水溶性高透湿复合面料及防护织物的制作方法

1.本实用新型涉及复合材料领域，具体涉及一种水溶性高透湿复合面料及防护织物。


背景技术：

2.核电厂的去污、设备检修、放射性废物运输等工作均存在着放射性污染的风险，放射性污染源又分为固体、液体、气溶胶和气体。电厂辐射防护部门通常会根据相应的辐射防护要求，针对不同的使用条件(譬如浓度、污染物的性质与毒性以及防护服的防护因子等)及国家规定的要求为工作人员选择相应类型的防护外衣进行防护。其中使用量最大的是同时兼具粒子阻隔特性和透湿性的防护外衣。
3.为了获得兼具良好的粒子阻隔性和透湿性的防护服用面料，市面上提供了许多解决方案，如采用超细纤维以特殊工艺制成超细孔隙的杜邦tyvek、采用聚丙烯纺粘/融喷复合工艺制成的超细孔隙的sm、sms、smms复合无纺布、采用pu涂层、采用pu/tfpe薄膜复合、对无纺布进行拒水处理，又或者采用普通pp无纺布与聚烯类薄膜进行多层复合等。以上的解决方案中，不但存在面料透湿性不够好的缺陷，而且生产的材料均为非水溶性材料，而这类材料多作为大量的一次性产品的原材料，被污染后只能够通过压缩、水泥固定的方式处理，废物的减容效果不佳，不符合核电厂放射性废物最小化的管理原则。
4.聚乙烯醇是一种化工、医药领域常用的高分子材料，是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。聚乙烯醇具有良好的水溶性，水温越高则溶解度越大，能够实现高减容效果，可生物降解，是环境友好型高分子材料。且聚乙烯醇薄膜具有良好的阻隔性能，能够透过氧气、水蒸气，阻隔污染，因而可用于制备水溶透湿复合面料。但是传统的以聚乙烯醇薄膜材料为主体的复合面料通常存在机械性能较差，材料容易损坏的问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种能够提高机械性能的水溶性高透湿复合面料及防护织物。
6.本实用新型提供了一种水溶性高透湿复合面料，包括依次层叠设置的第一布面层、第一胶层、聚乙烯醇层、第二胶层和第二布面层；所述第一布面层及所述第二布面层为水溶性聚乙烯醇非织造布；所述聚乙烯醇层为水溶性聚乙烯醇微孔薄膜；所述第一胶层和所述第二胶层呈网状结构层。
7.在其中一些实施例中，所述第一胶层和所述第二胶层为水溶性聚乙烯醇胶粘剂层。
8.在其中一些实施例中，呈网状结构的所述第一胶层和所述第二胶层中的胶粘剂形成的网格线的宽度为0.3cm～1cm。
9.在其中一些实施例中，所述第一胶层和所述第二胶层呈蜂窝结构。
10.在其中一些实施例中，所述第一胶层和所述第二胶层呈正六边形的蜂窝结构，所述正六边形的边长为0.3cm～0.6cm。
11.在其中一些实施例中，所述第一胶层和所述第二胶层的厚度为5μm～10μm；和/或
12.所述第一布面层和所述第二布面层的厚度为30μm～50μm；和/或
13.所述聚乙烯醇层的厚度为10μm～20μm。
14.在其中一些实施例中，所述第一布面层和所述第二布面层的克重为20gsm～60gsm。
15.在其中一些实施例中，所述第一布面层和所述第二布面层的克重为25gsm～35gsm。
16.在其中一些实施例中，所述聚乙烯醇层的平均孔径为0.5μm～3μm，孔隙率为60％～80％，克重为10gsm～50gsm。
17.本实用新型还提供了一种防护织物，含有上述的水溶性高透湿复合面料。
18.上述水溶性高透湿复合面料包括依次层叠的第一布面层、第一胶层、聚乙烯醇层、第二胶层和第二布面层，由于第一布面层和第二布面层采用具有较高的断裂强度、较小的断裂伸长率、耐磨性能良好的水溶性聚乙烯醇非织造布且将聚乙烯醇层设置在第一布面层和第二布面层之间，故而相比于传统的以聚乙烯醇薄膜为面层的水溶性高透湿复合面料，具有更好的机械性能，同时又兼顾水溶性及透湿性能。通过网格施胶的方式形成呈网状结构的第一胶层和第二胶层，能够保证第一布面层与聚乙烯醇层之间、聚乙烯醇层与第二布面层之间的连接性好，同时由于第一胶层及第二胶层为网状结构，而非大面积或整个表面涂布粘胶剂，具有大量的空隙因而保证了水溶性高透湿复合面料的透湿性能，同时水溶高透湿复合面料具有良好的剥离强度和柔性。聚乙烯醇层采用水溶性聚乙烯微孔薄膜，该材料具有良好阻隔污染物的作用，同时有利于水蒸气透过，有利于提高水溶性高透湿复合面料的透湿量。由于该水溶性高透湿复合面料的第一布面层、聚乙烯醇层及第二布面层采用的材料均为水溶性聚乙烯醇制成，因此本实用新型的复合面料经一次性使用后能够在特定温度的水中溶解，从而能够通过过滤、离子交换等方式分离出放射性核素，解决了传统非水溶性透湿面料处理后废料体积增容量大的问题，尤其适用于制备放射性污染环境使用的一次性防护用具。
19.另外，第一胶层及第二胶层采用水溶性聚乙烯醇胶粘剂，在一次性使用结束后，第一胶层及第二胶层也能够在特定温度的水中溶解，进一步提高水溶性高透湿复合面料在废料处理中的减容量。
20.上述水溶性高透湿复合面料用于制备防护织物。该水溶性高透湿复合面料制备的防护织物机械性能良好、能够阻隔放射性污染；透气性、透湿性良好；使用后能够水溶处理，大大减少了废料体积，减容效果良好，符合核电厂放射性废物最小化的管理原则尤其适用于放射性污染环境的防护用具。
附图说明
21.图1为本实用新型一实施方式的水溶性高透湿复合面料的结构示意图；图中：1第一布面层、2第一胶层、3聚乙烯醇层、4第二胶层、5第二布面层；
22.图2为本实用新型一实施方式的水溶性高透湿复合面料的第二胶层结构示意图。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.参阅图1和图2，本实用新型的一实施方式提供了一种水溶性高透湿复合面料，包括依次层叠设置的第一布面层1、第一胶层2、聚乙烯醇层3、第二胶层4和第二布面层5；第一布面层1及第二布面层5为水溶性聚乙烯醇非织造布；聚乙烯醇层3为水溶性聚乙烯醇微孔薄膜；第一胶层2和第二胶层4呈网状结构层。
30.上述水溶性高透湿复合面料包括依次层叠的第一布面层1、第一胶层2、聚乙烯醇层3、第二胶层4和第二布面层5，由于第一布面层1和第二布面层5采用具有较高的断裂强度、较小的断裂伸长率、耐磨性能良好的水溶性聚乙烯醇非织造布且将聚乙烯醇层3设置在第一布面层1和第二布面层5之间，故而相比于传统的以聚乙烯醇薄膜为面层的水溶性高透
湿复合面料，具有更好的机械性能，同时又兼顾水溶性及透湿性能。通过网格施胶的方式形成呈网状结构的第一胶层2和第二胶层4，能够保证第一布面层1与聚乙烯醇层3之间、聚乙烯醇层3与第二布面层5之间的连接性好，同时由于第一胶层2及第二胶层4为网状结构，而非大面积或整个表面涂布胶粘剂，具有大量的空隙因而保证了水溶性高透湿复合面料的透湿性能，同时水溶高透湿复合面料具有良好的剥离强度和柔性。聚乙烯醇层3采用水溶性聚乙烯微孔薄膜，该材料具有良好阻隔污染物的作用，同时有利于水蒸气透过，有利于提高水溶性高透湿复合面料的透湿量。由于该水溶性高透湿复合面料的第一布面层1、聚乙烯醇层3及第二布面层5采用的材料均为水溶性聚乙烯醇制成，因此本实用新型的复合面料经一次性使用后能够在特定温度的水中溶解，从而能够通过过滤、离子交换等方式分离出放射性核素，解决了传统非水溶性透湿面料处理后废料体积增容量大的问题，尤其适用于制备放射性污染环境使用的一次性防护用具。
31.在一些实施方式中，第一布面层1及第二布面层5分别作为面层和底层。第一布面层1及第二布面层5具有良好的机械性能，作为面层和底层具有较好的耐磨性且不容易破损。
32.在其中一些实施例中，第一胶层2和第二胶层4为水溶性聚乙烯醇胶粘剂层。第一胶层2和第二胶层4采用水溶性聚乙烯醇胶粘剂，在一次性使用结束后，胶层也能够在特定温度的水中溶解，进一步提高减容量。
33.在其中一些实施例中，呈网状结构的第一胶层2和第二胶层4中的胶粘剂形成的网格线的宽度为0.3cm～1cm。
34.在其中一些实施例中，第一胶层2和第二胶层4呈蜂窝结构。蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构，这种结构有着优秀的几何力学性能，是一种最经济的空间架构。采用蜂窝结构的第一胶层2及第二胶层4有利于减少胶粘剂的使用，同时达到良好的粘结效果。
35.在其中一些实施例中，第一胶层2和第二胶层4呈正六边形的蜂窝结构，正六边形的边长为0.3cm～0.6cm。该结构的第一胶层2及第二胶层4能够良好的连接第一布面层1、聚乙烯醇层3及第二布面层5，且水溶性高透湿复合面料柔软。
36.参阅图2，为本实用新型一实施方式的第二胶层4的结构示意图。在第二布面层5上，以正六边形的形状施胶，控制特定的施胶量及正六边形大小，能够使第二胶层4在粘结之后仍然保持这种正六边形的形状。可以理解地，第一胶层2具有与第二胶层4类似的结构。
37.在其中一些实施例中，第一胶层2及第二胶层4的厚度为5μm～10μm。该厚度的第一胶层2及第二胶层4即足以连接第一布面层1、聚乙烯醇层3及第二布面层5，且施胶量少。
38.在其中一些实施例中，第一布面层1和第二布面层5的厚度为30μm～50μm。
39.在其中一些实施例中，聚乙烯醇层3的厚度为10μm～20μm。
40.在其中一些实施例中，第一布面层1和第二布面层5的克重为20gsm～60gsm。
41.在其中一些实施例中，第一布面层1和第二布面层5的克重为25gsm～35gsm。该克重的水溶性聚乙烯醇非织造布不仅机械性能良好，且材质轻便。
42.在其中一些实施例中，聚乙烯醇层3的平均孔径为0.5μm～3μm，孔隙率为60％～80％，克重为10gsm～50gsm。具有微孔的水溶性聚乙烯醇薄膜的相对于传统聚乙烯醇薄膜透湿量更高。该孔径、孔隙率下的水溶性微孔薄膜透湿性能更好，在保证阻隔防护性能的同时，具有良好的透湿性。
43.本实用新型的一实施方式还提供了一种防护织物，含有上述的水溶性高透湿复合面料。
44.上述水溶性高透湿复合面料用于制备防护织物。在一具体示例中，防护织物采用上述的水溶性高透湿复合面料制成。该水溶性高透湿复合面料制备的防护织物机械性能良好、能够阻隔放射性污染；透气性、透湿性良好；使用后能够水溶处理，大大减少了废料体积，减容效果良好，符合核电厂放射性废物最小化的管理原则尤其适用于放射性污染环境的防护用具。
45.在其中一些实施例中，防护织物可为防护服。
46.以下为具体实施例。
47.实施例1：
48.一种水溶性高透湿复合面料。该复合面料包括第一布面层、第一胶层、聚乙烯醇层、第二胶层及第二布面层。第一布面层和第二布面层为水溶性聚乙烯醇非织造布，聚乙烯醇层为水溶性聚乙烯醇微孔薄膜。第一胶层和第二胶层为胶粘剂，连接第一布面层与聚乙烯醇层、聚乙烯醇层及第二布面层。
49.其中，第一布面层和第二布面层的水溶性聚乙烯醇非织造布通过水溶性聚乙烯醇短纤维经水刺工艺制造而成，该水溶性聚乙烯醇非织造布具有30gsm的克重，厚度为35μm。
50.其中，聚乙烯醇层的水溶性聚乙烯醇微孔薄膜。平均孔径为0.6μm；孔隙率为75％；克重为20gsm，厚度为15μm。
51.其中，所述第一胶层和第二胶层的胶粘剂为高温水溶性聚乙烯醇胶粘剂，施胶方式为正六边形网格施胶，具有蜂窝结构。正六边形边长为0.5cm。第一胶层与第二胶层的厚度均为10μm。
52.经检测，该水溶性高透湿复合面料的克重为80gsm。在23℃，50％相对湿度条件下，通过astm e96正杯水法测试透湿量，透湿量可达2610.4g/d.sm。该水溶性高透湿复合面料可用于放射性污染环境的防护服制备。
53.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
54.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。