CN113622082B - 离心纺无纺布制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离心纺无纺布制备方法和应用，所述离心纺无纺布制备方法包括：采用包含92重量％‑98重量％的离心纺基材、1重量％‑6重量％的热释电材料及0.005重量％‑2重量％的抗菌剂的原料进行混料、炼料及造粒得到共混物，所述离心纺基材包括聚偏氟乙烯、尼龙11中至少一种，所述热释电材料为粉体；将所述共混物进行真空干燥，再经离心纺装置对所述共混物进行离心纺丝合成离心纺无纺布；及对所述离心纺无纺布进行电场极化。本发明的一种离心纺无纺布制备方法采用所述离心纺装置制备所述离心纺无纺布在降低无纺布的生产成本的同时，提升了无纺布的生产效率。

Description

离心纺无纺布制备方法和应用
技术领域
本发明涉及无纺布技术领域，尤其涉及一种离心纺无纺布制备方法和应用。
背景技术
随着人民生活水平及环保意识的提高，人们越来越关注大气污染及病菌的防护。目前市面上常见的防护口罩，其核心阻挡材料为熔喷无纺布，其主要通过密布的亚微米纤维丝构成气体流通微通道及驻极处理产生表面静电来阻挡、吸附有害物—粉尘、颗粒、病菌、花粉甚至病毒等，此种口罩只能阻挡有害物，在口罩使用数小时后，随着呼出潮气的影响熔喷无纺布纤维表面的静电大幅减弱，导致其过滤效能大幅下降，此时有害物可以通过口罩进入人体呼吸系统，必须及时更换口罩。由于熔喷无纺布生产效率低，导致此种防护口罩在新冠疫情全球扩散的情况下供不应求。
因此，有必要提供一种无纺布制备方法以解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题中的至少一个，本发明采用的一个技术方案是：提供一种离心纺无纺布制备方法，所述离心纺无纺布制备方法包括：
采用包含92重量％-98重量％的离心纺基材、1重量％-6重量％的热释电材料及0.005重量％-2重量％的抗菌剂的原料进行混料、炼料及造粒得到共混物，所述离心纺基材包括聚偏氟乙烯、尼龙11中至少一种，所述热释电材料为粉体；
将所述共混物进行真空干燥，再经离心纺装置对所述共混物进行离心纺丝合成离心纺无纺布；及
对所述离心纺无纺布进行电场极化。
优选地，所述离心纺装置包括螺杆挤出机、出丝孔、接丝板、台面及旋转轴，所述共混物真空干燥后由所述旋转轴驱动在所述螺杆挤出机中离心旋转进行离心纺丝，并从所述出丝孔中出丝，在所述接丝板与所述台面合围的收容空间中合成所述离心纺无纺布。
优选地，所述接丝板与所述出丝孔的距离范围为2-30cm；所述出丝孔直径范围为0.1mm-1mm，所述旋转轴旋转的线速度范围为20m/s-50m/s。
优选地，所述离心纺装置进行离心纺丝的温度范围为220℃-300℃，供料压力范围为1Mpa-5Mpa。
优选地，所述离心纺基材还包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙乙烯、聚碳酸酯中的至少一种。
优选地，所述热释电材料为粉体，其粒径范围均为20纳米-500纳米。
优选地，所述热释电材料包括铌酸锶钡、铌酸钾钠、钛酸锶钡、坦铌酸钾中至少一种。
优选地，所述抗菌剂包括氧化银、氧化钛、氧化铜、氧化锌中的至少一种。
优选地，所述抗菌剂为粉体，其粒径范围均为20纳米-500纳米。
为解决上述技术问题中的至少一个，本发明采用的一个技术方案是：提供一种离心纺无纺布的应用，将上述离心纺无纺布制备方法制备的无纺布应用在口罩、衣物上。
本发明的有益效果是：
本发明的一种离心纺无纺布制备方法和应用，通过将原料进行混炼、造粒得到共混物，并进行真空干燥，再经离心纺丝合成离心纺无纺布，所述离心纺无纺布制备方法使用的离心纺装置设备简易，易于生产制造，且生产效率高，采用所述离心纺装置制备所述离心纺无纺布在降低无纺布的生产成本的同时，提升了无纺布的生产效率。
进一步地，采用具有聚偏氟乙烯、尼龙11中的至少一种的离心纺基材作为纤维基础材料，配合粉体的热释电材料的可产生表面电荷的热释电效应来产生静电，解决二次或多次使用时离心纺无纺布时的无静电吸附问题，进一步结合抗菌剂，使得通过静电定向吸附到无纺布纤维表面的微生物与抗菌剂有效接触，大幅提升所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物的抗菌效果，并且，所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物可以通过表面杀毒、通风干燥后进行二次或多次使用，增加了所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物的使用寿命。
进一步地，抗菌剂采用纳米粉体，与被静电定向吸附到无纺布纤维表面的微生物可以有效接触，从而增加了添加在纤维表面抗菌剂与微生物接触的机会，大幅提升了所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物的抗菌效果。
进一步地，所述离心纺无纺布制备方法制备的所述离心纺无纺布具有高效过滤、多次使用、靶向抗菌/灭活功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施例的离心纺无纺布制备方法的流程图。
图2是图1所示离心纺无纺布制备方法中使用的离心纺装置的结构示意图。
图3是图1所示离心纺无纺布制备方法中使用的离心纺装置的另一角度的结构示意图。
图4是图1所示离心纺无纺布制备方法中使用的离心纺装置的内部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
此外，需要说明的是，本发明说明书摘要、摘要附图、权利要求书、说明书及说明书附图等各处出现的中线符号“-”均代表“至”的意思，如A-B代表A至B的范围内，且若无特殊说明，均包含端点A、B；重量％代表重量百分比的意思，如C重量％代表：重量百分比为C％。
请参阅图1，图1是本发明第一种实施例的离心纺无纺布制备方法的流程图。
本实施例的一种离心纺无纺布制备方法，其包括以下步骤S101、S102及S103。
步骤S101：采用包含92重量％-98重量％的离心纺基材、1重量％-6重量％的热释电材料及0.005重量％-2重量％的抗菌剂的原料进行混料、炼料及造粒得到共混物。
本实施例中，所述离心纺基材包括聚偏氟乙烯(PVDF)、尼龙11(PA11)中的至少一种或者包括聚偏氟乙烯(PVDF)、尼龙11(PA11)中的至少一种与聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨基甲酸酯(PU)、聚酰胺(PA)、聚丙乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)中的至少一种。
本实施例中，所述热释电材料包括具有热电效应的铌酸锶钡、铌酸钾钠、钛酸锶钡、坦铌酸钾中至少一种，且所述热释电材料为粉体，其粒径范围均为20纳米-500纳米，即粉体中的颗粒的粒径在20纳米-500纳米的范围内。可以理解，本发明中各处出现的粒径均指：一颗粒的等效球体颗粒的直径。
可以理解，在一种实施例中，所述离心纺基材、所述热释电材料及所述抗菌剂的重量比例合计可以为100％。所述抗菌剂包括氧化银、氧化钛、氧化铜、氧化锌中的至少一种；且所述抗菌剂为粉体，其粒径范围均为20纳米-500纳米，即粉体中的颗粒的粒径在20纳米-500纳米的范围内。
更进一步地，步骤S101中，所述混料、炼料及造粒温度范围为160℃-280℃。本实施例中所述离心纺无纺布制备方法制备的无纺布的厚度范围为0.2mm-0.6mm，克重范围为15g/m2-60g/m2。
步骤S102：将所述共混物进行真空干燥，再经离心纺装置对所述共混物进行离心纺丝合成离心纺无纺布。
本实施例中，所述真空干燥的温度范围为85℃-110℃，所述真空干燥的时间范围为10h-15h。
请一并参阅图2、图3、图4，图2是图1所示离心纺无纺布制备方法中使用的离心纺装置的结构示意图。图3是图1所示离心纺无纺布制备方法中使用的离心纺装置的另一角度的结构示意图。图4是图1所示离心纺无纺布制备方法中使用的离心纺装置的内部结构示意图。
本实施例中，步骤S102采用的所述离心纺装置包括螺杆挤出机进料口1、螺杆挤出机2、出丝孔3、离心盘4、接丝板5、台面6及旋转轴7。
其中，经过真空干燥后的所述共混物由所述螺杆挤出机进料口1进入所述螺杆挤出机2，所述螺杆挤出机2在所述旋转轴7驱动下以一定离心线速度旋转产生离心力对所述共混物进行离心纺丝，并从所述离心盘4上的所述出丝孔3中出丝，所述出丝孔3的出丝在所述接丝板5与所述台面6合围的收容空间中合成所述离心纺无纺布。
进一步地，所述离心纺装置进行离心纺丝的温度范围为220℃-300℃，所述离心纺装置离心纺丝的所述接丝板与所述出丝孔的距离范围2-30cm；所述离心纺装置的所述旋转轴旋转的线速度范围为20m/s-50m/s，所述离心纺装置离心纺丝的供料压力范围为1Mpa-5Mpa，所述离心纺装置离心纺丝的出丝孔直径范围为0.1mm-1mm。
步骤S103：对所述离心纺无纺布进行电场极化。
本实施例中，所述电场极化温度范围为60-160℃，所述电场极化使用的电场强度范围为6KV/cm-18KV/cm。
本实施例的一种离心纺无纺布制备方法制备的无纺布可以应用在口罩、衣物上。
本发明的有益效果是：
本发明的一种离心纺无纺布制备方法和应用，通过将原料进行混炼、造粒得到共混物，并进行真空干燥，再经离心纺丝合成离心纺无纺布，所述离心纺无纺布制备方法使用的离心纺装置设备简易，易于生产制造，且生产效率高，采用所述离心纺装置制备所述离心纺无纺布在降低无纺布的生产成本的同时，提升了无纺布的生产效率。
进一步地，采用具有聚偏氟乙烯、尼龙11中的至少一种的离心纺基材作为纤维基础材料，配合粉体的热释电材料的可产生表面电荷的热释电效应来产生静电，解决二次或多次使用时离心纺无纺布时的无静电吸附问题，进一步结合抗菌剂，使得通过静电定向吸附到无纺布纤维表面的微生物与抗菌剂有效接触，大幅提升所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物的抗菌效果，并且，所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物可以通过表面杀毒、通风干燥后进行二次或多次使用，增加了所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物的使用寿命。
进一步地，抗菌剂采用纳米粉体，与被静电定向吸附到无纺布纤维表面的微生物可以有效接触，从而增加了添加在纤维表面抗菌剂与微生物接触的机会，大幅提升了所述离心纺无纺布及其应用的口罩、衣物的抗菌效果。
进一步地，所述离心纺无纺布制备方法制备的所述离心纺无纺布具有高效过滤、多次使用、靶向抗菌/灭活功能。
进一步地，在本发明还提供一些变更实施例的离心纺无纺布制备方法，在一些变更实施例中，可以采用热释电材料(如纳米粉体的热释电材料)与离心纺基材结合制备上述实施例中所涉及的离心纺无纺布；或者采用热释电材料(如纳米粉体的热释电材料)与具有抗菌剂的离心纺基材制备上述实施例中所涉及的离心纺无纺布；或者可以采用具有热释电材料的离心纺基材并结合抗菌剂(如纳米粉体的抗菌剂)制备上述实施例中所涉及的离心纺无纺布，因变更实施例无法穷举，此处就不再赘述。
以上所揭露的仅为本发明一种实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种离心纺无纺布制备方法，其特征在于，所述离心纺无纺布制备方法包括：
采用包含92重量％-98重量％的离心纺基材、1重量％-6重量％的热释电材料及0.005重量％-2重量％的抗菌剂的原料进行混料、炼料及造粒得到共混物，所述混料、炼料及造粒温度范围为160℃-280℃；所述离心纺基材包括聚偏氟乙烯，所述热释电材料为粉体，所述热释电材料包括铌酸锶钡、铌酸钾钠、钛酸锶钡、坦铌酸钾中至少一种；所述热释电材料的粒径范围均为20纳米-500纳米；所述抗菌剂为粉体，其粒径范围为20纳米-500纳米；所述抗菌剂包括氧化银；
将所述共混物进行真空干燥，再经离心纺装置对所述共混物进行离心纺丝合成离心纺无纺布，所述真空干燥的温度范围为85℃-110℃，所述真空干燥的时间范围为10h-15h；所述离心纺装置进行离心纺丝的温度范围为220℃-300℃，供料压力范围为1Mpa-5Mpa；所述无纺布的厚度范围为0.2mm-0.6mm，克重范围为15g/m2-60g/m2；及
对所述离心纺无纺布进行电场极化，所述电场极化温度范围为60-160℃，所述电场极化使用的电场强度范围为6KV/cm-18KV/cm。
2.如权利要求1所述的离心纺无纺布制备方法，其特征在于，所述离心纺装置包括螺杆挤出机、出丝孔、接丝板、台面及旋转轴，所述共混物真空干燥后由所述旋转轴驱动在所述螺杆挤出机中离心旋转进行离心纺丝，并从所述出丝孔中出丝，在所述接丝板与所述台面合围的收容空间中合成所述离心纺无纺布；所述接丝板与所述出丝孔的距离范围为2-30cm；所述出丝孔直径范围为0.1mm-1mm，所述旋转轴旋转的线速度范围为20m/s-50m/s。
3.如权利要求1所述的离心纺无纺布制备方法，其特征在于，所述离心纺基材还包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙乙烯、聚碳酸酯中的至少一种。
4.如权利要求1-3项任意一项所述的离心纺无纺布制备方法制备的无纺布在口罩、衣物上的应用。
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