CN112011893A - 一种无纺布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无纺布及其制备方法，包括无纺布料，所述无纺布料包括第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网；所述第一无纺布纤维网为竹纤维或粘胶纤维；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网之间浸润疏水剂。本发明的无纺布具有天然抑菌和降解功能。第一无纺布纤维网吸湿抑菌，聚乳酸纤维网抗湿、抑菌、有可溶性；一面具有快速疏水功能，另一面具有阻水功能。

Description

一种无纺布及其制备方法

技术领域

本发明涉及无纺布制备领域，具体为一种无纺布及其制备方法。

背景技术

吸水无纺布现在已经大量的使用在一次性用品中，如纸尿裤、一次性内裤。一般需要设置表面包覆层、吸收层和底布层。表面包覆层现在基本上是采用的无纺布面料，表面包覆层的无纺布需要具备透气性和干爽性，透气无纺布能提升尿裤内部的透气程度，水蒸气可以流通至纸尿裤以外，及时排出湿气、热气，有效减少湿疹发生几率，柔软舒适基本上不刺激皮肤。直接接触皮肤的那一层表面包覆层需要保持干爽，因为健康的皮肤应当是干爽的。湿皮肤很快就会变得脆弱，易于发生尿布疹。而且表面包覆层经常是长时间和皮肤进行接触，在现有的一次性用品中，经常容易滋生细菌，有卫生隐患。

表面包覆层需要在透气性、干爽性、抑菌性上都具有良好的性能，特别是表面包覆层的干爽性会直接影响产品的使用感受，现有的表面包覆层的疏水性能是达标的，但是其湿气和水分的排除速度较慢，无法使使用者产生持续干爽的感觉，现有的棉质布料无法满足干爽性的需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种在透气性、排水性、干爽性、抑菌的功能上都具有良好性能的无纺布。

一种无纺布，包括无纺布料，所述无纺布料包括第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网；所述第一无纺布纤维网为竹纤维或粘胶纤维；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网经水刺相互缠接成无纺布料；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网经疏水剂浸润处理；所述疏水剂中以质量份数包括：硬脂酸乙酯3-6份、改性超支化聚酯3-6份、水88-94份。

所述竹纤维为竹原纤维、竹浆纤维、竹炭纤维中其中一种，优选的选择竹浆纤维；所述粘胶纤维为普通粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维、强力粘胶纤维和改性粘胶纤维中一种；优选的粘胶纤维为木质素纤维；优选为疏水性乳液浸透处理过的粘胶纤维。更优选的，所述疏水性乳液为有机硅改性丙烯酸乳液。

本发明还包括如下优化方案：

优选的，所述疏水剂按质量份数包括硬脂酸乙酯3份、改性超支化聚酯3份、水94份。

优选的，所述改性超支化聚酯为脂肪酸酯端基超支化聚酯。

更优选的，脂肪酸酯端基超支化聚酯为直链脂肪酸与超支化聚酯反应得到。

更优选的，所述直链脂肪酸为C3-C16的直链脂肪酸。

更优选的，所述超支化聚酯以季戊四醇为核，加入2,2-双羟甲基丁酸，在催化下多代缩合成超支化聚酯。

更优选的，所述超支化聚酯为3-6代超支化聚酯。

其次，本发明还提供一种所述的无纺布的制备方法，其包括如下步骤：

S1制备第一无纺布纤维网：

将第一无纺布纤维网原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维网原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺重叠成一体、浸润疏水剂、烘干工序后制成无纺布成品。

优选的，S3步骤中，疏水剂浸润于第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网的空间内。

本发明的有益效果是：

1、本发明的无纺布能将湿气和水分都快速的排出，保证无纺布表面层的干爽性；

2、本发明的无纺布设置有天然的抑菌层，能进行持续的抑菌作用；

3、本发明的无纺布阻水功能良好，能有效防止液体的渗透；

4、本发明的无纺布具有天然抑菌和降解功能。第一无纺布纤维网吸湿抑菌，聚乳酸纤维网抗湿、抑菌、有可溶性；既具有快速疏水功能，又具有阻水功能；

5、本发明的无纺布具有良好的持续疏水作用，使液体快速排除后，回流的水也能再次的快速疏送，使内层保持干爽舒适；

5、本发明的无纺布适用于卫生巾、卫生护垫、尿不湿、一次性内裤、成人禁裤和其他功能性产品。

附图说明

图1为本发明一种优选实施例的无纺布的工艺流程图；

图2为竹纤维表面疏水实验图；

图3为对比例表面疏水实验图；

图4为本发明竹纤维表面疏水实验图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明首先提供一种无纺布，包括无纺布料，所述无纺布料包括第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网；所述第一无纺布纤维网为竹纤维或粘胶纤维；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网经水刺相互缠接成无纺布料；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网经疏水剂浸润处理；所述疏水剂中以质量份数包括：硬脂酸乙酯3-6份、改性超支化聚酯3-6份、水88-94份。

本发明的第一无纺布纤维网为竹纤维或粘胶纤维，所述竹纤维或粘胶纤维为内层与人体接触面，化学竹纤维包括竹浆纤维和竹炭纤维。竹浆纤维是一种将竹片做成浆，然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维，其制作加工过程基本与粘胶相似。但在加工过程中竹子的天然特性遭到破坏，纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。竹炭纤维是选用纳米级竹香炭微粉，经过特殊工艺加入粘胶纺丝液中，再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。本发明的竹纤维优先为竹浆纤维。

我国竹材资源丰富，分布范围较大且种类多，竹制材料具有力学性能优异、可再生、可降解等特点。从竹材中提出的竹纤维具有优异的缠绕交织能力，纤维间结合强度大，适合用作纤维增强材料的增强基材。竹纤维具有优良的吸湿性、耐磨性、韧性以及良好的物理和力学性能。

粘胶纤维(Viscosefibre)，简称粘纤，又名黏胶丝，人造纤维的一种。[2] 粘胶纤维是人造纤维的主要品种，是中国产量第二大的化纤品种，其主要原料是化学浆粕，包括棉浆粕和木浆粕两种，通过化学反应将天然纤维素分离出来再生而成，国内所用原料主要是棉浆粕。粘胶纤维吸湿性好，易于染色，不易起静电，有较好的可纺性能，被广泛应用于各类纺织、服装等领域。

聚乳酸纤维网是一种新型可完全生物降解且可持续发展的生态高分子聚合物，不仅原料来源丰富，而且其制品废弃后可在微生物作用下分解为二氧化碳和水，燃烧时不会产生毒气。此外，聚乳酸纤维网强度高、模量高、力学性能优良，但它存在疏水性能较差、柔性高、韧性差、价格昂贵等缺点，使其应用受到一定限制。

针对粘胶纤维和聚乳酸纤维的特性，将经疏水性乳液浸润过的粘胶纤维网和聚乳酸纤维网设置成纤维缠绕的交互结构。针对竹纤维和聚乳酸纤维网的特性，将聚乳酸纤维网与竹纤维设置成缠接结构能充分利用竹纤维的疏水性能和杀菌作用。但是将竹纤维或粘胶纤维和聚乳酸纤维网设置成双层结构存在的主要问题有：(1) 竹纤维或粘胶纤维界面与聚乳酸纤维之间的浸润性较差，微观上呈非均匀体系，导致应力不能在界面有效传递，材料的弯曲强度和拉伸强度显著降低；(2)聚乳酸纤维中含有大量强极性的亲水羟基，使其与疏水性竹纤维或粘胶纤维的界面相容性极差，两相之间存在清晰的界面。因此，重构竹纤维或粘胶纤维与聚乳酸纤维网基体间的相容界面对制备性能优异的竹纤维或粘胶纤维和聚乳酸纤维网的双层全降解材料具有决定性的作用；(3)竹纤维或粘胶纤维具有良好的疏水和杀菌性能，聚乳酸纤维吸水性好，但是聚乳酸纤维吸水后，如果在界面处疏水性能不佳，竹纤维或粘胶纤维容易回湿，导致竹纤维或粘胶纤维疏水效果差。基于此，本发明采用了疏水剂进行布料的浸润，改变了界面处的疏水效果，主要原因是疏水剂的浸润改善了竹纤维或粘胶纤维和聚乳酸纤维网之间的界面相容性，提高了水在无纺布中的流动速度，能迅速保持干爽，使贴合人体面始终的保持舒适干爽，并且由于水份的减少，能具有更长效的杀菌作用，提高了其经济价值与实用价值。

本发明中是采用的让两种纤维网重叠在一起后，再用水刺机针对纤维网进行穿透，从而使两种纤维布相互缠接成无纺布，然后再将水刺无纺布进行疏水剂的浸润处理，这样就把两种布料混合成一整张布面，并使两种布料的疏水性能得到极大的改善。在改变了布质材料的表面性能的同时也改善了布料的疏水性能。

优选的，所述疏水剂按质量份数硬脂酸乙酯3份、改性超支化聚酯3份、水94 份的配比制备。

硬脂酸乙酯为无色或微黄色透明油状液体，溶于乙醇和乙醚，不溶于水。硬脂酸乙酯有大量的烃基，具有优秀的疏水性能。是合成蔗糖酯和蔗糖多酯的重要原料和化学中间体。对人体安全无毒，并能作为生理活性物质用于抗癌、增强免疫力和抗菌性等方面。并广泛应用于食品、制药、化妆品、洗涤等工业。

所述改性超支化聚酯为脂肪酸酯端基超支化聚酯。脂肪酸酯端基超支化聚酯为直链脂肪酸与超支化聚酯反应得到。所述直链脂肪酸为C3-C16的直链脂肪酸。所述超支化聚酯以季戊四醇为核，加入2,2-双羟甲基丁酸，在催化下多代缩合成超支化聚酯。所述超支化聚酯为3-6代超支化聚酯。优选的为4代超支化聚酯。

超支化聚合物有着其特殊的性能，有优良的流动性、剪裁方便、有大量的结构空穴。能作为线形聚合物共混流变或力学性能的改性剂，也能作为良好的增容剂。合成方法简单、产率高。

超支化聚合物有着良好的粘合性能，并且也具有大量的结构空穴，适合于作为增容剂。但是超支化聚合物含有大量的极性羟基，导致其疏水性能不足，在有水的环境下，其疏水速度较低，虽然能满足第一无纺布纤维网和聚乳酸纤维网之间对于增容剂的要求，但是其不能满足正常的疏水性能要求。本发明优选采用的脂肪酸酯端基超支化聚酯是一种优异的降粘增韧的高分子材料，采用直链脂肪酸对超支化聚合物进行封端改性。这样设置的好处是，首先，增加了直链脂肪酸的数量也就增加了大量的疏水性的烃基，这样能增加疏水剂的疏水性能，并且也增加了结构空穴的穴位大小，更利于水的疏通，同时又因为空穴的存在会使整个疏水剂涂覆内部保持着一定的形变弹性。但是脂肪酸酯端基超支化聚酯三代到五代的熔体表现为牛顿流体的流变行为，在使用时其弹性量不足，通过加入硬脂酸乙酯，发现其与脂肪酸酯端基超支化聚酯之间能够形成拉伸力更好的疏水剂，在保证超支化聚合物的疏水性能的同时，也增强超支化聚合物的形变弹量。并且加入硬脂酸乙酯后，由于硬脂酸乙酯的疏水性能也很强，疏水性能也能得到进一步的保持。

目前市面上聚乳酸的应用受到很多限制。其最大的缺点是其固有的脆性和较低的韧性。本发明通过改性方法，改善聚乳酸纤维网的这些性能，尤其是共聚改性。

疏水剂一方面会破坏竹纤维和聚乳酸纤维的连接界面的表面结构，同时会在竹纤维与聚乳酸纤维之间形成氢键结合；另一方面具有降低界面能，促进竹纤维的分散，阻止竹纤维团聚和改善相间黏接等作用，从而提高竹纤维与聚乳酸纤维的界面相容性，使复合材料的强度和韧性增大。

疏水剂能够与竹纤维/聚乳酸纤维形成更多的氢键，脂肪酸酯端基超支化聚酯的碳链长于硬脂酸乙酯，硬脂酸乙酯可以在分子链间可起到连结和缓冲作用，减少复合材料因受力而产生的形变冲击力，因此，复合材料的强度较大。虽然在理论上来说，硬脂酸乙酯分子链较长，其连接和缓冲能力会弱于低碳链物质，但是试验中发现其拉伸强度和抗弯强度均好于低碳链化合物。推测其由于是油性化合物，其与脂肪酸酯端基超支化聚酯的疏水羰基具有很好的相容性，从而使得添加硬脂酸乙酯后在疏水剂中强度高于短链化合物。

其次，本发明还提供一种所述的无纺布的制备方法，其包括如下步骤：

S1制备第一无纺布纤维网：

将第一无纺布纤维网原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺重叠成一体、浸润疏水剂、烘干工序后制成无纺布成品。

上述为本发明的详细阐述，下面为本发明实施例。

实施例一

将竹纤维材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺、浸润疏水剂粘合成一体、烘干工序后制成无纺布成品。

疏水剂浸润于第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网之间。

具体的S3步骤为：

经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺处理。将超支化聚酯、直链脂肪族酸混合均匀后，加入原料总重量0.3％的催化剂对甲苯磺酸，加热到120-140℃，反应3-5h，将反应后得到的产物经氯仿溶解后，加乙醇使目标产物沉淀出来，加入0.5-2倍左右的硬脂酸乙酯混合均匀，干燥后得到脂肪酸酯端基超支化聚酯和硬脂酸乙酯混合的疏水剂。

将疏水剂浸润第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网表面，烘干得到成品。

实施例二

将竹纤维材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺、浸润疏水剂粘合成一体、烘干工序后制成无纺布成品。

具体的S3步骤为：

经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺处理。

将超支化聚酯、直链脂肪族酸混合均匀后，加入原料总重量0.3％的催化剂对甲苯磺酸，加热到140℃，反应3h，将反应后得到的产物经氯仿溶解后，加乙醇使目标产物沉淀出来，加入1倍左右的硬脂酸乙酯混合均匀，干燥后得到脂肪酸酯端基超支化聚酯和硬脂酸乙酯混合的疏水剂。

将疏水剂浸润到第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网表面，烘干得到成品。

实施例三

将粘胶纤维材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺成一体、浸润疏水剂、烘干工序后制成无纺布成品。

具体的S3步骤为：

经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺处理。

将超支化聚酯、直链脂肪族酸混合均匀后，加入原料总重量0.3％的催化剂对甲苯磺酸，加热到120℃，反应5h，将反应后得到的产物经氯仿溶解后，加乙醇使目标产物沉淀出来，加入2倍左右的硬脂酸乙酯混合均匀，干燥后得到脂肪酸酯端基超支化聚酯和硬脂酸乙酯混合的疏水剂。

将疏水剂浸润到第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网表面，烘干得到成品。

对比实施例

将竹纤维材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维网原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺重叠成一体、浸润聚酯类粘胶疏水剂、烘干工序后制成无纺布成品。所述聚酯类粘胶疏水剂采用市面常用301号粘胶。

疏水实验效果对比

将原竹纤维表面、对比实施例中竹纤维涂覆了聚酯类粘胶疏水剂后的表面、实施例二中竹纤维进行疏水剂涂覆后的表面三者进行表面疏水剂实验，得到如图2-4所示的结果，得到65、75、105左右的接触角，由此可以看出三者是具有明显的疏水性能的差异的。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无纺布，其特征在于：包括无纺布料，所述无纺布料包括第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网；所述第一无纺布纤维网为竹纤维网或粘胶纤维；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网重叠经水刺加固相互缠接成无纺布料；所述第一无纺布纤维网与聚乳酸纤维网经疏水剂浸润处理；所述疏水剂中以质量份数包括：硬脂酸乙酯3-6份、改性超支化聚酯3-6份、水88-94份。

2.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于：所述疏水剂按质量份数包括硬脂酸乙酯3份、改性超支化聚酯3份、水94份。

3.根据权利要求1所述的无纺布，其特征在于：所述改性超支化聚酯为脂肪酸酯端基超支化聚酯。

4.根据权利要求3所述的无纺布，其特征在于：脂肪酸酯端基超支化聚酯为直链脂肪酸与超支化聚酯反应得到。

5.根据权利要求4所述的无纺布，其特征在于：所述直链脂肪酸为C3-C16的直链脂肪酸。

6.根据权利要求4所述的无纺布，其特征在于：所述超支化聚酯以季戊四醇为核，加入2,2-双羟甲基丁酸，在催化下多代缩合成超支化聚酯。

7.根据权利要求6所述的无纺布，其特征在于：所述超支化聚酯为3-6代超支化聚酯。

8.一种权利要求1所述的无纺布的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1制备第一无纺布纤维网：

将第一无纺布纤维网原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理、交叉铺网、牵伸工序处理后得到第一无纺布纤维网；

S2制备聚乳酸纤维网：

将聚乳酸纤维网原材料经定量喂入、开松、精开松、二次精开松、梳理工序处理后得到聚乳酸纤维网；

S3将经步骤S1处理后的第一无纺布纤维网与经步骤S2处理后的聚乳酸纤维网经水刺重叠成一体、浸润疏水剂、烘干工序后制成无纺布成品。

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