本發(fā)明涉及一種用于可生物降解的熔噴非織造織物(nonwoven?fabric)的組合物及由其制備的熔噴非織造織物。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著對(duì)環(huán)境問題關(guān)注的增加，對(duì)各種家庭廢物的處理和回收的研究正在積極進(jìn)行。具體地，盡管便宜且具有優(yōu)異加工性的聚合物材料被廣泛用于制造各種產(chǎn)品，如紙、膜、纖維、包裝材料、瓶子和容器，但是當(dāng)這些產(chǎn)品的壽命結(jié)束時(shí)，當(dāng)它們被焚燒時(shí)可能會(huì)排放有害物質(zhì)，并且需要數(shù)百年(根據(jù)它們的類型)才能完全自然分解。

2、因此，對(duì)可生物降解聚合物的研究仍在繼續(xù)，可生物降解聚合物可在短時(shí)間內(nèi)分解以增強(qiáng)環(huán)境友好性，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)械性能(如柔性和強(qiáng)度)、生產(chǎn)率和加工性，并增加產(chǎn)品本身的壽命，從而減少廢物量或增強(qiáng)其可回收性。

3、聚羥基烷酸酯(pha)是由多種微生物產(chǎn)生的多種羥基羧酸組成的可生物降解聚合物，用作細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存材料。聚羥基烷酸酯具有與聚己二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚丁二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbst)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(polybutylene?succinate?adipate,pbsa)等傳統(tǒng)石油衍生的合成聚合物相似的物理性質(zhì)，表現(xiàn)出完全的生物降解性且生物相容性優(yōu)異。

4、同時(shí)，非織造織物是一種用于各種領(lǐng)域的工業(yè)纖維材料，例如，用于控制懸浮物質(zhì)，如空氣中的細(xì)顆?；驓怏w，或者作為過濾過程中的關(guān)鍵材料來控制工業(yè)場所如食品加工中使用的水的純度。特別地，自2000年代以來，由于對(duì)黃色粉塵、細(xì)粉塵和超細(xì)粉塵對(duì)人體的危害性的關(guān)注增加了，并且由于2019年的新型冠狀病毒，對(duì)用作過濾材料的非織造織物的關(guān)注增加了；因此，對(duì)此的研究正在積極進(jìn)行。

5、傳統(tǒng)上，基于石化的聚合物材料已被用作非織造織物的材料。然而，由于基于石化的聚合物材料在使用后難以收集或回收，它們被棄置在土壤或海洋中，從而嚴(yán)重污染環(huán)境。盡管應(yīng)用了能夠提高生物降解性的可生物降解聚合物，但是它們的原料昂貴，或者對(duì)提高非織造織物所需的過濾性、透氣性、柔性等有限制。

6、此外，非織造織物主要通過熔噴工藝或紡粘工藝制造。與紡粘非織造織物相比，熔噴非織造織物可以使用超細(xì)纖維制造，因此它們具有優(yōu)異的柔性，并且容易與其它非織造織物層壓，但是由于聚合物是在高溫高壓條件下熔紡的，因此所生產(chǎn)的纖維的直徑均勻性差。因此，需要開發(fā)一種可生物降解的非織造織物，該非織造織物由于其優(yōu)異的生物降解性和生物相容性，伴隨著如過濾性、透氣性、柔性等特性而對(duì)環(huán)境友好，并且在如熔噴工藝的高溫和高壓條件下生產(chǎn)的纖維的直徑具有優(yōu)異的均勻性。

7、【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

8、【專利文獻(xiàn)】

9、(專利文獻(xiàn)1)韓國專利公開no.2012-0103158

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可生物降解的非織造織物，該非織造織物由于其優(yōu)異的生物降解性和生物相容性，伴隨著如過濾性、透氣性、柔韌性等特性而對(duì)環(huán)境友好，并且在如熔噴工藝的高溫和高壓條件下生產(chǎn)的纖維的直徑具有優(yōu)異的均勻性。

3、技術(shù)方案

4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物包含含有4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元的聚羥基烷酸酯(pha)樹脂，其中根據(jù)astm?d1238在210℃和2.16kg下測量的熔體流動(dòng)指數(shù)(mfi)為30克/10分鐘或更高。

5、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，pha樹脂可以包含0.1重量％至60重量％的量的4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，pha樹脂可以包含第一pha樹脂。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，第一pha樹脂可以包含15重量％至60重量％的量的4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元，并且當(dāng)根據(jù)astm?d1238在165℃和5kg下測量時(shí)的熔體流動(dòng)指數(shù)(mfi)可以為0.1克/10分鐘至20克/10分鐘。

8、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，pha樹脂可以包含第二pha樹脂。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，第二pha樹脂可以包含0.1重量％至30重量％的量的4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元，并且當(dāng)根據(jù)astm?d1238在165℃和5kg下測量時(shí)的熔體流動(dòng)指數(shù)可以為0.1克/10分鐘至15克/10分鐘。

10、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物可以包含至少一種選自由以下組成的組的可生物降解樹脂：聚己二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚乳酸(pla)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚己二酸丁二醇酯(pba)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(pbsa)、聚丁二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbst)、聚羥基丁酸戊酸酯(polyhydroxybutyrate-valerate,phbv)、聚己內(nèi)酯(pcl)、聚丁二酸己二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene?succinate?adipate?terephthalate,pbsat)和熱塑性淀粉(tps)。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，pha樹脂與可生物降解樹脂的重量比可以為1:99至99:1。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，pha樹脂與聚乳酸樹脂的重量比可以為20:80至70:30。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物還可以包含至少一種選自由以下組成的組的添加劑：顏料、染料吸收劑、光吸收劑、抗氧化劑、增容劑、增重劑、成核劑、熔體強(qiáng)度劑、增滑劑和流化劑。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，pha樹脂還可以包含至少一種選自由以下組成的組的重復(fù)單元：3-羥基丁酸酯(3-hb)、3-羥基丙酸酯(3-hp)、3-羥基己酸酯(3-hh)、3-羥基戊酸酯(3-hv)、4-羥基戊酸酯(4-hv)、5-羥基戊酸酯(5-hv)和6-羥基己酸酯(6-hh)。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物當(dāng)根據(jù)astm?d1238在190℃和2.16kg下測量時(shí)的熔體流動(dòng)指數(shù)可以為10克/10分鐘至30克/10分鐘，并且重均分子量可以為500,000克/摩爾或更低。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的可生物降解的熔噴非織造織物包含可生物降解纖維，其中可生物降解纖維包含含有4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元的聚羥基烷酸酯(pha)樹脂，并且可生物降解纖維的平均直徑為10μm或更小，平均直徑的標(biāo)準(zhǔn)差為1.3或更小。

17、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可生物降解的熔噴非織造織物根據(jù)ks?k?iso9073-152007在0.3μm下的過濾效率可以為8％或更高，在0.5μm下的過濾效率可以為10％或更高，總厚度可以為0.05mm至20mm，基重可以為10gsm至500gsm。

18、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可生物降解的熔噴非織造織物根據(jù)k?iso?9073-3:1989，基于30gsm的基重的經(jīng)向強(qiáng)度(warp?strength)可以為3n或更大，經(jīng)向伸長率(warpelongation)可以為6％或更大。

19、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可生物降解纖維可以是異質(zhì)截面(heterogeneouscross-section)的復(fù)合纖維或兩種或更多種或三種或更多種組分的復(fù)合纖維。

20、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可生物降解的熔噴非織造織物還可以在其至少一面上包含功能涂層。

21、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，制備可生物降解的熔噴非織造織物的方法包括：熔融擠出用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物或由其制備的粒料，隨后對(duì)其進(jìn)行紡絲，其中用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物包含含有4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元的聚羥基烷酸酯(pha)樹脂，并且根據(jù)astm?d1238在210℃和2.16kg下測量的熔體流動(dòng)指數(shù)(mfi)為30克/10分鐘或更高。

22、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，熔融擠出溫度可以為150℃至230℃。

23、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可以進(jìn)行紡絲步驟，使得由此制備的可生物降解的熔噴非織造織物的基重被調(diào)節(jié)至10gsm至500gsm。

24、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，對(duì)用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物進(jìn)行紡絲的步驟可以使用皮芯(sheath-core)復(fù)合紡絲設(shè)備進(jìn)行。

25、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，要進(jìn)料到芯部分與皮部分的原料的重量比可以為5:95至95:5。

26、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可以將用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物進(jìn)料到芯部分。

27、發(fā)明的效果

28、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物包含含有4-羥基丁酸酯(4-hb)重復(fù)單元的聚羥基烷酸酯(pha)樹脂，其中根據(jù)astm?d1238在210℃和2.16kg下測量的熔體流動(dòng)指數(shù)(mfi)被控制為30克/10分鐘或更高。因此，由于其優(yōu)異的生物降解性和生物相容性，伴隨著如過濾性、透氣性、柔性等特性而對(duì)環(huán)境友好，并且可以提高在如熔噴工藝的高溫和高壓條件下生產(chǎn)的纖維的直徑的均勻性。

29、此外，不僅可以由用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物直接制備可生物降解的熔噴非織造織物，而且可以使用由用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物獲得的可生物降解粒料來制備可生物降解的熔噴非織造織物，這為根據(jù)需要選擇工藝提供了方便的選擇。

30、此外，由于用于可生物降解的熔噴非織造織物的組合物和由其制備的可生物降解的熔噴非織造織物在土壤和海洋中都是可生物降解的，并且具有優(yōu)異的熱性能和機(jī)械性能，因此它們可以有利地應(yīng)用于更多樣的領(lǐng)域以顯示優(yōu)異的特性。