[发明专利]使用湿式熔喷方式制备天然纤维素不织布的方法

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种使用湿式熔喷方式制备天然纤维素不织布的方法，尤其指一种具有低制造成本及不会造成环境污染的环保制程，其制得的不织布成品属于长纤维型态，而具有良好的透气性与吸水率等物性，可被应用于纺织品、医疗卫生材料、过滤材料、生物科技材料及光电晶圆擦拭等用途上。

【背景技术】

目前人造合成纤维所制成的不织布，是由熔融的高分子聚合原料，以直接挤出法(spunlaid)经过挤出延伸形成连续的长纤维后，再将其堆栈成网形而成，因此该长纤维能赋予不织布具有良好的透气性与吸水率等物性，故已大量地被广泛应用在诸如卫生用品、擦拭材、医疗防护与过滤材等领域上；另前述直接挤出法所生产的不织布产量，其市占率根据美国不织布工业协会(INDA)的统计，已从1994年的33.5％(第二位)成长至2009年的43.7％(第一位)，整体的产量并达到每年2.7百万吨，而其生产中所使用的最大量原料，依序为聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)与尼龙(Nylon)，共计占总使用量的96％，故当这些大量人造合成纤维不织布经使用后成为废弃物时，由于无法被自然环境分解，反而对环境产生巨大的不良冲击结果，再者，这些人造合成纤维的原料亦非取之不尽，伴随着石化原料的短缺，其取得的成本也会逐渐升高，近来生产不织布的业者，乃进而逐渐转向使用天然原料来取代人造合成纤维原料，但却又发现该天然素材所生产制造不织布的方式，因必须采用制程较长的湿式法或水针法才能达成，除成本较直接挤出法为高之外，其纤维型态又属于短纤维，致使不织布产品的透气性与吸水率等性能被减弱，因此，如何以天然纤维原料及低成本制程来制得长纤维型态的不织布产品，便成为急待突破的要务。

【发明内容】

本发明的主要目的在提供一种使用湿式熔喷方式制备天然纤维素不织布的方法，其是以木浆(pulp)为原料而加入氧化甲基玛琳(N-methylmorpholineN-oxide，简称NMMO)溶剂，使其相混合溶解成黏液(dope)，再以熔喷方式(meltbrown)将该黏液从纺口挤压出来形成纤维素丝束，并经由喷出水雾使纤维素丝束凝固再生，最后经水洗、水针轧、干燥及卷取等程序后，而制得具有连续长纤维型态的天然纤维素纤维不织布，由于该制程短使得制造成本降低，且因使用无毒性的氧化甲基玛琳作为溶剂并能充分循环使用，而成为不会对环境造成污染的环保制程。

本发明的另一目的乃在提供一种使用湿式熔喷方式制备天然纤维素不织布的方法，依该方法所制得的天然纤维素纤维不织布，属于连续长纤维型态，除具有与人造合成纤维不织布相同的良好透气性与吸水率等物性外，其使用后成为废弃物时，能在环境中自然分解，而不会对环境造成破坏。

本发明的技术方案为：一种使用湿式熔喷方式制备天然纤维素不织布的方法，其步骤包含：

a.以木浆为原料；

b.加入氧化甲基玛琳溶剂(N-methylmorpholine N-oxide，简称NMMO)及苯基恶唑安定剂(1，3-phenylene-bis 2-oxazoline，BOX)于木浆中，以50℃～80℃低温进行高速搅碎，再以80℃～120℃加热在5～10分钟内蒸发溶解混合后的水份并排除至5％～13％而形成黏液(dope)；

c.以熔喷方式(meltbrown)将该黏液从纺口挤压出来形成纤维素丝束；及

d.喷出水雾使该纤维素丝束凝固再生，再依序经水洗、水针轧、干燥及卷取等程序，即可制得具有连续长纤维型态的天然纤维素不织布。

其中，该木浆原料为选用α-纤维素含量在65％以上的长、短纤维的木浆或纸浆纤维素，且其纤维素聚合度介于500～1200。

其中，该氧化甲基玛琳溶剂的浓度为45％～75％。

其中，该步骤b中黏液的纤维素含量为6wt％～15wt％，黏液的黏度为300～3000(poise)，黏液的透光指数为1.470～1.495，黏液的熔融指数为200～1000。

其中，步骤d中该天然纤维素不织布的卷取速度为每分钟2～200公尺。

其中，步骤d中该天然纤维素不织布的基重为10g/m2～300g/m2。

其中，步骤d中该天然纤维素不织布的机械方向(MD)拉伸强度为15kgf以上，而垂直方向(CD)的拉伸强度为8kgf以上。

其中，步骤d中该天然纤维素不织布的纤维纤度为1～15um。

其中，步骤d中该天然纤维素不织布的透气度为100～3500(cm3/cm2/min)。

其中，步骤d中该天然纤维素不织布的吸水率为300％～2000％。