一种超柔软双组分防水透气无纺布及其生产工艺
阅读说明：本技术 一种超柔软双组分防水透气无纺布及其生产工艺 (Super-soft bi-component waterproof breathable non-woven fabric and production process thereof ) 是由 朱兵 李月明 董卫军 尤鑫鑫 屈小兵 江建军 徐笔龙 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及纺织技术领域,具体为一种超柔软双组分防水透气无纺布及其生产工艺；本发明超柔软双组分防水透气无纺布由上下两层PE纺粘无纺布和内层PP熔喷无纺布构成,外层PE无纺布作为超柔软透气层,内层PP无纺布作为防水抗紫外杀菌层。生产流程如下：将PP熔喷无纺布进行改性处理,有效地将十二烷基三甲基氯化铵及2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸“禁锢”在PP无纺布上。再将PE纺粘无纺布底层、改性PP熔喷无纺布内层、PE纺粘无纺布面层进行热轧复合,制备出的产品不仅具备超柔软的触感、优良的防水透气功能,还具备优良的抗紫外线、防老化和缓释杀菌性能,延长了无纺布产品使用寿命的同时提高了无纺布的品质。(The invention relates to the technical field of spinning, in particular to a super-soft bi-component waterproof breathable non-woven fabric and a production process thereof; the super-soft bi-component waterproof breathable non-woven fabric is composed of an upper PE spun-bonded non-woven fabric layer, a lower PE spun-bonded non-woven fabric layer and an inner PP melt-blown non-woven fabric layer, wherein the outer PE non-woven fabric layer serves as a super-soft breathable layer, and the inner PP non-woven fabric layer serves as a waterproof ultraviolet-resistant sterilization layer. The production flow is as follows: the PP melt-blown non-woven fabric is modified, so that dodecyl trimethyl ammonium chloride and 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid are effectively confined on the PP non-woven fabric. And then the PE spunbonded non-woven fabric bottom layer, the modified PP melt-blown non-woven fabric inner layer and the PE spunbonded non-woven fabric surface layer are subjected to hot rolling compounding, so that the prepared product not only has super-soft touch and excellent waterproof and breathable functions, but also has excellent ultraviolet resistance, anti-aging and slow-release sterilization performance, and the quality of the non-woven fabric is improved while the service life of the non-woven fabric product is prolonged.)
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体为一种超柔软双组分防水透气无纺布及其生产工艺。
背景技术
无纺布，又称非织造布、不织布，是一种不需要纱线或长丝经交织或编织而形成的织物，只是将短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械加固、热粘合或化学粘合等方法加固而成。无纺布生产的工艺流程一般可分为四个过程：纤维/原料的选择，成网，纤维加固(成形)，后整理。
非织造技术是一门源于纺织，但又超越纺织的材料加工技术。它结合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加工技术，并充分结合和运用了诸多现代高新技术，如计算机控制、高压射流、红外、激光技术等。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速率快，产量高、成本低、用途广、原料来源多、工艺变化多、技术要求高等特点。
大多数非织造材料以纤网结构为主，纤维呈二维排列的单层纤网结构或者三维排列的网络几何结构。因此非织造材料具有多孔透气的特点，但一般无纺布虽然有拒水性，但效果较差。为了提高拒水效果通常在两层纺粘布中间加一层熔喷层，再经热轧粘合，但这种方法生产出来的无纺布手感较硬，亲肤性较差，故为了满足卫生用品的需求，常采用小轧点轧辊进行热轧黏合，但制备出来的无纺布粘合效果较差且对熔喷层产生破坏，拒水效果大大下降。
近年来，随着经济的不断发展，地球的环境却越来越差，许多工业废气、废水，汽车尾气等的排放，对地球环境造成了严重的破坏。其中一个明显的改变就是空气中的含氟量增加，臭氧空洞增大，达到地球表面的紫外线变多，使得到达地球表面的紫外线 UV-B(280-320nm)增加。国际照明委员会将紫外线分为 UV-A(315-400nm)、UV-B(280-315nm)、UV-C(100-280nm)三个波段。紫外线在日光中约占5％，其中UV-A占比较大，但对人体的损伤较小，仅会导致皮肤粗糙、造成皱纹，而UV-B占比较少，但对人体损伤很大，是造成皮肤癌的主要原因之一。而提高材料抗紫外能力的同时也能增加PP无纺布的抗老化性，故增加无纺布产品的抗紫外线能力能大大提高无纺布产品的使用寿命且能丰富其性能，对于开发高功能无纺布产品具有重要意义。
口罩、手术衣，防护服等抗菌、抗病毒医疗用品均为无纺布产品。数据显示，2020年我国合计生产各类无纺布878.8万吨，同比增长35.86％，其中纺粘占比52％，熔喷占比6％。纺丝成网中PP纺粘占比59％，熔喷占比10％，SMS占比20％。而双组分无纺布是目前非织造技术的发展方向，双组分无纺布能够同时兼具两种组分的优良特性，大大丰富了无纺布的使用性能，拓宽了其使用领域。但对于日常使用的无纺布产品来说，大多不具备抗菌抗病毒性能。
基于此，本发明提供了一种超柔软双组分防水透气无纺布及其生产工艺，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超柔软双组分防水透气无纺布及其生产工艺，本发明所生产的无纺布不仅触感比较柔软，而且其本身的透气性及防水性能也较为优良。另外，本发明所生产的无纺布还具有很好的缓释杀菌及长效抗紫外、抗老化的优良性能，有效地提高了无纺布产品的品质与质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超柔软双组分防水透气无纺布，包括两层位于外层且具有柔软、透气功能的PE纺粘无纺布层及位于内层且经改性处理的PP熔喷无纺布层。
更进一步地，所述PP无纺布层的改性处理工艺包括以下步骤：
Ⅰ、将作为无纺布产品的内层PP熔喷层浸渍于混合溶液中；并将混合溶液的温度升至50～65℃，在此温度下超声分散20～30min；待超声分散均匀后，保存、备用；
Ⅱ、将经过预处理后的混合溶液、PP无纺布、质量为PP无纺布30～40％的改性剂、质量为PP无纺布5-10％的紫外交联剂及质量为改性剂0.6～0.8％的引发剂依次加入到反应釜中，向反应釜注入氮气，用氮气将反应釜中的空气置换出来，并将釜中的压强调至6.8～ 8.5MPa，反应釜温度为75～85℃，在此条件下反应2～4h；待反应完毕后，反应釜内的温度自然冷却至室温，并将釜中氮气排出，将带有PP无纺布的混合液封存；
Ⅲ、将封存的带有PP无纺布的混合液倒入反应设备中，向反应设备中通入经干燥处理后的空气，并将反应设备的温度升至65～85 ℃，在紫外线照射的条件下，保温反应5-15min；然后在保护气体的气氛下将反应设备中的反应体系冷却至室温，再将PP无纺布层由反应体系中捞出，并用有机溶液对PP无纺布层进行洗涤；待洗涤完毕后，再用乙醇溶液对PP无纺布进行清洗，最后进行干燥处理即完成对PP无纺布层的改性处理。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，浸渍处理的过程中的浴比为1：20～ 30。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，所述混合溶液的制备方法为：向浓度为60～70％的乙醇溶液中加入质量为其2.5～3.5％的单硬脂酸甘油酯、5.0～8.0％的十二烷基三甲基氯化铵及10～15％的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸；经超声分散10～20min后，所得即为混合溶液成品。
更进一步地，所述步骤Ⅱ中，所述改性剂选用丙烯酸丁酯、琥珀酸酐、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。
更进一步地，所述步骤Ⅲ中，所述乙醇溶液的浓度为60～75％，且洗涤次数为2～3次。
更进一步地，引发剂选用过硫酸铵、过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的任意一种，且其用量为改性剂的3.2～4.5％。
更进一步地，所述有机溶剂选用乙醇、丙酮或丙醇中的任意一种，且其用量为PP无纺布的1.6～2.0倍。
一种超柔软双组分防水透气无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将导热油加热至130～150℃，然后分别将两层PE无纺布层及改性处理的PP无纺布层由上至下分别进行放卷处理；待放卷完毕后；将之保存、备用；
S2、将上述放卷处理后的PP无纺布层及PE无纺布层三层无纺布进行堆叠处理，同时导入热轧机的热轧辊中，在热力和轧辊压力的作用下将三层无纺布热轧为一体结构；所得即为超柔软双组分防水透气无纺布成品；
S3、将经过步骤S2处理后所得的超柔软双组分防水透气无纺布成品采用收卷机进行卷取成卷。
更进一步地，所述紫外交联剂选用丙烯酸双环戊烯基酯DCPA。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中通过将PE纺粘无纺布层改性处理的PP熔喷无纺布进行热轧复合，复合时改性PP无纺布层所加改性剂与紫外交联剂能加强PP无纺布层于外层PE无纺布层的复合效果，所生产的双组份无纺布产品不仅具有超柔软的触感，而且还具有很好的防水剂透气性能。有效地提高了所生产的无纺布的品质。
2、本发明中通过将PP无纺布浸渍在含有单硬脂酸甘油酯、十二烷基三甲基氯化铵及2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸的乙醇溶液中，并采用超声分散处理，超声波以纵波的形式在混合液介质中传播，由于超声波正、负压相位交替变换，使介质中的空化核产生交替的压缩与伸张，导致一部分空化核进入持续空化状态，一部分空化核完全崩溃，这些空化核经历的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列周期性往复循环变化的动力学过程即为超声空化效应。在空化效应下使得十二烷基三甲基氯化铵及2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸在单硬脂酸甘油酯的作用下能够充分地分散并滞留在PP无纺布表面的纤网结构中。与此同时，超声波还可将PP无纺布中的其他小颗粒杂质去除，使得后续改性剂更好地进入无纺布纤维内部与纤网结合。然后在引发剂与紫外交联剂作用下，改性剂与PP无纺布表面的基团发生化学反应形成化学键，从而在PP无纺布的表面形成一层三维网络结构。能有效地将十二烷基三甲基氯化铵及2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸“禁锢”在由PP无纺布及改性剂和紫外交联剂反应后所形成的三维网络结构中。不仅有效地提高了所制备的无纺布产品缓释杀菌的性能，而且还有效地提高及延长无纺布产品的抗紫外及抗老化的性能。有效地延长了无纺布产品使用寿命的同时也提高了其品质。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超柔软双组分防水透气无纺布，包括两层位于外层且具有柔软、透气功能的PE纺粘无纺布层及位于内层且经改性处理的PP熔喷无纺布层。
更进一步地，所述PP无纺布层的改性处理工艺包括以下步骤：
Ⅰ、将作为无纺布产品的内层PP熔喷层浸渍于混合溶液中；并将混合溶液的温度升至50℃，在此温度下超声分散20min；待超声分散均匀后，保存、备用；
Ⅱ、将经过预处理后的混合溶液、PP无纺布、质量为PP无纺布30％的改性剂、质量为PP无纺布5％的丙烯酸双环戊烯基酯DCPA 及质量为改性剂0.6％的引发剂依次加入到反应釜中，向反应釜注入氮气，用氮气将反应釜中的空气置换出来，并将釜中的压强调至6.8MPa，反应釜温度为75，在此条件下反应4h；待反应完毕后，反应釜内的温度自然冷却至室温，并将釜中氮气排出，将带有PP无纺布的混合液封存；
Ⅲ、将封存的带有PP无纺布的混合液倒入反应设备中，向反应设备中通入经干燥处理后的空气，并将反应设备的温度升至65℃，在紫外线照射的条件下，保温反应5min；然后在保护气体的气氛下将反应设备中的反应体系冷却至室温，再将PP无纺布层由反应体系中捞出，并用有机溶液对PP无纺布层进行洗涤；待洗涤完毕后，再用乙醇溶液对PP无纺布进行清洗，最后进行干燥处理即完成对PP 无纺布层的改性处理。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，浸渍处理的过程中的浴比为1：20。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，所述混合溶液的制备方法为：向浓度为60％的乙醇溶液中加入质量为其2.5％的单硬脂酸甘油酯、5.0％的十二烷基三甲基氯化铵及10％的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸；经超声分散10min后，所得即为混合溶液成品。
更进一步地，所述步骤Ⅱ中，所述改性剂选用丙烯酸丁酯、琥珀酸酐、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。
更进一步地，所述步骤Ⅲ中，所述乙醇溶液的浓度为60％，且洗涤次数为2次。
更进一步地，引发剂选用过硫酸铵、过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的任意一种，且其用量为改性剂的3.2％。
更进一步地，所述有机溶剂选用乙醇、丙酮或丙醇中的任意一种，且其用量为PP无纺布的1.6倍。
一种超柔软双组分防水透气无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将导热油加热至130℃，然后分别将两层PE无纺布层及改性处理的PP无纺布层由上至下分别进行放卷处理；待放卷完毕后；将之保存、备用；
S2、将上述放卷处理后的PP无纺布层及PE无纺布层三层无纺布进行堆叠处理，同时导入热轧机的热轧辊中，在热力和轧辊压力的作用下将三层无纺布热轧为一体结构；所得即为超柔软双组分防水透气无纺布成品；
S3、将经过步骤S2处理后所得的超柔软双组分防水透气无纺布成品采用收卷机进行卷取成卷。
实施例2
一种超柔软双组分防水透气无纺布，包括两层位于外层且具有柔软、透气功能的PE纺粘无纺布层及位于内层且经改性处理的PP熔喷无纺布层。
所述PP无纺布层的改性处理工艺包括以下步骤：
Ⅰ、将作为无纺布产品的内层PP熔喷层浸渍于混合溶液中；并将混合溶液的温度升至60℃，在此温度下超声分散25min；待超声分散均匀后，保存、备用；
Ⅱ、将经过预处理后的混合溶液、PP无纺布、质量为PP无纺布35％的改性剂、质量为PP无纺布7.5％的丙烯酸双环戊烯基酯 DCPA及质量为改性剂0.7％的引发剂依次加入到反应釜中，向反应釜注入氮气，用氮气将反应釜中的空气置换出来，并将釜中的压强调至7.5MPa，反应釜温度为80℃，在此条件下反应3h；待反应完毕后，反应釜内的温度自然冷却至室温，并将釜中氮气排出，将带有PP无纺布的混合液封存；
Ⅲ、将封存的带有PP无纺布的混合液倒入反应设备中，向反应设备中通入经干燥处理后的空气，并将反应设备的温度升至75℃，在紫外线照射的条件下，保温反应10min；然后在保护气体的气氛下将反应设备中的反应体系冷却至室温，再将PP无纺布层由反应体系中捞出，并用有机溶液对PP无纺布层进行洗涤；待洗涤完毕后，再用乙醇溶液对PP无纺布进行清洗，最后进行干燥处理即完成对PP 无纺布层的改性处理。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，浸渍处理的过程中的浴比为1：25。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，所述混合溶液的制备方法为：向浓度为65％的乙醇溶液中加入质量为其3％的单硬脂酸甘油酯、6.5％的十二烷基三甲基氯化铵及12.5％的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸；经超声分散15min后，所得即为混合溶液成品。
更进一步地，所述步骤Ⅱ中，所述改性剂选用丙烯酸丁酯、琥珀酸酐、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。
更进一步地，所述步骤Ⅲ中，所述乙醇溶液的浓度为70％，且洗涤次数为2次。
更进一步地，引发剂选用过硫酸铵、过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的任意一种，且其用量为改性剂的4.0％。
更进一步地，所述有机溶剂选用乙醇、丙酮或丙醇中的任意一种，且其用量为PP无纺布的1.8倍。
一种超柔软双组分防水透气无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将导热油加热至140℃，然后分别将两层PE无纺布层及改性处理的PP无纺布层由上至下分别进行放卷处理；待放卷完毕后；将之保存、备用；
S2、将上述放卷处理后的PP无纺布层及PE无纺布层三层无纺布进行堆叠处理，同时导入热轧机的热轧辊中，在热力和轧辊压力的作用下将三层无纺布热轧为一体结构；所得即为超柔软双组分防水透气无纺布成品；
S3、将经过步骤S2处理后所得的超柔软双组分防水透气无纺布成品采用收卷机进行卷取成卷。
实施例3
一种超柔软双组分防水透气无纺布，包括两层位于外层且具有柔软、透气功能的PE纺粘无纺布层及位于内层且经改性处理的PP熔喷无纺布层。
所述PP无纺布层的改性处理工艺包括以下步骤：
Ⅰ、将作为无纺布产品的内层PP熔喷层浸渍于混合溶液中；并将混合溶液的温度升至65℃，在此温度下超声分散30min；待超声分散均匀后，保存、备用；
Ⅱ、将经过预处理后的混合溶液、PP无纺布、质量为PP无纺布40％的改性剂、质量为PP无纺布10％的丙烯酸双环戊烯基酯DCPA 及质量为改性剂0.8％的引发剂依次加入到反应釜中，向反应釜注入氮气，用氮气将反应釜中的空气置换出来，并将釜中的压强调至8.5MPa，反应釜温度为85℃，在此条件下反应2h；待反应完毕后，反应釜内的温度自然冷却至室温，并将釜中氮气排出，将带有PP无纺布的混合液封存；
Ⅲ、将封存的带有PP无纺布的混合液倒入反应设备中，向反应设备中通入经干燥处理后的空气，并将反应设备的温度升至85℃，在紫外线照射的条件下，保温反应15min；然后在保护气体的气氛下将反应设备中的反应体系冷却至室温，再将PP无纺布层由反应体系中捞出，并用有机溶液对PP无纺布层进行洗涤；待洗涤完毕后，再用乙醇溶液对PP无纺布进行清洗，最后进行干燥处理即完成对PP 无纺布层的改性处理。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，浸渍处理的过程中的浴比为1：30。
更进一步地，所述步骤Ⅰ中，所述混合溶液的制备方法为：向浓度为70％的乙醇溶液中加入质量为其3.5％的单硬脂酸甘油酯、8.0％的十二烷基三甲基氯化铵及15％的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸；经超声分散20min后，所得即为混合溶液成品。
更进一步地，所述步骤Ⅱ中，所述改性剂选用丙烯酸丁酯、琥珀酸酐、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。
更进一步地，所述步骤Ⅲ中，所述乙醇溶液的浓度为75％，且洗涤次数为3次。
更进一步地，引发剂选用过硫酸铵、过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的任意一种，且其用量为改性剂的4.5％。
更进一步地，所述有机溶剂选用乙醇、丙酮或丙醇中的任意一种，且其用量为PP无纺布的2.0倍。
一种超柔软双组分防水透气无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将导热油加热至150℃，然后分别将两层PE无纺布层及改性处理的PP无纺布层由上至下分别进行放卷处理；待放卷完毕后；将之保存、备用；
S2、将上述放卷处理后的PP无纺布层及PE无纺布层三层无纺布进行堆叠处理，同时导入热轧机的热轧辊中，在热力和轧辊压力的作用下将三层无纺布热轧为一体结构；所得即为超柔软双组分防水透气无纺布成品；
S3、将经过步骤S2处理后所得的超柔软双组分防水透气无纺布成品采用收卷机进行卷取成卷。
对比例：山东省青岛市某无纺布有限公司生产的PP无纺布。
性能测试
将通过本发明中实施例1～3制备的无纺布记做实验例1～3；然后对实施例1～3和对比例提供的PP无纺布进行性能检测，并将所得的每组测试数据记录于表1及表2：
表1
触感
透气性(g/m<sup>2</sup>*d)
拒水等级/级
实施例1
柔软
≥1500
5
实施例2
柔软
≥1500
5
实施例3
柔软
≥1500
5
对比例
较为柔软
≥1300
4
标准
——
GB/T 5453-1997
GB/T 14577-93
表2
表3
表4
由表1、表2、表3及表4中的相关数据可知，本发明所生产的无纺布不仅触感比较柔软，而且其本身的透气性及防水性能也较为优良。与此同时，产品的断裂强力小幅降低，但断裂伸长率大幅增加。另外，本发明所生产的无纺布还具有很好的缓释杀菌及长效抗紫外、抗老化的优良性能，有效地提高了无纺布产品的品质与质量。由此表明本发明所生产的无纺布产品具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。