CN108729022A - 一种可降解皮芯结构纤维无纺布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可降解皮芯结构纤维无纺布及其制备方法，属于无纺布技术领域。本发明无纺布包括由上到下依次粘结的第一无纺布纤维网和第二无纺布纤维网；第一无纺布纤维网由PET和PLA制得的第一卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成；第二无纺布纤维网由高熔点PLA和低熔点PLA制得的第二卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成。第一卷曲纤维和第二卷曲纤维均为皮芯结构,包括芯层和将芯层完全包裹的皮层,所述芯层的熔点高于皮层的熔点。通过在第二卷曲短纤维的表面涂覆抗菌剂,使制得的第二卷曲短纤维具有抗菌功能,进而使制得可降解皮芯结构纤维无纺布具有抗菌功能。本发明工艺简单，操作容易，成本低廉，适合推广工业化应用。

Description

一种可降解皮芯结构纤维无纺布及其制备方法
技术领域
本发明属于无纺布技术领域，尤其涉及一种可降解皮芯结构纤维无纺布及其制备方法。
背景技术
目前市场上的用即弃卫生用品多以PE等纤维为原料，对皮肤有一定刺激，容易使使用者产生不适感，并且容易造成白色污染。若能使用对皮肤无刺激的无纺布制备一次性用即弃卫生用品，将大大改善使用者的使用体验。
聚乳酸(PLA)是以微生物发酵产物乳酸为单体，经过化学合成的一类无毒、无刺激性、且具有良好生相容性的聚酯类线性生物可降解高分子材料。PLA的合成原料来源于自然界，且PLA制品使用后能在自然界中被微生物分解，对环境友好，被认为是新世纪的绿色环保高分子材料。此外，PLA降解产物乳酸也是人体代谢产物，PLA与人体接触后，对人体肌肤的刺激较小。
PET是工业上常用的高分子材料，其强度高，生产制备简单高效，常用于制备化学纤维。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种能抗菌且性能优良的可降解皮芯结构纤维无纺布及其制备方法。
为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：
一种可降解皮芯结构纤维无纺布,包括由上到下依次粘结的第一无纺布纤维网和第二无纺布纤维网；
所述第一无纺布纤维网由PET和PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第一卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成；
所述第二无纺布纤维网由高熔点PLA和低熔点PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第二卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成。
进一步地,所述第一卷曲纤维和第二卷曲纤维均为皮芯结构,包括芯层和将芯层完全包裹的皮层,所述芯层的熔点高于皮层的熔点。
进一步地，所述第一无纺布纤维网中的PET，其熔点范围为200-230℃，其熔体流动速率为16-24g/10min(2.16kg，250℃)，其质量份为30-70份；所述第一无纺布纤维网中PLA，其熔点范围为160-175℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，PLA的质量份为70-30份；
所述第二无纺布纤维网中高熔点PLA，其熔点范围为160-180℃，其熔体流动速率为5-15g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为30-70份；所述第二无纺布纤维网中低熔点PLA，其熔点范围为120-150℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为70-30份。
进一步地,所述第一卷曲短纤维的长度为38-51mm；所述第二卷曲短纤维为的长度为38-51mm。
进一步地，所述第二卷曲纤维的表面涂覆有抗菌剂。
进一步地，所述抗菌剂的组分包括黄檗提取物、纳米银、大蒜素和甲壳素。
本发明提供的可降解皮芯结构纤维无纺布是两层纤维网络，构成上主要是聚乳酸基的皮芯结构短纤维，大部分以聚乳酸为主，降解率高，对环境污染很小，且PET也可以废料回收；与纯聚乳酸无纺布相比，PET的加入，使无纺布的性能会有明显提高。
本发明还提供一种可降解皮芯结构纤维无纺布的制备方法,包括如下步骤：
(1)制备第一无纺布纤维网：
将PET采用双螺杆挤出制得芯层母粒；将PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第一卷曲短纤维；将第一卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第一无纺布纤维网；
(2)制备第二无纺布纤维网：
将高熔点PLA采用双螺杆挤出制得芯层母粒；将低熔点PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第二卷曲短纤维；将第二卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第二无纺布纤维网；
(3)制备可降解皮芯结构纤维无纺布：
将第一无纺布纤维网铺设在第二无纺布纤维网的上表面并通过热风烘箱，在100-150℃温度下进行热风粘合,制得可降解皮芯结构纤维无纺布。
进一步地，在所述步骤(2)中还包括在制得的第二卷曲短纤维的表面喷涂抗菌剂,并在30-50℃的温度下进行干燥处理,干燥时间为20-50min。
进一步地，所述抗菌剂的制备方法为,将黄檗提取物和大蒜素混合并在5-25℃的温度下,以30-50转的速率搅拌10-20min,并冷却到室温获得第一混合物,将甲壳素分次添加至第一混合物中并以40-60转的速率搅拌5-15min获得第二混合物,将纳米银添加至第二混合物中并在25-35℃的温度下搅拌15-25min,冷却至室温后获得抗菌剂。
优选的，所述黄檗提取物的质量份数为50-60份；纳米银的质量份数为5-10份；甲壳素的质量份数为20-30份；大蒜素的质量份数为5-15份；抗菌剂的总质量份数为100份。
本发明分别将两种皮芯结构纤维，用熔融纺丝的方法制备成短纤维。第一卷曲短纤维中，PLA和PET均属于聚酯类高分子，他们具有良好的相容性，能有效粘合。他们之间存在着一定熔点差，使得双组分皮芯结构复合纤维能够用于加工生产成非织造布。这种可降解皮芯结构纤维无纺布，其中PET提供了良好的耐热性和机械性能，PLA提供粘接性能。第二卷曲短纤维中低熔点PLA和高熔点PLA形成的皮芯结构纤维，具有蓬松性好，弹性恢复率高等特点。
通过将第一卷曲纤维和第二卷曲纤维分别梳理成网,然后通过热风工艺对其进行粘合,使制得的可降解皮芯结构纤维无纺布更加蓬松、柔软、具有优异的力学性能；另外，可以选择通过在第二卷曲短纤维的表面涂覆抗菌剂,使制得的第二卷曲短纤维具有抗菌功能,进而使得可降解皮芯结构纤维无纺布具有抗菌功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明中双层网络无纺布，由高性能聚乳酸基皮芯结构短纤维构成，具有良好的生物降解性，并且蓬松性好、弹性恢复率高，通过梳理成网、热风粘合后，更加蓬松柔软，与人体接触后刺激性小，十分适合用于用即弃的卫生用品，产品在使用后PLA部分能在自然环境中被分解且不污染环境。因此这种皮芯结构纤维无纺布是一种具有很高的应用价值和前景绿色环保新发明。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但所用的实施例只是用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1
一种可降解皮芯结构纤维无纺布，包括由上至下依次黏结的第一无纺纤维布网和第二无纺纤维布网。
所述第一无纺布纤维网由PET和PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第一卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成；
所述第二无纺布纤维网由高熔点PLA和低熔点PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第二卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成。
进一步地,所述第一卷曲纤维和第二卷曲纤维均为皮芯结构,包括芯层和将芯层完全包裹的皮层,所述芯层的熔点高于皮层的熔点。
在本实施例中，第一无纺布纤维网中的PET，其熔点范围为200-230℃，其熔体流动速率为16-24g/10min(2.16kg，250℃)，其质量份为70份；所述第一无纺布纤维网中的PLA，其熔点范围为160-175℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为30份。
在本实施例中，第二无纺布纤维网中高熔点的PLA，其熔点范围为160-180℃，其熔体流动速率为5-15g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为70份；所述第二无纺布纤维网中低熔点的PLA，其熔点范围为120-150℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为30份。
一种可降解皮芯结构纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备第一无纺布纤维网：
首先，将PLA树脂真空干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-120℃，干燥时间4-16小时；将PET树脂真空干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-160℃，干燥时间4-16小时；然后，将PET采用双螺杆挤出制得芯层母粒，将PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；接着，将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第一卷曲短纤维；最后，将第一卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第一无纺布纤维网。
(2)制备第二无纺布纤维网：
首先，将高熔点PLA树脂干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-140℃，干燥时间4-16小时。将低熔点PLA树脂干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-120℃，干燥时间4-16小时；然后，将高熔点PLA采用双螺杆挤出制得芯层母粒，将低熔点PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；接着，将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第二卷曲短纤维；再将第二卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第二无纺布纤维网；最后，在制得的第二卷曲短纤维的表面喷涂抗菌剂,并在35℃的温度下进行干燥处理,干燥时间为30min。
(3)制备可降解皮芯结构纤维无纺布：
将第一无纺布纤维网铺设在抗菌处理后的第二无纺布纤维网的上表面并通过热风烘箱以120℃进行热风粘合,制得可降解皮芯结构纤维无纺布。
步骤(2)所述抗菌剂的制备方法为：将黄檗提取物和大蒜素混合并在15℃的温度下,以40转的速率搅拌20min,并冷却到室温获得第一混合物,将甲壳素分次添加至第一混合物中并以40转的速率搅拌15min获得第二混合物,将纳米银添加至第二混合物中并在30℃的温度下搅拌25min,冷却至室温后获得抗菌剂。
优选的，所述黄檗提取物的质量份数为50份；纳米银的质量份数为10份；甲壳素的质量份数为30份；大蒜素的质量份数为10份；抗菌剂的总质量份数为100份。
在本实施例中，所述第一卷曲短纤维的长度为38mm，该参数采用GB/T14336—2008测试方法得到；所述第一卷曲短纤维的单丝线密度经测试为4.01dtex；该参数采用GB/T14335—2008测试方法得到；所述第一卷曲短纤维的断裂强力为5.02cN·dtex-1，断裂伸长率为21.97％，该参数采用英国Instron 1122型纤维强力测试仪测得。
在本实施例中，所述第二卷曲短纤维的长度为38mm，该参数采用GB/T14336—2008测试方法得到；所述第二卷曲短纤维的单丝线密度经测试为3.51dtex；该参数采用GB/T14335—2008测试方法得到；所述第一卷曲短纤维的断裂强力为3.69cN·dtex-1，断裂伸长率为13.18％，该参数采用英国Instron 1122型纤维强力测试仪测得。
实施例2
一种可降解皮芯结构纤维无纺布，包括由上至下依次黏结的第一无纺纤维布网和第二无纺纤维布网。
所述第一无纺布纤维网由PET和PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第一卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成；
所述第二无纺布纤维网由高熔点PLA和低熔点PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第二卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成。
进一步地,所述第一卷曲纤维和第二卷曲纤维均为皮芯结构,包括芯层和将芯层完全包裹的皮层,所述芯层的熔点高于皮层的熔点。
在本实施例中，第一无纺布纤维网中的PET，其熔点范围为200-230℃，其熔体流动速率为16-24g/10min(2.16kg，250℃)，其质量份为30份；所述第一无纺布纤维网中的PLA，其熔点范围为160-175℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为70份。
在本实施例中，第二无纺布纤维网中高熔点的PLA，其熔点范围为160-180℃，其熔体流动速率为5-15g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为30份；所述第二无纺布纤维网中低熔点的PLA，其熔点范围为120-150℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为70份。
一种可降解皮芯结构纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备第一无纺布纤维网：
首先，将PLA树脂真空干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-120℃，干燥时间4-16小时；将PET树脂真空干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-160℃，干燥时间4-16小时；然后，将PET采用双螺杆挤出制得芯层母粒，将PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；接着，将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第一卷曲短纤维；最后，将第一卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第一无纺布纤维网。
(2)制备第二无纺布纤维网：
首先，将高熔点PLA树脂干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-140℃，干燥时间4-16小时。将低熔点PLA树脂干燥至水分小于25ppm，干燥温度60-120℃，干燥时间4-16小时；然后，将高熔点PLA采用双螺杆挤出制得芯层母粒，将低熔点PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；接着，将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第二卷曲短纤维；再将第二卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第二无纺布纤维网；最后，在制得的第二卷曲短纤维的表面喷涂抗菌剂,并在30℃的温度下进行干燥处理,干燥时间为35min。
(3)制备可降解皮芯结构纤维无纺布：
将第一无纺布纤维网铺设在抗菌处理后的第二无纺布纤维网的上表面并通过热风烘箱以145℃进行热风粘合,制得可降解皮芯结构纤维无纺布。
步骤(2)所述抗菌剂的制备方法为：将黄檗提取物和大蒜素混合并在10℃的温度下,以35转的速率搅拌20min,并冷却到室温获得第一混合物,将甲壳素分次添加至第一混合物中并以60转的速率搅拌10min获得第二混合物,将纳米银添加至第二混合物中并在25℃的温度下搅拌20min,冷却至室温后获得抗菌剂。
优选的，所述黄檗提取物的质量份数为60份；纳米银的质量份数为5份；甲壳素的质量份数为25份；大蒜素的质量份数为10份；抗菌剂的总质量份数为100份。
在本实施例中，所述第一卷曲短纤维的长度为38mm，该参数采用GB/T14336—2008测试方法得到；所述第一卷曲短纤维的单丝线密度经测试为3.32dtex；该参数采用GB/T14335—2008测试方法得到；所述第一卷曲短纤维的断裂强力为3.87cN·dtex-1，断裂伸长率为15.39％，该参数采用英国Instron 1122型纤维强力测试仪测得。
在本实施例中，所述第二卷曲短纤维的长度为38mm，该参数采用GB/T14336—2008测试方法得到；所述第二卷曲短纤维的单丝线密度经测试为2.92dtex；该参数采用GB/T14335—2008测试方法得到；所述第一卷曲短纤维的断裂强力为3.13cN·dtex-1，断裂伸长率为10.86％，该参数采用英国Instron 1122型纤维强力测试仪测得。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种可降解皮芯结构纤维无纺布,其特征在于：包括由上到下依次粘结的第一无纺布纤维网和第二无纺布纤维网；
所述第一无纺布纤维网由PET和PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第一卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成；
所述第二无纺布纤维网由高熔点PLA和低熔点PLA熔融复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕，制得的第二卷曲短纤维通过梳理机梳理成的纤维网构成。
2.根据权利要求1所述的可降解皮芯结构纤维无纺布，其特征在于：所述第一卷曲纤维和第二卷曲纤维均为皮芯结构,包括芯层和将芯层完全包裹的皮层,所述芯层的熔点高于皮层的熔点。
3.根据权利要求1所述的可降解皮芯结构纤维无纺布，其特征在于：所述第一无纺布纤维网中的PET，其熔点范围为200-230℃，其熔体流动速率为16-24g/10min(2.16kg，250℃)，其质量份为30-70份；所述第一无纺布纤维网中PLA，其熔点范围为160-175℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，PLA的质量份为70-30份。
4.根据权利要求1所述的可降解皮芯结构纤维无纺布，其特征在于：所述第二无纺布纤维网中高熔点PLA，其熔点范围为160-180℃，其熔体流动速率为5-15g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为30-70份；所述第二无纺布纤维网中低熔点PLA，其熔点范围为120-150℃，其熔体流动速率为15-20g/10min(2.16kg，210℃)，其质量份为70-30份。
5.根据权利要求1所述的可降解皮芯结构纤维无纺布，其特征在于：所述第一卷曲短纤维的长度为38-51mm；所述第二卷曲短纤维为的长度为38-51mm。
6.根据权利要求1所述的可降解皮芯结构纤维无纺布，其特征在于：所述第二卷曲纤维的表面涂覆有抗菌剂。
7.根据权利要求6所述的可降解皮芯结构纤维无纺布，其特征在于：所述抗菌剂的组分包括黄檗提取物、纳米银、大蒜素和甲壳素；
所述黄檗提取物的质量份数为50-60份；纳米银的质量份数为5-10份；甲壳素的质量份数为20-30份；大蒜素的质量份数为5-15份；抗菌剂的总质量份数为100份。
8.一种可降解皮芯结构纤维无纺布的制备方法,其特征在于：包括如下步骤：
(1)制备第一无纺布纤维网：
将PET采用双螺杆挤出制得芯层母粒；将PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第一卷曲短纤维；将第一卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第一无纺布纤维网；
(2)制备第二无纺布纤维网：
将高熔点PLA采用双螺杆挤出制得芯层母粒；将低熔点PLA采用双螺杆挤出制得皮层母粒；将皮层母粒和芯层母粒在纺丝设备中经过复合纺丝、冷却成型、上油、卷绕后制得皮芯结构的第二卷曲短纤维；将第二卷曲短纤维经梳理机梳理成网获得第二无纺布纤维网；
(3)制备可降解皮芯结构纤维无纺布：
将第一无纺布纤维网铺设在第二无纺布纤维网的上表面并通过热风烘箱，在100-150℃温度下进行热风粘合,制得可降解皮芯结构纤维无纺布。
9.根据权利要求8所述的可降解皮芯结构纤维无纺布的制备方法,其特征在于：所述步骤(2)中还包括，在制得的第二卷曲短纤维的表面喷涂抗菌剂,并在30-50℃的温度下进行干燥处理,干燥时间为20-50min。
10.根据权利要求9所述的可降解皮芯结构纤维无纺布的制备方法,其特征在于：所述抗菌剂的制备方法为,将黄檗提取物和大蒜素混合并在5-25℃的温度下,以30-50转的速率搅拌10-20min,并冷却到室温获得第一混合物,将甲壳素分次添加至第一混合物中并以40-60转的速率搅拌5-15min获得第二混合物,将纳米银添加至第二混合物中并在25-35℃的温度下搅拌15-25min,冷却至室温后获得抗菌剂。
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