CN100368617C

CN100368617C - 纺粘法聚乳酸非织造布的制备方法

Info

Publication number: CN100368617C
Application number: CNB2005100292509A
Authority: CN
Inventors: 胡学超; 邹荣华; 邵惠丽; 倪福夏; 张慧慧
Original assignee: SHANGHAI SYNTHETIC FIBRE INST; Donghua University
Current assignee: SHANGHAI SYNTHETIC FIBRE INST; Donghua University
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: CN1730763A

Abstract

本发明涉及一种纺粘法聚乳酸非织造布的制备方法。系采用高纯度、中等相对分子质量、高熔融指数的L-异构体聚乳酸为原料，通过低温干燥、高速纺丝、正压拉伸、铺网、热轧粘合等工艺使用纺粘法制备聚乳酸非织造布；本发明流程短，生产效率高；本发明制备的聚乳酸非织造布强度高、伸长小、力学性能优良、可生物降解，可用于一次性医用非织造布领域；本发明制备的产品具有原料来源丰富且可再生、生物降解易于实施等特点，有利于环境保护和可持续发展。

Description

纺粘法聚乳酸非织造布的制备方法

技术领域

本发明属于纺织材料领域，它涉及一种纺粘法聚乳酸非织造布的制备方法。

背景技术

非织造布以传统织造纺织品无可比拟的特殊性能在国内外广泛地应用于医疗卫生领域。目前，国内医疗卫生用非织造布使用的原料主要是聚丙烯、聚酯和和聚酰胺等。由于医疗用非织造布多为一次性用品，这些不可降解聚合物制成的大量的医疗废弃物造成环境污染。据统计，在我国这种一次性医用非织造布的消费量达90万吨/年，其对环境影响之大可以想象。此外，随着石油资源的日益减少，聚丙烯、涤纶等基于石油产品的原料将面临来源枯竭、价格迅猛上涨、废弃后降解困难等问题。聚乳酸是一种以可再生资源如玉米淀粉等为原料的产品，其原料来源丰富。此外，聚乳酸具有良好的生物相容性，可生物降解，在堆埋的条件下一般不到一个月即可降解为二氧化碳和水、对环境无污染。基于以上原因，开发可降解的聚乳酸非织造布一次性用品具有重大的意义。

非织造布的种类很多，又有薄型和厚型之分。针刺、水刺、缝编、化学粘合、热粘等大多数方法都需先加工成纤维再制成非织造布，产品一般较厚；而挤压法等加工较简单，如熔喷法、纺粘法等，且能制备薄的产品。为了减少一次性用品耗量，这类产品应采用挤压法生产。虽然熔喷法也能制得质轻的产品，但由于其纤维不均匀、强度不如纺粘法，故一般用在过滤材料上。采用纺粘法则可获得质轻、强度较高且纤维较均匀的产品。因此，用于一次性医保及卫生领域的非织造布多使用纺粘法。

近年来，国内外特别是日本对聚乳酸加工及应用等进行了许多的研究和开发，并形成了不少专利。其中涉及聚乳酸非织造布的专利绝大部分集中在日本，如JP2003293226、JP2001049533就是先制备聚乳酸短纤维然后通过热粘法得到聚乳酸非织造布，而JP2005009063、JP2004011037、JP2004162218虽使用纺粘法但是以聚乳酸及其共聚酯为原料制备非织造布，JP2005048339则主要是纺粘法聚乳酸非织造布装置的改造，其特点为在喷丝头下置一加热室，控制加热室的温度和停留时间，用6000～8000m/min的超高速生产聚乳酸非织造布。在中国有关聚乳酸非织造布的专利很少，只有CN1563543和CN1357017涉及了这方面的内容，其中CN1563543公开了一种用熔喷法制备超细聚乳酸纤维非织造布的制造方法，制成具有较好过滤性能的聚乳酸非织造布；而CN1357017公开了聚乳酸树脂和由其构成的纤维制品及纤维制品的制造方法，其中的聚乳酸无纺布的制备虽然采用纺粘法，但是其采用不同含量L-异构体聚乳酸、或聚乳酸与聚乳酸和聚丁烯琥珀酸聚合物的掺杂物作为原料制备具有芯鞘结构的聚乳酸长纤维无纺布。

本发明采用高纯度、中等相对分子质量、高熔融指数的L-异构体聚乳酸为原料，通过选用低温的干燥条件，在高速正压拉伸下使用纺粘法制备强度高、伸长小、力学性能优良的又可生物降解的、可用于医用非织造布的聚乳酸非织造布。

发明内容

本发明的目的是提供一种原料来源丰富、具有生物降解性能的聚乳酸非织造布的制造方法。

本发明的纺粘法生产聚乳酸非织造布的工艺流程如附图1所示。

为解决这一问题，采用如下技术方案：

采用高纯的L-异构体占97摩尔％以上、数均分子量为7,0000～15,0000、重均分子量为15,0000～28,0000、MFI≥20的具有高流动性能的聚乳酸为原料，在真空度20～70Pa和温度50～80℃下干燥平衡12～48小时，然后通过熔融纺丝、正压拉伸、铺网和热轧粘合工艺制得聚乳酸非织造布。

所述的熔融纺丝是将上述1干燥好的聚乳酸切片置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝获得聚乳酸初生纤维。控制纺丝温度在180～230℃，喷丝板为2000～7000孔/米。

所述的正压拉伸是将上述的聚乳酸初生纤维进行正压拉伸核对聚乳酸丝条，拉伸速度为1000～5000m/min。压缩空气的压力为0.05～0.5MPa。

所述的铺网是将上述的聚乳酸丝条通过拉伸器出口的气流扩散装置、或者摆动式或转动式分丝成网装置配有负压系统的网帘上前移铺置成网，网帘的前移速度为10～800m/min、摆动频率100～3000次/分及幅度10～50cm，可获得10～150g/m²的不同克重的纤网。

所述的热轧粘合工艺是上述的聚乳酸纤网经压力为40～100公斤(KG)和130～170℃的热轧辊加压热粘合，然后卷取得到聚乳酸纺粘法非织造布。

本发明的优点是采用高纯度、中等相对分子质量、高熔融指数的L-异构体聚乳酸为原料，通过低温干燥、高速纺丝、调节网帘运动速度等措施使用纺粘法制备聚乳酸非织造布；本发明流程短，生产效率高；本发明制备的聚乳酸非织造布强度高、伸长小、力学性能优良、可生物降解，可用于一次性医用非织造布领域；本发明制备的产品具有原料来源丰富且可再生、生物降解易于实施等特点，有利于环境保护和可持续发展。本发明制得的纺粘法聚乳酸非织造布的性能列于表1。

表1纺粘法聚乳酸非织造布的性能

定重(g/m<sup>2</sup>)	拉伸强度(N/5cm)		伸长(％)	撕裂强度(N)
	拉伸强度(N/5cm)				纵向	横向
	10	＞9			纵向	横向	＞8	＞20％	＞1.8
20	10	＞9	＞22	＞16	＞4.5		＞8		＞1.8
20	50	＞50	＞22	＞16	＞4.5	＞40	＞9.0
150	50	＞50	＞140	＞126	＞28.0	＞40	＞9.0

附图说明

图1是纺粘法生产聚乳酸非织造布的工艺流程。

具体实施方式

通过以下的基本实施方式和实施例有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1

以L-异构体占99摩尔％、数均分子量7,5762、重均分子量15,2818、MFI＝32的聚乳酸为原料，在真空度65Pa和温度70℃下干燥平衡24小时。

将干燥好的聚乳酸切片置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，纺丝温度为195℃，使用48个106孔×Φ0.2mm的喷丝板组成总长度为3120mm的喷丝组件来进行纺丝，纺丝用泵为2.4cc的叠泵、转速为36转/分钟；同时将得到的聚乳酸初生纤维进行正压拉伸，压缩空气的压力为0.15MPa，拉伸速度为4000m/min左右。

将拉伸过的聚乳酸丝条通过分丝成网装置摆动及前移铺置成网，摆动幅度为25cm、摆动频率为800次/分、移动速度为52.6m/min时，得到30g/m²的门幅为3米的纤网。

再将得到的聚乳酸纤网经150℃的热轧辊加压，压力为60KG，进行热粘合，最后卷取得到纵向拉伸强度为35N/5cm、横向拉伸强度28N/5cm、伸长为30％、撕裂强度7N、纤维分布均匀的聚乳酸非织造布，这种非织造布可用作一次性的医用材料。

实施例2

以L-异构体占97摩尔％，数均分子量9,7886、重均分子量235008、MFI＝20的聚乳酸为原料，在真空度20Pa和温度80℃下干燥平衡14小时。在上述相同的装置中熔融纺丝，纺丝温度为210℃，计量泵转速为36转/分；压缩空气的压力为0.35MPa，拉伸速度为2354m/min左右。装置的摆动幅度为10cm、摆动频率为500次/分、移动速度为26m/min时，得到60g/m²的门幅为3米的纤网。

再将得到的聚乳酸纤网经155℃的热轧辊加压，压力为60KG，进行热粘合，最后卷取得到纵向拉伸强度为75N/5cm、横向拉伸强度53N/5cm、伸长为40％、撕裂强度15N/5cm的聚乳酸纺粘布。

实施例3

以L-异构体占97摩尔％，数均分子量9,7886、重均分子量235008、MFI＝20的聚乳酸为原料，在真空度50Pa和温度60℃下干燥平衡48小时。在上述相同的装置中熔融纺丝，纺丝温度为210℃，计量泵转速为40转/分；压缩空气的压力为0.15MPa，拉伸速度为1457m/min左右。装置的摆动幅度为10cm、摆动频率为300次/分、移动速度为12m/min时，得到145g/m²的门幅为3米的纤网。

再将得到的聚乳酸纤网经160℃的热轧辊加压，压力为60KG，进行热粘合，最后卷取得到纵向拉伸强度为150N/5cm、横向拉伸强度118N/5cm、伸长为57％、撕裂强度28.5N/5cm的标题产品。

Claims

1.一种纺粘法聚乳酸非织造布的制备方法，其特征在于以L-异构体占97摩尔％以上、数均分子量为7,0000～15,0000、重均分子量为15,0000～28,0000、熔融指数≥20的聚乳酸为原料，在真空度20～70Pa和温度50～80℃下干燥平衡12～48小时，然后通过熔融纺丝、正压拉伸、铺网和热轧粘合工艺制得聚乳酸非织造布。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的熔融纺丝是将干燥好的聚乳酸切片置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度在180～230℃，喷丝板为2000～7000孔/米。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的正压拉伸是将所述的熔融纺丝产物聚乳酸初生纤维进行正压拉伸，拉伸速度为1000～5000m/min。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的正压拉伸所用的压缩空气的压力为0.05～0.5MPa。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的铺网是将所述的拉伸过的聚乳酸丝条通过拉伸器出口的气流扩散装置、或者摆动式或转动式分丝成网装置在配有负压系统的网帘上前移铺置成网。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的铺网的网帘的前移速度为10～800m/min，摆动频率100～3000次/分及幅度10～50cm。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的成网产物是10～150g/m²的聚乳酸纤网。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的热轧粘合工艺是将铺网产物聚乳酸纤网经130～170℃的热轧辊加压热粘合。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述的热轧辊加压热粘合的压力为40～100公斤。