CN112626717A - 抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用 - Google Patents
抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112626717A CN112626717A CN202110086956.8A CN202110086956A CN112626717A CN 112626717 A CN112626717 A CN 112626717A CN 202110086956 A CN202110086956 A CN 202110086956A CN 112626717 A CN112626717 A CN 112626717A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- carbon composite
- monovalent copper
- woven fabric
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 82
- AHADSRNLHOHMQK-UHFFFAOYSA-N methylidenecopper Chemical compound [Cu].[C] AHADSRNLHOHMQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 104
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 104
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 104
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 36
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 33
- 239000004750 melt-blown nonwoven Substances 0.000 claims description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 23
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- 241000700605 Viruses Species 0.000 abstract description 25
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 abstract description 4
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 5
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 239000012257 stirred material Substances 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- 241001678559 COVID-19 virus Species 0.000 description 3
- 241000991587 Enterovirus C Species 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 3
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 3
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 2
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 230000002155 anti-virotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 208000037797 influenza A Diseases 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
- D04H1/542—Adhesive fibres
- D04H1/544—Olefin series
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
- D01F1/103—Agents inhibiting growth of microorganisms
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
- D01F6/06—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins from polypropylene
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
- D04H1/56—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving in association with fibre formation, e.g. immediately following extrusion of staple fibres
Abstract
本发明涉及无纺布加工领域，特别是涉及一种抗菌、抗病毒的一价铜‑碳复合无纺布及其制备方法和应用。其包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，聚丙烯母粒由质量比为10：(1～3)的聚丙烯和一价铜‑碳复合材料制备得到；一价铜‑碳复合材料的直径为0.5μm～8μm，其中，铜的质量百分比为10％～20％，其余为多孔碳黑。由于对细菌和病毒具有广谱的、良好的抑制作用，本发明大大延长了无纺布的可使用时间，且长时间使用后无异味，提升了其作为医疗卫生产品的防护效果，更换后不会成为新的传染源，减少了资源浪费和环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及无纺布加工领域，特别是涉及一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用。
背景技术
无纺布又称非织造布，它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理方法粘合在一起的。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速率快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。
大多数无纺布的原材料是聚丙烯，其比重低，仅有棉花的五分之三，且成品具有多孔性，因此具有质轻、透气等优势，同时无毒无刺激，具有较好的稳定性，因而被大量运用在医疗卫生领域。手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、卫生巾、卫生护垫及一次性卫生用布等医疗卫生用品都可以由无纺布制备得到。
然而，传统的无纺布并不具备抗菌、抗病毒的性能，长时间使用后容易滋生细菌、病毒，为保证防护效果，短时间内就需要进行更换，造成资源浪费、环境污染；此外，由于这些细菌、病毒可以较长时间在无纺布上存活，因此如果医疗卫生用品更换后处置不当，会成为新的传染源，对公共健康造成威胁。
发明内容
基于此，有必要提供一种能较长时间使用的、抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用。
本发明的一个方面，提供了一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布，其包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，所述聚丙烯母粒由质量比为10：(1～3)的聚丙烯和一价铜-碳复合材料制备得到；
所述一价铜-碳复合材料的直径为0.5μm～8μm，其中，铜的质量百分比为10％～20％，其余为多孔碳黑。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯母粒的直径为2mm～5mm，长度为1mm～6mm。
在其中一个实施例中，克重为18～30克/平方米。
本发明还提供了一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合熔喷无纺布，其包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，还包括所述聚丙烯和聚丙烯母粒质量总和的1.5％～3％的静电驻极母粒；
所述聚丙烯在温度230℃、负荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1700g/10min～1900g/10min；所述聚丙烯母粒由质量比为10：(1～3)的聚丙烯和一价铜-碳复合材料制备得到。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯母粒的直径为2mm～5mm，长度为1mm～6mm。
在其中一个实施例中，所述一价铜-碳复合材料的直径为0.5μm～5μm。
在其中一个实施例中，克重为20～50克/平方米。
本发明通过选用具有抗菌抗病毒活性的一价铜-碳复合材料，并限定了其粒径及各组分质量百分比，确保其能被运用于无纺布的生产工艺中，以获得具有抗菌、抗病毒活性且对人体安全无害的一价铜-碳复合无纺布；并通过对生产工艺各步骤中聚丙烯原料与一价铜-碳复合材料质量比的进一步限定，保证了对常见病菌如大肠杆菌、白色念珠菌，常见病毒如甲型流感病毒H1N1、脊髓灰质炎病毒等的杀灭率最高能达99.99％。由于对细菌和病毒广谱的、良好的抑制作用，本发明大大延长了无纺布的可使用时间，且长时间使用后无异味，提升了其作为医疗卫生产品的防护效果，更换后不会成为新的传染源，减少了资源浪费和环境污染。
本发明的另一方面，提供了一种前述一价铜-碳复合无纺布的制备方法，包括以下步骤：
S1.将聚丙烯与一价铜-碳复合材料搅拌、熔化、挤出造粒，得到聚丙烯母粒；
S2.将聚丙烯与所述聚丙烯母粒搅拌、熔化、喷射。
本发明的另一方面，提供了一种前述一价铜-碳复合熔喷无纺布的制备方法，包括以下步骤：
S1.将聚丙烯与一价铜-碳复合材料搅拌、熔化、挤出造粒，得到聚丙烯母粒；
S2.将聚丙烯、静电驻极母粒及所述聚丙烯母粒搅拌、熔化、喷射。
本发明还提供了一种医疗卫生用品，包含前述的一价铜-碳复合无纺布和/或一价铜-碳复合熔喷无纺布。
本发明还提供了一种口罩，包含前述的一价铜-碳复合无纺布和/或一价铜-碳复合熔喷无纺布。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布，其包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，聚丙烯母粒由质量比为10：(1～3)的聚丙烯和一价铜-碳复合材料制备得到；
一价铜-碳复合材料的直径为0.5μm～8μm，其中，铜的质量百分比为10％～20％，其余为多孔碳黑。
一价铜-碳复合材料是由一价铜与多孔碳黑制备得到的具有抗菌、抗病毒活性的复合材料。许多微生物的生长过程会产生还原环境，一价铜在该环境下可以被还原成零价铜，进而抑制微生物的生长繁殖，因此一价铜具备较好的抗菌、抗病毒活性。由于这种机制只涉及电子的转移，不会像生化类抗菌、抗病毒药品一样产生抗药性，因而本发明对细菌和病毒具有广谱、持久的杀灭作用。此外，一价纳米铜颗粒极易被氧化成二价从而丧失部分或全部的抗菌抗病毒活性，本发明中，由于多孔碳黑的包裹作用，使得纳米级别的一价铜颗粒具有较好的稳定性，不易被氧化成二价铜造成失活，且常温常压下不会造成重金属的释放，因此对人体安全无害。
在一个具体示例中，优选地，聚丙烯和聚丙烯母粒的质量比为20：(2～3)。
在一个具体示例中，优选地，聚丙烯母粒中聚丙烯和一价铜-碳复合材料的质量比为10：(2～3)。一价铜-碳复合材料的用量过少则影响无纺布对细菌和病毒的过滤效率，用量过多则会影响无纺布的透气和舒适性，且不利于成本的控制。
在一个具体示例中，可选地，一价铜-碳复合材料的直径例如可以是1μm～5μm，又如还可以是2μm、2.5μm、3μm、4μm；一价铜-碳复合材料的直径过小则容易产生团聚，影响分散效果，从而影响无纺布对细菌和病毒的过滤效率，且不利于生产成本的控制，直径过大也会影响分散效果，且可能无法达到无纺布纤维的直径要求。
在一个具体示例中，可选地，一价铜-碳复合材料中铜的质量百分比例如可以是12％～19.5％，又如还可以是12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％，其余为多孔碳黑。一价铜-碳复合材料中铜的质量百分比过低则影响无纺布对细菌和病毒的过滤效率；铜的质量百分比过高则会造成熔喷无纺布静电消耗加快，过滤效率下降速度过快。此外，由于无纺布生产过程中涉及280℃以上的高温，高于此温度时一价铜-碳复合材料不能稳定存在开始分解，因此，若一价铜-碳复合材料中铜的质量百分比过高会造成无纺布中重金属的释放超标，进而影响产品的安全性。
在一个具体示例中，聚丙烯母粒的直径为2mm～5mm，长度为1mm～6mm。聚丙烯母粒粒径过大则分散不均，影响无纺布对细菌、病毒的过滤效率，粒径过小则不利于生产成本的控制。
在一个具体示例中，克重为18～30克/平方米。
本发明还提供了一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合熔喷无纺布，其包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，还包括聚丙烯和聚丙烯母粒质量总和的1.5％～3％的静电驻极母粒；聚丙烯在温度230℃、负荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1700g/10min～1900g/10min，熔体流动速率过高会对熔喷无纺布的透气性、舒适性造成影响，熔体流动速率过低则熔喷无纺布的韧性、柔软度和过滤效率都会受到影响；聚丙烯母粒由质量比为10：(1～3)的聚丙烯和一价铜-碳复合材料制备得到。
在一个具体示例中，聚丙烯母粒的直径为2mm～5mm，长度为1mm～6mm。聚丙烯母粒粒径过大则分散不均，影响熔喷无纺布对细菌、病毒的过滤效率，粒径过小则不利于生产成本的控制。
在一个具体示例中，优选地，聚丙烯和聚丙烯母粒的质量比为20：(2～3)。
在一个具体示例中，优选地，聚丙烯母粒中聚丙烯和一价铜-碳复合材料的质量比为10：(2～3)。一价铜-碳复合材料的用量过少则影响熔喷无纺布对细菌和病毒的过滤效率，用量过多则会影响熔喷无纺布的透气和舒适性，且不利于成本的控制。
在一个具体示例中，一价铜-碳复合材料的直径例如可以是1μm～3μm，又如还可以是1.5μm、2μm、2.5μm；一价铜-碳复合材料的直径过小则容易产生团聚，影响分散效果，从而影响熔喷无纺布对细菌和病毒的过滤效率，且不利于生产成本的控制，直径过大也会影响分散效果，且可能无法达到熔喷无纺布纤维的直径要求。
在一个具体示例中，克重为20～50克/平方米。
本发明通过选用具有抗菌抗病毒活性的一价铜-碳复合材料，并限定了其粒径范围，确保其能被运用于无纺布的生产工艺中，以获得具有抗菌、抗病毒活性的一价铜-碳复合无纺布；通过对一价铜-碳复合材料中铜含量的限定，在保证生产得到的无纺布对细菌和病毒的高初始过滤效率的同时，不会因为静电消耗过快而导致过滤效率下降过快，有效延长了无纺布的抗菌、抗病毒时长；此外，不会因为无纺布生产工艺中的高温环节造成超标的重金属释放，从而保证了产品的安全性；还通过对生产工艺各步骤中聚丙烯原料与一价铜-碳复合材料质量比的进一步限定，保证了对常见病菌如大肠杆菌、白色念珠菌，常见病毒如甲型流感病毒H1N1、脊髓灰质炎病毒等的杀灭率最高能达99.99％，且由于抗菌、抗病毒是通过金属铜电子转移的方式实现，不会像传统的生化类抗菌抗病毒药品一样容易产生抗药性，从而使本发明具有广谱的抗菌、抗病毒活性。由于对细菌和病毒广谱的、良好的抑制作用，本发明大大延长了无纺布的可使用时间，且长时间使用后无异味，提升了其作为医疗卫生产品的防护效果，更换后不会成为新的传染源，减少了资源浪费和环境污染。
本发明的另一方面，提供了一种前述一价铜-碳复合无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1.将聚丙烯与一价铜-碳复合材料搅拌、熔化、挤出造粒，得到聚丙烯母粒；
步骤S2.将聚丙烯与聚丙烯母粒搅拌、熔化、喷射。
在一个具体示例中，步骤S1和/或步骤S2中搅拌转速为300r/min～400r/min，搅拌时间为20min～40min。
在一个具体示例中，步骤S1中熔化温度为180℃～220℃，挤出造粒螺杆的转速为60r/min～100r/min。
在一个具体示例中，步骤S2中熔化温度为：加热1区160℃～180℃、加热2区180℃～200℃、加热3区190℃～200℃、加热4区200℃～210℃、加热5区200℃～210℃；所述喷射的喷丝模具温度为210℃～220℃，热风温度为210～230℃。
本发明的另一方面，提供了一种前述一价铜-碳复合熔喷无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1.将聚丙烯与一价铜-碳复合材料搅拌、熔化、挤出造粒，得到聚丙烯母粒；
步骤S2.将聚丙烯、静电驻极母粒及聚丙烯母粒搅拌、熔化、喷射。
在一个具体示例中，步骤S1和/或步骤S2中搅拌转速为300r/min～400r/min，搅拌时间为20min～40min。
在一个具体示例中，步骤S1中熔化温度为240℃～280℃，挤出造粒螺杆的转速为60r/min～100r/min。
在一个具体示例中，步骤S2中熔化温度为：加热1区170℃～185℃、加热2区195℃～210℃、加热3区220℃～235℃、加热4区225℃～235℃、加热5区225～235℃；喷射的喷丝模具温度为225℃～240℃，热风温度为255℃～270℃。
本发明还提供了一种医疗卫生用品，由前述的一价铜-碳复合无纺布和/或一价铜-碳复合熔喷无纺布制备得到。
本发明还提供了一种口罩，由前述的一价铜-碳复合无纺布和/或一价铜-碳复合熔喷无纺布制备得到。
以下结合具体实施例和对比例对本发明的抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用做进一步详细的说明。可理解，以下实施例所用的仪器和原料较为具体，在其他具体实施例中，可不限于此，例如可以不限于用QF-500搅拌机进行搅拌，也不限于用双螺杆配混挤出机进行挤出造粒。
聚丙烯采购自上海赛科石油化工有限公司，牌号为S2040；
一价铜-碳复合材料采购自苏州冠洁纳米材料科技有限公司，牌号为NCCC200020WF。
高熔体流动速率聚丙烯采购自荷兰利安德巴赛尔公司，牌号为MF650Y；
静电驻极母粒采购自普立万聚合体(上海)有限公司，牌号为CC103224588G。
实施例1
(1)取500kg聚丙烯和100kg的一价铜-碳复合材料(铜含量为15％)，倒入QF-500搅拌机中，设置转速为350r/min，搅拌30min；然后将搅拌均匀的上述材料倒入JW-650型双螺杆配混挤出机，将螺杆温度设置为200℃，螺杆转速设置为80r/min进行造粒，制得聚丙烯母粒。
(2)取1000kg聚丙烯，加入100kg上述聚丙烯母粒，倒入QF-500搅拌机，设置转速为350r/min，搅拌30min，然后将搅拌均匀的上述材料倒入WF-2400型无纺布机，机器螺杆温度：加热1区170℃、加热2区190℃、加热3区200℃、加热4区205℃、加热5区205℃，喷丝模具温度215℃，热风温度为220℃，熔化搅混均匀，熔喷出每平米25克重无纺布。
(3)取500kg熔体流动速率为1800g/10min的聚丙烯和100kg的一价铜-碳复合材料(铜含量为15％)，倒入QF-500搅拌机中，设置转速为350r/min，搅拌30min；然后将搅拌均匀的上述材料倒入JW-650型双螺杆配混挤出机，将螺杆温度设置为260℃，螺杆转速设置为80r/min进行造粒，制得高熔体流动速率聚丙烯母粒。
(4)取1000kg熔体流动速率为1800g/10min的聚丙烯，添加50kg上述高熔体流动速率聚丙烯母粒及21kg的静电驻极母粒，倒入QF-500搅拌机，设置转速为350r/min，搅拌30min；然后将搅拌均匀的上述材料倒入JW-RP1600P熔喷布机，机器螺杆温度：加热1区180℃、加热2区200℃、加热3区230℃、加热4区230℃、加热5区230℃，喷丝模具温度230℃，热风温度260℃，熔化搅混均匀，熔喷出每平米25克熔喷无纺布。
(5)将上述无纺布和熔喷无纺布，按照最外面一层无纺布、中间一层熔喷无纺布、最里面一层无纺布进行排列，加入鼻梁条和弹力耳带，用口罩机做成口罩。
实施例2
实施例2与实施例1基本一致，仅在步骤(4)中将高熔体流动速率聚丙烯母粒用量调整为100kg。
实施例3
实施例3与实施例1基本一致，仅在步骤(4)中将高熔体流动速率聚丙烯母粒用量调整为150kg。
实施例4
实施例4与实施例1基本一致，但一价铜-碳复合材料中铜含量为10％。
实施例5
实施例5与实施例1基本一致，但一价铜-碳复合材料中铜含量为20％。
实施例6
实施例6与实施例1基本一致，但步骤(3)和(4)中所采用的聚丙烯熔体流动速率为1700g/10min。
对比例1
对比例1与实施例1基本一致，仅在步骤(4)中将高熔体流动速率聚丙烯母粒用量调整为40kg。
对比例2
对比例2与实施例1基本一致，但一价铜-碳复合材料中铜含量为7％。
对比例3
对比例3与实施例1基本一致，但一价铜-碳复合材料中铜含量为25％。
对比例4
对比例4与实施例1基本一致，但步骤(3)和(4)中所采用的聚丙烯熔体流动速率为1550g/10min。
对比例5
对比例5与实施例1基本一致，但步骤(3)和(4)中所采用的聚丙烯熔体流动速率为1650g/10min。
对比例6
对比例6与实施例1基本一致，但步骤(3)和(4)中所采用的聚丙烯熔体流动速率为2000g/10min。
对比例7
在市场上购买未经本发明中的处理方法处理的普通每平米25克重的无纺布和熔喷无纺布，按照最外面一层无纺布、中间一层熔喷无纺布、最里面一层无纺布进行排列，加入鼻梁条和弹力耳带，用口罩机做成口罩。
性能测试
抗(抑)菌测试标准：GB/T 20944.3-2008振荡法
抗甲型流感病毒H1N1、脊髓灰质炎病毒I型疫苗株病毒活性测试标准：ISO18184:2014(E)
抗新型冠状病毒2019-nCoV测试方法：参照ISO 18184:2019；国际标准：纺织品抗病毒活性测定
以本发明实施例3测试抗新型冠状病毒2019-nCoV为例，测试实验具体如下：
a.质控实验
将实施例3制得的抗菌抗病毒口罩及参比样品各剪成20mmx20mm大小，按照每份0.40g±0.05g称取待测样品和参比样品三份，以上样品放入高压蒸汽灭菌锅内121℃灭菌20min。将灭菌处理过的纺织品分别装入50mL离心管中，并向其中加入20mL DMEM，盖上盖子涡旋5s，重复5次。取5mL洗液至新的离心管中，加入50uL(4-6)*10pfu/mL的病毒液，25℃孵育30min，然后以pfu法测定病毒滴度。
表1 质控pfu结果
lg(参比样品组病毒滴度)-lg(实验样品组病毒滴度)＝lg1.5×103-lg8.7×102＝0.24≤0.5，质控显示正常。
b.正式实验
分别取灭菌处理过的6份参比样品和3份待测样品。将这些样品分为对照组和实验组，以pfu法测定病毒滴度。
对照组:参比样品3份，待测样品0份，处理时间为0；
实验组:参比样品3份，待测样品3份，处理时间为2h。
表2 正式实验pfu结果
病毒抑制率＝(1.6×104–6.3×102)÷1.6×104＝96.06％
根据以下公式确定检测体系有效性：
M＝Ig(Va)-lg(Vb)
其中lg(Va)为参比纺织物未处理组的3次病毒滴度lg值的平均值；
lg(Vb)为参比纺织物处理2h后的3次病毒滴度lg值的平均值。
M值应≤1.0
根据表格数据计算得M＝lg1.5×104-lg1.6×104＝-0.028≤1.0，表明检测体系有效。
表3 抗(抑)菌、抗病毒测试
表4 铜碳复合材料中铜含量对熔喷布过滤效率的影响比对
表5 不同熔体流动速率聚丙烯熔喷布参数对照表
从表3实施例可以看出，本发明实施例制得的口罩对常见的细菌和病毒都具有较好的抵抗活性，尤其是对于新型冠状病毒2019-nCoV，本发明实施例3经测试也能达到96.06％的抗病毒活性，可见本发明制得的口罩具有广谱的抗菌、抗病毒活性。从对比例可以看出，市面上售卖的未经处理的普通无纺布和熔喷布制得的口罩对于细菌和病毒几乎没有过滤作用，并且，当聚丙烯和聚丙烯母粒的质量比例不合理时，对细菌和病毒的过滤作用也将出现大幅度的下降。
从表4可以看出，一价铜-碳复合材料中铜含量的选择也至关重要，当含铜量过低时，对细菌的过滤效率降低，但是铜含量也不能无限制地增加，否则会造成熔喷布静电消耗过快，导致过滤效率下降速度过快，从而影响产品的使用时长。
国家标准中对于熔喷布中聚丙烯熔体流动速率的要求是1400g/10min～1600g/10min，然而，从表5可以看出，聚丙烯熔体流动速率范围的选择将对熔喷布的过滤效率造成直接影响，若聚丙烯熔体流动速率低于1700g/10min，所制得的熔喷布在对细菌的过滤效率上将出现较大幅度的下降；当然，熔体流动速率也不宜过高，当熔体流动速率为2000g/10min时，会造成熔喷布的透气性降低，影响使用效果。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布，其特征在于，包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，所述聚丙烯母粒由质量比为10：(1～3)的聚丙烯和一价铜-碳复合材料制备得到；
所述一价铜-碳复合材料的直径为0.5μm～8μm，其中，铜的质量百分比为10％～20％，其余为多孔碳黑。
2.根据权利要求1所述的一价铜-碳复合无纺布，其特征在于，所述聚丙烯母粒的直径为2mm～5mm，长度为1mm～6mm。
3.根据权利要求1所述的一价铜-碳复合无纺布，其特征在于，克重为18～30克/平方米。
4.一种抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合熔喷无纺布，其特征在于，包括质量比为20：(1～3)的聚丙烯和聚丙烯母粒，还包括所述聚丙烯和聚丙烯母粒质量总和的1.5％～3％的静电驻极母粒；
所述聚丙烯在温度230℃、负荷2.16kg条件下的熔体流动速率为1700g/10min～1900g/10min；所述聚丙烯母粒由权利要求1和/或2中的聚丙烯母粒所定义。
5.根据权利要求4所述的一价铜-碳复合熔喷无纺布，其特征在于，所述一价铜-碳复合材料的直径为0.5μm～5μm。
6.根据权利要求4所述的一价铜-碳复合熔喷无纺布，其特征在于，克重为20～50克/平方米。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的一价铜-碳复合无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将聚丙烯与一价铜-碳复合材料搅拌、熔化、挤出造粒，得到聚丙烯母粒；
S2.将聚丙烯与所述聚丙烯母粒搅拌、熔化、喷射。
8.根据权利要求4～6中任一项所述的一价铜-碳复合熔喷无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将聚丙烯与一价铜-碳复合材料搅拌、熔化、挤出造粒，得到聚丙烯母粒；
S2.将聚丙烯、静电驻极母粒及所述聚丙烯母粒搅拌、熔化、喷射。
9.一种医疗卫生用品，其特征在于，包含权利要求1～3中任一项所述的一价铜-碳复合无纺布和/或权利要求4～6中任一项所述的一价铜-碳复合熔喷无纺布。
10.根据权利要求9所述的医疗卫生用品，其特征在于，所述医疗卫生用品为口罩。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011124516 | 2020-10-20 | ||
| CN2020111245169 | 2020-10-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112626717A true CN112626717A (zh) | 2021-04-09 |
Family
ID=75294994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110086956.8A Pending CN112626717A (zh) | 2020-10-20 | 2021-01-22 | 抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112626717A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120100303A1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Korea Institute Of Science And Technology | Carbon nanofiber including copper particles, nanoparticles, dispersed solution and preparation methods thereof |
| CN108286086A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-17 | 浙江银瑜新材料股份有限公司 | 一种新型抗菌pet纤维及其制备方法 |
| CN108395680A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-08-14 | 浙江中迪纺织新材料科技有限公司 | 一种基于纳米Cu/C复合材料的聚酯抗菌母料的台布 |
| CN108653240A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-16 | 苏州冠洁纳米抗菌涂料科技有限公司 | 碳和铜的复合纳米粒子的应用 |
| CN111235660A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-05 | 河北吉藁化纤有限责任公司 | 一种抗病毒再生纤维素纤维的制备方法及其纤维 |
| CN111330356A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-26 | 浙江东蒙医疗器械有限公司 | 一种滤芯及其制备方法和口罩 |
| CN111393754A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-07-10 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用 |
| CN111484678A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-08-04 | 金发科技股份有限公司 | 低阻力口罩用熔喷无纺布用驻极母粒及其制备方法 |
| CN111528553A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-08-14 | 深圳市捷安纳米复合材料有限公司 | 一种杀病毒的口罩及口罩过滤层的制备方法 |
| CN111560140A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-08-21 | 金发科技股份有限公司 | 口罩用熔喷无纺布专用有机驻极母粒及其制备方法、制成的熔喷无纺布 |
| CN111560137A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-21 | 金发科技股份有限公司 | 一种用于口罩熔喷无纺布的驻极母粒及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-01-22 CN CN202110086956.8A patent/CN112626717A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120100303A1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Korea Institute Of Science And Technology | Carbon nanofiber including copper particles, nanoparticles, dispersed solution and preparation methods thereof |
| CN108395680A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-08-14 | 浙江中迪纺织新材料科技有限公司 | 一种基于纳米Cu/C复合材料的聚酯抗菌母料的台布 |
| CN108286086A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-17 | 浙江银瑜新材料股份有限公司 | 一种新型抗菌pet纤维及其制备方法 |
| CN108653240A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-16 | 苏州冠洁纳米抗菌涂料科技有限公司 | 碳和铜的复合纳米粒子的应用 |
| CN111528553A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-08-14 | 深圳市捷安纳米复合材料有限公司 | 一种杀病毒的口罩及口罩过滤层的制备方法 |
| CN111330356A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-26 | 浙江东蒙医疗器械有限公司 | 一种滤芯及其制备方法和口罩 |
| CN111235660A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-05 | 河北吉藁化纤有限责任公司 | 一种抗病毒再生纤维素纤维的制备方法及其纤维 |
| CN111560137A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-21 | 金发科技股份有限公司 | 一种用于口罩熔喷无纺布的驻极母粒及其制备方法与应用 |
| CN111393754A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-07-10 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用 |
| CN111560140A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-08-21 | 金发科技股份有限公司 | 口罩用熔喷无纺布专用有机驻极母粒及其制备方法、制成的熔喷无纺布 |
| CN111484678A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-08-04 | 金发科技股份有限公司 | 低阻力口罩用熔喷无纺布用驻极母粒及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘丛等: "新型纳米铜/碳复合材料的细胞毒性及机理研究", 《2016年抗菌科学与技术论坛论文集》 * |
| 苏州冠洁纳米材料科技有限公司: "苏州冠洁纳米材料科技有限公司", 《抗菌产业网》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111424432B (zh) | 一种非溶出型长效抗菌防护无纺布及其制备方法和应用 | |
| US20210368890A1 (en) | Antiviral Face Mask | |
| Guo et al. | Synthesis of polyacrylonitrile/polytetrahydropyrimidine (PAN/PTHP) nanofibers with enhanced antibacterial and anti-viral activities for personal protective equipment | |
| CN106637498A (zh) | 一种自芳香天然抗菌除臭纤维的制备方法及其应用 | |
| WO2022166136A1 (zh) | 一种含phbv材料抗菌抗病毒防霉涤纶水刺无纺布的制备方法 | |
| KR102498787B1 (ko) | 생분해능과 항균능을 갖는 부직포 원단, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 개인용품 | |
| CN111548553A (zh) | 用于熔喷纤维的低气味、长效驻极效果的聚丙烯均聚物 | |
| JP2006225785A (ja) | 混紡糸及びそれを用いてなる抗菌性織編物 | |
| Lou et al. | Electrospun PVB/AVE NMs as mask filter layer for win-win effects of filtration and antibacterial activity | |
| CN115443181A (zh) | 具有抗微生物或抗病毒性能的滤材和口罩 | |
| CN111636213B (zh) | 一种聚四氟乙烯口罩纤维面层的制备方法 | |
| CN112626717A (zh) | 抗菌、抗病毒的一价铜-碳复合无纺布及其制备方法和应用 | |
| CN109722909A (zh) | 一种无纺布专用抗菌微胶囊的制备方法 | |
| CN107554002A (zh) | 一种纳米抗菌纤维的婴儿服装面料及其制备方法 | |
| CA3174750A1 (en) | Multilayer protective antimicrobial mask comprising nanofiber membrane | |
| CN112239919A (zh) | 一种高分子纳米生物滤芯材料及其制备方法与应用 | |
| CN210215776U (zh) | 一种艾草抑菌熔喷非织造材料 | |
| JP5849378B2 (ja) | 機能性レーヨン繊維及びその製造方法 | |
| CN112501786A (zh) | 一种具有抗菌和抗病毒功能的纤维材料及其制备方法和应用 | |
| CN112189914A (zh) | 可重复使用的杀菌杀病毒防护口罩及其制备工艺 | |
| JP4787406B2 (ja) | 機能性成形物および機能性複合成形物 | |
| Pang et al. | Preparation and properties of cellulose/chitin blend fiber | |
| CN113925240B (zh) | 抗菌抗病毒口罩及其制备方法 | |
| CN112522862B (zh) | 一种可见光驱动抗菌纳米纤维及其制备方法与应用 | |
| CN112281250B (zh) | 一种抗菌熔喷聚酰胺复合材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210409 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |