PE/PP双组分复合纺粘法非织造布的结构与性能研究

摘要

随着科技的不断进步和市场竞争的日益激烈，人们对健康卫生产品的要求越来越高，因而对非织造材料的性能提出更高的要求，要求更柔软舒适、安全卫生、强度高、易加工。在这样的条件下，PE/PP双组分复合纺粘法非织造布成为新一代卫生用材料。它是将聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)加热熔融，经挤出机从复合纺丝孔挤出进入空气中，熔体细流以一定速度拉伸变细变长，同时冷却凝固形成皮芯结构的长丝，长丝经过铺网，采用热轧粘合加固形成非织造布。 本课题观察了PE/PP纤维截面形状、非织造布表面微观结构，优化了对产品质量有重要影响的热轧粘合工艺，研究了非织造布断裂机理，并将PE/PP纺粘布与PP纺粘布进行了结构、性能上的对比分析。 PE/PP纤维是一种差别化纤维，根据用途来设计截面结构。皮芯型PE/PP纤维中PE比PP熔点低，使非织造布手感柔软，强力提高。 热轧粘合是利用一对加热辊—刻花辊和光辊，对纤网进行点状加热。加热温度与皮层PE熔点相同，使PE熔融流动，而芯层组分PP熔点比PE高30℃左右，能保持原有性质不变，纤维相互粘结制得非织造布。粘合只发生在刻花辊轧点处。 热轧机温度、线压力、线速度(即加热时间)是影响双组分纺粘非织造布质量的三个重要因素。通过正交试验，利用方差分析法，探讨了三个参数对纵横向断裂强力、弯曲刚度、透气性的影响。若以断裂强力为主要考察目标，则最优参数为：温度130℃，线速度13m/min，线压力70kgf/cm。 对纺粘非织造布的结构分析表明，粘合点呈菱形，其大小、数量和分布规律都取决于轧辊的表面情况。PE/PP纺粘布粘合区纤维几乎未受损伤，保持单纤状态，而PP纺粘布粘合区纤维受到损伤，呈薄膜状，成为潜在的薄弱区。 纺粘非织造布的断裂分为三个阶段，断裂首先从粘合点与周围无粘区交界的薄弱区开始。PE/PP纺粘布的薄弱区相比PP纺粘布强度高，断裂所需时间较长，粘结点结构几乎没有被破坏，拉伸时和周围纤维一起沿拉伸方向伸直。PP纺粘布的粘合点损伤比较严重，更容易受力断裂，表现为相对较差的力学性能。 相比较而言，PE/PP纺粘布厚度小、强力高、伸长大、柔软、表面光滑平整、透气透湿性好，但产品均匀性、覆盖性、拒水性稍差；PP纺粘布恰好相反。强伸性和柔软性是衡量非织造卫生材料质量的重要指标。良好的柔软性、强伸性、透气透湿性及良好的阻止反渗的能力，使薄型PE/PP纺粘布十分适合用作婴儿尿布、妇女卫生巾等的包覆层材料，成为单组分丙纶或涤纶热轧非织造布，或是短纤梳理热风非织造布的升级换代产品。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1纺粘法非织造布行业背景

1.2双组分复合纤维

1.3双组分纺粘非织造布工艺发展简介

1.4发展双组分纺粘非织造技术的必要性和产品用途

1.5本课题的主要研究内容

第二章双组分复合纤维原料和非织造布生产工艺简介

2.1 PE／PP长丝原料简介

2.2 PE／PP长丝测试

2.3双组分纺粘法非织造布生产主要工艺

2.4本章小结

第三章热轧粘合机理研究和正交实验

3.1热轧粘合工艺

3.2热轧粘合正交试验

3.3正交试验的数学模型分析

3.4正交试验结果分析

3.5本章小结

第四章PE／PP与PP纺粘非织造布的结构与拉伸断裂

4.1试样结构比较

4.2试样拉伸性能试验

4.3试样拉伸性能实验结果分析

4.4纺粘非织造布拉伸断裂过程分析

4.5本章小结

第五章PE／PP与PP纺粘非织造布性能对比

5.1 PE／PP与PP纺粘非织造布实验方案

5.2试样的性能指标测试

5.3试验结果分析

5.4本章小结

第六章结论

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢