[发明专利]一种聚酯微/纳米纤维非织造材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于非织造材料的制备领域，特别是涉及一种聚酯微/纳米纤维非织造材料的制备方法。

背景技术

在众多的化学纤维新产品中，超细纤维制品以其独特的性能而风靡国际市场，世界各大公司竞相开发，不断推出新产品，超细纤维的市场被日益看好。同时，超细纤维被成功的应用于非织造材料产品上，令非织造材料品质得到了很大的提升，拓展了非织造材料的应用领域。用超细纤维制成的非织造材料具有以下特性：①纤维直径小，弯曲刚度很小，手感特别柔软；②纤维比表面积大，吸附性增强，去污力提高，具有极强的清洁过滤功能；③纤维直径小，单位面积内纤维根数多，覆盖性、膨松性好，具有突出的防水透气效果。正是由于超细纤维赋予非织造材料的卓越特性，使得超细纤维非织造材料在液体或空气过滤、功能防护服、合成革、高效清洁材料等方面均有广泛应用。在非织造材料所使用的原料中，化学纤维约占85％，天然纤维约占15％。而聚酯占化学纤维的一半强，在非织造材料领域中具有相当的市场竞争能力。因此，随着超细纤维非织造材料发展及应用的不断拓展，超细聚酯纤维显得尤为重要。

目前非织造材料中所用超细纤维的制备方法主要有：超倍拉伸法、双组分复合纺丝法、直接纺丝法等。但是这些方法普遍存在着产量低、设备投资大，并且制备出的纤维细度受到限制等问题。如超拉伸法的后拉伸工艺控制不稳定、设备产率低、难以适应大规模生产。双组分复合纺丝主要包括“定岛”和“不定岛”两种“海—岛”型纺丝法，聚酯超细纤维利用“定岛”和“不定岛”方法制备均有报道，然而在溶解基体组分时回收困难，排放对环境造成污染，而且采用“定岛”型纺丝时，纺丝组件构造复杂、加工难度高、设备投资大。直接纺丝法中最常用的是静电纺丝法和熔喷法，但是静电纺丝法的效率低，而且主要针对溶液体系；而熔喷法仅获得微米和超微米尺寸的超细纤维等。上述这些问题使得聚酯超细纤维非织造材料的研究开发受到很大影响。所以，需要研究开发高效可控、且环境友好的方法，来开发和制备聚酯超细纤维及其非织造材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚酯微/纳米纤维非织造材料的制备方法，本发明方法简便易行，高效可控、环境友好。

本发明的一种聚酯微/纳米纤维非织造材料的制备方法，包括：

(1)将高聚物与纤维素酯以1：2.3-20的质量比共混，经双螺杆挤出机熔融纺丝，在300—800m/min的卷绕速度下卷绕，形成在纤维素酯基体中呈微/纳米尺度分散的聚酯/纤维素酯多组分体系纤维；

(2)通过溶剂将聚酯/纤维素酯多组分体系纤维中的纤维素酯溶解去除，得连续热塑性高聚物微/纳米纤维集合体，梳理机梳理、交叉铺网形成蓬松纤网，再经水刺、针刺或热压的加固成型方法得到非织造材料。

所述的步骤(1)中高聚物为热塑性共聚物或共混物，其占多组分体系纤维的2.5-30wt％；纤维素酯为乙酸丁酸纤维素酯。

所述的步骤(1)中高聚物为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸—间苯二甲酸乙二酯。

所述的步骤(1)中纺丝条件为纺丝温度：250-280℃；喷丝板：36×0.3mm或20×0.2mm；冷却条件：中等环吹风或强环吹风。

所述的步骤(2)中溶剂为丙酮、甲醇或乙醇，加水沉淀后能回收纤维素酯，溶剂/水混合体系经蒸馏能回收利用，优选丙酮为溶剂。

所述的步骤(2)中高聚物微/纳米纤维集合体的直径为50-500nm。

所述的步骤(2)中的梳理机可采用盖板-罗拉式，纵向针数选择密区30—35行，稀区10—15行；纵向针根距选择密区0.35-0.55mm，稀区0.45-0.75mm；锡林速度为220-350r/min。

所述的步骤(2)中水刺的工艺条件为：喷水板孔径0.08mm，预刺水针压力15-25×10⁵Pa，主刺水针板压力30-50×10⁵Pa，网帘速度2-4m/min，水刺道数3-6道。

所述的步骤(2)为梳理成网过程，所得到超细纤维在宏观上表现聚集的形态，但是超细纤维之间的粘结力较弱，在梳理针布的梳理作用下会发生局部开纤。由于超细的纤维可能会缠绕在针布上，影响纤网的质量，所以采用“多点开松，柔和打击”的方式，适当增加打击点，降低打手的速度，减少打击力，以减少纤维的损伤和缠绕、降低梳理机的负荷、提高纤网的均匀度。