[发明专利]全降解聚乳酸纤维熔喷非织造布及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织材料非织造布领域，具体涉及一种全降解型聚乳酸纤维 熔喷非织造布产品以及其制备工艺。

背景技术

由于受到来自环保意识不断增强和石油等不可再生资源日益枯竭的双重 压力，生物可降解材料的开发与应用已成为人们关注的焦点之一。聚乳酸 (PLA)是采用玉米、小麦和马铃薯等可再生资源为原料制成，其产品环保， 使用后可以完全降解成CO₂和H₂O，同时具有可堆肥的能力，因此聚乳酸是 一种理想的可降解原料。

对聚乳酸的研究开发及应用，美国、日本及欧洲一些发达国家走在了其 它国家的前列。世界最大的PLA生产商美国Nature Works公司已成功开发出 商品名Ingeo^TM系列纤维级的聚乳酸切片，经熔融纺丝生产的聚乳酸纤维具有 一般合成纤维的特征，如较高的强度和伸长率，优良的回弹性和保形性，同 时又具有较好的亲水性和芯吸性，低燃烧性、烟尘小等优点，另外加工性能 和可纺性良好，所制成的聚乳酸产品具有与合成纤维制成的产品相近。

聚乳酸的这些优异性能促进了其在纺织业的应用，美日欧等发达国家的 一些大企业纷纷看好PLA市场，如除了Nature Works公司之外，日本东丽 (TORAY)、钟纺(Konebo)以及尤吉尼卡(Unitika)等公司相继开发出数 量众多的PLA产品，但这大都是采用熔融纺粘法生产出PLA纤维再经纺纱、 织造以及后处理等工序生产PLA产品，所采用的方法是传统纺织、非织造工 艺中的纺粘、针刺、水刺及热粘合等方法，而到目前为止还没有能采用熔喷 非织造布工艺生产PLA产品的公司，Dieter H.等人曾把PLA切片用 于熔喷工艺，通过研究认为聚乳酸可应用于熔喷工艺，但由于原料和工艺等 方面的问题，实验结果不理想，形成的纤网基本没用途。

我国对熔喷聚乳酸非织造布的研制和开发才刚刚开始，目前还没有企业 商业化生产，但有关学者、研究人员及企业已进行了试验，并已取得了一定 的成果。中国专利ZL200410017776.0中介绍了一种超细聚乳酸纤维非织造 布，它是利用熔喷工艺制成的非织造布，据称纤维细度可达2.7～9.07μm，定 量为44～123.7g/m²，厚度为0.645～1.339mm，其产品用来医疗过滤领域，其 纤网平均孔径在11.3865～24.9693μm，所给出的实例中血液中白细胞去除率 可达到99.934％。但由于白细胞直径通常在10μm以上，而细菌直径却仅为 0.3～5μm，故此法生产的非织造布对于细菌的过滤效果较差，几乎无过滤效 果，严重影响了该类产品的应用；且该熔喷非织造布纵横向强力小且不匀， 纵横强力比在1.5以上，实施例中有达到2.27；其在生产中其熔喷模头温度 较宽泛，产品性能变化大，该法实际应用中熔喷模头需保持在较高温度，造 成PLA切片的MFI值较低，熔融后的粘度较大，在纺丝时造成一定的困难， 并且出现较多的断丝、长丝不匀和纤网有云斑。天津工业大学的刘亚等人在 实验室中利用熔喷工艺制出了用于过滤材料的PLA非织造布，但所制出的非 织造布可能是由于切片或设备原因造成熔喷非织造不匀且有断丝出现，并且 其纤维挤出温度在220℃左右，这种高温极易造成PLA分解影响其拉伸效果。

发明内容

为了解决熔喷非织造布强力较低和纵横向强力比较大的缺点，同时进一 步提高其过滤效率，降低PLA熔喷模头处的挤出温度，减少纤维不匀、断丝 及纠缠率，并达到产业化生产的目的，本发明提供了一种全降解型聚乳酸纤 维熔喷非织造布。本发明采用熔喷专用聚乳酸切片，优化熔喷工艺参数特别 是模头温度控制和热空气参数，并对熔喷纤网进行热轧处理，本发明找出了 最佳熔喷模头温度180～185℃，在此温度下进行纺丝，所制成的熔喷非织造 布纤维细度在0.4～1.5dtex，即可达5μm以下，所生产的产品能对细菌过滤， 过滤效率可达到95％以上，其纤网强力、纵横比强力、均匀性有很大的提高， 并且产品用后具有良好的生物降解能力，同时具有生物堆肥的能力。

本发明的另一目的在于提供上述新型全降解PLA熔喷非织造布的制造 方法。该生产工艺具有容易操作及控制，稳定性良好，并且能够进行工业化 生产，所制出的熔喷非织造布均匀且质量稳定，可用来制作用即弃的医疗卫 生用品。

本发明的目的可以通过以下措施达到：