CN101402755B - 复合型免织面料、面料成品以及面料成品的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合型免织面料，其包括按质量百分比计的下列成份：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂，所述偶联剂与超微细无机粉体相偶联，使得超微细无机粉体相融并分散于高分子树脂基体中。本发明还提供一种复合型免织面料成品以及该复合型免织面料成品的制备方法。该复合型免织面料成品包括相层叠的三层结构，每层包括如上所述的复合型免织面料，中间层还包括在所述中间层内形成微泡的发泡剂。所述面料中采用偶联剂与超微细无机粉体相偶联，既可降低成本，又能提高材料成份分散性，而树脂降解剂使得面料及其成品成为环保型产品。

Description

复合型免织面料、面料成品以及面料成品的制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料的面料技术领域，尤其涉及一种复合型的高分子免织面料、其成品以及成品的制备方法。

背景技术

目前，织造布料由于成本高、制作工艺复杂而渐渐被加工的非织布料或免织面料所替代。这些面料的原材料通常采用高分子材料作为基体，例如绵纶(聚酰胺)纤维或涤纶(聚酯)纤维。

当前有种水刺非织造布采用纺织纤维，通过对纤维的开松、混合、成网，形成一定厚度的纤网层，再经过高压水针对纤网层进行喷射冲击，使纤维间相互缠结而形成具有一定强度和厚度的非织造布。但是这种水刺非织造布普遍存在着强力低、不耐磨和做废弃物处理时不符合环保要求的弱点。

高分子材料通常采用其中的聚烯烃材料作为基体，其具有一定强度和柔韧性。当采用不同的聚烯烃，如聚乙烯或聚丙烯时，由于面料各自的材料结构、配比的成份和制作工艺不同，使得面料的物理化学性能也各不相同。传统的面料除了包含基体外，还包括其他功能材料，以弥补基体的性能不足，然而这些功能材料之间以及其与基体之间的力学结合力较弱，也难以均匀地分散于基体中。

此外，随着国家绿色环保和节约资源等一系列政策的颁布实施和高分子材料技术的飞速进步，各种新型高分子材料，特别是家用、超市所用的材料正朝着环境亲和，健康，低消耗，多用途，多样性的方向发展。目前正缺少一种环保绿色的面料产品。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种成本低廉、可使用性能良好、面料中的不同材料的相融性和分散性好，以及符合环保要求的复合型免织面料。

以及一种可规模化生产的复合型免织面料成品及其制备方法。

一种复合型免织面料，其包括按质量百分比计的下列成份：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂，所述偶联剂与超微细无机粉体相偶联，使得超微细无机粉体相融并分散于高分子树脂基体中。

一种复合型免织面料成品，其包括相层叠的三层结构，每层包括如上所述的复合型免织面料，中间层还包括在所述中间层内形成微细泡状的发泡剂。

以及，一种复合型免织面料成品的制备方法，其包括如下步骤：

用偶联剂对超微细无机粉体进行偶联处理；

将经过偶联的超微细无机粉体与高分子树脂基体、树脂降解剂以及光接枝相容剂进行混合并制成母粒，其中各成份配比为：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂；以及

根据复合型免织面料不同的分层要求配比三份母粒，并放入三层共挤型流延机中，制成具有层叠状态的三层结构的面料成品，其中形成中间层的母粒中还混合有发泡剂，使得所述中间层内形成微细泡状。

与现有技术相比，所述面料中采用偶联剂与超微细无机粉体相偶联，以提高成品中各种不同材料共混后的相容和分散效果，以及在高分子树脂基体中形成微细、均匀的细孔；同时采用了树脂降解剂，使得面料及其成品成为环保型产品。而且超微细无机粉体的来源丰富，成本低廉。本实施例中的面料成品制备方法通过采用三层流延机，能实现大批量生产，节省成本，且无需纺织，直接流延成型并可任意剪裁，彩印和制造各种产品。

附图说明

图1是本发明实施例的复合型免织面料成品的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的复合型免织面料包括按质量百分比计的下列成份：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体载体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂，所述偶联剂与超微细无机粉体相偶联，使得超微细无机粉体分散并相融于高分子树脂基体中。本实施例的面料可适用于制造各种日用和卫生用品，例如超市购物袋、餐桌台布、保温浴帘等。

其中，高分子树脂基体包括低密度聚乙烯(LDPE)，低密度聚乙烯具有良好的加工性能，从而便于面料的加工。另外基体中还适当添加茂金属聚乙烯(M-LLD)及聚烯烃弹性体。茂金属聚乙烯(M-LLD)是采用茂金属催化剂催化生成的聚乙烯，加入其可提高面料的拉伸强度，撕裂强度等材料的力学性能。聚烯烃弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯与α-烯烃共聚物(POP)(或者丙烯和乙烯或其他α-烯烃共聚物)。EVA和POP的加入可提高产品的平整度、柔软度和如丝绸般的手感。

超微细无机粉体填料包括滑石粉或碳酸钙粉，其作为主要功能载体，分散于面料基体及其他成份之中，用于替代部分高分子材料基体，可提高产品的透气度，耐温性和加工性能，同时可以显著降低面料的材料成本。

光接枝相容剂采用江苏金坛公司生产的PP-G-BM型号的接枝相容剂，此相容剂用于大幅度提高高分子材料如茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯或聚烯烃弹性体与面料中无机填料间的结合力，从而明显提升面料材料的综合力学性能，并可以有效促进当无机填料在高分子材料中具有较高填充量时所起的增韧、增强等的作用。

偶联剂主要是铝-钛复合型偶联剂，使用其对超微细无机粉体进行偶联处理，即对超微细无机粉体进行包覆，以加大超微细无机粉体同高分子材料的相容界面，从而提高产品中几种不同材料共混后的相容和分散效果。

树脂降解剂的使用是为了：当免织面料在完成所需要的使用寿命后，需要对其作废弃物处理时，溶合在其内部的树脂降解剂就会对该面料实现降解，使其在可预期的时间内实现粉化并完全溶合于土壤之中。本实施例中，树脂降解剂是使用英国“d2w”公司的d2w型树脂降解助剂。此外，本实施例中所使用的树脂降解剂“d2w”，在实施完全降解树脂时并不是经过特殊的化学过程来实现降解，而且是在自然条件下的降解过程，是一种特殊的对环境亲和的废弃物降解粉化相融过程，即把面料放置在自然空气中就能对该产品实施完全降解，而绝不会产生对环境的二次污染。

本实施例的复合型免织面料中还包括发泡剂，其质量百分含量约为0.10％-0.20％，本实施例采用日本大宇公司生产的AZ-H-25型微细发泡剂。

另外，本实施例的复合型免织面料中还适量添加有加工改善剂、热稳定剂及抗氧化剂的任意一种或按照每层面料不同的功能要求进行不同得配比。其中，加工改善剂是使用具有较高含量的含氟聚合物，包括润滑剂及干燥等功能，其中，加工改善剂采用上海三呈公司生产的SC-GQL-OO型号的产品。加工改善剂在面料加工时能帮助改善产品的表面缺陷和韧性，如常见的熔体破裂现象和流延机T型口模由于热失重现象产生结碳问题，从而提高面料生产的稳定性和制品的表面效果，并能降低加工温度、延长连续加工时间，提高挤出速度；提高产品的成型率及稳定性。

热稳定剂、抗氧化剂是采用瑞典汽巴-精化公司生产的复合型抗氧化剂，用以改善树脂和相关助剂、配料在受热加工过程中的热失重现象。

此外，面料中还可添加适量的钛白粉，例如采用杜邦公司生产的R-104型的钛白粉。

本发明实施例还提供采用上述复合型免织面料制成的面料成品，其包括相层叠的三层结构，其内外层包括上述的复合型免织面料，中间层为发泡状态。

其中使用的发泡剂的质量百分含量约为0.10％-0.20％，本实施例中采用日本大宇公司生产的AZ-H-25型微细发泡剂。

如图1所示，面料成品10中三层包括外层12、中间层14和内层16，为描述方便，分别记为A、B、C层。A、B、C三层的原料配比以及材料分层厚度配比的依据是：外层12作绸纹压花和彩印处理，体现面料成品10的布纹质感和舒滑的手感；中间层14作微发泡处理，体现面料成品的保温效果和必要的材料强度，并含有多种功能；内层16通常作为里面一层，例如制成购物袋时，袋子里面一层即为内层，外露的一层为外层。三层材料的厚度配比优选是：A：B：C＝0.8-1：2-4：0.8-1，优选是：A：B：C＝1：2：1。作为一个实施例，每层分别以自身总质量百分含量100％计算，各种成份以及在各层中的质量百分含量如下所示：

序号    项目             A层      B层      C层

1       M-LLD            25.0     \        25.0

2       LDPE             40.0     64.0     35.0

3       POP              10.0     \        15.0

4       EVA              15.0     \        15.0

5       面料母粒         10.0     35.5     10.0

6       微细发泡剂       \        0.5      \

小计                     100.0    100.0    100.0

其中面料的功能母粒是一种混合颗粒，其粒径规格为φ3x3毫米，本实施例中将其称为面料功能母粒是因为在面料成品制备过程中，面料功能母粒是作为颗粒物参与混合，此外为了描述方便，将面料功能母粒单独描述，实际上制成面料成品后，面料功能母粒的成份与其他成份相容在一起，有些是相同的成份更是融合于一体。面料功能母粒中各种成份及其质量百分含量如下所示：

序号  材料名称                             基本比例(％)

1     低密度聚乙烯                         60.0-70.0

2     超微细无机粉体(经过偶联剂处理)       21.0-34.0

3     光接枝相容剂                         4.0-6.0

4树脂降解剂                                1.0-2.0

在三层中，A层，即外层12形成有各种面料所采用的花纹，例如绸纹、呢绒纹或粗布纹。A、C层中的材料成份基本相同，两层中除面料母粒外，还添加有茂金属聚乙烯(M-LLD)及聚烯烃弹性体EVA和POP等。茂金属聚乙烯(M-LLD)主要是为了增强A、C层的拉伸强度，撕裂强度等材料的力学性能，以避免这两层受外物干涉而易于撕裂。同样，由于A、C层为表面层，加入聚烯烃弹性体EVA和POP后，可提高A、C层的平整度、透气度、柔软度和如丝绸般的手感。中间B层14添加有发泡剂，通过微细发泡剂进行发泡处理，以在中间B层14中形成极细密的微泡15，增加面料成品10的保温效果和必要的材料强度。其中，中间B层14可以含有较多的LDPE，

上述复合型免织面料成品的制备方法包括以下步骤：

(a)用偶联剂对超微细无机粉体进行偶联处理；

(b)将经过偶联的超微细无机粉体与树脂降解剂、高分子树脂基体以及光接枝相容剂进行混合并制成母粒，其中各成份配比为：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂；以及

(c)根据复合型免织面料不同的分层要求配比三份母粒，并放入三层共挤型流延机中，制成具有层叠状态的三层结构的面料成品，其中形成中间层的母粒中还混合有0.10％-0.20％的发泡剂，使得所述中间层内形成微泡。

本实施例中，步骤(a)具体包括：先将超微细无机粉体进行预处理，例如进行干燥处理；再将铝-钛复合偶联剂加入到超微细滑石粉体内，用高速捏合机作材料的偶联处理。其中，铝-钛复合偶联剂的使用配比为质量百分含量0.8-1.5％。高速捏合机的转速为1000转/分，工艺温度约为100-120℃，捏合时间30分钟，其间注意控制温度和清除水份。

在步骤(b)中，先将经过偶联的超微细滑石粉按照相应比例进行混合，然后搅拌使它们形成共混后，使用连续密炼机造粒形成面料母粒。造粒的主要工艺参数如下：

序号         主要工艺名称     工艺参数        单位

1            高搅捏合机       30              300L/min

2            主机转速         180             r/min

3            主喂转速         35              r/min

4            侧喂转速         30              r/min

5            主机电流         155             A

6            熔体温度         196             ℃

7            熔体压力         7.0-12.0        mpa

8            口模温度         200             ℃

9            真空度           7.0-8.0         mpa/hg

10           滤网设置         60+120+150+150+80

另外，面料母粒的物性标准如下：

序号        1          2                     3                     4

项目        密度g/cm³  水分及挥发份含量％    熔体流动速率g/10min   白度％

指标        ≤1.6      ≤0.15                5.0-7.0               ≥85.0

在步骤(c)中，其生产设备为三层共挤型流延机，三层共挤型流延机具有三个进料斗，分别将三份按不同功能要求经过不同配比的原料(即A、B、C三层各成份配比表格中所示的材料)放入三个料斗，然后以共挤流延方式挤出制成层叠状态的三层结构的面料成品。三层共挤型流延机应配置有绸纹、呢绒纹或粗布纹的压辊，以对A层作布纹压花处理，形成各种花纹，同时可对A层进行彩印处理，最终体现产品的绸纹质感和舒滑的手感。中间B层的原料中混配有0.10％-0.20％的发泡剂，以对该层作微细发泡处理，体现面料成品的保温效果和必要的材料强度，和含有多种功能。C层作为内层。三层材料的厚度配比优选是：A：B：C＝0.8-1：2-4：0.8-1，优选是：A：B：C＝1：2：1。

步骤(c)的主要生产工艺参数如下：

序号         项目              单位             指标

1            主机电流：        A                130-150

2            主机转速：        r/min            150

3            主机喂料转速      r/min            50.0

4            流延线速度        M/min            60.0-70.0

5            收卷速度          M/min            75.0-80.0

6            压辊冷却水温      ℃               <30.0

7            冷却压辊的辊面花纹如绸纹或呢绒纹、人字纹花型

8            熔体压力          MPa              8.0-12.0

9            滤网设置          80+120+150+120+80

最后形成的复合型免织面料成品的主要物理性能如下：

项目名称和单位                    技术指标

产品类别                           I         II         III

基重                g/m²           30.0      50.0       80.0

                                   纵向30    纵向30     纵向30

拉伸强度            Mpa≥          横向36    横向36     横向36

                                   纵向700   纵向700    纵向650

断裂伸长率          ％≥           横向600   横向600    横向580

直角撕裂强度        KN/m≥         纵向95    纵向100    纵向100

                                   横向100   横向105    横向105

                                   纵向14    纵向14     纵向15

拉伸屈服强度        Mpa≥

                                   横向15    横向16     横向18

落标冲击强度        g              100       150        300

收缩率              ％      >      3.5       3.5        3.5

材料降解周期

           天/综合气候             按配方不同，降解期350-700天

另外，在制备过程中，进料时还可适当添加适量加工改善剂如润滑剂，使用如上所述的具有较高含量的含氟聚合物，在加工时能够有效改善制品的表面缺陷，如常见的熔体破裂现象和流延机T型口模的结碳等问题，从而提高薄膜生产的稳定性和制品的光洁度，并能降低加工温度、延长连续加工时间，提高挤出速度；提高产品的成型率及尺寸稳定性。进料时还可适当添加热稳定剂及抗氧化剂，用以改善树脂和相关助剂、配料在受热加工过程中的热失重现象。

可以理解的是，本发明实施例的面料成品并不限于以上所述三层，例如面料成品还可以是五层或以上，其中，中间层可以分成两个子层结构等形式。

本实施例中的面料中采用偶联剂与超微细无机粉体相偶联，以提高面料及其成品中各种不同材料共混后的相容和分散效果，以及在高分子树脂基体中形成微细、均匀的细孔；并采用了树脂降解剂，使得面料及其成品成为环保型产品。而且超微细无机粉体的来源丰富，成本低廉。本实施例中的面料成品制备方法通过采用三层流延机，能实现大批量生产，节省成本，且无需纺织，直接流延成型。

此外，本实施例中的面料及其成品是经偶联、高速捏合、混炼、造粒，最后由流延机制造而成，其具有良好的拉伸强度、平整度、透气度以及柔软度。使用后可实现自然条件下的降解，使之完全粉化并溶合于土壤之中，不会对环境产生二次污染。其主要用于家用卫生制品中，具有清洁，健康，方便，环保，美观，便捷等特点。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种复合型免织面料，其包括按质量百分比计的下列成份：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂，所述高分子树脂基体包括低密度聚乙烯，所述偶联剂与超微细无机粉体相偶联，使得超微细无机粉体相融并分散于高分子树脂基体中。

2.如权利要求1所述的复合型免织面料，其特征在于，所述高分子树脂基体还包括茂金属聚乙烯和聚烯烃弹性体。

3.如权利要求2所述的复合型免织面料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体包括乙烯-乙酸乙烯脂共聚物、乙烯和α-烯烃的共聚物中的任一种或其任意组合。

4.如权利要求1所述的复合型免织面料，其特征在于，所述无机粉体包括滑石或碳酸钙的超微细粉体。

5.如权利要求1所述的复合型免织面料，其特征在于，所述面料中还添加有加工改善剂、热稳定剂、抗氧化剂中的任一种或其任意组合。

6.如权利要求1所述的复合型免织面料，其特征在于，所述偶联剂包括铝-钛复合型偶联剂。

7.如权利要求1所述的复合型免织面料，其特征在于，还包括质量百分含量为0.10％-0.20％的发泡剂。

8.一种复合型免织面料成品，其包括相层叠的三层结构，每层包括如权利要求1、2、5、6或7所述的复合型免织面料，中间层还包括在所述中间层内形成微细泡状的发泡剂。

9.如权利要求8所述的复合型免织面料成品，其特征在于，所述三层结构除中间层外，还包括外层和内层，所述外层、中间层及内层的厚度配比范围为0.8-1∶2-4∶0.8-1。

10.如权利要求8所述的复合型免织面料成品，其特征在于，所述外层和内层的高分子树脂基体还包括茂金属聚乙烯和聚烯烃弹性体。 

11.如权利要求8所述的复合型免织面料成品，其特征在于，所述发泡剂的质量百分含量为0.10％-0.20％。

12.一种复合型免织面料成品的制备方法，其包括如下步骤：

用偶联剂对超微细无机粉体进行偶联处理；

将经过偶联的超微细无机粉体与高分子树脂基体、树脂降解剂以及光接枝相容剂进行混合并制成母粒，其中各成份的质量百分配比为：60.0％-70.0％的高分子树脂基体，21.0％-34.0％的超微细无机粉体，4.0％-6.0％的光接枝相容剂，1.0％-2.0％树脂降解剂，以及0.8％-1.5％偶联剂；以及

根据复合型免织面料不同的分层要求配比三份母粒，并放入三层共挤型流延机中，制成具有层叠的三层结构的面料成品，其中形成中间层的母粒中还混合有发泡剂，使得所述中间层内形成微细泡状。

13.如权利要求12所述的复合型免织面料成品的制备方法，其特征在于，所述三层共挤型流延机还配置具有不同布纹效果的压辊，通过所述压辊在面料成品上形成不同形状的布纹效果。