CN101387046B - 可生物完全降解的无纺织物及其专用熔喷装置 - Google Patents
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Abstract
一种可生物完全降解的无纺织物及其专用熔喷装置。无纺织物是由生物完全降解聚合物、交联剂和助剂以100∶0.2～0.8∶0～5的重量比组成的共混物在专用熔喷装置上成型而制成。本发明的可生物完全降解的无纺织物是以生物完全降解聚合物作为原料，该产品可在土壤、污泥、河流中的微生物作用下自然降解为CO2和H2O，因而对环境没有任何污染，并且不会对土壤造成板结，从而有利于生物生长。另外，可采用不添加发泡剂或控制发泡剂添加量的方法而制备出不发泡、微发泡或发泡无纺织物，因而应用范围广。此外，专用熔喷装置能够解决使用生物完全降解聚合物作为原料而在原有熔喷机上制备无纺织物时出现的无法剥离、干燥及冷却能力不足等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种无纺织物及其熔喷装置，特别是涉及一种可生物完全降解的无纺织物及其专用熔喷装置。
背景技术
目前常用的熔融纺丝方法是一种以能够熔化、易流动且不易分解的聚合物或复合物作为原料，利用熔喷机上的加热装置将上述聚合物或复合物高温加热而熔融成熔体，然后由熔喷机头喷出熔体细流，并使该熔体细流在成形网的表面冷凝成超细三维网状纤维，之后经过热轧粘合而制成弹性无纺织物。由于上述纤维具有纤度细、结构蓬松、比表面积大、柔软性好、弹性优良及舒适感强等特点，因此由其制成的弹性无纺织物主要用于医疗、服装、生物医用材料、耐腐蚀过滤材料、装饰及包装等领域，比如医用绷带、手套、贴身防护服、用即弃婴儿尿布、女性卫生用品、高档服装的衬垫、沙发垫衬物、装潢用品等。但是，上述作为原料的聚合物或复合物大部分是由诸如PP、PET、PE涤纶、丙纶、聚氨酯等有机物利用化学合成方法而制成，由于这些原料均不能生物完全降解，并且本身不具有粘性，所以需要加入粘合剂将纤维粘合在一起，因而会给环境带来二次污染，并且操作过程复杂。特别是自2008年6月1日开始实施的“限塑令”以来，由上述无纺织物制成的无纺布袋作为塑料袋的替代品而受到市民的喜爱。不过，这种由不可生物完全降解的纤维而制成的无纺布袋将随着使用量的增加而可能成为新的污染源。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种对环境及土壤没有任何污染的可生物完全降解的无纺织物。
本发明的另一个目的在于提供一种用于制备上述可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置。
为了达到上述目的，本发明提供的可生物完全降解的无纺织物是由生物完全降解聚合物、交联剂和助剂以100∶0.2～0.8∶0～5的重量比组成的共混物在专用熔喷装置上成型而制成。
所述的共混物中还含有0.1～0.5重量份的发泡剂。
所述的生物完全降解聚合物选自均聚物聚—(3—羟基丁酸酯)(PHB)、聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3羟基—丁酸)共聚物(PHB共聚物)、聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3—羟基—戊酸)共聚物(PHBV)、聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3—羟基—4—甲基戊酸酯)共聚物(PHBMV)、聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3—羟基—已酸)共聚物(PHBHHX)、聚乳酸(PLA)、聚已内酯(PCL)和二元醇二元羧酸脂肪族聚酯(PBS)中的一种或两种。
所述的交联剂为过氧化二苯甲酰(BPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)中的一种或两种。
所述的助剂为滑石粉或碳酸钙。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)。
本发明提供的用于制备可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置由主机和辅机构成；其中主机包括依次相连的挤出机、第一加热段、熔体泵、第二加热段和熔喷机头；辅机设置在熔喷机头的后侧，包括多个支撑辊、成形网、两个成形网牵引辊、两个成品牵引辊和成品卷取辊；其中成形网呈环状，其套在多个沿上下方向交错设置的支撑辊外部；两个成形网牵引辊分别设置在成形网的两面外侧，并且将成形网和附在成形网外表面上的无纺织物夹在两个辊面之间；两个成品牵引辊分别设置在从成形网上剥离下来的无纺织物两面外侧，并且将无纺织物夹在两个辊面之间；而成品卷取辊则用于将无纺织物卷绕成卷筒。
所述的多个支撑辊中与无纺织物相接触的辊为内部通有冷却介质的冷却辊。
所述的多个冷却辊中的最后一个辊上安装有剥离器。
本发明提供的可生物完全降解的无纺织物是以生物完全降解聚合物作为原料，该产品可在土壤、污泥、河流中的微生物作用下自然降解为CO2和H2O，因而对环境没有任何污染，并且不会对土壤造成板结，从而有利于生物生长。另外，可采用不添加发泡剂或控制发泡剂添加量的方法而制备出不发泡、微发泡或发泡无纺织物，因而应用范围广。此外，专用熔喷装置是将目前常用的熔喷机上的辅机结构进行了改造，因而能够解决使用生物完全降解聚合物作为原料而在原有熔喷机上制备无纺织物时出现的无法剥离、干燥及冷却能力不足等问题，并且易于操作及便于工业化生产。
附图说明
图1为用于制备本发明提供的可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的可生物完全降解的无纺织物及其专用熔喷装置进行详细说明。
实施例1：
本实施例提供的可生物完全降解的无纺织物所采用的共混物是由聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3羟基—丁酸)共聚物(PHB共聚物)、聚乳酸(PLA)、过氧化二苯甲酰(BPO)和滑石粉以90∶10∶0.4∶0.5的重量比组成。由该共混物在本发明提供的专用熔喷装置上制备出的无纺织物为不发泡无纺织物。
实施例2：
本实施例提供的可生物完全降解的无纺织物所采用的共混物是由均聚物聚—(3—羟基丁酸酯)(PHB)、聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3—羟基—戊酸)共聚物(PHBV)、偶氮二异丁腈(AIBN)、滑石粉和偶氮二甲酰胺(AC)以70∶30∶0.2∶0.1∶0.2的重量比组成。由该共混物在本发明提供的专用熔喷装置上制备出的无纺织物为微发泡无纺织物。
实施例3
本实施例提供的可生物完全降解的无纺织物所采用的共混物是由聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3—羟基—戊酸)共聚物(PHBV)、聚(3—羟基丁酸酯—共聚—3—羟基—已酸)共聚物(PHBHHX)、过氧化二苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)和偶氮二甲酰胺(AC)以30∶70∶0.1∶0.4∶0.5的重量比组成。由该共混物在本发明提供的专用熔喷装置上制备出的无纺织物为发泡无纺织物。
如图1所示，本发明提供的用于制备上述可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置由主机和辅机构成；其中主机结构与目前常用的熔喷机上主机结构相同，包括依次相连的挤出机1、第一加热段2、熔体泵3、第二加热段4和熔喷机头5；辅机设置在熔喷机头5的后侧，包括多个支撑辊6、成形网7、两个成形网牵引辊8、两个成品牵引辊9和成品卷取辊10；其中成形网7呈环状，其套在多个沿上下方向交错设置的支撑辊6外部；两个成形网牵引辊8分别设置在成形网7的两面外侧，并且将成形网7和附在成形网7外表面上的无纺织物11夹在两个辊面之间；两个成品牵引辊9分别设置在从成形网7上剥离下来的无纺织物11两面外侧，并且将无纺织物11夹在两个辊面之间；而成品卷取辊10则用于将无纺织物11卷绕成卷筒。
所述的多个支撑辊6中与无纺织物11相接触的辊为内部通有冷却介质的冷却辊6’，以用于将超细三维网状纤维冷却成无纺织物11。
所述的多个冷却辊6’中的最后一个辊上安装有剥离器13，用于将无纺织物11从成形网7上剥离下来。
当需要利用本发明提供的专用熔喷装置制备可生物完全降解的无纺织物时，首先将上述实施例中制备出的任一种共混物从专用熔喷装置上挤出机1的加料斗12加入到挤出机1内部，经过第一加热段2和第二加热段4的加热及内部螺杆的剪切塑化，使上述共混物由固体变成熔融流体，然后流到熔喷机头5处并被喷出。从熔喷机头5喷出的熔体细流将落在由两个成形网牵引辊8驱动而不停循环运行的成形网7表面，并在成形网7的表面形成超细三维网状纤维，然后在成形网7的带动下依次通过多个冷却辊6’的表面，由此形成无纺织物11。之后利用设置在最后一个冷却辊6’处的剥离器13将无纺织物11从成形网7上剥离下来，最后由成品卷取辊10将无纺织物11卷绕成卷筒即可完全整个生产过程。
Claims (8)
1.一种可生物完全降解的无纺织物，其特征在于：所述的可生物完全降解的无纺织物是由生物完全降解聚合物、交联剂和助剂以100∶0.2～0.8∶0～5的重量比组成的共混物在专用熔喷装置上成型而制成；所述的生物完全降解聚合物选自均聚物聚-(3-羟基丁酸酯)(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3羟基-丁酸)共聚物(PHB共聚物)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基-戊酸)共聚物(PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基-4-甲基戊酸酯)共聚物(PHBMV)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基-己酸)共聚物(PHBHHX)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)和二元醇二元羧酸脂肪族聚酯(PBS)中的一种或两种；所述的专用熔喷装置由主机和辅机构成；其中主机包括依次相连的挤出机(1)、第一加热段(2)、熔体泵(3)、第二加热段(4)和熔喷机头(5)；辅机设置在熔喷机头(5)的后侧，包括多个支撑辊(6)、成形网(7)、两个成形网牵引辊(8)、两个成品牵引辊(9)和一个成品卷取辊(10)；其中成形网(7)呈环状，其套在多个沿上下方向交错设置的支撑辊(6)外部；两个成形网牵引辊(8)分别设置在成形网(7)的两面外侧，并且将成形网(7)和附在成形网(7)外表面上的无纺织物(11)夹在两个辊面之间；两个成品牵引辊(9)分别设置在从成形网(7)上剥离下来的无纺织物(11)两面外侧，并且将无纺织物(11)夹在两个辊面之间；而成品卷取辊(10)则用于将无纺织物(11)卷绕成卷筒。
2.根据权利要求1所述的可生物完全降解的无纺织物，其特征在于：所述的共混物中还含有0.1～0.5重量份的发泡剂。
3.根据权利要求1所述的可生物完全降解的无纺织物，其特征在于：所述的交联剂为过氧化二苯甲酰(BPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的可生物完全降解的无纺织物，其特征在于：所述的助剂为滑石粉或碳酸钙。
5.根据权利要求2所述的可生物完全降解的无纺织物，其特征在于：所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
6.一种用于制备权利要求1所述的可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置，其特征在于：所述的专用熔喷装置由主机和辅机构成；其中主机包括依次相连的挤出机(1)、第一加热段(2)、熔体泵(3)、第二加热段(4)和熔喷机头(5)；辅机设置在熔喷机头(5)的后侧，包括多个支撑辊(6)、成形网(7)、两个成形网牵引辊(8)、两个成品牵引辊(9)和一个成品卷取辊(10)；其中成形网(7)呈环状，其套在多个沿上下方向交错设置的支撑辊(6)外部；两个成形网牵引辊(8)分别设置在成形网(7)的两面外侧，并且将成形网(7)和附在成形网(7)外表面上的无纺织物(11)夹在两个辊面之间；两个成品牵引辊(9)分别设置在从成形网(7)上剥离下来的无纺织物(11)两面外侧，并且将无纺织物(11)夹在两个辊面之间；而成品卷取辊(10)则用于将无纺织物(11)卷绕成卷筒。
7.根据权利要求6所述的用于制备可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置，其特征在于：所述的多个支撑辊(6)中与无纺织物(11)相接触的多个辊为内部通有冷却介质的冷却辊(6’)。
8.根据权利要求7所述的用于制备可生物完全降解的无纺织物的专用熔喷装置，其特征在于：所述的多个冷却辊(6’)中的最后一个辊上安装有剥离器(13)。
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