CN107815876A - 抗静电pp纺黏非织造布的泡沫整理液及整理方法 - Google Patents

抗静电pp纺黏非织造布的泡沫整理液及整理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液及其应用，包括下列步骤：配制泡沫整理液；将所得的泡沫整理液采用双面浸轧的方式施加于PP纺黏非织造布，进行双面泡沫整理，两浸两轧；将整理后的PP纺黏非织造布在80～100℃的温度下进行预烘，然后在105～150℃的条件下焙烘1～8min，即得到泡沫整理后的抗静电PP纺黏非织造布。本发明工艺精简、节能节水、污水排放少、生产稳定、生产效率高；获得的产品抗静电性能显著且一致性好，能广泛地应用于一次性医用防护服、手术衣、手术巾等医用防护材料。

Description

抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液及整理方法
技术领域
本发明涉及非织造布加工织造技术领域，具体涉及一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液及整理方法。
背景技术
PP纺黏非织造布由于成本低、强力高等特点，在医疗卫生领域多用于制作一次性医用防护服、手术衣、手术巾、外科手术包、床单、枕巾等。因手术室的特殊性，对于一次性医用防护服、手术衣来说，除了要具有良好的悬垂性、保形性、透气、透湿性外，还需要具有抗静电性能，以免引起火灾或影响医生穿着的舒适性。因此，PP纺黏非织造布防护服、手术衣、手术巾等，一般要经过专门的抗静电整理。泡沫整理技术是用空气代替整理剂中的水，使整理剂具有较大的表面积，降低染整过程中水的耗用量及织物上的带液率，从而节约烘燥过程所需能源。
目前，国内企业对PP纺黏非织造布进行抗静电整理一般都是采用浸轧方式，关于PP纺黏非织造布抗静电泡沫整理的工艺及整理效果的相关资料未有报导。 因此，研究PP纺黏非织造布抗静电泡沫整理工艺以及整理工艺条件对于提高其医用防护用品防护性能的规律和作用，对于理论课题研究和实际生产均有重要的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、节能减排、效率高的的抗静电PP纺黏非织造布泡沫整理液及方法，可以减少材料由于静电电荷聚集而产生的危害，进一步提高医用防护材料的安全性能，同时节约烘燥过程的能耗。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其溶剂为水，由以下浓度的成分组成：抗静电剂 10～80g/L、发泡剂 10～80g/L和稳定剂5～30g/L。
优选的，所述抗静电剂的型号为TF-409A、TF-481、F-343中的至少一种。
优选的，所述抗静电剂的浓度为20～60g/L。
优选的，所述发泡剂为烷基硫酸盐、烷基羧酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、聚乙二醇月桂酸单酯中的至少一种。
优选的，所述发泡剂的浓度为30～60g/L。
优选的，所述稳定剂为十二醇、聚乙二醇、PVA、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
优选的，所述稳定剂的浓度为10～20g/L。
抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，包括下列步骤：
（1）配制泡沫整理液，将所述溶液在10～40℃的条件下搅拌1～10min；
（2）将所述搅拌后泡沫整理液采用双面浸轧的方式施加于PP纺黏非织造布，浴比为1：20～60，进行双面泡沫整理，两浸两轧，其中轧液率控制在90%～110%；
（3）将所述整理后的PP纺黏非织造布在80～100℃的温度下进行预烘，然后在105～150℃的条件下焙烘1～8min，即得到泡沫整理后的抗静电PP纺黏非织造布。
优选的，步骤（1）中搅拌温度控制为20～30℃，搅拌时间控制为3～5min。
优选的，步骤（3）中焙烘温度控制为110～130℃，焙烘时间控制为2～5min。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1. 本发明在泡沫加工过程中，工作液的部分水被空气替代，水的消耗降低，废水减少，化学品的泳移降低，使工作液中的化学品得到更有效地利用，降低成本。
2. 本发明工艺精简、节能节水、污水排放少、生产稳定、生产效率高，整理后所得的产品抗静电性能显著且一致性好，能广泛地应用于一次性医用防护服、手术衣、手术巾等医用防护材料。
3. 本发明的整理方法，对泡沫体系以及抗静电整理工艺进行了优化，分别从发泡液的发泡温度、搅拌时间、发泡剂的浓度、整理剂浓度、稳定剂浓度以及后续焙烘的控制入手，确定了最优的泡沫整理方法。
4. 本发明方法整理后的非织造布的抗静电性能非常良好，提高了医用防护材料的安全性能。
附图说明
图1为发泡温度对泡沫性能的影响图；
图2为发泡剂浓度对泡沫性能的影响图；
图3为抗静电剂浓度对织物半衰期的影响图；
图4为焙烘温度对织物半衰期的影响图；
图5为焙烘时间对织物半衰期的影响图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的试剂或原料，如无特别说明，均为市售常规产品；所涉及的检测或试验方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例一： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，整理步骤和工艺条件如下：
1.取TF-409A抗静电剂（浙江传化股份有限公司生产）20g/L、十二烷基硫酸钠发泡剂40g/L、羧甲基纤维素钠稳定剂15g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在25℃的条件下搅拌5min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为40g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：40，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在90%；
4. 将泡沫整理过的织物在85℃预烘3min、110℃焙烘5min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例二： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取TF-409A抗静电剂30g/L、十二烷基硫酸钠发泡剂40g/L、羧甲基纤维素钠稳定剂15g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在25℃的条件下搅拌5min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为40g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：40，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在90%；
4. 将泡沫整理过的织物在85℃预烘3min、110℃焙烘4min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例三： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取TF-481抗静电剂（浙江传化股份有限公司生产）30g/L、十二烷基硫酸钠发泡剂50g/L、海藻酸钠稳定剂15g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在25℃的条件下搅拌5min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为50g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：50，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在90%；
4. 将泡沫整理过的织物在90℃预烘3min、120℃焙烘4min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例四： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取TF-481抗静电剂40g/L、十二烷基硫酸钠发泡剂50g/L、海藻酸钠稳定剂15g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在25℃的条件下搅拌5min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为50g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：50，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在100%；
4. 将泡沫整理过的织物在90℃预烘3min、120℃焙烘5min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例五： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取TF-409A抗静电剂30g/L、十二烷基硫酸钠发泡剂40g/L、海藻酸钠稳定剂12g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在25℃的条件下搅拌5min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为60g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：50，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在100%；
4. 将泡沫整理过的织物在95℃预烘3min、130℃焙烘3min，得到抗静电PP纺黏非织造布
实施例六： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法
整理步骤和工艺条件如下：
1. 取TF-409A抗静电剂40g/L、十二烷基硫酸钠发泡剂50g/L、海藻酸钠稳定剂15g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在25℃的条件下搅拌5min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为60g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：50，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在90%；
4. 将泡沫整理过的织物在95℃预烘3min、130℃焙烘3min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例七： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取F-343抗静电剂（浙江传化股份有限公司生产）10g/L、十二烷基磺酸钠发泡剂10g/L、十二醇稳定剂5g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在40℃的条件下搅拌1min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为60g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：20，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在110%；
4. 将泡沫整理过的织物在80℃预烘3min、105℃焙烘8min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例八： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取F-343抗静电剂60g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂30g/L、聚乙二醇稳定剂20g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在30℃的条件下搅拌3min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为60g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：50，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在110%；
4. 将泡沫整理过的织物在80℃预烘3min、150℃焙烘1min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例九： 一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，整理步骤和工艺条件如下：
1. 取F-343抗静电剂80g/L、聚乙二醇月桂酸酯发泡剂80g/L、PVA稳定剂30g/L、水配制成泡沫整理液；
2. 在10℃的条件下搅拌10min，得到泡沫整理液；
3. 将克重为60g/m2的PP纺黏非织造布按浴比1：60，双面施加泡沫整理，其中轧液率控制在100%；
4. 将泡沫整理过的织物在100℃预烘3min、140℃焙烘2min，得到抗静电PP纺黏非织造布。
实施例十：抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理中各参数的验证及优选
1. 发泡液
发泡液配制时，随着搅拌时间的增加，发泡性能逐渐加强，但有一个峰值，若时间继续增加，还会出现中空现象，发生泡沫塌陷，因此搅拌控制在5min时最优。
发泡温度如图1所示：当发泡时的温度过低时，泡沫活性不强，分子间热运动减弱，发泡效果不佳，当温度过高时，涂层液黏度下降，无法达到完成发泡所需要的有效黏度。泡沫体积在20～30℃达到最高值，随后泡沫性逐渐降低。因此最优的发泡温度保持在25℃左右。
发泡剂浓度如图2所示：发泡液中发泡剂的浓度为5wt%时较好，当浓度进一步增加时泡沫高度有所下降，这是因为在形成泡沫的过程中，气泡表面能吸附表面活性剂分子，定向排列于气泡表面的分子达到一定浓度时，气泡壁就形成一层坚固的薄膜，另一方面，表面活性剂分子吸附在气-液界面上形成液膜，使表面张力下降，从而增加了气-液接触面，气泡就不易合并，所以随着发泡剂质量浓度的增加泡沫体积在增加。但当发泡剂的浓度超过了临界胶束浓度较多时，这个修复过程就过快，使得仅复原了表面吸附分子和表面张力，液膜因为没有液体的及时补充而变厚，其强度显然变差，最终导致泡沫破裂。
2. 稳定剂
稳定剂的浓度：稳定剂浓度对半衰期的影响相对而言较小。当稳定剂浓度为12 g/L时，布样无法达到要求的抗静电性能。当稳定剂浓度增大到13 g/L时，布样的抗静电性能已达到要求。随着稳定剂浓度继续增大，半衰期的值仍小于0.5 s，说明抗静电性能都符合要求。考虑到节约能源，以及稳定剂浓度过大时，发泡原液的粘稠性太大，反而不利于整理剂附着于织物表面上，因此确定最佳稳定剂浓度范围为13～15 g/L。
3. 抗静电剂
抗静电剂的浓度如图3所示：在实际使用上，非织造布抗静电性能要保证半衰期小于0.5 s。当整理剂浓度达到20 g/L时，半衰期可达到要求，但当抗静电剂浓度增大到40 g/L甚至更大时，半衰期无明显变化。
4. 焙烘
焙烘的温度如图4所示：在烘焙过程中，焙烘时间和整理剂浓度不变的情况下，随着焙烘温度的增加，试验布样的半衰期呈现减小的趋势。在温度为130℃左右的时候，半衰期最小。但温度升到140℃之后，布样会产生发黄的问题。
焙烘的时间如图5所示：当焙烘时间在2min的时候，整理后布样的抗静电性能（半衰期）已经达到要求。而当焙烘时间为3min的时候，半衰期达到最小值，此刻布样的抗静电性能最好。随着焙烘时间的增加至4min，半衰期无明显变化。但当焙烘时间为5min时，半衰期大于0.5s，还会影响布样的色泽和手感，综上考虑，最佳时间范围为2～4min。
实施例十一：本发明泡沫整理后的PP纺黏非织造布的性能检验
（一）测试项目
1. 带液率
带液率=整理后布重增加量/整理后布重×100% （1）
2. 节约试剂百分比
节约试剂百分比=（传统浸渍轧后试样增重-泡沫轧泡后试样增重）/传统浸渍轧后试样增重×100% （2）
3. 抗静电性能
PP纺黏非织造布的抗静电性能按FZ/T 01042-1996《纺织材料静电性能静电压半衰期法》测定。抗静电效果评定标准如表1所示为：
表1 抗静电效果评定标准
。
4. 强力损失
强力测试采用 GB/T 7689.1-9.5-2001标准，电子织物强力试验仪测定。 织物泡沫整理后的强力损失按式（3）计算：
强力损失= （3）
式中：S1为织物整理前的强力，S2为织物整理后的强力。
5. 透气性损失
透气性测试：采用GB/T 5453-1997 标准，以两面压强为 100pa 时的透气率表示。织物泡沫整理后的透气性损失按式(4)计算：
强力损失= （4）
式中：V1为织物整理前的透气性，V2为织物整理后的透气性。
（二）测试结果
测试实施例一至六中泡沫整理后的PP纺黏非织造布，测试结果如表2所示：
表2实施泡沫整理PP纺黏非织造布的测试结果
。
由表2可知，PP纺黏非织造布经泡沫整理后其带液率小于常规浸轧工艺，节约试剂约26%左右，半衰期与常规浸轧工艺接近、强力损失与透气性损失比常规工艺小，产品满足GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》中静电半衰期≤0.5s的产品要求。同时达到了节能减排，生产效率高的目的。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其溶剂为水，其特征在于，含有10～80g/L的抗静电剂、10～80g/L的发泡剂和5～30g/L的稳定剂。
2.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其特征在于，所述抗静电剂为TF-409A、TF-481、F-343中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其特征在于，所述抗静电剂的浓度为20～60g/L。
4.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其特征在于，所述发泡剂为烷基硫酸盐、烷基羧酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、聚乙二醇月桂酸单酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其特征在于，所述发泡剂的浓度为30～60g/L。
6.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其特征在于，所述稳定剂为十二醇、聚乙二醇、PVA、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理液，其特征在于，所述稳定剂的浓度为10～20g/L。
8.一种抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）配制权利要求1所述泡沫整理液，将所述溶液在10～40℃的条件下搅拌1～10min；
（2）将所述搅拌后泡沫整理液采用双面浸轧的方式施加于PP纺黏非织造布，浴比为1：20～60，进行双面泡沫整理，两浸两轧，其中轧液率控制在90%～110%；
（3）将所述整理后的PP纺黏非织造布在80～100℃的温度下进行预烘，然后在105～150℃的条件下焙烘1～8min，即得到泡沫整理后的抗静电PP纺黏非织造布。
9.根据权利要求8所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，搅拌温度控制为20～30℃，搅拌时间控制为3～5min。
10.根据权利要求1所述的抗静电PP纺黏非织造布的泡沫整理方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，焙烘温度控制为110～130℃，焙烘时间控制为2～5min。
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