熔喷法作为一种重要的非织造加工方法,正不断地从加工设备、原材料的开发来拓展自己的发展空间,聚烯烃弹性材料的出现则在很大程度上促进了熔喷弹性材料的发展。综述了目前熔喷聚烯烃弹性材料的研发情况,指出其进一步重点发展的方向。
1熔喷弹性非织造材料
熔喷弹性非织造材料是以热塑性弹性体为原料,通过常规的熔喷法即聚合物挤压工艺生产而成的具有良好弹性和延伸性的非织造材料。其弹性的定义为:该材料在外力的作用下具有可延伸性,常规界定是材料的可伸长率不小于60%,在作用力去除后至少可以回复原伸长的55%。
熔喷弹性非织造材料的主要原料有聚氨酯弹性体、聚酷类弹性体、聚酞胺类弹性体、A-B-A型嵌段共聚物(B为弹性段)、聚醚酯、乙烯和a-烯烃共聚物。其中聚烯烃类弹性体不仅具有优良的物理机械性能,而且还具有良好的生物相容性,已广泛地应用在服装衬里、个人护理和医疗保健方面。弹性体的加工要从原材料、加工工艺及后处理着手,而弹性非织造材料的制造也是基于上述途径,按加工技术分类主要有:
(1)改变纤维网的组织结构来改善弹性;
(2)使用高卷曲纤维使材料弹性得以改善;
(3)直接使用弹性纤维;
(4)采用复合技术制成弹性非织造材料。
选用弹性聚烯烃切片作原料,使用复合技术将该弹性材料和其他原材料叠加,可形成性能优势互补的熔喷弹性聚烯烃非织造材料
2熔喷弹性聚烯烃非织造材料的优势
聚烯烃热塑性弹性体包含以下几种类型:
(1)无规嵌段共聚物,例如乙烯一a-烯烃共聚物;
(2)嵌段共聚物,例如氢化丁二烯-异戊二烯-丁二烯嵌段共聚物;
(3)立构嵌段共聚物,例如立构嵌段聚丙烯;
(4)接枝共聚物,例如聚异丁烯-聚苯乙烯EPDM-聚新戊内酯;
(5)共混物,例如EPM/iPP共聚物、动态硫化EPDM/结晶聚烯烃共混物。
[pagebreak]在熔喷法中使用最多的原料是聚丙烯切片,经过热处理和拉伸后,聚丙烯非织造材料具有一定弹性,但弹性不能持久。而利用聚氨酯类弹性体进行熔喷加工,则较高的价格限制了其应用范围,与目前庞大的市场需求有一定的矛盾。与其他聚合物相比较,弹性聚烯烃类原料优势十分突出,具体表现在:聚烯烃化学惰性好、密度小,成本低廉,所用单体均为基本化工原料,易于制取用熔喷弹性聚烯烃非织造材料制成的用品可以与穿戴者的身体或其他物品紧密地贴合在一起,增加了穿着和使用的舒适性,如用即弃型的婴儿尿布、女性卫生用品等。在服用方面如运动服装、女装,更能体现出人体的曲线美;可用作沙发垫衬物、装演用品等。在医用方面的应用更是日益增多,如用作医用绷带,良好的弹性使得伤口处在一定的作用力下,易于愈合,病人行动方便,感觉舒适,伤口愈合表面平整,疤痕小;在用于手套时,则使穿戴者穿戴合适,触觉灵敏,操作精确,感觉舒适,这在对于防污染要求很高的制药和电子工业是十分重要的。
3国内外熔喷弹性聚烯烃材料的研发
3.1国外情况
美国Kimberly-Clark公司首先生产出了熔喷法弹性非织造材料,由于其优良的性能和不可替
代性,该材料的研究和应用得到了蓬勃的发展。Kimberly-Clark公司开发了中间层以弹性熔喷层代替非弹性熔喷层的SMS产品,弹性熔喷层采用弹性聚烯烃热塑性聚合物材料,外层采用并列型聚乙烯/聚丙烯共扼双组分纺粘非织造材料,并通过热风或热轧的方式复合。因该产品由多种材料复合而成,在兼顾弹性的同时,其他方面性能也得到很好的互补,其最大的优势在于优良的贴身性和舒适性。
Minne sota MiningandM anufacturing公司用乙烯和a-烯烃共聚物为原料制成熔喷弹性非织造材料,其中a-烯烃最好是使用1-辛烯,该共聚物的密度小于0.9g/m3,熔点低于100摄氏度,后期用射线进行交联处理,其断裂伸长率不低于400%,微纤直径小于75}Lm,该弹性非织造材料具有经过改进的熔喷加工性能,故而在弹性、手感、悬垂性及力学性能方面可以弥补传统非织造材料的不足。
[pagebreak]美国专利USP1212033介绍了一种全弹性、可透气、抗渗的织物,其基本组成为一个非织造纤维网层,纤维网的原材料是弹性聚烯烃,面密度低于68g/m2,具有不小于0.4kPa的静水压。该织物可以视为一种层压品,即为SMS,SBL或NBL层压品。因为该织物兼顾舒适、透气和防渗特性,特别适合用作个人护理用品(如尿布、失禁用品和妇女卫生用品的防侧漏挡片)以及感染控制用品,也可以作为个人护理用品的衬里。
Exxon Chemical Patents公司的熔喷弹性非织造材料是由乙烯和其他烯烃类(含有3-20个碳原子的烯烃,如苯乙烯)的共聚物为原料加工制得,共聚物的密度为0.86一0.93g/m3,熔融指数(MFI)为10-1000g/10min,成品可用作窗帘材料。
(责任编辑:)