一种湿法无纺布及其生产方法和用途
【专利摘要】本发明公开一种湿法无纺布及其生产方法和用途，该无纺布是由纤度为0.4～30dtex的聚酯纤维以及聚丙烯酸树脂所形成，所述两种成分的混合比为35～65：65～35，通过袋式气体采集法，该无纺布的甲醛释放量为5ppm以下。本发明的湿法无纺布具有甲醛含量低、环保型的特点，且生产方法简单、成本低，可应用于制备空气过滤器。
【专利说明】一种湿法无纺布及其生产方法和用途
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种湿法无纺布及其生产方法和用途。
【背景技术】
[0002] 目前关于空气过滤用无纺布，有干法和湿法两大类型。湿法无纺布主要由短切纤 维和粘合剂构成。众所周知，空气过滤器具有过滤粉尘、吸附有害气体的功效，而现阶段使 用的粘合剂中均含有N-羟甲基丙烯酸胺，其常用作粘合剂交联单体，有< 0. 5%游离态 甲醛。而甲醛是世界上公认的潜在致癌物，对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈的刺激性。 世界卫生组织（WHO)以嗅阈值的中位数作为健康终点效应值，提出甲醛的空气质量限值浓 度为lppm。我国室内空气质量标准（GB 18883-2002)也采用了该浓度。那么用上述粘合剂 制成的湿法无纺布应用于空气过滤领域时，释放出的甲醛对环境产生污染，严重威胁到人 类的身体健康。
[0003] 如中国公开专利CN101768892A公开了一种骨架材料无纺布，其构成中使用常规 的丙烯酸树脂乳液进行涂布，制成的无纺布通过袋式气体采集法测试甲醛含量，测得甲醛 的含有量在60ppm以上。该无纺布应用于空气过滤时，就会释放出甲醛，对环境造成污染。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种甲醛含量低、环保型的湿法无纺布及其生产方法和用 途。
[0005] 本发明的技术解决方案如下：本发明的湿法无纺布是由纤度为0. 4?30dtex的聚 酯纤维以及聚丙烯酸树脂所形成，所述两种成分的混合比为35?65 :65?35,通过袋式气 体采集法，该无纺布的甲醛释放量为5ppm以下。如果构成本发明的湿法无纺布的聚酯纤维 含量低于35%的话，这样纤维相互之间的粘结点少，其强度就会降低；同时由于含有过高的 聚丙烯酸树脂，在后道打褶加工时，导致无纺布的脆性加强，易折断，而且聚丙烯酸树脂的 含有量过高，表面成膜性强，亦降低无纺布的透气性。如果聚酯纤维的含量高于65%，虽然构 成的无纺布中纤维之间的粘结点变多了，但是聚丙烯酸树脂含有量降低，其黏粘纤维的功 能降低，导致无纺布的刚软度降低。上述聚酯纤维可以是由1. 5?lOdtex之间的粗纤度聚 酯纤维与0. 4?1. 5dtex之间的细纤度聚酯纤维构成。其中粗纤度聚酯纤维起到支撑无纺 布的作用，可以提高无纺布的通气度；细纤度聚酯纤维可以提高无纺布的捕集效率。本发明 聚酯纤维的长度不易过长，过长的话在制浆过程中形成扭结，抱团成块，因此聚酯纤维的 长度优选5?15_。通过袋式气体采集法，本发明湿法无纺布的甲醛释放量为5ppm以下， 如果无纺布的甲醛释放量大于5ppm的话，在空气中就会释放甲醛，就会对环境造成污染； 考虑到甲醛的空气质量限值浓度为lppm，无纺布的甲醛释放量优选0. 08ppm以下。
[0006] 本发明湿法无纺布的经向强度为80N/50mm以上，讳向强度为50N/50mm以上。后 道打褶加工对无纺布的强度有一定的要求，如果该无纺布的经向强度低于80N/50mm，纬向 强度低于50N/50mm的话，打褶时无纺布就会发生断裂的现象。
[0007] 本发明湿法无纺布的经向刚软度为160mg以上，纬向刚软度为lOOmg以上。为了 后道打褶加工工艺，高的刚软度可以提高成型品的硬挺度，不会因为成型品的变形而影响 其阻力。
[0008] 本发明湿法无纺布的通气度在24〇CC/Cm2/s以上。该范围的通气度不仅可以使成 型品在高风量情况下具有较低的阻力，而且如果与其它材料复合或者添加活性炭的话，阻 力必然会上升，这时对无纺布的通气度要求更高。
[0009] 本发明的湿法无纺布的生产方法，包括如下步骤： (1) 将纤度为〇. 4?30dtex的聚酯纤维在水中以浓度为0. 1?0. 2%的进行分散制成 纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 01?〇. 05%的纤维浆液，通过斜网成 形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有1. 5?3. 0%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将步骤（2)中制得的聚丙烯酸树脂乳液以65?35重量％涂覆于聚酯纤维网表面， 然后以15?30m/min速度进入110?150°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得成品。
[0010] 上述步骤（1)中纤维浆液浓度配置在0. 1?0. 2%之间，当浓度低于0. 1%时，纤维 中的含量过少，分散不易均匀；当浓度高于0.2%时，纤维在水中含量过高，易絮聚成团。而 后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 01?〇. 05%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过 真空吸水而成聚酯纤维网；在成网前的纤维浓度如果低于0.01%，则导致铺网不均匀；如果 纤维浓度高于〇. 05%,则真空吸水过程中脱水困难。
[0011] 上述步骤（2)中采用含有1. 5?3%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液，由 于双丙酮丙烯酰胺中不含有游离态的甲醛，甲醛释放量低，对环境不会产生污染。如果双丙 酮丙烯酰胺的添加量低于1. 5%时，混合乳液的粘度过低，导致纤维之间的粘结力下降；如 果双丙酮丙烯酰胺的添加量高于3%时，混合乳液的粘度过高，在加工过程中涂覆无纺布时 难于涂覆均匀。
[0012] 将步骤（2)中制得的聚丙烯酸树脂乳液以65?35重量％涂覆于聚酯纤维网表面， 然后以15?30m/min速度进入110?150°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得成品。如 果聚丙烯酸树脂混合乳液的含量高于65重量％的话，在后道打褶加工时，导致无纺布的脆 性加强，易折断，而且聚丙烯酸树脂的含有量过高，表面成膜性强，亦降低无纺布的透气性； 如果聚丙烯酸树脂混合乳液的含量低于35重量％的话，其黏粘纤维的功能降低，导致无纺 布的刚软度降低。如果进入烘箱的速度高于30m/min，干燥时间过短的话，无纺布中的水分 不能完全去除；如果进入烘箱速度低于15m/min，干燥时间过长，会使得无纺布脆化且强力 明显下降。如果烘箱温度高于150°C，会使得无纺布手感变差；如果烘箱温度低于110°C，无 纺布中的水分难以在短时间内完全去除，影响产品的生产性。
[0013] 本发明的湿法无纺布具有甲醛含量低、环保型的特点，且生产方法简单、成本低， 可应用于制备空气过滤器。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明进行进一步地说明，并且实施例中的物性按照以下方法 进行测定。
[0015] 【甲醛含量】 采用袋式气体采集法，将5g骨材放入容量为1L的气体采集袋中，然后进行密封，将密 封的采集袋放入80°C的高温干燥箱2小时，再采用检知管对采集袋中的挥发气体进行评价 测试。
[0016] 【经纬向强度】 根据Jis L1096标准，试验材料尺寸：宽50mmX长300mm，标准点为200mm，利用 Instron测定设备，在拉伸速度100mm/min下进行测试。测试经、纟韦向的样品数各为N=5。
[0017] 【刚软度】 根据Jis L1096标准，试验材料尺寸：89mmX25mm，利用(格利安式）选用合适的量程砝 码，利用设备测试杆摆动幅度的大小，在显示屏上显示出对应的刚软度大小。在本发明的过 滤无纺布中的任意5个地方取样并且测定，得到平均值。
[0018] 【通气度】 根据JIS L1096标准，把无纺布沿幅宽方向均匀裁剪10块样品（10cm*10cm)，置于 FX3300通气度试验机测试口下方通过125Pa的压力进行测试，测试的量程选为cm3/cm2/s。 然后取10块样品测试值的平均值。
[0019] 实施例1 (1) 将纤度为 0. 7dtex、1. 5dtex、3dtex、7dtex、15dtex 的聚酯纤维以重量比为 10 :25 : 30 :30 :5在水中以浓度为0. 15%进行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成 浓度为〇. 025%的纤维浆液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有2. 5%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量50%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入130°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布 的各物性见表1。
[0020] 实施例2 (1) 将纤度为1. 5dtex、3dtex、15dtex的聚酯纤维以重量比为40 :50 :10在水中以浓度 为0. 14%进行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为0. 03%的纤维浆 液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有2. 5%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入140°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布 的各物性见表1。
[0021] 实施例3 (1) 将纤度为1. 5dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为45 :55在水中以浓度为0. 15%进 行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 03%的纤维浆液，通过斜 网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有2%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入135°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布 的各物性见表1。
[0022] 实施例4 (1) 将纤度为1. 5dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为45 :55在水中以浓度为0. 15%进 行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 028%的纤维浆液，通过斜 网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有1. 8%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量50%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入135°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布 的各物性见表1。
[0023] 实施例5 (1) 将纤度为1.5dtex、3dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为30 :30 :40在水中以浓度 为0. 13%进行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为0. 03%的纤维浆 液，通过斜网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有2%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入145°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布 的各物性见表1。
[0024] 实施例6 (1) 将纤度为1. 5dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为45 :55在水中以浓度为0. 15%进 行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 03%的纤维浆液，通过斜 网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有2. 5%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入135°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得本发明的湿法无纺布，该无纺布 的各物性见表1。
[0025] 比较例1 (1) 将纤度为1. 5dtex、7dtex的聚酯纤维以重量比为45 :55在水中以浓度为0. 15%进 行分散制成纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 03%的纤维浆液，通过斜 网成形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有2%N-羟甲基丙烯酸胺构成的聚丙烯树脂混合乳液； (3) 将上述制成的聚丙烯酸树脂乳液以重量40%涂覆于聚酯纤维网表面，然后以20m/ min速度进入135°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得无纺布，该无纺布的各物性见表 1〇
[0026] 表 1
【权利要求】
1. 一种湿法无纺布，其特征在于：该无纺布是由纤度为0. 4?30dtex的聚酯纤维以及 聚丙烯酸树脂所形成，所述两种成分的混合比为35?65 :65?35,通过袋式气体采集法， 该无纺布的甲醛释放量为5ppm以下。
2. 根据权利要求1所述的湿法无纺布，其特征在于：该无纺布的甲醛释放量为O.OSppm 以下。
3. 根据权利要求1所述的湿法无纺布，其特征在于：该无纺布的经向强度为80N/50mm 以上，纬向强度为50N/50mm以上。
4. 根据权利要求1所述的湿法无纺布，其特征在于：该无纺布的经向刚软度为160mg 以上，纬向刚软度为l〇〇mg以上。
5. 根据权利要求1所述的湿法无纺布，其特征在于：该无纺布的通气度在24〇CC/Cm2/s 以上。
6. -种权利要求1所述的湿法无纺布的生产方法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 将纤度为〇. 4?30dtex的聚酯纤维在水中以浓度为0. 1?0. 2%的进行分散制成 纤维浆液，而后再将纤维浆液与白水混合成浓度为〇. 01?〇. 05%的纤维浆液，通过斜网成 形，最后经过真空吸水而成聚酯纤维网； (2) 采用含有1. 5?3. 0%双丙酮丙烯酰胺形成的聚丙烯树脂乳液； (3) 将步骤（2)中制得的聚丙烯酸树脂乳液以65?35重量％涂覆于聚酯纤维网表面， 然后以15?30m/min速度进入110?150°C的烘箱进行干燥，加固成型，最后制得成品。
7. -种权利要求1所述的湿法无纺布在制备空气过滤器中的应用。
【文档编号】D21F11/00GK104514177SQ201310463452
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】席群, 蔡文杰 申请人:东丽纤维研究所（中国）有限公司