CN105582741B - 空气净化用抗菌型低阻高效熔喷无纺布 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌型低阻高效熔喷无纺布，它由高分子材料切片在熔融纺丝的过程中通过喷粉的方式将抗菌剂的颗粒“镶嵌”于聚丙烯超细纤维的表面，并经过驻极工艺处理制备而成；它具有工艺简单、操作方便，处理后抗菌效果明显等特点。

Description

空气净化用抗菌型低阻高效熔喷无纺布
技术领域
本发明涉及空气净化领域，特别是涉及一种抗菌型低阻高效熔喷无纺布及其制备的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，城市的空气质量也日益恶化。众所周知，如今大部分国人对于PM2.5已经谈虎色变，各大媒体、论坛以及著名的社会学者纷纷呼吁加强对空气污染的治理，各类“PM2.5预报平台”不断更新全国各地城市的污染指数。
细悬浮微粒为飘散在空气中极小的颗粒物质，PM2.5隶属于其中，特指：粒径范围在2.5μm及以下的细悬浮微粒，单位以μg/m3表示。PM2.5大约只有头发直径的1/28、沙子直径的1/35，因此可以穿透肺泡，直接进入血管随着血液循环全身。PM2.5细悬浮微粒，还有表面附着的大量微生物，其在日常生活中的滋生繁殖还会导致人们罹患“现代病”，如因军团菌等导致的空调病、因李斯特菌等导致的冰箱综合症。根据WHO统计，全球每年死亡人口五千多万，其中因细菌感染导致的死亡人口约占33%。
面临如此严峻的空气环境以及安全隐患，从国家的发展规划上如何对现有的大气环境进行治理，从个人的人身健康上如何减少空气污染物的危害已经成为当今社会的关注热点。国民已经越来越多的关注到个人自身呼吸健康，越来越多的口罩、空气净化器产品在市场上掀起了消费浪潮。
无论是家用电器产品空气净化器，还是个人防护产品口罩，都是借助于熔喷非织造材料作为其过滤核心，对有害的颗粒型空气污染物进行过滤，特别对PM2.5类型的污染物有出色的控制效果。但是好的空气净化材料，不仅能够要具有良好的过滤PM2.5细悬浮微粒的能力，还要能够抑制细菌在材料表面滋生繁殖。然而遗憾的是，当前国内外主流空气净化材料制造企业，开发出的熔喷非织造材料均不具有抑制细菌滋生的功能。
发明内容
本发明主要解决的问题是一种抗菌型低阻高效熔喷无纺布，能够个人环境防护中使用，可以应用于呼吸防护的口罩产品，可以应用于家居、办公环境的空气净化器产品，可以应用于车载空气净化产品，可以大幅度的减少空气中细小颗粒物对人体的损害，提高空气质量，并且抑制、杀灭空气中颗粒物携带的细菌。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有低阻高效的过滤特性，在较低的空气流阻下最大程度的捕捉空气中的颗粒物；具有抗菌特性，抑制过滤材料上细菌的生长，提供无菌的空气净化用抗菌型低阻高效熔喷无纺布。
由高分子材料切片在熔融纺丝的过程中通过喷粉的方式将抗菌剂的颗粒“镶嵌”于聚丙烯超细纤维的表面，并经过驻极工艺处理制备而成，所述的聚丙烯熔体通过喷丝、喷粉、辅助驻极系统处理、成网、主驻极系统处理而形成熔喷无纺布，即将熔融的聚合物熔体经高速热气流牵伸后形成的超细纤维冷却固化成网，在超细纤维成型的过程中添加抗菌剂粉体，并且在超纤纤维成网前后施加辅助驻极系统、主驻极系统，最后形成无纺布卷料。
高分子材料熔体是指聚丙烯（PP）切片和聚对苯二甲酸乙二酯（PET）切片，熔融指数在800-2500 g/(10min)，优选为1000-1800 g/(10min)。
上述所使用的抗菌剂可以是一种非溶出型环保抗菌剂，常温下呈固态或液态，特别是指液态抗菌剂通过微孔粉体进行负载，它是指银系抗菌剂、锌系抗菌剂或从动植物、矿物中提取的天然抗菌剂；所述微粉颗粒粒径在1nm-100nm；抗菌剂的添加量占处理材料的0.1%~20%。
所使用的驻极工艺处理可以是一种电晕放电的方法，在熔喷超细纤维成网前、成网后均经过电晕放电处理。
所述的驻极工艺处理特别是指在熔喷超细纤维成网前，即高聚物熔体正在由液态转变为固态的纤维并伴随着结晶时，对其进行静电预处理；高压电源的电压控制在10-30KV。
所述的驻极工艺处理特别是指在熔喷超细纤维成网后，即熔喷超细纤维已经构成了三维网状的纤网结构，对其进行静电预处理，高压电源的电压控制在10-60KV。抗菌剂的准备主要是将银系、锌系或其他天然抗菌剂进行负载于载体上或进行粉体化；纺丝喷粉抗菌整理，即通过双模头的设置，将PP或PET的短纤与抗菌粉体在不同的摸头里面喷出在达到收网帘前，实现粉体对短纤的“镶嵌”。
所述的驻极工艺处理制备中通过辅助驻极系统实现，该系统位于喷丝板与网帘之间，它包括高压电源、放电丝、保护罩、支架、绝缘配件，支架垂直安装在网帘上且可以水平移动；放电丝可以采用钨铜合金或钨材质，且借助绝缘配件固定在支架上；具有电绝缘性能的保护罩也固定在支架上且罩在放电丝的外部，只在放电丝正对超细熔喷纤维的一侧开口；放电丝及保护罩均可沿垂直方向在支架上移动；所述的
主驻极系统位于收网帘与收卷装置之间，它处于相对密封的空间中，该密封的空间有无纺布的进料口和出料口，该空间中设有至少两个辊筒，每个辊筒对应有放电丝，便于绕过的无纺布作放电处理，即利用高压电源对熔喷无纺布进行再次充电处理，放电丝可以采用钨铜合金、钨等材质；放电丝的垂直距离可调，距辊筒约5-15cm的可调范围；整个驻极系统温湿度可调，温度10-40℃之间，湿度20-80%，还有风扇，保证密封空间内温度和湿度均匀；最后切边与收卷-在熔喷无纺布收卷前，通过轮刀对材料进行切边或分切，最后收卷成卷。
根据以上所述的空气净化用抗菌型低阻高效熔喷无纺布具有工艺简单、操作方便，处理后抗菌效果明显等特点。
附图说明
图1为本发明的辅助驻极系统的侧视图；
图2为本发明的主驻极系统的结构示意图。
实施例1：
在图1、图2中，本工艺采用的原材料有高分子材料切片（熔融指数为1500g/(10min)的聚丙烯切片），纳米银抗菌剂，驻极添加剂（硬脂酸锌粉末），聚丙烯切片与0.5%的硬脂酸锌均匀混合后进入熔喷设备，混合物经螺杆挤出机、熔体4过滤系统、计量泵、分配系统后到达喷丝口，其中螺杆挤出机5个区域的温度由130℃至250℃，熔体4过滤系统、计量泵、分配系统的温度控制在250℃左右；熔体4受到压力从喷丝口喷出，热空气3从喷丝板2喷出并对熔体4进行牵伸，热空气3的温度250℃，速度约为300m/s；此时，粒径为1-100nm的纳米银颗粒从喷粉装置7中喷出并附着在正在冷却固化的熔体纤维8上，喷出的速度为喷出量为19.8g/min；成型的含抗菌粉末的纤维在成网过程中穿过辅助驻极系统，该系统位于喷丝板与网帘1之间，它包括高压电源、放电丝5、保护罩、支架6，支架垂直安装在网帘1上且可以水平移动；放电丝5可以采用钨铜合金或钨材质，且借助绝缘配件固定在支架上；具有电绝缘性能的保护罩也固定在支架上且罩在放电丝5的外部，只在放电丝5正对超细熔喷纤维的一侧开口；放电丝5及保护罩均可沿垂直方向在支架上移动；调整高压电源使加在放电丝5两端的电压分别为﹢10KV、-10KV；纤维收集在网帘1上，并以16.5m/min中的速度进入到主驻极系统，所述的主驻极改性-主驻极系统位于网帘1与收卷装置205之间，调节温湿度控制装置201并打开风扇202使之均匀分布，将温度、湿度稳定在15℃、50%，调节高压电源，使放电丝204及导辊203的电压稳定在﹢20KV、﹣40KV；之后纤网进入收卷装置，熔喷无纺布制备完成。
本实施例中，成品是克重为25g/㎡的熔喷无纺布，对0.3μm的颗粒物的过滤效率达到99.7%，空气流阻25Pa，并且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌的抑菌率达到99%以上。

Claims (1)

1.一种空气净化用抗菌型低阻高效熔喷无纺布，其特征是：由高分子材料切片在熔融纺丝的过程中通过喷粉的方式将抗菌剂的颗粒“镶嵌”于超细纤维的表面，并经过驻极工艺处理制备而成，高分子材料熔体通过喷丝-喷粉-辅助驻极-成网-主驻极而形成熔喷无纺布；高分子材料切片是指聚丙烯切片和聚对苯二甲酸乙二酯切片，熔融指数在800-2500 g/10min；所述的抗菌剂是指银系抗菌剂、锌系抗菌剂或从动植物、矿物中提取的天然抗菌剂；所述抗菌剂粒径在1nm-100nm；抗菌剂的添加量占处理材料的0.1%~20%；所使用的驻极工艺处理是一种电晕放电的方法，在熔喷超细纤维成网前、成网后均经过电晕放电处理；在熔喷超细纤维成网前，高聚物熔体正在由液态转变为固态的纤维并伴随着结晶时，对其进行静电预处理；高压电源的电压控制在10-30KV；在熔喷超细纤维成网后，熔喷超细纤维已经构成了三维网状的纤网结构，对其进行静电预处理；高压电源的电压控制在10-60KV；驻极工艺处理制备中通过辅助驻极系统实现，辅助驻极系统位于喷丝板与网帘之间，它包括高压电源、放电丝、保护罩、支架、绝缘配件，支架垂直安装在网帘上且可以水平移动；放电丝采用钨材质，且借助绝缘配件固定在支架上；具有电绝缘性能的保护罩也固定在支架上且罩在放电丝的外部，只在放电丝正对超细熔喷纤维的一侧开口；放电丝及保护罩均可沿垂直方向在支架上移动；主驻极系统处于相对密封的空间中，该密封的空间有无纺布的进料口和出料口，该空间中设有至少两个辊筒，每个辊筒对应有放电丝，便于绕过的无纺布作放电处理，利用高压电源对熔喷无纺布进行再次充电处理，放电丝的垂直距离可调，距辊筒5-15cm的可调范围；整个驻极系统温湿度可调，温度10-40℃之间，湿度20-80%，它还包括风扇。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Xu Yinzhou

Inventor after: Wu Zhengwei

Inventor after: Liu Yugui

Inventor after: Zhang Xiang

Inventor before: Xu Yinzhou

COR Change of bibliographic data
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
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PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of invention: Antibacterial low resistance and high efficiency melt blown non woven fabric for air purification

Effective date of registration: 20210420

Granted publication date: 20180720

Pledgee: Haining Chengxin Financing Guarantee Co., Ltd

Pledgor: HAINING WEITAI BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2021330000318