專利名稱：雙層吸水導(dǎo)濕無紡布及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無紡布及其制備方法，尤其涉及一種以天然纖維/聚丙烯復(fù)合材 料為原料的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布及其制備方法。
背景技術(shù)：
天然纖維是自然界最為豐富的天然高分子材料，自然界中每年生長的纖維素(以 天然植物纖維的形式存在)總量多達(dá)千億噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了地球上現(xiàn)存石油的總儲(chǔ)量。天然 纖維是一種極為重要的資源，在自然資源日見缺乏的今天，充分利用天然纖維資源的潛力， 發(fā)揮它獨(dú)特的功能和特性，開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域，是當(dāng)今引人注目的研究熱點(diǎn)。天然纖維的利 用方式多種多樣，可利用其原纖維，可利用其衍生物，或其接枝共聚物。制品類型如纖維素 衍生物膜，纖維素交換樹脂，纖維素衍生物液晶，纖維素微晶以及纖維與熱塑性樹脂的復(fù)合 材料等，其中天然纖維與熱塑性樹脂的復(fù)合是開發(fā)和利用天然纖維這一資源的有效的新途 徑。近年來，用天然植物纖維與聚丙烯復(fù)合制備的復(fù)合材料代替工程塑料，拓展了植物纖維 應(yīng)用的新領(lǐng)域?？椢锖屠w維的熱濕舒適性(以下簡稱舒適性)是其功能性研究的一個(gè)分支，也稱 為舒適功能性。隨著人們生活和認(rèn)知水平的提高，人們對織物和纖維的性能要求也由簡單 的實(shí)用上升到用的舒服，用的健康。防水透濕織物(Waterproof and moisture permeable fabrics)，國外稱“可呼吸織物”(Waterproof，Windproof and Breathable Fabrics,WffB), 是指織物在一定的水壓下不被水潤濕并滲透，但人體散發(fā)的汗液蒸汽卻能通過織物擴(kuò)散或 傳遞到外界，而不在體表和織物之間積聚冷凝。它是世界紡織業(yè)不斷向高檔次發(fā)展的集防 水、透濕、防風(fēng)和保暖性能于一身的獨(dú)具特色的功能紡織品。這種織物不僅能滿足人們在特 殊作業(yè)環(huán)境(如嚴(yán)寒、雨雪、大風(fēng)天氣、沙漠、雨林等惡劣環(huán)境)中活動(dòng)時(shí)的穿著需要(如作 戰(zhàn)服、野外考察服等)，也適用于人們在日常生活中對雨衣等防水衣物及各種高檔服裝面料 的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。鑒于天然植物纖維的來源廣泛，可環(huán)保降解等優(yōu)點(diǎn)，已有不少研究者將其改性高 分子材料。導(dǎo)濕纖維織物具有在各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和日常生活中廣泛應(yīng)用的前景，更是吸引了許 多研究人員投入人力、物力。李忠明和楊鳴波等在李忠明，楊鳴.波秸桿/聚丙烯復(fù)合材料 [J]，塑料工業(yè)，2000. 7中利用秸桿與聚丙烯復(fù)合制備了能替代木材使用的復(fù)合材料?？疾?了秸稈含量、界面處理劑用量對復(fù)合材料力學(xué)性能、流動(dòng)性及形態(tài)的影響。周興平和解孝林 等在周興平，解孝林.劍麻纖維的表面改性及其復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]，工程塑料應(yīng)用， 2000. 8中簡述了劍麻纖維的組成、結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能，并總結(jié)了劍麻纖維表面改性的幾種方 法，包括物理方法熱處理、酸堿處理、有機(jī)溶劑處理；化學(xué)方法改變表面張力、界面偶合、 表面接枝聚合。同時(shí)論述了劍麻纖維的表面改性復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。Goer-tex公 司2000年剛發(fā)表的表面處理技術(shù)，則是在微多孔薄膜中再加上silicone的發(fā)泡體，應(yīng)用于 防火衣物上，可以在難燃織物與里層織物間形成空氣緩沖層，服裝的透氣性與舒適性因而 大為改善。美國干爽纖維制品公司(Dry Fibre Inc)開發(fā)出一項(xiàng)生產(chǎn)優(yōu)異導(dǎo)濕功能的聚丙烯織物技術(shù)，該織物可用于許多高性能場合，如制防彈背心襯里，高性能保暖內(nèi)衣，襪類和 襯衫等。他們用其專利的Transpor技術(shù)對聚丙烯纖維織物進(jìn)行處理，使它的吸水性下降7 倍，比尼龍“吸水性小十多倍”。獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室測試證明，經(jīng)處理后聚丙烯織物回潮率下降3至 5倍，而且對聚丙烯長絲和短纖維同樣有效，都是永久性的，還能延長織物使用壽命，經(jīng)該技 術(shù)處理的聚丙烯織物不會(huì)沿水平鋪展方式散發(fā)人體汗汽，而是讓汗汽垂直通過織物孔隙， 直接導(dǎo)入下一層或擴(kuò)散到空氣中。東華大學(xué)“高導(dǎo)濕滌綸纖維制備關(guān)鍵技術(shù)及制品集成開 發(fā)”項(xiàng)目組經(jīng)過多年研究，成功研制出的高導(dǎo)濕滌綸纖維。然而，上述織物大都存在結(jié)構(gòu)和處理工藝復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、韌性好、可降解、吸水率高、導(dǎo)濕性 好的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布。本發(fā)明的另一目的是提供一種雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的制備方法。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，它包括通過熱軋復(fù)合法復(fù)合的具有吸濕性能的內(nèi)層和將所 述內(nèi)層中吸附的水份導(dǎo)出的外層；所述內(nèi)層由主要包括以下的重量份配比的組分制備天 然植物纖維10 50份、聚丙烯樹脂粒料45 80份、相容劑1 6份、抗氧劑0. 5 3份 和增韌填料2 10份；所述外層的纖維規(guī)格為0. 6 0. 8旦、并由聚丙烯樹脂粒料制備而 成的聚丙烯細(xì)旦短纖維無紡布。天然植物纖維是由許多D-吡喃式葡萄糖相互以1，4_β苷鍵連接而成的多糖，纖 維素分子的重復(fù)單元中每一基環(huán)內(nèi)含有3個(gè)羥基(-0Η)，這些羥基形成分子內(nèi)氫鍵或分子 間氫鍵，使纖維具有吸水性，吸濕率達(dá)8 12%，其纖維形態(tài)具有長徑比大，比強(qiáng)度高，比表 面積較大，密度低及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，其強(qiáng)度在大部分情況下可滿足要求。另一方面，聚 丙烯纖維具有比重小、不吸水、熱傳導(dǎo)系數(shù)低、耐化學(xué)品性好、衛(wèi)生性好等優(yōu)點(diǎn)，聚丙烯熔融 紡絲后制得0. 6 0. 8d的細(xì)旦短纖維，該纖維不僅具有非常柔軟的手感、柔和的光澤。本 發(fā)明采用天然植物纖維與彈性體對聚丙烯進(jìn)行填充改性以及通過共混復(fù)合的方法，可以改 善聚丙烯脆性大，沖擊強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明還采用熱軋復(fù)合法將天然植物纖維/聚 丙烯復(fù)合材料無紡布(內(nèi)層)和普通聚丙烯無紡布(外層)結(jié)合，利用熱軋?jiān)谔烊恢参锢w 維/聚丙烯復(fù)合材料無紡布外側(cè)的普通聚丙烯無紡布的“芯吸效應(yīng)”導(dǎo)出天然植物纖維/聚 丙烯復(fù)合材料無紡布吸附的水份，使其具有優(yōu)良的吸水導(dǎo)濕性能。需要說明的是，本發(fā)明中提及的聚丙烯樹脂粒料可以從市場上直接購買獲得。在推薦的實(shí)施例中，所述天然植物纖維為棉、木棉、麥稈、稻稈、大豆纖維或蘆葦稈 等中的至少一種。在推薦的實(shí)施例中，所述相容劑為聚丙烯接枝改性馬來酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯 接枝丙烯酸(PP-g-AA)、聚乙烯接枝馬來酸酐(PE-g-MAH)、馬來酸酐、羧甲基纖維素或甲基 丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)中的一種。在推薦的實(shí)施例中，所述抗氧劑選自受阻酚類、亞磷酸酯類或硫代二丙酸酯類抗 氧劑中的至少一種，如2，2'-亞甲基雙G-甲基-6-叔丁基苯酚)、四(β-(3，5-二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、2，2'-硫代雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]、N，N' -1，6-亞己基-雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰胺]、雙(2， 4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯或亞磷酸三(2，4_二叔丁基苯基)酯中的一種或二 種以上(含二種)。在推薦的實(shí)施例中，所述增韌填料為天然橡膠、三元乙丙橡膠、聚乙烯、乙烯-辛 烯共聚物(POE)或異戊橡膠等中的一種。前述吸水導(dǎo)濕無紡布的制備方法，包括以下的步驟1)將天然植物纖維、聚丙烯樹脂粒料、相容劑、抗氧劑和增韌填料按上述組份和重 量比備料；2)將天然植物纖維粉碎成粒度為50 220目的粉料，在40 50°C條件下烘干；3)將聚丙烯樹脂粒料干燥后與天然纖維粉料、相容劑、抗氧劑和增韌填料混合，攪 拌均勻；然后采用防粘法制造，獲得所述的內(nèi)層；4)另取一份聚丙烯樹脂粒料采用高速紡絲技術(shù)制備出細(xì)旦短纖維無紡布，獲得所 述的外層；5)采用熱軋復(fù)合技術(shù)將內(nèi)層和外層復(fù)合，制備出雙層型吸水導(dǎo)濕無紡布。需要說明的是，上述防粘法為常規(guī)技術(shù)手段，因此，本發(fā)明不再對這一部分內(nèi)容進(jìn) 行詳細(xì)撰述，其一般包括如下的幾個(gè)步驟擠壓熔融、過濾除雜、計(jì)量紡絲、冷卻牽伸、成網(wǎng) 熱軋和輥冷收卷。本發(fā)明中，擠壓熔融溫度為150 230°C，熔體流動(dòng)速度10 50g/10min， 牽引倍數(shù)1. 5 4倍，卷繞速度20 250m/min。與防粘法相同，步驟4中用聚丙烯樹脂粒 料制備出細(xì)旦短纖維無紡布的步驟也是常規(guī)技術(shù)手段，其一般包括如下的幾個(gè)步驟擠壓 熔融、過濾除雜、計(jì)量紡絲、冷卻成形、高速預(yù)拉伸、成網(wǎng)熱軋和卷繞，在本發(fā)明中，擠壓熔融 溫度為180 230°C，牽引倍數(shù)3 6倍，卷繞速度800 3500m/min。步驟5中的熱軋復(fù)合 技術(shù)包括如下的幾個(gè)步驟熱軋復(fù)合、冷卻牽引和收卷，本發(fā)明中，熱軋溫度為50 90°C， 卷繞速度10 150m/min。上述制備方法的工藝流程如圖1中所示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的特點(diǎn)本發(fā)明制備的吸水導(dǎo)濕無紡布采用天然纖維/聚丙烯復(fù)合材料無紡布與聚丙烯 細(xì)旦無紡布復(fù)合而成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)輕(克重10 250g/m2)、韌性好、吸水率高、導(dǎo)濕 性好等優(yōu)點(diǎn)，且具有原料來源廣泛、可降解環(huán)保的特點(diǎn)，其市場前景廣闊，可應(yīng)用于服裝、裝 飾、包裝等行業(yè)，如制備透氣導(dǎo)濕衣服、頭套、鞋套，桌布、窗布、室內(nèi)用品等。


圖1為導(dǎo)濕無紡布工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例按表1中的組分和重量比取干燥后的聚丙烯樹脂粒料、天然纖維、相容劑、抗氧劑 和增韌材料。將木棉粉碎成粒度為50 220目的粉料，在45°C條件下烘干，而后向其中加入聚丙烯樹脂粒料、相容劑、抗氧劑和增韌材料混合均勻，經(jīng)擠壓熔融、過濾除雜、計(jì)量紡絲、 冷卻牽伸、成網(wǎng)熱軋和輥冷收卷步驟(其中，擠壓熔融溫度為150 230°C，熔體流動(dòng)速度 10 50g/10min，牽引倍數(shù)1. 5 4倍，卷繞速度20 250m/min)，獲得雙層吸水導(dǎo)濕無紡 布的內(nèi)層。另取聚丙烯樹脂粒料適量，將聚丙烯樹脂粒料在70 90°C烘干后，經(jīng)擠壓熔融、 過濾除雜、計(jì)量紡絲、冷卻成形、高速預(yù)拉伸、成網(wǎng)熱軋和卷繞步驟(其中，擠壓熔融溫度為 180 230°C，牽引倍數(shù)3 6倍，卷繞速度800 3500m/min)，獲得雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的 外層。其中擠壓熔融溫度180 230°C，牽引倍數(shù)3 6倍，卷繞速度800 3500m/min。獲得的內(nèi)層和外層經(jīng)熱軋復(fù)合、冷卻牽引和收卷步驟(其中，熱軋溫度為50 90°C，卷繞速度10 150m/min)，獲得雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的成品。該無紡布按國標(biāo)GB/ T1034-1998測試其吸濕率為11%。表1實(shí)施例中導(dǎo)濕無紡布內(nèi)層不同組分的用量、工藝參數(shù)及導(dǎo)濕性能
權(quán)利要求
1.雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，其特征在于，它包括通過熱軋復(fù)合法復(fù)合的具有吸濕性能的 內(nèi)層和將所述內(nèi)層中吸附的水份導(dǎo)出的外層；所述內(nèi)層由主要包括以下的重量份配比的組 分制備天然植物纖維10 50份、聚丙烯樹脂粒料45 80份、相容劑1 6份、抗氧劑 0. 5 3份和增韌填料2 10份；所述外層的纖維規(guī)格為0. 6 0. 8旦、并由聚丙烯樹脂 粒料制備而成的聚丙烯細(xì)旦短纖維無紡布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，其特征在于所述天然植物纖維為 棉、木棉、麥稈、稻稈、大豆纖維或蘆葦稈中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，其特征在于所述相容劑為聚丙烯 接枝改性馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、聚乙烯接枝馬來酸酐、馬來酸酐、羧甲基纖素或甲 基丙烯酸甲酯的接枝共聚物中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，其特征在于所述抗氧劑選自受阻 酚類、亞磷酸酯類或硫代二丙酸酯類抗氧劑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，其特征在于所述抗氧劑選自2， 2'-亞甲基雙甲基-6-叔丁基苯酚)、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸) 季戊四醇酯、2，2'-硫代雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]、N，N' _1，6_亞 已基-雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰胺]、雙(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇 二亞磷酸酯或亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一種或二種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布，其特征在于所述增韌填料為天然 橡膠、三元乙丙橡膠、聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物或異戊橡膠中的一種。
7.—種雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的制備方法，其特征在于，包括以下的步驟1)將天然植物纖維、聚丙烯樹脂粒料、相容劑、抗氧劑和增韌填料按權(quán)利要求1、2、、3、 4、5或6中的組份和重量比備料；2)將天然植物纖維粉碎成粒度為50 220目的粉料，在40 50°C條件下烘干；3)將聚丙烯樹脂粒料干燥后與天然纖維粉料、相容劑、抗氧劑和增韌填料混合，攪拌均 勻；然后采用防粘法制造，獲得所述的內(nèi)層；4)另取一份聚丙烯樹脂粒料制備出細(xì)旦短纖維無紡布，獲得所述的外層；5)采用熱軋復(fù)合技術(shù)將內(nèi)層和外層復(fù)合，制備出雙層型吸水導(dǎo)濕無紡布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的一種雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的制備方法，其特征在于所述 防粘法的擠壓熔融溫度為150 230°C，熔體流動(dòng)速度10 50g/10min，牽引倍數(shù)1. 5 4 倍，卷繞速度20 250m/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的一種雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的制備方法，其特征在于，步驟4 用聚丙烯樹脂粒料制備出細(xì)旦短纖維無紡布的步驟中，擠壓熔融溫度為180 230°C，牽引 倍數(shù)3 6倍，卷繞速度800 ;3500m/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的一種雙層吸水導(dǎo)濕無紡布的制備方法，其特征在于，步驟 5的熱軋復(fù)合技術(shù)中，熱軋溫度為50 90°C，卷繞速度10 150m/min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙層吸水導(dǎo)濕無紡布及其制備方法，它包括通過熱軋復(fù)合法復(fù)合的具有吸濕性能的內(nèi)層和將所述內(nèi)層中吸附的水份導(dǎo)出的外層所述內(nèi)層由主要包括以下的重量份配比的組分制備天然植物纖維10～50份、聚丙烯樹脂粒料45～80份、相容劑1～6份、抗氧劑0.5～3份和增韌填料2～10份；所述外層的纖維規(guī)格為0.6～0.8旦、并由聚丙烯樹脂粒料制備而成的聚丙烯細(xì)旦短纖維無紡布。本發(fā)明提供的雙層吸水導(dǎo)濕無紡布具有重量輕、韌性好、可降解、吸水率高、導(dǎo)濕性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B32B7/08GK102071539SQ200910262608
公開日2011年5月25日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者張良俊, 戴李宗, 桂銀太, 邢淑敏 申請人:廈門創(chuàng)業(yè)人環(huán)?？萍加邢薰?br>