一种可生物降解、高效过滤口罩面料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解、高效过滤口罩面料及其制备方法，属于过滤材料技术领域。所述口罩的制备方法具体包括1）面层无纺布的制备；2）芯层静电纺纳米纤维复合膜的制备；3）内层无纺布的制备；4）口罩面料的贴合。本技术方案能够实现口罩面料BFE过滤效率达95%以上，PFE过滤效率达95%以上，呼吸阻力小于200Pa，且具有持久过滤、可循环利用及绿色环保的特点。可循环利用及绿色环保的特点。可循环利用及绿色环保的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解、高效过滤口罩面料及其制备方法


[0001]本专利技术属于过滤材料
，具体涉及一种可生物降解、高效过滤口罩面料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，口罩等医用防护用品的需求急剧增加。而医用口罩，例如N95、KN95等，其核心技术为熔喷无纺布，主要是通过熔喷无纺布表面富集的静电，将靠近的含病毒飞沫吸附在外侧无纺布的表面，起到对病毒过滤与隔离的功能。但传统口罩多以高熔融指数的聚丙烯为材料，普遍存在过滤效率低，可重复使用性差，废弃物不易处理等缺点，因此，研发一种高效过滤、可重复使用及绿色环保的口罩用医用防护材料就显得尤为重要。
[0003]聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成，是一种新型的可完全生物降解的合成纤维，将聚乳酸纤维埋在地下，经1
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2年后其机械强度完全消失，若将其掩埋在活性淤泥中，纤维的分解速度明显加快，其机械强度约在3
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4个月基本丧失。聚乳酸纤维制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时也不会散发毒气，不会造成环境污染。
[0004]采用静电纺纳米纤维微多孔膜技术，根据具体过滤要求，将大量纳米纤维层层叠加在一起，形成具有一定量化孔径的膜材料，这类材料依靠表面与内部高密度的微孔通道实现病毒聚集颗粒的过滤，因此具备阻隔效率高、性能持久等特点，在医用防护用品过滤材料领域具有良好的发展前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可生物降解、高效过滤口罩面料及其制备方法。
[0006]一种可生物降解、高效过滤口罩面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：面层无纺布的制备利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度为175
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185℃，牵伸频率为45
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55Hz，铺网速度为6~10m/min，计量泵转速为12~16r/min，线压力为50~60kgf/cm，并对其进行拒水整理，得到面层纺粘无纺布；步骤二：芯层静电纺纳米纤维复合膜的制备分别通过聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯溶液或乳液静电纺丝技术在亲水ES热风棉表面形成一层纳米纤维微多孔膜，纺丝电压48
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52KV，喷丝距离为10~15cm，基布速度为0.2~0.8m/min，控制静电纺薄膜厚度为0.2~1μm，等效孔径为0.2~0.3 μm，孔隙率为70~90%；步骤三：内层无纺布的制备利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度为175
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185℃，牵伸频率为45
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55Hz，铺网速度为12~16m/min，计量泵转速为6~10r/min，线压力为30~40kgf/cm，得到内层纺粘无纺布；步骤三：口罩面料的贴合
利用环保无毒、无气味的热熔胶将面层、芯层和内层进行贴合，得到口罩面料。
[0007]进一步地，步骤一和步骤三中，纺丝温度为180℃，牵伸频率为50Hz。
[0008]进一步地，步骤一中，控制面层纺粘无纺布的克重为50~70g/m2。
[0009]进一步地，步骤二中，ES热风棉的克重为38
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42g/m2，厚度为1.5
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1.7mm。
[0010]进一步地，步骤三中，控制内层纺粘无纺布的克重为25~35g/m2。
[0011]进一步地，步骤三中，贴合温度为60~80℃。
[0012]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：1、利用静电纺纳米纤维微多孔膜的可量化孔径结构设计来实现过滤性能，相较于传统口罩具备阻隔效率高，可循环利用，持久有效等优点；2、口罩面料主要为聚乳酸纤维，使用后废弃物可实现生物降解，绿色环保。
[0013]3、本专利技术技术方案能够实现口罩面料BFE过滤效率达95%以上，PFE过滤效率达95%以上，呼吸阻力小于200Pa。
附图说明
[0014]图1为口罩面料结构示意图。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案更加清晰明了，下面通过实例对本专利技术技术方案进行以下详细说明，但不限于这些实施例。
[0016]实施例1一种可生物降解、高效过滤口罩面料的制备方法如下：面层无纺布的制备：利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度180℃，牵伸频率50Hz，铺网速度6m/min，计量泵转速16r/min，线压力60kgf/cm，并对其进行拒水整理，开发面层纺粘无纺布，控制克重70g/m2。
[0017]芯层静电纺纳米纤维复合膜的制备：通过聚丙烯腈静电纺丝技术在克重为40g/m2，厚度为1.6mm的亲水ES热风棉表面形成一层纳米纤维微多孔膜，纺丝电压50KV，喷丝距离10cm，基布速度0.2m/min，控制静电纺薄膜厚度为1μm，等效孔径为0.2μm，孔隙率为90%。
[0018]内层无纺布的制备：利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度180℃，牵伸频率50Hz，铺网速度12m/min，计量泵转速6r/min，线压力30kgf/cm，开发内层纺粘无纺布，控制克重25g/m2。
[0019]口罩面料的贴合：利用环保无毒、无气味的热熔胶将各层无纺布在温度为80℃下进行贴合。
[0020]实施例2一种可生物降解、高效过滤口罩面料的制备方法如下：面层无纺布的制备：利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度175℃，牵伸频率45Hz，铺网速度6m/min，计量泵转速14r/min，线压力60kgf/cm，并对其进行拒水整理，开发面层纺粘无纺布，控制克重65g/m2。
[0021]芯层静电纺纳米纤维复合膜的制备：通过聚丙烯腈静电纺丝技术在克重为40g/m2，厚度为1.6mm的亲水ES热风棉表面形成一层纳米纤维微多孔膜，纺丝电压50KV，喷丝距
离10cm，基布速度0.2m/min，控制静电纺薄膜厚度为0.8μm，等效孔径为0.2μm，孔隙率为85%。
[0022]内层无纺布的制备：利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度175℃，牵伸频率45Hz，铺网速度12m/min，计量泵转速6r/min，线压力35kgf/cm，开发内层纺粘无纺布，控制克重25g/m2。
[0023]口罩面料的贴合：利用环保无毒、无气味的热熔胶将各层无纺布在温度为80℃下进行贴合。
[0024]实施例3一种可生物降解、高效过滤口罩面料的制备方法如下：面层无纺布的制备：利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度185℃，牵伸频率55Hz，铺网速度8m/min，计量泵转速16r/min，线压力55kgf/cm，并对其进行拒水整理，开发面层纺粘无纺布，控制克重65g/m2。
[0025]芯层静电纺纳米纤维复合膜的制备：通过聚氯乙烯静电纺丝技术在克重为38g/m2，厚度为1.5mm的亲水ES热风棉表面形成一层纳米纤维微多孔膜，纺丝电压48KV，喷丝距离13cm，基布速度0.5m/min，控制静电纺薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解、高效过滤口罩面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：面层无纺布的制备利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度为175
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185℃，牵伸频率为45
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55Hz，铺网速度为6~10m/min，计量泵转速为12~16r/min，线压力为50~60kgf/cm，并对其进行拒水整理，得到面层纺粘无纺布；步骤二：芯层静电纺纳米纤维复合膜的制备分别通过聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯溶液或乳液静电纺丝技术在亲水ES热风棉表面形成一层纳米纤维微多孔膜，纺丝电压48
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52KV，喷丝距离为10~15cm，基布速度为0.2~0.8m/min，控制静电纺薄膜厚度为0.2~1μm，等效孔径为0.2~0.3 μm，孔隙率为70~90%；步骤三：内层无纺布的制备利用聚乳酸切片进行纺粘非织造布的制备，纺丝温度为175
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185℃，牵伸频率为45
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55Hz，铺网速度为12~16m/min，计量泵转速为6~10r/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浪涛，张初阳，齐欢，张宏杰，陈杨轶，
申请(专利权)人：恒天生物基材料工程技术宁波有限公司江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：