一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法技术

本发明专利技术涉及非织造布制备领域，特别涉及一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法。本发明专利技术采用聚丙烯为原料，与对熔喷纤维起到增韧改性作用的共熔喷聚合物按比例充分混合后，加入降解剂以降低聚丙烯分子量从而提高熔融指数。降解剂通过在熔喷机加热三区开设的深孔加入主机腔体中，对熔喷料进行在线降解。另外，在加热五区后设置控温箱，增加纤维被牵伸的时长和距离，无需对喷丝板孔径进一步细化处理，在降低处理成本的同时，保证连续生产，生产效率大幅提升。利用该熔喷布做成的口罩，无需静电驻极工艺，依靠熔喷布自身超细纤维的特性就足以具备较强的过滤效果。经辐照灭菌后，性能符合YY0469

【技术实现步骤摘要】
一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法


[0001]本专利技术涉及非织造布制备领域，特别涉及一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法。

技术介绍

[0002]熔喷布作为口罩的中间过滤层材料，一般采用静电驻极处理使熔喷布携带静电，从而使口罩具有高效过滤作用。熔喷布静静电保持能力是决定口罩过滤性能的重要因素。目前口罩一般推荐佩戴4h，主要因为其佩戴过程中，静电发生衰减，导致滤效降低。口罩作为应急物资，却不能采用时间短的辐照灭菌方式，也是因为辐照会导致静电消失，而不得不采取环氧乙烷这种耗时较长的灭菌方式。
[0003]众所周知，熔喷布是以聚丙烯为主要原料通过熔喷工艺制备的。通常地，熔喷工艺制备得到的聚丙烯熔喷布的空隙多、结构蓬松，其本身对细小颗粒几乎没有过滤作用，经过驻极工艺处理后，熔喷布带上静电，极大提升了熔喷布阻隔细菌、灰尘等微小颗粒物的效果。但是，依靠静电而获得的对于粒径较小颗粒物的过滤屏蔽作用也会因为静电的衰减而逐渐减弱甚至丧失，这就导致口罩的有效使用寿命非常短，使用效率低，造成资源的浪费。
[0004]同时，传统环氧乙烷灭菌方式存在环氧乙烷残留、解析周期长等弊端，在人们追求健康及快节奏工作生活的趋势下，传统对口罩进行环氧乙烷灭菌的方式也需要被辐照灭菌替代。
[0005]然而传统的经过熔喷以及驻极的手段制备的熔喷布做成的口罩，经过辐照灭菌之后，静电完全消失，依靠口罩自身纤维结构的颗粒过滤效率不足10%。此时，若要熔喷布经过辐照后并保持较高的过滤效率，就必须生产出不依靠静电而完全依赖自身纤维结构而达到过滤要求，并且保持低空气阻力。这对熔喷布的制备提出了更加严格的要求，要达到熔喷布本身纤维结构的高效低阻，必须生产出由直径更细的纤维形成的熔喷布，因此研究与开发一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布是目前亟待要解决的问题。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术针对目前熔喷布存在的问题，提供了一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布制备方法，该熔喷布不需要经过驻极的工艺，依靠自身纤维的特性就足以具备较强的过滤效果，因此无需考虑静电衰减导致的口罩性能下降的问题。若要生产出更细的纳米纤维，方法有很多，但最主要的在于降低喷丝板孔径和提高聚丙烯原料熔指。目前，生产1.6米宽幅熔喷布的熔喷机喷丝板孔径在0.25
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0.3um之间，聚丙烯原料熔指为1500
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1800。将如此巨大的喷丝板孔径降低在技术上存在难度，而单独制备更高熔指的聚丙烯原料则更加困难。
[0007]因此，在制备该熔喷布过程中，在熔喷机加热三区位置开设一个直径为2mm的孔，深孔直接连通主机腔体。通过深孔加入降解剂，降低聚丙烯分子量从而提高熔融指数。降解
剂用量通过泵系统精确控制，并通过深孔被泵入主机腔体中。
[0008]同时，在加热五区之后设置控温箱，增加纤维被牵伸时长和距离，不需要对喷丝板孔径进一步细化，在线降解熔喷原料，无需单独制备，能够满足连续的超细纤维熔喷布生产，保证生产效率，做成的口罩经过辐照灭菌之后，过滤性能几乎不受影响。
[0009]另外，在熔喷原料中加入共熔喷聚合物后，对熔喷纤维起到增韧改性的作用，使纤维在牵伸过程中不易断开。
[0010]在经过对熔喷机增加保温箱延长牵伸时间、在熔喷机三区钻孔以添加降解剂将聚丙烯进一步降解和添加共熔喷高聚物等一系列改进措施后，熔喷纤维丝径明显降低，甚至到达纳米级。
[0011]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）：备料阶段，将聚丙烯与共熔喷聚合物按比例混合形成混合物。
[0012]步骤（2）：熔喷设备准备阶段，开启熔喷设备，设定各模块运行参数，并维持运行1小时。
[0013]步骤（3）：塑化阶段，将步骤（1）中混合物加入设备料仓，并按比例加入降解剂，将原料熔指由1500
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2000提高至3000
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5000。物料经过热熔区塑化形成熔体。
[0014]步骤（4）：喷丝阶段，转动设备螺杆，将步骤（3）中的熔体持续向挤出机机头输送，经由熔体泵被输送至喷丝模头并喷出形成纤维丝。
[0015]步骤（5）：控温阶段，将步骤（4）形成的纤维丝经过控温箱，箱内纤维保持最适牵伸状态，持续由热风牵引并迅速被拉细形成熔喷超细纤维。
[0016]步骤（6）：成网阶段，将步骤（5）得到的熔喷超细纤维在牵引气流的作用下飞向接收网，依靠自身热量粘合形成熔喷布。
[0017]步骤（7）：卷绕分切阶段，将步骤（6）中的熔喷布收卷后分切成所需宽度的熔喷布卷材。
[0018]所述步骤（3）中，在熔喷机加热三区位置开设一个直径为2mm的孔，深孔直接连通主机腔体。降解剂用量通过泵系统精确控制，并通过深孔被泵入主机腔体中。
[0019]具体的，利用高压柱塞泵将降解剂以1ml/min的速度从熔喷机加热三区注入熔喷机腔体中，在熔喷机腔体中熔喷原料与降解剂充分混合，并在高温环境下，熔喷原料进一步降解，使其分子量变小熔指升高至3000以上。由于原料熔指增加，其流动性增加，分子间摩擦力减小，熔喷更易形成较细纤维。
[0020]所述步骤（5）中，控温箱设置在加热五区之后，其中喷丝模头与网带接收端至于其中。控温箱中装有加热和降温装置，可以准确控制温箱中的温度并进行温度调节。
[0021]具体的，将控温箱温度设置为265℃，保持恒定不变。熔喷原料经降解后由喷丝板挤出成丝，在热风吹拉下，纤维丝进一步被拉伸，形成更细的纤维丝。由于控温箱温度始终保持265℃，在纤维由喷丝板喷出至纤维成网的整个过程中，热风温度和纤维温度都始终保持在最佳的拉伸温度中，使得纤维得到了充分的牵伸，从而得到超细纤维丝。
[0022]进一步的，所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的共熔喷聚合物添加量与聚丙烯添加比例为1:20
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1:10。
[0023]进一步的，所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，所述共熔喷聚合物为聚乙二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯中的任意一种或几种。
[0024]进一步的，所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，降解剂的添加量是聚丙烯添加量的0
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1%。
[0025]进一步的，所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，降解剂为过氧化二叔丁基、2,5
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二甲基
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2,5
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双（叔丁基过氧基）己烷、过氧化二异丙苯中的一种或者几种。
[0026]进一步的，所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）：备料阶段，将聚丙烯与共熔喷聚合物按比例混合形成混合物；步骤（2）：熔喷设备准备阶段，开启熔喷设备，设定各模块运行参数，并维持运行1小时；步骤（3）：塑化阶段，将步骤（1）中混合物加入设备料仓，并按比例加入降解剂，物料经过热熔区塑化形成熔体；步骤（4）：喷丝阶段，转动设备螺杆，将步骤（3）中的熔体持续向挤出机机头输送，经由熔体泵被输送至喷丝模头并喷出形成纤维丝；步骤（5）：控温阶段，将步骤（4）形成的纤维丝经过控温箱，箱内纤维保持最适牵伸状态，持续由热风牵引并迅速被拉细形成熔喷超细纤维；步骤（6）：成网阶段，将步骤（5）得到的熔喷超细纤维在牵引气流的作用下飞向接收网，依靠自身热量粘合形成熔喷布；步骤（7）：卷绕分切阶段，将步骤（6）中的熔喷布收卷后分切成所需宽度的熔喷布卷材；所述步骤（3）中，在熔喷机加热三区位置开设一个直径为2mm的孔，深孔直接连通主机腔体。2.根据权利要求1所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的共熔喷聚合物与聚丙烯的添加比例为1:20
‑
1:10。3.根据权利要求2所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备方法，其特征在于，所述共熔喷聚合物为聚乙二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种基于超细纤维具有超高过滤效率的非驻极熔喷布的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国胜，闫立论，程杰，蒋飞远，李丹杰，刘志远，崔景强，张铭，林广成，李前辉，王涛，
申请(专利权)人：河南省驼人医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：