CN113261723B - 一种可降解口罩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解口罩，包括表层、过滤层、底层、耳带绳和塑型条，所述表层和所述底层采用聚乳酸纺粘无纺布，所述过滤层采用聚乳酸针刺静电棉和/或聚乳酸复合熔喷布滤材。本发明通过采用聚乳酸材料，改进纺粘生产工艺，使其可以应用在口罩中贴肤使用，制备柔性纺粘布和高效低阻熔喷布，并将它用于可降解口罩的生产中，解决了可降解口罩量产问题。

Description

一种可降解口罩及其制备方法
技术领域
本发明涉及口罩生产技术领域，具体为一种可降解口罩及其制备方法。
背景技术
口罩指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫等进出佩戴者口鼻的用具，口罩是一种卫生用品。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，或者在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。
随着全球疫情的爆发，带来了巨大的口罩需求量，也导致了弃后的口罩大量分散污染，造成了治理难、回收难、难自然降解等问题，对生态环境具有极大的负面影响，因此需要一款可降解的口罩产品。现有技术中可降解材料主要以性价比较高的聚乳酸为主，口罩中基础配置包括：外层无纺布、中间熔喷无纺布、鼻梁条、耳带线，其中外层无纺布的可降解商品中，技术相对成熟，已可量产，但布料表面质感使用体验仍需要调整，熔喷无纺布现在还没有理想的材料，主要是基于聚乳酸生产的熔喷，滤效和阻力现阶段达不到聚丙烯材料所带来的性能同等要求。
为此，能够提供一种柔和亲肤、高效低阻和环保的可降解口罩及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，一种可降解口罩及其制备方法，本发明通过采用聚乳酸材料，改进口罩布料和滤材生产工艺，使其可以良好的地应用在口罩中，解决了可降解口罩量产问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可降解口罩，包括表层、过滤层、底层、耳带绳和塑型条，所述表层和所述底层采用聚乳酸纺粘无纺布，所述过滤层采用聚乳酸针刺静电棉和/或聚乳酸复合熔喷布滤材。
本发明制备的口罩对环境造成污染最主体部分实现完全可降解材料，并能达到聚丙烯材料应用中相同的过滤效率和使用体验；其中，复合熔喷滤材是本发明的关键点，因为常规的熔喷滤材在使用聚乳酸可降解材料做的时候，是无法在不掺杂其它物质改性的情况下把滤效做上去的，另外本发明复合熔喷的方式是工艺首创。
优选地，所述聚乳酸纺粘无纺布的制备方法为：
(1)将聚乳酸切片和驻极母粒混合均匀后干燥，然后加入螺杆挤压机中熔融，得到熔体；
(2)将所述熔体推进纺丝箱体通过纺粘法成型即得聚乳酸无纺布。
优选地，步骤(1)中所述聚乳酸切片的质量百分比为90-99％，驻极母粒的质量百分比为1-10％；其中，所述驻极母粒包括如下质量百分比的原材料：聚乳酸切片75-88％、电气石5-10％、氧化锌5-10％和二氧化硅2-5％。
本发明聚乳酸无纺布中加入驻极母粒使得布料具有进一步加工为针刺静电棉滤材的基础，同时氧化锌和二氧化硅成分的加入达到协同作用，使口罩布料增加了良好的抗菌、除臭功能。
优选地，步骤(1)中所述干燥的温度为55-70℃，时间为24-36h。
本发明减少材料中水分含量，极大的减少熔融纺丝过程中剪切作用下因为水分的存在导致的气泡，另一方面，聚乳酸是易水解，减少材料中水分含量可以有效降低纺丝过程中聚乳酸的水解降解，进一步避免导致断丝或者力学性能大幅下降。
优选地，步骤(1)中所述螺杆挤压机温度范围为140-240℃，区段的温度为：I区190-220℃、Ⅱ区190-210℃、Ⅲ区195-250℃、Ⅳ区190-240℃、Ⅴ区190-260℃、Ⅵ区190-260℃。
本发明温度范围可以提高混炼质量，纤维断裂强度，抑制驻极材料的粒径过度增长。
优选地，步骤(2)中所述纺丝的温度为160-240℃；。
本发明采用纺丝温度可以改善无纺布纤维蓬松度。
优选地，步骤(2)中所述加固采用的热轧温度为125-145℃，热轧压力为75-85daN/cm。
本发明上述条件使得面料柔软亲肤，布面表面光滑，提高耐摩擦性能，减少面料起毛。
优选地，所述聚乳酸针刺静电棉的制备工艺如下：将所述聚乳酸纺粘无纺布依次经过预针刺、第一道针刺和第二道针刺处理后，再经过驻极工艺处理，即得聚乳酸针刺静电棉。
本发明总共采用三道针刺，对布面整体平整和透气性有益。
优选地，所述预针刺的布针密度100-4500枚/m，针刺深度3-16mm，针刺次数600-3500次/min，布料步进速度5m/min；所述第一道针刺的布针密度4500-10000枚/m，针刺深度3-16mm，针刺次数600-3500次/min，布料步进速度5m/min；第二道针刺的布针密度10000-13500枚/m，针刺深度3-16mm，针刺次数600-3500次/min，布料步进速度5m/min。
本发明通过逐渐增加的针刺密度提高了针刺静电棉的布料平整度和纤维均匀度，对降低通气阻力有益。
优选地，所述驻极工艺的驻极电压为30-50kV，驻极距离为3-5cm，驻极时间为30-50s，驻极温度为20-25℃。
本发明对静电棉进行驻极使其带有体电荷和表面电荷，增加布料对细小微粒的静电吸附作用。
优选地，所述聚乳酸复合熔喷布滤材的制备工艺如下：
(1)称取原材料：按如下质量百分比，聚乳酸切片85-95％、电气石1-2％、氧化锌0.3-5％、二氧化硅0.1-0.9％、聚乙二醇4-10％；
(2)将所述原材料在168-230℃下熔融共混后，经熔喷工艺得到熔喷布基材；
(3)用聚乳酸切片、丙酮和1,4-二氧六环制备静电纺丝原液，然后通过静电纺丝技术在熔喷布基材上进行喷丝，即得聚乳酸复合熔喷布滤材；其中，所述聚乳酸切片的质量百分比3-15％，所述丙酮的质量百分比50-60％，所述1,4-二氧六环的质量百分比30-40％。
本发明在熔喷基材上进行静电纺丝喷附，微观上是在微米尺寸的纤维滤网上进一步叠附了纳米尺寸的纤维滤网，过滤结构变为阶梯过滤，使得在适用的口罩通气阻力前提下，原本有过滤效率瓶颈的熔喷基材进一步提高滤效。
优选地，所述聚乳酸切片的含水率＜0.1％。
本发明通过降低含水率可有效抑制聚乳酸的水解降解，提高聚乳酸纤维强度。
优选地，静电纺丝喷射孔横排在熔喷喷头后10-20cm处，距离熔喷布基材10-25cm距离进行喷丝，制备出滤效增强的复合熔喷，接收网速度1.5-2m/min，电压为20-30KV。
静电纺丝喷丝口在熔喷喷头后的横排位置以及距离熔喷基材的喷丝距离和基材移动速度，对滤材的复合牢固度、过滤结构影响很大，本发明采用的静电纺丝喷丝口在熔喷喷头后的横排位置以及距离熔喷基材的喷丝距离和基材移动速度，有利于静电纺丝的纳米纤维和熔喷基材纤维之间的复合牢固度提高、形成良好的过滤结构。
上述所述一种可降解口罩的制备方法，包括以下具体步骤：将表层、过滤层、底层、塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将所述本体片和耳带绳采用超声波焊接，即得一种可降解口罩。
本发明所制备的口罩适合一次使用医用口罩、医用外科口罩、普通防护口罩的执行标准要求，也适用于轻度粉尘环境作业使用，口罩本体材料所含高聚物100％可降解，口罩具有容尘量增加效果，使口罩使用时间加长。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过采用聚乳酸材料，改进口罩布料和滤材生产工艺，使其可以良好的地应用在口罩中，解决了可降解口罩量产问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种可降解口罩的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚乳酸纺粘无纺布的制备:
1)将低熔点聚乳酸切片和驻极母粒，经过1000rpm高速混合机混合均匀后，将聚乳酸切片和驻极母粒送进螺杆挤压机，进行预混合，聚乳酸切片质量百分比90％，驻极母粒质量百分比10％(其中聚乳酸75％、电气石质量百分比10％、氧化锌质量百分比10％、二氧化硅质量百分比5％)，抽湿干燥，温度60℃,干燥时间24h；将混合物料从加料口进入到螺杆挤压机的螺槽中，由于螺杆的转动，把物料向前推进，物料在前进过程中，温度升高而逐渐熔融，使得物料之间充分混合，即得熔体，然后通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去；其中，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃。
2)用计量泵对熔体进行计量，并使熔体产生6.5MPa的工作压力向前推进进入纺丝箱体；纺丝箱体对熔进行分配，使熔体均匀分配到喷丝板范围覆盖整个幅宽；纺丝组件起到扩散作用，进一步过滤、分配熔体，托持过滤网，使流态的熔体经喷丝板挤出成丝；纺丝温度为220℃，使用侧吹风箱对高温的熔体细流进行冷却拉伸，风机转速为1500rpm，风箱压力为3000pa，经过下抽风的吸力，下风风机转速：1500rpm，下风的温度为20℃铺在网帘上，并送至热轧机进一步加固，热轧温度170℃，热轧压力为80daN/cm，过卷绕机对已成型的无纺布进行定幅、定长、分切、卷绕，即得成型的聚乳酸纺粘无纺布；
(2)聚乳酸针刺静电棉的制备：将聚乳酸纺粘无纺布经过预针刺、第一道针刺和第二道针刺处理后，再经过驻极工艺处理，对成网材料进行加电，加电后进行收卷，分切收卷即得聚乳酸针刺静电棉；其中，预针刺：布针密度3500枚/m，针刺深度10mm，针刺次数1500次/分钟，布料步进速度5m/min；第一道针刺：布针密度8500枚/m，针刺深度10mm，针刺次数1500次/分钟，布料步进速度5m/min；第二道针刺：布针密度12500枚/m，针刺深度8mm，针刺次数3000次/分钟，布料步进速度5m/min)；驻极工艺的驻极电压为35kV，驻极距离为5cm，驻极时间为50s，驻极温度为25℃；
(3)将表层聚乳酸纺粘无纺布、过滤层聚乳酸针刺静电棉、底层聚乳酸纺粘无纺布和塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将本体片和耳带绳采用超声波焊接，超声波频率15kHz，即得一种可降解口罩。其中表层聚乳酸纺粘无纺布50g/m2、过滤层聚乳酸针刺静电棉克重100g/m2、底层聚乳酸纺粘无纺布克重25g/m2。
所制备的口罩，GB15979-2002标准检测，达到抗菌产品标准要求。过滤性能达到T/CTCA 7-2019标准过滤效率测试方法，PFE(颗粒物过滤效率)≥80％。
实施例2
一种可降解口罩的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚乳酸纺粘无纺布的制备:
1)将低熔点聚乳酸切片和驻极母粒，经过1300rpm高速混合机混合均匀后，将聚乳酸切片和驻极母粒送进螺杆挤压机，进行预混合，聚乳酸切片质量百分比90％，驻极母粒质量百分比10％(其中聚乳酸75％、电气石质量百分比10％、氧化锌质量百分比10％、二氧化硅质量百分比5％)，抽湿干燥，温度60℃,干燥时间24h；将混合物料从加料口进入到螺杆挤压机的螺槽中，由于螺杆的转动，把物料向前推进，物料在前进过程中，温度升高而逐渐熔融，使得物料之间充分混合，即得熔体，然后通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去；其中，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃；
2)用计量泵对熔体进行计量，并使熔体产生6.5MPa的工作压力向前推进进入纺丝箱体；纺丝箱体对熔进行分配，使熔体均匀分配到喷丝板范围覆盖整个幅宽；纺丝组件起到扩散作用，进一步过滤、分配熔体，托持过滤网，使流态的熔体经喷丝板挤出成丝；纺丝温度为220℃，使用侧吹风箱对高温的熔体细流进行冷却拉伸，风机转速为1500rpm，风箱压力为3000pa，经过下抽风的吸力，下风风机转速：1500rpm，下风的温度为20℃铺在网帘上，并送至热轧机进一步加固，热轧温度170℃，热轧压力为80daN/cm，过卷绕机对已成型的无纺布进行定幅、定长、分切、卷绕，即得成型的聚乳酸纺粘无纺布；
(2)聚乳酸复合熔喷布滤材的制备：
1)称取原材料：按如下质量百分比，聚乳酸切片90％、电气石2％、氧化锌0.5％、二氧化硅0.5％、聚乙二醇7％；
2)将原材料在190℃下熔融共混后，得到熔体，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃；然后熔体通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去，再经熔喷工艺，通过计量泵分配到喷丝模头进行高速气流牵伸成丝，在接收网上粘合为熔喷材料，热风温度300℃,风机转速为3000rpm，风箱压力为8000pa，接收距离8cm，得到熔喷布基材；
3)用聚乳酸切片、丙酮和1,4-二氧六环制备静电纺丝原液，然后通过静电纺丝技术，将静电纺丝喷射孔横排在熔喷喷头后20cm处，距离熔喷布基材10cm距离进行喷丝，即得滤效增强聚乳酸复合熔喷布滤材；其中，聚乳酸切片的质量百分比15％，丙酮的质量百分比55％，1,4-二氧六环的质量百分比30％，接收网速度2m/min，电压为30KV；
(3)将表层聚乳酸纺粘无纺布、过滤层聚乳酸复合熔喷布滤材、底层聚乳酸纺粘无纺布和塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将本体片和耳带绳采用超声波焊接，超声波频率15kHz，即得一种可降解口罩。其中表层聚乳酸纺粘无纺布25g/m2、过滤层聚乳酸复合熔喷布滤材克重30g/m2、底层聚乳酸纺粘无纺布克重25g/m2。
所制备的口罩，GB15979-2002标准检测，达到抗菌产品标准要求。过滤性能达到T/CTCA 7-2019标准过滤效率测试方法，PFE(颗粒物过滤效率)≥95％。
实施例3
一种可降解口罩的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚乳酸纺粘无纺布的制备:
1)将低熔点聚乳酸切片和驻极母粒，经过1000rpm高速混合机混合均匀后，将聚乳酸切片和驻极母粒送进螺杆挤压机，进行预混合，聚乳酸切片质量百分比90％，驻极母粒质量百分比10％(其中聚乳酸55％、电气石质量百分比30％、氧化锌质量百分比10％、二氧化硅质量百分比5％)，抽湿干燥，温度60℃,干燥时间24h；将混合物料从加料口进入到螺杆挤压机的螺槽中，由于螺杆的转动，把物料向前推进，物料在前进过程中，温度升高而逐渐熔融，使得物料之间充分混合，即得熔体，然后通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去；其中，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃。
2)用计量泵对熔体进行计量，并使熔体产生6.5MPa的工作压力向前推进进入纺丝箱体；纺丝箱体对熔进行分配，使熔体均匀分配到喷丝板范围覆盖整个幅宽；纺丝组件起到扩散作用，进一步过滤、分配熔体，托持过滤网，使流态的熔体经喷丝板挤出成丝；纺丝温度为220℃，使用侧吹风箱对高温的熔体细流进行冷却拉伸，风机转速为1500rpm，风箱压力为3000pa，经过下抽风的吸力，下风风机转速：1500rpm，下风的温度为20℃铺在网帘上，并送至热轧机进一步加固，热轧温度170℃，热轧压力为80daN/cm，过卷绕机对已成型的无纺布进行定幅、定长、分切、卷绕，即得成型的聚乳酸纺粘无纺布；
(2)聚乳酸针刺静电棉的制备：将聚乳酸纺粘无纺布经过预针刺、第一道针刺和第二道针刺处理后，再经过驻极工艺处理，对成网材料进行加电，加电后进行收卷，分切收卷即得聚乳酸针刺静电棉；其中，预针刺：布针密度3500枚/m，针刺深度10mm，针刺次数1500次/分钟，布料步进速度5m/min；第一道针刺：布针密度8500枚/m，针刺深度10mm，针刺次数1500次/分钟，布料步进速度5m/min；第二道针刺：布针密度12500枚/m，针刺深度8mm，针刺次数3000次/分钟，布料步进速度5m/min)；驻极工艺的驻极电压为35kV，驻极距离为5cm，驻极时间为50s，驻极温度为25℃；
(3)将表层聚乳酸纺粘无纺布、过滤层聚乳酸针刺静电棉、底层聚乳酸纺粘无纺布和塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将本体片和耳带绳采用超声波焊接超声波频率15kHz，即得一种可降解口罩。其中表层聚乳酸纺粘无纺布50g/m2、过滤层过滤层聚乳酸针刺静电棉克重100g/m2、底层聚乳酸纺粘无纺布克重25g/m2。
所制备的口罩，GB15979-2002标准检测，达到抗菌产品标准要求。过滤性能达到T/CTCA 7-2019标准过滤效率测试方法，PFE(颗粒物过滤效率)≥85％。
实施例4
一种可降解口罩的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚乳酸纺粘无纺布的制备:
1)将低熔点聚乳酸切片和驻极母粒，经过1300rpm高速混合机混合均匀后，将聚乳酸切片和驻极母粒送进螺杆挤压机，进行预混合，聚乳酸切片质量百分比90％，驻极母粒质量百分比10％(其中聚乳酸55％、电气石质量百分比30％、氧化锌质量百分比10％、二氧化硅质量百分比5％)，抽湿干燥，温度60℃,干燥时间24h；将混合物料从加料口进入到螺杆挤压机的螺槽中，由于螺杆的转动，把物料向前推进，物料在前进过程中，温度升高而逐渐熔融，使得物料之间充分混合，即得熔体，然后通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去；其中，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃；
2)用计量泵对熔体进行计量，并使熔体产生6.5MPa的工作压力向前推进进入纺丝箱体；纺丝箱体对熔进行分配，使熔体均匀分配到喷丝板范围覆盖整个幅宽；纺丝组件起到扩散作用，进一步过滤、分配熔体，托持过滤网，使流态的熔体经喷丝板挤出成丝；纺丝温度为220℃，使用侧吹风箱对高温的熔体细流进行冷却拉伸，风机转速为1500rpm，风箱压力为3000pa，经过下抽风的吸力，下风风机转速：1500rpm，下风的温度为20℃铺在网帘上，并送至热轧机进一步加固，热轧温度170℃，热轧压力为80daN/cm，过卷绕机对已成型的无纺布进行定幅、定长、分切、卷绕，即得成型的聚乳酸纺粘无纺布；
(2)聚乳酸复合熔喷布滤材的制备：
1)称取原材料：按如下质量百分比，聚乳酸切片85％、电气石4％、氧化锌3.5％、二氧化硅0.5％、聚乙二醇7％；
2)将原材料在190℃下熔融共混后，得到熔体，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃；然后熔体通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去，再经熔喷工艺，通过计量泵分配到喷丝模头进行高速气流牵伸成丝，在接收网上粘合为熔喷材料，热风温度300℃,风机转速为3000rpm，风箱压力为8000pa，接收距离8cm，得到熔喷布基材；
3)用聚乳酸切片、丙酮和1,4-二氧六环制备静电纺丝原液，然后通过静电纺丝技术，将静电纺丝喷射孔横排在熔喷喷头后20cm处，距离熔喷布基材10cm距离进行喷丝，即得滤效增强聚乳酸复合熔喷布滤材；其中，聚乳酸切片的质量百分比15％，丙酮的质量百分比55％，1,4-二氧六环的质量百分比30％，接收网速度2m/min，电压为30KV；
(3)将表层聚乳酸纺粘无纺布、过滤层聚乳酸复合熔喷布滤材、底层聚乳酸纺粘无纺布和塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将本体片和耳带绳采用超声波焊接超声波频率15kHz，即得一种可降解口罩。其中表层聚乳酸纺粘无纺布25g/m2、过滤层聚乳酸复合熔喷布滤材克重30g/m2、底层聚乳酸纺粘无纺布克重25g/m2。
所制备的口罩，GB15979-2002标准检测，达到抗菌产品标准要求。过滤性能达到T/CTCA 7-2019标准过滤效率测试方法，PFE(颗粒物过滤效率)≥95％。
实施例5
一种可降解口罩的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚乳酸纺粘无纺布的制备:
1)将低熔点聚乳酸切片和驻极母粒，经过1000rpm高速混合机混合均匀后，将聚乳酸切片和驻极母粒送进螺杆挤压机，进行预混合，聚乳酸切片质量百分比90％，驻极母粒质量百分比10％(其中聚乳酸55％、电气石质量百分比30％、氧化锌质量百分比10％、二氧化硅质量百分比5％)，抽湿干燥，温度60℃,干燥时间24h；将混合物料从加料口进入到螺杆挤压机的螺槽中，由于螺杆的转动，把物料向前推进，物料在前进过程中，温度升高而逐渐熔融，使得物料之间充分混合，即得熔体，然后通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去；其中，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃。
2)用计量泵对熔体进行计量，并使熔体产生6.5MPa的工作压力向前推进进入纺丝箱体；纺丝箱体对熔进行分配，使熔体均匀分配到喷丝板范围覆盖整个幅宽；纺丝组件起到扩散作用，进一步过滤、分配熔体，托持过滤网，使流态的熔体经喷丝板挤出成丝；纺丝温度为220℃，使用侧吹风箱对高温的熔体细流进行冷却拉伸，风机转速为1500rpm，风箱压力为3000pa，经过下抽风的吸力，下风风机转速：1500rpm，下风的温度为20℃铺在网帘上，并送至热轧机进一步加固，热轧温度170℃，热轧压力为80daN/cm，过卷绕机对已成型的无纺布进行定幅、定长、分切、卷绕，即得成型的聚乳酸纺粘无纺布；
(2)聚乳酸针刺静电棉的制备：将聚乳酸纺粘无纺布经过预针刺、第一道针刺和第二道针刺处理后，再经过驻极工艺处理，对成网材料进行加电，加电后进行收卷，分切收卷即得聚乳酸针刺静电棉；其中，预针刺：布针密度3500枚/m，针刺深度10mm，针刺次数1500次/分钟，布料步进速度5m/min；第一道针刺：布针密度8500枚/m，针刺深度10mm，针刺次数1500次/分钟，布料步进速度5m/min；第二道针刺：布针密度12500枚/m，针刺深度8mm，针刺次数3000次/分钟，布料步进速度5m/min)；驻极工艺的驻极电压为35kV，驻极距离为5cm，驻极时间为50s，驻极温度为25℃；
(3)聚乳酸复合熔喷布滤材的制备：
1)称取原材料：按如下质量百分比，聚乳酸切片85％、电气石4％、氧化锌3.5％、二氧化硅0.5％、聚乙二醇7％；
2)将原材料在190℃下熔融共混后，得到熔体，挤压机中温度控制范围140-240℃，推进过程中螺杆挤出机温度区段：I区190℃、Ⅱ区190℃、Ⅲ区220℃、Ⅳ区230℃、Ⅴ区200℃、Ⅵ区190℃；然后熔体通过熔体过滤器，将熔体中杂质滤去，再经熔喷工艺，通过计量泵分配到喷丝模头进行高速气流牵伸成丝，在接收网上粘合为熔喷材料，热风温度300℃,风机转速为3000rpm，风箱压力为8000pa，接收距离8cm，得到熔喷布基材；
3)用聚乳酸切片、丙酮和1,4-二氧六环制备静电纺丝原液，然后通过静电纺丝技术，将静电纺丝喷射孔横排在熔喷喷头后20cm处，距离熔喷布基材10cm距离进行喷丝，即得滤效增强聚乳酸复合熔喷布滤材；其中，聚乳酸切片的质量百分比15％，丙酮的质量百分比55％，1,4-二氧六环的质量百分比30％，接收网速度2m/min，电压为30KV；
(4)将表层聚乳酸纺粘无纺布、过滤层聚乳酸复合熔喷布滤材和聚乳酸针刺静电棉、底层聚乳酸纺粘无纺布和塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将本体片和耳带绳采用超声波焊接，超声波频率20kHz，即得一种可降解口罩。其中表层聚乳酸纺粘无纺布50g/m2、过滤层聚乳酸针刺静电棉克重100g/m2、聚乳酸复合熔喷布滤材克重50g/m2、底层聚乳酸纺粘无纺布克重25g/m2。
所制备的口罩，GB15979-2002标准检测，达到抗菌产品标准要求。过滤性能达到GB2626-2019标准过滤效率测试方法，非油性颗粒物过滤效率≥95％。
各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种可降解口罩，包括表层、过滤层、底层、耳带绳和塑型条，其特征在于，所述表层和所述底层采用聚乳酸纺粘无纺布，所述过滤层采用聚乳酸针刺静电棉和聚乳酸复合熔喷布滤材；
其中，所述聚乳酸复合熔喷布滤材的制备工艺如下：
（1）称取原材料：按如下质量百分比，聚乳酸切片85-95%、电气石1-2%、氧化锌0.3-5%、二氧化硅0.1-0.9%、聚乙二醇4-10%；
（2）将所述原材料在168-230℃下熔融共混后，经熔喷工艺得到熔喷布基材；
（3）用聚乳酸切片、丙酮和1,4-二氧六环制备静电纺丝原液，然后通过静电纺丝技术在熔喷布基材上进行喷丝，即得聚乳酸复合熔喷布滤材；其中，所述聚乳酸切片的质量百分比3-15%，所述丙酮的质量百分比50-60%，所述1,4-二氧六环的质量百分比30-40%，所述静电纺丝技术中静电纺丝喷射孔横排在熔喷喷头后10-20cm处，距离所述熔喷布基材10-25cm处进行喷丝，接收网速度1.5-2m/min，电压为2-30KV；
所述聚乳酸针刺静电棉的制备工艺如下：
将所述聚乳酸纺粘无纺布依次经过预针刺、第一道针刺和第二道针刺处理后，再经过驻极工艺处理，即得聚乳酸针刺静电棉；
其中，所述预针刺的布针密度100-4500枚/m，针刺深度3-16mm，针刺次数600-3500次/min，布料步进速度5m/min；所述第一道针刺的布针密度4500-10000枚/m，针刺深度3-16mm，针刺次数600-3500次/min，布料步进速度5m/min；第二道针刺的布针密度10000-13500枚/m，针刺深度3-16mm，针刺次数600-3500次/min，布料步进速度5m/min；
所述驻极工艺的驻极电压为30-50kV，驻极距离为3-5cm，驻极时间为30-50s，驻极温度为20-25℃。
2.根据权利要求1所述的一种可降解口罩，其特征在于，所述聚乳酸纺粘无纺布的制备方法为：
（1）将聚乳酸切片和驻极母粒混合均匀后干燥，然后加入螺杆挤压机中熔融，得到熔体；
（2）将所述熔体推进纺丝箱体通过纺粘法成型即得聚乳酸无纺布。
3.根据权利要求2所述的一种可降解口罩，其特征在于，步骤（1）中所述聚乳酸切片的质量百分比为90-99%，驻极母粒的质量百分比为1-10%；其中，所述驻极母粒包括如下质量百分比的原材料：聚乳酸切片75-88%、电气石5-10%、氧化锌5-10%和二氧化硅2-5%。
4.根据权利要求2所述的一种可降解口罩，其特征在于，步骤（1）中所述螺杆挤压机温度范围为140-240℃，区段的温度为：I区190-220℃、Ⅱ区190-210℃、Ⅲ区195-250℃、Ⅳ区190-240℃、Ⅴ区190-260℃、Ⅵ区190-260℃。
5.根据权利要求2所述的一种可降解口罩，其特征在于，步骤（2）中纺丝的温度为160-240℃；加固的温度为125-145℃，压力为75-85daN/cm。
6.一种如权利要求1-5任一项所述可降解口罩的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：将表层、过滤层、底层、塑型条经超声波熔接固定、切割为本体片，然后将所述本体片和耳带绳采用超声波焊接，即得一种可降解口罩。
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