一种抗病毒可降解无纺布及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗病毒可降解无纺布及其制备方法，涉及抗菌非织造材料技术领域，所述抗病毒可降解无纺布的原料纤维为抗病毒可降解皮芯纤维，包括PLA基体纤维芯，所述PLA基体纤维芯外包覆PBAT基体纤维皮层，所述PBAT基体纤维皮层的内部均匀分散纳米氧化锌颗粒，所述PBAT基体纤维皮层的外表面均匀镶嵌有纳米氧化锌颗粒。本发明专利技术减少纳米氧化锌的使用量降低生产成本，又可以有效避免纳米氧化锌材料造成PLA严重水解的问题，所得无纺布具有良好的挺括性和亲肤性，避免了传统PLA无纺布布面接触皮肤时的粗糙感和割肤感。触皮肤时的粗糙感和割肤感。

【技术实现步骤摘要】
一种抗病毒可降解无纺布及其制备方法


[0001]本专利技术涉及抗菌非织造材料
，更具体的说是涉及一种抗病毒可降解无纺布及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术中：商用抗病菌材料，主要有无机、有机和天然抗菌剂三类，其中无机抗病菌剂耐温性能较好，可以用于熔融纺丝中，而无机抗菌材料中，纳米氧化锌以其抗病菌长效稳定、安全可靠、制备产品无色无味、成本低的优势，具有取代纳米银成为下一代主流商用抗病菌材料的前景。CN201810547264.7一种高抗菌性PLA/PBAT材料及其制备方法与应用，采用无机填料负载氧化锌，与PLA/PBAT混合造粒的方式，提高PLA/PBAT材料本身的抗菌性能，制备工艺复杂，熔融纺丝过程中易堵滤网，不利于工业化生产。PLA在纺丝过程中熔融挤出阶段，容易高温和水汽造成聚乳酸的水解，导致分子量下降、纺丝性能下降，纳米氧化锌吸附性较强，容易吸潮，工业化实践过程中熔融纺丝阶段纳米氧化锌的加入极易在PLA基体中引入水汽造成水解。
[0003]目前，市场中的抗菌抗病毒口罩普遍采用助剂后整理的方式，将抗菌剂涂附在无纺布上，做成抗病毒抗菌口罩成品，存在助剂溶剂和粘接剂成分的异味问题。同时材料结构上口罩产品普遍采用纺粘无纺布作为外层、熔喷无纺布作为中间滤材，纺粘无纺布因纤维密度大和过多热轧点和热熔点导致的抗菌抗病毒成分与环境接触面小，进而影响抗菌剂的效果，也使得相同抗菌抗病毒效果下生产成品更高。口罩使用量激增之后随之而来的是大量的废弃口罩的处理和塑料污染问题，与过去的白色垃圾危机一样，传统口罩主要使用不可降解的聚丙烯材料，越来越多的口罩污染被报道出来。
[0004]针对这些不足，如何得到一种可以用于制备口罩且性能不低于常规聚丙烯无纺布的面料，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种抗病毒可降解无纺布及其制备方法，采用了皮芯纤维结构设计，将纳米氧化锌颗粒分散在无纺布纤维表皮层，既可以减少纳米氧化锌的使用量降低生产成本，又可以有效避免纳米氧化锌材料直接用于PLA纺丝中时在熔融过程造成PLA严重水解的问题，并且由皮芯纤维制备成的抗病毒可降解无纺布，具有良好的挺括性和亲肤性，避免了传统PLA无纺布布面接触皮肤时的粗糙感和割肤感。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种抗病毒可降解无纺布，所述抗病毒可降解无纺布的原料纤维为抗病毒可降解皮芯纤维，包括PLA基体纤维芯，所述PLA基体纤维芯外包覆PBAT基体纤维皮层，所述PBAT基体纤维皮层的内部均匀分散纳米氧化锌颗粒，所述PBAT基体纤维皮层的外表面均匀镶嵌有纳米氧化锌颗粒，所述纳米氧化锌颗粒粒径为10～100nm；所述抗病毒可降解皮芯纤维的直径为10～20um，长度≥2.5cm。
[0008]根据以上技术特征，有益效果为：PBAT基体纤维皮层的内部的氧化锌能够吸收紫外线抗纤维老化、增加纤维白度，可以减少生产时钛白粉和抗老化剂添加，节约了成本。
[0009]优选的，所述抗病毒可降解皮芯纤维长度为2.5～15cm。
[0010]优选的，所述抗病毒可降解皮芯纤维长度为3.5～4.1cm。
[0011]优选的，所述纳米氧化锌颗粒粒径选自10nm、20nm、30nm、60nm、80nm、100nm中任意一项，或任意两项间的范围值。
[0012]优选的，所述纳米氧化锌颗粒粒径为30～60nm。
[0013]根据以上技术特征，有益效果为：氧化锌的粒径在合适的粒径范围内才能发挥好的抗菌性能，在纺丝掺杂中，粒径越小效果越好，但是越难分散(熔融纺丝过程容易团聚变大)，而且活性越高对可降解材料纺丝过程的水解和熔体黏度影响越大。
[0014]优选的，所述PBAT基体纤维皮层还包括增强材料，所述增强材料选自石墨烯量子点或纳米银，增强材料与纳米氧化锌颗粒的质量比为0.005～0.05:1。
[0015]根据以上技术特征，有益效果为：增强材料微量使用，用来提高纳米氧化锌颗粒的抗病毒极限数值。
[0016]优选的，所述抗病毒可降解皮芯纤维的超声波熔接频率为15～35kHz，热熔接温度为110～150℃。
[0017]优选的，所述PBAT基体纤维皮层厚度为5～10um。
[0018]所述抗病毒可降解无纺布的制备方法包括以下步骤：
[0019]S1，将含有聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、纳米氧化锌颗粒的皮层组分A和含有聚乳酸的纤维芯组分B干燥后分别放入双组分纺丝设备中，干燥的温度为60～90℃，真空干燥至水分含量≤20ppm，组分A与组分B的重量比为0.5～1.2：1，所述纳米氧化锌颗粒在组分A中的质量分数为0.05～5.5wt％，经双组分熔融纺丝，得到抗病毒可降解皮芯纤维，所述组分A中还包括分散剂、扩链剂、增强颗粒中的一种或几种；双组分熔融纺丝过程中纺丝温度250～330℃，环吹冷却进风温度0～20℃，环吹冷却进风速度0.15～8m/s；所述双组分熔融纺丝后还包括对纤维进行牵伸，牵伸倍数为1.5～2.5倍；
[0020]S2，将步骤S1中的抗病毒可降解皮芯纤维经梳理成网、固结后，得到抗病毒可降解无纺布；所述成网方式为长丝铺设成网或短纤维梳理成网；所述固结方式包括热轧加固、热风加固、针刺加固、水刺加固中的一种或几种；所述抗病毒可降解无纺布克重为8～200g/m2。
[0021]根据以上技术特征，有益效果为：纳米氧化锌颗粒在组分A中的质量分数的比例所达到的抗病毒效果为最优值，是建立在制备步骤中原料的成分和比例使得氧化锌得以尽量接近原料纳米氧化锌的尺寸均匀分散条件下的。
[0022]优选的，所述步骤S1中，所述纳米氧化锌颗粒为纳米氧化锌粉体、经表面树脂改性的纳米氧化锌粉体或均匀分散有纳米氧化锌的PBAT母粒中的一种或几种。
[0023]优选的，所述步骤S1中，所述纳米氧化锌颗粒在组分A中的质量分数选自0.05wt％、0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、4wt％、5.5wt％中的任意一项，或任意两项之间的范围值。
[0024]优选的，所述步骤S1中，所述纳米氧化锌颗粒为球状纳米颗粒。
[0025]优选的，所述步骤S1中，双组分熔融纺丝过程中纺丝温度250～330℃，环吹冷却进
风温度0～20℃，环吹冷却进风速度0.8～3m/s。
[0026]根据以上技术特征，有益效果为：PBAT中加了纳米球状氧化锌颗粒会使得黏性严重下降，喷丝板喷出来不成丝，经制备步骤中原料添加后可以正常喷丝，但是效果不是特别理想，因此需要均匀的快速冷却降温让它结晶定型，PBAT柔软、弹性韧性好，不怕快速降温，而PLA是芯层，快速降温对它影响不大。
[0027]优选的，所述分散剂选自硬脂酸锌、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、聚丙烯酸铵盐中的一种或几种，所述分散剂与纳米氧化锌颗粒的重量比为0.005～0.05:1。
[0028]优选的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗病毒可降解无纺布，其特征在于，所述抗病毒可降解无纺布的原料纤维为抗病毒可降解皮芯纤维，包括PLA基体纤维芯，所述PLA基体纤维芯外包覆PBAT基体纤维皮层，所述PBAT基体纤维皮层的内部均匀分散纳米氧化锌颗粒，所述PBAT基体纤维皮层的外表面均匀镶嵌有纳米氧化锌颗粒，所述纳米氧化锌颗粒粒径为10～100nm；所述抗病毒可降解皮芯纤维的直径为10～20um，长度≥2.5cm。2.根据权利要求1所述的一种抗病毒可降解无纺布，其特征在于，所述PBAT基体纤维皮层还包括增强材料，所述增强材料选自石墨烯量子点或纳米银，增强材料与纳米氧化锌颗粒的质量比为0.005～0.05:1。3.根据权利要求1所述的一种抗病毒可降解无纺布，其特征在于，所述抗病毒可降解皮芯纤维的超声波熔接频率为15～35kHz，热熔接温度为110～150℃。4.根据权利要求1所述的一种抗病毒可降解无纺布，其特征在于，所述PBAT基体纤维皮层厚度为5～10um。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的抗病毒可降解无纺布，其特征在于，所述抗病毒可降解无纺布的制备方法包括以下步骤：S1，将含有聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、纳米氧化锌颗粒的皮层组分A和含有聚乳酸的纤维芯组分B干燥后分别放入双组分纺丝设备中，干燥的温度为60～90℃，真空干燥至水分含量≤20ppm，组分A与组分B的重量比为0.5～1.2：1，所述纳米氧化锌颗粒在组分A中的质量分数为0.05～5.5wt％，经双组分熔融纺丝，得到抗病毒可降解皮芯纤维，所述组分A中还包括分...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢潇，
申请(专利权)人：卢潇，
类型：发明
国别省市：