專利名稱：一種高透濕生物降解多層復合材料及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種多層復合材料生產領域，具體的說是一種由可生物降解的 水溶性聚乙烯醇薄膜與聚乙烯醇纖維無紡布組成的高透濕多層復合材料及生產 方法。
背景技術：
聚乙烯醇樹脂經溶解、溶液紡絲、高倍拉伸、干燥定型后生產出的短纖維 制成的無紡布，不但具有較高的拉伸強度、良好的透氣性能，而且輕薄柔軟。尤 其是聚乙烯醇短纖維制成的水刺無紡布，更具有柔軟舒適的特性，可以制成多種 一次性防護服、工作服、鞋套、帽等制品。這種聚乙烯醇制成的無紡布還具有完 全生物降解性。但現(xiàn)有的這種無紡布，由于纖維間存在較大的間隙，在使用上受 到很大的局限，如大量應用于醫(yī)療、消防、電站、防化等領域的防護服，由于需 要有液體阻隔性、固體塵埃阻隔性要求，現(xiàn)有這種無紡布就無法滿足要求。為了 解決現(xiàn)有這種無紡布的阻隔性難題，人們采取了許多的措施，試圖改善無紡布面
料的阻隔性，如采用超細纖維以特殊工藝制成超細孔隙的杜邦Tyvek，采用聚丙 烯紡粘/融噴復合工藝制成的超細孔隙的SM、 SMS、 S麗S復合無紡布，采用PU 涂層，采用PU/TFPE薄膜復合等。但上述的解決方案中，所生產出的復合面料不 但透濕性不好，而且使用了非可降解材料，在回收銷毀不僅要產生巨大的費用， 而且在處理時會造成對環(huán)境較大的污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是研制一種高透濕生物降解多層復合材料及其生產方法。本發(fā)明針對聚乙烯醇纖維無紡布存在的對液體、固體塵埃阻隔性低的問題， 以及貼有表層的復合無紡布存在的不透濕和不可生物降解的問題，提出了在聚乙 烯醇纖維無紡布上復合聚乙烯醇薄膜的技術方案，以解決所述的問題。之所以提 出用聚乙烯醇薄膜作為復合層材料，是由于聚乙烯醇薄膜具有如下的特性
1、聚乙烯醇薄膜(PVA薄膜)，不但具有比普通薄膜更好的強度、透明度、 耐化學物品性、耐油性、可印刷性、可熱封性、抗靜電性，而且還具有特殊的氣 體阻隔性、保香性、光澤度。2、聚乙烯醇薄膜最突出的特點是它具有水溶性、 可生物降解性。3、聚乙烯醇薄膜具有一定結晶度，通過某些特殊工藝過程，可 以調節(jié)薄膜的結晶度，達到薄膜在常溫下對水起阻隔作用，而在較高溫度(如9
0-10(TC)下，薄膜具有水溶性。4、由于非晶區(qū)的存在，聚乙烯醇薄膜還有一定 的透濕性能，它的透濕機理并不主要象傳統(tǒng)的透氣膜那樣依賴于微孔透濕，而是 通過水份在薄膜中的溶解和揮發(fā)，使水分得以通過薄膜進行傳導。
為了解決聚乙烯醇薄膜在與聚乙烯醇纖維無紡布復合時，傳統(tǒng)的熱融復合、 膠復合、擠出復合等復合方式不適用的問題(如熱融復合方式的產品，由于產品 大面積受熱，手感硬，作為服裝面料，缺乏柔軟度和舒適感；膠復合的產品由于 所用膠不透氣，會使面料透濕性能大大下降，影響穿著的舒適性；擠出復合僅適 合于聚烯烴薄膜的在線復合。)本發(fā)明提出了新的復合方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是
本發(fā)明所述的高透濕生物降解多層復合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜 和可生物降解的聚乙烯醇纖維無紡布復合而成。
本發(fā)明所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法為超聲波復合工藝 或是熱軋工藝多層復合。
所述的超聲波復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布分
別裝在超聲波復合機上的各自的放巻及自動糾偏裝置上，分別通過各自的導輥、 自動張力控制器裝置后， 一起疊合導入花輥與超聲波源及壓力調整器之間的間隙，啟動超聲波發(fā)生器，調節(jié)超聲波源及壓力調整器壓力到合適的值；復合后的 產品經導輥，自動張力控制裝置，進入復合產品收巻及自動糾偏裝置收巻成產品。
所述的熱軋工藝多層復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無 紡布分別裝在熱軋復合機上的各自的放巻架上，分別通過各自的導輥、張力控制 器、糾偏裝置后， 一起疊合導入中心導熱油加熱的花輥與同樣加熱的平面輥之間 的間隙，通過兩輥之間巨大的輥壓，在受熱條件下各層進行熱貼合，復合后的產 品經導輥，張力控制器，進入收巻機收巻成產品。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明通過采用超聲波復合或熱軋工藝多層復合的方法， 將聚乙烯醇無紡布與聚乙烯醇薄膜復合，得到的面料柔軟舒適、外表美觀，對液 體和固體微塵具有高阻隔性，對水蒸汽具有高透過性，且具有可生物降解性。對 水蒸汽有高透過性的原因是由于聚乙烯醇纖維具有極好的親水性和極大的比表 面，對水有較好的毛細管效應，所以當它與聚乙烯醇薄膜復合以后，能夠使該薄 膜的水蒸汽透過量提高數(shù)倍，使面料具有很高的水蒸汽透過量。如以雙層復合為
例，面料的水蒸汽透過量從單層薄膜的1168g/sqm24hr提高到4139g/scp24hr， 而同樣用途的非生物降解面料，如杜邦Tyvek，水蒸汽透過量卻只有962g/sqm2 4hr。
本發(fā)明復合材料具有的低成本、高阻隔性、高透濕性的特點，特別適合用 于一次性產品的生產，特別是適用于醫(yī)療、消防、電站、防化等領域防護服的生


圖1為本發(fā)明的雙層復合產品結構示意圖。圖中1.復合材料平面圖；2.聚 乙烯醇薄膜；3.無紡布；4.超聲波復合點。
圖2本發(fā)明超聲波復合工藝流程示意圖。圖中l(wèi).PVA薄膜放巻及自動糾偏 裝置；2. PVA薄膜自動張力控制器裝置；3. PVA無紡布放巻及自動糾編裝置;4. PVA無紡布自動張力控制裝置；5.超聲波源及壓力調整器；6.花輥；7.復合產品自動 張力控制裝置；8.復合產品收巻及自動糾偏裝置。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本發(fā)明所述的高透濕生物降解多層復合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜 和可生物降解的聚乙烯醇纖維無紡布復合而成。
所述的聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布復合為二到五層復合。對于二 層復合結構來說，其中的一層為聚乙烯醇薄膜，另一層為聚乙烯醇纖維無紡布。 對于三層復合結構來說，表層為聚乙烯醇纖維無紡布，中間層為聚乙烯醇薄膜， 底層為聚乙烯醇纖維無紡布。對于四層復合結構來說，從表層到底層依次為聚乙 烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纖維無紡布。 對于五層復合結構，從表層到底層依次為聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無 紡布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無紡布，或從表層到 底層依次為聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯 醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無紡布。
所述的聚乙烯醇薄膜包括透明薄膜、磨砂面薄膜、花紋薄膜，所述的聚乙 烯醇薄膜的是厚度為0. 05mm到0. 2腿，最佳厚度范圍為0. OIO腿到0. 040mm。聚 乙烯醇纖維無紡布為聚乙烯醇短纖維制成的聚乙烯醇短纖維無紡布，最佳選擇是 聚乙烯醇水刺無紡布；所述的聚乙烯醇水刺無紡布的克重范圍在15g/sqm到300 g/sqm，比較確切的范圍是在30g/sqm到200g/sqm，最佳克重范圍是在35g/sqm 到180g/sqm。
本發(fā)明所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法包括超聲波復合工 藝或是熱軋工藝多層復合。所述的超聲波復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布分 別裝在超聲波復合機上的各自的放巻及自動糾偏裝置上，分別通過各自的導輥、 自動張力控制器裝置后， 一起疊合導入花輥與超聲波源及壓力調整器之間的間 隙，啟動超聲波發(fā)生器，調節(jié)超聲波源及壓力調整器壓力到合適的值；復合后的 產品經導輥，自動張力控制裝置，進入復合產品收巻及自動糾偏裝置收巻成產品。
所述的熱軋工藝多層復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無 紡布分別裝在熱軋復合機上的各自的放巻架上，分別通過各自的導輥、張力控制 器、糾偏裝置后， 一起疊合導入中心導熱油加熱的花輥與同樣加熱的平面輥之間 的間隙，通過兩輥之間巨大的輥壓，在受熱條件下各層進行熱貼合，復合后的產 品經導輥，張力控制器，進入收巻機收巻成產品。
所述的聚乙烯醇薄膜經特殊的工藝處理，以保證它在常溫水中不溶解，所 述的特殊工藝包括高倍單向拉伸工藝、高倍雙向拉伸工藝、熱定型工藝，或者添 加某些添加劑。高倍單向拉伸工藝為在加熱并恒濕條件下，經過1一5倍的單 向牽伸，冷卻后得到的薄膜；高倍雙向拉伸工藝為在加熱并恒濕條件下，經過 l一5倍的雙向牽伸，冷卻后得到的薄膜；熱定型工藝為在10(TC—18(TC下加
熱并恒濕條件下，經過0.5 — 10分鐘的時間定型，然后冷卻后得到的薄膜。
現(xiàn)以兩層復合為例，具體說明本發(fā)明所述的多層復合物的生產方法。
將原料聚乙烯醇薄膜(厚度0.015mm)和普通45g/sqm聚乙烯醇水刺無紡布 分別裝在超聲波復合機上的各自的PVA薄膜放巻及自動糾偏裝置1、 PVA無紡布 放巻及自動糾編裝置3上，分別通過各自的PVA薄膜自動張力控制器裝置2、 PV A無紡布自動張力控制裝置4后， 一起疊合導入花輥6與超聲波源及壓力調整器 5之間的間隙。啟動超聲波發(fā)生器，調節(jié)超聲波源及壓力調整器5壓力到合適的 值。復合后產品經導輥，自動張力控制裝置7，進入復合產品收巻及自動糾偏裝 置8收巻成產品。
由上述方法制成的薄膜，其性能經測試如下薄膜厚度 無紡布克重 耐磨試驗 拉伸強度
靜水壓
0. 015腿
45g/sqm 443. 33次 T118.39N
M105. 71N
》500mraH20 。
9
權利要求
1、一種高透濕生物降解多層復合材料，其特征在于所述的復合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜和可生物降解的聚乙烯醇纖維無紡布復合而成。
2、 根據(jù)權利要求1所述的高透濕生物降解多層復合材料，其特征在于聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布至少二層復合， 一層為聚乙烯醇薄膜， 一層為聚 乙烯醇纖維無紡布。
3、 根據(jù)權利要求2所述的高透濕生物降解多層復合材料，其特征在于聚乙 烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布為二到五層復合；對于二層復合結構來說，其中 的一層為聚乙烯醇薄膜，另一層為聚乙烯醇纖維無紡布；對于三層復合結構來說， 表層為聚乙烯醇纖維無紡布，中間層為聚乙烯醇薄膜，底層為聚乙烯醇纖維無紡 布；對于四層復合結構來說，從表層到底層依次為聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯 醇纖維無紡布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纖維無紡布；對于五層復合結構，從表 層到底層依次為聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇薄膜、聚 乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無紡布，或從表層到底層依次為聚乙烯醇纖維 無紡布、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇纖維無紡布、聚乙烯醇 纖維無紡布。
4、 根據(jù)權利要求1所述的高透濕生物降解多層復合材料，其特征在于所述 的聚乙烯醇薄膜包括透明薄膜、磨砂面薄膜、花紋薄膜，所述的聚乙烯醇薄膜的 是厚度為0. 05,到0. 2mm，最佳厚度范圍為0. 010腿到0. 040腿。
5、 根據(jù)權利要求1所述的高透濕生物降解多層復合材料，其特征在于聚乙 烯醇纖維無紡布為聚乙烯醇短纖維制成的聚乙烯醇短纖維無紡布，最佳選擇是聚 乙烯醇水刺無紡布；所述的聚乙烯醇水刺無紡布的克重范圍在15g/sqm到300g/ sqm，比較確切的范圍是在30g/sqm到200g/sqm，最佳克重范圍是在35g/sqm到 180g/sqm。
6、 根據(jù)權利要求1所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法，其特 征在于該生產方法為超聲波復合工藝或是熱軋工藝多層復合。
7、 根據(jù)權利要求6所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法，其特 征在于所述的超聲波復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布分 別裝在超聲波復合機上的各自的放巻及自動糾偏裝置上，分別通過各自的導輥、 自動張力控制器裝置后， 一起疊合導入花輥與超聲波源及壓力調整器之間的間 隙，啟動超聲波發(fā)生器，調節(jié)超聲波源及壓力調整器壓力到合適的值；復合后的 產品經導輥，自動張力控制裝置，進入復合產品收巻及自動糾偏裝置收巻成產品。
8、 根據(jù)權利要求6所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法，其特征在于所述的熱軋工藝多層復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無 紡布分別裝在熱軋復合機上的各自的放巻架上，分別通過各自的導輥、張力控制 器、糾偏裝置后， 一起疊合導入中心導熱油加熱的花輥與同樣加熱的平面輥之間 的間隙，通過兩輥之間巨大的輥壓，在受熱條件下各層進行熱貼合，復合后的產 品經導輥，張力控制器，進入收巻機收巻成產品。
9、 根據(jù)權利要求6所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法，其特征在于聚乙烯醇薄膜經特殊的工藝處理，以保證它在常溫水中不溶解，所述的特 殊工藝包括高倍單向拉伸工藝、高倍雙向拉伸工藝、熱定型工藝，或者添加某些 添加劑。
10、 根據(jù)權利要求7所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法，其特征在于高倍單向拉伸工藝為在加熱并恒濕條件下，經過1一5倍的單向牽伸， 冷卻后得到的薄膜；高倍雙向拉伸工藝為在加熱并恒濕條件下，經過1 —5倍 的雙向牽伸，冷卻后得到的薄膜；熱定型工藝為在10(TC — 18(TC下加熱并恒 濕條件下，經過0.5 —IO分鐘的時間定型，然后冷卻后得到的薄膜。
全文摘要
本發(fā)明所述的高透濕生物降解多層復合材料由可生物降解的聚乙烯醇薄膜和可生物降解的聚乙烯醇纖維無紡布復合而成。本發(fā)明所述的高透濕生物降解多層復合材料的生產方法為超聲波復合工藝或是熱軋工藝多層復合。所述的超聲波復合工藝是將原料聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇纖維無紡布分別裝放卷及糾偏裝置上，通過各自的導輥、張力控制器裝置后，一起疊合導入花輥與超聲波源及壓力調整器之間的間隙復合，復合產品經自動張力控制裝置，進入復合產品收卷及自動糾偏裝置收卷成產品。本發(fā)明的復合材料具有低成本、高阻隔性、高透濕性的特點，特別適用于醫(yī)療、消防、電站、防化等領域防護服的生產。
文檔編號D06N3/04GK101603274SQ20081016321
公開日2009年12月16日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權日2008年12月15日
發(fā)明者岷 唐, 方海素 申請人:世源科技(嘉興)醫(yī)療電子有限公司