CN111270527A - 一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，该方法以含聚二甲基硅氧烷的水包油乳液为整理液，通过超声波雾化技术，将整理液雾化并均匀连续的喷洒到平铺放置于距雾化片上方非织布的一面，保持雾化时间10～20s后，随即将处理后的非织造布，置于120～150℃环境中焙烘10～20分钟，得到单面拒水水刺纯棉非织造布。不使用任何有机溶剂，是一种无毒、无害、无污染，环保，方便快捷的处理方法；以含PDMS的水包油乳液作为整理液，经过超声雾化装置，将雾化微珠均匀喷洒在水刺纯棉非织造布的处理面，PDMS分子以强结合力结合在棉纤维的表面，从而赋予水刺纯棉非织造布好的疏水性和稳定性；可广泛用于医用防护服、创伤辅料和尿布包覆层等医用、民用卫生材料领域。

Description

一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法
技术领域
本发明提供一种水刺纯棉非织造布的制备方法，具体来说是一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，赋予非织造布两面不同的性能，属于纺织技术领域。
背景技术
纯棉水刺非织造材料由于其独特的舒适性、亲水性、贴服性在生活中得到了广泛的应用。目前市场上的卫生用品纯棉面层的应用并不是特别广泛,而且目前纯棉卫生用品面层多采用双面浸渍的工艺，会导致双面拒水的效果,造成尿液在面层一直下不去,易造成湿疹等皮肤病的发生。
目前，有一些关于纯棉材料单面拒水的研究，比如采用浸渍方法将有机硅类拒水整理液涂敷在织物表面，得到超疏水织物，在一定程度上能够得到单面拒水的织物,但是不适用于低面密度织物,很容易就出现双面拒水的情况。或采用刮刀式涂布机将拒水泡沫整理液涂在了棉织物表面，得到单面超疏水织物,此方法能够实现材料的单面拒水，但是材料的透气性等方面有明显的下降。整理方法均无法在不改变材料基本性能的基础上实现低面密度纯棉材料单面拒水的效果。
聚二甲基硅氧烷(PDMS)，作为一种疏水类的有机硅物料，具有优异的强度、耐磨性和对织物的附着力，且无色、无味、无毒、不易挥发的液体，广泛应用于织物的拒水整理。基于此，本发明根据市场化的需求,使用超声雾化技术，选用含PDMS的水包油乳液作为整理剂，对纯棉水刺非织造材料进行雾化单面整理，在不改变材料基本物理性能的基础上,获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的在于克服上述缺陷，建立一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，该方法工艺流程简单，所用材料经济易得，所用的整理液的量少，过程简单环保，制备的单面拒水水刺纯棉非织造布具有很好的疏水性和稳定性。为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
本发明采用的技术方案是：一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：
步骤一:拒水整理液的制备
将聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后的聚二甲基硅氧烷分散在不同比例的去离子水中并搅拌，然后在30～40℃温度下，超声分散30～60分钟，即得到均匀分散的含PDMS水包油乳液整理液，PDMS水包油乳液整理液中PDMS的质量分数为0.3％～0.9％；
步骤二:含PDMS水包油乳状液雾化整理液的制备
将超声波雾化器置于经步骤一制得的拒水整理液中，进行超声雾化，制备含PDMS水包油乳状液的雾化微珠，得到雾化微珠的粒径为10～25μm；
步骤三:单面拒水水刺纯棉非织造布的制备
将水刺纯棉非织造布平铺放置于距超声波雾化器的雾化片上方，保持雾化微珠处于连续喷洒状态，使含PDMS水乳状液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，保持雾化时间10～20s后，随即将处理后的非织造布，置于120～150℃环境中焙烘10～20分钟，即得到单面拒水纯棉非织造布。
进一步的，所述步骤一中搅拌温度为25～30℃,搅拌速度为600～900r/分钟。
进一步的，所述步骤三中所述水刺纯棉非织造布平铺放置于距超声波雾化器的雾化片上方8～10cm处。
进一步的，所述的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为道康宁184型PDMS预聚体。
进一步的，所述步骤三中得到的单面拒水纯棉非织造布的克重为75～85g/m2。
本发明的有益效果和特点是:(1)不使用任何有机溶剂，是一种无毒、无害、无污染，环保，方便快捷的处理方法；(2)以含PDMS的水包油乳液作为整理液，经过超声雾化装置，将雾化微珠均匀喷洒在水刺纯棉非织造布的处理面，PDMS分子以强结合力结合在棉纤维的表面，从而赋予水刺纯棉非织造布好的疏水性和稳定性；(3)可广泛用于医用防护服、创伤辅料和尿布包覆层等医用、民用卫生材料领域。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明进行具体说明：
实施例1：
将0.3g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为25℃,搅拌速度为600r/分钟，然后在30℃温度下，超声处理60分钟，得到均匀分散的含0.3％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含0.3％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，得到雾化微珠的粒径为10μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方8cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为20s，取出处理后的非织造布，立即置于150℃环境中焙烘10分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
实施例2：
将0.5g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为27℃,搅拌速度为800r/分钟，然后在40℃超声处理60分钟，得到均匀分散的含0.5％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含0.5％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，得到雾化微珠的粒径为15μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方9cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为20s，取出处理后的非织造布，置于120℃环境中焙烘20分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
实施例3：
将0.6g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为27℃,搅拌速度为900r/分钟，然后在30℃超声处理60分钟，得到均匀分散的含0.6％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含0.6％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，得到雾化微珠的粒径为14μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方9cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为10s，取出处理后的非织造布，置于150℃环境中焙烘10分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
实施例4：
将0.8g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为30℃,搅拌速度为900r/分钟，然后在30℃超声处理60分钟，得到均匀分散的含0.8％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含0.8％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，其中雾化微珠的粒径为16μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方9cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为20s，取出处理后的非织造布，置于120℃环境中焙烘20分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
实施例5：
将0.9g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为30℃,搅拌速度为900r/分钟，然后在30℃超声处理30分钟，得到均匀分散的含0.9％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含0.9％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，其中雾化微珠的粒径为20μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方8cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂\雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为20s，取出处理后的非织造布，置于150℃环境中焙烘10分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
对比例1：
将1.2g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为25℃,搅拌速度为600r/分钟，然后在30℃温度下，超声处理60分钟，得到均匀分散的含1.2％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含1.2％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，得到雾化微珠的粒径为30μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方8cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为20s，取出处理后的非织造布，立即置于150℃环境中焙烘10分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
对比例2：
将0.8g聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后PDMS的分散100mL的去离子水中，搅拌温度为30℃,搅拌速度为900r/分钟，然后在30℃超声处理60分钟，得到均匀分散的含0.8％PDMS的水包油乳液整理剂；将超声波雾化器置于含0.8％PDMS的水包油乳液整理剂中，进行超声雾化，其中雾化微珠的粒径为16μm；随后将水刺纯棉非织造布平铺放置于距雾化片上方9cm处，保持含PDMS的水包油乳液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，雾化时间为30s，取出处理后的非织造布，置于120℃环境中焙烘20分钟，即获得单面拒水水刺纯棉非织造布。
试验结果表明，实施例1～5均能正常得到单面拒水性能良好的水刺纯棉非织造布，对比例1中，由于聚二甲基硅氧烷质量分数偏大，出现了超声雾化困难的问题；对比例1中，由于雾化时间过长，雾化微珠渗透到非织造材料的另外一面，没有达到单面拒水的目的。
在处理过程中，主要依靠体积小，质轻，比表面积大的雾化微珠来完成，不使用任何有机溶剂，因此是一种无毒、无害、无污染，环保，方便快捷的处理方法。以含PDMS的水包油乳液作为整理液，经过超声雾化装置，将雾化微珠均匀喷洒在水刺纯棉非织造布的处理面，利用雾化微珠的形态以及表面甲基封端的PDMS可以降低水刺纯棉非织造布的表面能，增强水刺纯棉非织造布固有的层次微观结构，从而形成单面拒水织物。雾化微珠整理液具有低的带液率，由于雾化处理时间短，雾化微珠整理剂的给液量适中，当整理液接触到织物的一面而来不及向另一面渗透时，即进入到烘焙工艺中，使得整理剂牢牢的粘附在纤维表面；同时当水分蒸发后，水包油乳液里面的纳米级PDMS将会粘附在纤维表面，形成纳米凸起物，增强纯棉非织造表面固有的微观层次结构，进一步的增加纤维的粗糙度，更有利于疏水表面的形成；且表面粘附的PDMS具有很低的表面能，以及PDMS分子可以以强结合力结合在棉纤维的表面，从而赋予水刺纯棉非织造布好的疏水性和稳定性。
为了能够获得单面拒水的非织造布，保证拒水整理剂不会快速渗透进入到另外一侧，需要增加接触面的织物表面粗糙度，所以要保证水乳状液中PDMS的含量，保证PDMS附着在处理面上后，能够形成微观层次结构，进而增加拒水效果。同时也要保证超声雾化的顺利进行，以及确保雾化微珠的尺寸，试验证明水乳状液中PDMS的质量分数应控制在0.3％～0.9％之间。另外雾化微珠对非织造布的处理时间的长短，影响附着在水刺纯棉非织造布处理面上PDMS量的多少，喷雾整理时间越长,其质量增加率越大,有利于拒水整理，但是过长的时间处理，会导致雾化微珠渗透到非织造材料的另外一面，为了获得最好的单面拒水，处理时间控制在10～20s。
本发明的单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，工艺流程简单，所用的整理液的量少，是一种无污染，环保的处理方法。本发明所制得的非织造布使用环境友好的有机硅拒水剂实现了单面拒水，由于使用乳液雾化微珠作为整理剂，有利于在纤维表面形成微纳米结构，经过拒水整理的非织造布表面构造微纳米结构，使非织造布具有类似备荷叶表面的疏水功能，水的静态接触角大于145°，提高了产品的功能性，可广泛用于医用防护服、创伤辅料和尿布包覆层等医用、民用卫生材料领域。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，其特征在于，所述制备方法按以下步骤进行：
步骤一:拒水整理液的制备；
将聚二甲基硅氧烷进行空气等离子体预处理，然后将经过等离子体处理后的聚二甲基硅氧烷分散在不同比例的去离子水中并搅拌，然后在30～40℃温度下，超声分散30～60分钟，即得到均匀分散的含聚二甲基硅氧烷水包油乳液整理液，聚二甲基硅氧烷水包油乳液整理液中聚二甲基硅氧烷的质量分数为0.3％～0.9％；
步骤二:含聚二甲基硅氧烷水包油乳状液雾化整理液的制备；
将超声波雾化器置于经步骤一制得的拒水整理液中，进行超声雾化，制备含PDMS水包油乳状液的雾化微珠，得到雾化微珠的粒径为10～25μm；
步骤三:单面拒水水刺纯棉非织造布的制备；
将水刺纯棉非织造布平铺放置于距超声波雾化器的雾化片上方，保持雾化微珠处于连续喷洒状态，使含聚二甲基硅氧烷水乳状液整理剂雾化微珠均匀连续的喷洒在非织造布的下表面，保持雾化时间10～20s后，随即将处理后的非织造布，置于120～150℃环境中焙烘10～20分钟，即得到单面拒水纯棉非织造布。
2.如权利要求1所述的一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，其特征在于：所述步骤一中搅拌温度为25～30℃,搅拌速度为600～900r/分钟。
3.如权利要求1所述的一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，其特征在于：所述步骤三中所述水刺纯棉非织造布平铺放置于距超声波雾化器的雾化片上方8～10cm处。
4.如权利要求1所述的一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，其特征在于：所述的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为道康宁184型聚二甲基硅氧烷预聚体。
5.如权利要求1～4任一权利要求所述的一种单面拒水水刺纯棉非织造布的制备方法，其特征在于：所述步骤三中得到的单面拒水纯棉非织造布的克重为75～85g/m2。
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