含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布及其制造方法，該方法中，把構(gòu)成無紡布的長纖維紡絲制成芯鞘型，把紡絲的長纖維層疊于帶上形成網(wǎng)，進(jìn)行熱軋或針刺而制造無紡布，其特征在于，所述長纖維在兩個(gè)獨(dú)立的紡絲箱A及B中紡絲，在A紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以植物來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50至80:20，在B紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以石油來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50，紡絲成芯鞘型。通過本發(fā)明的方法，從長纖維的熔融紡絲直到網(wǎng)形成均保持穩(wěn)定，顯著改善斷絲的發(fā)生，提高工序穩(wěn)定性，能夠提高環(huán)保無紡布的生產(chǎn)率，并提高諸如拉伸強(qiáng)度及剛?cè)嵝缘奈镄浴?br> 【專利說明】含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布及其制造方法，更詳細(xì)而言，涉及一種含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布及其制造方法，使構(gòu)成無紡布的聚合物中含有對從植物提取的乙醇進(jìn)行精制而成的聚乙烯，從而提供因使用非石油系聚合物而降低二氧化碳排放量的效果，以及以特定結(jié)構(gòu)制造改善無紡布觸感的復(fù)合環(huán)保長纖維無紡布的方法，能夠提高原有含有植物來源組合物的復(fù)合環(huán)保無紡布的生產(chǎn)率及物性。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境污染導(dǎo)致的地球變暖進(jìn)一步加速，旨在解決這種問題的環(huán)保材料的發(fā)掘及應(yīng)用正在不斷進(jìn)行，特別是從化石燃料生產(chǎn)的聚合物，其在埋藏量方面存在局限，二氧化碳的排放量高，面臨亟待用環(huán)保材料替代的局面。但是，原有的環(huán)保材料存在的缺點(diǎn)是，產(chǎn)品開發(fā)主要將其焦點(diǎn)置于生物降解性，而且由于材料所具有的固有特性，即，由于加水分解或紡絲性不良、硬邦邦的觸感等理由，在實(shí)際實(shí)用化方面需要改善的部分很多。
[0003]因此，提出了旨在改善這種缺點(diǎn)的多種方法，以使用聚乙烯聚合物者為例，在韓國第2002-0046821號專利申請中，公開了為改善以往的聚丙烯長纖維紡粘無紡布的觸感而與聚乙烯聚合物復(fù)合紡絲進(jìn)行制造的無紡布及其制造方法，所述方法使用聚乙烯及聚丙烯等石油系聚合物，因而無法視為環(huán)保材料，在日本特開平7-48769號及日本特開平6-264343號中，對長纖維熔融擠出并層疊于絲網(wǎng)上形成無紡纖維網(wǎng)的紡粘技術(shù)的聚乳酸無紡布進(jìn)行了記述，但在所述日本特開平7-48769號中，只簡單提出了聚乳酸無紡布可以通過紡粘技術(shù)生產(chǎn)，對于具體的制造方法或性能并未記載，在日本特開平6-264343號中，就微生物分解性農(nóng)業(yè)用長纖維集合體進(jìn)行了記述，但不僅未詳細(xì)提及制造條件，而且也未記述無紡布的物理性質(zhì)。另外，就所述發(fā)明中使用的環(huán)保材料聚合物而言，隨著最近以發(fā)展中國家為中心的糧食不足局面、亞馬遜河流域等森林破壞問題等的爆發(fā)，作為處于世界性爭議中心的材料，需要從長遠(yuǎn)角度重新審視其使用的制造方法，迫切需要對采用于新材料及方法的環(huán)保性無紡布進(jìn)行研究。
[0004]因此，為了解決這種問題，本發(fā)明人等在韓國第2011-0039493號專利申請中公開了“一種含有植物來源組合物的復(fù)合環(huán)保長纖維無紡布的制造方法，作為采用芯鞘型作為構(gòu)成無紡布的長纖維，使聚丙烯位于芯成分中，使來源于植物的聚乙烯位于鞘成分中，制造復(fù)合長纖維紡粘無紡布的方法，所述方法的特征在于，包括:延伸長纖維步驟，利用各自獨(dú)立的擠出機(jī)使所述芯成分與所述鞘成分熔融，利用復(fù)合紡絲噴嘴對各個(gè)聚合物進(jìn)行紡絲后，向紡絲的長纖維供應(yīng)冷卻空氣使得固體化，把固體化的長纖維通過延伸過程形成具有較小纖維直徑的延伸長纖維；無紡布網(wǎng)形成步驟，把所述延伸長纖維積累于連續(xù)驅(qū)動的多孔性網(wǎng)帶，形成無紡布網(wǎng)；以及形態(tài)穩(wěn)定步驟，利用諸如熱粘合的多種方法結(jié)合所述積累的無紡布網(wǎng)，賦予無紡布網(wǎng)的形態(tài)穩(wěn)定性”。
[0005]但是，所述以往方法的含有植物來源組合物的復(fù)合環(huán)保長纖維無紡布由于降低CO2排放，因而環(huán)保性比原有聚丙烯(PP)單獨(dú)無紡布優(yōu)秀，但聚合物的紡絲性不良，生產(chǎn)率低下，存在無法滿足其它無紡布物性的問題，因此，為了解決這些問題而進(jìn)行著不懈研究。
[0006]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)】
[0008]專利文獻(xiàn)1:韓國第2002-0046821號專利申請
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開平7-48769號
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開平6-264343號
[0011]專利文獻(xiàn)4:韓國第2011-0039493號專利申請


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，本發(fā)明是鑒于所述以往技術(shù)水平及這些技術(shù)中的問題，為了解決這些問題而研發(fā)的，本發(fā)明的主要目的旨在提供一種生產(chǎn)率優(yōu)秀的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布，對利用聚丙烯和從植物中提取的乙醇制成的環(huán)保性聚乙烯進(jìn)行復(fù)合紡絲，能夠提供一種在使無紡布物性變得優(yōu)秀的同時(shí)，無生產(chǎn)率下降地高效進(jìn)行生產(chǎn)的無紡布制造方法，從而與以往只由石油系聚合物構(gòu)成的無紡布相比，能夠顯著降低二氧化碳排放量。
[0013]本發(fā)明的另一目的旨在提供一種容易的制造方法，能夠以優(yōu)秀的生產(chǎn)率，制造含有具有所述優(yōu)秀物性的植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布。
[0014]在所述明確的目的之外，本發(fā)明的目的還可以是，達(dá)成能夠由所述【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員容易地從這種目的及本說明書的通篇記述中導(dǎo)出的其它目的。
[0015]就所述本發(fā)明的目的而言，與以往的石油系聚丙烯單獨(dú)無紡布相比，利用植物來源聚乙烯復(fù)合紡絲雖然能夠使環(huán)保性更加優(yōu)秀，但在復(fù)合紡絲時(shí)由于流動指數(shù)互不相同的兩種原料在紡絲時(shí)發(fā)生斷絲及缺陷，導(dǎo)致生產(chǎn)率下降，認(rèn)識到這種缺點(diǎn)后，為了解決這種缺點(diǎn)，經(jīng)過深入研究，提出了分別對植物來源組合物與石油來源組合物進(jìn)行紡絲，因而能夠?qū)ιa(chǎn)方式進(jìn)行優(yōu)化的方法，從而能夠?qū)崿F(xiàn)所述本發(fā)明的目的。
[0016]旨在達(dá)成所述目的的本發(fā)明的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法是，
[0017]把構(gòu)成無紡布的長纖維紡絲制成芯鞘型，把紡絲的長纖維層疊于帶上形成網(wǎng)，進(jìn)行熱軋或針刺而制造無紡布，其特征在于，
[0018]所述長纖維在兩個(gè)獨(dú)立的紡絲箱A及B中紡絲，此時(shí)，在作為一個(gè)紡絲箱的A紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以植物來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50至80:20，在作為另一個(gè)紡絲箱的B紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以石油來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50，紡絲成芯鞘型。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的其他構(gòu)成，其特征在于，借助于以下步驟制造，所述A紡絲箱及B紡絲箱的芯成分與鞘成分利用各自獨(dú)立的擠出機(jī)熔融，利用復(fù)合紡絲噴嘴對各聚合物進(jìn)行紡絲后，向紡絲的長纖維供應(yīng)冷卻空氣使得固體化，把固體化的長纖維通過延伸過程制成具有較小纖維直徑的延伸長纖維。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一構(gòu)成，其特征在于，在所述鞘成分中，作為抗氧化劑，按300至100ppm添加磷系抗氧化劑。由于如此在鞘成分中添加抗氧化劑，使用來源于植物的聚乙烯，因而提供能夠防止聚乙烯的氧化，使紡絲性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，防止斷絲的作用效果。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一構(gòu)成，其特征在于，所述無紡布如果進(jìn)行熱軋制造，則熱軋所需軋輥的溫度范圍定為144至152°C進(jìn)行制造。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一構(gòu)成，其特征在于，所述無紡布的纖度制造成2至3旦尼爾。
[0023]旨在達(dá)成所述另一目的的本發(fā)明的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的特征在于，
[0024]根據(jù)所述本發(fā)明的制造方法獲得，無紡布的基重為10至100g/m2。
[0025]就如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布及其制造方法而言，由于構(gòu)成無紡布的長纖維使用借助于獨(dú)立的兩個(gè)紡絲箱紡絲成不同的成分者，因而從長纖維的熔融紡絲直到網(wǎng)形成均保持穩(wěn)定，顯著改善斷絲的發(fā)生，提高工序穩(wěn)定性，因而能夠提高環(huán)保無紡布的生產(chǎn)率，另外，提高諸如拉伸強(qiáng)度及剛?cè)嵝缘奈镄?，消除了所述的以往問題。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面根據(jù)優(yōu)選實(shí)施形態(tài)，進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施形態(tài)的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法，作為把構(gòu)成無紡布的長纖維紡絲制成芯鞘型，把紡絲的長纖維層疊于帶上形成網(wǎng)，進(jìn)行熱軋或針刺而制造無紡布的方法，所述長纖維在兩個(gè)獨(dú)立的紡絲箱A及B中紡絲，此時(shí)，在作為一個(gè)紡絲箱的A紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以植物來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50至80:20，在作為另一個(gè)紡絲箱的B紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以石油來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50，紡絲制成芯鞘型。
[0028]根據(jù)本方法的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)，本發(fā)明的制造方法包括:延伸長纖維步驟，利用各自獨(dú)立的擠出機(jī)使所述各紡絲箱的芯成分和鞘成分熔融，利用復(fù)合紡絲噴嘴對各聚合物進(jìn)行紡絲后，向紡絲的長纖維供應(yīng)冷卻空氣使得固體化，把固體化的長纖維通過延伸過程形成具有較小纖維直徑的延伸長纖維；無紡布網(wǎng)形成步驟，把所述延伸長纖維積累于連續(xù)驅(qū)動的多孔性網(wǎng)帶，形成無紡布網(wǎng)；以及形態(tài)穩(wěn)定步驟，利用諸如熱粘合的多種方法結(jié)合所述積累的無紡布網(wǎng)，賦予無紡布網(wǎng)的形態(tài)穩(wěn)定性；在所述各紡絲箱的鞘成分中，作為抗氧化劑添加磷系抗氧化劑進(jìn)行紡絲，能夠生產(chǎn)長纖維。
[0029]如上所述，本發(fā)明的無紡布的制造方法是在對石油來源組合物及植物來源組合物分別進(jìn)行紡絲并熱軋后制造無紡布，此時(shí)需要指出的是，熱軋后無紡布的物性根據(jù)石油來源組合物及植物來源組合物的含有量而異，生產(chǎn)率也隨著熱軋條件而呈現(xiàn)出差異，因而選定最佳條件，提高了生產(chǎn)率及物性。具體而言，使用獨(dú)立的兩個(gè)紡絲箱，使用不同的芯成分與鞘成分比例，另外，各紡絲箱的鞘成分使用具有不同熔融指數(shù)的不同來源的聚乙烯，將與之相應(yīng)的熱軋溫度定為144至152°C，能夠提高物性。此時(shí)，如果熱軋溫度不足144°C，則石油來源組合物層與植物來源組合物層間由于熱而導(dǎo)致粘合力低下，強(qiáng)度降低，可能嚴(yán)重發(fā)生起毛，如果定為152°C以上，則導(dǎo)致熱軋的無紡布層熱軋纏繞于驅(qū)動輥的纏卷現(xiàn)象，無法生產(chǎn)，因而不被看好。
[0030]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)，在以往的技術(shù)中，由于鞘成分中含有的酚系抗氧化劑，當(dāng)在既定溫度以上熔融并紡絲時(shí)，導(dǎo)致發(fā)生斷絲，存在生產(chǎn)率顯著降低的問題，為了解決這種問題，在本發(fā)明中，可以提供在鞘成分中含有的酚系抗氧化劑基礎(chǔ)上添加磷系抗氧化劑的構(gòu)成。此時(shí)添加的磷系抗氧化劑的含有量應(yīng)按300至100ppm構(gòu)成，當(dāng)所述磷系抗氧化劑不足300ppm時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)作為抗氧化劑原本作用的防止氧化，因而在制造無紡布后，發(fā)生顏色改變的黃變現(xiàn)象，當(dāng)超過100ppm時(shí)，存在紡絲性反而下降的憂慮，因而不被看好。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)，在所述A紡絲箱中紡絲的芯鞘型長纖維的由聚丙烯構(gòu)成的芯成分與由來源于植物的聚乙烯構(gòu)成的鞘成分優(yōu)選可以按50:50至80:20的比例構(gòu)成。最優(yōu)選所述芯鞘型長纖維的芯成分與鞘成分按60:40的比例構(gòu)成。當(dāng)構(gòu)成所述鞘成分的植物來源聚乙烯的構(gòu)成比超過50%時(shí)，無紡布的柔軟特性減小，利用所述無紡布的產(chǎn)品存在商品價(jià)值降低的憂慮，當(dāng)構(gòu)成鞘成分的植物來源聚乙烯的構(gòu)成比不足20%時(shí)，在整體無紡布中，環(huán)保材料的使用量下降，二氧化碳(CO2)降低效果大幅減小，因而不被看好。
[0032]在本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)中，構(gòu)成所述芯成分的聚丙烯可以使用具有熔點(diǎn)120°C以上(最好150°C以上)、熔融指數(shù)為15至60g/10分鐘水平、熔融密度為0.9g/cm3 (230°C )的特性者，構(gòu)成鞘成分的植物來源聚乙烯的熔點(diǎn)為120至130°C，熔融指數(shù)為10至40g/10分鐘水平，優(yōu)選為20g/10分鐘，石油來源聚乙烯的熔點(diǎn)為120至130°C，熔融指數(shù)為20至50g/10分鐘水平，優(yōu)選為32g/10分鐘水平。
[0033]根據(jù)所述本發(fā)明而紡絲的長纖維積累于紡絲帶上，形成無紡纖維網(wǎng)，該網(wǎng)在以后通過熱軋等方法結(jié)合，完成無紡布形態(tài)，結(jié)合方式并非限定于熱軋，也可以以諸如利用高壓水進(jìn)行結(jié)合的水刺、利用超聲波進(jìn)行結(jié)合的超聲波焊接、利用針刺進(jìn)行結(jié)合的針刺法等的方式進(jìn)行結(jié)合，制造無紡布片，但優(yōu)選地，使用熱軋方法，把熱軋所需的軋輥溫度范圍定為144至152°C進(jìn)行制造。因此，能夠優(yōu)化無紡布的生產(chǎn)率及物理性質(zhì)。
[0034]另外，根據(jù)本發(fā)明，所述長纖維可以制造成纖度2至3旦尼爾，從這種長纖維獲得的紡粘無紡布的基重可以為10至10g/ m2。
[0035]下面根據(jù)實(shí)施例，更具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并非限定于這些實(shí)施例。
[0036]實(shí)施例1
[0037]在一個(gè)紡絲箱(A紡絲箱)中，把熔點(diǎn)為165°C、熔融指數(shù)(MI)為35的聚丙烯當(dāng)作芯成分，把熔點(diǎn)為125°C、MI為20的植物來源聚乙烯當(dāng)作鞘成分，芯成分的擠出機(jī)溫度為230°C，鞘成分的擠出機(jī)為250°C，在這種狀態(tài)下使原料熔融，在另一個(gè)紡絲箱(B紡絲箱)中，把熔點(diǎn)為165°C、MI為35的聚丙烯當(dāng)作芯成分，把熔點(diǎn)為125°C、MI為32的石油來源聚乙烯當(dāng)作鞘成分，芯成分的擠出機(jī)溫度為230°C，鞘成分的擠出機(jī)為230°C，在這種狀態(tài)下使原料熔融。熔融的聚合物借助于復(fù)合紡絲紡絲箱內(nèi)的分配板，通過獨(dú)立的流路移動，紡絲成復(fù)合剖面芯鞘型，形成長纖維，此時(shí)，對于構(gòu)成纖維的鞘成分與芯成分的比例，使A紡絲箱為60:40，B紡絲箱為50:50。紡絲的長纖維層疊于多孔性紡絲帶，形成網(wǎng)，把熱軋所需的軋輥的溫度定為148°C，經(jīng)過熱軋過程后，最終制造了無紡布。計(jì)量無紡布制造時(shí)的斷絲數(shù)，并測量了制造的無紡布的拉伸強(qiáng)度及剛?cè)嵝?，將其結(jié)果顯示于下表I中。
[0038]實(shí)施例2
[0039]除所述A紡絲箱的芯成分與鞘成分的比例按70:30構(gòu)成之外，與實(shí)施例1相同地制造了無紡布。
[0040]對比例I
[0041]除所述B紡絲箱的芯成分與鞘成分的比例按60:40構(gòu)成，用植物來源聚乙烯替代石油來源聚乙烯構(gòu)成之外，與實(shí)施例1相同地制造了無紡布。
[0042]對比例2
[0043]除所述A紡絲箱的芯成分與鞘成分的比例按40:60構(gòu)成之外，與實(shí)施例1相同地制造了無紡布。
[0044]對比例3
[0045]除把所述熱軋所需的軋輥溫度定為155°C之外，與實(shí)施例1相同地制造了無紡布。
[0046]對比例4
[0047]除把所述熱軋所需的軋輥溫度定為140°C之外，與實(shí)施例1相同地制造了無紡布。

【權(quán)利要求】
1.一種含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法，該方法中，把構(gòu)成無紡布的長纖維紡絲制成芯鞘型，把紡絲的長纖維層疊于帶上形成網(wǎng)，進(jìn)行熱軋或針刺而制造無紡布，其特征在于， 所述長纖維在兩個(gè)獨(dú)立的紡絲箱A及B中紡絲，此時(shí)，在作為一個(gè)紡絲箱的A紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以植物來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50至80:20，在作為另一個(gè)紡絲箱的B紡絲箱中，以聚丙烯為芯成分，以石油來源聚乙烯為鞘成分，芯成分與鞘成分的比例為50:50，紡絲成芯鞘型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法，其特征在于， 借助于以下步驟制造:所述A紡絲箱及B紡絲箱的芯成分與鞘成分利用各自獨(dú)立的擠出機(jī)熔融，利用復(fù)合紡絲噴嘴對各聚合物進(jìn)行紡絲后，向紡絲的長纖維供應(yīng)冷卻空氣使其固體化，把固體化的長纖維通過延伸過程制成具有較小纖維直徑的延伸長纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法，其特征在于， 在所述鞘成分中，按300至100ppm添加磷系抗氧化劑作為抗氧化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法，其特征在于， 所述無紡布如果進(jìn)行熱軋制造，則將熱軋所需軋輥的溫度范圍定為144至152°C進(jìn)行制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布的制造方法，其特征在于， 所述無紡布的纖度制造成2至3旦尼爾。
6.一種含有植物來源組合物的環(huán)保性復(fù)合長纖維無紡布，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)的制造方法獲得,無紡布的基重為10至100g/m2。
【文檔編號】D04H3/018GK104178933SQ201410200226
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】樸瑞鎮(zhèn), 金東旭, 尹際得 申請人:東麗尖端素材株式會社