專利名稱：紡粘法聚乳酸非織造布的制備方法
技術領域：
本發明屬于紡織材料領域，它涉及一種紡粘法聚乳酸非織造布的制備方法。
背景技術：
非織造布以傳統織造紡織品無可比擬的特殊性能在國內外廣泛地應用于醫療衛生領域。目前，國內醫療衛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療廢棄物造成環境污染。據統計，在我國這種一次性醫用非織造布的消費量達90萬噸/年，其對環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、滌綸等基于石油產品的原料將面臨來源枯竭、價格迅猛上漲、廢棄后降解困難等問題。聚乳酸是一種以可再生資源如玉米淀粉等為原料的產品，其原料來源豐富。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月即可降解為二氧化碳和水、對環境無污染。基于以上原因，開發可降解的聚乳酸非織造布一次性用品具有重大的意義。
非織造布的種類很多，又有薄型和厚型之分。針刺、水刺、縫編、化學粘合、熱粘等大多數方法都需先加工成纖維再制成非織造布，產品一般較厚；而擠壓法等加工較簡單，如熔噴法、紡粘法等，且能制備薄的產品。為了減少一次性用品耗量，這類產品應采用擠壓法生產。雖然熔噴法也能制得質輕的產品，但由于其纖維不均勻、強度不如紡粘法，故一般用在過濾材料上。采用紡粘法則可獲得質輕、強度較高且纖維較均勻的產品。因此，用于一次性醫保及衛生領域的非織造布多使用紡粘法。
近年來，國內外特別是日本對聚乳酸加工及應用等進行了許多的研究和開發，并形成了不少專利。其中涉及聚乳酸非織造布的專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，其特點為在噴絲頭下置一加熱室，控制加熱室的溫度和停留時間，用6000～8000m/min的超高速生產聚乳酸非織造布。在中國有關聚乳酸非織造布的專利很少，只有CN1563543和CN1357017涉及了這方面的內容，其中CN1563543公開了一種用熔噴法制備超細聚乳酸纖維非織造布的制造方法，制成具有較好過濾性能的聚乳酸非織造布；而CN1357017公開了聚乳酸樹脂和由其構成的纖維制品及纖維制品的制造方法，其中的聚乳酸無紡布的制備雖然采用紡粘法，但是其采用不同含量L-異構體聚乳酸、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構的聚乳酸長纖維無紡布。
本發明采用高純度、中等相對分子質量、高熔融指數的L-異構體聚乳酸為原料，通過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度高、伸長小、力學性能優良的又可生物降解的、可用于醫用非織造布的聚乳酸非織造布。
發明內容
本發明的目的是提供一種原料來源豐富、具有生物降解性能的聚乳酸非織造布的制造方法。
本發明的紡粘法生產聚乳酸非織造布的工藝流程如附圖1所示。
為解決這一問題，采用如下技術方案采用高純的L-異構體占97摩爾％以上、數均分子量為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，然后通過熔融紡絲、正壓拉伸、鋪網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中進行熔融紡絲獲得聚乳酸初生纖維。控制紡絲溫度在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行正壓拉伸核對聚乳酸絲條，拉伸速度為1000～5000m/min。壓縮空氣的壓力為0.05～0.5MPa。
所述的鋪網是將上述的聚乳酸絲條通過拉伸器出口的氣流擴散裝置、或者擺動式或轉動式分絲成網裝置配有負壓系統的網簾上前移鋪置成網，網簾的前移速度為10～800m/min、擺動頻率100～3000次/分及幅度10～50cm，可獲得10～150g/m2的不同克重的纖網。
所述的熱軋粘合工藝是上述的聚乳酸纖網經壓力為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。
本發明的優點是采用高純度、中等相對分子質量、高熔融指數的L-異構體聚乳酸為原料，通過低溫干燥、高速紡絲、調節網簾運動速度等措施使用紡粘法制備聚乳酸非織造布；本發明流程短，生產效率高；本發明制備的聚乳酸非織造布強度高、伸長小、力學性能優良、可生物降解，可用于一次性醫用非織造布領域；本發明制備的產品具有原料來源豐富且可再生、生物降解易于實施等特點，有利于環境保護和可持續發展。本發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是紡粘法生產聚乳酸非織造布的工藝流程。
具體實施例方式
通過以下的基本實施方式和實施例有助于理解本發明，但并不限制本發明的內容。
實施例1以L-異構體占99摩爾％、數均分子量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。
將干燥好的聚乳酸切片置于螺桿擠出機中進行熔融紡絲，紡絲溫度為195℃，使用48個106孔×Φ0.2mm的噴絲板組成總長度為3120mm的噴絲組件來進行紡絲，紡絲用泵為2.4cc的疊泵、轉速為36轉/分鐘；同時將得到的聚乳酸初生纖維進行正壓拉伸，壓縮空氣的壓力為0.15MPa，拉伸速度為4000m/min左右。
將拉伸過的聚乳酸絲條通過分絲成網裝置擺動及前移鋪置成網，擺動幅度為25cm、擺動頻率為800次/分、移動速度為52.6m/min時，得到30g/m2的門幅為3米的纖網。
再將得到的聚乳酸纖網經150℃的熱軋輥加壓，壓力為60KG，進行熱粘合，最后卷取得到縱向拉伸強度為35N/5cm、橫向拉伸強度28N/5cm、伸長為30％、撕裂強度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用材料。
實施例2以L-異構體占97摩爾％，數均分子量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。在上述相同的裝置中熔融紡絲，紡絲溫度為210℃，計量泵轉速為36轉/分；壓縮空氣的壓力為0.35MPa，拉伸速度為2354m/min左右。裝置的擺動幅度為10cm、擺動頻率為500次/分、移動速度為26m/min時，得到60g/m2的門幅為3米的纖網。
再將得到的聚乳酸纖網經155℃的熱軋輥加壓，壓力為60KG，進行熱粘合，最后卷取得到縱向拉伸強度為75N/5cm、橫向拉伸強度53N/5cm、伸長為40％、撕裂強度15N/5cm的聚乳酸紡粘布。
實施例3以L-異構體占97摩爾％，數均分子量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。在上述相同的裝置中熔融紡絲，紡絲溫度為210℃，計量泵轉速為40轉/分；壓縮空氣的壓力為0.15MPa，拉伸速度為1457m/min左右。裝置的擺動幅度為10cm、擺動頻率為300次/分、移動速度為12m/min時，得到145g/m2的門幅為3米的纖網。
再將得到的聚乳酸纖網經160℃的熱軋輥加壓，壓力為60KG，進行熱粘合，最后卷取得到縱向拉伸強度為150N/5cm、橫向拉伸強度118N/5cm、伸長為57％、撕裂強度28.5N/5cm的標題產品。
權利要求
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-異構體占97摩爾％以上、數均分子量為7,0000～15,0000、重均分子量為15,0000～28,0000、熔融指數(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，然后通過熔融紡絲、正壓拉伸、鋪網和熱軋粘合工藝制得聚乳酸非織造布。
2.如權利要求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中進行熔融紡絲，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物聚乳酸初生纖維進行正壓拉伸，拉伸速度為1000～5000m/min。
4.如權利要求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.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的鋪網是將所述的拉伸過的聚乳酸絲條通過拉伸器出口的氣流擴散裝置、或者擺動式或轉動式分絲成網裝置在配有負壓系統的網簾上前移鋪置成網。
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的鋪網的網簾的前移速度為10～800m/min，擺動頻率100～3000次/分及幅度10～50cm。
7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的成網產物是10～150g/m2的聚乳酸纖網。
8.如權利要求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產物聚乳酸纖網經130～170℃的熱軋輥加壓熱粘合。
9.如權利要求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、中等相對分子質量、高熔融指數的L－異構體聚乳酸為原料，通過低溫干燥、高速紡絲、正壓拉伸、鋪網、熱軋粘合等工藝使用紡粘法制備聚乳酸非織造布；本發明流程短，生產效率高；本發明制備的聚乳酸非織造布強度高、伸長小、力學性能優良、可生物降解，可用于一次性醫用非織造布領域；本發明制備的產品具有原料來源豐富且可再生、生物降解易于實施等特點，有利于環境保護和可持續發展。
文檔編號D04H3/011GK1730763SQ200510029250
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月31日 優先權日2005年8月31日
發明者胡學超, 鄒榮華, 邵惠麗, 倪福夏, 張慧慧 申請人:東華大學, 上海市合成纖維研究所