定性大于1年。

　　该喷棉胶，施工方便，其喷胶棉产品硬度高，回弹性强，渗透性大，附着力强，耐水性好。

远红外喷胶棉

　　远红外喷胶棉是将具有远红外放射性能的陶瓷粉末涂布于织物表面或混入纺丝液中制成的纤维材料，属于积极保温材料，即不通过增加保温层厚度就可以达到保温的要求。远红外织物是对具有高效远红外放射性能的一类新型保温保健织物的简称。研究表明，远红外织物能在人正常体温状态下发射出波长为4~14μm的远红外线，该波长的远红外线与人体的远红外线辐射波长相匹配，易于被人体吸收，从而促使人体血管扩张，血液循环加速，改善供氧状态．加强细胞的再生能力，加速有害物质的排泄，进而逐渐地对人体起到保健作用。此外，远红外织物还具有抗菌防臭等功效。远红外织物的加工方法有两大类：第一类是远红外纤维加工法；第二类是远红外后整理法。前者加工成的远红外织物的耐洗涤性及手感均好，但是加工路线长，成本高；后者加工路线短、成本低，但织物的手感及耐洗涤性均不如第一类加工方法。将远红外物质均匀而稳定地分散在黏合剂溶液中，使其随着黏合剂一起附着在纤维网表面，就达到了对喷胶棉进行远红外整理的目的。选择的两种远红外陶瓷粉分别为MgO和Al2O3。喷胶棉整理液中加入陶瓷粉后，要求织物的综合性能良好。所谓“综合性能”包括以下几方面内容：①整理后织物的保温性、辐射性能好；②整理后织物的手感要好，不能有明显的粗硬感；③整理后织物的重量要轻，以达到保温织物“轻而薄”的目的。

　　当把MgO和Al2O3按照60/40的比例混配时，含量为10%喷胶棉各方面的测试结果均具有最优值。

　　工艺流程如下：混棉→开清棉→混棉→梳理→机械成网→铺网→气流成网→正面喷胶→烘干→反面喷胶→烘燥→焙烘→成卷。

　　试制的远红外喷胶棉在8~15μm波段的远红外发射率达到了80%，因而具有良好的保温保健功能。

改性聚醋酸乙烯酯喷胶棉黏合剂

　　改性聚醋酸乙烯酯喷胶棉黏合剂的原料组成为醋酸乙烯酯(VAc)，丙烯酸(AA)、N-羟甲基丙烯酰胺(N—HMAM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、0S-15、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、过硫酸铵(APS)。

　　采用核/壳乳液聚合工艺和氧化还原催化体系，加入少量耐水和交联单体，并通过调节单体的加入次序，改善喷胶棉黏合剂的耐水性和弹性等性能。

　　合成过程：将去离子水、OS-15及部分NaHSO3-APS的混合液，1/4的VAc及其他单体的混合液，投入反应器中，加入适量磷酸氢二钠调节pH值为6左右，缓慢升温到65℃，保温，反应一段时间，使形成核体，然后开始滴加剩余的3/4混合单体，并连续滴加NaHSO3-APS溶液，在2—3h同步加完单体及NaHsSO3-APS溶液，然后升温到75℃，保温反应1h，再升温到80℃，保温30min，然后降温到50℃以下，调pH值为6~7即可。

　　最佳配方如下VAc：30份；AA：0.9份；V-HMAM：1.1份；MMA：6份；BA：2份；SDS 0.15~0.25份；SDBS，OS-15：0.5份；OP-10，APS：0.2份；NaHSO3：0.1份；水60份。

　　对改善吸水性、弹性、手感等综合性能都有很好的效果。聚合过程顺利，回流很少，反应转化率95%~97%，实测固体质量分数40%的黏合剂，黏度6mPa·s左右，适合于喷胶棉使用。

产品相关信息

　　克重:40g/㎡～500g/㎡

　　宽度：0.5m～3.2m

　　厚度：0.5cm～5cm

喷胶棉用途：

　　喷胶棉为纯涤纶纤维，采用梳理、喷胶、熨烫工艺合成，具有保暖、抗拉、回弹、防潮、耐水洗等特点。它蓬松柔软，平整挺括，是各类冬装、床上用品、家居用品的理想填充材料。