專(zhuān)利名稱(chēng)：紡粘法聚乳酸非織造布的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織材料領(lǐng)域，它涉及一種紡粘法聚乳酸非織造布的制備方法。
背景技術(shù)：
非織造布以傳統(tǒng)織造紡織品無(wú)可比擬的特殊性能在國(guó)內(nèi)外廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生用非織造布使用的原料主要是聚丙烯、聚酯和和聚酰胺等。由于醫(yī)療用非織造布多為一次性用品，這些不可降解聚合物制成的大量的醫(yī)療廢棄物造成環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)這種一次性醫(yī)用非織造布的消費(fèi)量達(dá)90萬(wàn)噸/年，其對(duì)環(huán)境影響之大可以想象。此外，隨著石油資源的日益減少，聚丙烯、滌綸等基于石油產(chǎn)品的原料將面臨來(lái)源枯竭、價(jià)格迅猛上漲、廢棄后降解困難等問(wèn)題。聚乳酸是一種以可再生資源如玉米淀粉等為原料的產(chǎn)品，其原料來(lái)源豐富。此外，聚乳酸具有良好的生物相容性，可生物降解，在堆埋的條件下一般不到一個(gè)月即可降解為二氧化碳和水、對(duì)環(huán)境無(wú)污染。基于以上原因，開(kāi)發(fā)可降解的聚乳酸非織造布一次性用品具有重大的意義。
非織造布的種類(lèi)很多，又有薄型和厚型之分。針刺、水刺、縫編、化學(xué)粘合、熱粘等大多數(shù)方法都需先加工成纖維再制成非織造布，產(chǎn)品一般較厚；而擠壓法等加工較簡(jiǎn)單，如熔噴法、紡粘法等，且能制備薄的產(chǎn)品。為了減少一次性用品耗量，這類(lèi)產(chǎn)品應(yīng)采用擠壓法生產(chǎn)。雖然熔噴法也能制得質(zhì)輕的產(chǎn)品，但由于其纖維不均勻、強(qiáng)度不如紡粘法，故一般用在過(guò)濾材料上。采用紡粘法則可獲得質(zhì)輕、強(qiáng)度較高且纖維較均勻的產(chǎn)品。因此，用于一次性醫(yī)保及衛(wèi)生領(lǐng)域的非織造布多使用紡粘法。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外特別是日本對(duì)聚乳酸加工及應(yīng)用等進(jìn)行了許多的研究和開(kāi)發(fā)，并形成了不少專(zhuān)利。其中涉及聚乳酸非織造布的專(zhuān)利絕大部分集中在日本，如JP2003293226、JP2001049533就是先制備聚乳酸短纖維然后通過(guò)熱粘法得到聚乳酸非織造布，而JP2005009063、JP2004011037、JP2004162218雖使用紡粘法但是以聚乳酸及其共聚酯為原料制備非織造布，JP2005048339則主要是紡粘法聚乳酸非織造布裝置的改造，其特點(diǎn)為在噴絲頭下置一加熱室，控制加熱室的溫度和停留時(shí)間，用6000～8000m/min的超高速生產(chǎn)聚乳酸非織造布。在中國(guó)有關(guān)聚乳酸非織造布的專(zhuān)利很少，只有CN1563543和CN1357017涉及了這方面的內(nèi)容，其中CN1563543公開(kāi)了一種用熔噴法制備超細(xì)聚乳酸纖維非織造布的制造方法，制成具有較好過(guò)濾性能的聚乳酸非織造布；而CN1357017公開(kāi)了聚乳酸樹(shù)脂和由其構(gòu)成的纖維制品及纖維制品的制造方法，其中的聚乳酸無(wú)紡布的制備雖然采用紡粘法，但是其采用不同含量L-異構(gòu)體聚乳酸、或聚乳酸與聚乳酸和聚丁烯琥珀酸聚合物的摻雜物作為原料制備具有芯鞘結(jié)構(gòu)的聚乳酸長(zhǎng)纖維無(wú)紡布。
本發(fā)明采用高純度、中等相對(duì)分子質(zhì)量、高熔融指數(shù)的L-異構(gòu)體聚乳酸為原料，通過(guò)選用低溫的干燥條件，在高速正壓拉伸下使用紡粘法制備強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)小、力學(xué)性能優(yōu)良的又可生物降解的、可用于醫(yī)用非織造布的聚乳酸非織造布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種原料來(lái)源豐富、具有生物降解性能的聚乳酸非織造布的制造方法。
本發(fā)明的紡粘法生產(chǎn)聚乳酸非織造布的工藝流程如附圖1所示。
為解決這一問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案采用高純的L-異構(gòu)體占97摩爾％以上、數(shù)均分子量為7,0000～15,0000、重均分子量為15,0000～28,0000、MFI≥20的具有高流動(dòng)性能的聚乳酸為原料，在真空度20～70Pa和溫度50～80℃下干燥平衡12～48小時(shí)，然后通過(guò)熔融紡絲、正壓拉伸、鋪網(wǎng)和熱軋粘合工藝制得聚乳酸非織造布。
所述的熔融紡絲是將上述1干燥好的聚乳酸切片置于螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲獲得聚乳酸初生纖維?？刂萍徑z溫度在180～230℃，噴絲板為2000～7000孔/米。
所述的正壓拉伸是將上述的聚乳酸初生纖維進(jìn)行正壓拉伸核對(duì)聚乳酸絲條，拉伸速度為1000～5000m/min。壓縮空氣的壓力為0.05～0.5MPa。
所述的鋪網(wǎng)是將上述的聚乳酸絲條通過(guò)拉伸器出口的氣流擴(kuò)散裝置、或者擺動(dòng)式或轉(zhuǎn)動(dòng)式分絲成網(wǎng)裝置配有負(fù)壓系統(tǒng)的網(wǎng)簾上前移鋪置成網(wǎng)，網(wǎng)簾的前移速度為10～800m/min、擺動(dòng)頻率100～3000次/分及幅度10～50cm，可獲得10～150g/m2的不同克重的纖網(wǎng)。
所述的熱軋粘合工藝是上述的聚乳酸纖網(wǎng)經(jīng)壓力為40～100公斤(KG)和130～170℃的熱軋輥加壓熱粘合，然后卷取得到聚乳酸紡粘法非織造布。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用高純度、中等相對(duì)分子質(zhì)量、高熔融指數(shù)的L-異構(gòu)體聚乳酸為原料，通過(guò)低溫干燥、高速紡絲、調(diào)節(jié)網(wǎng)簾運(yùn)動(dòng)速度等措施使用紡粘法制備聚乳酸非織造布；本發(fā)明流程短，生產(chǎn)效率高；本發(fā)明制備的聚乳酸非織造布強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)小、力學(xué)性能優(yōu)良、可生物降解，可用于一次性醫(yī)用非織造布領(lǐng)域；本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有原料來(lái)源豐富且可再生、生物降解易于實(shí)施等特點(diǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明制得的紡粘法聚乳酸非織造布的性能列于表1。
表1 紡粘法聚乳酸非織造布的性能



圖1是紡粘法生產(chǎn)聚乳酸非織造布的工藝流程。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)以下的基本實(shí)施方式和實(shí)施例有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1以L-異構(gòu)體占99摩爾％、數(shù)均分子量7,5762、重均分子量15,2818、MFI＝32的聚乳酸為原料，在真空度65Pa和溫度70℃下干燥平衡24小時(shí)。
將干燥好的聚乳酸切片置于螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為195℃，使用48個(gè)106孔×Φ0.2mm的噴絲板組成總長(zhǎng)度為3120mm的噴絲組件來(lái)進(jìn)行紡絲，紡絲用泵為2.4cc的疊泵、轉(zhuǎn)速為36轉(zhuǎn)/分鐘；同時(shí)將得到的聚乳酸初生纖維進(jìn)行正壓拉伸，壓縮空氣的壓力為0.15MPa，拉伸速度為4000m/min左右。
將拉伸過(guò)的聚乳酸絲條通過(guò)分絲成網(wǎng)裝置擺動(dòng)及前移鋪置成網(wǎng)，擺動(dòng)幅度為25cm、擺動(dòng)頻率為800次/分、移動(dòng)速度為52.6m/min時(shí)，得到30g/m2的門(mén)幅為3米的纖網(wǎng)。
再將得到的聚乳酸纖網(wǎng)經(jīng)150℃的熱軋輥加壓，壓力為60KG，進(jìn)行熱粘合，最后卷取得到縱向拉伸強(qiáng)度為35N/5cm、橫向拉伸強(qiáng)度28N/5cm、伸長(zhǎng)為30％、撕裂強(qiáng)度7N、纖維分布均勻的聚乳酸非織造布，這種非織造布可用作一次性的醫(yī)用材料。
實(shí)施例2以L-異構(gòu)體占97摩爾％，數(shù)均分子量9,7886、重均分子量235008、MFI＝20的聚乳酸為原料，在真空度20Pa和溫度80℃下干燥平衡14小時(shí)。在上述相同的裝置中熔融紡絲，紡絲溫度為210℃，計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為36轉(zhuǎn)/分；壓縮空氣的壓力為0.35MPa，拉伸速度為2354m/min左右。裝置的擺動(dòng)幅度為10cm、擺動(dòng)頻率為500次/分、移動(dòng)速度為26m/min時(shí)，得到60g/m2的門(mén)幅為3米的纖網(wǎng)。
再將得到的聚乳酸纖網(wǎng)經(jīng)155℃的熱軋輥加壓，壓力為60KG，進(jìn)行熱粘合，最后卷取得到縱向拉伸強(qiáng)度為75N/5cm、橫向拉伸強(qiáng)度53N/5cm、伸長(zhǎng)為40％、撕裂強(qiáng)度15N/5cm的聚乳酸紡粘布。
實(shí)施例3以L-異構(gòu)體占97摩爾％，數(shù)均分子量9,7886、重均分子量235008、MFI＝20的聚乳酸為原料，在真空度50Pa和溫度60℃下干燥平衡48小時(shí)。在上述相同的裝置中熔融紡絲，紡絲溫度為210℃，計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分；壓縮空氣的壓力為0.15MPa，拉伸速度為1457m/min左右。裝置的擺動(dòng)幅度為10cm、擺動(dòng)頻率為300次/分、移動(dòng)速度為12m/min時(shí)，得到145g/m2的門(mén)幅為3米的纖網(wǎng)。
再將得到的聚乳酸纖網(wǎng)經(jīng)160℃的熱軋輥加壓，壓力為60KG，進(jìn)行熱粘合，最后卷取得到縱向拉伸強(qiáng)度為150N/5cm、橫向拉伸強(qiáng)度118N/5cm、伸長(zhǎng)為57％、撕裂強(qiáng)度28.5N/5cm的標(biāo)題產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種紡粘法聚乳酸非織造布的制備方法，其特征在于以L-異構(gòu)體占97摩爾％以上、數(shù)均分子量為7,0000～15,0000、重均分子量為15,0000～28,0000、熔融指數(shù)(MFI)≥20的聚乳酸為原料，在真空度20～70Pa和溫度50～80℃下干燥平衡12～48小時(shí)，然后通過(guò)熔融紡絲、正壓拉伸、鋪網(wǎng)和熱軋粘合工藝制得聚乳酸非織造布。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于將所述的熔融紡絲是將干燥好的聚乳酸切片置于螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，控制紡絲溫度在180～230℃，噴絲板為2000～7000孔/米。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的正壓拉伸是將所述的熔融紡絲產(chǎn)物聚乳酸初生纖維進(jìn)行正壓拉伸，拉伸速度為1000～5000m/min。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的正壓壓縮的空氣壓力為0.05～0.5MPa。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的鋪網(wǎng)是將所述的拉伸過(guò)的聚乳酸絲條通過(guò)拉伸器出口的氣流擴(kuò)散裝置、或者擺動(dòng)式或轉(zhuǎn)動(dòng)式分絲成網(wǎng)裝置在配有負(fù)壓系統(tǒng)的網(wǎng)簾上前移鋪置成網(wǎng)。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的鋪網(wǎng)的網(wǎng)簾的前移速度為10～800m/min，擺動(dòng)頻率100～3000次/分及幅度10～50cm。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的成網(wǎng)產(chǎn)物是10～150g/m2的聚乳酸纖網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的熱軋粘合是將所述的成網(wǎng)產(chǎn)物聚乳酸纖網(wǎng)經(jīng)130～170℃的熱軋輥加壓熱粘合。
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的熱軋輥加壓熱粘合的壓力為40～100公斤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紡粘法聚乳酸非織造布的制備方法。系采用高純度、中等相對(duì)分子質(zhì)量、高熔融指數(shù)的L－異構(gòu)體聚乳酸為原料，通過(guò)低溫干燥、高速紡絲、正壓拉伸、鋪網(wǎng)、熱軋粘合等工藝使用紡粘法制備聚乳酸非織造布；本發(fā)明流程短，生產(chǎn)效率高；本發(fā)明制備的聚乳酸非織造布強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)小、力學(xué)性能優(yōu)良、可生物降解，可用于一次性醫(yī)用非織造布領(lǐng)域；本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有原料來(lái)源豐富且可再生、生物降解易于實(shí)施等特點(diǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號(hào)D04H3/011GK1730763SQ200510029250
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者胡學(xué)超, 鄒榮華, 邵惠麗, 倪福夏, 張慧慧 申請(qǐng)人:東華大學(xué), 上海市合成纖維研究所