CN101603274A

CN101603274A - 一种高透湿生物降解多层复合材料及其生产方法

Info

Publication number: CN101603274A
Application number: CNA2008101632130A
Authority: CN
Inventors: 方海素; 唐岷
Original assignee: GRI TECHNOLOGY (JIAXING) MEDICAL ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: GRI TECHNOLOGY (JIAXING) MEDICAL ELECTRONIC Co Ltd
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2009-12-16

Abstract

本发明所述的高透湿生物降解多层复合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜和可生物降解的聚乙烯醇纤维无纺布复合而成。本发明所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法为超声波复合工艺或是热轧工艺多层复合。所述的超声波复合工艺是将原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布分别装放卷及纠偏装置上，通过各自的导辊、张力控制器装置后，一起叠合导入花辊与超声波源及压力调整器之间的间隙复合，复合产品经自动张力控制装置，进入复合产品收卷及自动纠偏装置收卷成产品。本发明的复合材料具有低成本、高阻隔性、高透湿性的特点，特别适用于医疗、消防、电站、防化等领域防护服的生产。

Description

一种高透湿生物降解多层复合材料及其生产方法

技术领域

本发明属于一种多层复合材料生产领域，具体的说是一种由可生物降解的水溶性聚乙烯醇薄膜与聚乙烯醇纤维无纺布组成的高透湿多层复合材料及生产方法。

背景技术

聚乙烯醇树脂经溶解、溶液纺丝、高倍拉伸、干燥定型后生产出的短纤维制成的无纺布，不但具有较高的拉伸强度、良好的透气性能，而且轻薄柔软。尤其是聚乙烯醇短纤维制成的水刺无纺布，更具有柔软舒适的特性，可以制成多种一次性防护服、工作服、鞋套、帽等制品。这种聚乙烯醇制成的无纺布还具有完全生物降解性。但现有的这种无纺布，由于纤维间存在较大的间隙，在使用上受到很大的局限，如大量应用于医疗、消防、电站、防化等领域的防护服，由于需要有液体阻隔性、固体尘埃阻隔性要求，现有这种无纺布就无法满足要求。为了解决现有这种无纺布的阻隔性难题，人们采取了许多的措施，试图改善无纺布面料的阻隔性，如采用超细纤维以特殊工艺制成超细孔隙的杜邦Tyvek，采用聚丙烯纺粘/融喷复合工艺制成的超细孔隙的SM、SMS、SMMS复合无纺布，采用PU涂层，采用PU/TFPE薄膜复合等。但上述的解决方案中，所生产出的复合面料不但透湿性不好，而且使用了非可降解材料，在回收销毁不仅要产生巨大的费用，而且在处理时会造成对环境较大的污染。

发明内容

本发明的目的是研制一种高透湿生物降解多层复合材料及其生产方法。

本发明针对聚乙烯醇纤维无纺布存在的对液体、固体尘埃阻隔性低的问题，以及贴有表层的复合无纺布存在的不透湿和不可生物降解的问题，提出了在聚乙烯醇纤维无纺布上复合聚乙烯醇薄膜的技术方案，以解决所述的问题。之所以提出用聚乙烯醇薄膜作为复合层材料，是由于聚乙烯醇薄膜具有如下的特性：

1、聚乙烯醇薄膜(PVA薄膜)，不但具有比普通薄膜更好的强度、透明度、耐化学物品性、耐油性、可印刷性、可热封性、抗静电性，而且还具有特殊的气体阻隔性、保香性、光泽度。2、聚乙烯醇薄膜最突出的特点是它具有水溶性、可生物降解性。3、聚乙烯醇薄膜具有一定结晶度，通过某些特殊工艺过程，可以调节薄膜的结晶度，达到薄膜在常温下对水起阻隔作用，而在较高温度(如90-100℃)下，薄膜具有水溶性。4、由于非晶区的存在，聚乙烯醇薄膜还有一定的透湿性能，它的透湿机理并不主要象传统的透气膜那样依赖于微孔透湿，而是通过水份在薄膜中的溶解和挥发，使水分得以通过薄膜进行传导。

为了解决聚乙烯醇薄膜在与聚乙烯醇纤维无纺布复合时，传统的热融复合、胶复合、挤出复合等复合方式不适用的问题(如热融复合方式的产品，由于产品大面积受热，手感硬，作为服装面料，缺乏柔软度和舒适感；胶复合的产品由于所用胶不透气，会使面料透湿性能大大下降，影响穿着的舒适性；挤出复合仅适合于聚烯烃薄膜的在线复合。)本发明提出了新的复合方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明所述的高透湿生物降解多层复合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜和可生物降解的聚乙烯醇纤维无纺布复合而成。

本发明所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法为超声波复合工艺或是热轧工艺多层复合。

所述的超声波复合工艺是：将原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布分别装在超声波复合机上的各自的放卷及自动纠偏装置上，分别通过各自的导辊、自动张力控制器装置后，一起叠合导入花辊与超声波源及压力调整器之间的间隙，启动超声波发生器，调节超声波源及压力调整器压力到合适的值；复合后的产品经导辊，自动张力控制装置，进入复合产品收卷及自动纠偏装置收卷成产品。

所述的热轧工艺多层复合工艺是：将原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布分别装在热轧复合机上的各自的放卷架上，分别通过各自的导辊、张力控制器、纠偏装置后，一起叠合导入中心导热油加热的花辊与同样加热的平面辊之间的间隙，通过两辊之间巨大的辊压，在受热条件下各层进行热贴合，复合后的产品经导辊，张力控制器，进入收卷机收卷成产品。

本发明的优点：本发明通过采用超声波复合或热轧工艺多层复合的方法，将聚乙烯醇无纺布与聚乙烯醇薄膜复合，得到的面料柔软舒适、外表美观，对液体和固体微尘具有高阻隔性，对水蒸汽具有高透过性，且具有可生物降解性。对水蒸汽有高透过性的原因是：由于聚乙烯醇纤维具有极好的亲水性和极大的比表面，对水有较好的毛细管效应，所以当它与聚乙烯醇薄膜复合以后，能够使该薄膜的水蒸汽透过量提高数倍，使面料具有很高的水蒸汽透过量。如以双层复合为例，面料的水蒸汽透过量从单层薄膜的1168g/sqm24hr提高到4139g/sqm24hr，而同样用途的非生物降解面料，如杜邦Tyvek，水蒸汽透过量却只有962g/sqm24hr。

本发明复合材料具有的低成本、高阻隔性、高透湿性的特点，特别适合用于一次性产品的生产，特别是适用于医疗、消防、电站、防化等领域防护服的生产。

附图说明

图1为本发明的双层复合产品结构示意图。图中：1.复合材料平面图；2.聚乙烯醇薄膜；3.无纺布；4.超声波复合点。

图2本发明超声波复合工艺流程示意图。图中：1.PVA薄膜放卷及自动纠偏装置；2.PVA薄膜自动张力控制器装置；3.PVA无纺布放卷及自动纠编装置；4.PVA无纺布自动张力控制装置；5.超声波源及压力调整器；6.花辊；7.复合产品自动张力控制装置；8.复合产品收卷及自动纠偏装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

所述的聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布复合为二到五层复合。对于二层复合结构来说，其中的一层为聚乙烯醇薄膜，另一层为聚乙烯醇纤维无纺布。对于三层复合结构来说，表层为聚乙烯醇纤维无纺布，中间层为聚乙烯醇薄膜，底层为聚乙烯醇纤维无纺布。对于四层复合结构来说，从表层到底层依次为聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纤维无纺布。对于五层复合结构，从表层到底层依次为聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布，或从表层到底层依次为聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布。

所述的聚乙烯醇薄膜包括透明薄膜、磨砂面薄膜、花纹薄膜，所述的聚乙烯醇薄膜的是厚度为0.05mm到0.2mm，最佳厚度范围为0.010mm到0.040mm。聚乙烯醇纤维无纺布为聚乙烯醇短纤维制成的聚乙烯醇短纤维无纺布，最佳选择是聚乙烯醇水刺无纺布；所述的聚乙烯醇水刺无纺布的克重范围在15g/sqm到300g/sqm，比较确切的范围是在30g/sqm到200g/sqm，最佳克重范围是在35g/sqm到180g/sqm。

本发明所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法包括超声波复合工艺或是热轧工艺多层复合。

所述的聚乙烯醇薄膜经特殊的工艺处理，以保证它在常温水中不溶解，所述的特殊工艺包括高倍单向拉伸工艺、高倍双向拉伸工艺、热定型工艺，或者添加某些添加剂。高倍单向拉伸工艺为：在加热并恒湿条件下，经过1-5倍的单向牵伸，冷却后得到的薄膜；高倍双向拉伸工艺为：在加热并恒湿条件下，经过1-5倍的双向牵伸，冷却后得到的薄膜；热定型工艺为：在100℃-180℃下加热并恒湿条件下，经过0.5-10分钟的时间定型，然后冷却后得到的薄膜。

现以两层复合为例，具体说明本发明所述的多层复合物的生产方法。

将原料聚乙烯醇薄膜(厚度0.015mm)和普通45g/sqm聚乙烯醇水刺无纺布分别装在超声波复合机上的各自的PVA薄膜放卷及自动纠偏装置1、PVA无纺布放卷及自动纠编装置3上，分别通过各自的PVA薄膜自动张力控制器装置2、PVA无纺布自动张力控制装置4后，一起叠合导入花辊6与超声波源及压力调整器5之间的间隙。启动超声波发生器，调节超声波源及压力调整器5压力到合适的值。复合后产品经导辊，自动张力控制装置7，进入复合产品收卷及自动纠偏装置8收卷成产品。

由上述方法制成的薄膜，其性能经测试如下：

薄膜厚度 0.015mm

无纺布克重 45g/sqm

耐磨试验 443.33次

拉伸强度 T 118.39N

M 105.71N

静水压 ≥500mmH₂O

Claims

1、一种高透湿生物降解多层复合材料，其特征在于所述的复合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜和可生物降解的聚乙烯醇纤维无纺布复合而成。

2.根据权利要求1所述的高透湿生物降解多层复合材料，其特征在于聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布至少二层复合，一层为聚乙烯醇薄膜，一层为聚乙烯醇纤维无纺布。

3.根据权利要求2所述的高透湿生物降解多层复合材料，其特征在于聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布为二到五层复合；对于二层复合结构来说，其中的一层为聚乙烯醇薄膜，另一层为聚乙烯醇纤维无纺布；对于三层复合结构来说，表层为聚乙烯醇纤维无纺布，中间层为聚乙烯醇薄膜，底层为聚乙烯醇纤维无纺布；对于四层复合结构来说，从表层到底层依次为聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纤维无纺布；对于五层复合结构，从表层到底层依次为聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布，或从表层到底层依次为聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布。

4、根据权利要求1所述的高透湿生物降解多层复合材料，其特征在于所述的聚乙烯醇薄膜包括透明薄膜、磨砂面薄膜、花纹薄膜，所述的聚乙烯醇薄膜的是厚度为0.05mm到0.2mm，最佳厚度范围为0.010mm到0.040mm。

5、根据权利要求1所述的高透湿生物降解多层复合材料，其特征在于聚乙烯醇纤维无纺布为聚乙烯醇短纤维制成的聚乙烯醇短纤维无纺布，最佳选择是聚乙烯醇水刺无纺布；所述的聚乙烯醇水刺无纺布的克重范围在15g/sqm到300g/sqm，比较确切的范围是在30g/sqm到200g/sqm，最佳克重范围是在35g/sqm到180g/sqm。

6、根据权利要求1所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法，其特征在于该生产方法为超声波复合工艺或是热轧工艺多层复合。

7、根据权利要求6所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法，其特征在于所述的超声波复合工艺是：将原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布分别装在超声波复合机上的各自的放卷及自动纠偏装置上，分别通过各自的导辊、自动张力控制器装置后，一起叠合导入花辊与超声波源及压力调整器之间的间隙，启动超声波发生器，调节超声波源及压力调整器压力到合适的值；复合后的产品经导辊，自动张力控制装置，进入复合产品收卷及自动纠偏装置收卷成产品。

8、根据权利要求6所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法，其特征在于所述的热轧工艺多层复合工艺是：将原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纤维无纺布分别装在热轧复合机上的各自的放卷架上，分别通过各自的导辊、张力控制器、纠偏装置后，一起叠合导入中心导热油加热的花辊与同样加热的平面辊之间的间隙，通过两辊之间巨大的辊压，在受热条件下各层进行热贴合，复合后的产品经导辊，张力控制器，进入收卷机收卷成产品。

9、根据权利要求6所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法，其特征在于聚乙烯醇薄膜经特殊的工艺处理，以保证它在常温水中不溶解，所述的特殊工艺包括高倍单向拉伸工艺、高倍双向拉伸工艺、热定型工艺，或者添加某些添加剂。

10、根据权利要求7所述的高透湿生物降解多层复合材料的生产方法，其特征在于高倍单向拉伸工艺为：在加热并恒湿条件下，经过1-5倍的单向牵伸，冷却后得到的薄膜；高倍双向拉伸工艺为：在加热并恒湿条件下，经过1-5倍的双向牵伸，冷却后得到的薄膜；热定型工艺为：在100℃-180℃下加热并恒湿条件下，经过0.5-10分钟的时间定型，然后冷却后得到的薄膜。