CN108950864A - 一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，涉及无纺布技术领域，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维。本发明制得的无纺布具有优异的亲水亲油性能，良好的抗菌、耐老化性能，且强度和回弹性好，手感舒适，与直接采用未改性的聚酯和聚乳酸制备的皮芯型纤维无纺布相比，其拉伸强度提高了78.2％，吸水率提高了47.6％，吸油率提高了64.7％，从而提升了该医用无纺布的应用方向。

Description

一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布
技术领域
本发明涉及无纺布技术领域，尤其涉及一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布。
背景技术
无纺布又称非织造布，是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。无纺布广泛用于医疗、卫生等行业，包括擦拭布、手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、卫生巾等大都是采用无纺布制成的。
聚酯纤维具有较高的强度和回弹性，但亲水亲油性差，且手感一般，且在某些特定领域，其强度也需进一步提高。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，具有优异的亲水亲油性，良好的抗菌、耐老化性能，且强度和回弹性好，手感舒适。
本发明提出的一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维。
优选地，所述皮芯型纤维的制备如下：
S1、芯层材料改性：将聚酯切片干燥，然后向其中加入蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂混合，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，得改性聚酯切片；
S2、熔体制备：将聚乳酸切片和改性聚酯切片分别干燥，然后分别加入到单螺杆挤出机中进行熔融挤出，分别得皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体；
S3、皮芯型纤维制备：将皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体加入到复合纺丝箱体中，经皮芯型复合纺丝组件进行纺丝，得皮芯型纤维初料；
S4、皮层改性：将皮芯型纤维初料放入氢氧化钠溶液中浸渍，滤出，放入3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，浸渍，所述处理液是将甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯溶于乙醇中得到的，过滤，再放入光引发剂溶液中浸泡，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
优选地，S1中，所述聚酯切片为聚对苯二甲酸乙二酯切片、聚对苯二甲酸丙二酯切片、聚对苯二甲酸丁二酯切片中的一种。
优选地，S1中，聚酯切片、蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂的重量比为100：12-20：1-4：2-5。
优选地，S2中，聚乳酸切片干燥温度为100-110℃，干燥时间为20-24h；优选地，改性聚酯切片干燥温度为130-140℃，干燥时间为10-14h。
优选地，S3中，皮层纺丝温度为190-200℃，芯层纺丝温度为275-285℃。
优选地，S4中，将皮芯型纤维初料放入17-22％的氢氧化钠溶液中，在40-50℃下浸渍20-40min，滤出，放入5-8％的3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，料液比为1：50-60，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，料液比为1：50-60，浸渍60-90min，所述处理液是将4-7份甲基丙烯酰胺、4-7份甲基丙烯酸丁酯溶于100份乙醇中得到的，过滤，再放入2-5％的光引发剂溶液中浸泡20-30min，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
优选地，所述紫外辐照量为25-35kGy，辐照时间为1-3h。
有益效果：本发明公开了一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，是以改性聚酯为芯材，聚乳酸为皮材，采用复合纺丝得到皮芯型纤维，再采用水刺工艺将其加工成无纺布，制得的无纺布具有优异的亲水亲油性能，良好的抗菌、耐老化性能，且强度和回弹性好，手感舒适。
皮芯型纤维制备过程中，首先将聚酯和蒙脱土、碳纳米管和硅烷偶联剂进行熔融共混，显著提高聚酯的拉伸强度和耐紫外老化性能；将改性聚酯和聚乳酸进行复合纺丝，得到内部强度高，表层抗菌、防火，且耐候、耐老化性能良好的皮芯型纤维，将其用于加工成无纺布，手感好；针对聚乳酸的亲水亲油性差的特点，将得到的皮芯型纤维初料放入氢氧化钠溶液中进行处理，使其表面富含羟基，再将其放入3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，纤维表面的羟基和3-巯丙基三甲氧基硅烷一端上的甲氧基发生缩合反应形成接枝，再以甲基丙烯酰胺为亲水交联剂，甲基丙烯酸丁酯为疏水交联剂，其分子中的双键与3-巯丙基三甲氧基硅烷另一端的巯基在紫外辐照作用下，发生交联反应，从而将甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸丁酯接枝到皮芯型纤维的表面，改善其亲水、亲油性能，且水扩散性好；将该皮芯型纤维用于无纺布加工，制得无纺布具有很好的手感，亲水亲油性能优异，且强度和回弹性好，抗菌、耐老化，保形性好，与直接采用未改性的聚酯和聚乳酸制备的皮芯型纤维无纺布相比，其拉伸强度提高了78.2％，吸水率提高了47.6％，吸油率提高了64.7％，从而提升了该医用无纺布的应用方向。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维。
实施例2
本发明提出的一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维；
其中，皮芯型纤维的制备如下：
S1、芯层材料改性：将聚对苯二甲酸乙二酯聚酯切片干燥，然后向其中加入蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂混合，所述聚酯切片、蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂的重量比为100：12：1：2，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，得改性聚酯切片；
S2、熔体制备：将聚乳酸切片和改性聚酯切片分别干燥，聚乳酸切片在100℃下干燥20h，改性聚酯切片在130℃下干燥10h，然后分别加入到单螺杆挤出机中进行熔融挤出，得皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体；
S3、皮芯型纤维制备：将皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体加入到复合纺丝箱体中，经皮芯型复合纺丝组件进行纺丝，其中，皮层纺丝温度为190℃，芯层纺丝温度为275℃，得皮芯型纤维初料；
S4、皮层改性：将将皮芯型纤维初料放入17％的氢氧化钠溶液中，在40℃下浸渍20min，滤出，放入5％的3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，料液比为1：50，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，料液比为1：50，浸渍60min，所述处理液是将4份甲基丙烯酰胺、4份甲基丙烯酸丁酯溶于100份乙醇中得到的，过滤，再放入2％的光引发剂溶液中浸泡20min，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照1h，紫外辐照量为25kGy，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
实施例3
本发明提出的一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维；
其中，皮芯型纤维的制备如下：
S1、芯层材料改性：将聚对苯二甲酸丙二酯聚酯切片干燥，然后向其中加入蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂混合，所述聚酯切片、蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂的重量比为100：20：4：5，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，得改性聚酯切片；
S2、熔体制备：将聚乳酸切片和改性聚酯切片分别干燥，聚乳酸切片在110℃下干燥24h，改性聚酯切片在140℃下干燥14h，然后分别加入到单螺杆挤出机中进行熔融挤出，得皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体；
S3、皮芯型纤维制备：将皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体加入到复合纺丝箱体中，经皮芯型复合纺丝组件进行纺丝，其中，皮层纺丝温度为200℃，芯层纺丝温度为285℃，得皮芯型纤维初料；
S4、皮层改性：将将皮芯型纤维初料放入22％的氢氧化钠溶液中，在50℃下浸渍40min，滤出，放入8％的3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，料液比为1：60，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，料液比为1：60，浸渍90min，所述处理液是将7份甲基丙烯酰胺、7份甲基丙烯酸丁酯溶于100份乙醇中得到的，过滤，再放入5％的光引发剂溶液中浸泡30min，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照3h，紫外辐照量为35kGy，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
实施例4
本发明提出的一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维；
其中，皮芯型纤维的制备如下：
S1、芯层材料改性：将聚对苯二甲酸丁二酯切片聚酯切片干燥，然后向其中加入蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂混合，所述聚酯切片、蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂的重量比为100：14：2：3.5，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，得改性聚酯切片；
S2、熔体制备：将聚乳酸切片和改性聚酯切片分别干燥，聚乳酸切片在105℃下干燥22h，改性聚酯切片在135℃下干燥12h，然后分别加入到单螺杆挤出机中进行熔融挤出，得皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体；
S3、皮芯型纤维制备：将皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体加入到复合纺丝箱体中，经皮芯型复合纺丝组件进行纺丝，其中，皮层纺丝温度为195℃，芯层纺丝温度为280℃，得皮芯型纤维初料；
S4、皮层改性：将将皮芯型纤维初料放入18％的氢氧化钠溶液中，在45℃下浸渍30min，滤出，放入6％的3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，料液比为1：55，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，料液比为1：55，浸渍70min，所述处理液是将5份甲基丙烯酰胺、6份甲基丙烯酸丁酯溶于100份乙醇中得到的，过滤，再放入3％的光引发剂溶液中浸泡25min，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照1.5h，紫外辐照量为30kGy，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
实施例5
本发明提出的一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维；
其中，皮芯型纤维的制备如下：
S1、芯层材料改性：将聚对苯二甲酸丙二酯切片聚酯切片干燥，然后向其中加入蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂混合，所述聚酯切片、蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂的重量比为100：16：3：4.5，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，得改性聚酯切片；
S2、熔体制备：将聚乳酸切片和改性聚酯切片分别干燥，聚乳酸切片在110℃下干燥20h，改性聚酯切片在140℃下干燥12h，然后分别加入到单螺杆挤出机中进行熔融挤出，得皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体；
S3、皮芯型纤维制备：将皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体加入到复合纺丝箱体中，经皮芯型复合纺丝组件进行纺丝，其中，皮层纺丝温度为192℃，芯层纺丝温度为283℃，得皮芯型纤维初料；
S4、皮层改性：将将皮芯型纤维初料放入20％的氢氧化钠溶液中，在50℃下浸渍20min，滤出，放入7％的3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，料液比为1：60，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，料液比为1：50，浸渍80min，所述处理液是将6份甲基丙烯酰胺、5份甲基丙烯酸丁酯溶于100份乙醇中得到的，过滤，再放入4％的光引发剂溶液中浸泡20min，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照2h，紫外辐照量为32kGy，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
对比例1
医用皮芯型纤维无纺布，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为聚酯纤维，所述皮层为聚乳酸纤维；其中，芯层所用聚酯原料为聚对苯二甲酸丙二酯聚酯。
将实施例5和对比例1中的皮芯型按照相同的水刺工艺条件，加工成无纺布，测试其拉伸强度和亲水、亲油性能，经检测，相对于对比例1，实施例5中的拉伸强度提高了78.2％，吸水率提高了47.6％，吸油率提高了64.7％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，所述医用皮芯型纤维无纺布是由皮芯型纤维经水刺工艺加工制备的，所述皮芯型纤维包括芯层和皮层，所述芯层为改性聚酯纤维，所述皮层为改性聚乳酸纤维。
2.根据权利要求1所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，所述皮芯型纤维的制备如下：
S1、芯层材料改性：将聚酯切片干燥，然后向其中加入蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂混合，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，得改性聚酯切片；
S2、熔体制备：将聚乳酸切片和改性聚酯切片分别干燥，然后分别加入到单螺杆挤出机中进行熔融挤出，分别得皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体；
S3、皮芯型纤维制备：将皮层纺丝熔体和芯层纺丝熔体加入到复合纺丝箱体中，经皮芯型复合纺丝组件进行纺丝，得皮芯型纤维初料；
S4、皮层改性：将皮芯型纤维初料放入氢氧化钠溶液中浸渍，滤出，放入3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，浸渍，所述处理液是将甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯溶于乙醇中得到的，过滤，再放入光引发剂溶液中浸泡，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
3.根据权利要求2所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，S1中，所述聚酯切片为聚对苯二甲酸乙二酯切片、聚对苯二甲酸丙二酯切片、聚对苯二甲酸丁二酯切片中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，S1中，聚酯切片、蒙脱土、碳纳米管、硅烷偶联剂的重量比为100：12-20：1-4：2-5。
5.根据权利要求2-4任一项所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，S2中，聚乳酸切片干燥温度为100-110℃，干燥时间为20-24h；优选地，改性聚酯切片干燥温度为130-140℃，干燥时间为10-14h。
6.根据权利要求2-5任一项所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，S3中，皮层纺丝温度为190-200℃，芯层纺丝温度为275-285℃。
7.根据权利要求2-6任一项所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，S4中，将皮芯型纤维初料放入17-22％的氢氧化钠溶液中，在40-50℃下浸渍20-40min，滤出，放入5-8％的3-巯丙基三甲氧基硅烷的异丙醇溶液中，料液比为1：50-60，搅拌，浸渍，滤出，用无水乙醇洗涤，然后将其加入到处理液中，料液比为1：50-60，浸渍60-90min，所述处理液是将4-7份甲基丙烯酰胺、4-7份甲基丙烯酸丁酯溶于100份乙醇中得到的，过滤，再放入2-5％的光引发剂溶液中浸泡20-30min，过滤，置于紫外辐照装置中进行紫外辐照，清洗，干燥，得皮层改性的皮芯型纤维。
8.根据权利要求2-7任一项所述的亲水亲油的医用皮芯型纤维无纺布，其特征在于，所述紫外辐照量为25-35kGy，辐照时间为1-3h。
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