專利名稱：高隔離性能無紡布的整理方法及其高隔離無紡布材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及無紡布后續(xù)加工方法領(lǐng)域，特別是涉及一種高隔離性能無紡布的整理方法及其整理出來的高隔離無紡布材料。
背景技術(shù)：
一次性無紡布用于醫(yī)療產(chǎn)品越來越受到人們的關(guān)注，在護(hù)理及手術(shù)中為了避免血液、油脂及酒精對(duì)工作人員及病人產(chǎn)生的各種污染，達(dá)到較好的防護(hù)效果，還需要對(duì)無紡布進(jìn)行抗血液、抗油及抗酒精的高隔離性能整理。傳統(tǒng)的無紡布隔離性能整理方法采用飽和浸潰方式，將含氟試劑添加到無紡布表面，形成聚合物膜層，以提高無紡布的隔離性能。但傳統(tǒng)的后整理方式速度較慢，同現(xiàn)在高速生產(chǎn)線不相匹配；生產(chǎn)效率低；飽和浸潰后無紡布需要經(jīng)過很長(zhǎng)一段烘干處理，對(duì)生產(chǎn)車間場(chǎng)地要求較大，且原料、能源消耗較大，不符合行業(yè)節(jié)能減排的趨勢(shì)。并且由于表面形成一層聚合物膜，明顯降低了無紡布的透氣性及舒適性。等離子體技術(shù)用于纖維改性和織物整理，具有能耗低、污染小、效果明顯和環(huán)保等特點(diǎn)，這也為無紡布的改性整理提供了新的途徑。等離子體可分為高溫和低溫等離子體。低溫等離子體的電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，甚至可與室溫相當(dāng)。低溫等離子體中存在著大量的種類繁多的活性粒子，比通常的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的活性位子種類更多、活性更強(qiáng)和更易于和所接觸的材料表面發(fā)生反應(yīng)?，F(xiàn)有的等離子體處理方法，要么在真空條件下進(jìn)行；要么預(yù)先將接枝試劑霧化后混入等離子體一起參與反應(yīng)。真空條件要求較高，很難用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，效率較低。而將接枝試劑霧化，能源消耗較大，效率較低，在生產(chǎn)線開放式環(huán)境中存在對(duì)生產(chǎn)環(huán)境污染影響；同樣難以大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的目的是提供一種新的高隔離性能無紡布的整理方法以及由該整理方法制備的高隔離無紡布材料。本申請(qǐng)采用了以下技術(shù)方案本申請(qǐng)的一方面公開了一種高隔離無紡布的整理方法，該方法采用在線上液工藝將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面；并且，在將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面之前對(duì)無紡布基布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理；或者在將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面并經(jīng)過高溫烘干之后，對(duì)涂布了含氟整理液的無紡布基布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理。進(jìn)一步的，本申請(qǐng)的實(shí)施方式中，常壓低溫等離子體處理包括，在常壓下，采用N2、Ar、He氣體中的一種或多種混合氣體為工作氣體，采用陶瓷電極，通過介質(zhì)阻擋放電對(duì)無紡布基布進(jìn)行低溫等離子體處理。本申請(qǐng)中，介質(zhì)阻擋放電的放電頻率為100-300MHZ，優(yōu)選的放電頻率為150-200MHz ;工作氣體的氣流速度為10-100PFM，優(yōu)選的氣流速度為20-50PFM。本申請(qǐng)中，含氟整理液為采用含氟單體試劑制備的乳液，該含氟單體試劑為丙烯酸全氟烷酯單體和/或丙烯酸全氟烷酯單體衍生物，含氟單體試劑濃度為5-20wt%，優(yōu)選的濃度為10_15wt%。需要說明的是，本申請(qǐng)中可以使用丙烯酸全氟烷酯單體或丙烯酸全氟烷酯單體衍生物作為含氟單體試劑制備含氟整理液，也可以采用丙烯酸全氟烷酯單體和丙烯酸全氟烷酯單體衍生物的混合物作為含氟單體試劑制備含氟整理液。本申請(qǐng)中，丙烯酸全氟烷酯單體或丙烯酸全氟烷酯單體衍生物的化學(xué)通式為CH2=CROCO(CH2)x(CnF2n+1)，其中R為H或鏈長(zhǎng)為1-8的烷基基團(tuán)，x、n的范圍為1-8。進(jìn)一步的，采用含氟單體試劑制備的乳液中還包括阻聚劑和乳化劑；阻聚劑為二價(jià)鐵鹽和/或二價(jià)銅鹽；其中二價(jià)鐵鹽優(yōu)選為硫酸亞鐵；阻聚劑與含氟單體試劑的摩爾比為0-1000 :1，優(yōu)選為300 :1-500 1 ;乳化劑為陽離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑，乳化劑的用量為O. 2-2wt%，優(yōu)選為O. 8-1. 2wt%。進(jìn)一步的，在線上液工藝中，含氟整理液的上液溫度為25_40°C，優(yōu)選為30_35°C ；上液率為10-20wt%，優(yōu)選為12-15wt%。本申請(qǐng)中，無紡布基布包括上表層、中間層和下表層，無紡布基布的上表層、中間層和下表層采用熱軋或熱風(fēng)工藝固結(jié)；其中，上表層和下表層均為單層纖網(wǎng)或多個(gè)單層纖網(wǎng)疊加的紡粘纖網(wǎng)層，紡粘纖網(wǎng)層由聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸或聚酯中的一種或多種組份的長(zhǎng)絲或短纖紡粘制備而成；中間層為單層鋪網(wǎng)或多層鋪網(wǎng)的熔噴層，熔噴層由聚丙烯和/或聚乳酸經(jīng)高溫熔融紡絲制備而成。進(jìn)一步的，本申請(qǐng)中，高溫烘干的溫度為100_140°C，烘干時(shí)間為5-15s。本申請(qǐng)的另一面還公開了由本申請(qǐng)的整理方法制備的高隔離無紡布材料。本申請(qǐng)的有益效果在于本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N新的將常壓低溫等離子體處理和在線涂層相結(jié)合的高隔離性能無紡布在線整理方法；與傳統(tǒng)的飽和浸潰方法相比，本申請(qǐng)的整理方法，對(duì)無紡布透氣性影響較小，整理后的無紡布與水的接觸角可達(dá)120° -160°，手感柔軟舒適，整理效果好，能夠達(dá)到行業(yè)要求的抗酒精、抗油、抗血液要求。本申請(qǐng)的在線整理方法能夠替代傳統(tǒng)的飽和浸潰方法，有效的提高了生產(chǎn)效率，降低能源消耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。與現(xiàn)有的等離子體處理方法相比，無需真空條件，能源消耗低，效率高，對(duì)環(huán)境無污染，并且在線上液方式能夠很好的適應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例的高隔離性能無紡布的一種整理方法的工藝流程示意圖；圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例的高隔離性能無紡布的另一種整理方法的工藝流程示意圖；圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例中無紡布表面經(jīng)等離子體處理后與含氟整理液中的含氟單體試劑結(jié)合示意圖；圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例中經(jīng)過含氟整理液涂布的無紡布表面進(jìn)行等離子體處理后的聚合示意圖；圖5是本申請(qǐng)實(shí)施例中無紡布在線上液及高溫烘干的示意圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)的基本發(fā)明構(gòu)思在于，將常壓低溫等離子體處理與無紡布的在線上液相結(jié)合，從而提供了一種新的整理?xiàng)l件、方法簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的高隔離性能無紡布整理方法。具體的，采用在線上液工藝將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面；并且，在將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面之前對(duì)無紡布基布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理；或者在將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面并經(jīng)過高溫烘干之后，對(duì)涂布了含氟整理液的無紡布基布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理。需要說明的是，本申請(qǐng)的整理方法主要包括兩個(gè)步驟，即含氟整理液的在線上液步驟也就是在線上液工藝，以及在常壓下進(jìn)行的低溫等離子體處理步驟；該兩個(gè)步驟的順序可以交換，也就是說，可以先在線上液然后再進(jìn)行常壓低溫等離子體處理，也可以先進(jìn)行常壓低溫等離子體處理后再進(jìn)行在線上液；不過，如果先在線上液的話，需要將其高溫烘干后再進(jìn)行常壓低溫等離子體處理。其中，先進(jìn)行常壓低溫等離子體處理后再進(jìn)行在線上液，經(jīng)過低溫等離子體處理后在無紡布表面形成反應(yīng)活性的自由基，含氟單體試劑在無紡布表面的活性自由基引發(fā)下發(fā)生接枝反應(yīng)，在無紡布表面形成聚合物層，實(shí)現(xiàn)無紡布的高隔離性能整理。先在線上液然后再進(jìn)行常壓低溫等離子體處理，含氟整理液均勻涂布于無紡布表面后，在低溫等離子體高能引發(fā)下發(fā)生聚合反應(yīng)，在無紡布表面形成聚合物層，實(shí)現(xiàn)無紡布的高隔離性能整理。還需要說明的是，本申請(qǐng)中，上述兩個(gè)步驟，即在線上液步驟和低溫等離子體處理步驟，可以分別只進(jìn)行一次，也可以反復(fù)重復(fù)多次，即在線上液、低溫等離子體處理然后再進(jìn)行在線上液、低溫等離子體處理如此反復(fù)直至滿足生產(chǎn)要求，或者低溫等離子體處理、在線上液然后再進(jìn)行低溫等離子體處理、在線上液如此反復(fù)直至滿足生產(chǎn)要求。本申請(qǐng)的上液方式如圖5所示，箭頭標(biāo)識(shí)的為無紡布基布，箭頭方向表示無紡布基布的運(yùn)動(dòng)方向，I為上液輥，3為傳動(dòng)輥，2為烘干輥；在一系列的傳動(dòng)輥的引導(dǎo)下，無紡布基布分別經(jīng)過兩個(gè)上液輥，從而分別對(duì)無紡布基布的兩個(gè)面進(jìn)行上液，然后再經(jīng)過烘干輥烘干，以備后續(xù)操作。下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例僅對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步說明，不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。實(shí)施例1本例的工藝流程如圖1所示，采用熔融指數(shù)20_80g/10min與熔融指數(shù)800-1500g/10min的聚丙烯顆粒分別作為無紡布紡粘層和熔噴層的主原料，無紡布紡粘層簡(jiǎn)寫為S層，熔噴層簡(jiǎn)寫為M層。經(jīng)熔融紡絲及熱軋固結(jié)形成基重為45gsm，疊層為S/M/S的無紡布基布。采用陶瓷電極介質(zhì)阻擋放電方式對(duì)無紡布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理，放電頻率為150MHz，工作氣體為氬氣，氣體流速為20FPM。產(chǎn)生的等離子體與無紡布表面作用，提高了無紡布的表面能并引入具有反應(yīng)活性的自由基。經(jīng)過等離子體表面活化的無紡布先后兩次通過預(yù)先配置好的處理液，即如圖5所示，分別經(jīng)過兩個(gè)上液輥，以分別對(duì)無紡布基布的兩個(gè)表面進(jìn)行涂覆，處理液配方包括2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯單體，濃度為10wt%;阻聚劑選用硫酸亞鐵，與單體的摩爾比為300:1 ;乳化劑選用月桂醇聚氧乙烯醚，用量為O. 8wt%，處理液溫度設(shè)定為30°C ;上液率控制在12-15wt%。如圖3所示，采用等離子體處理后的無紡布基布P表面呈現(xiàn)出具有反應(yīng)活性的自由基，圖中反應(yīng)活性的自由基以凹凸線條表示；然后再上液處理與含氟試劑反應(yīng)，含氟試劑以圓點(diǎn)表示；含氟單體在纖維表面活性自由基引發(fā)下發(fā)生接枝反應(yīng)，在纖維表面形成一層全氟丙烯酸酯聚合物層。隨后經(jīng)接枝處理的無紡布經(jīng)過高溫鼓風(fēng)烘干裝置，烘干溫度為120°C，烘干時(shí)間為5s。經(jīng)烘干處理后無紡布表面水分被除去，計(jì)算單體接枝率在1. 5wt%。經(jīng)測(cè)試，本例的高隔離性能無紡布的對(duì)水的接觸角大于130°，抗酒精性能大于7級(jí)，測(cè)試方法為WSP80. 8-05。實(shí)施例2本例的工藝流程如圖2所示，采用熔融指數(shù)20_80g/10min與熔融指數(shù)800-1500g/10min的聚丙烯顆粒分別作為無紡布紡粘層和熔噴層的主原料，無紡布紡粘層簡(jiǎn)寫為S層，熔噴層簡(jiǎn)寫為M層。經(jīng)熔融紡絲及熱軋固結(jié)形成基重為45gsm，疊層為S/M/S的無紡布基布。無紡布先后兩次通過預(yù)先配置好的處理液，即如圖5所示，分別經(jīng)過兩個(gè)上液輥，以分別對(duì)無紡布基布的兩個(gè)表面進(jìn)行涂覆。處理液配方包括2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯單體，濃度為10wt% ;乳化劑選用月桂醇聚氧乙烯醚，用量為O. 8wt%，處理液溫度設(shè)定為30°C;上液率控制在12-15wt%。隨后經(jīng)涂層處理的無紡布經(jīng)過高溫鼓風(fēng)烘干裝置，烘干溫度為120°C，烘干時(shí)間為5s。經(jīng)烘干處理的無紡布采用陶瓷電極介質(zhì)阻擋放電方式進(jìn)行常壓低溫等離子體處理，放電頻率為150MHz，工作氣體為氬氣，氣體流速為20FPM。如圖4所示，無紡布基布P先上液處理，含氟試劑涂覆于無紡布基布表面，含氟試劑以圓點(diǎn)表示，然后無紡布表面的含氟試劑單體在等離子體高能引發(fā)下發(fā)生聚合反應(yīng)，該聚合反應(yīng)包括接枝反應(yīng)以及其它物理和化學(xué)的結(jié)合反應(yīng)，使得在纖維表面形成一層全氟丙烯酸酯聚合物層F0經(jīng)測(cè)試，本例的高隔離性能無紡布的對(duì)水的接觸角大于130°，抗酒精性能大于7級(jí)，測(cè)試方法為WSP80. 8-05。實(shí)施例3本例中，采用聚丙烯與聚乙烯比例為1:1的雙組份短纖為主要原料鋪網(wǎng)形成紡粘層作為上表層和下表層，紡粘層簡(jiǎn)寫為ES層；以及熔融指數(shù)800-1500g/10min的聚丙烯顆粒為主要原料制備的熔噴層作為中間層，熔噴層簡(jiǎn)寫為M層。經(jīng)短纖鋪網(wǎng)、熔融紡絲、短纖鋪網(wǎng)及熱風(fēng)固結(jié)等工藝形成基重為50gsm,疊層為ES/M/ES的無紡布基布。采用氦氣為工作氣體，分別重復(fù)實(shí)施例1、實(shí)施例2的整理方法，制備高隔離性能的無紡布材料。本例制備的高隔離性能無紡布的隔離性能均能滿足使用要求。實(shí)施例4采用聚乳酸顆粒為纖維原材料，分別重復(fù)實(shí)施例1、實(shí)施例2的方法，制備高隔離性能的無紡布材料。本例制備的高隔離性能無紡布的隔離性能均能滿足使用要求。并且，在具有高隔離性能的同時(shí)，還能夠生物降解，是環(huán)境友好型的SMS無紡布材料。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本申請(qǐng)所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請(qǐng)的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高隔離無紡布的整理方法，其特征在于采用在線上液工藝將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面；并且，在將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面之前對(duì)無紡布基布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理；或者在將含氟整理液涂布于無紡布基布的至少一個(gè)表面并經(jīng)過高溫烘干之后，對(duì)涂布了含氟整理液的無紡布基布進(jìn)行常壓低溫等離子體處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整理方法，其特征在于所述常壓低溫等離子體處理包括，在常壓下，采用N2、Ar、He氣體中的一種或多種混合氣體為工作氣體，采用陶瓷電極，通過介質(zhì)阻擋放電對(duì)無紡布基布進(jìn)行低溫等離子體處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整理方法，其特征在于所述介質(zhì)阻擋放電的放電頻率為 100-300MHz，優(yōu)選為150-200MHz ;工作氣體的氣流速度為10-100PFM，優(yōu)選為20-50PFM。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整理方法，其特征在于所述含氟整理液為采用含氟單體試劑制備的乳液，所述含氟單體試劑為丙烯酸全氟烷酯單體和/或丙烯酸全氟烷酯單體衍生物，所述含氟單體試劑濃度為5-20wt%，優(yōu)選為10-15wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整理方法，其特征在于所述丙烯酸全氟烷酯單體或丙烯酸全氟烷酯單體衍生物的化學(xué)通式為CH2=CROCO (CH2) x (CnF2n+1)，其中R為H或鏈長(zhǎng)為1_8的烷基基團(tuán)，x、n的范圍為1-8。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整理方法，其特征在于所述采用含氟單體試劑制備的乳液中還包括阻聚劑和乳化劑；所述阻聚劑為二價(jià)鐵鹽和/或二價(jià)銅鹽；所述二價(jià)鐵鹽優(yōu)選為硫酸亞鐵；所述阻聚劑與所述含氟單體試劑的摩爾比為0-1000 :1，優(yōu)選為300 :1-500 1 ；所述乳化劑為陽離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑，乳化劑的用量為 O. 2-2wt%，優(yōu)選為 O. 8-1. 2wt%o
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整理方法，其特征在于所述在線上液工藝中，含氟整理液的上液溫度為25-40°C，優(yōu)選為30-35°C ;上液率為10_20wt%，優(yōu)選為12_15wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整理方法，其特征在于所述無紡布基布包括上表層、中間層和下表層，所述無紡布基布的上表層、中間層和下表層采用熱軋或熱風(fēng)工藝固結(jié)；其中，上表層和下表層均為單層纖網(wǎng)或多個(gè)單層纖網(wǎng)疊加的紡粘纖網(wǎng)層，所述紡粘纖網(wǎng)層由聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸或聚酯中的一種或多種組份的長(zhǎng)絲或短纖紡粘制備而成；中間層為單層鋪網(wǎng)或多層鋪網(wǎng)的熔噴層，所述熔噴層由聚丙烯和/或聚乳酸經(jīng)高溫熔融紡絲制備而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整理方法，其特征在于所述高溫烘干的溫度為100-140°C， 烘干時(shí)間為5-15s。
10.一種由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的整理方法制備的高隔離無紡布材料。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及高隔離性能無紡布的整理方法及其制備的高隔離無紡布。該方法將在線上液與常壓低溫等離子體處理相結(jié)合，于在線上液之前或之后進(jìn)行常壓低溫等離子體處理，在無紡布表面形成含氟聚合物層，實(shí)現(xiàn)高隔離性能。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N新的、工藝簡(jiǎn)單、整理效果好的無紡布整理方法；與傳統(tǒng)的飽和浸漬相比，對(duì)無紡布的透氣性影響小，生產(chǎn)效率高、能耗小；與現(xiàn)有的等離子體整理方法相比，無需真空條件，直接在線上液，直接在常壓下用低溫等離子體處理，也無需其它額外的設(shè)備條件；制備的高隔離無紡布與水的接觸角可達(dá)120°-160°、透氣性好、手感柔軟舒適，能夠達(dá)到行業(yè)要求的抗酒精、抗油、抗血液要求，能夠很好的滿足大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D06M14/28GK102995400SQ20121045159
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者寧新, 常麗, 彭文忠, 張繼偉 申請(qǐng)人:山東俊富非織造材料有限公司