CN110117910A - 一种多用途抗菌无纺布及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多用途抗菌无纺布及其生产工艺，属于纤维制品及复合材料的技术领域，其技术方案要点是该多用途抗菌无纺布，包括基布层，在基布层表面涂覆抗菌涂层，抗菌涂层按重量份数计包括以下原料：天然抗菌剂0.1‑0.2份、消泡剂0.5‑1.5份、吸水剂1‑2份、分散剂1‑2份和粘合剂3‑6份，余量为水；达到了该多用途抗菌无纺布具有抗菌性能高效持久、外观稳定和无毒无污染的效果。本发明还公开了上述多用途抗菌无纺布的生产工艺，主要采用水刺工艺和涂覆抗菌涂层。该生产工艺不影响纤维原有特征，不损伤纤维，生产得到的无纺布具有强度高、低起毛性和手感柔软等优点，此外该生产工艺生产效率高，原料利用率高。

Description

一种多用途抗菌无纺布及其生产工艺
技术领域
本发明涉及纤维制品及复合材料的技术领域，特别涉及一种多用途抗菌无纺布及其生产工艺。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成，因具有布的外观和某些性能而称其为布，已经被广泛地应用于人们的生活中。但无纺布因其多孔式形状和高分子化合物的化学结构有利于微生物的附着，在人体穿着或其它形式接触过程中会沾上汗液、皮质及其它各种人体分泌物和环境污染物，可能会造成致病菌的繁殖和传递，因此无纺布抗菌功能性研究和开发有着重要的意义。
现有的可参考授权公告号为CN208710279U的中国专利申请，其公开了一种抗菌无纺布，包括漏液的面料层、不漏液的底料层和夹设在中间的抗菌层，抗菌层由双层无纺布和树脂层轧压整烫而成，树脂层敷设在双层无纺布中间，双层无纺布的表面镀银。该专利中在无纺布的表层镀银已达到杀灭所接触的细菌的目的，使无纺布具有抗菌性。但镀银层易于空气中的硫化物作用生产硫化银，表面产生黑色或黄色的膜，使镀银层的抗菌效果减弱且抗菌效果不能持久。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的一在于：提供一种多用途抗菌无纺布，以达到使多用途抗菌无纺布具有抗菌性能高效持久、外观稳定和无毒无污染的效果。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多用途抗菌无纺布，包括基布层，在基布层表面涂覆抗菌涂层，所述抗菌涂层按重量份数计包括以下原料：天然抗菌剂0.1-0.2份、消泡剂0.5-1.5份、吸水剂1-2份、分散剂1-2份和粘合剂3-6份，余量为水。
通过采用上述方案，在基层布的表面设置抗菌涂层，将天然抗菌剂应用于无纺布的抗菌涂层中。天然抗菌剂无毒无污染，能够有效抑制细菌的繁殖，提高无纺布的抗菌性能，抗菌效果持久安全；消泡剂可以抑制涂层原料混合后气泡的产生，以及消除已产生的气泡，使涂层原料混合更均匀；吸水剂的吸水能力很好，涂覆在无纺布的表面可以增加无纺布的柔软性；分散剂使抗菌涂层原料混合后的分散性更好，抗菌效果更均一；粘合剂可以使抗菌涂层的各原料更好地附着于基布层的表面，提高多用途抗菌无纺布的抗菌涂层的附着效果。
需要说明的是，抗菌涂层中原料水的加入量，可以根据基层布的致密程度合理进行选择加入量。
通过上述天然抗菌剂、消泡剂、吸水剂、分散剂和粘合剂各个原料和其含量的合理配比，使得多用途抗菌无纺布具有抗菌性能高效持久、外观稳定和无毒无污染等优点。
本发明进一步设置为：所述抗菌涂层按重量份数计包括以下原料：天然抗菌剂0.12-0.16份、消泡剂0.8-1.2份、吸水剂1.3-1.7份、分散剂1.2-1.8份和粘合剂3.5-4.5份，，余量为水。
通过采用上述方案，进一步优化了抗菌涂层中采用的各原料的配比，可以进一步提升抗菌涂层的抗菌效果、均一性和附着性，使多用途抗菌无纺布的抗菌性能更加高效。
本发明进一步设置为：所述天然抗菌剂包括贝壳烧成钙、壳聚糖或茶多酚中的至少一种，优选贝壳烧成钙。
通过采用上述方案，贝壳烧成钙、壳聚糖或茶多酚均为天然抗菌剂中的一种。其中，贝壳烧成钙对O-157大肠杆菌，绿农菌及黄葡萄菌比一般的除菌产品有20倍以上的除菌效果，另外还有祛除蔬菜，水果类的邻苯二甲酸有机酯的效果更佳；贝壳烧成钙还含有微量矿物质以及负氧离子，它可以剥离分解蔬菜水果表面的蜡脂物质，用它来祛除蔬菜水果表面的农药非常适合。
优选贝壳烧成钙作为天然抗菌剂应用于无纺布中，可以增强多用途无纺布的抗菌效果，使多用途无纺布可以更安全有效地应用于厨房，卫生间，卧室，餐饮店，食品厂家等领域。
本发明进一步设置为：所述消泡剂包括醇类消泡剂、醚类消泡剂或机硅类消泡剂中的至少一种。
通过采用上述方案，消泡剂降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫，使涂层原料混合更均匀。优选醇类消泡剂、醚类消泡剂或机硅类消泡剂可以进一步增强消泡剂的效果。
本发明进一步设置为：所述吸水剂包括淀粉、纤维素或壳聚糖中的至少一种。
通过采用上述方案，优选吸水剂包括的种类，可以进一步提升吸水剂的吸水能力，且淀粉、纤维素或壳聚糖均属于天然高分子，安全无污染，涂覆在无纺布的表面可以进一步增加无纺布的柔软性。
本发明进一步设置为：所述分散剂包括硅油、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸或硬脂酸锌中的至少一种。
通过采用上述方案，优选分散剂的种类可以使抗菌涂层原料混合后的分散性更好，抗菌效果更均一。
本发明进一步设置为：所述粘合剂包括丙烯酸酯类、聚醋酸乙烯酯类或聚氯乙烯类中的至少一种。
通过采用上述方案，优选粘合剂的种类，可以使抗菌涂层的各原料混合后的粘附性更好，可以更好地附着于基布层的表面，提高多用途抗菌无纺布的抗菌涂层的附着效果，从而增强多用途抗菌无纺布的抗菌性能和延长抗菌效果。
本发明的目的二在于：提供一种多用途抗菌无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
(a)原料处理：将原料纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成纤维网；
(b)预湿处理：将纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的纤维网，排除纤维网中的空气；
(c)水刺处理：将经预湿处理的纤维网送入水刺区，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺头数为6-12只，水压为80-250Bar；
(d)涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
通过采用上述方案，采用高压产生的多股微细水射流喷射纤维网,水射流穿过纤维网后，受拖持网帘的反弹，再次穿插纤维网。由此，纤维网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤维网得到加固。水射流对纤网垂直喷射可防止破坏纤网结构，并最大程度地利用水射流的能量，从而有利于提高水刺法非织造材料的性能。
在涂层处理过程中，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气可以使涂层原料液在使用过程中在浆槽里不停的翻动，不易发生沉淀，使抗涂层在无纺布的布面上均匀附着。
上述多用途抗菌无纺布的生产工艺不影响纤维原有特征，不损伤纤维，可以应用于多种纤维加工成无纺布，生产得到的无纺布具有强度高、低起毛性和手感柔软等优点，此外，该生产工艺生产效率高，原料利用率高。
本发明进一步设置为：所述多用途抗菌无纺布的生产工艺，还包括水刺处理后，先进行雕版印花，再进行涂层处理的步骤。
通过采用上述方案，雕版印花可以在无纺布的表面印压成型，形成多种花色图案，既能增加美化无纺布的外观，又可以增强无纺布的韧性。
本发明进一步设置为：所述步骤(c)中，所述水刺加固方式包括转鼓水刺与平网水刺相结合。
转鼓水刺与平网水刺相结合的水刺加固在水刺加固工艺中，平面式与转鼓式组合使用可扬长避短，发挥各自的优势，通常第一级、第二级为转鼓式水刺，第三级为平网式水刺，使水刺工艺的效果更好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明公开的多用途抗菌无纺布，通过上述天然抗菌剂、消泡剂、吸水剂、分散剂和粘合剂各个原料和其含量的合理配比，使得多用途抗菌无纺布具有抗菌性能高效持久、外观稳定和无毒无污染等优点；
2、本发明公开的多用途抗菌无纺布的生产工艺具有生产效率高，原料利用率高的优点。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.1份、醇类消泡剂1.5份、纤维素1份、聚乙烯蜡2份、丙烯酸酯类3份和水92.4份；
上述多用途抗菌无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料处理：将聚丙烯纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成聚丙烯纤维网；
(2)预湿处理：将聚丙烯纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的聚丙烯纤维网，排除聚丙烯纤维网中的空气；
(3)水刺处理：将经预湿处理的聚丙烯纤维网进行水刺加固，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺加固方式为转鼓水刺与平网水刺相结合；水刺头数为6只，水压为250Bar；
(4)雕版印花：将基层布进行雕版印花；
(5)涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
实施例2
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.2份、醇类消泡剂0.5份、纤维素2份、聚乙烯蜡1份、丙烯酸酯类6份和水90.3份；
上述多用途抗菌无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料处理：将聚丙烯纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成聚丙烯纤维网；
(2)预湿处理：将聚丙烯纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的聚丙烯纤维网，排除聚丙烯纤维网中的空气；
(3)水刺处理：将经预湿处理的聚丙烯纤维网进行水刺加固，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺加固方式为转鼓水刺与平网水刺相结合；水刺头数为12只，水压为80Bar；
(4)雕版印花：将基层布进行雕版印花；
(5)涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
实施例3
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.12份、醇类消泡剂1.2份、纤维素1.3份、聚乙烯蜡1.8份、丙烯酸酯类3.5份和水92.08份；
上述多用途抗菌无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料处理：将聚丙烯纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成聚丙烯纤维网；
(2)预湿处理：将聚丙烯纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的聚丙烯纤维网，排除聚丙烯纤维网中的空气；
(3)水刺处理：将经预湿处理的聚丙烯纤维网进行水刺加固，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺加固方式为转鼓水刺与平网水刺相结合；水刺头数为8只，水压为200Bar；
(4)雕版印花：将基层布进行雕版印花；
(5)涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
实施例4
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.16份、醇类消泡剂0.8份、纤维素1.7份、聚乙烯蜡1.2份、丙烯酸酯类4.5份和水91.64份；
上述多用途抗菌无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料处理：将聚丙烯纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成聚丙烯纤维网；
(2)预湿处理：将聚丙烯纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的聚丙烯纤维网，排除聚丙烯纤维网中的空气；
(3)水刺处理：将经预湿处理的聚丙烯纤维网进行水刺加固，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺加固方式为转鼓水刺与平网水刺相结合；水刺头数为10只，水压为120Bar；
(4)雕版印花：将基层布进行雕版印花；
(5)涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
实施例5
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.14份、醇类消泡剂1份、纤维素1.5份、聚乙烯蜡1.5份、丙烯酸酯类4份和水91.86份；
上述多用途抗菌无纺布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料处理：将聚丙烯纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成聚丙烯纤维网；
(2)预湿处理：将聚丙烯纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的聚丙烯纤维网，排除聚丙烯纤维网中的空气；
(3)水刺处理：将经预湿处理的聚丙烯纤维网进行水刺加固，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺加固方式为转鼓水刺与平网水刺相结合；水刺头数为8只，水压为180Bar；
(4)雕版印花：将基层布进行雕版印花；
(5)涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
实施例6
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，贝壳烧成钙的重量份数为0.2份。
实施例7
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，等量的壳聚糖替代贝壳烧成钙。
实施例8
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，等量的机硅类消泡剂替代醇类消泡剂。
实施例9
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，等量的淀粉替代纤维素。
实施例10
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，等量的硅油替代聚乙烯蜡。
实施例11
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，等量的聚氯乙烯类替代丙烯酸酯类。
实施例12
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，生产工艺的步骤(3)中水刺头数为6只，水压为100Bar。
对比例1
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.4份、醇类消泡剂2份、纤维素4份、聚乙烯蜡3份、丙烯酸酯类8份和水82.6份。
对比例2
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，按重量份数计包括以下原料：贝壳烧成钙0.05份、醇类消泡剂0.4份、纤维素0.8份、聚乙烯蜡0.8份、丙烯酸酯类2.5份和水95.45份。
对比例3
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，生产工艺的步骤(3)中水刺头数为5只，水压为70Bar。
对比例4
一种多用途抗菌无纺布的抗菌涂层，与实施例5的区别在于，生产工艺的步骤(5)中，浆槽内不增加多孔气管通入空气。
对比例5
一种抗菌无纺布，采用授权公告号为CN208710279U的中国专利申请公开的内容制备得到。
实验例-抗菌无纺布抗菌性能测试
将实施例1-12和对比例1-5提供的抗菌无纺布作为实验样品。根据一次性使用卫生用品卫生标准GB15979-2002附录C4，设定以下实验测试抗菌无纺布的抑菌效果。
一、菌种来源
大肠杆菌(ATCC 25922)，金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)。
二、菌液制备
菌液制备：取上述试验菌的菌株于营养琼脂培养基中培养24h，取营养琼脂培养基的斜面新鲜培养物，用10mL 0.05mol/L的PBS缓冲液洗下所形成的菌苔，使菌悬浮均匀后，用上述PBS稀释至所需浓度。
要求的浓度为：用100μL滴于对照样片上，回收菌数为1×104～9×104cfu/mL。
三、实验样品处理
取实验样品4.0cm×4.0cm和对照样品(与实验样品同质材料，同等大小，但不含抗菌剂)各3片灭菌处理。
分别在每个被实验样品和对照样品上滴加100μL上述菌悬液，均匀涂布。开始计时，作用60min，用无菌镊分别将被试验样品和对照样品的样片投入含5mL PBS的试管内，充分混匀，作适当稀释，然后取其中2～3个稀释度，分别吸取0.5mL，置于两个培养皿，用40～45℃的营养琼脂培养基15mL作倾注，转动培养皿，使其充分均匀，琼脂凝固后翻转培养皿，于37℃培养48h，作活菌菌落计数。试验重复3次，按下式计算抑菌率:
A-对照样品平均菌落数；
B-被试验样品平均菌落数；
X-抑菌率％；
X＝(A-B)/A×100％。
四、抑菌稳定性测试方法
测试条件：将抗菌无纺布置37℃恒温箱内14d，保持相对湿度75％，再次进行抑菌或杀菌性能测试，测试样品的长期抑菌率。
现对照组样品和实验样品的抗菌无纺布分别进行抑菌性和抑菌稳定性检测，测试结果如下：
表1-抗菌无纺布的抑菌率
从表1的数据可以看出，实施例1-12提供的多用途抗菌无纺布，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果，明显好于采用对比例1-4提供多用途抗菌无纺布和对比例5的抗菌无纺布。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种多用途抗菌无纺布，包括基布层，在基布层表面涂覆抗菌涂层，其特征在于：所述抗菌涂层按重量份数计包括以下原料：天然抗菌剂0.1-0.2份、消泡剂0.5-1.5份、吸水剂1-2份、分散剂1-2份和粘合剂3-6份，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种多用途抗菌无纺布，其特征在于：所述抗菌涂层按重量份数计包括以下原料：天然抗菌剂0.12-0.16份、消泡剂0.8-1.2份、吸水剂1.3-1.7份、分散剂1.2-1.8份和粘合剂3.5-4.5份，余量为水。
3.根据权利要求1所述的一种多用途抗菌无纺布，其特征在于：所述天然抗菌剂包括贝壳烧成钙、壳聚糖或茶多酚中的至少一种，优选贝壳烧成钙。
4.根据权利要求1所述的一种多用途抗菌无纺布，其特征在于：所述消泡剂包括醇类消泡剂、醚类消泡剂或机硅类消泡剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种多用途抗菌无纺布，其特征在于：所述吸水剂包括淀粉、纤维素或壳聚糖中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种多用途抗菌无纺布，其特征在于，所述分散剂包括硅油、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸或硬脂酸锌中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种多用途抗菌无纺布，其特征在于：所述粘合剂包括丙烯酸酯类、聚醋酸乙烯酯类或聚氯乙烯类中的至少一种。
8.一种权利要求1-7任一项所述的多用途抗菌无纺布的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
原料处理：将原料纤维开松混和，梳理杂乱，整齐排列形成纤维网；
预湿处理：将纤维网采用雾化的方式喷湿，压实蓬松的纤维网，排除纤维网中的空气；
水刺处理：将经预湿处理的纤维网进行水刺加固，喷射多股微细水射流垂直射向纤维网，得到基层布；水刺头数为6-12只，水压为80-250Bar；
涂层处理：在浆槽内加入抗菌涂层的原料，混合均匀后将水刺完成后得到的基层布放入浆槽内，浆槽内增加多孔气管，不断通入空气，使基层布的表面涂覆抗菌涂层，烘干后得到多用途抗菌无纺布。
9.根据权利要求8所述的多用途抗菌无纺布的生产工艺，其特征在于：所述多用途抗菌无纺布的生产工艺，还包括水刺处理后，先进行雕版印花，再进行涂层处理的步骤。
10.根据权利要求8所述的多用途抗菌无纺布的生产工艺，其特征在于：所述步骤（c）中，所述水刺加固方式包括转鼓水刺与平网水刺相结合。
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