一种聚乙烯醇无纺布的改性方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇无纺布的改性方法及应用。该方法通过如下工艺和方法实现的：未经改性的聚乙烯醇无纺布（1）进入预热区（2）使无纺布充分进行预热后；进入计量辊涂（3）进行双面辊涂改性剂；然后进入气浮干燥烘道（4）进行干燥；干燥后的无纺布进行压光（压花）辊（5）压光（压花）；最后进入双联冷却辊（6）冷却定型，收卷成成品（7）。涂覆所用改性剂，按重量份数计，包括如下组分：水100；聚乙烯醇5‑15；聚乙烯吡咯烷酮（PVP）1‑5；烷基糖苷0.5‑3；柔顺剂0.5‑1.5；甘油0.5‑1.0；脱氧乙酸钠0.05‑0.1。经以上工艺改性制备的无纺布能大幅改善其热封性能和强化机械物理性能。

A modification method and application of polyvinyl alcohol non-woven fabric

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇无纺布的改性方法及应用
本专利技术涉及纤维复合材料制备领域，具体涉及一种聚乙烯醇无纺布的改性方法及应用。
技术介绍
聚乙烯醇(PVA)作为一种环境友好型材料，近年来在许多领域得到了快速发展和应用。聚乙烯醇(PVA)材料有着丰富的原料来源和较为成熟的生产工艺，尤其在纤维的生产和应用领域，以聚乙烯醇为主要原料而生产的维尼纶纤维，成熟的生产工艺都是采取湿法纺丝即水溶液纺丝法进行，而聚乙烯醇无纺布的制备则是在生产维尼纶前段工序中，聚乙烯醇(PVA)经湿纺凝固浴成型后的聚乙烯醇纤维，不继续经缩醛处理而直接用于生产聚乙烯醇无纺布，也是近年得到了快速发展和应用的领域。由于聚乙烯醇无纺布具有水溶性和环境友好的属性，在许多领域开始取代以塑料合成树脂为原料制造的无纺布，如制鞋、制革、床垫、子母被、装饰、化工、印刷、汽车、建材，家具等行业，及服装衬布，医疗卫生一次性手术衣，口罩，帽，床单，酒店一次性台布，美容，桑拿乃至当今时尚的礼品袋，精品袋，购物袋，广告袋等等。特别是一次性使用的应用领域，可以完全取代传统的塑料合成树脂无纺布，而使产品更具有环保性。由聚乙烯醇纤维的制备技术和工艺可知，聚乙烯醇溶液经湿法纺丝，所得初生纤维在碱性凝固浴中凝固，经中和、水洗和多段高倍拉伸和热处理后成纤，得到具有优异机械性能的聚乙烯醇纤维，不但强度高，模量高，而且纤维的分散性也非常好。采用此纤维可生产出各种规格的聚乙烯醇无纺布。众所周知，由于聚乙烯醇熔点高达220-230℃，而在受热条件下，聚乙烯醇于180℃就开始出现不稳定和分解，随着温度的继续上升不但分解加剧，而且伴随着交联产生；所以，纯的聚乙烯醇在一般情况下是不具有热塑性加工成型属性的，所以，目前条件下，纯的聚乙烯醇材料不可能像一般热塑性塑料聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、尼龙(PA)等一样通过其具有的热塑性实现熔融纺丝(Meltspinning)：即熔融挤出纺丝(Meltextrudedfabric)、熔喷纺丝(Meltblownspinning)、和熔融纺粘(Meltspunbond)等方法来制备聚乙烯醇纤维和无纺布织物；就是经过湿法(溶液纺丝)纺丝的聚乙烯醇纤维也不具备热塑性，所以由湿法纺丝的聚乙烯醇纤维生产的聚乙烯醇无纺布也完全不具备热塑热封性能；这是聚乙烯醇纤维和无纺布最大的缺陷之一，即不能像其他常用的热塑性塑料合成树脂所制备的无纺布那样具有优良的热封性能，使其在应用领域受到一定的限制，如无纺布的后期制品加工：封边、封口、制袋等等，只能进行传统的人工缝合而不是由自动化热封制袋加工机械的工艺实现。这样就导致了加工效率低下、成本剧增；所以其主要应用领域仅受限于服装衬里、绣花等行业，规模和应用相当有限。为了解决上述聚乙烯醇无纺布不具备热塑性的缺陷，近年来也有通过对聚乙烯醇无纺布成型后的后加工改性处理而获得热塑性，使之能适用于通过热封、超声波焊接等方法封边、封口、制袋等等性能，如专利CN108221386A、CN109295726A、CN109371681A等是通过对聚乙烯醇无纺布的第二次加工改性，即后期浸轧整理而获得热塑性；专利CN108729246A同样也是通过对成型后的聚乙烯醇无纺布进行第二次加工，即通过涂覆复合的方式获得聚乙烯醇无纺布的热封性能。但以上的方法均是需要二次加工的，无法直接获得改性聚乙烯醇纤维复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有材料和技术的不足，提供了一种聚乙烯醇无纺布的改性方法与应用。改性后的无纺布不但获得了原材料不具备的可热封性能，而且在机械物理性能方面也得到提高，使其应用领域大幅拓宽。这种改性后的聚乙烯醇无纺布以产品形式出现时统称为聚乙烯醇无纺布材料(下同)；本专利技术制备的聚乙烯醇纤维无纺布适用于自动化机械制造各类超声波焊接封口、封边、制袋等各类产品。本专利技术是通过优化传统后期加工工艺和对复合材料聚乙烯醇进行相应改性而使聚乙烯醇无纺布获得热塑热封性能。本专利技术提供的一种聚乙烯醇无纺布的改性方法，包括如下步骤：将聚乙烯醇无纺布进入预热区进行预热处理，使无纺布充分进行预热，将预热后的聚乙烯醇无纺布导入计量辊筒装置中进行双面辊涂改性剂；然后导入气浮干燥烘道中进行干燥，得到干燥后的聚乙烯醇无纺布；将干燥后的聚乙烯醇无纺布进行压光辊压光或压花辊压花；最后进入双联冷却辊冷却定型，收卷成改性后的聚乙烯醇无纺布。进一步地，所述预热区由三联(三对)加热辊组成，所述三联加热辊的温度为65/80/90℃；提高温度可以使物质的分子链舒展和疏松，充分预热后的无纺布可以使聚乙烯醇纤维分子间紧密的结构开始疏松和舒展，使接下来的辊涂改性(油)剂不但能充分湿润、渗透进入无纺布深层，还可以加快渗透进入聚乙烯醇纤维分子表层和里层，实现改性剂对无纺布的整体改性，而获得本专利技术所需要的技术目的和要求；此点可以通过实施例得到证实。所述预热后的无纺布的表面温度≥80℃。进一步地，所述计量辊筒装置由双面辊涂辊、改性剂池组成；计量可以通过辊涂辊的凹版网纹深度进行调节；双面辊涂后改性剂进入聚乙烯醇无纺布的量为无纺布克重(GSM)的10-50％(改性剂的干净重计)。进一步地，所述气浮干燥烘道分6区控温，所述气浮干燥烘道的温度为60/80/100/120/120/100℃；所述干燥后的聚乙烯醇无纺布含水率≤5％；所述压光辊或压花辊的温度为80-150℃；在此温度和压力下，可以进一步强化改性剂对聚乙烯纤维(分子)的渗透和深层改性，有利于整体纤维机械物理性能的提高。进一步地，所述双联冷却辊的温度为25/20℃。所述双联冷却辊能够使无纺布冷却定型，有利于无纺布产品的尺寸稳定性。进一步地，所述改性剂的制备，包括如下步骤：将聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、烷基糖苷、柔顺剂、甘油、脱氧乙酸钠及水在带加热夹套的溶解容器中混合，然后在搅拌状态下升温进行加热溶解处理，降温至90℃进行恒温保温处理，冷却至室温，得到所述改性剂。进一步地，所述改性剂，按重量份数计，包括如下组分：进一步地，所述聚乙烯醇的醇解度为85％-99％；所述聚乙烯醇的聚合度为300-2600。其主要作用是与其他组份一起形成一种具有热封性的改性聚乙烯醇树脂和涂膜，并且与聚乙烯醇纤维表面和深层能相容成为一体，赋予聚乙烯醇无纺布均一的热封性能。所述聚乙烯醇的型号为PVA-0385、PVA-0585、PVA-1085、PVA-1385、PVA-1585、PVA-1785、PVA-2085、PVA-2285、PVA-2485、PVA-0395、PVA-0595、PVA-1095、PVA-1395、PVA-1595、PVA-1795、PVA-2095、PVA-2295、PVA-2495、PVA-2695、PVA-0388、PVA-0588、PVA-1088、PVA-1388、PVA-1588、PVA-1788、PVA-2088、PVA-2288、PVA-2488、PVA-0399、PVA-0599、PVA-1099、PVA-1399、PVA-1599、PVA-1799本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇无纺布的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将未经改性的聚乙烯醇无纺布进入预热区进行预热处理，将预热后的聚乙烯醇无纺布导入计量辊筒装置中进行双面辊涂改性剂；然后导入气浮干燥烘道中进行干燥，得到干燥后的聚乙烯醇无纺布；将干燥后的聚乙烯醇无纺布进行压光辊压光或压花辊压花；最后进入双联冷却辊冷却定型，收卷成改性后的聚乙烯醇无纺布。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇无纺布的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
将未经改性的聚乙烯醇无纺布进入预热区进行预热处理，将预热后的聚乙烯醇无纺布导入计量辊筒装置中进行双面辊涂改性剂；然后导入气浮干燥烘道中进行干燥，得到干燥后的聚乙烯醇无纺布；将干燥后的聚乙烯醇无纺布进行压光辊压光或压花辊压花；最后进入双联冷却辊冷却定型，收卷成改性后的聚乙烯醇无纺布。


2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇无纺布的改性方法，其特征在于，所述预热区由三联加热辊组成，所述三联加热辊的温度为65/80/90℃；所述气浮干燥烘道分6区控温，所述气浮干燥烘道的温度为60/80/100/120/120/100℃；所述干燥后的聚乙烯醇无纺布含水率≤5%；所述压光辊或压花辊的温度为80-150℃；所述双联冷却辊的温度为25/20℃。


3.根据权利要求1所述的聚乙烯醇无纺布的改性方法，其特征在于，所述改性剂的制备，包括如下步骤：
将聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、烷基糖苷、柔顺剂、甘油、脱氧乙酸钠及水混合，然后在搅拌状态下升温进行加热溶解处理，降温至90℃进行保温处理，冷却至室温，得到所述改性剂。


4.根据权利要求3所述的聚乙烯醇无纺布的改性方法，其特征在于，所述改性剂，按重量份数计，包括如下组分：
聚乙烯醇5-15份；
聚乙烯吡咯烷酮1-5份；
烷基糖苷0.5-3份；
柔顺剂0.5-1.5份；
甘油0.5-1.0份；
脱氧乙酸钠0.05-0.1份；
水100份。


5.根据权利要求3所述的聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔跃飞，崔若曦，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44