本发明涉及非织造材料
技术领域：
，尤其是涉及一种纳米纺熔复合非织造材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：非织造材料，又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布。非织造技术是纺织工业中最有发展前途的一种新技术，其生产突破了传统纺织原理，综合了纺织、化工、塑料及造纸等工业技术，充分利用了现代物理学、化学等学科的知识。因此，非织造材料的发达程度是衡量一个国家纺织工业技术进步的重要标志之一。非织造材料又分为单组份非织造材料和多组分非织造材料。现有的多组份纤维非织造材料强度较高，但柔软度不足，蓬松度不够，且吸水性较差。因此，开发一种强度高、吸水性好，同时质地柔软、蓬松的非织造材料尤为重要。有鉴于此，特提出本发明。技术实现要素：本发明的第一个目的在于提供一种纳米纺熔复合非织造材料，以缓解现有技术中存在的多组份纤维非织造材料强度较高，但柔软度不足，蓬松度不够，且吸水性较差的技术问题。本发明的第二个目的在于提供上述纳米纺熔复合非织造材料的制备方法，该方法工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率，且制备得到的纳米纺熔复合非织造材料具有透气性好和蓬松度高的优点。本发明提供了一种纳米纺熔复合非织造材料，包括依次层叠设置的纤维底层、纳米喷涂层和纤维覆盖层，所述纤维底层、纳米喷涂层和纤维覆盖层通过热轧依次复合；所述纳米喷涂层由静电纺纳米纤维制成，所述纤维底层和纤维覆盖层均由纺粘长纤维制成。进一步地，所述静电纺纳米纤维为化学合成纤维；优选地，所述化学合成纤维由水溶性高分子和/或油溶性高分子制备得到。进一步地，所述水溶性高分子包括天然水溶性高分子、化学改性天然聚合物或合成聚合物中的一种或多种；优选地，所述水溶性高分子包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基苯酚、淀粉、羟甲基纤维素中的一种或多种。进一步地，所述油溶性高分子包括聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚己内酯、聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、三醋酸纤维素中的一种或多种。进一步地，所述纺粘长纤维包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。进一步地，所述纳米纺熔复合非织造材料的厚度为0.48-0.57mm；优选地，所述纤维底层的厚度为0.28-0.32mm；优选地，所述纳米喷涂层的厚度为0.03-0.05mm；优选地，所述纤维覆盖层的厚度为0.17-0.2mm。本发明还提供了上述的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(a)制备纺粘长纤维，并使其气流牵伸成网，制成纤维底层；(b)在纤维底层上制备静电纺纳米纤维，并使其成网制成纳米喷涂层；(c)在纳米喷涂层上再次制备纺粘长纤维，并使其气流牵伸成网，制得纤维覆盖层；(d)将纤维底层、纳米喷涂层和纤维覆盖层依次热轧复合，制得纳米纺熔复合非织造材料。进一步地，在步骤(a)中，纺粘长纤维通过长丝模头挤出成型；优选地，在步骤(b)中，静电纺纳米纤维通过静电法纳米工艺技术制备得到。进一步地，还包括步骤(e)功能整理，包括亲水、抗菌、蓬松、柔软或抗静电中的至少一种整理工艺。另外，本发明还提供了上述的纳米纺熔复合非织造材料在制备医药卫生材料中的应用。本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料，包括通过热轧依次复合的纤维底层、纳米喷涂层和纤维覆盖层。本发明通过将由静电纺纳米纤维制成的纳米喷涂层和由纺粘长纤维制成的纤维底层和纤维覆盖层交错层叠设置，使得不同角度的纤维相互支撑，得到的纳米纺熔复合非织造材料不仅具有良好的机械强度，而且蓬松柔软，具有较强的过滤性能和透气性能，能够满足人们对于高透气性和高过滤性纺织品的要求。本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法，工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率，且制备得到的纳米纺熔复合非织造材料具有透气性好、蓬松度高且过滤性强的优点。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例1提供的纳米纺熔复合非织造材料的结构示意图。图标：1-纤维底层；2-纳米喷涂层；3-纤维覆盖层。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1如图1所示，本发明提供了一种纳米纺熔复合非织造材料，包括依次层叠设置的纤维底层1、纳米喷涂层2和纤维覆盖层3，纤维底层1、纳米喷涂层2和纤维覆盖层3通过热轧依次复合。其中，纳米喷涂层2由静电纺纳米纤维制成，纤维底层1和纤维覆盖层3均由纺粘长纤维制成。一方面，静电纺纳米纤维过滤效率高，与传统过滤材料相比，其过滤效率提高了70％及以上。二是水通量大，相比传统的过滤材料，静电纺纳米纤维具有低克重和高孔隙率、高渗透性以及孔径可控性，提供了将过滤和吸附的功能结合在一起的平台，将靶向分子捕获在纳米纤维表面，可有效去除污染物。利用静电纺纳米纤维材料作为过滤材料，能显著提高吸附能力和过滤效率，从而在过滤领域具有重要的应用价值和前景。本发明通过将由静电纺纳米纤维制成的纳米喷涂层2和由纺粘长纤维制成的纤维底层1和纤维覆盖层3交错层叠设置，使得不同角度的纤维相互支撑，得到的纳米纺熔复合非织造材料不仅具有良好的机械强度，而且蓬松柔软，具有较强的过滤性能和透气性能，能够满足人们对于高透气性和高过滤性纺织品的要求。在一个优选的实施方式中，静电纺纳米纤维为化学合成纤维。与天然纤维和人造纤维相比，化学合成纤维的原料是由人工合成方法制得的，生产不受自然条件的限制。合成纤维除了具有化学纤维的一般优越性能，如强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等外，不同品种的合成纤维各具有独特性能。优选地，化学合成纤维由水溶性高分子和/或油溶性高分子制备得到。在一个优选的实施方式中，化学合成纤维由水溶性高分子及油溶性高分子复合制备得到。当化学合成纤维同时包含水溶性高分子和油溶性高分子，能够使得制备得到的纳米纺熔复合非织造材料兼具水溶性和油溶性两种理化性质，适用范围更广。在一个优选的实施方式中，水溶性高分子包括天然水溶性高分子、化学改性天然聚合物或合成聚合物中的一种或多种；优选地，水溶性高分子包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基苯酚、淀粉、羟甲基纤维素中的一种或多种。在一个优选的实施方式中，油溶性高分子包括聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚己内酯、聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、三醋酸纤维素中的一种或多种。在一个优选的实施方式中，纺粘长纤维包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。在一个优选的实施方式中，纳米纺熔复合非织造材料的厚度为0.48-0.57mm，例如可以为，但不限于0.48mm、0.49mm、0.5mm、0.51mm、0.52mm、0.53mm、0.54mm、0.55mm、0.56mm或0.57mm。通过将纳米纺熔复合非织造材料的厚度设定为0.48-0.57mm，以使得纳米纺熔复合非织造材料既具有良好的机械强度，又具有良好的蓬松感、亲水性和过滤性。当纳米纺熔复合非织造材料的厚度小于0.48mm时，其强度较差，当厚度大于0.57mm时，纳米纺熔复合非织造材料的蓬松感和亲水性欠佳。优选地，纤维底层1的厚度为0.28-0.32mm，例如可以为，但不限于0.28mm、0.29mm、0.3mm、0.31mm或0.32mm。优选地，纳米喷涂层2的厚度为0.03-0.05mm，例如可以为，但不限于0.03mm、0.031mm、0.032mm、0.333mm、0.034mm、0.035mm、0.036mm、0.037mm、0.038mm、0.039mm、0.04mm、0.041mm、0.042mm、0.043mm、0.044mm、0.045mm、0.046mm、0.047mm、0.048mm、0.049mm或0.05mm。优选地，纤维覆盖层3的厚度为0.17-0.2mm，例如可以为，但不限于0.17mm、0.18mm、0.19mm或0.2mm。通过分别将纤维底层1的厚度设定为0.28-0.32mm，纳米喷涂层2的厚度设置为0.03-0.05mm，纤维覆盖层3的厚度设定为0.17-0.2mm，以使得纳米纺熔复合非织造材料的机械强度更高，更蓬松更柔软，吸水性更好，过滤性更强。本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料的性能如下表所示：项目指标纤维指数短纤维单纤直径≤1.0μm、纺粘长丝单纤直径≤1.5μm可吸入性粉尘<5μm、清洁阻力比PPS覆膜滤料低35％以下柔软度横向柔软度(弯曲)13.5mm(15g)亲水速度亲倍水率≥1300％、穿透时间≤1.4s均匀度产品均匀度≤0.03g/m2延伸度横纵向伸长率≥80％(以10克为例)强度横向强力≥24N；纵向强力≥36N(以20g/cm2为例)实施例2本施例提供了本发明实施例1所描述的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法，包括如下步骤：(a)制备纺粘长纤维，并使其气流牵伸成网，制成纤维底层1；(b)在纤维底层1上制备静电纺纳米纤维，并使其成网制成纳米喷涂层2；(c)在纳米喷涂层2上再次制备纺粘长纤维，并使其气流牵伸成网，制得纤维覆盖层3；(d)将纤维底层1、纳米喷涂层2和纤维覆盖层3依次热轧复合，制得纳米纺熔复合非织造材料。本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法，工艺简单，操作方便，能够节约大量的人力和物力，有效提高生产效率，且制备得到的纳米纺熔复合非织造材料具有透气性好、蓬松度高且过滤性强的优点。现以纤维底层1和纤维覆盖层3均为聚丙烯原料，纳米喷涂层2由聚乙烯醇和聚偏氟乙烯为原料，对本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法进行说明，本发明采用的加工设备为依次设置的第一长丝模头、静电纺丝装置和第二长丝模头。本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法按照如下步骤进行制备：(a)将聚丙烯母粒与其它助剂母粒混合，并通过气流输送至第一螺杆挤压熔融设备进行热熔，第一螺杆挤压熔融设备与第一长丝模头相连通，当聚丙烯母粒与其它助剂母粒熔融均匀后通过第一长丝模头上的喷丝孔进行喷射纺丝并在气流牵伸下成网，制得纤维底层1；(b)将纤维底层1输送至静电纺丝装置的喷头下方，将聚乙烯醇母粒和聚偏氟乙烯母粒通过气流输送至第二螺杆挤压熔融设备进行热熔，第二螺杆挤压熔融设备与静电纺丝装置相连通，聚乙烯醇母粒和聚偏氟乙烯母粒熔融均匀后通过静电纺丝装置喷头上的喷丝孔喷射至纤维底层1上成网，制得纳米喷涂层2；(c)将层叠设置的纤维底层1和纳米喷涂层2输送至第二长丝模头下方，第二长丝模头与第三螺杆挤压熔融设备相连通，熔融均匀的聚丙烯和其它助剂通过第二长丝模头上的喷丝孔进行喷射纺丝并气流牵伸下在纳米喷涂层2上成网，制得纤维覆盖层3；(d)通过压辊对依次层叠设置的纤维底层1、纳米喷涂层2和纤维覆盖层3进行热轧，使三层热轧复合，即制得纳米纺熔复合非织造材料。本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料的制备方法，结合了两种不同的成网技术，生产工艺具有许多优点和灵活性，可以根据产品的性能要求，分别调整纤维底层1、纳米喷涂层2和纤维覆盖层3的厚度比例，使得产品具有更优异的性能，满足客户需求。在一种优选的实施方式中，在步骤(a)中，纺粘长纤维通过长丝模头挤出成型。在一种优选的实施方式中，还包括步骤(e)功能整理，包括亲水、抗菌、蓬松、柔软或抗静电中的至少一种整理工艺。通过进行功能整理，能够使纳米纺熔复合非织造材料的性能更佳优异，更能够满足用户的不同需求。实施例3本实施例提供了本发明实施例1提供的纳米纺熔复合非织造材料或采用本发明实施例2提供的制备方法制备得到的纳米纺熔复合非织造材料在制备医药卫生材料中的应用。将上述纳米纺熔复合非织造材料应用于医药卫生材料中，能够使得医药卫生材料的机械强度更高，更蓬松更柔软，吸水性更好，过滤性更强。另外，需要说明的是，本发明提供的纳米纺熔复合非织造材料可用于制备医药卫生材料，但不限于上述领域，本领域技术人员可以根据相关领域的需求采用，例如可以为，但不限于防护材料、面膜或湿巾等。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页1 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