新型塑料薄膜預(yù)設(shè)的研討剖析

來源：中國塑膠網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2011-07-21 16:11:25點(diǎn)擊率：

近數(shù)十年中新材料、新產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，紡織復(fù)合材料亦得到了很大的發(fā)展。層壓技術(shù)作為紡織品整理中較新的一種方法已經(jīng)成為紡織品復(fù)合加工的重要手段之一。采用層壓技術(shù)獲得的紡織復(fù)合材料目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。層壓技術(shù)原理十分簡單，就是利用粘合手段將兩層或多層的材料疊合在一起形成復(fù)合材料，采用的主要粘合手段大部分都借用涂層技術(shù)，如：粘合劑粘合、熱熔粘合、熱熔塑料粘合、泡沫塑料熔融粘合等；浸漬涂層、鋪展涂層、壓延涂層、網(wǎng)點(diǎn)或花紋涂層以及以高速高效的特點(diǎn)而大量應(yīng)用于涂布紙和涂層材料制造用即棄防漏尿布（非織造布）的擠壓涂層工藝等。非織造布的生產(chǎn)中常采用疊層法，以取長補(bǔ)短改善產(chǎn)品的綜合性能。本文綜述了這類層壓復(fù)合材料中非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料的發(fā)展，并就新一代“綠色”非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料今后的發(fā)展方向提出了設(shè)想，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了其應(yīng)用于土壤防護(hù)材料、裝飾材料、包裝材料、醫(yī)用衛(wèi)生材料等時(shí)的生態(tài)相容性今后將引起人們極大的關(guān)注。
　　1非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料的新進(jìn)展
　　工業(yè)紡織協(xié)會(huì)ITA（IntrialTextileAssocia2tion）的WilliamC.Smith先生指出：實(shí)際上，現(xiàn)在涂層層壓復(fù)合技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于紡織品的各種形式―――纖維、紗線和織物（機(jī)織物、針織物和非織造布），根據(jù)人們對終用途的需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。他把涂層層壓復(fù)合產(chǎn)品分為這樣幾類：（1）用于美觀―――它可使終產(chǎn)品具有喜人的外觀。
　?。?）賦予應(yīng)用功能―――如：用于遮蓋垃圾或做襯墊的涂層織物；汽車安全氣囊。
　　（3）賦予雙重作用―――既作為穿著用物、屏蔽物或標(biāo)志物，又具有好的外觀，并賦予應(yīng)用功能―――可賦予材料對化學(xué)品和殺蟲劑的屏蔽作用，例如可保持有益的氣體或化學(xué)物質(zhì)的氛圍；可賦予材料具有可呼吸性，而使水、有害化學(xué)物質(zhì)或其他威脅物質(zhì)透不過；可賦予用即棄品暫時(shí)性應(yīng)用功能，例如嬰兒尿片、婦女衛(wèi)生巾及成人失禁墊；可賦予需持續(xù)使用多年的材料耐久性，例如汽車上應(yīng)用的許多組件。
　　不難看出，涂層層壓工藝是多功能體系，它可促使眾多令人不曾想象的多功能性材料問世。因此，近年來非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料越來越引起人們的關(guān)注，隨著涂層層壓技術(shù)的不斷革新和非織造布與塑料薄膜工業(yè)的快速發(fā)展，這類材料的應(yīng)用功能已從僅僅防漏到既防漏又具可呼吸性并且美觀柔軟―――如：嬰兒尿片的底層材料；從僅僅防水防潮到既防水防潮又具可控的生物降解性―――如：土壤的防護(hù)材料、裝飾材料和包裝材料、醫(yī)用衛(wèi)生材料。
　　1.1層壓復(fù)合技術(shù)的發(fā)展
　　粘合劑法粘合是層壓復(fù)合技術(shù)的基本工藝，它使用得早，也方便。正如英國的紡織品涂層層壓復(fù)合技術(shù)專家FrancisA.Woodruff（WEBProcessing（M/C）Ltd.）所言，涂層層壓復(fù)合技術(shù)經(jīng)歷了30年緩慢的變化，近幾年來，各項(xiàng)技術(shù)工藝隨著市場和環(huán)境生態(tài)需求的日益增強(qiáng)，正在加快步伐進(jìn)行不斷的革新，尤其是在粘合技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。
　　這里特別指出的是，固態(tài)粘合劑粘合不蒸發(fā)排出物質(zhì)，因此對生態(tài)環(huán)境無害。在涂層層壓復(fù)合過程中，粘接層的交聯(lián)成膜固化只須采用熱或其他交聯(lián)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，紫外或電子束輻射等可以大大降低操作溫度，提高交聯(lián)固化速度。不過，從目前的設(shè)備技術(shù)投資來看，電子束固化對于紡織品工業(yè)來講費(fèi)用太高，所以不太現(xiàn)實(shí)。諾信（Nordson）公司近年來研制成功的多孔涂層法技術(shù)，為研究和開發(fā)新一代的紡織品涂層層壓復(fù)合材料又注入了新的活力。從提高和改善各種基材的表面性能以及層壓復(fù)合材料的粘接性能來說，90年代初期國內(nèi)外各界同仁就極為關(guān)注的物理改性技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，特別是對塑料薄膜和一些非極性材料的表面改性極為有效，這為涂層層壓復(fù)合技術(shù)開辟了新的途徑。
　　1.2應(yīng)用于層壓復(fù)合加工的非織造布與塑料薄膜的發(fā)展
　　我們知道，美國是世界上早對紡絲成網(wǎng)非織造布、水刺非織造布、熔噴法非織造布等非織造布技術(shù)進(jìn)行研究、開發(fā)、并投入工業(yè)化生產(chǎn)的國家，按產(chǎn)值計(jì)算1995年接近40億美元。日本與美國、西歐相比，雖然非織造布工業(yè)起步稍晚，50年代末才開始小規(guī)模生產(chǎn)，但是從60年代末開始，由于化纖工業(yè)的迅速崛起與戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的成功恢復(fù)，非織造布工業(yè)得到了高速發(fā)展，按年產(chǎn)量計(jì)算1996年增至27.2萬t.我國自1964年條浸漬粘合法非織造布生產(chǎn)線與條纖網(wǎng)型縫編非織造布生產(chǎn)線在上海市紡織科學(xué)研究院問世，發(fā)展到1997年非織造布年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到20萬t.
　　所以，從國內(nèi)外非織造布生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展勢頭來看，今后的非織造布原料市場前景非常樂觀。
　　非織造布生產(chǎn)所用纖維原料中化學(xué)纖維約占85，天然纖維占15.化纖中使用多的是聚酯（占總量的一半左右），其次是聚丙烯、粘膠、聚乙烯醇及少量聚酰胺。目前，由于國產(chǎn)化纖特別是適合非織造布生產(chǎn)的雙組分、超細(xì)、耐高溫、粗旦聚丙烯等高性能、功能性纖維品種尚較少，所以相應(yīng)的功能性非織造布產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)受到了限制。不過，國內(nèi)現(xiàn)已擁有各個(gè)種類的非織造布生產(chǎn)線900多條，有化學(xué)粘合法、針刺法、熱軋法、縫設(shè)計(jì)成封閉式溶劑焚燒系統(tǒng)將揮發(fā)溶劑產(chǎn)生的熱能源為其他工藝設(shè)備循環(huán)利用；改造成水基粘合劑粘合系統(tǒng)；改造成粉點(diǎn)粘合設(shè)備水乳型粘合劑粘合
　　70年代中期至今
　　蒸發(fā)水需要很多的能量；烘燥裝置采用快速交聯(lián)成膜技術(shù)①
　　泡沫型粘合劑粘合60年代后期至今涂敷厚度的均勻度涂敷輥筒與刮刀形狀的技術(shù)改焰熔法粘合
　　60年代至90年代初
　　操作時(shí)的三廢問題；受各國環(huán)境保護(hù)法規(guī)的限制
　　將有毒氣體回收；用粉末層壓技術(shù)替代之；只適用聚氨酯泡沫塑料薄片與非織造布或其他織物疊層PSCH②裝置改進(jìn)涂量均勻度[7]；采用PPF③體系控制顆粒的均勻分布[7]；采用PA④自動(dòng)控制裝置不需人介入而保持一定涂量的均勻度漿點(diǎn)粘合
　　60年代末期
　　在粉點(diǎn)粘合技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新工藝采用滾筒篩網(wǎng)印花制備透氣涂層織物熱熔薄膜粘合70年代中期至今疊層厚度熱熔膠粘合；環(huán)境生態(tài)問題的綜合考慮；采用反應(yīng)性熱熔膠反應(yīng)型熱熔膠
　　80年代末期至今，目前發(fā)展較快、較新的技術(shù)
　　初的反應(yīng)型熱熔膠自身熱穩(wěn)定性不太好；其突出的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)鍵合原理類似于溶劑型鍵合；交聯(lián)成膜易于控制；操作溫度低采用ATTM⑤；采用熱熔滾筒印花新工藝注：①英國Mydrin公司產(chǎn)品Mybood30239 ，采用氯丁橡膠快速結(jié)晶、溶膠乳液粘合劑；或用較慢結(jié)晶、更加穩(wěn)定的氯丁橡膠乳液粘合劑，以催化劑、促凝劑共同噴涂而達(dá)到快速凝膠的效果。
　?、赑SCH―――PowerScatterCoatingHead。
　?、跴PF―――PneumaticPowderFeeder。
　?、躊A―――PowderApplication。
　?、軦TTM―――eleratedCuringTechnology。
　　編法、紡絲成網(wǎng)、熔噴法、水刺法等非織造布生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力超過了25萬t。不同種類和不同規(guī)格的非織造布生產(chǎn)線在國內(nèi)的飛速發(fā)展，無疑為研制和開發(fā)新一代的涂層層壓復(fù)合材料而選配相應(yīng)的非織造布原材料提供了保障。
　　近年來，隨著非織造布產(chǎn)品向高性能、高技術(shù)、多功能方向的發(fā)展，其相應(yīng)的后整理和層壓復(fù)合技術(shù)特別是研究和開發(fā)新一代的層壓復(fù)合工藝和技術(shù)也隨之獲得顯著的進(jìn)展。尤其是塑料薄膜與非織造布的復(fù)合技術(shù)是一種很有價(jià)值的復(fù)合技術(shù)，其應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛，如聚乙烯膜與非織造布復(fù)合的防滲土工膜、微孔膜與非織造布復(fù)合制作的化學(xué)防護(hù)服、分離膜與非織造布復(fù)合生產(chǎn)的超濾材料，都具有很高的功能性和附加值。薄膜復(fù)合工藝主要有擠壓涂層法、干法涂層法、濕法涂層法和熱熔涂層法。擠壓涂層法是采用擠壓機(jī)將熔融樹脂經(jīng)窄縫模板以幔狀擠出，并同時(shí)與織物粘合在一起形成復(fù)合材料。干法和濕法以及熱熔涂層法，都是采用粘合劑的方式將已成型的膜與非織造布粘合在一起。這里特別要提到的是制備微孔薄膜MP（MicroporFilms）的發(fā)展，它通常采用的制備方法有：①通過水萃取溶解高聚物的溶劑；②結(jié)晶高聚物的拉伸引起微觀意義上的撕裂；③填充無機(jī)離子聚烯烴薄膜。制備微孔膜應(yīng)用的高聚物包括聚四氟乙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚酰胺和聚酯等，MP薄膜的快速發(fā)展促進(jìn)了各種“可呼吸”紡織品的更新?lián)Q代。這里要指出的是，溫敏性高透濕性聚氨酯薄膜在紡織品上的應(yīng)用為新一代智能型層壓復(fù)合材料的研制和開發(fā)開辟了新的途徑。
　　2嬰兒尿片底層材料的發(fā)展
　　嬰兒尿片在從可重復(fù)使用的毛巾式尿片發(fā)展到今天的結(jié)構(gòu)甚為復(fù)雜的用即棄尿片的過程中，其底層材料也已從初要求的功能：如密封、固定尿片的其他部分和防止尿片內(nèi)部滲出尿液及其他排泄物等，發(fā)展到為了滿足舒適性和柔軟美觀的需要，還具有透汽性、有布質(zhì)感等。
　　這里的布質(zhì)感底層是指使用非織造布和塑料薄膜的層壓復(fù)合物制成的隔離底層，用這類材料制成的訓(xùn)練褲的外觀和服用感覺較之尿片更像嬰兒衣褲，因?yàn)橛?xùn)練褲是嬰兒尿片觀念拓展的產(chǎn)品，也是價(jià)格的商品。隨著人們追求美觀商品的意識越來越強(qiáng)，非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合布質(zhì)感底層材料的嬰兒尿片勢必受到年輕的嬰兒母親的青睞。
　　目前，上的進(jìn)展主要集中于降低此類材料的成本；將透汽薄膜與非織造布層壓復(fù)合以滿足其技術(shù)和美學(xué)上的優(yōu)點(diǎn)，其較大的外表面積將有利于尿片內(nèi)水蒸氣的透出；從人們對嬰兒尿布“薄就是美”這一觀念出發(fā)，選用薄型的基材，并采用相應(yīng)層壓復(fù)合的技術(shù)可進(jìn)一步改進(jìn)其穿著舒適度。
　　3土壤防護(hù)材料的發(fā)展
　　土壤防護(hù)材料初是從防滲型復(fù)合土工布發(fā)展起來的，其中一種是采用不可滲透的塑料薄膜和非織造布復(fù)合；另一種是熔融聚合物直接涂層在非織造布表面。塑料薄膜的原料通常是聚氯乙烯和聚乙烯，可以制成一布一膜，二布一膜和三布二膜等不同類型防滲復(fù)合土壤保護(hù)材料。上述材料采用的不被腐蝕的塑料薄膜通常是拒水的，作為防濕材料，同時(shí)非織造布成分用作控制吸收液。上述復(fù)合材料的缺陷是不能夠進(jìn)行生物降解。
　　由于對環(huán)境保護(hù)要求的日益增加，近幾年人們又傾向于天然纖維或有利于環(huán)境的生物降解材料作為土壤防護(hù)材料的首先選擇，以開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域和滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求。目前用于生物降解的針刺非織造布，占主導(dǎo)地位的原材料包括熟悉的纖維素纖維粘膠、棉、麻和其他天然纖維，它們應(yīng)用時(shí)都以原材料和再生的形式使用，因?yàn)槔w維素纖維具有如下的優(yōu)點(diǎn)：①銷售價(jià)低；②不需要預(yù)加工成本；③高吸濕性和保濕性；④燃燒時(shí)不釋放有害排放物。
　　對于可生物降解的塑料，近市場上比較多的是熱塑性材料。原料大多數(shù)是天然高聚物，例如改性以后賦予熱塑性的淀粉和纖維素，產(chǎn)品包括：①M(fèi)aterBi以改性的淀粉/聚乙烯醇復(fù)合為基礎(chǔ)；②Bioflex以改性的淀粉/聚碳酸酯復(fù)合為基礎(chǔ)；③Bioceta纖維素二醋酸酯/塑性化材料。上述產(chǎn)品可以以不同的形式制備，例如吹塑膜和平板膜、粒狀和纖維等。
　　4其他材料的發(fā)展
　　在國際非織造布和用可棄物品協(xié)會(huì)（Interna2tionalNonwovenandDisposablesAssociation）INDA-TEC‘98年會(huì)上，LarryC.Wadsworth先生在他的論文中論述了采用微孔薄膜、（人造）短纖維和非織造布等材料制造的高透汽性和有效拒血液/病毒功能的層壓復(fù)合材料的新一代產(chǎn)品。近幾年，大家都知道內(nèi)層用微孔膜做芯（MP），外層用紡粘（SB）或熔噴非織造布（MB）可以通過拒合成血液實(shí)驗(yàn)（ASTMF1670）；而SB/MP/SB（SMS）層壓復(fù)合過去一般不能通過上述實(shí)驗(yàn)。僅僅近有制造商開始宣稱，SB/MP/MB通過了更加嚴(yán)格的拒染有病毒的實(shí)驗(yàn)（ASTMF1671），如紡織品和非織造布發(fā)展中心（TANDEC）通過棉聯(lián)合會(huì)的贊助，連續(xù)通過了ASTMF1670和ASTMF1671，在INDA-TEC’95展示。
　　上述層壓復(fù)合材料將一層或多層MP膜與MB或SB網(wǎng)結(jié)合，其中一個(gè)不同于以往的主要區(qū)別是結(jié)合有MP膜的原料纖維“干層”網(wǎng)，親水原纖網(wǎng)或者疏水纖維網(wǎng)可以吸收可能會(huì)穿過MP膜的任何帶有病毒的血液，通過對機(jī)理的進(jìn)一步研究，利用熱粘100聚丙烯（PP）原料纖維作為干層，疏水表面經(jīng)化學(xué)清洗和等離子體處理成親水表面，或利用60棉和40親水（潤濕纖維整理）PP作為干層。
　　新一代具有生物降解可控性的非織造布/塑料薄膜復(fù)合材料，不僅在土壤防護(hù)材料領(lǐng)域顯示了它的活力，而且在裝飾材料、包裝材料、醫(yī)用衛(wèi)生材料等領(lǐng)域也顯示了其產(chǎn)品的多功能性以及良好的生態(tài)相容性。如用于土壤改良的材料具有保護(hù)和密封作用；用于裝飾襯材料具有可吸收水分的作用，同時(shí)又起密封作用。在殯儀業(yè)用作棺材襯的材料，采用非織造布/塑料薄膜復(fù)合，能夠完成吸收液體作為一種密封套，同時(shí)又具有裝飾作用和生態(tài)安全性，至少可以保持到葬禮結(jié)束。這里的生態(tài)安全性是指在埋入地底下后可以完全腐爛掉以及燃燒時(shí)不釋放出有害物質(zhì)。產(chǎn)品的有效性能必須保證達(dá)到完成葬禮的時(shí)間，通常情況下，多為28天。纖維素與淀粉基薄膜復(fù)合的非織造布/塑料薄膜復(fù)合產(chǎn)品用于這一用途較理想，而以前采用的棺材襯材料不具有這種結(jié)合有生態(tài)相容性的多功能特性。這些非織造布/塑料薄膜復(fù)合材料兼具一種多功能產(chǎn)品所必須的性能―――生態(tài)相容性以及生物降解的有效可控性。
　　5新一代非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料的構(gòu)想
　　從材料發(fā)展的總趨勢來看，可以概括為高性能化、多功能化、復(fù)合化、精細(xì)化和智能化，隨著世界各國環(huán)境保護(hù)要求的日益增加，根據(jù)我們的構(gòu)想，非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料新一代產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：（1）集功能性、實(shí)用性和可喜的外觀為一體，如隨著生活水平的提高，越來越多的年輕嬰兒母親樂于采用非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合制造的具有超薄、防漏、透汽、柔軟消聲和美觀等多功能特性的嬰兒尿布和訓(xùn)練褲產(chǎn)品；（2）集功能性、實(shí)用性和智能型為一體，如：將高透濕性溫敏性聚氨酯薄膜材料與非織造布或其他紡織品層壓復(fù)合制造的抗浸透濕復(fù)合織物，可用于穿著材料，這類材料將隨溫度變化作出反應(yīng)，終提供高水平的穿著舒適性；（3）選擇合適的復(fù)合組分，如：高聚物成分、尺寸設(shè)計(jì)特征，和合適的生產(chǎn)加工方法，結(jié)合現(xiàn)代高分子材料表面物理改性處理技術(shù)，如：γ射線、電子束、電暈、低溫等離子體、紫外、微波等技術(shù)，得到相應(yīng)的特性功能和外觀效果；（4）根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)程序結(jié)果得到相對應(yīng)的復(fù)合特性的材料是可能的；（5）產(chǎn)品使用后，希望可以快速地處理掉，這無疑間接地或直接地與它們的生物降解性有關(guān)系，如應(yīng)該保證許多用即棄紡織品丟棄物后處理的生態(tài)安全性；（6）結(jié)合有生態(tài)相容性的多功能特性，使其真正實(shí)現(xiàn)材料的生物降解性能可以得到有效的控制，這不僅在土壤防護(hù)材料，還在裝飾材料、包裝材料和醫(yī)用衛(wèi)生材料等諸多領(lǐng)域都有著極其重要的意義；（7）具有熱塑性的新型可生物降解塑料薄膜產(chǎn)品，采用層壓復(fù)合技術(shù)可制造常規(guī)的紡織品；（8）從環(huán)境生態(tài)角度，新一代“綠色”非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料從產(chǎn)品的加工、使用到丟棄物后處理過程的綜合性評價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)和模式的建立和完善，將是今后研制和開發(fā)此類產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。
　　6結(jié)束語
　　非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料隨著涂層層壓技術(shù)的不斷革新和非織造布與塑料薄膜工業(yè)的快速發(fā)展，越來越引起人們極大的關(guān)注。設(shè)計(jì)具有高效性能的產(chǎn)品是可能的，尤其是在生物活性環(huán)境中進(jìn)行有效的控制，然后確實(shí)通過自然的方式自毀滅。在可生物降解塑料薄膜的快速增長的市場中，可以結(jié)合非織造布以復(fù)合材料的形式生產(chǎn)產(chǎn)品，并結(jié)合新的性能開拓其潛在的用途，特別是在土壤防護(hù)材料、裝飾材料、包裝材料和醫(yī)用衛(wèi)生材料等領(lǐng)域，展望結(jié)合有生物降解性的高性能的新應(yīng)用材料前景看好。，值得注意的是今后如何研制和開發(fā)此類產(chǎn)品的焦點(diǎn)，應(yīng)該是如何滿足環(huán)境生態(tài)學(xué)的要求，如何建立和完善新一代“綠色”非織造布/塑料薄膜層壓復(fù)合材料在從產(chǎn)品的加工、使用到丟棄物后處理過程中綜合性評價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)和科學(xué)評判模式。

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