一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法，其将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物形成超临界流体纺溶液；将纺丝溶液减压，并在高温下膨胀，然后将此形成的纺丝溶液从纺丝孔高速喷出，形成一束长丝；对长丝进行拉伸形成纤维束，纤维束均匀展开成网状蓬松结构，然后并通过静电环境，形成单丝纤维，通过改变单丝纤维的运行方向和速度获得纤维网；纤维网经过热压机初步定型后，通过导布辊将布料导入热轧机定型，形成无纺布。获得的产品性能更佳。佳。佳。

【技术实现步骤摘要】
一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法


[0001]本专利技术涉及非织布的制备
，尤其涉及一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法。

技术介绍

[0002]非织造布是一种不经纺纱和织造而成的织物，仅由定向或随机排列的纺织短纤维或长丝形成纤维网结构，通过机械或化学方法进行加固而成。非织造布突破了传统的纺织原理，具有工艺流程短、生产速度快、产量高、成本低、应用范围广、原料来源多等特点。近年来，非织造防护材料正日益受到人们的重视。防护材料主要用于制作防护服装、口罩、帽子、鞋套和帷帘等劳动防护用品。其应用领域包括医疗防护、工业防护、消防服装、防弹服装和登山、滑雪服等。
[0003]闪蒸纺丝是美国杜邦公司在上世纪50年代开发的一种超细纤维成网方法，并于1965年为该产品注册了商标Tyvek，1967年正式生产并进行。经过30多年不断地改进其工艺和技术，杜邦始终处在垄断的位置。闪蒸纺丝也称为瞬时纺丝，即将高聚物溶解在一定的溶剂中制成纺丝液，然后由喷丝孔喷出，由于溶剂的急剧挥发而使高聚物重新固化成纤维，所述纤维被吸附在成网帘上，直接形成纤网。
[0004]闪蒸法非织造布具备质量轻、强度高、耐撕裂、防水透湿、高阻隔、可印刷、可回收、可无害化处理等诸多特点，集合纸张、薄膜和布料的优点于一身，广泛应用于高值医疗器械包装、医疗防护、工业防护、工业包装、交通运输、建筑家装、特种印刷及文创产品等诸多领域。
[0005]闪蒸纺丝的纺丝溶液由成纤高聚物、主溶剂、副溶剂和一些添加剂组成，其所使用的成纤高聚物一般为结构比较规整的聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯及聚甲基戊烯等。聚甲基戊烯的熔点是235℃，与聚乙烯、聚丙烯相比有更高的使用温度，其它结构规整的高聚物，如尼龙和聚酯其熔点更高，但由于与之相适应的纺丝剂相当有限，故不能作为闪蒸纺丝的成纤高聚物。
[0006]所选择的主溶剂应该符合如下要求：1)在高于其常压沸点温度时能溶解成纤高聚物，而在低于其常压沸点时溶解度低于1％；2)在挤出温度下不与成纤高聚物发生反应；3)当温度范围为165～225℃、压强范围为3.5～10.3MPa的条件下能溶解成纤高聚物；4)若压强稍微减小能发生快速相分离,其中一相为富高聚物相；5)若压强进一步减小则瞬间蒸发。主溶剂沸点一般应在0～100℃范围内，有芳香烃(如苯、甲苯等)、脂肪烃(如丁烷、正己烷等)、脂环烃(如环己烷、不饱和烃)和卤化烃(如二氯甲烷、氯仿)等。副溶剂的作用为助溶，并能提高或降低纺丝溶液浊点压强.副溶剂包括烷烃、环烷烃、卤化烃、醇类等。
[0007]随时非织造布的应用，各个厂商不断研究，提升非织造布强度，满足各个厂商的需求。
[0008]因此，有必要提供一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法来提高材料的优异性。

技术实现思路

[0009]针对上述技术问题，专利技术提供了一种高阻隔防护材料的制备方法，获得优异阻隔性的医用防护材料。
[0010]为到达上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法，其方法包括：
[0011]将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物形成超临界流体纺溶液；将纺丝溶液减压，并在高温下膨胀，然后将此形成的纺丝溶液从纺丝孔高速喷出，形成一束长丝；对长丝进行拉伸形成纤维束，纤维束均匀展开成网状蓬松结构，然后并通过静电环境，形成单丝纤维，通过改变单丝纤维的运行方向和速度获得纤维网；纤维网经过热压机初步定型后，通过导布辊将布料导入热轧机定型，形成无纺布。
[0012]将CO2气体通过调节温度和压力，使CO2气体达到超临界状态；然后将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物以预设重量比一起注入到螺杆挤出机中进行混合，调节螺杆挤出机的保持CO2气体超临界状态所需的温度和压力使超临界CO2和高密度聚乙烯形成纺丝溶液。
[0013]将所述纺丝溶液进入减压室内，通过调整纺丝液供给管道和减压室的压强使得纺丝溶剂在高温下急剧膨胀，且CO2由超临界状态转为普通气态，同时成纤高聚物冷却固化。
[0014]所述纤维束受一旋转变流器的阻挡，将改变方向而喷向下方的传送带；在旋转变流器上装有护罩，护罩上面的凹口内装有呈放射状分布的多个放电针头，当放射针头外接高压电源时，接地的导电板与之形成静电场；纤维在静电的作用下相互排斥使得其在纤维网中保持单丝状态。
[0015]所述旋转变流器移动，所述护罩的夹持纤维网，使得整张纤维网沉积在接地的传送带上，控制好旋转变流器的移动速度和传送带的传送速度，在传送带上形成厚度不同纤维网。
[0016]本专利技术的有益技术效果在于，通过CO2超临界状态的转变，在纺丝过程中，实现了CO2与纤维的快速分离。超临界CO2本身无毒无害，不易燃，化学性质稳定且惰性，气体价格低廉，对环境友好，且获得的产品性能更佳。
附图说明
[0017]图1为本专利技术利用超临界二氧化碳制备非织造布与现有非织造布性能对比图。
具体实施方式
[0018]下面将结合附图，对专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提供一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法，所述方法包括如下步骤：
[0020]步骤S10，将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物形成超临界流体纺丝液。
[0021]具体的，先将CO2气体通过调节温度和压力，使CO2气体达到超临界状态(温度超过31.1℃，压力超过7.38MPa)。然后将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物以一定重量比一起注入
到螺杆挤出机中进行混合，调节螺杆挤出机的温度和压力(温度保持220
‑
280℃，压力保持在7.38
‑
20MPa之间)，使超临界CO2和高密度聚乙烯形成纺丝溶液。
[0022]实施方式，将超临界CO2流体和高密度聚乙烯以重量比2：1的比例一起注入到螺杆挤出机中进行混合，螺杆挤出机筒内的起始温度保持在250℃，压力保持在7.5MPa。通过螺杆的转动，使超临界CO2和高密度聚乙烯充分融合，形成纺丝溶液。
[0023]然后将该超临界状态的纺丝溶液在高压(大于20MPa)的作用下注入高压釜内，调节高压釜内的温度和压强(温度保持230
‑
250℃，压力保持在7.38
‑
20MPa之间)，使纺丝溶液处于超临界CO2状态下的溶解状态下。
[0024]步骤S20，将纺丝溶液减压，并在高温下膨胀，然后将此形成的纺丝溶液从纺丝孔高速喷出，形成一束长丝。
[0025]具体的，纺丝溶液进入减压室内，通过调整纺丝液供给管道和减压室的压强使得纺丝溶剂在高温下急剧膨胀，并且CO2由超临界状态转为普通气态，同时成纤高聚物冷却固化(还具有流动性)；纺丝溶液因为迅速进入减压室发生相分离，减压室内装有压强传感器以控制压强，纺丝溶液快速经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：步骤S10，将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物形成超临界流体纺溶液；步骤S20，将纺丝溶液减压，并在高温下膨胀，然后将此形成的纺丝溶液从纺丝孔高速喷出，形成一束长丝；步骤S30，对长丝进行拉伸形成纤维束，纤维束均匀展开成网状蓬松结构，然后并通过静电环境，形成单丝纤维，通过改变单丝纤维的运行方向和速度获得纤维网；步骤S40，纤维网经过热压机初步定型后，通过导布辊将布料导入热轧机定型，形成无纺布。2.如权利要求1所述的利用超临界二氧化碳制备非织造布的方法，其特征在于：上述步骤S10中，将CO2气体通过调节温度和压力，使CO2气体达到超临界状态；然后将超临界CO2流体和聚烯烃高聚物以预设重量比一起注入到螺杆挤出机中进行混合，调节螺杆挤出机的保持CO2气体超临界状态所需的温度和压力使超临界CO2和高密度聚乙烯形成纺丝溶液。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁喜龙，
申请(专利权)人：苏州超唯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：