CN109594200A - 一种高阻隔纺熔混合型透气新材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种高阻隔纺熔混合型透气新材料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，克重为25gsm时，抗静水压为390‑410mmH2O，透气率为450‑550 L/m2/S，MD强力为65‑75 N/5cm，CD强力为28‑35N/5cm，MD伸长率40‑80%，CD伸长率40‑80%，本发明还提供了该透气新材料的制备方法，选料、熔融挤压、纤维牵伸、热轧处理，所述纤维牵伸，得到的S层细旦纤维，细度为1.5‑1.8丹尼尔；得到的M层细旦纤维，细度为2‑4微米，保持了纤维的拒水性能和蓬松度。本发明提还提供了该透气新材料在纸尿裤中的应用，大幅提高纸尿裤的透气能力。

Description

一种高阻隔纺熔混合型透气新材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于非织布技术领域，涉及一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，具体涉及一种高阻隔纺熔混合型透气新材料、制备方法及其应用。
背景技术
高透气、高阻隔的无纺布，可直接用作纸尿裤的底膜材料。目前为减少渗漏，市场多使用PE膜类复合无纺布材料用作用即弃产品吸收芯体的底膜。PE膜类底膜在使用过程中因较好的阻水性能，导致透气性差，影响排湿，容易导致宝宝皮肤发红，引发尿布疹，影响宝宝皮肤健康。高阻隔无纺布用作底膜，可取消PE膜的使用，大大提高了透气性能、排湿性能，有利于减少尿布疹的产生。
公开号为CN102018600A的中国专利，提供了用于纸尿裤的改良粘扣机构，其针对粘勾及前腰贴，文件中提到的底膜由硅油层、无纺布层、塑料薄膜层及热熔胶层组成，而我们要提供的是一种具有高阻隔性能的PP无纺布，单独作为底膜使用。相比对比专利，结构简单，省去下游客户复合工序，并且因为没有塑料薄膜层，可以提供更好的透气及排湿性。
公开号为CN105796248A的中国专利，提供了一种透气防漏尿裤，其中的芯体背两侧隔边需要放置PE膜或透气膜作为防渗层，这样会大大降低纸尿裤的透气性。
申请号为201510505147 .0的中国专利提供了一种防水透气纸尿裤底膜的制备方法，是通过在超细纤维无纺布上直接进行高压静电纺丝，形成静电纳米纤维和无纺布的复合布，达到透气耐水的目的。采用的静电纺丝工艺方式，静电纺丝技术缺点是纺丝过程中易有机油剂残留，不利于宝宝健康。
发明内容
本发明为解决现有聚丙烯无纺布以上技术问题，提供了一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，实现了以下目的：
（1）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，使聚丙烯纤维具备更低的表面张力，拒水能力更强；
（2）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，低表面张力的聚丙烯纺粘纤维和熔喷纤维通过均匀成网、多层纤维网复合，提高纺熔无纺布的高拒水能力；
（3）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，高拒水能力的纺熔无纺布可替代PE膜类材料用于纸尿裤底膜；
（4）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料用于尿裤底膜，大幅提高纸尿裤的透气能力。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，其特征在于，
所述高阻隔纺熔混合型透气新材料，克重为25gsm时，抗静水压为390-410mmH2O ，透气率为450-550 L/m2/S。
以下是对本发明的技术方案的进一步优化：
所述高阻隔纺熔混合型透气新材料，MD强力为65-75 N/5cm，CD强力为28-35N/5cm， MD伸长率40-80%，CD伸长率40-80%。
所述高阻隔纺熔混合型透气新材料，所需要的原料包括高阻隔母粒，所述高阻隔母粒，为含氟比例在10-30%范围内的聚丙烯粒子，MFR范围在70-105 g/10min。
本发明还提供了一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，包括：选料、熔融挤压、纤维牵伸、热轧处理。
所述选料，包括S层原料和M层原料；
所述S层原料，包括纺粘PP料、高阻隔母粒和白色母粒，添加比例为高阻隔母粒：1-10%，白色母粒：0.5-1%，剩余为纺粘PP料。
所述M层原料，包括特种熔喷料、高阻隔母粒，其中添加比例为高阻隔母粒：1-10%，剩余为特种熔喷料。
所述特种熔喷料，为MFR范围在15-30g/10min,粒重范围在30-40粒/g，堆积密度范围在45-55g/100ml的PP。
所述纤维牵伸，得到的S层细旦纤维，细度为1.5-1.8丹尼尔；
得到的M层细旦纤维，细度为2-4微米。
所述熔融挤压，加料段温度为190-210℃，熔融段温度280-320℃，模头温度270-300℃。
本发明还提供了一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的应用，所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的应用，得到的高阻隔高透气的底膜尿裤，透气率为177-311 L/m2/s。
所述（1）选料：
所述选料，选用高质量、差异化的原料；
所述原料包括S层原料和M层原料。
所述S层原料，包括纺粘PP料、高阻隔母粒和白色母粒；
所述纺粘PP料，MFR范围32-40g/10min，
所述高阻隔母粒，为含氟比例在10-30%范围内的聚丙烯粒子，MFR范围在70-105 g/10min；
所述白色母粒，为二氧化钛TiO2；
所述高阻隔母粒的添加比例为1-10%，白色母粒的添加比例为0.5-1%，剩余为纺粘PP料。
所述M层原料，包括特种熔喷料、高阻隔母粒，其中高阻隔母粒的添加比例为1-10%，剩余为特种熔喷料；
所述特种熔喷料，为MFR范围在15-30g/10min,粒重范围在30-40粒/g，堆积密度范围在45-55g/100ml的PP；
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，还包括：（2）原料的复配混合
分别采用多个加料螺杆，按照上述添加比例，在主螺杆中混合，此过程同常规产品一致。
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，还包括：（3）熔融挤压
将复配混合好的S层原料通过纺粘设备进行熔融挤压、M层原料通过熔喷设备进行熔融挤压，分别得到S层初生纤维和M层初生纤维；
加料段温度为190-210℃，熔融段温度280-320℃，模头温度270-300℃；
所述S层初生纤维和M层初生纤维在大量气流下进行冷却并可承受高速牵伸达到一定纤维细度而不断丝。
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，还包括：（4）纤维牵伸
设定高速气流对S层初生纤维和M层初生纤维进行稳定牵伸获取S层细旦纤维和M层细旦纤维，通过狭缝调整获取均匀的纤维网，从而获得更强的拒水性能以及更好的材料透气性；
S头纺粘设备：牵伸风压3000-4000pa，工艺风温度16-30℃，狭缝宽度20-24 mm；
M头熔喷设备：热风风量2600-3200m3/h，热风温度270-300 ℃。
所述S层细旦纤维，细度为1.5-1.8丹尼尔；
所述M层细旦纤维，细度为2-4微米；
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，还包括：（5）热轧处理
根据原料组份特性并考量复合加工后处理，综合设计热轧机温度与压力，确保产品强度/起毛度低的前提下优化布面效果，降低热轧对拒水性、蓬松度的破坏。
所述热轧处理，花辊温度 150-165℃，光辊温度 145-155℃，轧机压力78-95N。
本发明采用共混纺丝技术，将含氟化合物与聚丙烯共混纺丝；选取特种熔喷料，高温熔融纺丝，获得纤维更细，分布更均匀的熔喷层，提高拒水性能；调整纺粘层狭缝宽度、使用高速气流对纤维进行稳定牵伸获取细旦纤维；调整热轧温度与压力，保持纤维的拒水性能和蓬松度。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，使聚丙烯纤维具备更低的表面张力，拒水能力更强；克重为25gsm时，透气率为450-550 L/m2/S，MD强力为65-75 N/5cm，CD强力为28-35N/5cm， MD伸长率40-80%，CD伸长率40-80%；
（2）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，低表面张力的聚丙烯纺粘纤维和熔喷纤维通过均匀成网、多层纤维网复合，提高纺熔无纺布的高拒水能力，抗静水压为390-410mmH2O；
（3）本发明一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，高拒水能力的纺熔无纺布可替代PE膜类材料用于纸尿裤底膜，大幅提高纸尿裤的透气能力，透气率为177-311 L/m2/s。
具体实施方式
实施例1 一种高阻隔纺熔混合型透气新材料及其制备方法
本发明的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选料：
所述选料，选用高质量、差异化的原料。
所述原料包括S层原料和M层原料；
所述S层原料，包括纺粘PP料、高阻隔母粒和白色母粒；
所述纺粘PP料，MFR范围32-40g/10min；
所述高阻隔母粒，为含氟比例在10-30%范围内的聚丙烯粒子，MFR范围在70-105 g/10min；
所述白色母粒，为二氧化钛TiO2；
所述高阻隔母粒的添加比例为1%，白色母粒的添加比例为0.5%，剩余为纺粘PP料。
所述M层原料，包括特种熔喷料、高阻隔母粒，其中高阻隔母粒的添加比例为1%，剩余为特种熔喷料；
所述特种熔喷料，为MFR范围在15-30g/10min,粒重范围在30-40粒/g，堆积密度范围在45-55g/100ml的PP；
（2）原料的复配混合
分别采用多个加料螺杆，按照上述添加比例，在主螺杆中混合，此过程同常规产品一致。
（3）熔融挤压：
将复配混合好的S层原料通过纺粘设备进行熔融挤压、M层原料通过熔喷设备进行熔融挤压，分别得到S层初生纤维和M层初生纤维；
加料段温度为190℃，熔融段温度290℃，模头温度280℃；
所述S层初生纤维和M层初生纤维在大量气流下进行冷却并可承受高速牵伸达到一定纤维细度而不断丝。
（4）纤维牵伸
设定高速气流对S层初生纤维和M层初生纤维进行稳定牵伸获取S层细旦纤维和M层细旦纤维，通过狭缝调整获取均匀的纤维网，从而获得更强的拒水性能以及更好的材料透气性；
S头纺粘设备：牵伸风压3000pa，工艺风温度16℃，狭缝宽度20.2 mm；
M头熔喷设备：热风风量3000m3/h，热风温度280 ℃。
所述S层细旦纤维，细度为1.5-1.6丹尼尔；
所述M层细旦纤维，细度为2-2.5微米；
（5）热轧处理：
根据原料组份特性并考量复合加工后处理，综合设计热轧机温度与压力，确保产品强度/起毛度低的前提下优化布面效果，降低热轧对拒水性、蓬松度的破坏。
所述热轧处理，花辊温度 150℃，光辊温度 145℃，轧机压力78N。
热轧处理后，经烘干、卷绕和分切，得到本发明的高阻隔纺熔混合型透气新材料。
实施例2一种高阻隔纺熔混合型透气新材料及其制备方法
本发明的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选料：
所述选料，选用高质量、差异化的原料。
所述原料包括S层原料和M层原料；
所述S层原料，包括纺粘PP料、高阻隔母粒和白色母粒；
所述纺粘PP料，MFR范围32-40g/10min，
所述高阻隔母粒，为含氟比例在10-30%范围内的聚丙烯粒子，MFR范围在70-105 g/10min；
所述白色母粒，为二氧化钛TiO2；
所述高阻隔母粒的添加比例为1.5%，白色母粒的添加比例为0.5%，剩余98%为纺粘PP料。
所述M层原料，包括特种熔喷料、高阻隔母粒，其中高阻隔母粒的添加比例为3%，剩余97%为特种熔喷料；
所述特种熔喷料，为MFR范围在15-30g/10min,粒重范围在30-40粒/g，堆积密度范围在45-55g/100ml的PP；
（2）原料的复配混合
分别采用多个加料螺杆，按照上述添加比例，在主螺杆中混合，此过程同常规产品一致。
（3）熔融挤压：
将复配混合好的S层原料通过纺粘设备进行熔融挤压、M层原料通过熔喷设备进行熔融挤压，分别得到S层初生纤维和M层初生纤维；
加料段温度为200℃，熔融段温度310℃，模头温度290℃；
所述S层初生纤维和M层初生纤维在大量气流下进行冷却并可承受高速牵伸达到一定纤维细度而不断丝。
（4）纤维牵伸
设定高速气流对S层初生纤维和M层初生纤维进行稳定牵伸获取S层细旦纤维和M层细旦纤维，通过狭缝调整获取均匀的纤维网，从而获得更强的拒水性能以及更好的材料透气性；
S头纺粘设备：牵伸风压3500pa，工艺风温度22℃，狭缝宽度23mm；
M头熔喷设备：热风风量3000m3/h，热风温度287 ℃。
所述S层细旦纤维，细度为1.6-1.7丹尼尔；
所述M层细旦纤维，细度为2.5-3.5微米；
（5）热轧处理：
根据原料组份特性并考量复合加工后处理，综合设计热轧机温度与压力，确保产品强度/起毛度低的前提下优化布面效果，降低热轧对拒水性、蓬松度的破坏。
所述热轧处理，花辊温度 157℃，光辊温度 149℃，轧机压力89N。
热轧处理后，经烘干、卷绕和分切，得到本发明的高阻隔纺熔混合型透气新材料。
实施例3一种高阻隔纺熔混合型透气新材料及其制备方法
本发明的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选料：
所述选料，选用高质量、差异化的原料。
所述原料包括S层原料和M层原料；
所述S层原料，包括纺粘PP料、高阻隔母粒和白色母粒；
所述纺粘PP料，MFR范围32-40g/10min，
所述高阻隔母粒，为含氟比例在10-30%范围内的聚丙烯粒子，MFR范围在70-105 g/10min；
所述白色母粒，为二氧化钛TiO2；
所述高阻隔母粒的添加比例为10%，白色母粒的添加比例为1%，剩余为纺粘PP料。
所述M层原料，包括特种熔喷料、高阻隔母粒，其中高阻隔母粒的添加比例为10%，剩余为特种熔喷料；
所述特种熔喷料，为MFR范围在15-30g/10min,粒重范围在30-40粒/g，堆积密度范围在45-55g/100ml的PP；
（2）原料的复配混合
分别采用多个加料螺杆，按照上述添加比例，在主螺杆中混合，此过程同常规产品一致。
（3）熔融挤压
将复配混合好的S层原料通过纺粘设备进行熔融挤压、M层原料通过熔喷设备进行熔融挤压，分别得到S层初生纤维和M层初生纤维；
加料段温度为210℃，熔融段温度300℃，模头温度290℃；
所述S层初生纤维和M层初生纤维在大量气流下进行冷却并可承受高速牵伸达到一定纤维细度而不断丝。
（4）纤维牵伸
设定高速气流对S层初生纤维和M层初生纤维进行稳定牵伸获取S层细旦纤维和M层细旦纤维，通过狭缝调整获取均匀的纤维网，从而获得更强的拒水性能以及更好的材料透气性；
S头纺粘设备：牵伸风压4000pa，工艺风温度20℃，狭缝宽度24 mm；
M头熔喷设备：热风风量3200m3/h，热风温度280 ℃。
所述S层细旦纤维，细度为1.7-1.8丹尼尔；
所述M层细旦纤维，细度为3.6-4微米；
（5）热轧处理
根据原料组份特性并考量复合加工后处理，综合设计热轧机温度与压力，确保产品强度/起毛度低的前提下优化布面效果，降低热轧对拒水性、蓬松度的破坏。
所述热轧处理，花辊温度 165℃，光辊温度 155℃，轧机压力95N。
热轧处理后，经烘干、卷绕和分切，得到本发明的高阻隔纺熔混合型透气新材料。
本发明得到的纺熔混合型透气新材料，具有较高的透气率，透气和排湿性能较好，具体效果如下。
1、本发明实施例1-3得到的纺熔混合型透气新材料，具有较高的透气率，透气和排湿性能较好。以25gsm SSMMS为例，产品指标如下所示：
2、将本发明实施例1-3得到的纺熔混合型透气新材料通过常规超声波复合上一层15gsm SSMMS，得到的15gsm+25gsm的SMS双层复合产品，其产品指标如下所示：
本发明所述的15gsm SSMMS，其M层原料配方和比例与本发明纺熔混合型透气新材料的M层原料相同，区别在于S层原料的配方中多了柔软母粒，相应比例做了调整，具体为：S层原料包括纺粘PP料、高阻隔母粒、柔软母粒和白色母粒；质量比例具体如下：所述高阻隔母粒的添加比例为1-10%，白色母粒的添加比例为0.2-0.7%，柔软母粒的添加比例为0.35-1.3%，剩余为纺粘PP料。所述柔软母粒，MFR范围在350-550g/10min，为脂肪酰胺衍生物和聚烯烃衍生物，质量比例为（0.15-0.6）:（0.2-0.7）。其制备方法以及采用的工艺参数均与本发明实施例2相同。
实施例4一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的应用
本实施例的高阻隔纺熔混合型透气新材料的应用具体涉及本发明高阻隔纺熔混合型透气新材料在纸尿裤中的应用。
将本发明得到的高阻隔纺熔混合型透气新材料作为底膜，取代现有的纸尿裤上的底膜（PE膜+最外侧无纺布层），得到高阻隔高透气的底膜纸尿裤。
本实施例得到的高阻隔高透气的底膜纸尿裤的透气率效果试验如下：
普通市售纸尿裤：将纸尿裤平铺测试3个位置的透气率，3个位置分别如下：1、2可描述为尿裤前端，3、4描述为尿裤后端，5、6描述为尿裤中间部位。
芯体+25gsmSMS：将纸尿裤的PE膜和底膜部位撕除，测试剩余芯体+25gsm高阻隔SMS的透气率；
芯体+15gsmSMS：将纸尿裤的PE膜和底膜部位撕除，测试剩余芯体+15gsm高阻隔SMS的透气率；
芯体+（15gsm+25）SMS复合：将纸尿裤的PE膜和底膜部位撕除，测试剩余芯体+（15gsm+25）SMS复合高阻隔SMS的透气率。
透气率结果见下表：
备注：普通纸尿裤为好奇心钻装M码，制造商韩国Yuhan金佰利有限公司，进口商为金佰利（中国）有限公司，批号20170317 TJ08251730317。
除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，其特征在于，
所述高阻隔纺熔混合型透气新材料，克重为25gsm时，抗静水压为390-410mmH2O ，透气率为450-550 L/m2/S。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，其特征在于，
所述高阻隔纺熔混合型透气新材料，MD强力为65-75 N/5cm，CD强力为28-35N/5cm， MD伸长率40-80%，CD伸长率40-80%。
3.根据权利要求1所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料，其特征在于，
所述高阻隔纺熔混合型透气新材料，所需要的原料包括高阻隔母粒，所述高阻隔母粒，为含氟比例在10-30%范围内的聚丙烯粒子，MFR范围在70-105 g/10min。
4.一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，其特征在于，
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，包括：选料、熔融挤压、纤维牵伸、热轧处理。
5.根据权利要求1所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，其特征在于，
所述选料，包括S层原料和M层原料；
所述S层原料，包括纺粘PP料、高阻隔母粒和白色母粒，添加比例为高阻隔母粒：1-10%，白色母粒：0.5-1%，剩余为纺粘PP料。
6.根据权利要求5所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，其特征在于，
所述M层原料，包括特种熔喷料、高阻隔母粒，其中添加比例为高阻隔母粒：1-10%，剩余为特种熔喷料。
7.根据权利要求5所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，其特征在于，
所述特种熔喷料，为MFR范围在15-30g/10min,粒重范围在30-40粒/g，堆积密度范围在45-55g/100ml的PP。
8.根据权利要求5所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，其特征在于，
所述纤维牵伸，得到的S层细旦纤维，细度为1.5-1.8丹尼尔；
得到的M层细旦纤维，细度为2-4微米。
9.根据权利要求5所述的一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的制备方法，其特征在于，
所述熔融挤压，加料段温度为190-210℃，熔融段温度280-320℃，模头温度270-300℃。
10.一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的应用，其特征在于，
所述一种高阻隔纺熔混合型透气新材料的应用，得到的高阻隔高透气的底膜尿裤，透气率为177-311 L/m2/s。
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