CN112695456A - 一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布及可降解纸尿裤 - Google Patents

一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布及可降解纸尿裤 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布及可降解纸尿裤，无纺布由两层聚乳酸纤维无纺布复合而成，上层无纺布为聚乳酸纳米纤维无纺布，下层无纺布为聚乳酸纤维热轧无纺布；所述聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸纤维热轧无纺布经过自粘合固结成为一体；所述聚乳酸纤维热轧无纺布的面层为亲水型、背面为拒水型。聚乳酸纤维热轧无纺布的背面经过拒水整理，反应拒水能力的渗水压指标为22‑25cmH2O，进而对于阻挡尿液的渗透起到一定的辅助作用。具有良好抑菌和除异味功能，用作纸尿裤的底层防渗层能够为人体提供一个弱酸性的微环境，有助于防止婴儿红屁股的产生。与可降解表层和吸收芯体复合，可以制备得到可降解纸尿裤。

Description

一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布及可降解纸尿裤
技术领域
本发明涉及纸尿裤技术领域，尤其是一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布及可降解纸尿裤。
背景技术
纸尿裤产品主要包括婴儿和成人纸尿裤，其主要消费群体是新生婴儿和老龄人口中的失禁患者。近年来，中国人口老龄化程度不断加剧，2017年中国统计年鉴数据显示，截至2016年底，全国60岁及以上老年人口23086万人，占总人口的16.7％，其中65岁及以上人口15003万人，占总人口的10.8％，老龄人口数居全球之首。数量巨大且快速增长的老龄人口为我国成人失禁用品市场发展提供了庞大的潜在消费群体，使成人纸尿裤和成人纸尿片的国内消费量均有大幅增长，2011年我国成人失禁用品市场规模为16.36亿元，2017年增长至65.161亿元。从婴童护理用品市场看，随二胎政策全面放开以及育儿观念的转变，婴儿纸尿裤护理用品一直保持高速增长的势头，2014年到2016年，国内婴儿纸尿裤市场年均销售额在400-450亿元之间，年均增长率在11％-13％之间，增速远高于世界4％的平均水平。
预计未来五年内，婴儿纸尿裤市场仍将保持两位数的高速增长，到2020年国内市场销售额将达到1000亿元，然而巨大消耗的背后是产品的处置问题，由于纸尿裤吸水后体积膨胀，填埋处置会占用很多宝贵资源，而焚烧的办法也不可取，因此开发可降解的纸尿裤，减少对环境资源的污染和浪费非常重要。
目前市场上的纸尿裤主要由四层组成，由顶层到底层的顺序排列是：面层(表层)、导流层、含高吸水树脂的吸收芯层以及防渗PE膜底层，其中纸尿裤面层直接与人体皮肤相接处，对要求面层材料柔软、不刺激皮肤，还要使尿液快速渗透下去；对导流层要求能够将面层传导的液体沿纵向导流，以免进入吸收芯体后液体容易在中间部位产生集聚；而对吸收芯层则要求吸收速度快、锁水和保水性能好，防止吸收的尿液产生回渗，保持贴肤面的干爽性，防渗PE膜底层对于纸尿裤是否漏尿起决定性作用，由于PE膜非常致密，不透汽也不透水，因此以PE膜为防渗层的纸尿裤通常特别容易使婴儿出现红屁股问题，虽然现在市场上也出现了PE透汽膜，实际上是在做膜的过程中加入碳酸钙粉致孔挤，由于粉致孔挤会影响PE膜的强力，因此对加入量有限制，因此所得到的PE膜的透气量也是微乎其微，因而，纸尿裤采用的底层材料需要隔水的同时，还要具有良好的透汽性，这对于增加纸尿裤使用的舒适透汽性非常重要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布及可降解纸尿裤。
为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：
本发明所涉及的一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，由两层聚乳酸纤维无纺布复合而成，上层无纺布为聚乳酸纳米纤维无纺布，下层无纺布为聚乳酸纤维热轧无纺布；所述聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸纤维热轧无纺布经过自粘合固结成为一体；所述聚乳酸纤维热轧无纺布的面层为亲水型、背面为拒水型；
所述聚乳酸纤维热轧无纺布的制备：
1a)采用单组分聚乳酸纤维和PLA/PLA双组份纤维，将两种纤维以一定比例经过称重喂棉、开松混合、梳理、交叉铺网和牵伸后成网，然后进行热加固，其中热轧机的上轧辊为带有凸起的菱形刻花辊，下轧辊为光辊，出热轧机后得到表面带有菱形轧点、背面为光面的聚乳酸纤维热轧无纺布；
1b)对所述聚乳酸纤维热轧无纺背面进行拒水处理；拒水液配比为：拒水剂8-12％，渗透剂0.5-0.8％，余量为水，用醋酸调整Ph值在6-7之间，通过辊涂机对所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面进行拒水整理，整理时调整刮刀与涂层辊之间的距离为2-4mm，刮刀与所述涂层辊之间的角度为30-35°，使所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面的带液率达到10.4-12.9％；
1c)通过2组6个滚筒烘燥机对所述拒水涂层后的聚乳酸纤维热轧无纺布进行烘干和定型，第一组滚筒温度为110-120℃，第二组滚筒温度为120-130℃，烘干速率为50-60m/s，出滚筒烘燥机后经过10米长的冷却通道，得到表面亲水、背面光滑且拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布成品，厚度为0.8-1.5mm，所述聚乳酸纤维热轧无纺布正面亲水，反面拒水；
所述聚乳酸纳米纤维无纺布的制备包括如下步骤：
2a)分别选用纯度大于等于99.90％的N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷溶液，按照质量比为3-5:5-7的比例配置混合溶液，在上述混合溶液中加入12-16％(与混合液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的质量比)PLA切片，在50℃恒温条件下用搅拌机搅拌16-22h得到PLA完全溶解的纺丝液，所述纺丝液浓度为12-16％；
2b)将上述配置好的溶液经管路抽吸至静电纺丝模块中的纺丝泵中，调整静电纺丝距离为10-25cm，设定托持纤网输送网帘的抽吸负压值为1200-1600Pa，设置纺丝泵的推进速度为18-28ml/h，打开高压静电源，调节高压电源的电压为25-30kV，上述参数设置好后，纺丝开始，与此同时预先制备好的所述聚乳酸热轧无纺布放卷，送入静电纺丝主箱体区中，铺放在输送网帘，注意放卷时使聚乳酸纤维热轧无纺布带有菱形粘合点的一面对准喷丝面，输送网帘以5-10米/分的速度运行，出静电纺丝主箱体区后，在聚乳酸热轧无纺布菱形表面形成了平方米克重为3-6g/m2纳米级聚乳酸纤维膜，纳米级聚乳酸纤维直径为850-1000nm，膜宽度为1.6米；
2c)将复合在一起的聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布一起送入除溶剂烘箱中，热风温度为45-55℃，烘干时间为5-10s；
在聚乳酸纳米纤维无纺布出除溶剂烘箱后，聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布组成的复合无纺布进入成品卷绕工作区中，经分切机切成宽度为16cm的条状，然后卷绕成布卷成为聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布。
优选的，步骤1b)中，所述拒水剂为无氟环保型防水剂。
优选的，步骤2a)中，PLA切片为左旋聚乳酸，相对分子量为35×104，由深圳光华伟业股份有限公司生产。
优选的，步骤1a)中，所述聚乳酸纤维热轧无纺布由上层纤网和下层纤网；
上层纤网中，选用1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维和1.1-1.5D×51mm的单组分PLA纤维，两种纤维的混合比例为40-50:50-60，两种纤维均为亲水型，纤维表面油剂含量为0.15-0.3％，卷曲度为10/英寸；
下层纤网中，分别选用的单组分PLA纤维和1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维，两种纤维的混合比例为50-60:40-50，两种纤维为均拒水型，表面油剂含量为0.1-0.15％，纤维卷曲度为7/英寸；
由于聚乳酸纤维在热的作用下容易产生收缩和硬化，在热轧加固时采用了四辊轧机，具有两组热轧辊，第一组轧辊的上轧辊表面有凸起菱形轧点，凸起的高度为1.8mm，第一组轧辊的下轧辊表面为光面，第二组轧辊的上、下轧辊表面均为光面，且下轧辊为包布辊；
把上述制备好的聚乳酸纤网送入四辊轧机中，进入第一组轧辊，控制上下轧辊温度为120-130℃，轧辊之间线压力为65-80KG/mm，出第一组轧辊后的复合纤网迅速进入第二组轧辊，第二组轧辊的上轧辊为加热辊，控制温度为125-130℃，下轧辊不加热，第二组轧辊的上辊和下辊之间的距离为4-8mm，聚乳酸纤网进入第二组轧辊时的底层背面对准上轧辊，上层正面对准下轧辊，出第二组轧辊后，经过一对水冷辊，然后卷绕成为亲水型聚乳酸纤维热轧无纺布，其中在四辊轧机中加固和烫光的时间为20-30s，所得到的聚乳酸纤维热轧无纺布正面布满菱形粘合点，背面光滑，克重为30-50g/m2。
本发明还涉及一种可降解纸尿裤，将上述聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布与可降解面层和复合吸收芯体复合，得到可降解纸尿裤。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1、工艺的创新
采用聚乳酸纳米纤维无纺布做为纸尿裤的防渗底层，细度极低的纳米纤维层具有非常好的阻隔性，且聚乳酸纳米纤维无纺布本身具有疏水性，因而在阻隔尿液的同时，允许湿气通过，代替现有纸尿裤使用的PE膜，阻水透汽，提高穿用纸尿裤的舒适性。透湿气性好，婴儿穿用时更加舒适，不易产生红屁股。
为增加聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸热轧纤维无纺布的粘合性，特别将聚乳酸纤维热轧无纺布表面为亲水型，表面分布菱形轧点，没有轧点的地方布满纤维绒头，有助于聚乳酸纳米纤维无纺布的粘结，此外在聚乳酸纤维热轧无纺布的背面经过拒水整理，反应拒水能力的渗水压指标为22-25cmH2O，进而对于阻挡尿液的渗透起到一定的辅助作用。
2、本发明的材料用做纸尿裤的防渗底层，其上下层分别是聚乳酸纳米纤维无纺布和聚乳酸热轧无纺布组成，聚乳酸纤维是以非粮作物经过现代生物技术生产出的乳酸为原料，再经过特殊的聚合反应和纺丝过程制成。在正常温、湿度条件下，PLA纤维及其产品是一种物理性能稳定的材料，其废弃物在土壤或海水中经微生物作用可降解为二氧化碳和水，经植物光合作用，再次生成作物，无限往复地进入自然界大循环中。PLA纤维的最大特点是Ph值在6-7之间，纤维表面呈弱酸性，有良好抑菌和除异味功能，用作纸尿裤的底层防渗层能够为人体提供一个弱酸性的微环境，有助于防止婴儿红屁股的产生。
3、采用本发明制备的高阻隔聚乳酸纤维无纺布做底层，与可降解表层和吸收芯体复合，可以制备得到可降解纸尿裤。
附图说明
图1是工业化聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布的生产流程图。
图中标记说明如下：1-聚乳酸纤维热风无纺布；2-静电纺丝主箱体区；3-静电纺丝模块；5-除溶剂烘箱；6-成品卷绕工作区；7-温湿度控制系统；8-输送网帘；9-连接接口；10-冷却通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一
结合图1，对本发明作详细说明。本发明所涉及的一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，由两层聚乳酸纤维无纺布复合而成，上层无纺布为聚乳酸纳米纤维无纺布，下层无纺布为聚乳酸纤维热轧无纺布；所述聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸纤维热轧无纺布经过自粘合固结成为一体；所述聚乳酸纤维热轧无纺布的面层为亲水型、背面为拒水型。
表面亲水、反面拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布的制备包括如下步骤：
1a)采用单组分聚乳酸纤维和PLA/PLA双组份纤维，将两种纤维以一定比例经过称重喂棉、开松混合、梳理、交叉铺网和牵伸后成网，然后进行热加固，其中热轧机的上轧辊为带有凸起的菱形刻花辊，下轧辊为光辊，出热轧机后得到表面带有菱形轧点、背面为光面的聚乳酸纤维热轧无纺布。
所述聚乳酸纤维热轧无纺布由上层纤网和下层纤网；上层纤网中，选用1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维和1.1D×51mm的单组分PLA纤维，两种纤维的混合比例为40:60，两种纤维均为亲水型，纤维表面油剂含量为0.15％，卷曲度为10/英寸；下层纤网中，分别选用的单组分PLA纤维和1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维，两种纤维的混合比例为50:50，两种纤维为均拒水型，表面油剂含量为0.1％，纤维卷曲度为7/英寸。
由于聚乳酸纤维在热的作用下容易产生收缩和硬化，在热轧加固时采用了四辊轧机(两组热轧辊)，第一组轧辊的上轧辊表面有凸起菱形轧点，凸起的高度为1.8mm，第一组轧辊的下轧辊表面为光面，第二组轧辊的上、下轧辊表面均为光面，且下轧辊为包布辊。
把上述制备好的聚乳酸纤网送入四辊轧机中，进入第一组轧辊，控制上下轧辊温度为120℃，轧辊之间线压力为65KG/mm，出第一组轧辊后的复合纤网迅速进入第二组轧辊，第二组轧辊的上轧辊为加热辊，控制温度为125℃，下轧辊不加热，第二组轧辊的上辊和下辊之间的距离为4mm，聚乳酸纤网进入第二组轧辊时的底层背面对准上轧辊，上层正面对准下轧辊，出第二组轧辊后，经过一对水冷辊，然后卷绕成为亲水型聚乳酸纤维热轧无纺布，其中在四辊轧机中加固和烫光的时间为20s，所得到的聚乳酸纤维热轧无纺布正面布满菱形粘合点，背面光滑，克重为30g/m2。
1b)对所述聚乳酸纤维热轧无纺布反面进行拒水处理，拒水液配比为：拒水剂8％，渗透剂0.5％，余量为水，用醋酸调整Ph值在6，通过辊涂机对所述聚乳酸纤维热轧无纺布反面进行拒水整理，整理时调整刮刀与涂层辊之间的距离为2mm，刮刀与所述涂层辊之间的角度为30°，使所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面的带液率达到10.4％；上述中，所述拒水剂为无氟环保型防水剂。
1c)通过2组6个滚筒烘燥机对所述拒水涂层后的聚乳酸纤维热轧无纺布进行烘干和定型，第一组滚筒温度为110℃，第二组滚筒温度为120℃，烘干速率为60m/s，出滚筒烘燥机后经过10米长的冷却通道，得到表面亲水、背面光滑且拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布成品，厚度为0.8mm，所述聚乳酸纤维热轧无纺布正面亲水，反面拒水，反应拒水能力的渗水压指标为22cmH2O，用作尿裤防渗底层时亲水面与聚乳酸纳米纤维无纺布结合在一起，拒水面作为外层增加防渗性能。
聚乳酸纳米纤维无纺布的制备包括如下步骤：
2a)分别选用纯度大于等于99.90％的N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷溶液，按照质量比为3:7的比例配置混合溶液，在上述混合溶液中加入12％(与混合液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的质量比)PLA切片，在50℃恒温条件下用搅拌机搅拌16h得到PLA完全溶解的纺丝液，所述纺丝液浓度为12％；上述中，PLA切片为左旋聚乳酸，相对分子量为35×104，由深圳光华伟业股份有限公司生产；
2b)将上述配置好的溶液经管路抽吸至静电纺丝模块3中的纺丝泵中，调整静电纺丝距离为10cm，设定托持纤网输送网帘8的抽吸负压值为1200Pa，设置纺丝泵的推进速度为18ml/h，打开高压静电源，调节高压电源的电压为25kV，上述参数设置好后，纺丝开始，与此同时预先制备好的所述聚乳酸热轧无纺布1放卷，送入静电纺丝主箱体区2中，铺放在输送网帘8，注意放卷时使聚乳酸纤维热轧无纺布带有菱形粘合点的一面对准喷丝面，输送网帘8以5米/分的速度运行，出静电纺丝模块2后，在聚乳酸热轧无纺布菱形表面形成了平方米克重为3g/m2纳米级聚乳酸纤维膜，纳米级聚乳酸纤维直径为850nm，膜宽度为1.6米。
静电纺丝主箱体2连接有温湿度控制系统7，控制静电纺丝主箱体2内的温湿度。在静电纺丝主箱体2上设置有连接接口9用于连接除湿进气、主箱体排气、除溶剂烘箱排气风机和管道。
2c)将复合在一起的聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布一起送入除溶剂烘箱5中，热风温度为45℃，烘干时间为5s。
聚乳酸纳米纤维无纺布出除溶剂烘箱5后，聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布组成的复合无纺布进入成品卷绕工作区6中，经分切机切成宽度为16cm的条状，然后卷绕成布卷成为聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布。
制备纸尿裤时，在纸尿裤生产线上将聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布退卷，与可降解面层和复合吸收芯体复合，制备得到可降解纸尿裤。
实施例二
本发明所涉及的一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，由两层聚乳酸纤维无纺布复合而成，上层无纺布为聚乳酸纳米纤维无纺布，下层无纺布为聚乳酸纤维热轧无纺布；所述聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸纤维热轧无纺布经过自粘合固结成为一体；所述聚乳酸纤维热轧无纺布的面层为亲水型、背面为拒水型。
表面亲水、反面拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布的制备包括如下步骤：
1a)采用单组分聚乳酸纤维和PLA/PLA双组份纤维，将两种纤维以一定比例经过称重喂棉、开松混合、梳理、交叉铺网和牵伸后成网，然后进行热加固，其中热轧机的上轧辊为带有凸起的菱形刻花辊，下轧辊为光辊，出热轧机后得到表面带有菱形轧点、背面为光面的聚乳酸纤维热轧无纺布。
所述聚乳酸纤维热轧无纺布由上层纤网和下层纤网；上层纤维中选用1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维和1.5D×51mm的单组分PLA纤维，两种纤维的混合比例为50:50，两种纤维均为亲水型，纤维表面油剂含量为0.2％，卷曲度为10/英寸；下层纤网中，分别选用的单组分PLA纤维和1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维，两种纤维的混合比例为55:45，两种纤维为均拒水型，表面油剂含量为0.15％，纤维卷曲度为7/英寸。
由于聚乳酸纤维在热的作用下容易产生收缩和硬化，在热轧加固时采用了四辊轧机(两组热轧辊)，第一组轧辊的上轧辊表面有凸起菱形轧点，凸起的高度为1.8mm，第一组轧辊的下轧辊表面为光面，第二组轧辊的上、下轧辊表面均为光面，且下轧辊为包布辊。
把上述制备好的聚乳酸纤网送入四辊轧机中，进入第一组轧辊，控制上下轧辊温度为125℃，轧辊之间线压力为72KG/mm，出第一组轧辊后的复合纤网迅速进入第二组轧辊，第二组轧辊的上轧辊为加热辊，控制温度为130℃，下轧辊不加热，第二组轧辊的上辊和下辊之间的距离为6mm，聚乳酸纤网进入第二组轧辊时的底层背面对准上轧辊，上层正面对准下轧辊，出第二组轧辊后，经过一对水冷辊，然后卷绕成为亲水型聚乳酸纤维热轧无纺布，其中在四辊轧机中加固和烫光的时间为25s，所得到的聚乳酸纤维热轧无纺布正面布满菱形粘合点，背面光滑，克重为40g/m2。
1b)对所述聚乳酸纤维热轧无纺布反面进行拒水处理，拒水液配比为：拒水剂10％，渗透剂0.7％，余量为水，用醋酸调整Ph值在7，通过辊涂机对所述聚乳酸纤维热轧无纺布反面进行拒水整理，整理时调整刮刀与涂层辊之间的距离为3mm，刮刀与所述涂层辊之间的角度为32°，使所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面的带液率达到11.5％；上述中，所述拒水剂为无氟环保型防水剂。
1c)通过2组6个滚筒烘燥机对所述拒水涂层后的聚乳酸纤维热轧无纺布进行烘干和定型，第一组滚筒温度为115℃，第二组滚筒温度为125℃，烘干速率为55m/s，出滚筒烘燥机后经过10米长的冷却通道，得到表面亲水、背面光滑且拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布成品，厚度为1.2mm，所述聚乳酸纤维热轧无纺布正面亲水，反面拒水，反应拒水能力的渗水压指标为24mH2O，用作尿裤防渗底层时亲水面与聚乳酸纳米纤维无纺布结合在一起，拒水面作为外层增加防渗性能。
所述聚乳酸纳米纤维无纺布的制备包括如下步骤：
2a)分别选用纯度大于等于99.90％的N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷溶液，按照质量比为4:6的比例配置混合溶液，在上述混合溶液中加入14％(与混合液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的质量比)PLA切片，在50℃恒温条件下用搅拌机搅拌18h得到PLA完全溶解的纺丝液，所述纺丝液浓度为15％；上述中，PLA切片为左旋聚乳酸，相对分子量为35×104，由深圳光华伟业股份有限公司生产。
2b)将上述配置好的溶液经管路抽吸至静电纺丝模块2中的纺丝泵中，调整静电纺丝距离为22cm，设定托持纤网网帘8的抽吸负压值为1400Pa，设置纺丝泵的推进速度为24ml/h，打开高压静电源，调节高压电源的电压为28kV，上述参数设置好后，纺丝开始，与此同时预先制备好的所述聚乳酸热轧无纺布1放卷，送入静电纺丝模块2中，铺放在托持网帘，注意放卷时使聚乳酸纤维热轧无纺布带有菱形粘合点的一面对准喷丝面，托持网帘以7米/分的速度运行，出静电纺丝模块2后，在聚乳酸热轧无纺布菱形表面形成了平方米克重为4g/m2纳米级聚乳酸纤维膜，纳米级聚乳酸纤维直径为985nm，膜宽度为1.6米。
2c)将复合在一起的聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布一起送入除溶剂烘箱5中，热风温度为50℃，烘干时间为8s。
2d)出烘箱后，聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布组成的复合无纺布进入成品卷绕工作区6中，经分切机切成宽度为16cm的条状，然后卷绕成布卷成为聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布。
制备纸尿裤时，在纸尿裤生产线上将聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布退卷，与可降解面层和复合吸收芯体复合，制备得到可降解纸尿裤。
实施例三
本发明所涉及的一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，由两层聚乳酸纤维无纺布复合而成，上层无纺布为聚乳酸纳米纤维无纺布，下层无纺布为聚乳酸纤维热轧无纺布；所述聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸纤维热轧无纺布经过自粘合固结成为一体；所述聚乳酸纤维热轧无纺布的面层为亲水型、背面为拒水型。
表面亲水、反面拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布的制备包括如下步骤：
1a)采用单组分聚乳酸纤维和PLA/PLA双组份纤维，将两种纤维以一定比例经过称重喂棉、开松混合、梳理、交叉铺网和牵伸后成网，然后进行热加固，其中热轧机的上轧辊为带有凸起的菱形刻花辊，下轧辊为光辊，出热轧机后得到表面带有菱形轧点、背面为光面的聚乳酸纤维热轧无纺布。
所述聚乳酸纤维热轧无纺布由上层纤网和下层纤网；上层纤维中选用1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维和1.5D×51mm的单组分PLA纤维，两种纤维的混合比例50:50，两种纤维均为亲水型，纤维表面油剂含量为0.3％，卷曲度为10/英寸；下层纤网中，分别选用的单组分PLA纤维和1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维，两种纤维的混合比例为60:40，两种纤维为均拒水型，表面油剂含量为0.15％，纤维卷曲度为7/英寸。
由于聚乳酸纤维在热的作用下容易产生收缩和硬化，在热轧加固时采用了四辊轧机(两组热轧辊)，第一组轧辊的上轧辊表面有凸起菱形轧点，凸起的高度为1.8mm，第一组轧辊的下轧辊表面为光面，第二组轧辊的上、下轧辊表面均为光面，且下轧辊为包布辊。
把上述制备好的聚乳酸纤网送入四辊轧机中，进入第一组轧辊，控制上下轧辊温度为130℃，轧辊之间线压力为80KG/mm，出第一组轧辊后的复合纤网迅速进入第二组轧辊，第二组轧辊的上轧辊为加热辊，控制温度为130℃，下轧辊不加热，第二组轧辊的上辊和下辊之间的距离为8mm，聚乳酸纤网进入第二组轧辊时的底层背面对准上轧辊，上层正面对准下轧辊，出第二组轧辊后，经过一对水冷辊，然后卷绕成为亲水型聚乳酸纤维热轧无纺布，其中在四辊轧机中加固和烫光的时间为30s，所得到的聚乳酸纤维热轧无纺布正面布满菱形粘合点，背面光滑，克重为50g/m2。
1b)对所述聚乳酸纤维热轧无纺布反面进行拒水处理，拒水液配比为：拒水剂12％，渗透剂0.8％，余量为水，用醋酸调整Ph6，通过辊涂机对所述聚乳酸纤维热轧无纺布反面进行拒水整理，整理时调整刮刀与涂层辊之间的距离为4mm，刮刀与所述涂层辊之间的角度为35°，使所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面的带液率达到12.9％；上述中，所述拒水剂为无氟环保型防水剂。
1c)通过2组6个滚筒烘燥机对所述拒水涂层后的聚乳酸纤维热轧无纺布进行烘干和定型，第一组滚筒温度为120℃，第二组滚筒温度为130℃，烘干速率为50m/s，出滚筒烘燥机后经过10米长的冷却通道，得到表面亲水、背面光滑且拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布成品，厚度为1.5mm，所述聚乳酸纤维热轧无纺布正面亲水，反面拒水，反应拒水能力的渗水压指标为25cmH2O，用作尿裤防渗底层时亲水面与聚乳酸纳米纤维无纺布结合在一起，拒水面作为外层增加防渗性能。
所述聚乳酸纳米纤维无纺布的制备包括如下步骤：
2a)分别选用纯度大于等于99.90％的N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷溶液，按照质量比为5:5的比例配置混合溶液，在上述混合溶液中加入16％(与混合液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的质量比)PLA切片，在50℃恒温条件下用搅拌机搅拌22h得到PLA完全溶解的纺丝液，所述纺丝液浓度为16％；上述中，PLA切片为左旋聚乳酸，相对分子量为35×104，由深圳光华伟业股份有限公司生产。
2b)将上述配置好的溶液经管路抽吸至静电纺丝模块2中的纺丝泵中，调整静电纺丝距离为25cm，设定托持纤网网帘8的抽吸负压值为1600Pa，设置纺丝泵的推进速度为28ml/h，打开高压静电源，调节高压电源的电压为30kV，上述参数设置好后，纺丝开始，与此同时预先制备好的所述聚乳酸热轧无纺布1放卷，送入静电纺丝模块2中，铺放在托持网帘，注意放卷时使聚乳酸纤维热轧无纺布带有菱形粘合点的一面对准喷丝面，托持网帘以10米/分的速度运行，出静电纺丝模块2后，在聚乳酸热轧无纺布菱形表面形成了平方米克重为6g/m2纳米级聚乳酸纤维膜，纳米级聚乳酸纤维直径为1000nm，膜宽度为1.6米。
2c)将复合在一起的聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布一起送入除溶剂烘箱5中，热风温度为55℃，烘干时间为10s。
2d)出烘箱后，聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布组成的复合无纺布进入成品卷绕工作区6中，经分切机切成宽度为16cm的条状，然后卷绕成布卷成为聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布。
制备纸尿裤时，在纸尿裤生产线上将聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布退卷，与可降解面层和复合吸收芯体复合，制备得到可降解纸尿裤。
测试结果：
1、防水性
底层无纺布防水性测试执行标准GB/T 4744-1997抗渗水性测试方法。
2、透湿量
底层无纺布的透湿量采用LCK-131织物透湿量测定仪，按照标准GB/T12704.2-2009测试。
3、pH值
底层无纺布pH值测试根据标准GB/T 7573-2009纺织品水萃取液pH值的测定的方法和条件进行测试。
4、生物降解率：
底层无纺布的生物降解率根据标准ISO14855:1999的方法和条件进行测试。
5、回渗量
所制备纸尿裤的回渗性测试根据标准GB/T 28004-2011的方法和条件进行测试。
Figure BDA0002843902410000161
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，由两层聚乳酸纤维无纺布复合而成，其特征在于，上层无纺布为聚乳酸纳米纤维无纺布，下层无纺布为聚乳酸纤维热轧无纺布；所述聚乳酸纳米纤维无纺布与聚乳酸纤维热轧无纺布经过自粘合固结成为一体；所述聚乳酸纤维热轧无纺布的面层为亲水型、背面为拒水型；
所述聚乳酸纤维热轧无纺布的制备：
1a)采用单组分聚乳酸纤维和PLA/PLA双组份纤维，将两种纤维以一定比例经过称重喂棉、开松混合、梳理、交叉铺网和牵伸后成网，然后进行热加固，其中热轧机的上轧辊为带有凸起的菱形刻花辊，下轧辊为光辊，出热轧机后得到表面带有菱形轧点、背面为光面的聚乳酸纤维热轧无纺布；
1b)对所述聚乳酸纤维热轧无纺背面进行拒水处理；拒水液配比为：拒水剂8-12％，渗透剂0.5-0.8％，余量为水，用醋酸调整Ph值在6-7之间，通过辊涂机对所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面进行拒水整理，整理时调整刮刀与涂层辊之间的距离为2-4mm，刮刀与所述涂层辊之间的角度为30-35°，使所述聚乳酸纤维热轧无纺布背面的带液率达到10.4-12.9％；
1c)通过2组6个滚筒烘燥机对所述拒水涂层后的聚乳酸纤维热轧无纺布进行烘干和定型，第一组滚筒温度为110-120℃，第二组滚筒温度为120-130℃，烘干速率为50-60m/s，出滚筒烘燥机后经过10米长的冷却通道，得到表面亲水、背面光滑且拒水的聚乳酸纤维热轧无纺布成品，厚度为0.8-1.5mm，所述聚乳酸纤维热轧无纺布正面亲水，反面拒水；
所述聚乳酸纳米纤维无纺布的制备包括如下步骤：
2a)分别选用纯度大于等于99.90％的N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷溶液，按照质量比为3-5:5-7的比例配置混合溶液，在上述混合溶液中加入12-16％(与混合液中N,N-二甲基甲酰胺和三氯甲烷的质量比)PLA切片，在50℃恒温条件下用搅拌机搅拌16-22h得到PLA完全溶解的纺丝液，所述纺丝液浓度为12-16％；
2b)将上述配置好的溶液经管路抽吸至静电纺丝模块中的纺丝泵中，调整静电纺丝距离为10-25cm，设定托持纤网输送网帘的抽吸负压值为1200-1600Pa，设置纺丝泵的推进速度为18-28ml/h，打开高压静电源，调节高压电源的电压为25-30kV，上述参数设置好后，纺丝开始，与此同时预先制备好的所述聚乳酸热轧无纺布放卷，送入静电纺丝主箱体区中，铺放在输送网帘，注意放卷时使聚乳酸纤维热轧无纺布带有菱形粘合点的一面对准喷丝面，输送网帘以5-10米/分的速度运行，出静电纺丝主箱体区后，在聚乳酸热轧无纺布菱形表面形成了平方米克重为3-6g/m2纳米级聚乳酸纤维膜，纳米级聚乳酸纤维直径为850-1000nm，膜宽度为1.6米；
2c)将复合在一起的聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布一起送入除溶剂烘箱中，热风温度为45-55℃，烘干时间为5-10s；
在聚乳酸纳米纤维无纺布出除溶剂烘箱后，聚乳酸纳米纤维膜和聚乳酸热轧无纺布组成的复合无纺布进入成品卷绕工作区中，经分切机切成宽度为16cm的条状，然后卷绕成布卷成为聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，其特征在于，步骤1b)中，所述拒水剂为无氟环保型防水剂。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，其特征在于，步骤2a)中，PLA切片为左旋聚乳酸，相对分子量为35×104，由深圳光华伟业股份有限公司生产。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布，其特征在于，步骤1a)中，所述聚乳酸纤维热轧无纺布由上层纤网和下层纤网；上层纤网中，选用1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维和1.1-1.5D×51mm的单组分PLA纤维，两种纤维的混合比例为40-50:50-60，两种纤维均为亲水型，纤维表面油剂含量为0.15-0.3％，卷曲度为10/英寸；下层纤网中，分别选用的单组分PLA纤维和1.5D×38mm的PLA/PLA双组份纤维，两种纤维的混合比例为50-60:40-50，两种纤维为均拒水型，表面油剂含量为0.1-0.15％，纤维卷曲度为7/英寸；
由于聚乳酸纤维在热的作用下容易产生收缩和硬化，在热轧加固时采用了四辊轧机，具有两组热轧辊，第一组轧辊的上轧辊表面有凸起菱形轧点，凸起的高度为1.8mm，第一组轧辊的下轧辊表面为光面，第二组轧辊的上、下轧辊表面均为光面，且下轧辊为包布辊；
把上述制备好的聚乳酸纤网送入四辊轧机中，进入第一组轧辊，控制上下轧辊温度为120-130℃，轧辊之间线压力为65-80KG/mm，出第一组轧辊后的复合纤网迅速进入第二组轧辊，第二组轧辊的上轧辊为加热辊，控制温度为125-130℃，下轧辊不加热，第二组轧辊的上辊和下辊之间的距离为4-8mm，聚乳酸纤网进入第二组轧辊时的底层背面对准上轧辊，上层正面对准下轧辊，出第二组轧辊后，经过一对水冷辊，然后卷绕成为亲水型聚乳酸纤维热轧无纺布，其中在四辊轧机中加固和烫光的时间为20-30s，所得到的聚乳酸纤维热轧无纺布正面布满菱形粘合点，背面光滑，克重为30-50g/m2。
5.一种可降解纸尿裤，其特征在于，将权利要求1至4任一项所制备的聚乳酸纳米纤维高阻隔无纺布与可降解面层和复合吸收芯体复合，得到可降解纸尿裤。
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