專利名稱：：一種超細(xì)熔噴無紡布混合材料、其制備的熔噴無紡布及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種超細(xì)熔噴無紡布混合材料、其制備的熔噴無紡布及其制造方法。
背景技術(shù)：
：超細(xì)熔噴無紡布在高效濾材領(lǐng)域需求量與日俱增，現(xiàn)階段制備超細(xì)熔噴無紡布對設(shè)備的要求很高，目前只有萊芬、紐瑪格、立達(dá)、法瑞、希爾斯等幾家國外設(shè)備制造商可以制造高性能的設(shè)備。如萊芬公司在高端過濾領(lǐng)域應(yīng)用的熔噴法非織造布技術(shù)，在紡絲和牽伸上做了改良，通過改變纖網(wǎng)孔徑、織物蓬松性或纖維直徑等性能指標(biāo)滿足工業(yè)的需求。希爾斯公司重點(diǎn)推出了接近納米級別的熔噴生產(chǎn)系統(tǒng)，據(jù)稱利用高熔融指數(shù)的PP原料和特殊的模頭，其紡制出的熔噴絲平均纖度為250nm，纖度范圍在25400nm之間，其特殊的模頭采用的噴絲板孔數(shù)為100孔/inch或者更高，孔與孔的中心距為0.115ram，孔的直徑為O.llmm。為達(dá)到制備超細(xì)纖維的目的，各公司都要求加工的熔噴模頭噴絲孔直徑及孔中心距盡可能小，但這樣的模頭使得熔體的擠出壓力過高，在出口處易發(fā)生擠出脹大現(xiàn)象，導(dǎo)致纖維并絲，產(chǎn)品質(zhì)量下降。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，國外公司都采用特殊技術(shù)制備了高長徑比的熔噴模頭，部分企業(yè)模頭長徑比甚至高達(dá)60:1，制備這種高長徑比的熔噴模頭對機(jī)加工技術(shù)、設(shè)備提出了極高的要求。國內(nèi)受機(jī)加工水平的限制，設(shè)備精度很難達(dá)到制備高長徑比熔噴模頭的要求，國內(nèi)一般熔噴模頭噴絲板長徑比為通常為15:l或20:l。雖然使用高熔融指數(shù)的熔噴專用料可以降低熔噴過程中的熔體脹大行為所導(dǎo)致的并絲現(xiàn)象，但由于部分應(yīng)用領(lǐng)域?qū)V材強(qiáng)度提出一定的要求，而高熔融指數(shù)的熔噴專用料所制備的濾材強(qiáng)度較低，不能滿足使用要求。專利申請200610130079.5公開了一種雙組份熔噴非織造布，其由PP和PET按照3070:7030的比例混合加工而成，從而改善現(xiàn)有熔噴非織造布的彈性、強(qiáng)度和耐用性。但該專利申請采用的卻是將兩種材料分別擠出，從而形成一種并列型雙組份熔噴非織造布。這兩種材料是分開來并列排列的。該方案仍然不能解決噴絲工藝的復(fù)雜性問題。有鑒于此，特提出本發(fā)明，通過對原料進(jìn)行改性，降低熔體從噴絲板出來時的脹大率，利用常規(guī)長徑比的噴絲板實現(xiàn)超細(xì)熔噴無紡布的制備。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的之一在于提供一種超細(xì)熔噴無紡布混合材料，利用該材料制備熔噴無紡布時可以降低熔體從噴絲板擠出時的出口脹大率；本發(fā)明另一目的在于提供一種用上述材料制備的熔噴無紡布，這種無紡布具有良好的強(qiáng)度；本發(fā)明再一目的是提供上述熔噴無紡布的制備方法，這種方法可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的普通模頭，而避免使用進(jìn)口的昂貴設(shè)備。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種超細(xì)熔噴無紡布用混合材料，所述混合材料用于制備超細(xì)熔噴無紡布，其包括聚丙烯I和聚丙烯II，所述聚丙烯I為熔融指數(shù)80400g/10min的聚丙烯，優(yōu)選為150400g/10min的聚丙烯，所述聚丙烯II為熔融指數(shù)8002000g/10min的聚丙烯，優(yōu)選為12001600g/10min的聚丙烯；所述聚丙烯I和聚丙烯II重量比為10:9090:10，優(yōu)選重量比為25:7575:25;更優(yōu)選重量比為40:6060:40。本發(fā)明采用特定熔融指數(shù)范圍內(nèi)的兩種聚丙烯制成混合材料，這種材料可以改善普通無紡布用聚丙烯材料脹大率高的問題，在擠出時不會因脹大而發(fā)生并絲現(xiàn)象，同時能保持無紡布的強(qiáng)度。一種應(yīng)用前面所述混合材料制備的熔噴無紡布，所述無紡布由前面混合纖維進(jìn)行制備。使用高熔融指數(shù)的聚丙烯材料生產(chǎn)熔噴無紡布雖然也能夠克服脹大率高的問題，但制得的纖維強(qiáng)度低，這種無紡布極易破損，限制了其更廣泛的應(yīng)用。同時也會因易破經(jīng)常需要更換，而給使用者帶來不便，并加重使用者的經(jīng)濟(jì)成本。而應(yīng)用本發(fā)明所述聚丙烯混合材料制備的熔噴無紡布強(qiáng)度大大加強(qiáng)，耐用性得到了很大的提升。根據(jù)前面所述的熔噴無紡布，所述無紡布縱向拉伸強(qiáng)度350750CN，橫向拉伸強(qiáng)度150350CN;優(yōu)選縱向拉伸強(qiáng)度550700CN,橫向拉伸強(qiáng)度270300CN。4采用本發(fā)明所述材料制備的熔噴無紡布，其抗拉強(qiáng)度比單一組分制備的無紡布有明顯增強(qiáng)，拓展了其使用領(lǐng)域。根據(jù)前面所述的熔噴無紡布，所述熔噴無紡布纖維直徑為0.0120微米；優(yōu)選0.110微米。一種制備前面所述混合纖維的方法，包括如下步驟(1)將聚丙烯I和聚丙烯II按重量比10:9090:IO混合后，優(yōu)選按重量比25:7575:25，更優(yōu)選按重量比40:6060:40混合后，進(jìn)行造粒；(2)將上述造粒得到的顆粒料經(jīng)過擠出機(jī)加熱熔融后，經(jīng)熔體分配流道由模頭上的噴絲孔擠出，經(jīng)熱氣流超倍牽伸，超細(xì)化的纖維冷卻固化沉積于集網(wǎng)裝置上，收巻成網(wǎng)，即得到熔噴無紡布。這里步驟(1)所述的混合、造粒均可參照現(xiàn)有技術(shù)。根據(jù)前面所述的方法，步驟(l)所述造粒為雙螺桿造粒，螺桿溫度控制在100245。C，優(yōu)選130195°C。根據(jù)前面所述的制備方法，步驟(2)所述模頭的噴絲板長徑比為目前國內(nèi)通常使用的普通熔噴設(shè)備模頭長徑比，其中較為常見的長徑比為io:i20:i，最優(yōu)選的長徑比為15:1。根據(jù)前面所述的制備方法，其特征在于，歩驟(2)所述熱氣流溫度控制在100400°C，優(yōu)選200350。C，更優(yōu)選250300°C;所述氣體壓力控制在0.10.6MPa，優(yōu)選0.20.4MPa。根據(jù)前面所述的制備方法，步驟(2)所述擠出機(jī)控制溫度為100300°C，優(yōu)選150285°C;所述分配流道溫度控制在20030(TC，優(yōu)選240285。C;所述模頭溫度控制在200300°C，優(yōu)選240285°C。普通的聚丙烯材料需要很高長徑比，一般需要長徑比高達(dá)60:1的模頭進(jìn)行噴絲，而具備這種模頭的設(shè)備非常昂貴，無疑增加了熔噴無紡布的生產(chǎn)成本。采用了本發(fā)明所述的混合材料，即由重量比為10:9090:10，優(yōu)選重量比為25:7575:25;更優(yōu)選重量比為40:6060:40的聚丙烯I和聚丙烯II組成的混合材料，可以使用普通長徑比為io:120:i的模頭進(jìn)行無紡布的生產(chǎn)。而所述聚丙烯i為熔融指數(shù)80400g/10min的聚丙烯，優(yōu)選為150400g/10min的聚丙烯，所述聚丙烯II為熔融指數(shù)8002000g/10min的聚丙烯，優(yōu)選為12001600g/10min的聚丙烯。這種方法生產(chǎn)出來的熔噴無紡布成本低，價格合理，且無紡布產(chǎn)品質(zhì)量好，強(qiáng)度高，應(yīng)用領(lǐng)域更加寬廣。綜上所述，本發(fā)明技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明所述材料與常規(guī)熔噴材料相比，能夠減小從噴絲孔擠出時的出口脹大率，減少并絲現(xiàn)象的發(fā)生；(2)加工成本低，應(yīng)用本發(fā)明所述混合纖維制造熔噴無紡布無需使用特殊設(shè)備；(3)本發(fā)明得到的無紡布纖徑小，強(qiáng)度好；(4)本發(fā)明得到的無紡布具有更小的纖網(wǎng)孔徑和更好的過濾性能，可以滿足多種領(lǐng)域的應(yīng)用要求。具體實施例方式下面的實施例將對本發(fā)明作更具體的解釋，但本發(fā)明并不僅僅局限于這些實施例，同樣這些實施例也不以任何方式限制本發(fā)明。實施例1-9超細(xì)熔噴無紡布的專用料的制備方法聚丙烯i，聚丙烯n，見表i。兩種原料共混比例按表2中所列共混，經(jīng)雙螺桿造粒，螺桿溫度控制在13(TC195'C。表1兩種原料熔融指數(shù)(g/10min)實施例123456789I80200370150400300100250350II15001200100012001500160018002000800表2兩種原料共混比例(％)實施例123456789I253040506070759010II7570605040302510卯超細(xì)熔噴無紡布的制備方法:6將表1所述不同熔融指數(shù)的聚丙烯I、II按照相對應(yīng)的表2所述的比例混合造粒后，所述混合造粒為現(xiàn)有技術(shù)的任意混合造粒。將得到的顆粒通過擠出機(jī)加熱成熔融狀態(tài)后，經(jīng)熔體分配流道到達(dá)模頭前端的噴絲孔擠出。噴射氣體壓力、氣體溫度見表3所列。噴射氣體將從噴絲孔擠出的纖維進(jìn)行超倍牽伸，形成超細(xì)纖維，最后經(jīng)收集裝置制成定量的超細(xì)纖維織物。所述模頭的噴絲板長徑比為io:120:i?；蛘邔⒈?所述不同熔融指數(shù)的聚丙烯I、II按照相對應(yīng)的表2所述的比例混合后用雙螺桿造粒造粒，螺桿溫度控制在100245'C范圍之間，如果能夠控制在130195'C之間，效果會更加理想。所述混合為現(xiàn)有技術(shù)的任意混合，造粒過程也可參考現(xiàn)有技術(shù)。將得到的顆粒通過擠出機(jī)加熱成熔融狀態(tài)后，經(jīng)熔體分配流道到達(dá)模頭前端的噴絲孔擠出。擠出機(jī)溫度、流道溫度、模頭溫度、噴射氣體壓力、氣體溫度見表3所列。噴射氣體將從噴絲孔擠出的纖維進(jìn)行超倍牽伸，形成超細(xì)纖維，最后經(jīng)收集裝置制成定量的超細(xì)纖維織物。所述模頭的噴絲板長徑比為召前常用普通噴絲模頭噴絲板任意長徑比。表3主要工藝條件和纖維參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例10用本發(fā)明中描述的混合材料制備若干批次無紡布，并挑選出部分具有代表性的列舉其強(qiáng)度范圍如下表4、本發(fā)明無紡布強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注無紡布克重為45g/m:比較例1為說明本發(fā)明所述無紡布具有普通材料制備的無紡布無法比擬的性能，特將本發(fā)明所述材料得到的熔噴無紡布同普通材料得到的熔噴無紡布進(jìn)行強(qiáng)度測試實驗，并列舉不同熔融指數(shù)單一聚丙烯材料制備的無紡布強(qiáng)度范圍如下表5、不同熔融指數(shù)單一聚丙烯材料制備的無紡布強(qiáng)度及出口脹大率對比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注無紡布克重為45g/m:由上表可看出，盡管采用較高熔融指數(shù)的單一聚丙烯材料制備熔噴無紡布也可使得纖維絲噴出時具有較低脹大率，但制成的無紡布拉伸強(qiáng)度明顯低于本發(fā)明所述的熔噴無紡布。這種單一材料的無紡布更加容易損壞，且其應(yīng)用范圍也更小一些。其它熔融指數(shù)范圍內(nèi)的雙組分聚丙烯材料制備的無紡布強(qiáng)度為表6、其它熔融指數(shù)范圍的雙組分聚丙烯材料制備的無紡布強(qiáng)度及出口脹大率對比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在上面的表格中，當(dāng)脹大率超過1.20時，噴絲會發(fā)生并絲而嚴(yán)重影響無紡布質(zhì)。權(quán)利要求1、一種超細(xì)熔噴無紡布混合材料，其特征在于，所述混合材料用于制備超細(xì)熔噴無紡布，其包括聚丙烯I和聚丙烯II，所述聚丙烯I為熔融指數(shù)80～400g/10min的聚丙烯，優(yōu)選為150～400g/10min的聚丙烯，所述聚丙烯II為熔融指數(shù)800～2000g/10min的聚丙烯，優(yōu)選為1200～1600g/10min的聚丙烯；所述聚丙烯I和聚丙烯II重量比為10∶90～90∶10，優(yōu)選重量比為25∶75～75∶25；更優(yōu)選重量比為40∶60～60∶40。2、一種應(yīng)用權(quán)利要求l所述混合材料制備的熔噴無紡布，其特征在于，所述無紡布由權(quán)利要求1所述混合材料進(jìn)行制備。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔噴無紡布，其特征在于，所述無紡布縱向拉伸強(qiáng)度350750CN，橫向拉伸強(qiáng)度150350CN;優(yōu)選縱向拉伸強(qiáng)度550700CN，橫向拉伸強(qiáng)度270300CN。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔噴無紡布，其特征在于，所述熔噴無紡布纖維直徑為0.120微米；優(yōu)選O.110微米。5、一種制備權(quán)利要求24任意一項所述熔噴無紡布的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將聚丙烯I和聚丙烯II按重量比10:9090:IO混合后，優(yōu)選按重量比25:7575:25，更優(yōu)選按重量比40:6060:40混合后，進(jìn)行造粒；(2)將上述造粒得到的顆粒料經(jīng)過擠出機(jī)加熱熔融后，經(jīng)熔體分配流道由模頭上的噴絲孔擠出，經(jīng)熱氣流超倍牽伸，超細(xì)化的纖維冷卻固化沉積于集網(wǎng)裝置上，收巻成網(wǎng)，即得到熔噴無紡布。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述造粒為雙螺桿造粒，螺桿溫度控制在100245'C，優(yōu)選130195°C。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述熱氣流溫度控制在10040(TC，優(yōu)選20035(TC，更優(yōu)選25030(rC;所述氣體壓力控制在0.l0.6MPa，優(yōu)選0.20.4MPa。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述擠出機(jī)控制溫度100300°C,優(yōu)選150285°C;所述分配流道溫度控制在20030(TC，優(yōu)選240285°C;所述模頭溫度控制在20030(TC，優(yōu)選240285。C。全文摘要本發(fā)明提供一種超細(xì)熔噴無紡布混合材料、其制備的熔噴無紡布及其制造方法。本發(fā)明所述超細(xì)熔噴無紡布材料為包括聚丙烯I和聚丙烯II，所述聚丙烯I為熔融指數(shù)80～400g/10min的聚丙烯，所述聚丙烯II為熔融指數(shù)800～2000g/10min的聚丙烯；所述聚丙烯I和聚丙烯II重量比為10∶90～90∶10，優(yōu)選為25∶75～75∶25。本發(fā)明所述混合纖維制備方法為將聚丙烯I和聚丙烯II混合后，進(jìn)行造粒，將造粒得到的顆粒熔融后，經(jīng)熔體分配流道由模頭上的噴絲孔擠出，經(jīng)熱氣流超倍牽伸而成。應(yīng)用本發(fā)明提供的超細(xì)熔噴無紡布材料生產(chǎn)熔噴無紡布可以避免使用昂貴的特殊設(shè)備，生產(chǎn)出的無紡布強(qiáng)度高、不易破損。文檔編號D01F8/06GK101665993SQ200810119520公開日2010年3月10日申請日期2008年9月2日優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日發(fā)明者劉寶龍,張明明,王燕飛,軍田,欣羅,遲克棟,韓朝陽申請人:中國紡織科學(xué)研究院;中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院