熔喷弹性聚烯烃非织造材料的研发与应用

综述.产业用纺织品总第192期熔喷弹性聚烯烃非织造材料的研发与应用付小栓柯勤飞金(东华大学纺织学院，上海200051)摘要: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。关键词:熔喷法，聚烯烃弹性材料,研发,应用中图分类号:TS176.9;TQ342.6文 献标识码:A文章编号:1004 -7093(2006)09 -0004 -03(4)采用复合技术制成弹性非织造材料5)。1熔喷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,可形成性能优势互熔喷弹性非织造材料是以热塑性弹性体为原补的熔喷弹性聚烯烃非织造材料4.1。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2熔喷弹性聚烯烃非织造材料的优势性的定义为: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% ,在作聚烯烃热塑性弹性体包含以下几种类型:用力去除后至少可以回复原伸长的55%"。(1)无规嵌段共聚物,例如乙烯- a-烯烃共 聚熔喷弹性非织造材料的主要原料有聚氨酯弹物;性体聚酯类弹性体、聚酰胺类弹性体、A-B-A 型嵌(2)嵌段共聚物,例如氢化丁二烯一异戍二段共聚物( B为弹性段)、聚醚酯,乙烯和a-烯烃共烯一丁二烯嵌段共聚物;聚物。其中聚烯烃类弹性体不仅具有优良的物理(3)立构嵌段共聚物,例如立构嵌段聚丙烯;机械性能，而且还具有良好的生物相容性,已广(4)接枝共聚物,例如聚异丁烯- -聚苯乙烯泛地应用在服装衬里、个人护理和医疗保健方EPDM-聚新戊内酯;面(2)。(5)共混物,例如EPM/iPP共聚物动态硫化弹性体的加工要从原材料、加工工艺及后处理EPDM/结晶聚烯烃共混物[0。着手,而弹性非织造材料的制造也是基于上述途在熔喷法中使用最多的原料是聚丙烯切片,经径,按加工技术分类主要有:过热处理和拉伸后,聚丙烯非织造材料具有一定弹(1)改变纤维网的组织结构来改善弹性;性,但弹性不能持久”。而利用聚氨酯类弹性体(2)使用高卷曲纤维使材料弹性得以改善;进行熔喷加工,则较高的价格限制了其应用范围,(3)直接使用弹性纤维;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,具收稿日期:2006 -04-11体表中国煤化工:度小;成本低廉;作者简介:付小栓.男,1981年生,在读硕士研究生。主要从事所用YHCN M H GF制取(6)。熔喷弹性体材料的研究。用熔喷弹性聚烯烃非织造材料制成的用品可2006年第9期产业用纺织品综述以与穿戴者的身体或其他物品紧密地贴合在-起，以作为个人护理用品的衬里"。增加了穿着和使用的舒适性,如用即弃型的婴儿ExxonChemicalPatents公司的熔喷弹性非织尿布、女性卫生用品等。在服用方面如运动服装、造材料是由乙烯和其他烯烃类(含有3~20个碳女装,更能体现出人体的曲线美;可用作沙发垫衬原子的烯烃,如苯乙烯)的共聚物为原料加工制物装潢用品等。在医用方面的应用更是日益增得,共聚物的密度为0.86 ~0.93 g/cm', 熔融指数多,如用作医用绷带,良好的弹性使得伤口处在一(MFI)为10~1 000 g/l0 min,成品可用作窗帘材定的作用力下,易于愈合,病人行动方便,感觉舒适,料[]。ExxonMobil公司研制出用于熔喷和纺粘加伤口愈合表面平整,疤痕小;在用于手套时,则使穿工的聚烯烃弹性体Vistamaxx,这种树脂是通过戴者穿戴合适,触觉灵敏,操作精确,感觉舒适,这茂金属催化合成,熔点为40~ 160C,MFI为1 ~在对于防污染要求很高的制药和电子工业是十分400 g/l0 min,伸长率100% ~ 1 500% ,弹性回复率重要的[8]。为80% ~97%。该类产品最大的特性在于聚合物3国内外熔喷弹性聚烯烃材料的研发相对分子质量分布较窄,可根据最终用途生产不同，的弹性材料,广泛应用在服装衬里、个人护理、医疗3.1 国外情况保健方面2]。美国Kimberly-Clark公司首先生产出了熔喷日本东京Kanebo 公司利用复合技术开发出新法弹性非织造材料，由于其优良的性能和不可替型弹性聚烯烃非织造材料,由聚氨酯树脂制得的长代性,该材料的研究和应用得到了蓬勃的发展。丝及聚烯烃类弹性体组成,再由自身热粘合形成。Kimberly. -Clark公司开发了中间层以弹性熔喷层代除了具有与普通非织造材料相似的力学性能外,材替非弹性熔喷层的SMS产品,弹性熔喷层采用弹料本身较为蓬松,手感舒适,弹性在55%以上,可性聚烯烃热塑性聚合物材料外层采用并列型聚乙满足阻菌材料、医疗卫生材料及防护服等多方面的烯/聚丙烯共轭双组分纺粘非织造材料,并通过热应用要求[3]。风或热轧的方式复合。因该产品由多种材料复合美国DowChemical公司也从事烯烃类弹性非而成，在兼顾弹性的同时,其他方面性能也得到很织造材料的生产。在美国专利USP 6667351中介好的互补,其最大的优势在于优良的贴身性和舒适绍了由其制造的一种弹性非织造材料,延伸率为性(9。200% ,密度在0. 89 g/cm2左右,强度为0.35 cN/Minnesota Mining and Manufacturing 公司用乙dtex。该产品含有辐射或交联固化的规整结构聚烯和a-烯烃共聚物为原料制成熔喷弹性非织造材乙烯化合物,其阻燃性能较好,能在提升使用温度料,其中a-烯烃最好是使用1-辛烯,该共聚物的密的情况下保持良好的弹性,主要用于个人卫生护理度小于0.9 g/cm',熔点低于100C ,后期用射线进及感染控制卫生用品4。行交联处理，其断裂伸长率不低于400% ,微纤直3.2国内情况径小于75μm,该弹性非织造材料具有经过改进我国台湾全程兴业股份有限公司的专利产品的熔喷加工性能,故而在弹性、手感悬垂性及力学免胶弹性非织造材料,其弹性由纤维定位记忆产生性能方面可以弥补传统非织造材料的不足[10]。的拉回力所形成,并加入弹性胶,特点在于具有美国专利USP 1212033介绍了一种全弹性可.100%以上高延伸度和柔和的回缩力，使得产品既透气抗渗的织物,其基本组成为一个非织造纤维舒适又不会出现类似松紧带造成的使用者勒伤和网层,纤维网的原材料是弹性聚烯烃,面密度低于过敏的现象。该公司的免胶弹性非织造材料为单68 g/m2 ,具有不小于0.4 kPa的静水压。该织物-的聚丙烯材质,方便单质回收,也可完全焚化燃可以视为一种层压品，即为SMS、SBL或NBL层压烧而不产生有毒气体.突出优势在于其有利于环境品。因为该织物兼顾舒适、透气和防渗特性,特别保中国煤化工适合用作个人护理用品(如尿布、失禁用品和妇女YHCNMHG自主开发的聚烯烃卫生用品的防侧漏挡片)以及感染控制用品,也可类非织造材料用熔喷法加工，由母体聚丙烯和多相研究报告产业用纺织品总第192期弹性材料构成,其延伸性很好(可达280% ),弹性参考文献回复率在30%~40%之间,远远高于普通聚丙烯[1] Kimberly-Clark Corporation ，Muli-direction Srelch非织造材料( 10%左右);而与聚氨酯非织造材料Composite Elastic Material. US 11666.6 1992/05/2690%左右的弹性回复率相比,则优势不十分明显。[2] 傅命源 聚氨酯弹性体及其应用.北京:化学工业该产品可代替普通聚丙烯材质的产品用于服装衬出版社, 1994里和保暖材料等。[3]曾靖惠 弹性不织布的发展与应用.纺织速报,2005,4对进一步发展的建议13(3) :49[4] 弹性复合材料.非织造布，1995, (4) :37目前市场上可提供的聚烯烃弹性体的MFI小[5]弹性非织造布 非织造布，1995, (2) :43于100g/10min,而通常熔喷级树脂的MFI高于[6] G. 翟尔登,N.R.莱格,R.夸克等.热塑性弹性体.傅300 g/10 min ,这就意味着对这些弹性体加工需使志峰译.北京:化学工业出版社, 2000. 101用更高的熔体压力。传统的熔喷生产线可使用提7] 彭兆群熔喷技术的发展及趋势.纺织速报,2005,13(4) :51-52高温度的方法来降低模头顶部的高熔体压力。熔[8]韩亚元， 李瑶君，张清华等.熔喷法弹性非织造布体及空气产生的热量使得被拉细的长丝和弹性长的研究进展。西安工程科技学院学报,16(1) :88丝在相当长的时间内保有粘性,导致相互缠结的大[9] 沈志明. 非织造布的发展与创新.非织造布,2004,量纤维融合在- -起。这种纤维网结构的覆盖率12(1) :4低,不能有效保证全方位弹性的发挥,因此聚烯烃弹[ 10] Minnesota Mining and Manufacturing Company. Polyole-性体熔喷加工工艺的发展重点应从设备方面予以突fin Melblown Elasic Webs . US 5324576, 1994/06/28破'”。[11]产业用纺织品专利文摘- -组. 产业用纺织品, 2002 ,(1)改进喷嘴的气流通道,减少喷嘴直径方向(4) :35-38熔喷聚合物之间的碰撞;改变喷嘴孔平行排列的格[12] ExxonMobil: New Elastic Polyolefn Polymer for Fiber.局,使气孔之间呈5° ~ 90°,从而使熔喷聚合物长Chemical Fibers Inemational, 2005, 55(3) : 162[13]国际非织造市场，2003, 25(3) :4丝获得有效的分离。[14] Improvemet of Elastomer's Hehavior in high Tempera-(2)在熔喷装置上增加与输出方向垂直的中ture. Medical Textile (GRR), 2004, (5) : 1~2-心摆动机件,使得输出的聚合物长丝整齐,还可增纺织文摘, 2005, 29(171) :46 -49加非织造材料的强力。[15]第十一届上海国际非织造材料展览会暨研讨会隆重目前国外的Biax多排同心圆熔喷生产线就是举行，产业用纺织品, 2005, 23(11) :36~39一个很好的佐证。Biax 生产线加工熔喷聚烯烃类[16] Rongguo Zhang. A New Generation Material for Nonwo-弹性体的优势在于:只需较低的温度即可使喷丝板vens. Nonwovens World, 2005, (2/3) : 55~61的工作压力达到1.0 MPa以上,从而使纤维表面在[17] Mahmud R. ordemization of Melblowing Technology.纤维发生缠结之前就已冷却下来,改善了熔喷产品Textiles India, 2001, 44(9) : 341 ~345--纺织文的弹性。摘, 2002, (4) :52 ~53The Application and Research of Meltblown Polyolefin ElastomersFu Xiaoshuan, Ke Qinfei(Colle of Texile, Donghua University)Abstract: As a key nonwoven technology , melblown process goes fonward following its equipments and raw materi-als' development. Meanwhile it becomes more compe中国煤化工in elastomers. Theauthor looks back is research and application in thisYHC N M H Gvement oientain.Keywords: meltblown, polyolefin elastomers , research, applcation一6-