[发明专利]一种可生物降解的双组份低熔点复合纤维

说明书

所属技术领域

本专利涉及一种可生物降解双组份低熔点复合纤维。具体地说是一种聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/聚乳酸(PLA)的皮芯型双组份低熔点复合纤维。

背景技术

双组份低熔点复合纤维是一种热熔粘合纤维。热熔粘合纤维可以通过自身粘合或与其它纤维粘合形成非织造布。由于有了热熔粘合纤维，非织造布粘合加工实现了纤维自身粘合而无需任何化学胶的工艺突破，生产方法简便、无毒、无污染、能量消耗低、设备投资少、生产速度快。在非织造布的热粘合工艺的发展中，热熔粘合纤维的成功开发起到了关键的作用。

热熔粘合纤维，包括单组份热塑纤维和双组份低熔点纤维，由热塑性高分子材料制造。单组份热塑纤维主要是指目前使用的涤纶，锦纶，丙纶和乙纶等纤维，如表1。

低熔点纤维是非织造布中比主体纤维熔点低的纤维，例如涤纶纤维混和聚乙烯纤维生产非织造布，其中的聚乙烯纤维就是低熔点纤维；或通过共聚改性，将熔点降低到比原高分子材料的熔点低，或如CoPET等。低熔点纤维包括单组份低熔点纤维和双组份皮芯低熔点复合短纤维。

用于热粘合生产非织造布的双组份低熔点复合短纤维是一种皮芯型复合纤维，如图1。这种皮芯型复合纤维在制造非织造布时，通过控制加热温度，便皮层聚合物熔化，而芯层聚合物不熔化，非织造布中的纤维形态不会改变，可以保持纤维和纤维之间点-点粘合，防止了纤维织物的塑料化，保证产品纺织特性，产品透气性好，手感柔软，具有良好的使用性能。

双组份低熔点皮芯复合短纤维具有同心和偏心两种结构(图1)。一般地，同心结构的皮芯纤维制成的非织造布柔软性好，可用于生产制品的表面层。偏心结构的皮芯纤维制成的非织造布手感较硬，一般用于一次性卫生用品的导流层。

表1中，目前普遍使用的双组份低熔点皮芯复合短纤维主要有PE/PP，PE/PET，CoPET/PET，PE/PET，PA/PET，CoPE/PET等等，一般可以用于梳理成网非织造布和气流成网非织造布。在生产梳理成网非织造布时，使用100％复合纤维，以热风熔化纤维皮层，再粘合纤维，形成非织造布，或者使用10-25％低熔点复合短纤维与其它热塑型纤维按一定的比例混合，通过热轧形成非织造布，显然这些纤维和非织造布是不会生物降解。也可以使用10-25％普通低熔点复合短纤维与其它可生物降解纤维混合生产非织造布，例如棉纤维，粘胶纤维，木浆纤维和秸杆纤维等，尽管主体纤维是可生物降解，但是所使用的低熔点复合短纤维却不是可生物降解纤维，因此这样的非织造布还不能是可生物降解。

目前，可生物降解的热塑型聚合物主要有PBS，PLA，PHB，PBS等。

这些可生物降解聚合物可以进行单组份纺丝。聚合物聚丁二酸丁二酯(PBS)是一种化学合成的半结晶型的可生物降解聚酯，玻璃化转变温度Tg约为-38℃，熔点Tm约为113℃，和聚乙烯PE相近，制成的纤维具有良好的柔顺性。机械性能较好，加工性能良好，力学性能与聚烯烃PE，PP接近。易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢，最终降解成二氧化碳和水。基于PES的生物可降解性，其在塑料薄膜、食品包装、生物材料等方面有着巨大的发展前景。PES具有较好的体外降解性能，其薄膜在磷酸缓冲溶液中酶解12天时，失重明显，降解很快，在酶解24天后其降解失重达到79.91％。有研究报告提出了聚合物聚丁二酸丁二酯(PBS)熔融纺丝的方法.纺丝级PBS熔点范围一般为110-120℃范围。熔融指数范围15-50，最好是20-35(160℃，2.16KG)。纺丝温度150-160℃，纤维伸长150-280％，强度1.5-2.8g/D.PBS纤维强度略低，断裂伸长率高，纤维手感柔软。

聚合物聚乳酸(PLA)也是一种新型的生物降解材料，由可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。聚乳酸(PLA)具有良好的 物是聚乳酸PLA或其它可生物降解聚合物等。

特别地，本发明专利所涉及的复合纤维芯层聚合物聚乳酸(PLA)是一种商品化的L型聚乳酸(PLLA)。L型聚乳酸具有高度结晶性和纤维可纺丝性，制成的纤维强度高，是一种可纺性能好，工艺成熟，性能良好，经济性能和社会效益俱佳的新型纤维材料。

本发明专利所涉及的复合纤维聚乳酸(PLLA)熔点温度185℃，熔融指数20-40MFI，重均分子量10万以上，光学纯度99.0％

本发明专利所用原料组成其中一种组份至少10％(重量比)，也就是说PBS∶PLA范围是10∶90到90∶10。一般是30∶70-70∶30。最好是40∶60-60∶40。