全降解聚乳酸纖維ＳＭＳ復(fù)合非織造布及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種全降解聚乳酸纖維ＳＭＳ復(fù)合非織造布及其制造方法，該非織造布由三層無紡布通過自粘合或熱軋復(fù)合而成，其中中間層為聚乳酸熔噴無紡布，中間層的上層和下層均為聚乳酸紡粘無紡布。該ＳＭＳ非織造布均勻且質(zhì)量穩(wěn)定，具有優(yōu)異的物理性能、過濾性能和屏蔽性能，其中薄型的ＳＭＳ產(chǎn)品具有良好的防水透氣性能，特別適用于衛(wèi)生材料和包裝材料領(lǐng)域；中等厚度的ＳＭＳ產(chǎn)品適用于用即棄的醫(yī)療領(lǐng)域；而厚型的ＳＭＳ產(chǎn)品適用于工業(yè)過濾領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)的生產(chǎn)工藝具有容易操作及控制，穩(wěn)定性良好，并且能夠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于紡織材料非織造布領(lǐng)域，具體涉及一種全降解聚乳酸纖維SMS復(fù)合非 織造布產(chǎn)品及制備工藝。
技術(shù)介紹
由于受到來自環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)和石油等不可再生資源日益枯竭的雙重壓力，生 物可降解材料的開發(fā)與應(yīng)用已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。聚乳酸(PLA)是采用玉米、小麥 和馬鈴薯等可再生資源為原料制成，其產(chǎn)品環(huán)保，使用后可以完全降解成C02和H20，同時(shí)具 有可堆肥的能力，因此聚乳酸是一種理想的可降解原料。對(duì)聚乳酸纖維的研究開發(fā)及應(yīng)用，美國(guó)、日本及歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家走在了其它國(guó) 家的前列。世界最大的PLA切片生產(chǎn)商美國(guó)Nature Works公司已成功開發(fā)出商品名Ingeo 系列纖維級(jí)的聚乳酸切片，經(jīng)熔融紡絲生產(chǎn)的聚乳酸纖維具有一般合成纖維的特征，如較 高的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，優(yōu)良的回彈性和保形性，同時(shí)又具有較好的親水性和芯吸性，低燃燒 性、煙塵小等優(yōu)點(diǎn)，另外加工性能和可紡性良好，所制成的聚乳酸產(chǎn)品具有與合成纖維制成 的產(chǎn)品相近。日本東麗(T0RAY)、鐘紡(Konebo)以及尤吉尼卡(Unitika)等公司也相繼開 發(fā)出數(shù)量眾多的PLA產(chǎn)品，但這大都是采用所采用的方法是紡粘熔融紡絲并采用傳統(tǒng)紡織 和針刺、水刺及熱粘合等非織造布工藝。目前，對(duì)聚乳酸熔噴工藝還處于小試階段，至今還沒有大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外 對(duì)SMS復(fù)合聚乳酸非織造布的研究鮮見報(bào)道。SMS復(fù)合非織造布是由上層S布(紡粘布)、 中層M布(熔噴布)、下層S布(紡粘布)三層復(fù)合而成。紡粘法非織造布由于纖網(wǎng)中纖 維多為連續(xù)長(zhǎng)絲，強(qiáng)度高，縱橫向性能接近，但其成網(wǎng)均勻度和表面覆蓋性較差；熔噴法所 產(chǎn)生的纖網(wǎng)由于由超細(xì)纖維構(gòu)成，其相應(yīng)的布面比表面積大，比表面能很大，孔隙率小，過 濾阻力小，過濾效率高，表面覆蓋性及屏蔽性能均很好，但其缺點(diǎn)是強(qiáng)度低、耐磨性較差。若 將這兩種生產(chǎn)工藝結(jié)合，所形成的復(fù)合體則能彌補(bǔ)了彼此弱點(diǎn)，具有強(qiáng)度高、耐磨性好的特 點(diǎn)，同時(shí)又具有優(yōu)異的過濾效果和屏蔽性能。我國(guó)對(duì)聚乳酸非織造布的研制和開發(fā)處于起步階段，尤其對(duì)SMS聚乳酸非織造布 的研究還是空白。有關(guān)學(xué)者、研究人員及企業(yè)為打破國(guó)際壟斷格局，進(jìn)行了大量研究，并已 取得了一定的成果。中國(guó)專利ZL200410017776.0中介紹了一種超細(xì)聚乳酸纖維非織造布， 它是利用熔噴工藝制成的非織造布，它沒有針對(duì)聚乳酸特性改進(jìn)現(xiàn)有的熔噴設(shè)備，所生產(chǎn) 的產(chǎn)品穩(wěn)定性較差。中國(guó)專利ZL200710131440. 0公布了一種紡粘聚乳酸長(zhǎng)絲非織造布， 它是利用現(xiàn)有設(shè)備并進(jìn)行一定改造，使之能適應(yīng)聚乳酸特種切片，所公布的工藝可以進(jìn)行 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。天津工業(yè)大學(xué)的劉亞等人在實(shí)驗(yàn)室中利用熔噴工藝也制出了用于過濾材料的 PLA非織造布，但所研制的非織造布在生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)斷絲并絲等情況，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種新型全降解聚乳酸纖維SMS復(fù)合非織造布，該SMS非織造布均勻且質(zhì)量穩(wěn)定，具有優(yōu)異的物理性能、過濾性能和屏蔽性能，其中薄型的SMS產(chǎn)品具 有良好的防水透氣性能，特別適用于衛(wèi)生材料和包裝材料領(lǐng)域，如做衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護(hù)墊、嬰 兒尿褲、成人失禁褲等的防側(cè)漏邊及背墊等；中等厚度的SMS產(chǎn)品適用于用即棄的醫(yī)療領(lǐng) 域，如手術(shù)衣、手術(shù)服、繃帶、傷口貼以及罩布等；而厚型的SMS產(chǎn)品適用于工業(yè)過濾領(lǐng)域， 如過濾布、擦布等。本專利技術(shù)的另一目的是提供一種上述全降解聚乳酸纖維SMS復(fù)合非織造布的制備 工藝，該生產(chǎn)工藝具有容易操作及控制，穩(wěn)定性良好，并且能夠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。本專利技術(shù)的目的可以通過以下措施達(dá)到一種全降解聚乳酸纖維SMS復(fù)合非織造布，該非織造布由三層無紡布通過自粘合 或熱軋復(fù)合而成，其中中間層為聚乳酸熔噴無紡布，中間層的上層和下層均為聚乳酸紡粘 無紡布；該非織造布面密度為25 150g/m2，厚度為0. 1 1. 6mm,縱向拉伸強(qiáng)力為52. 34 178. 92N/5cm，橫向拉伸強(qiáng)力35. 45 160. 86N/5cm，縱向斷裂伸長(zhǎng)率3. 06 12. 78%，橫向 斷裂伸長(zhǎng)率為5. 26 18. 49%。本專利技術(shù)的非織造布的塵埃顆粒0. 3 i! m級(jí)過濾效率大于90%，耐磨指數(shù)在6. 22 12. 05次/mg，抗彎剛度為1. 5 5. OcN cm，透氣性指數(shù)在158 466. 211/(m2 s)，透水 靜水壓在20 120cm水柱，拒水性能指標(biāo)接觸角> 120°。其中上層和下層的聚乳酸紡粘無紡布的長(zhǎng)絲細(xì)度在0. 12 1mm，面密度在10 100g/m2，厚度為0. 05 1. 2mm,縱向拉伸強(qiáng)力為15 40N/5cm，橫向拉伸強(qiáng)力10 30N/5cm，縱向斷裂伸長(zhǎng)率10 16%，橫向斷裂伸長(zhǎng)率為15 21%。中間層聚乳酸熔噴 非織造布的纖網(wǎng)纖維為超細(xì)纖維，其平均細(xì)度為1. 5 11 y m ；該無紡布的厚度為0. 05 1. 0mm，面密度為3 50g/m2，縱向拉伸強(qiáng)力為5 15N/5cm，橫向拉伸強(qiáng)力3 15N/5cm，縱 向斷裂伸長(zhǎng)率2 8%，橫向斷裂伸長(zhǎng)率為3 12%。本專利技術(shù)的全降解聚乳酸纖維SMS復(fù)合非織造布的制造方法，包括如下步驟A、紡粘法熔融紡絲將聚乳酸切片干燥至含水量在lOOppm以下，然后將切片送進(jìn) 螺桿擠壓機(jī)中，進(jìn)行熔融紡絲，熔體經(jīng)紡絲板中噴出的熔體由兩側(cè)高速冷卻氣流拉伸成連 續(xù)的長(zhǎng)絲，最后經(jīng)分絲鋪網(wǎng)，得到熔融紡絲纖網(wǎng)。其中干燥處理在熱空氣干燥設(shè)備中進(jìn)行。該步驟的具體工藝為將聚乳酸切片喂入到喂料斗中，經(jīng)由管道被送進(jìn)紡粘生產(chǎn) 線中的熱空氣干燥設(shè)備部分，利用循環(huán)高溫氣流對(duì)切片進(jìn)行干燥，可在短時(shí)間內(nèi)去除水分， 其干燥溫度設(shè)置為50 120°C，烘燥時(shí)間在3 10h，烘燥后其PLA切片含水量在lOOppm 以下；干燥后的聚乳酸切片被送進(jìn)螺桿擠壓機(jī)中，其螺桿擠壓機(jī)長(zhǎng)徑比在30 50，并在下 列條件下熔融紡絲螺桿擠出溫度150 200°C，進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段的溫度范圍在 120 140°C、135 180°C、160 230°C，紡絲速度在 200 2000m/min。聚乳酸切片在螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，經(jīng)過濾網(wǎng)過濾熔體雜質(zhì)，通過計(jì)量泵控制 噴絲板擠出量，經(jīng)紡絲板中噴出的熔體由兩側(cè)高速氣流拉伸成連續(xù)的長(zhǎng)絲，在該階段聚乳 酸熔體同時(shí)凝固形成纖維長(zhǎng)絲，最后經(jīng)機(jī)械分絲鋪網(wǎng)。其主要工藝參數(shù)為紡絲板噴絲孔徑 為0. 2 0. 4mm,噴絲孔擠出量控制在0. 1 0. 5g/ (孔 min)，由于考慮到熔噴產(chǎn)量較低，需 降低紡粘噴絲板擠出量，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究表明，擠出量在0. 01 0. 2g/(孔 min)較為適宜，側(cè) 向冷卻風(fēng)(高速冷卻氣流)溫度在10 35°C，濕度限制在25 60%，風(fēng)速在0. 2 1. 6m/5B、熔噴法熔融紡絲將聚乳酸切片干燥至含水量在50ppm以下，然后將切片送進(jìn) 螺桿擠壓機(jī)中熔融紡絲，熔體經(jīng)噴絲模頭噴出后先由高溫?zé)峥諝鈿饬骼斓玫匠?xì)纖維， 再采用冷卻空氣使纖維快速冷卻并結(jié)晶，均勻鋪成纖網(wǎng)。其中干燥處理在熱空氣干燥設(shè)備 中進(jìn)行。步驟B的具體工藝為將聚乳酸切片喂入到喂料斗中，經(jīng)由管道被送進(jìn)熔噴生產(chǎn) 線中的熱空氣干燥設(shè)備部分，利用循環(huán)高溫氣流對(duì)切片進(jìn)行干燥，其干燥溫度設(shè)置為50 100°C，烘燥時(shí)間在5 12h，較紡粘用切片長(zhǎng)，烘本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種全降解聚乳酸纖維ＳＭＳ復(fù)合非織造布，其特征在于該非織造布由三層無紡布通過自粘合或熱軋復(fù)合而成，其中中間層為聚乳酸熔噴無紡布，中間層的上層和下層均為聚乳酸紡粘無紡布；該非織造布面密度為２５～１５０ｇ／ｍ↑［２］，厚度為０．１～１．６ｍｍ，縱向拉伸強(qiáng)力為５２．３４～１７８．９２Ｎ／５ｃｍ，橫向拉伸強(qiáng)力３５．４５～１６０．８６Ｎ／５ｃｍ，縱向斷裂伸長(zhǎng)率３．０６～１２．７８％，橫向斷裂伸長(zhǎng)率為５．２６～１８．４９％。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柳銘，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：豆丁樂園南京嬰兒用品有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：84[中國(guó)|南京]