一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途，該無紡布是由纖度為0.4～30dtex的聚酯纖維以及聚丙烯酸樹脂所形成，所述兩種成分的混合比為35～65：65～35，通過袋式氣體采集法，該無紡布的甲醛釋放量為5ppm以下。本發(fā)明的濕法無紡布具有甲醛含量低、環(huán)保型的特點，且生產(chǎn)方法簡單、成本低，可應用于制備空氣過濾器。
【專利說明】一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用途。
【背景技術】
[0002] 目前關于空氣過濾用無紡布，有干法和濕法兩大類型。濕法無紡布主要由短切纖 維和粘合劑構(gòu)成。眾所周知，空氣過濾器具有過濾粉塵、吸附有害氣體的功效，而現(xiàn)階段使 用的粘合劑中均含有N-羥甲基丙烯酸胺，其常用作粘合劑交聯(lián)單體，有< 0. 5%游離態(tài) 甲醛。而甲醛是世界上公認的潛在致癌物，對粘膜、上呼吸道、眼睛和皮膚有強烈的刺激性。 世界衛(wèi)生組織（WHO)以嗅閾值的中位數(shù)作為健康終點效應值，提出甲醛的空氣質(zhì)量限值濃 度為lppm。我國室內(nèi)空氣質(zhì)量標準（GB 18883-2002)也采用了該濃度。那么用上述粘合劑 制成的濕法無紡布應用于空氣過濾領域時，釋放出的甲醛對環(huán)境產(chǎn)生污染，嚴重威脅到人 類的身體健康。
[0003] 如中國公開專利CN101768892A公開了一種骨架材料無紡布，其構(gòu)成中使用常規(guī) 的丙烯酸樹脂乳液進行涂布，制成的無紡布通過袋式氣體采集法測試甲醛含量，測得甲醛 的含有量在60ppm以上。該無紡布應用于空氣過濾時，就會釋放出甲醛，對環(huán)境造成污染。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種甲醛含量低、環(huán)保型的濕法無紡布及其生產(chǎn)方法和用 途。
[0005] 本發(fā)明的技術解決方案如下：本發(fā)明的濕法無紡布是由纖度為0. 4?30dtex的聚 酯纖維以及聚丙烯酸樹脂所形成，所述兩種成分的混合比為35?65 :65?35,通過袋式氣 體采集法，該無紡布的甲醛釋放量為5ppm以下。如果構(gòu)成本發(fā)明的濕法無紡布的聚酯纖維 含量低于35%的話，這樣纖維相互之間的粘結(jié)點少，其強度就會降低；同時由于含有過高的 聚丙烯酸樹脂，在后道打褶加工時，導致無紡布的脆性加強，易折斷，而且聚丙烯酸樹脂的 含有量過高，表面成膜性強，亦降低無紡布的透氣性。如果聚酯纖維的含量高于65%，雖然構(gòu) 成的無紡布中纖維之間的粘結(jié)點變多了，但是聚丙烯酸樹脂含有量降低，其黏粘纖維的功 能降低，導致無紡布的剛軟度降低。上述聚酯纖維可以是由1. 5?lOdtex之間的粗纖度聚 酯纖維與0. 4?1. 5dtex之間的細纖度聚酯纖維構(gòu)成。其中粗纖度聚酯纖維起到支撐無紡 布的作用，可以提高無紡布的通氣度；細纖度聚酯纖維可以提高無紡布的捕集效率。本發(fā)明 聚酯纖維的長度不易過長，過長的話在制漿過程中形成扭結(jié)，抱團成塊，因此聚酯纖維的 長度優(yōu)選5?15_。通過袋式氣體采集法，本發(fā)明濕法無紡布的甲醛釋放量為5ppm以下， 如果無紡布的甲醛釋放量大于5ppm的話，在空氣中就會釋放甲醛，就會對環(huán)境造成污染； 考慮到甲醛的空氣質(zhì)量限值濃度為lppm，無紡布的甲醛釋放量優(yōu)選0. 08ppm以下。
[0006] 本發(fā)明濕法無紡布的經(jīng)向強度為80N/50mm以上，諱向強度為50N/50mm以上。后 道打褶加工對無紡布的強度有一定的要求，如果該無紡布的經(jīng)向強度低于80N/50mm，緯向 強度低于50N/50mm的話，打褶時無紡布就會發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。
[0007] 本發(fā)明濕法無紡布的經(jīng)向剛軟度為160mg以上，緯向剛軟度為lOOmg以上。為了 后道打褶加工工藝，高的剛軟度可以提高成型品的硬挺度，不會因為成型品的變形而影響 其阻力。
[0008] 本發(fā)明濕法無紡布的通氣度在24〇CC/Cm2/s以上。該范圍的通氣度不僅可以使成 型品在高風量情況下具有較低的阻力，而且如果與其它材料復合或者添加活性炭的話，阻 力必然會上升，這時對無紡布的通氣度要求更高。
[0009] 本發(fā)明的濕法無紡布的生產(chǎn)方法，包括如下步驟： (1) 將纖度為〇. 4?30dtex的聚酯纖維在水中以濃度為0. 1?0. 2%的進行分散制成 纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 01?〇. 05%的纖維漿液，通過斜網(wǎng)成 形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有1. 5?3. 0%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將步驟（2)中制得的聚丙烯酸樹脂乳液以65?35重量％涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面， 然后以15?30m/min速度進入110?150°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得成品。
[0010] 上述步驟（1)中纖維漿液濃度配置在0. 1?0. 2%之間，當濃度低于0. 1%時，纖維 中的含量過少，分散不易均勻；當濃度高于0.2%時，纖維在水中含量過高，易絮聚成團。而 后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 01?〇. 05%的纖維漿液，通過斜網(wǎng)成形，最后經(jīng)過 真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)；在成網(wǎng)前的纖維濃度如果低于0.01%，則導致鋪網(wǎng)不均勻；如果 纖維濃度高于〇. 05%,則真空吸水過程中脫水困難。
[0011] 上述步驟（2)中采用含有1. 5?3%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液，由 于雙丙酮丙烯酰胺中不含有游離態(tài)的甲醛，甲醛釋放量低，對環(huán)境不會產(chǎn)生污染。如果雙丙 酮丙烯酰胺的添加量低于1. 5%時，混合乳液的粘度過低，導致纖維之間的粘結(jié)力下降；如 果雙丙酮丙烯酰胺的添加量高于3%時，混合乳液的粘度過高，在加工過程中涂覆無紡布時 難于涂覆均勻。
[0012] 將步驟（2)中制得的聚丙烯酸樹脂乳液以65?35重量％涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面， 然后以15?30m/min速度進入110?150°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得成品。如 果聚丙烯酸樹脂混合乳液的含量高于65重量％的話，在后道打褶加工時，導致無紡布的脆 性加強，易折斷，而且聚丙烯酸樹脂的含有量過高，表面成膜性強，亦降低無紡布的透氣性； 如果聚丙烯酸樹脂混合乳液的含量低于35重量％的話，其黏粘纖維的功能降低，導致無紡 布的剛軟度降低。如果進入烘箱的速度高于30m/min，干燥時間過短的話，無紡布中的水分 不能完全去除；如果進入烘箱速度低于15m/min，干燥時間過長，會使得無紡布脆化且強力 明顯下降。如果烘箱溫度高于150°C，會使得無紡布手感變差；如果烘箱溫度低于110°C，無 紡布中的水分難以在短時間內(nèi)完全去除，影響產(chǎn)品的生產(chǎn)性。
[0013] 本發(fā)明的濕法無紡布具有甲醛含量低、環(huán)保型的特點，且生產(chǎn)方法簡單、成本低， 可應用于制備空氣過濾器。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步地說明，并且實施例中的物性按照以下方法 進行測定。
[0015] 【甲醛含量】 采用袋式氣體采集法，將5g骨材放入容量為1L的氣體采集袋中，然后進行密封，將密 封的采集袋放入80°C的高溫干燥箱2小時，再采用檢知管對采集袋中的揮發(fā)氣體進行評價 測試。
[0016] 【經(jīng)緯向強度】 根據(jù)Jis L1096標準，試驗材料尺寸：寬50mmX長300mm，標準點為200mm，利用 Instron測定設備，在拉伸速度100mm/min下進行測試。測試經(jīng)、纟韋向的樣品數(shù)各為N=5。
[0017] 【剛軟度】 根據(jù)Jis L1096標準，試驗材料尺寸：89mmX25mm，利用(格利安式）選用合適的量程砝 碼，利用設備測試桿擺動幅度的大小，在顯示屏上顯示出對應的剛軟度大小。在本發(fā)明的過 濾無紡布中的任意5個地方取樣并且測定，得到平均值。
[0018] 【通氣度】 根據(jù)JIS L1096標準，把無紡布沿幅寬方向均勻裁剪10塊樣品（10cm*10cm)，置于 FX3300通氣度試驗機測試口下方通過125Pa的壓力進行測試，測試的量程選為cm3/cm2/s。 然后取10塊樣品測試值的平均值。
[0019] 實施例1 (1) 將纖度為 0. 7dtex、1. 5dtex、3dtex、7dtex、15dtex 的聚酯纖維以重量比為 10 :25 : 30 :30 :5在水中以濃度為0. 15%進行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成 濃度為〇. 025%的纖維漿液，通過斜網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有2. 5%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量50%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入130°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得本發(fā)明的濕法無紡布，該無紡布 的各物性見表1。
[0020] 實施例2 (1) 將纖度為1. 5dtex、3dtex、15dtex的聚酯纖維以重量比為40 :50 :10在水中以濃度 為0. 14%進行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為0. 03%的纖維漿 液，通過斜網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有2. 5%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入140°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得本發(fā)明的濕法無紡布，該無紡布 的各物性見表1。
[0021] 實施例3 (1) 將纖度為1. 5dtex、7dtex的聚酯纖維以重量比為45 :55在水中以濃度為0. 15%進 行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 03%的纖維漿液，通過斜 網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有2%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入135°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得本發(fā)明的濕法無紡布，該無紡布 的各物性見表1。
[0022] 實施例4 (1) 將纖度為1. 5dtex、7dtex的聚酯纖維以重量比為45 :55在水中以濃度為0. 15%進 行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 028%的纖維漿液，通過斜 網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有1. 8%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量50%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入135°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得本發(fā)明的濕法無紡布，該無紡布 的各物性見表1。
[0023] 實施例5 (1) 將纖度為1.5dtex、3dtex、7dtex的聚酯纖維以重量比為30 :30 :40在水中以濃度 為0. 13%進行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為0. 03%的纖維漿 液，通過斜網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有2%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入145°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得本發(fā)明的濕法無紡布，該無紡布 的各物性見表1。
[0024] 實施例6 (1) 將纖度為1. 5dtex、7dtex的聚酯纖維以重量比為45 :55在水中以濃度為0. 15%進 行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 03%的纖維漿液，通過斜 網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有2. 5%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入135°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得本發(fā)明的濕法無紡布，該無紡布 的各物性見表1。
[0025] 比較例1 (1) 將纖度為1. 5dtex、7dtex的聚酯纖維以重量比為45 :55在水中以濃度為0. 15%進 行分散制成纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 03%的纖維漿液，通過斜 網(wǎng)成形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有2%N-羥甲基丙烯酸胺構(gòu)成的聚丙烯樹脂混合乳液； (3) 將上述制成的聚丙烯酸樹脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面，然后以20m/ min速度進入135°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得無紡布，該無紡布的各物性見表 1〇
[0026] 表 1
【權利要求】
1. 一種濕法無紡布，其特征在于：該無紡布是由纖度為0. 4?30dtex的聚酯纖維以及 聚丙烯酸樹脂所形成，所述兩種成分的混合比為35?65 :65?35,通過袋式氣體采集法， 該無紡布的甲醛釋放量為5ppm以下。
2. 根據(jù)權利要求1所述的濕法無紡布，其特征在于：該無紡布的甲醛釋放量為O.OSppm 以下。
3. 根據(jù)權利要求1所述的濕法無紡布，其特征在于：該無紡布的經(jīng)向強度為80N/50mm 以上，緯向強度為50N/50mm以上。
4. 根據(jù)權利要求1所述的濕法無紡布，其特征在于：該無紡布的經(jīng)向剛軟度為160mg 以上，緯向剛軟度為l〇〇mg以上。
5. 根據(jù)權利要求1所述的濕法無紡布，其特征在于：該無紡布的通氣度在24〇CC/Cm2/s 以上。
6. -種權利要求1所述的濕法無紡布的生產(chǎn)方法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 將纖度為〇. 4?30dtex的聚酯纖維在水中以濃度為0. 1?0. 2%的進行分散制成 纖維漿液，而后再將纖維漿液與白水混合成濃度為〇. 01?〇. 05%的纖維漿液，通過斜網(wǎng)成 形，最后經(jīng)過真空吸水而成聚酯纖維網(wǎng)； (2) 采用含有1. 5?3. 0%雙丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯樹脂乳液； (3) 將步驟（2)中制得的聚丙烯酸樹脂乳液以65?35重量％涂覆于聚酯纖維網(wǎng)表面， 然后以15?30m/min速度進入110?150°C的烘箱進行干燥，加固成型，最后制得成品。
7. -種權利要求1所述的濕法無紡布在制備空氣過濾器中的應用。
【文檔編號】D21F11/00GK104514177SQ201310463452
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權日:2013年10月8日
【發(fā)明者】席群, 蔡文杰 申請人:東麗纖維研究所（中國）有限公司