CN107815740A - 一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法，其技术特征是将聚酯加热熔融后进行雾化，再经喷射沉积在较冷的分散的柔性木质长纤维表面，熔融的聚酯将木质长纤维进行包裹，冷却固化后制得由外层为聚酯包裹内层木质长纤维构成的纤维状复合母料，利用所述纤维状复合母料制成的非织造的无纺布具有高强度、高柔性的性能，本发明提供上述方法简单可靠，克服了现有技术中需要在原料添加特定助剂来增加无纺布的性能的技术缺陷，无需额外助剂就能实现无纺布产品的强度、柔软度以及批量稳定生产协调同时解决的技术效果，进而拓宽了无纺布的应用领域。

Description

一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法
技术领域
本发明涉及材料加工领域，具体涉及一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法。
背景技术
无纺布又称不织布，是新一代环保材料，具有拒水、透气、柔韧、不助燃、无毒无刺激性、色彩丰富等特点。无纺布若置于室外经自然分解，其最长寿命只有90天，置于室内在5年内分解，燃烧时无毒、无味、且无任何遗留物质，从而不污染环境，宜于洗涤。它直接利用高聚物切片、短纤维或长丝通过各种纤网成形方法和固结技术形成的具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。它具有塑料制品所不具有的环保性能，其被自然降解的时间远远低于塑料袋，因此，采用无纺布做成的无纺布袋也被公认为最经济实惠的环保购物袋。
无纺布不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。多采用聚丙烯（pp材质）粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。
传统工艺生产的纺粘无纺布，柔软度差，手感僵硬，已无法满足人们对柔软、舒适的要求。如何提高纺粘无纺布的柔软度，如何将纺粘无纺布的柔软度提高到丝绸般柔软的程度，成为无纺布行业普遍遇到的技术难题。中国专利公开号105556014 A公开了一种提高柔韧性的聚乳酸混合无纺布，通过聚乳酸和聚丙烯混合纺丝而制造的无纺布，用于所述混合的高分子混合物的总重量中的聚乳酸的重量为10至80重量百分数，聚丙烯的重量为10至89重量百分数，分散剂的重量为1至7 重量百分数，柔软剂的重量为 1 至 3 重量百分数，该发明通过在混合物中按一定比例添加特定的柔软剂，而降低无纺布的表面的摩擦系数，提高柔韧性。
中国专利公开号104024515 A公开了具有疏水特性和高柔软度的纤维素纤维及其制备方法，用特殊疏水剂处理纤维素纤维，所述纤维为无纺布增加了蓬松度、更好的悬垂能力和疏水性，所述无纺布仅由纤维素纤维制成，其为生物可降解的。
上述方案通过在原料添加特定助剂或者利用特殊疏水剂处理纤维素纤维作为纺布原料能够增加无纺布的柔软性，但是随着对无纺布应用要求的提高，在保证无纺布的高柔性前提下，对无纺布的强度也进一步提高。因此，无纺布产品的强度、柔软度以及批量稳定生产协调同时解决是无纺布产业发展的一个重要方向。
发明内容
针对现有技术中需要在制造无纺布时添加各种助剂进行处理的技术缺陷，本发明提出一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法，通过制备外层为熔融的聚酯包裹内层木质长纤维构成的柔性且高强的纤维状复合母料制造无纺布，无需添加助剂可同时赋予无纺布高强度、高柔性的性能，技术方案简单可靠，适合批量化生产。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
（1）按质量份称取聚酯原料20-40份，柔性木质长纤维15-45份，粘结剂2-7份，稀释剂8-33份；
（2）将柔性木质长纤维震动分散在震动流床上，所述震动频率为100-320Hz；
（3）将聚酯原料与稀释剂混合，使所述聚酯原料发生溶胀，然后加入粘结剂加热至285-305℃，再采用雾化喷嘴将混合原料雾化，经过喷射沉积在室温下柔性木质长纤维表面，自然冷却得到用于无纺布的柔性、高强度母料。
优选的，所述聚酯原料为热塑性聚酯，包括聚对苯二甲酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中的任意一种或两种以上的组合。
优选的，所述柔性木质长纤维为桉树纤维、松树纤维、杉木纤维、榆木纤维、樟木纤维中的任意一种或两种以上的组合。
优选的，所述粘结剂为脲醛胶、酚醛-缩醛胶、酚醛-丁腈胶、环氧胶、聚氨酯胶、氰基丙烯酸酯胶中的任意一种或两种以上的组合。
优选的，所述稀释剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙醚中的任意一种或两种以上的组合。
优选的，所述聚酯原料浸没在稀释剂中的时间为2-5小时。
优选的，所述雾化工艺采用气体雾化，雾化喷嘴内的气流速度为5-13m/s，喷射面积为2000-5000cm2。
提供一种用于无纺布的柔性、高强度母料，上述方法制备而成的具有由外层为聚酯包裹内层木质长纤维构成的纤维状复合母料。
优选的，所述纤维状复合母料长度为10-500微米，直径为15-80微米。
提供一种无纺布，将上述母料与纺织纤维均匀混合后热轧加固，经过后整理形成的非织造的布料。
现有方案存在不能同时满足无纺布产品的强度、柔软度以及批量稳定生产的技术缺陷。鉴于此，本发明提出一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法，将聚酯加热熔融后进行雾化，再经喷射沉积在较冷的分散的柔性木质长纤维表面，熔融的聚酯将木质长纤维进行包裹，冷却固化后制得柔性且高强的纤维状复合母料。本发明制备出的母粒性质稳定，易储存输运，易于实现规模化工业生产，进一步，将本发明中制备的复合母料与纺织纤维均匀混合后热轧加固，再经过后整理形成的非织造的布料，可赋予无纺布高强度、高柔性的性能，拓宽了无纺布的应用领域。
本发明提出一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明提供的一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法，通过制备外层为熔融的聚酯包裹内层木质长纤维结构母料，在木质纤维具备柔韧性的基础上提高了纤维原料的韧性，进而利用此母料制成的无纺布柔性好且强度高，方案简单可靠适合批量化生产，克服了需要添加各类助剂来提高无纺布性能的缺陷，实现了无纺布产品的强度、柔软度以及批量稳定生产同时协调解决，拓宽了无纺布的应用领域。
2、本方案中采用木质长纤维作为纤维机体，具有较高的柔韧性，在制备无纺布时无需添加其他柔顺剂。
3、本方案中的母料采用熔融的聚酯对木质长纤维进行包裹，使得制得无纺布具备一定防水性能。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）按质量份称取聚酯原料聚对苯二甲酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的组合物40份，柔性木质长纤维桉树纤维和樟木纤维的组合45份，脲醛胶、酚醛-缩醛胶的组合7份，甲醇、乙醇的组合8份；
（2）将柔性木质长纤维桉树纤维和樟木纤维震动分散在震动流床上，所述震动频率为100Hz；
（3）将聚对苯二甲酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的组合与甲醇、乙醇的组合混合，聚对苯二甲酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的组合浸没在甲醇、乙醇的组合中的时间为2小时，使聚酯纤维发生溶胀，然后将脲醛胶、酚醛-缩醛胶的组合物加热至285℃，再采用雾化喷嘴对混合原料进行雾化，雾化喷嘴内的气流速度为5m/s，喷射面积为5000cm2，经过喷射沉积在室温下柔性木质长纤维桉树纤维和樟木纤维表面，自然冷却得到长度为10微米，直径为15微米，由外层为聚对苯二甲酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的组合物包裹内层桉树纤维和樟木纤维构成的纤维状复合母料。
制备获得的复合纤维母料进行热轧加固，经过后整理形成非织造的布料。对实施例中制备获得的复合纤维母料进行热轧加固获得厚度为0.01mm的无纺布料性能测试后，获得数据如表1所示。
实施例2
（1）按质量份称取热塑性聚酯聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯的组合物20份，杉木纤维、榆木纤维、樟木纤维组合物45份，酚醛-丁腈胶、环氧胶、聚氨酯胶的组合物7份，异丙醇33份；
（2）将柔性木质长纤维杉木纤维、榆木纤维、樟木纤维组合物震动分散在震动流床上，所述震动频率为320Hz；
（3）将聚酯原料聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯的组合物与异丙醇混合，聚酯原料聚酯原料聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯浸没在异丙醇中的时间为5小时，使聚酯原料聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯的组合物与异丙醇发生溶胀，然后将酚醛-丁腈胶、环氧胶、聚氨酯胶加热至305℃，再采用雾化喷嘴对混合原料雾化，雾化喷嘴内的气流速度为13m/s，喷射面积为2000cm2，经过喷射沉积在柔性木质长纤维表面，自然冷却得到长度为500微米，直径为80微米，由外层为聚酯原料聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯的组合物包裹内层杉木纤维、榆木纤维、樟木纤维组合物构成的纤维状复合母料。
制备获得的复合纤维母料进行热轧加固，经过后整理形成非织造的布料。对实施例中制备获得的复合纤维母料进行热轧加固获得厚度为0.01mm的无纺布料性能测试后，获得数据如表1所示。
实施例3
（1）按质量份称取聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物25份，松树纤维、杉木纤维、樟木纤维组合物40份，酚醛-丁腈胶、环氧胶、酚醛-缩醛胶的组合物3份，异丙醇、乙醚的组合物27份；
（2）将柔性木质长纤维松树纤维、杉木纤维、樟木纤维组合物震动分散在震动流床上，所述震动频率为100-320Hz；
（3）将聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯与异丙醇、乙醚混合物混合，聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯浸没在异丙醇、乙醚混合物中的时间为3小时，使聚酯纤维发生溶胀，然后将酚醛-丁腈胶、环氧胶、酚醛-缩醛胶的组合物加热至295℃，再采用雾化喷嘴对混合原料进行雾化，雾化喷嘴内的气流速度为10m/s，喷射面积为3500cm2，经过喷射沉积在松树纤维、杉木纤维、樟木纤维组合物表面，自然冷却得到长度为50微米，直径为25微米，由外层为聚酯包裹内层木质长纤维构成的纤维状复合母料。
制备获得的复合纤维母料进行热轧加固，经过后整理形成非织造的布料。对实施例中制备获得的复合纤维母料进行热轧加固获得厚度为0.01mm的无纺布料性能测试后，获得数据如表1所示。
实施例4
（1）按质量份称取聚对苯二甲酸甲酯30份，杉木纤维、榆木纤维的组合物40份，环氧胶、聚氨酯胶、氰基丙烯酸酯胶的组合6份，甲醇、异丙醇、丙酮的组合物32份；
（2）将柔性木质长纤维杉木纤维、榆木纤维的组合物震动分散在震动流床上，所述震动频率为285Hz；
（3）将聚酯原料聚对苯二甲酸甲酯与甲醇、异丙醇、丙酮的组合物混合，聚对苯二甲酸甲酯浸没在甲醇、异丙醇、丙酮的组合物中的时间为4小时，使聚对苯二甲酸甲酯发生溶胀，然后将环氧胶、聚氨酯胶、氰基丙烯酸酯胶的组合加热至295℃，再采用雾化喷嘴对混合原料进行雾化，雾化喷嘴内的气流速度为7m/s，喷射面积为3500cm2，经过喷射沉积在柔性木质长纤维杉木纤维、榆木纤维的组合物表面，自然冷却得到长度为50微米，直径为75微米，由外层为聚酯包裹内层杉木纤维、榆木纤维的组合物构成的纤维状复合母料。
制备获得的复合纤维母料进行热轧加固，经过后整理形成非织造的布料。对实施例中制备获得的复合纤维母料进行热轧加固获得厚度为0.01mm的无纺布料性能测试后，获得数据如表1所示。
实施例5
（1）按质量份称取聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中组合物38份，桉树纤维、松树纤维、榆木纤维、樟木纤维的组合物38份，酚醛-缩醛胶4份，乙醚20份；
（2）将柔性木质长纤维桉树纤维、松树纤维、榆木纤维、樟木纤维的组合物震动分散在震动流床上，所述震动频率为100Hz；
（3）将聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中组合物与乙醚混合，聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中组合物浸没在乙醚中的时间为5小时，使聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中组合物发生溶胀，加入酚醛-缩醛胶然后加热至292℃，再采用雾化喷嘴进行混合原料雾化，雾化喷嘴内的气流速度为7m/s，喷射面积为2800cm2，经过喷射沉积在桉树纤维、松树纤维、榆木纤维、樟木纤维的组合物表面，自然冷却得到长度为270微米，直径为46微米，由外层为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中组合物包裹内层桉树纤维、松树纤维、榆木纤维、樟木纤维的组合物构成的纤维状复合母料。
制备获得的复合纤维母料进行热轧加固，经过后整理形成非织造的布料。对实施例中制备获得的复合纤维母料进行热轧加固获得厚度为0.01mm的无纺布料性能测试后，获得数据如表1所示。
实施例6
（1）按质量份称取热塑性聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物27份，桉树纤维、松树纤维、榆木纤维的组合43份，脲醛胶、酚醛-丁腈胶、环氧胶的组合5份，乙醇、异丙醇、丙酮的组合物25份；
（2）将柔性木质长纤维桉树纤维、松树纤维、榆木纤维的组合震动分散在震动流床上，所述震动频率为290Hz；
（3）将聚酯原料聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物与乙醇、异丙醇、丙酮的组合物混合，聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物浸没在乙醇、异丙醇、丙酮的组合物中的时间为2.5小时，使聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物发生溶胀，加入脲醛胶、酚醛-丁腈胶、环氧胶的组合然后加热至295℃，再采用雾化喷嘴进行聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物与脲醛胶、酚醛-丁腈胶、环氧胶的组合雾化，雾化喷嘴内的气流速度为8m/s，喷射面积为3800cm2，经过喷射沉积在柔性木质长纤维桉树纤维、松树纤维、榆木纤维的组合物表面，自然冷却得到长度为460微米，直径为25微米，由外层为聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯的组合物包裹内层桉树纤维、松树纤维、榆木纤维的组合物构成的纤维状复合母料。
制备获得的复合纤维母料进行热轧加固，经过后整理形成非织造的布料。对实施例中制备获得的复合纤维母料进行热轧加固获得厚度为0.01mm的无纺布料性能测试后，获得数据如表1所示。
表1:
性能指标 单位面积重量 g/m2 抗张强度N/cm 摩擦系数
实施例1 32 64 0.35
实施例2 35 61 0.36
实施例3 33 66 0.32
实施例4 38 63 0.37
实施例5 34 65 0.39
实施例6 31 70 0.34

Claims (10)

1.一种用于无纺布的柔性、高强度母料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）按质量份称取聚酯原料20-40份，柔性木质长纤维15-45份，粘结剂2-7份，稀释剂8-33份；
（2）将柔性木质长纤维震动分散在震动流床上，所述震动频率为100-320Hz；
（3）将聚酯原料与稀释剂混合，使所述聚酯原料发生溶胀，然后加入粘结剂加热至285-305℃，再采用雾化喷嘴将混合原料雾化，经过喷射沉积在室温下柔性木质长纤维表面，自然冷却得到复合纤维母料。
2.根据权利要求1所述的一种用于无纺布的柔性、高强度母料的制备方法，其特征在于，所述聚酯原料为热塑性聚酯，包括聚对苯二甲酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的一种用于无纺布的柔性、高强度母料的制备方法，其特征在于，所述柔性木质长纤维为桉树纤维、松树纤维、杉木纤维、榆木纤维、樟木纤维中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种用于无纺布的柔性、高强度母料及制备方法，其特征在于，所述粘结剂为脲醛胶、酚醛-缩醛胶、酚醛-丁腈胶、环氧胶、聚氨酯胶、氰基丙烯酸酯胶中的任意一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种用于无纺布的柔性、高强度母料的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙醚中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的一种用于无纺布的柔性、高强度母料的制备方法，其特征在于，所述聚酯原料浸没在稀释剂中的时间为2-5小时。
7.根据权利要求1所述的一种用于无纺布的柔性、高强度母料的制备方法，其特征在于，所述雾化工艺采用气体雾化，雾化喷嘴内的气流速度为5-13m/s，喷射面积为2000-5000cm2。
8.一种用于无纺布的柔性、高强度母料，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的方法制备而成的由外层为聚酯包裹内层木质长纤维构成的纤维状复合母料。
9.如权利要求8所述一种用于无纺布的柔性、高强度母料，其特征在于，所述纤维状复合母料长度为10-500微米，直径为15-80微米。
10.一种无纺布，其特征在于，将权利要求8或9任一权项所述的母料与纺织纤维均匀混合后热轧加固，经过后整理形成的非织造的布料。
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