CN109537097A - 一种无纺布用多功能es纤维及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及ES纤维及其制备技术领域，具体涉及一种无纺布用多功能ES纤维及其制备工艺。ES纤维为皮芯结构，皮层料由精制硅灰石粉、皮层树脂、抗氧化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂、抗静电剂和抗菌剂组成；芯层料由超细硅藻土、芯层树脂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂组成。制备工艺包括：将皮层料在高速混合机中升温混合；将芯层料高速混合机中升温混合；将混合后的皮层料和芯层料放入纺丝机中，经过热熔高压挤出、喷丝、风冷、拉伸、浸液、二次拉伸、烘干和切断，即得ES纤维。本发明解决了现有技术中ES纤维透气、吸附以及抗菌性能差的问题，制得的ES纤维具有良好的抗菌效果、制作成本低、易于工业化以及透气吸附性能好的优点。

Description

一种无纺布用多功能ES纤维及其制备工艺
技术领域
本发明涉及ES纤维及其制备技术领域，具体涉及一种无纺布用多功能ES纤维及其制备工艺。
背景技术
ES纤维是日本智索公司开发出来的引人注目的聚烯烃系纤维，是一种新型的热接合性复合纤维。ES纤维经过热处理后，纤维与纤维互相接着，便可形成不用粘合剂的无纺布成型体。
选择不同的热处理方式，可获得不同效果的无纺布。例如：热风粘合式→蓬松性无纺布；热轧粘合式→高强度的无纺布。ES纤维系列具有广泛的加工适合性，现存的主要的无纺布加工方法都可以使用ES纤维。
ES纤维为双组分皮芯结构复合纤维，皮层组织熔点低且柔软性好，芯层组织则熔点高、强度高。这种纤维经过热处理后，皮层一部分熔融而起粘结作用，其余仍保留纤维状态，同时具有热收缩率小的特征。该纤维特别适合用作热风穿透工艺生产卫生材料、保暖填充料、过滤材料等产品。
ES纤维是將两种不同熔点的树脂进行组合而成，利用两者的熔点差，仅经热处理就可以实现纤维间的粘合。因为是一种不使用粘合剂的清洁纤维。ES纤维截面形式为“皮芯型”或“并列型”，具有广泛的加工适合性。采用ES纤维加工而成的非织造布具有良好的蓬松性、柔软性和湿弹性，被广泛应用于卫生用品之面层。ES纤维之性能优劣与ES纤维纺丝油剂密切相关。
在现有技术中，无纺布的应用范围越来越广，对无纺布的透气、吸附以及抗菌性能的要求也越来越高。但是现有技术中的ES纤维的抗菌性、透气性以及吸附性均有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无纺布用多功能ES纤维及其制备工艺，解决了现有技术中ES纤维透气、吸附以及抗菌性能差的问题，制得的ES纤维具有良好的抗菌性、透气性以及吸附性能。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种无纺布用多功能ES纤维，所述ES纤维为皮芯结构的ES纤维，所述皮芯结构的ES纤维为将皮层料和芯层料放入纺丝机中纺丝制得；
所述皮层料由如下重量份的组分组成：精制硅灰石粉2-3份，皮层树脂5-6份，抗氧化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，稳定剂0.3-0.4份，偶联剂0.3-0.4份，抗静电剂0.2-0.3份，抗菌剂0.8-1.0份；
所述芯层料由如下重量份的组分组成：超细硅藻土2-3份，芯层树脂5-6份，抗氧化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，润滑剂0.3-0.4份，偶联剂0.3-0.4份。
皮芯结构的ES纤维中皮层料包括精制硅灰石粉、皮层树脂、抗氧化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂、抗静电剂和抗菌剂，其中硅灰石作为填充剂，降低了制作成本，且具有良好的吸附性能，作为填充剂与皮层树脂混合后制备得到的ES纤维皮层具有良好的吸附性能，填充剂在皮层树脂中填充后形成微孔使其具有良好的透气性能。
皮芯结构的ES纤维中芯层料包括超细硅藻土、芯层树脂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，其中超细硅藻土作为芯层料的填充剂，控制硅藻土的粉末粒径使得芯层料具有良好的吸附性能，且能使抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂混合均匀，使得芯层材质性能均匀。
进一步优选地，所述皮层料由如下重量份的组分组成：精制硅灰石粉2.5份，皮层树脂5.5份，抗氧化剂0.6份，分散剂0.3份，稳定剂0.3份，抗静电剂0.3份，偶联剂0.3份，抗菌剂1.0份；
所述芯层料由如下重量份的组分组成：超细硅藻土2.5份，芯层树脂5.5份，抗氧化剂0.6份，分散剂0.2份，润滑剂0.3份，偶联剂0.3份。
进一步地，所述皮层树脂为PET树脂或聚乙烯树脂；所述芯层树脂为PET树脂或聚乙烯树脂。
进一步地，所述精制硅灰石粉的粉末粒径≥500目；所述超细硅藻土的粉末粒径≥500目。
进一步地，所述抗氧化剂为过氧化甲乙酮和/或过氧化环己酮中的至少一种；所述分散剂为丁二酰亚胺；所述稳定剂为硬脂酸镁和硬脂酸钙按照1：(15-20)重量比混合制成；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为聚醚硅油，其中聚醚硅油为杭州包尔得有机硅有限公司生产的，产品型号为BD-3231。
进一步地，所述抗静电剂由如下重量份的组分组成：氧化铝3-5份，月桂醇聚醚磷酸钾5-8份，单硬脂酸甘油酯4-6份；将抗静电剂的各组分按重量比添加后混合搅拌均匀制得。所述抗菌剂由如下重量份的组分组成：二氧化钛1-2份，氧化银0.5-1.0份，氧化铜3-5份；将抗菌剂的各组分按重量比添加后混合搅拌均匀制得。
皮芯结构的ES纤维中皮层料和芯层料中均含有抗菌剂，增强ES纤维的抗菌效果，其中抗菌剂选用二氧化钛、氧化银和氧化铜三者结合抗菌，降低了氧化银的使用量，降低了制作成本，其中钛元素和银元素的杀菌效果好，再添加铜元素后在不改变杀菌率的前提下降低了银元素和钛元素的使用量。
上述无纺布用多功能ES纤维的制备工艺，包括如下步骤：
步骤一、将硅灰石放入煅烧炉中煅烧为粉末，将粉末振动过筛得到粒径≥500目的精制硅灰石粉；按照重量份配比将精制硅灰石粉、皮层树脂、抗氧化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂、抗静电剂和抗菌剂在高速混合机中升温混合，得到皮层料待用；
步骤二、将硅藻土加入球磨机中研磨至≥500目，得到超细硅藻土待用；按照重量份配比将超细硅藻土、芯层树脂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂在高速混合机中升温混合，得到芯层料待用；
步骤三、将步骤一中的皮层料和步骤二中的芯层料放入纺丝机中，经过热熔高压挤出、喷丝、风冷、拉伸、浸液、二次拉伸、烘干和切断，即得ES纤维。
皮芯结构的ES纤维中皮层料的抗静电剂为多种抗静电物质混合制备而成，抗静电效果更为明显，制得的无纺布更为舒适；ES纤维的制备工艺流程简单，设备成本较低，适用于工业化生产。
进一步地，所述步骤一中煅烧的温度为1000-1200℃，煅烧时间为60min以上；所述步骤一中混合温度为60-80℃，混合速率为120-180r/min，混合时间为30min以上。
进一步地，所述步骤二中混合温度为60-80℃，混合速率为120-180r/min，混合时间为30min以上。
进一步地，所述步骤三中热熔高压的温度为140-220℃，压力为3-5MPa；所述步骤三中喷丝孔径为0.05-0.08mm。
本发明的有益效果是：
1.皮芯结构的ES纤维中皮层料包括精制硅灰石粉、皮层树脂、抗氧化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂、抗静电剂和抗菌剂，其中硅灰石作为填充剂，降低了制作成本，且具有良好的吸附性能，作为填充剂与皮层树脂混合后制备得到的ES纤维皮层具有良好的吸附性能，填充剂在皮层树脂中填充后形成微孔使其具有良好的透气性能；
2.皮芯结构的ES纤维中芯层料包括超细硅藻土、芯层树脂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，其中超细硅藻土作为芯层料的填充剂，控制硅藻土的粉末粒径使得芯层料具有良好的吸附性能，且能使抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂混合均匀，使得芯层材质性能均匀；
3.皮芯结构的ES纤维中皮层料和芯层料中均含有抗菌剂，增强ES纤维的抗菌效果，其中抗菌剂选用二氧化钛、氧化银和氧化铜三者结合抗菌，降低了氧化银的使用量，降低了制作成本，其中钛元素和银元素的杀菌效果好，再添加铜元素后在不改变杀菌率的前提下降低了银元素和钛元素的使用量；
4.皮芯结构的ES纤维中皮层料的抗静电剂为多种抗静电物质混合制备而成，抗静电效果更为明显，制得的无纺布更为舒适；ES纤维的制备工艺流程简单，设备成本较低，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种无纺布用多功能ES纤维，所述ES纤维为皮芯结构的ES纤维，所述皮芯结构的ES纤维为将皮层料和芯层料放入纺丝机中纺丝制得；
所述皮层料由如下重量份的组分组成：精制硅灰石粉2-3份，皮层树脂5-6份，抗氧化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，稳定剂0.3-0.4份，偶联剂0.3-0.4份，抗静电剂0.2-0.3份，抗菌剂0.8-1.0份；
所述芯层料由如下重量份的组分组成：超细硅藻土2-3份，芯层树脂5-6份，抗氧化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，润滑剂0.3-0.4份，偶联剂0.3-0.4份。
具体地，所述皮层树脂为PET树脂或聚乙烯树脂；所述为PET树脂或聚乙烯树脂。
具体地，所述精制硅灰石粉的粉末粒径≥500目；所述超细硅藻土的粉末粒径≥500目。
具体地，所述抗氧化剂为过氧化甲乙酮和/或过氧化环己酮中的至少一种；所述分散剂为丁二酰亚胺；所述稳定剂为硬脂酸镁和硬脂酸钙按照1：(15-20)重量比混合制成；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为聚醚硅油。
具体地，所述抗静电剂由如下重量份的组分组成：氧化铝3-5份，月桂醇聚醚磷酸钾5-8份，单硬脂酸甘油酯4-6份；所述抗菌剂由如下重量份的组分组成：二氧化钛1-2份，氧化银0.5-1.0份，氧化铜3-5份。
上述无纺布用多功能ES纤维的制备工艺，包括如下步骤：
步骤一、将硅灰石放入煅烧炉中煅烧为粉末，将粉末振动过筛得到粒径≥500目的精制硅灰石粉；按照重量份配比将精制硅灰石粉、皮层树脂、抗氧化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂、抗静电剂和抗菌剂在高速混合机中升温混合，得到皮层料待用；
步骤二、将硅藻土加入球磨机中研磨至≥500目，得到超细硅藻土待用；按照重量份配比将超细硅藻土、芯层树脂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂在高速混合机中升温混合，得到芯层料待用；
步骤三、将步骤一中的皮层料和步骤二中的芯层料放入纺丝机中，经过热熔高压挤出、喷丝、风冷、拉伸、浸液、二次拉伸、烘干和切断，即得ES纤维。
具体地，所述步骤一中煅烧的温度为1000-1200℃，煅烧时间为60min以上；所述步骤一中混合温度为60-80℃，混合速率为120-180r/min，混合时间为30min以上。
具体地，所述步骤二中混合温度为60-80℃，混合速率为120-180r/min，混合时间为30min以上。
具体地，所述步骤三中热熔高压的温度为140-220℃，压力为3-5MPa；所述步骤三中喷丝孔径为0.05-0.08mm。
实施例1-实施例6的具体制备参数如表1所示，实施例1-实施例4为本发明限定的技术参数，实施例5中不添加硅灰石粉和硅藻土，实施例6中抗菌剂仅仅采用氧化银，其中实施例5-实施例6为对照实施例。
表1实施例1-实施例6的具体制备参数
实施例1-实施例6的具体性能参数如表2所示，实施例1-实施例4为本发明限定的技术参数，实施例5中不添加硅灰石粉和硅藻土，实施例6中抗菌剂仅仅采用氧化银，其中实施例5-实施例6为对照实施例。
ES纤维非织造布的多次渗透时间测试方法参考WSP70.7《standard test methodfornon-woven cover-stock multiple liquid strike-through time usingsimulatedurine》。
抑菌率的测试方法参考GB15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》。
表2实施例1-实施例6的具体性能参数
从表2的数据中可以看出，实施例5中渗透时间较长，透气性能差于其余实施例；因此，不添加硅灰石粉和硅藻土的透气性能较差、吸附性能较差；实施例6的抑菌性能与其余实施例相近，并没有因为添加二氧化钛和氧化铜而降低抑菌效果，抑菌剂采用三种混合降低了氧化银的使用量，节约了制作成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无纺布用多功能ES纤维，所述ES纤维为皮芯结构的ES纤维，其特征在于，所述皮芯结构的ES纤维为将皮层料和芯层料放入纺丝机中纺丝制得；
所述皮层料由如下重量份的组分组成：精制硅灰石粉2-3份，皮层树脂5-6份，抗氧化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，稳定剂0.3-0.4份，偶联剂0.3-0.4份，抗静电剂0.2-0.3份，抗菌剂0.8-1.0份；
所述芯层料由如下重量份的组分组成：超细硅藻土2-3份，芯层树脂5-6份，抗氧化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，润滑剂0.3-0.4份，偶联剂0.3-0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种无纺布用多功能ES纤维，其特征在于，所述皮层料由如下重量份的组分组成：精制硅灰石粉2.5份，皮层树脂5.5份，抗氧化剂0.6份，分散剂0.3份，稳定剂0.3份，抗静电剂0.3份，偶联剂0.3份，抗菌剂1.0份；
所述芯层料由如下重量份的组分组成：超细硅藻土2.5份，芯层树脂5.5份，抗氧化剂0.6份，分散剂0.2份，润滑剂0.3份，偶联剂0.3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种无纺布用多功能ES纤维，其特征在于，所述皮层树脂为PET树脂或聚乙烯树脂；所述芯层树脂为PET树脂或聚乙烯树脂。
4.根据权利要求1或2所述的一种无纺布用多功能ES纤维，其特征在于，所述精制硅灰石粉的粉末粒径≥500目；所述超细硅藻土的粉末粒径≥500目。
5.根据权利要求1或2所述的一种无纺布用多功能ES纤维，其特征在于，所述抗氧化剂为过氧化甲乙酮和/或过氧化环己酮中的至少一种；所述分散剂为丁二酰亚胺；所述稳定剂为硬脂酸镁和硬脂酸钙按照1：（15-20）重量比混合制成；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为聚醚硅油。
6.根据权利要求1或2所述的一种无纺布用多功能ES纤维，其特征在于，所述抗静电剂由如下重量份的组分组成：氧化铝3-5份，月桂醇聚醚磷酸钾5-8份，单硬脂酸甘油酯4-6份；所述抗菌剂由如下重量份的组分组成：二氧化钛1-2份，氧化银0.5-1.0份，氧化铜3-5份。
7.权利要求1-6任一项所述的一种无纺布用多功能ES纤维的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将硅灰石放入煅烧炉中煅烧为粉末，将粉末振动过筛得到粒径≥500目的精制硅灰石粉；按照重量份配比将精制硅灰石粉、皮层树脂、抗氧化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂、抗静电剂和抗菌剂在高速混合机中升温混合，得到皮层料待用；
步骤二、将硅藻土加入球磨机中研磨至≥500目，得到超细硅藻土待用；按照重量份配比将超细硅藻土、芯层树脂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂和偶联剂在高速混合机中升温混合，得到芯层料待用；
步骤三、将步骤一中的皮层料和步骤二中的芯层料放入纺丝机中，经过热熔高压挤出、喷丝、风冷、拉伸、浸液、二次拉伸、烘干和切断，即得ES纤维。
8.根据权利要求7所述的一种无纺布用多功能ES纤维的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中煅烧的温度为1000-1200℃，煅烧时间为60min以上；所述步骤一中混合温度为60-80℃，混合速率为120-180r/min，混合时间为30min以上。
9.根据权利要求7所述的一种无纺布用多功能ES纤维的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中混合温度为60-80℃，混合速率为120-180r/min，混合时间为30min以上。
10.根据权利要求7所述的一种无纺布用多功能ES纤维的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中热熔高压的温度为140-220℃，压力为3-5MPa；所述步骤三中喷丝孔径为0.05-0.08mm。
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