[發明專利]一種聚烯烴微/納米纖維非織造材料的制備方法

無效

• 申請號: 200810041532.4
• 申請日: 2008-08-08
• 公開（公告）號: CN101338456A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 肖茹;王華平;顧莉琴;曹振博
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01D5/08
• 分類號: D01D5/08;D01D10/00;D04H1/46;D01F8/02;D01F8/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于非織造材料的制備領域，特別是涉及一種聚烯烴微/納米纖維非織造材料的制備方法。

背景技術

在眾多的化學纖維新產品中，超細纖維制品以其獨特的性能而風靡國際市場，世界各大公司競相開發，不斷推出新產品，其市場被日益看好。同時，超細纖維被成功的應用于非織造材料產品上，令非織造材料的品質得到了很大的提升，拓展了非織造材料的應用領域。用超細纖維制成的非織造材料具有以下特性：①纖維的彎曲剛度很小，手感特別柔軟；②纖維比表面積大，吸附性增強，去污力提高，具有極強的清潔過濾功能；③纖維直徑小，單位面積內纖維根數多，覆蓋性、膨松性好，具有突出的防水透氣效果。正是由于超細纖維賦予非織造材料的卓越特性，使得超細纖維非織造材料在液體或空氣過濾、功能防護服、合成革、高效清潔材料等方面均有廣泛應用。

聚烯烴是非織造材料中使用最廣泛的原料之一，包括聚丙烯、聚乙烯及其共聚物或共混物。其紡絲過程相對簡單易控，原料耗和能耗較低，纖維及其非織造材料的品質良好，因此一直為非織造材料的主要使用原料。隨著超細纖維非織造材料的不斷開發與應用，聚烯烴超細纖維的開發與應用也在不斷提高。

目前非織造材料中所用超細纖維的制備方法主要有：超倍拉伸法、雙組分復合紡絲法、直接紡絲法等。但是這些方法普遍存在著產量低、設備投資大，并且制備出的纖維細度受到限制等問題。如超拉伸法的后拉伸工藝控制不穩定、設備產率低、難以適應大規模生產。雙組分復合紡絲主要包括“定島”和“不定島”兩種“海—島”型紡絲法，“定島”型的紡絲組件構造復雜、加工難度高、設備投資大；而“不定島”型的難以找到合適的聚合物對，如聚烯烴尚未找到合適的聚合物對。直接紡絲法中最常用的是靜電紡絲法和熔噴法，但是靜電紡絲法的效率低，而且主要針對溶液體系；而熔噴法僅獲得微米和超微米尺寸的纖維等。上述這些問題使得聚烯烴超細纖維非織造材料的研究開發受到很大影響。所以，需要研究開發高效可控、且環境友好的方法，來開發和制備聚烯烴超細纖維及其非織造材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種聚烯烴微/納米纖維非織造材料的制備方法，本發明高效可控、環境友好，具有高附加值，且易于實現規模化生產，所得聚烯烴微/納米纖維非織造材料的過濾吸附效果顯著。

本發明的一種聚烯烴微/納米纖維非織造材料的制備方法，包括：

(1)將50-800g高聚物與1200-1950g纖維素酯經烘箱干燥，共混，經雙螺桿擠出機熔融紡絲，在300-1200m/min的卷繞速度下卷繞，形成在纖維素酯基體中呈微/納米尺度分散的聚烯烴/纖維素酯多組分體系纖維；

(2)將上述多組分體系纖維中在溶劑中溶解，除去纖維素酯，得到連續熱塑性高聚物微/納米纖維集合體；

(3)將上述纖維集合體經梳理機開松梳理、交叉鋪網形成蓬松的纖網，再經加固成型得到非織造材料。

所述的步驟(1)中高聚物為共聚物或共混物，纖維素酯為乙酸丁酸纖維素酯。

所述的步驟(1)中高聚物為聚丙烯、聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯或聚乙烯接枝聚乙烯醇。

所述的步驟(1)中高聚物在多組分體系纖維中的質量分數為2.5-40％。

所述的步驟(1)中紡絲條件包括紡絲溫度：190-250℃；噴絲板：36×0.3mm或20×0.2mm；冷卻條件：中等環吹風或強環吹風。

所述的步驟(2)中溶劑為丙酮、甲醇或乙醇，加水沉淀后能回收纖維素酯，混合體系經蒸餾也能回收利用。

所述的步驟(2)中優選的溶劑為丙酮。

所述的步驟(2)中高聚物微/納米纖維集合體的直徑為50-500nm。

所述的步驟(3)中的梳理機可采用蓋板-羅拉式，縱向針數選擇密區30-35行，稀區10-15行；縱向針根距選擇密區0.35-0.55mm，稀區0.45-0.75mm；錫林速度為220-350r/min。

所述的步驟(3)中纖網的加固成型工藝為水刺、針刺或熱壓。

步驟(3)為梳理成網過程，所得到超細纖維在宏觀上表現聚集的形態，但是超細纖維之間的粘結力較弱，在梳理針布的梳理作用下會發生局部開纖。采用“多點開松，柔和打擊”的方式，適當增加打擊點，降低打手的速度，減少打擊力，以減少纖維的損傷和纏繞、降低梳理機的負荷、提高纖網的均勻度。