专利名称：一种pva纤维及其无纺布的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种化学纤维及其制造方法和制品技术，具体为一种含有无机物微粉的PVA纤维及其无纺布的制造方法技术，国际专利主分类号拟为Int.CL7D01F 6/14。
背景技术：
聚乙烯醇(PVA)是一类广泛使用的化学纤维，由于其分子结构中具有羟基，使PVA纤维及其无纺布产品具有优异的吸湿性能，因而被广泛用于医疗、卫生和民用等领域。PVA纤维一般采用溶液纺丝工艺方法获得，即将PVA溶于一定的溶剂中，采用湿法或干法工艺进行纺丝，再经过牵伸、热定型等工序，就可得到具有一定强度的PVA纤维。在发明人的检索范围内，目前采用溶液纺丝工艺方法获得的PVA纤维都是由单一物质PVA制成的，即不含有其他固体组分。这种单一物质PVA纤维的不足是纤维丝条表面光滑，适于织成的衣物，而难于用作擦拭材料。另一方面，PVA纤维常用来制造无纺布产品。传统PVA无纺布产品的制造方法是以PVA纤维为原料，利用无纺布或非织造布成网工艺，如水刺、针刺或热粘等方法，铺网成型而制得。也即是说，在现有的无纺布成型工艺中，无论是水刺、针刺、热粘法都是先制造纤维成品，然后用其做原料，进行二次加工获得无纺布产品，纤维、无纺布的加工分开操作，独立进行。这种纤维、无纺布分开进行的工艺方法，使得PVA无纺布产品的性能既受前端纤维产品质量的影响，又与无纺布的加工工艺有关，无纺布制备工艺比较复杂，产品质量也难于控制。
关于PVA纤维的改性及其制造方法和无纺布产品的专利文献已有许多报道。日本可乐丽股份有限公司对PVA纤维的改性及其无纺布产品在中国就申请了许多专利。例如，中国专利CN94118659号文献报道了一种制造水溶性热压合聚乙烯醇粘合纤维及其无纺布的方法。它首先将高熔点PVA聚合物(A)与低熔点水溶性聚合物(B)混溶于聚合物(A)的溶剂中制得纺丝溶液，进行低温纺丝使其凝固形成海-岛形结构，(A)作为海组分，(B)作为岛组分存在，且纤维表面基本不含岛组分。然后在高温下受压时，低熔点聚合物(岛组分)被推至纤维表面使纤维之间发生热粘合，利用此性质可由该纤维制造无纺布。中国专利CN03158691号文献公开了一种高吸收性聚乙烯醇纤维以及包含它们的无纺布，这种高吸水性聚乙烯醇纤维是在水溶性PVA中引入交联组分，再利用现有的针刺、水刺、热压等无纺布成型工艺，制备包含它们的无纺布。中国专利CN200410031459号文献提供了一种容易原纤化的PVA聚合物纤维，它具有优良的耐化学性、亲水性、耐候性和抗水性，再利用水刺或针刺工艺加工成无纺布。中国专利CN200410033004号文献介绍了一种聚乙烯醇粘合纤维，其特征在于该纤维具有最大30％的截面圆形度，在30℃的水中具有至少100％的溶胀度，以及在其中最大20％的溶解度，进而加工成无纺布。中国专利CN200510003804号文献公开了一种水溶性聚乙烯醇系纤维及包含该纤维的无纺布的制造方法，即将聚合度为1000-4000及皂化度88摩尔％以上的聚乙烯醇系聚合物溶解于有机溶剂中，将得到的纺丝原液进行溶液纺丝，并使纤维通过一种含有离子性基的乙醛酸化合物的提取浴得到纤维，再经热压的方法得到无纺布，能够极为有效地用于以烂花花边用底布为首的很多用途中。在上述的这些制备改性PVA纤维及其无纺布产品的方法中，纺丝溶液中固含量小于20％，且原料基本上为单一的PVA。由于纺丝原液中水的含量较多，因而在将聚合物纺丝液直接挤出成网时，由于丝条中的水分含量多，只能采用将丝条通过凝固浴固化成型的方法来使纤维固化，然后再使纤维铺网成型，也即分为两步制造无纺布。这种二步法无纺布制造工艺不仅增加了纤维在凝固浴中的固化成型步骤，而且固化后的纤维要直接连续进行纤维的机械梳理、铺网制造无纺布在实际的生产中还有许多技术难点尚未解决，因而想采用一次加工工艺在实际也不可行。目前，固含量大于20％而采用溶液法制备PVA纤维的方法，以及利用所得PVA纤维直接加工成无纺布的专利文献尚未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种PVA纤维及其无纺布的制造方法。该PVA纤维中含有无机微粉，在纺丝液中的固含量可高达50-85％；该PVA纤维制造方法采用现有的纺丝设备，投资少，工艺简单，生产容易；并且，该PVA纤维成型加工与由其进一步制造无纺布的加工可直接连续进行和完成，工艺流程缩短，操作简化，效率大为提高，质量也有保证。
本发明解决所述的PVA纤维技术问题的技术方案是设计一种PVA纤维，该纤维的质量百分比配方为PVA 5-15％，无机金属氧化物微粉20-85％，分散剂0-5％，抗沉淀剂0-5％，余量为水，各组分之和为100％；所述PVA的聚合度为1700-2000，所述的无机金属氧化物微粉是指ZnO、Al2O3、TiO2、SiO2或陶瓷粉中的任一种或一种以上，粒径为0.5-60μm；所述的分散剂是指聚乙二醇、吐温或聚丙烯酸中的任一种或一种以上；所述的抗沉淀剂是指蔗糖、葡萄糖、阿拉伯胶、聚丙烯酰胺、可溶性淀粉或蜂蜡中的任一种或一种以上。
本发明解决所述的PVA纤维无纺布制造方法技术问题的技术方案是设计一种PVA纤维无纺布的制造方法，它采用下述工艺1.制备PVA纺丝溶液采用本发明所述的PVA纤维配方制备PVA纺丝溶液；2.制备PVA纤维用第1步所得的PVA纺丝溶液进行湿法或干法纺丝即得；采用湿法纺丝时，凝固浴为饱和的芒硝水溶液，纺丝温度80-98℃，喷丝板孔直径为0.2-2mm，拉伸倍数为0-10倍；采用干法纺丝时，热空气的温度为120-150℃，环型吹风，其它工艺参数同湿法纺丝；3.制备PVA无纺布用第2步所得到PVA纤维经高温热压即可制得；热压温度为80-120℃，压力30-60N·mm-1；4.无纺布后处理对第3步所得的PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理即得。醛化浴的组成为硫酸200-250g/L、硫酸钠50-90g/L、甲醛15-35g/L；醛化温度50-90℃，醛化时间10-20分钟。
本发明解决所述的PVA纤维无纺布制造方法技术问题的另一技术方案是设计一种PVA纤维无纺布的制造方法，它采用下述工艺1.制备PVA纺丝溶液采用权利要求1或2所述的PVA纤维配方制备PVA纺丝溶液；
2.制备PVA无纺布用第1步所得的PVA纺丝溶液，在挤出机上挤出丝条，纺丝温度为80-98℃，并在温度120-150℃的热空气下，拉伸0-10倍，进而把干燥丝条在温度为120-150℃的热空气气流作用下，在热辊上无规铺网成型，即得到PVA无纺布；3.无纺布后处理对第2步所得的PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理，醛化浴的组成为硫酸200-250g/L、硫酸钠50-90g/L、甲醛15-35g/L；醛化温度50-90℃，醛化时间10-20分钟。
与现有技术相比，本发明PVA纤维纺丝溶液中的固含量可高达50-85％，但仍可顺利纺丝；由其制备无纺布产品的制造方法，既可以采用传统的二步法制造，也可以采用新的一步法制造——聚合物纤维的成型与无纺布的加工同时连续进行的制造方法，工艺流程缩短，操作简化，效率提高，质量也同步提高，成本降低，具有较好的经济效益；且不论是传统方法还是新方法制造无纺布，所用的设备均可采用现有的技术设备，不需要增加设备投资，实施方便，推广容易。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步叙述本发明本发明的PVA纤维，其质量百分比配方为PVA 5-15％，无机金属氧化物微粉20-85％，分散剂0-5％，抗沉淀剂0-5％，余量为水，各组分之和为100％。
本发明所述PVA的聚合度为1700-2000。试验表明，该聚合度范围内的PVA加入所述高含量的无机金属氧化物微粉后，可纺性仍较好。
本发明所述的无机金属氧化物微粉(以下简称无机微粉)是指ZnO、Al2O3、TiO2、SiO2或陶瓷粉中的任一种或一种以上，在纺丝液中的固含量可高达20-85％，优选50-85％。具体组方时，在纺丝液中的固含量可根据无机微粉含量为PVA的5-20倍来确定。无机微粉的种类可以根据实际产品的需要来进行选择，例如，添加无机微粉ZnO、TiO2，可使PVA纤维及其无纺布制品具有一定的抗菌性；而添加无机微粉Al2O3，则可以使PVA纤维及其无纺布具有耐高温性等。无机微粉的粒径控制在0.5-60μm，粒经太大时，容易使喷丝孔堵塞，不容易成丝；而粒经过小时，成本过高，超出实际需要。但在条件允许的范围内，应尽可能降低无机微粉的粒径，以使纺丝顺利进行。
本发明所述的分散剂是指聚乙二醇、吐温或聚丙烯酸中的一种或一种以上，用量为PVA配方的0-5％。这主要是考虑到在PVA纺丝原液中加入了无机微粉后，为了使无机微粉在PVA溶液中均匀分散，改善无机微粉与PVA的相互作用。具体组方时，分散剂种类和数量可根据无机微粉的种类和数量而定。分散剂的数量应根据无机微粉粒径的大小和含量来确定。无机微粉的粒径大，含量高，分散剂的数量也要相应增加，以减缓PVA纺丝液中无机微粉的团聚沉积作用。在分散剂的选择上，优先选用聚乙二醇类的分散剂，因为聚乙二醇的分子结构与聚乙烯醇相近，分子中都含有亲水性的羟基，对无机微粉的分散性好，对PVA纺丝液的影响不明显。
本发明所述的抗沉淀剂是指阿拉伯胶、聚丙烯酰胺、可溶性淀粉或蜂蜡中的一种或一种以上，其用量为PVA纤维配方的0-5％。这主要是考虑到PVA纺丝原液中固含量较高，为了减少或降低无机微粉在纺丝过程中的沉降作用，使纺丝顺利进行而加入的。具体组方时，抗沉淀剂的种类和数量也要根据无机微粉的种类和数量而定。但一般优先选用分子结构中含有羟基结构的抗沉淀剂，如可溶性淀粉等。这类抗沉淀剂的亲水性强，水溶性好，可有效减缓PVA纺丝液中无机微粉的沉降作用。抗沉淀剂的数量应根据无机微粉粒径的大小和含量来确定，无机微粉的粒径大，含量高，抗沉淀剂的数量也要相应增加。还应当说明的是，虽然本发明的PVA纤维组方中可以不加入所述的分散剂和抗沉淀剂，也即它们的含量为0％；但加入它们后，可以提高PVA纤维溶液中的固含量，并可有效防止它们发生沉淀，有利于它们分散均匀，提高可纺性和产品质量。
在现有技术中，由于PVA多采用溶液法进行纺丝，包括湿法纺丝和干法纺丝。常规的湿法纺丝中PVA的固含量仅为18-22％左右，为了去除丝条中的大量水分，须将挤出的纤维通过一个含有饱和Na2SO4的凝固浴，使纤维在凝固浴中进行双扩散，从而达到丝条凝固的目的。常规的干法纺丝也可以制备PVA纤维，纺丝原液中的固含量可达40％左右，经过喷丝板被挤出丝条后，利用热空气去除丝条中的水分，再经拉伸和热定型得到传统的PVA纤维。目前国内大多数化纤厂仍多采用湿法纺丝来制备PVA纤维。
本发明的PVA纤维，是将含有一定量选定的无机微粉作为添加物加入到纺丝原液中进行PVA纤维改性的。这种设计既可保留有机纤维聚合物的可纺性和柔韧性，又可增加无机物的刚性和耐磨性，从而在PVA纤维原有特征基础上可赋予其一些新性能。例如，本发明的这种新型无纺布由于纤维中含有无机金属氧化物微粉粒子，用于过滤材料时，可选择性地杀死滤液中的细菌，从而净化滤液；用作擦拭材料时，可对木质家具、日用器皿等进行精细打磨、抛光，使制品具有高光洁度、光滑表面、质感好等特点。
本发明PVA纤维的制造方法本质同于现有技术，无新陈述。
本发明的PVA纤维，主要是用来制造无纺布。本发明同时设计了PVA无纺布的制造方法。根据所述的PVA纤维配方，本发明设计了两种PVA无纺布的制造方法一种是依据改进的传统两步法工艺，即先制成PVA纤维，再加工成PVA无纺布的工艺方法；另一种是本发明独创的一步法工艺，即PVA纤维纺丝与无纺布成型连续一次完成的工艺方法。
为了制造这种高含量无机微粉的PVA纤维无纺布产品，在采用传统的两步法制造工艺时，可以采用改进的湿法或干法进行溶液纺丝。由于纺丝原液中加入了高含量的无机微粉，因此纺丝组件中喷丝板的喷丝孔直径为在0.2-2mm，是常规纺丝喷丝板孔径的5-25倍。另外，由于这种PVA纤维中的无机微粉含量很高，约为PVA含量的5-20倍，在一定程度上会降低PVA纤维的强度，因而在喷丝头拉伸和后续的拉伸-热定型工艺中应适当降低拉伸倍数，本发明设计的拉伸倍数为0-10倍，以免丝条在高拉伸倍数的条件下发生断裂。将上述得到的这种PVA纤维再进行铺网成型，即可得到相应的无纺布产品。两步法制造无纺布的具体工艺如下1.制备PVA纺丝溶液采用本发明所述的PVA纤维配方制备PVA纺丝溶液；2.制备PVA纤维用第1步所得的PVA纺丝溶液进行湿法或干法纺丝即得；采用湿法纺丝时，凝固浴为饱和的芒硝水溶液，纺丝温度80-98℃，优选90-95℃，喷丝孔直径为0.2-2mm，优选0.5-1.0mm，拉伸倍数为0-10倍，优选0-5倍；采用干法纺丝时，热空气的温度为120-150℃，优选130-140℃，环型吹风，其它工艺参数同湿法纺丝；
3.制备PVA无纺布用第2步所得到PVA纤维经高温热压即可制得；热压温度为50-120℃，优选60-80℃，压力30-60N·mm-1，优选40-50N·mm-1；4.无纺布后处理把第3步所得的PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理，醛化浴的组成为硫酸200-250g/L，优选225g/L、硫酸钠50-90g/L，优选70g/L、甲醛15-35g/L，优选25g/L；醛化温度50-90℃，优选70-80℃，醛化时间10-20分钟，优选10-15分钟。经缩醛化处理后的PVA无纺布耐高温性能可提高到110℃，而传统的PVA无纺布的耐热水温度仅为40-80℃。
尽管采用改进的传统的两步法工艺可以制造本发明配方的无纺布，但这种由两步法得到的高含量无机微粉的PVA无纺布产品的强度不高，性能较差。这是由于两步法工艺本身决定的后端无纺布产品的性能受前端PVA纤维性能的影响，前端得到的PVA纤维中由于其无机微粉的含量很高，不能通过有效的拉伸来提高纤维的取向，因而所得纤维的强度较低；在后续的无纺布成型工艺中，为了使纤维具有一定的杂乱度，需要对前端PVA短纤维进行机械梳理成网，这种机械梳理需要借助一定的水流、刺针等手段来实现，而水流、刺针等技术手段的作用会进一步降低PVA纤维的品质，甚至使纤维断裂，从而最终影响PVA无纺布产品的性能和质量。
为了得到性能优异的高含量无机微粉的PVA无纺布产品，本发明设计了将聚合物PVA的纺丝成型与无纺布的铺网工艺同时接续进行的一步工艺方法。这种新方法采用下述工艺1.制备PVA纺丝溶液采用本发明所述的PVA纤维配方制备PVA纺丝溶液；2.制备PVA无纺布用第1步所得的PVA纺丝溶液，在挤出机上挤出丝条，纺丝温度80-98℃，优选90-95℃，喷丝孔直径为0.2-2mm，优选0.5-1.0mm，并在温度120-150℃的热空气下，拉伸0-10倍，优选0-5倍；进而把干燥的丝条在温度为120-150℃的热空气气流作用下，优选130-140℃，在热辊上无规铺网成型，即得到PVA无纺布；3.无纺布后处理把第2步所得的PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理，醛化浴的组成为硫酸200-250g/L，优选225g/L、硫酸钠50-90g/L，优选70g/L、甲醛15-35g/L，优选25g/L；醛化温度50-90℃，优选70-80℃，醛化时间10-20分钟，优选10-15分钟。经缩醛化处理后的PVA无纺布耐高温性能可提高到110℃，而传统的PVA无纺布的耐热水温度仅为40-80℃。
本发明的一步法PVA无纺布制造方法主要特征是省去了传统工艺方法的PVA纤维制备工序，使PVA纤维在被喷丝板挤出后，立即利用温度120-150℃的热空气来直接去除纤维中的多余水分，然后使丝条在接近完全干燥的条件下直接在热辊上铺网成型得到无纺布。由于本发明的PVA纤维配方中固含量很高(优选的PVA纺丝原液中PVA和无机微粉的总含量占到了50-85％)，水份很少，因而在接续加工的过程中，利用热空气可以带走纤维中的多余水分。另外，热空气除了可以带走纤维中的水分外，还可对丝条进行低倍牵伸从而一定程度上提高了纤维的强度。很明显，这种一步法制备PVA无纺布的成型工艺简单，工业化生产可以使用现有的化纤设备和无纺布设备加工，或者对它们进行简单改装来实现。另外由于PVA纤维在被挤出后直接铺网成型，避免了两步法中水流或针刺等机械梳理对纤维强度的损伤，从而可进一步提高PVA无纺布的质量和性能。
本发明的一步法PVA无纺布制造方法借鉴了PVA纤维的干法成型工艺和无纺布熔喷工艺，融合这两种方法的某些技术特点，因而未述及之处适用于下面给出本发明的具体实施例实施例1两步法制备PVA无纺布先进行湿法纺丝制备PVA纤维，再加工成无纺布。
湿法纺丝8％PVA 50g、水230g，粒经为1-40μm的Al2O3350g，PVA/Al2O3质量比7∶1。PVA湿法纺丝工艺将8％PVA 50g溶于80℃ 230g水中，分批加入所述Al2O3350g，边搅拌边升温至95℃，制得纺丝原液。用所得到的纺丝原液进行湿法纺丝，喷丝孔直径0.8mm，纺丝温度90℃，凝固浴为饱和的芒硝水溶液，拉伸倍数为7倍；无纺布成型工艺用所得到的PVA纤维经热压制成无纺布，热压温度为80℃，压力40N·mm-1；
缩醛化处理将PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理后，即得PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸225g/L、硫酸钠70g/L、甲醛25g/L；醛化温度70℃，醛化时间15分钟。
实施例2两步法制备PVA无纺布先进行湿法纺丝制备PVA纤维，再加工成无纺布。
湿法纺丝工艺将9.5％PVA 50g溶于80℃ 180g水中，分批加入陶瓷粉300g(粒径0.5-30μm)，聚乙二醇3mL，边搅拌边升温至98℃。将上述得到的纺丝原液进行湿法纺丝成型，喷丝板孔直径为0.5mm，纺丝温度95℃，凝固浴为饱和芒硝水溶液，对纤维的牵伸倍数为9倍。
无纺布成型工艺用所得到的PVA纤维经热压制成无纺布，热压温度为110℃，压力30N·mm-1。
缩醛化处理将PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理后，即得PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸240g/L、硫酸钠90g/L、甲醛35g/L；醛化温度80℃，醛化时间10分钟。
实施例3两步法制备PVA无纺布先进行干法纺丝制备PVA纤维，再加工成无纺布。
干法纺丝工艺将6％PVA 50g溶于80℃ 230g水中，分批加入陶瓷500g(粒径0.5-30μm)，吐温7mL，阿拉伯胶6g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行干法纺丝。喷丝板孔直径为0.8mm，纺丝温度80℃，热空气温度为130℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为3倍。
无纺布成型工艺热压温度60℃，压力60N·mm-1。
缩醛化处理将PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理后，即得PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸220g/L、硫酸钠60g/L、甲醛35g/L；醛化温度80℃，醛化时间15分钟。
实施例4两步法制备PVA无纺布先进行干法纺丝制备PVA纤维，再加工成无纺布。
干法纺丝工艺将15％PVA 50g溶于90℃ 80g水中，分批加入Al2O3200g(粒径10-50μm)，聚乙二醇2mL，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行干法纺丝。喷丝板孔直径为1mm，纺丝温度95℃，热空气温度为120℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为2倍。
无纺布成型工艺热压温度80℃，压力50N·mm-1。
缩醛化处理将PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理后，即得PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸210g/L、硫酸钠70g/L、甲醛35g/L；醛化温度80℃，醛化时间15分钟。
实施例5一步法制备PVA无纺布。
将5.3％PVA 50g溶于80℃ 150g水中，分批加ZnO 750g(粒径30-60μm)，聚丙烯酸10g，可溶性淀粉12g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为0.8mm，纺丝温度90℃，热空气温度为130℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为0。纤维在130℃热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸240g/L、硫酸钠70g/L、甲醛25g/L；醛化温度80℃，醛化时间11分钟。
实施例6一步法制备PVA无纺布。
将6.4％PVA 50g溶于80℃ 230g水中，分批加入TiO2500g(粒径5-60μm)，吐温7mL，可溶性淀粉10g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为2mm，纺丝温度80℃，热空气温度为120℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为2倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸210g/L、硫酸钠80g/L、甲醛35g/L；醛化温度70℃，醛化时间18分钟。
实施例7一步法制备PVA无纺布。
将6.7％PVA 30g溶于80℃ 100g水中，分批加入陶瓷粉320g(粒径0.5-30μm)，阿拉伯胶6g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为0.8mm，纺丝温度95℃，热空气温度为140℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为3倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸225g/L、硫酸钠70g/L、甲醛25g/L；醛化温度70℃，醛化时间13分钟。
实施例8一步法制备PVA无纺布。
将7.7％PVA 50g溶于80℃ 150g水中，分批加入SiO2450g(粒径10-50μm)，聚乙二醇8g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为1.5mm，纺丝温度85℃，热空气温度为130℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为2倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成为硫酸225g/L、硫酸钠70g/L、甲醛25g/L；醛化温度60℃，醛化时间15分钟。
实施例9一步法制备PVA无纺布。
将7.5％PVA 30g溶于80℃ 100g水中，分批加入ZnO 320g(粒径30-50μm)，可溶性淀粉10g，阿拉伯胶3g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为2mm，纺丝温度90℃，热空气温度为130℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为5倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成同实施例5。
实施例10一步法制备PVA无纺布。
将8.7％PVA 40g溶于80℃ 100g水中，分批加入Al2O3320g(粒径1-40μm)，聚乙二醇3mL，可溶性淀粉5g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为0.8mm，纺丝温度95℃，热空气温度为130℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为3倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成同实施例6。
实施例11一步法制备PVA无纺布。
将9.5％PVA 50g溶于80℃ 180g水中，分批加入Al2O3300g(粒径1-40μm)，聚乙二醇3mL，聚丙烯酸5g，聚丙烯酰胺5g，边搅拌边升温至98℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为0.5mm，纺丝温度90℃，热空气温度140℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为6倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成同实施例8。
实施例12一步法制备PVA无纺布。
将11％PVA 50g溶于80℃ 100g水中，分批加入Al2O3300g(粒径1-40μm)，聚丙烯酸5g，边搅拌边升温至98℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为2mm，纺丝温度90℃，热空气温度为130℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为4倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成同实施例8。
实施例13一步法制备PVA无纺布。
将12％PVA 50g溶于90℃ 100g水中，分批加入陶瓷270g(粒径10-50μm)，聚乙二醇5g，可溶性淀粉5g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为1mm，纺丝温度90℃，热空气温度为120℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为2倍。得到的纤维再经热压成无纺布，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成同实施例8。
实施例14一步法制备PVA无纺布。
将12％PVA 50g溶于90℃ 100g水中，分批加入SiO2270g(粒径10-50μm)，吐温2mL，蜂蜡5g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为0.8mm，纺丝温度95℃，热空气温度为140℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为1倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理得到制品。醛化浴组成同实施例8。
实施例15将14％PVA 50g溶于90℃ 100g水中，分批加入Al2O3200g(粒径1-40μm)，聚乙二醇2mL，可溶性淀粉5g，边搅拌边升温至95℃。将上述得到的纺丝原液进行一步法无纺布成型。喷丝板孔直径为0.5mm，纺丝温度98℃，热空气温度为140℃，环型吹风，热空气对纤维的牵伸倍数为6倍。纤维在热空气流的作用下在热辊上无规排列热粘合成型，再进行缩醛化处理后，即可得到PVA无纺布制品。醛化浴组成同实施例8。
权利要求
1.一种PVA纤维，其质量百分比配方为PVA 5-15％，无机金属氧化物微粉20-85％，分散剂0-5％，抗沉淀剂0-5％，余量为水，各组分之和为100％；所述PVA的聚合度为1700-2000，所述的无机金属氧化物微粉是指ZnO、Al2O3、TiO2、SiO2或陶瓷粉中的任一种或一种以上，粒径为0.5-60μm；所述的分散剂是指聚乙二醇、吐温或聚丙烯酸中的任一种或一种以上；所述的抗沉淀剂是指蔗糖、葡萄糖、阿拉伯胶、聚丙烯酰胺、可溶性淀粉或蜂蜡中的任一种或一种以上。
2.根据权利要求1所述的PVA纤维，其特征在于所述的配方中无机微粉为50-85％；所述的分散剂优选聚乙二醇；所述的抗沉淀剂优选可溶性淀粉。
3.一种PVA纤维无纺布的制造方法，它采用下述工艺(1)制备PVA纺丝溶液采用权利要求1或2所述的PVA纤维配方制备PVA纺丝溶液；(2)制备PVA纤维用第(1)步所得的PVA纺丝溶液进行湿法或干法纺丝即得；采用湿法纺丝时，凝固浴为饱和的芒硝水溶液，纺丝温度80-98℃，优选90-95℃，喷丝孔直径为在0.2-2mm，拉伸倍数为0-10倍；采用干法纺丝时，热空气的温度为120-150℃，环型吹风，其它工艺参数同湿法纺丝；(3)制备PVA无纺布用第(2)步所得到PVA纤维经高温热压即可制得；热压温度为80-120℃，压力30-60N·mm-1；(4)无纺布后处理对第(3)步所得的PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理即得，醛化浴的组成为硫酸200-250g/L、硫酸钠50-90g/L、甲醛15-35g/L；醛化温度50-90℃，优选70-80℃，醛化时间10-20分钟；优选10-15分钟。
4.根据权利要求3所述的PVA纤维无纺布的制造方法，其特征在于所述的纺丝温度为90℃；所述的无纺布热压温度为100℃，压力40N·mm-1；所述的醛化浴组成为硫酸225g/L、硫酸钠70g/L、甲醛25g/L；醛化温度70℃，醛化时间10分钟。
5.一种PVA纤维无纺布的制造方法，它采用下述工艺(1)制备PVA纺丝溶液采用权利要求1或2所述的PVA纤维配方制备PVA纺丝溶液；(2)制备PVA无纺布用第(1)步所得的PVA纺丝溶液，在挤出机上挤出丝条，纺丝温度80-98℃，优选90-95℃，喷丝孔直径为0.2-2mm，优选0.5-1.0mm，并在温度120-150℃的热空气下，拉伸0-10倍，优选0-5倍；进而把干燥的丝条在温度为120-150℃的热空气气流作用下，优选130-140℃，在热辊上无规铺网成型，即得到PVA无纺布；(3)无纺布后处理对第(2)步所得的PVA无纺布浸入醛化浴中进行缩醛化处理，醛化浴的组成为硫酸200-250g/L、硫酸钠50-90g/L、甲醛15-35g/L；醛化温度50-90℃，优选70-80℃；醛化时间10-20分钟，优选10-15分钟。
6.根据权利要求5所述的PVA纤维无纺布的制造方法，其特征在于所述的纺丝温度为90℃；所述的热空气温度为140℃；所述醛化浴的组成为硫酸225g/L、硫酸钠70g/L、甲醛25g/L；醛化温度70℃，醛化时间10分钟。
全文摘要
本发明涉及一种PVA纤维及其无纺布的制造方法。该纤维的质量百分比配方为PVA 5－15％，无机金属氧化物微粉20－85％，分散剂0－5％，抗沉淀剂0－5％，余量为水，各组分之和为100％；所述PVA的聚合度为1700－2000，所述的无机金属氧化物微粉是指ZnO、Al
文档编号D04H3/007GK1776035SQ200510016460
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者李树锋 申请人:天津工业大学