CN105986507A

CN105986507A - 一种湿法无纺布及其生产方法和用途

Info

Publication number: CN105986507A
Application number: CN201510078470.4A
Authority: CN
Inventors: 席群; 蔡文杰
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明公开一种湿法无纺布及其生产方法和用途，该无纺布中含有35～65重量%纤度为0.4～30.0dtex的聚酯短纤维、以及65～35重量%分散染料与聚丙烯酸树脂的共混物。本发明的湿法无纺布不仅具有多色、抗过敏功能一体化的特点，而且还具有生产成本低、工艺简单、环保型的特点，可广泛应用于空气过滤领域。

Description

一种湿法无纺布及其生产方法和用途

技术领域

本发明涉及一种湿法无纺布及其生产方法和用途。

背景技术

目前市场上无纺布的成网方式主要有干法、湿法、气流成网法、纺粘法、熔喷法，其中采用湿法制得的无纺布具有生产速度高，加工成本低的优点，其用途主要作为滤材中的支撑材使用。市场上的湿法无纺布外观主要以白色为主，然而，白色的湿法无纺布仅具备支撑的单一功能。如果要使无纺布具备功能性(颜色、抗过敏、难燃等)，一般是将其进行后道整理加工，或是在制成滤材时在作为支撑材的无纺布与作为过滤微细颗粒的熔喷材之间通过功能性粒子的夹持，来实现多功能性。众所周知，功能性粒子成本比较高，如果在无纺布生产时，一步生产，使其具有功能性，可有效降低成本。

如中国公开专利CN101768892A公开了一种骨架材料无纺布，该无纺布是采用常规的丙烯酸树脂乳液进行涂布而得的。然而该无纺布只能作为单一支撑材料，如需要其具备功能性(颜色、过敏性等)，则需要进行2次加工，这样就导致制造过程繁琐，增加成本。

发明内容

本发明的目的提供一种多色、抗过敏功能一体化的的湿法无纺布。

本发明的另一目的在于提供一种成本低、工艺简单、环保型的湿法无纺布的生产方法。

本发明的技术解决方案如下：一种湿法无纺布中含有35～65重量%纤度为0.4～30.0dtex的聚酯纤维、以及65～35重量%分散染料与聚丙烯酸树脂的共混物。

本发明的有益效果在于：本发明的湿法无纺布不仅具有多色、抗过敏功能一体化的的特点，而且还具有生产成本低、工艺简单、环保型的特点。

具体实施方式

一种湿法无纺布中含有35～65重量%纤度为0.4～30.0dtex的聚酯纤维、以及65～35重量%分散染料与聚丙烯酸树脂的共混物。如果构成本发明的湿法无纺布的聚酯纤维含量低于35%的话，这样纤维相互之间的粘结点少，无纺布的强度就会降低，那么在后道打褶加工时，无纺布的脆性加强，易折断；如果聚酯纤维的含量高于65%，虽然构成无纺布中纤维之间的粘结点变多，但是聚丙烯酸树脂的共混物含量降低，其粘结纤维的功能就降低，从而导致无纺布的刚软度降低。如果分散染料与聚丙烯酸树脂的共混物的含量高于65%的话，制得的无纺布的表面成膜性强，无纺布的透气性就会降低。

本发明的无纺布中聚酯纤维的平均纤度为0.4～30.0dtex，细纤度聚酯纤维的纤度为0.4～5dtex，粗纤度聚酯纤维的纤度为5～30dtex，细纤度聚酯纤维起到捕集空气中细小颗粒的作用，粗纤度聚酯纤维可以提高刚软度（硬度），起到维持形状的骨架作用。

本发明中的共混物中含有抗过敏药剂。采用抗过敏药剂可抵抗空气中的过敏源，如霉菌、花粉、尘螨、各类动物皮毛。

上述聚丙烯酸树脂中含有苯乙烯-丙烯酸酯(以下简称苯丙)和/或纯丙烯酸酯(以下简称纯丙)。聚丙烯酸树脂在本发明中起到粘结剂的作用，纤维之间通过聚丙烯酸树脂进行相互粘结。苯丙中的大分子苯环可以有效提高硬挺度，纯丙中含有较多的氢键，具有层膜性优良的特点。按照无纺布的要求可以根据苯丙、纯丙的单一或者混配进行使用。

上述分散染料是由分散橙、分散蓝、分散黄、分散红中的至少一种构成。由于聚酯纤维具有疏水性强、结晶和整列度高、纤维微隙小和不易润湿膨化等特性，要使分散染料以单分子形式顺利进入聚酯纤维内部，分散染料的结构简单，在水中呈溶解度极低的非离子状态，利用丙烯酸树脂乳液良好的悬浮性，可以使分散染料能较好地分散，染料分子的扩散速率，使染料分子不断扩散进入被膨化和增大的纤维空隙中，而与纤维之间是由分子间引力和氢键固着，完成对聚酯的染色。此时，聚酯上可呈现出橙色、蓝色、黄色、红色中的至少一种颜色。

上述抗过敏药剂是由咪唑化合物类、儿茶素类、单宁酸类、有机氮硫化合物类、有机酸酯类、有机碘类粒子中的一种构成。抗过敏药剂具有极佳的捕获过敏原物质的特点，以及可以高速灭活所捕获的过敏原物质，进而使得本发明具备高抗过敏原功能。

本发明湿法无纺布的经向刚软度＞160mg，纬向刚软度＞100mg。为了后道打褶加工工艺，高的刚软度可以提高成型品的硬挺度，不会因为成型品的变形而影响其阻力。

本发明湿法无纺布的克重为30～120g/m²。如果无纺布的克重过低的话，在高风量条件下，该无纺布用作滤芯的支撑材时，支撑性能降低，使得滤芯的构造压损变高，降低滤芯的使用寿命；如果无纺布的克重过高的话，虽然支撑性能得到提高，但是无纺布的通气度有所下降，这样就会使得滤材的压损变高，亦降低滤芯的使用寿命。

本发明的湿法无纺布的生产方法，包括如下步骤：

（1）将纤度为0.4～30dtex的聚酯纤维在水中以浓度为0.1～0.2%的进行分散制成纤维浆液，然后将纤维浆液与白水混合成浓度为0.01～0.05%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；

（2）将分散染料、聚丙烯酸树脂按照重量比0.5～1%：99.5～99%进行混合制成共混物；

（3）将步骤（2）中制得的共混物以65～35重量%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以15～30m/min速度进入110～150℃的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得成品。

上述步骤（1）中纤维浆液浓度配置在0.1～0.2%之间，当浓度低于0.1%时，纤维在水中的含量过少，不易均匀地分散；当浓度高于0.2%时，纤维在水中的含量过高，易絮聚成团。然后再将纤维浆液与白水混合成浓度为0.01～0.05%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；在成网前如果纤维浆液的浓度低于0.01%，则导致铺网不均匀；如果纤维浆液的浓度高于0.05%，则在真空吸水过程中脱水困难。

上述步骤（2）中当分散染料的含有量低于0.5%时，影响无纺布的着色性能；当分散染料的含有量高于1%时，作为固结作用的聚丙烯酸树脂含有量低，纤维之间的粘结点变低，影响本发明无纺布的强度。

上述步骤（3）中如果分散染料和聚丙烯酸酯共混物的含量高于65重量%的话，在后道打褶加工时，导致无纺布的脆性加强，易折断，而且聚丙烯酸树脂的含有量过高，表面成膜性强，亦降低无纺布的透气性；如果共混物的含量低于35重量%的话，其粘粘纤维的功能降低，导致无纺布的刚软度降低。如果进入烘箱的速度高于30m/min，干燥时间过短的话，无纺布中的水分不能完全去除；如果进入烘箱速度低于15m/min，干燥时间过长，会使得无纺布脆化且强力明显下降。如果烘箱温度高于150℃，会使得无纺布手感变差；如果烘箱温度低于110℃，无纺布中的水分难以在短时间内完全去除，影响产品的生产性。

上述共混物中还含有5～20%的抗过敏药剂，采用抗过敏药剂使得空气中的过敏源，如霉菌、花粉、尘螨、各类动物皮毛的抵抗能力能够达到80%以上。如果抗过敏药剂过低，无纺布的抗过敏性达不到80%；如果抗过敏药剂过高，则会增加成本。

本发明的湿法无纺布不仅具有多色、抗过敏功能一体化的的特点，而且还具有生产成本低、工艺简单、环保型的特点，可用于空气过滤领域。

下面结合实施例对本发明进行进一步地说明，并且实施例中的物性按照以下方法进行测定。

【抗过敏】

把过敏物质(杉树花粉Cryj-1、螨虫过敏物质Derf-2)分别溶解成100ng/ml的浓度，置于磷酸缓冲液中，制成过敏溶液。然后，各剪取样品材料70mg(除去活性炭部分)放到微细管内，再向微细管内加入1ml过敏溶液，在4摄氏度条件下振荡5小时后，静置20小时使其充分反应。通过ELLSA-sandwich法，测得与样品材料反应后的过敏溶液的过敏物质的浓度。

ELLSA-sandwich法是通过以下顺序测定：将抗体放入96孔酶联检测板的孔中固着→用1％BSA-PBS稀释→用PBS(含0.05％Tween20)洗去多余之抗原，洗净3次(以下洗净方法相同)→添加样品材料以及标准过敏物质→添加针对于洗净后过敏物质的标示抗体→添加洗净后的streptavidin HRPO→洗净后，添加O-phenylenediamine→添加 H₂SO₄以及等反应停止后，测定酶标仪490纳米的吸光度。另外，做成标准过敏物质的吸光度和过敏物质浓度的检出量曲线，算出过敏物质的浓度，通过以下公式算出过敏物质浓度的减少率：

过敏物质浓度的减少率％＝(B-A)/B×100％，

A为样品材料反应后的过敏物质溶液中的过敏物浓度，

B为样品材料反应中的过敏物质溶液中的过敏物浓度，

根据上面公式算出的值，判定结果为95％以上的为优(◎)，75％以上的为良(○)，50％以上的为可(Δ)，50％以下的为不可(×)。

【刚软度】

根据JIS L1096标准，试验材料尺寸：89mm×25mm，利用（格利安式）选用合适的量程砝码，利用设备测试杆摆动幅度的大小，在显示屏上显示出对应的刚软度大小。在本发明的过滤无纺布中的任意5个地方取样并且测定，得到平均值。

【经纬向强度】

根据JIS L1096标准, 试验材料尺寸：宽50mm×长300mm，标准点为200mm,利用Instron测定设备，在拉伸速度100mm/min下进行测试。测试经、纬向的样品数各为N=5。

【克重】

根据JIS L 1021标准，试验材料尺寸：200mm×200mm,利用电子天平称量其重量,再将结果换算成1m²的重量，在本发明的过滤无纺布中任意处取5块样进行测定，得到平均值。

实施例1

（1）将纤度为3dtex、15dtex的聚酯纤维以重量比为30：70在水中以浓度为0.15%进行分散制成纤维浆液，然后将纤维浆液与白水混合成浓度为0.03%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；

（2）将分散染蓝、分散黄、纯丙按照重量比0.5：0.3：99.2进行混合制成共混物；

（3）将上述制成的共混物以40重量%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/min速度进入135℃的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布的各物性见表1。

实施例2

（1）将纤度为0.7dtex、1.5dtex、3dtex、7dtex、15dtex的聚酯纤维以重量比为10：25：30：30：5在水中以浓度为0.15%进行分散制成纤维浆液，然后将纤维浆液与白水混合成浓度为0.025%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；

（2）将分散染橙、分散蓝、咪唑化合物类、苯丙按照重量比0.1：0.4：10：89.5进行混合制成共混物；

（3）将上述制成的共混物以50重量%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/min速度进入130℃的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布的各物性见表1。

实施例3

（1）将纤度为1.5dtex、3dtex、15dtex的聚酯纤维以重量比为40：50：10在水中以浓度为0.14%进行分散制成纤维浆液，然后将纤维浆液与白水混合成浓度为0.03%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；

（2）将分散染蓝、分散黄、分散红、咪唑化合物类、纯丙按照重量比0.3：0.3：0.4：20：79进行混合制成共混物；

（3）将上述制成的共混物以40重量%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/min速度进入140℃的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布的各物性见表1。

实施例4

（1）将纤度为1.5dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为45：55在水中以浓度为0.15%进行分散制成纤维浆液，然后将纤维浆液与白水混合成浓度为0.03%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；

（2）将分散染橙、分散染蓝、分散黄、分散红、咪唑化合物类、苯丙按照重量比0.2：0.2：0.2：0.2：15：84.2进行混合制成共混物；

（3）将上述制成的共混物以45重量%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/min速度进入135℃的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布的各物性见表1。

实施例5

（1）将纤度为0.7dtex、15dtex的聚酯纤维以重量比为20：80在水中以浓度为0.15%进行分散制成纤维浆液，然后将纤维浆液与白水混合成浓度为0.03%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；

（2）将分散橙、分散黄、儿茶酸、纯丙按照重量比0.3：0.2：15：84.5进行混合制成共混物；

实施例1～5制得的湿法无纺布在空气过滤领域中的应用。

比较例1

将纤度为1.5dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为45：55在水中以浓度为0.15%进行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为0.03%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网；将纯丙乳液以重量40%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/min速度进入135℃的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得无纺布，该无纺布的各物性见表1。

表1

Claims

1.一种湿法无纺布，其特征在于：该无纺布中含有35～65重量%纤度为0.4～30.0dtex的聚酯纤维、以及65～35重量%分散染料与聚丙烯酸树脂的共混物。

2.根据权利要求1所述湿法无纺布，，其特征在于：所述共混物中含有抗过敏药剂。

3.根据权利要求1所述湿法无纺布，其特征在于：所述聚丙烯酸树脂中含有苯乙烯-丙烯酸酯和/或纯丙烯酸酯。

4.根据权利要求1所述湿法无纺布，其特征在于：所述分散染料是由分散橙、分散蓝、分散黄、分散红中的至少一种构成。

5.根据权利要求2所述湿法无纺布，其特征在于：所述抗过敏药剂是由咪唑化合物类、儿茶素类、单宁酸类、有机氮硫化合物类、有机酸酯类、有机碘类粒子中的一种构成。

6.根据权利要求1所述湿法无纺布，其特征在于：该无纺布的经向刚软度＞160mg，纬向刚软度＞100mg。

7.根据权利要求1所述湿法无纺布，其特征在于：该无纺布的克重为30～120g/m²。

8.一种权利要求1所述的湿法无纺布的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

（2）将分散染料、聚丙烯酸树脂按照重量比0.5～1%：79.5～99%进行混合制成共混物；

9.根据权利要求8所述湿法无纺布的生产方法，其特征在于：所述共混物中含有5～20 %的抗过敏药剂。

10.一种权利要求1所述的湿法无纺布在空气过滤领域中的应用。