聚乳酸生物可降解墙面装饰材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，由有色聚乳酸纤维绒毛层，低温植绒粘合剂层以及聚乳酸纤维有纺织物组成，本发明还公开该聚乳酸生物可降解墙面装饰材料的制备方法。本发明提供的聚乳酸生物可降解墙面装饰材料不但具有良好的导湿性、手感丰满厚实，耐磨性好，不易掉绒，良好的难燃性，还具有抑菌性、防螨性以及防霉的独特功能，同时还可以完全生物降解，是家庭、宾馆、电影院等室内装修的安全理想材料，具有非常好的市场前景。
【专利说明】聚乳酸生物可降解墙面装饰材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及墙面装饰材料，具体涉及一种具有难燃、抑菌、防螨虫和防霉功能的聚乳酸生物可降解墙面装饰材料。
【背景技术】
[0002]现在室内墙面装饰主要有两类，一类是使用涤纶长丝纤维制成的有纺织物装饰布，另一类是在墙面粉刷涂料和乳胶漆。对于前者，因为涤纶纤维在遇热后会发生收缩，如果出现火灾非常容易烫伤人，另一方面，涤纶纤维燃烧产生的气体也具有毒性，易使人产生室息；对于墙面粉刷涂料和乳胶漆的方法，因涂料中含有大量的有机溶剂，会在后续的使用过程中慢慢释放出来，对人类生活环境危害很大，因此，选择健康且环保的室内墙面装饰材料非常必要。
[0003]聚乳酸纤维是以非粮作物(木薯等)经过现代生物和纺丝技术生产出来的生物质纤维，其制品废弃后可堆肥降解为二氧化碳和水，聚乳酸纤维的极限氧指数大于26，比棉、毛、丝等天然纤维和涤纶等合成纤维都高，说明聚乳酸纤维是一种难燃纤维，且在燃烧后产生热量少，不易烫伤人。此外，由于PLA的成分是聚乳酸碳水化合物，燃烧后生成水和二氧化碳，没有毒气生成[孔令芝.商业化生产的几种INGE0TM聚乳酸纤维[J].产业用纺织品，2009，27 (I):26-28.]，因而以聚乳酸纤维为原料制成的墙面装饰材料遇火燃烧时产生的污染低，对人类不会造成伤害，可以避免现有室内墙面装饰材料遇热收缩，遇火伤人的问题。
[0004]现有市面上使用的聚乳酸纤维是由L-乳酸为单体聚合而成，而PLLA的耐热性较差，其玻璃化温度仅为57°C，熔点为175°C，给后续的纺织和染整加工带来困难，因此，如何规避聚乳酸纤维耐热性差而对后续产品的加工性能带来不良影响，制备聚乳酸纤维墙面装饰材料，克服其遇见高温而产生变性的缺陷，降低对聚乳酸纤维强力造成伤害，进而短流程、功能化的充分有效地利用聚乳酸材料，对于我们赖以生活的环境和对社会的可持续发展非常有意义。
【发明内容】
[0005]针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种兼具阻燃、防螨虫和抑菌功能的聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，
[0006]本发明的另一目的是提供一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料的制备方法。
[0007]为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下:
[0008]一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，由表层绒毛和涂有粘合剂的底层基布组成，其特征在于表层绒毛是由带颜色的聚乳酸纤维制成的有色聚乳酸纤维绒毛，并通过低温植绒粘合剂固定在基布上；所述的有色聚乳酸纤维绒毛是将线密度为2-6D的白色的聚乳酸纤维长丝束经染色后再切断制成的，其线密度为2-6D，长度为0.6-1.5mm ;所述基布为聚乳酸纤维有纺织物，该聚乳酸纤维有纺织物为聚乳酸纤维机织布，其克重为80-300g/m2 ；所述的低温植绒粘合剂为有机硅改性的丙烯酸酯粘合剂。[0009]本发明提供的一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料的制备方法，包括以下步骤:
[0010]I)对聚乳酸纤维长丝束染色，步骤为:
[0011]A.40°C时溶解染料助剂，染浴组成为Dianix Blue XF低温分散染料1_3% (以织物重量为基准)，匀染分散剂l_2g/L，渗透剂0.5-1.5g/L，浴比1: 20-30，加冰醋酸调节溶液 PH 值为 4.5-5.5 ；
[0012]B.以2-3°C /min的条件开始升温至70°C，再以1-2°C /min的条件升温至100°C，在100-105°C时保温30-40min，然后以2_3°C /min的条件降温至50°C，放水；
[0013]C.进行还原水洗，条件为:碳酸氢钠l_2g/L，保险粉l_2g/L，浴比1: 20_30，温度升至60-65°C，还原水洗时间15-20min，降温至50°C，水洗；
[0014]D.进行柔软处理，条件为:柔软剂10_20g/L，浴比1: 20_30，柔软处理时间3-5min，温度40_50°C，随后甩干；
[0015]2)将上述染色的聚乳酸纤维长丝用丝束切割机切断，制成有色聚乳酸纤维绒毛，绒毛含水率为10-14%，绒毛飞升性为20-22s，比电阻控制在5Χ107-5Χ108Ω.cm ；
[0016]3)用压光机低温烫平和压光聚乳酸纤维有纺基布，辊筒的表面温度控制在40-600C，线压力控制为4-8吨/米，速度为5-10米/分；
[0017]4)将上述聚乳酸纤维有纺基布涂覆低温粘合剂，送至高压静电场中植绒，控制电压在40-80KV，极板间距离为12-18cm，植绒时间为10_16s，控制粘合剂涂层厚度为
0.15-0.35mm ；
[0018]5)将涂覆粘合剂的聚乳酸纤维有纺基布进行烘干固化处理，预烘温度控制为100-110°c，预烘时间为2-5min，焙烘温度控制为110_130°C，焙烘时间为2_4min，经自然冷却刷毛卷取而制成生物可降解墙面装饰材料。
[0019]与现有技术相比，本发明提供的聚乳酸生物可降解墙面装饰材料及其制备方法具有以下优点:
[0020]I)本发明所提供的墙面装饰材料手感柔软，丰满厚实，耐磨性好，不易掉绒，具有良好的抑菌、防螨、防霉的功能，且遇火难燃，发烟量小，可生物降解，对环境友好。
[0021]2)聚乳酸纤维的表层较为紧密光滑，内层结构疏松，这种非致密结构，有利于湿气的传递，使得本发明所提供的聚乳酸纤维制成的墙面装饰材料具有非常好的导湿性，能够将室内的湿气通过墙面传导到室外，从而减少室内的潮湿空气集聚给人体健康带来的危害。
[0022]3)本发明通过采用低温加压的方法对布面压光和烫平，并对温度和压力进行合理的控制，避免了常规加工方法因在布的表面涂覆水溶性胶乳，然后再高温烘干而对聚乳酸纤维造成损伤，使布面出现发脆和手感变硬的现象，防止聚乳酸纤维强力降低，使所得的聚乳酸生物可降解墙面装饰材料光滑平整。
[0023]4)本发明采用对聚乳酸纤维长丝束首先进行低温染色然后再切断的方法获得有色聚乳酸纤维绒毛，避免纤维绒毛直接染色时因受热出现弯曲而无法直立的现象，对纤维没有损伤，获得了手感柔软顺直，具有良好颜色和光泽的聚乳酸纤维绒毛。
[0024]5)本发明在植绒过程中采用了低温直接固化的粘合剂，避免由于温度的急剧变化而对聚乳酸纤维造成的损伤。
[0025]6)本发明采用聚乳酸纤维植绒布代替了目前广泛使用的涤纶纤维装饰布、涂料和乳胶漆，能够充分发挥聚乳酸纤维的绿色、环保功能，去除装修过程因有机溶剂的使用所产生的污染，使室内装修更加安全，可广泛用作家庭、宾馆、电影院等场所的墙面装饰材料，在室内墙面装修领域具有非常好的应用前景。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例(但不限于所举实施例)对本发明作进一步说明。
[0027]实施例1:
[0028]1.纤维和基材的选用:
[0029]选用线密度为2D的白色聚乳酸纤维长丝束，聚乳酸纤维有纺基布选用克重为80g/m2的聚乳酸纤维机织布。
[0030]2.制备方法:
[0031]I)对聚乳酸纤维长丝束染色，步骤为:
[0032]A.40°C时溶解染料助剂，染浴组成为Dianix Blue XF低温分散染料I % (以织物重量为基准)，匀染分散剂lg/L，渗透剂0.5g/L，浴比1: 30，加冰醋酸调节溶液pH值为5 ;
[0033]B.以3°C /min的条件开始升温至70°C，再以2°C /min的条件升温至100°C，在100°C时保温30min，然后以2V /min的条件降温至50°C，放水；
[0034]C.进行还原水洗，条件为:碳酸氢钠lg/L，保险粉lg/L，浴比1: 30，温度升至60°C，还原水洗时间15min，降温至50°C，水洗；
[0035]D.进行柔软处理，条件为:柔软剂10g/L，浴比1: 30，柔软处理时间4min，温度40 °C,随后甩干；
[0036]2)将上述染色的聚乳酸纤维长丝用丝束切割机切断成长度为0.6mm的有色聚乳酸纤维绒毛，绒毛含水率为10%，绒毛飞升性为22s，比电阻控制在5 X IO8 Ω.cm ；
[0037]3)用压光机低温烫平和压光聚乳酸纤维机织布，辊筒的表面温度控制在40°C，线压力控制为4吨/米，速度为10米/分；
[0038]4)将上述聚乳酸纤维机织布涂覆低温粘合剂，送至高压静电场中植绒，控制电压在40KV，极板间距离为18cm，植绒时间为10s，控制粘合剂涂层厚度为0.15mm ；
[0039]5)将粘合剂烘干固化，预烘温度控制为100°C，预烘时间为25min，焙烘温度控制为110°C，焙烘时间为2min，经自然冷却后刷毛卷取而制成生物可降解墙面装饰材料。
[0040]实施例2:
[0041]1.纤维和基材的选用:
[0042]选用线密度为3D的白色聚乳酸纤维长丝束，聚乳酸纤维有纺基布选用克重为150g/m2的聚乳酸纤维机织布。
[0043]2.制备方法:
[0044]I)对聚乳酸纤维长丝束染色，步骤为:
[0045]A.40°C时溶解染料助剂，染浴组成为Dianix Blue XF低温分散染料1.2% (以织物重量为基准)，匀染分散剂1.3g/L，渗透剂0.6g/L，浴比1: 25，加冰醋酸调节溶液pH值为5 ；
[0046]B.以3°C /min的条件开始升温至70°C，再以2°C /min的条件升温至100°C，在102°C时保温30min，然后以2V /min的条件降温至50°C，放水；[0047]C.进行还原水洗，条件为:碳酸氢钠1.2g/L，保险粉1.3g/L，浴比1: 25，温度升至60°C，还原水洗时间15min，降温至50°C，水洗；
[0048]D.进行柔软处理，条件为:柔软剂12g/L，浴比1: 25，柔软处理时间4min，温度40 °C,随后甩干；
[0049]2)将上述染色的聚乳酸纤维长丝用丝束切割机切断成长度为0.8mm的有色聚乳酸纤维绒毛，绒毛含水率为11%，绒毛飞升性为20s，比电阻控制在I X IO8 Ω * cm ；
[0050]3)用压光机低温烫平和压光聚乳酸纤维机织布，辊筒的表面温度控制在45°C，线压力控制为5吨/米，速度为6米/分；
[0051]4)将上述聚乳酸纤维机织布涂覆低温粘合剂，送至高压静电场中植绒，控制电压在50KV，极板间距离为16cm，植绒时间为15s，控制粘合剂涂层厚度为0.2mm ；
[0052]5)将粘合剂烘干固化，预烘温度控制为102°C，预烘时间为3min，焙烘温度控制为115°C，焙烘时间为3min，经自然冷却刷毛卷取而制成生物可降解墙面装饰材料。
[0053]实施例3:
[0054]1.纤维和基材的选用:
[0055]选用线密度为4D的白色聚乳酸纤维长丝束，聚乳酸纤维有纺基布选用克重为220g/m2的聚乳酸纤维机织布。
[0056]2.制备方法:
[0057]I)对聚乳酸纤维长丝束染色，步骤为:
[0058]A.40°C时溶解染料助剂，染浴组成为Dianix Blue XF低温分散染料2% (以织物重量为基准)，匀染分散剂1.8g/L，渗透剂lg/L，浴比1: 25，加冰醋酸调节溶液pH值为
5.2 ；
[0059]B.以2°C /min的条件开始升温至70°C，再以1°C /min的条件升温至100°C，在105°C时保温40min，然后以2V /min的条件降温至50°C，放水；
[0060]C.进行还原水洗，条件为:碳酸氢钠1.8g/L，保险粉1.8g/L，浴比1: 25，温度升至65°C，还原水洗时间20min，降温至50°C，水洗；
[0061]D.进行柔软处理，条件为:柔软剂18g/L，浴比1: 25，柔软处理时间5min，温度50 °C,随后甩干；
[0062]2)将上述染色的聚乳酸纤维长丝用丝束切割机切断成长度为Imm的有色聚乳酸纤维绒毛，绒毛含水率为13%，绒毛飞升性为21s，比电阻控制在I X IO7 Ω.cm ;
[0063]3)用压光机低温烫平和压光聚乳酸纤维机织布布，辊筒的表面温度控制在58°C，线压力控制为7吨/米，速度为6米/分；
[0064]4)将上述聚乳酸纤维机织布涂覆低温粘合剂，送至高压静电场中植绒，控制电压在70KV，极板间距离为14cm，植绒时间为14s，控制粘合剂涂层厚度为0.3mm ；
[0065]5)将粘合剂烘干固化，预烘温度控制为108°C，预烘时间为4min，焙烘温度控制为120°C，焙烘时间为3min，经自然冷却刷毛卷取而制成生物可降解墙面装饰材料。
[0066]实施例4:
[0067]1.纤维和基材的选用:
[0068]选用线密度为6D的白色聚乳酸纤维长丝束，聚乳酸纤维有纺基布选用克重为300g/m2聚乳酸纤维机织布。[0069]2.制备方法:
[0070]1)对聚乳酸纤维长丝束染色，步骤为:
[0071]A.40°C时溶解染料助剂，染浴组成为Dianix Blue XF低温分散染料3% (以织物重量为基准)，匀染分散剂2g/L，渗透剂1.5g/L，浴比1: 20，加冰醋酸调节溶液pH值为
5.5 ；
[0072]B.以2°C /min的条件开始升温至70°C，再以1°C /min的条件升温至100°C，在105°C时保温40min，然后以2V /min的条件降温至50°C，放水；
[0073]C.进行还原水洗，条件为:碳酸氢钠2g/L，保险粉2g/L，浴比1: 20，温度升至65°C，还原水洗时间20min，降温至50°C，水洗；
[0074]D.进行柔软处理，条件为:柔软剂20g/L，浴比1: 20，柔软处理时间5min，温度为50 °C,随后甩干；
[0075]2)将上述染色的聚乳酸纤维长丝用丝束切割机切断成长度为1.5mm的有色聚乳酸纤维绒毛，绒毛含水率为14%，绒毛飞升性为20s，比电阻控制在5 X IO7 Ω.cm ；
[0076]3)用压光机低温烫平和压光聚乳酸纤维机织布，辊筒的表面温度控制在60°C，线压力控制为8吨/米，速度为5米/分；
[0077]4)将上述聚乳酸纤维机织布涂覆低温粘合剂，送至高压静电场中植绒，控制电压在80KV，极板间距离为12cm，植绒时间为16s，控制粘合剂涂层厚度为0.35mm ；
[0078]5)将粘合剂烘干固化，预烘温度控制为110°C，预烘时间为5min，焙烘温度控制为130°C，焙烘时间为4min，经自然冷却刷毛卷取而制成生物可降解墙面装饰材料。
[0079]效果测试
[0080]1.测试标准
[0081]1)对上述4项实施例进行性能测试，测试项目为厚度、导湿性、植绒牢度、甲醛含量、抑菌性、防螨性、防霉性，具体测试方法如下:
[0082]?厚度:根据标准GB/T3820-1997测试，测试仪器是Y531测厚仪测试，单位面积压力选用5gem2。
[0083]?导湿性:根据标准FZ/T01071-2008测试，测试仪器是YG871织物毛细管效应测试仪。
[0084]?植绒牢度:根据标准GB/T13775-1992测试，测试仪器是YG401织物平磨仪。
[0085]?耐洗色牢度:按照标准GB/T3922-1995测试。
[0086]?耐汗溃色牢度:按照标准GB/T5713-1997测试。
[0087]?耐干摩擦色牢度:按照标准GB/T3920-1997测试。
[0088]?耐湿摩擦色牢度:GB/T3920_1997测试。
[0089]?甲醛含量:根据标准GB/T2912.1-2009测试，测试仪器是202SY-1I甲醛含量测试仪。
[0090]?抑菌性:根据标准抗菌性测试采用美国AATCC100-1996标准测试，抑菌率计算按照下述公式；
[0091]抑菌率=(空白对照样活菌数-苎麻无纺布活菌数)/空白对照样活菌数，其中空白对照样选用纯棉布。
[0092]?防螨性:根据标准GB/T24253-2009测试。[0093]防霉性:按照标准GB/T24346-2009测试和评定，将ImL孢子液均匀分配接种到
3.8*0.5cm大小的聚乳酸纤维植绒面料样品的表面，采用培养皿法在282°C的条件下培养28天，通过直接观测长霉菌程度来评价样品的长霉菌等级。
[0094]样品长霉等级判定标准:
[0095]O级:未长霉；I级:生长面积小于10 % ;2级:在样品表面的覆盖面积为10% -30% ；
[0096]3级:在样品表面的覆盖面积为30% -60%；4级:在样品表面的覆盖面积> 60%。
[0097]?生物降解率:根据标准IS014855:1999的方法和条件进行测试。
[0098]2.测试结果及分析
[0099]上述实施例的检测结果见表1所示。
[0100]表1:聚乳酸生物可降解墙面装饰材料的性能测试结果
[0101]
【权利要求】
1.一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，由表层绒毛和涂有粘合剂的底层基布组成，其特征在于:表层绒毛由带颜色的聚乳酸纤维制成的有色聚乳酸纤维绒毛，并通过低温植绒粘合剂固定在基布上；所述有色聚乳酸纤维绒毛的线密度为2-6D，长度为0.6-1.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，其特征在于:所述的基布为聚乳酸纤维有纺织物，克重为80-300g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，其特征在于:所述的低温植绒粘合剂为有机硅改性的丙烯酸酯粘合剂。
4.根据权利要求2所述的一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料，其特征在于:所述的聚乳酸纤维有纺织物为聚乳酸纤维机织布。
5.一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)对聚乳酸纤维长丝束染色，步骤为: A.40°C时溶解染料助剂，染浴组成为DianixBlue XF低温分散染料1_3% (以织物重量为基准)，匀染分散剂l_2g/L，渗透剂0.5-1.5g/L，浴比1: 20-30，加冰醋酸调节溶液pH值为 4.5-5.5 ； B.以2-3°C/min的条件开始升温至70°C，再以1_2°C /min的条件升温至100°C，在100-105°C时保温30-40min，然后以2_3°C /min的条件降温至50°C，放水； C.进行还原水洗，条件为:碳酸氢钠l_2g/L，保险粉l-2g/L，浴比1: 20-30，温度升至60-65°C，还原水洗时间为15-20min，降温至50°C，水洗； D.进行柔软处理，条件为:柔软剂10-20g/L，浴比1: 20-30，柔软处理时间3-5min，温度40-50°C，随后甩干； 2)将上述染色的聚乳酸纤维长丝用丝束切割机切断，制成有色聚乳酸纤维绒毛，绒毛含水率为10-14%，绒毛飞升性为20-22s,比电阻控制在5Χ107-5Χ108Ω.cm ； 3)用压光机低温烫平和压光聚乳酸纤维有纺基布，辊筒的表面温度控制在40-60°C，线压力控制为4-8吨/米，速度为5-10米/分； 4)将上述聚乳酸纤维有纺基布涂覆低温粘合剂，送至高压静电场中植绒，控制电压在40-80KV，极板间距离为12-18cm，植绒时间为10_16s，控制粘合剂涂层厚度为0.15-0.35mm ； 5)将涂覆粘合剂的聚乳酸纤维有纺基布进行烘干固化处理，预烘温度控制为100-110°c，预烘时间为2-5min，焙烘温度控制为110_130°C，焙烘时间为2_4min，经自然冷却刷毛卷取而制成生物可降解的墙面装饰材料。
6.根据权利要求5所述的一种聚乳酸生物可降解墙面装饰材料的制备方法，其特征在于:所述聚乳酸纤维长丝束的线密度为2-6D。
【文档编号】D06P3/54GK103790315SQ201410060382
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】钱程 申请人:嘉兴学院