CN114753062A - 一种可循环使用的擦手巾及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纺织用品领域，针对擦手巾无法多次循环利用不环保的问题，提供一种可循环使用的擦手巾及其制备方法，所述擦手巾为皮芯结构的纤维制得的无纺布，所述皮芯结构的纤维皮层材料为聚乳酸、芯层材料为聚酯，所述聚酯中含有负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙。本发明将无纺布的纤维制成皮芯结构，以亲肤吸水的聚乳酸为皮层材料，芯层材料选用耐水洗、抗皱、成本低的聚酯，使擦手巾可以多次清洗后不变形；通过将灭菌剂负载在多孔纳米碳酸钙上，再复合在皮芯结构纤维的芯层材料中，延缓灭菌剂的流失，使擦手巾多次清洗后仍有抗菌效果。

Description

一种可循环使用的擦手巾及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织用品领域，尤其是涉及一种可循环使用的擦手巾及其制备方法。

背景技术

公共场所的卫生间墙上会镶嵌装有纸张的盒子，供人们洗完手后抽取纸张来擦手。公共纸巾的浪费非常严重，而且纸张容易被乱丢，造成环境污染。采用无纺布代替木浆纸巾，吸水性强且不再造成树木资源的浪费，例如，专利CN215227119U公开了一种可自由截取的擦手纸，就用到了无纺布。普通无纺布虽然可以清洗后继续使用，但使用若干次后，韧性下降、易变形，无法多次循环使用。据此需要一种理想的解决方法。

发明内容

本发明为了克服擦手巾无法多次循环利用不环保的问题，提供一种可循环使用的擦手巾，将无纺布的纤维制成皮芯结构，以亲肤吸水的聚乳酸为皮层材料，芯层材料选用耐水洗的聚酯，使擦手巾可以多次循环使用；将灭菌剂负载在多孔纳米碳酸钙上，再复合在皮芯结构纤维的芯层材料中，延缓灭菌剂的流失，使擦手巾多次清洗后仍有抗菌效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可循环使用的擦手巾，为皮芯结构的纤维制得的无纺布，所述皮芯结构的纤维皮层材料为聚乳酸、芯层材料为聚酯，所述聚酯中含有负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙。

聚乳酸是生物基新型材料，手感柔软、吸湿透气，但是用聚乳酸制得的无纺布在清洗过三五次后，韧性下降、容易发生形变。本发明将无纺布的纤维制成皮芯结构，以亲肤吸水的聚乳酸为皮层材料，芯层材料选用聚酯，聚酯纤维耐水洗、抗皱，而且聚酯的成本比聚乳酸低，对于使用频繁的公用擦手巾而言，降低成本是很有必要的。

另外，将公用擦手巾进行循环使用，还要考虑到卫生情况，公共场合使用擦手巾的人形形色色，擦手巾需要能被彻底消毒杀菌，最好擦手巾本身就具有抗菌性。将灭菌剂复合在纤维中现有技术已有公开，但是本发明的擦手巾需要清洗后多次循环使用，对灭菌剂的抗菌持久性带来挑战。本发明通过将灭菌剂负载在多孔纳米碳酸钙上，再复合在皮芯结构纤维的芯层材料中，延缓灭菌剂的流失，使擦手巾多次清洗后仍有抗菌效果。

作为优选，所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为(50％-80％):(20％-50％)。皮层材料的聚乳酸有亲肤性、吸水性，芯层材料弥补聚乳酸不耐水洗、易变形的缺点，所以两者的用量比例需要控制在合理范围内，使得擦手巾的性能最佳。本发明还需要额外考虑的一个因素是皮层材料对灭菌剂灭菌效果的影响，灭菌剂被复合在芯层，皮层的聚乳酸纤维透气性好，可以让灭菌剂发挥作用，但是聚乳酸用量过多，还是会妨碍灭菌剂灭菌。

作为优选，所述芯层中负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙占聚酯质量的3-6％。本发明为了延长灭菌剂的有效期限引入载体多孔纳米碳酸钙，多孔纳米碳酸钙可以提高聚酯的韧性，对提高擦手巾的抗形变性能有利。但是聚酯纤维拉丝过程中，多孔纳米碳酸钙会朝纤维表面迁移，多孔纳米碳酸钙用量过多会对擦手巾的亲肤性产生不利影响，所以多孔纳米碳酸钙的用量比例需要控制在合理范围内。

作为优选，所述灭菌剂为羧甲基壳聚糖季铵盐。羧甲基壳聚糖季铵盐灭菌温和，适合用于擦手巾，且分子中的羧基、羟基可以参与化学反应。

作为优选，所述负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙的制备方法为：将灭菌剂与多孔纳米碳酸钙混合分散在溶剂中，3000-4000rpm、80-100℃下反应10-30min，往反应液中加入β-丙氨酸，调反应液pH至8-9，80-90℃下反应5-6h。所述多孔碳酸钙粒径为10-100nm，可由模板法或共沉淀法制得，也可直接市购。所述溶剂为二氯甲烷，调节pH值用氢氧化钠水溶液。

灭菌剂与多孔纳米碳酸钙混合，灭菌剂吸附在多孔纳米碳酸钙表面，灭菌剂的羧基和多孔纳米碳酸钙表面的羟基反应，吸附牢靠，减少多孔纳米碳酸钙的团聚；接着加入β-丙氨酸，β-丙氨酸的羧基会与灭菌剂的羟基反应，在多孔纳米碳酸钙的表面进行接枝反应，β-丙氨酸体积小，可以进一步朝多孔纳米碳酸钙团聚体的缝隙延伸，提高多孔纳米碳酸钙的分散性。

作为优选，多孔纳米碳酸钙、灭菌剂、β-丙氨酸的质量比为100:(4-7):(0.8-2)。

本发明还提供所述可循环使用擦手巾的制备方法，包括以下步骤：

1)将负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙配置成20-50wt％的分散液，加入聚酯切片中，260-280℃高温熔融15-20min，挤出造粒，得到芯层材料；

2)将皮层材料和芯层材料干燥后，在双组分复合纺丝机上完成纺丝，拉伸得纤维长丝，将纤维长丝制成无纺布。

所述皮层材料聚乳酸熔点170-180℃、芯层材料聚酯熔点220-250℃；所述纺丝、制无纺布均采用常规技术。

本发明制得的负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙在聚酯中分散性良好，和聚酯混合时不用再额外添加分散剂等助剂，制备简单。

因此，本发明的有益效果为：(1)将无纺布的纤维制成皮芯结构，以亲肤吸水的聚乳酸为皮层材料，芯层材料选用耐水洗的聚酯，使擦手巾可以多次循环使用；(2)将灭菌剂负载在多孔纳米碳酸钙上，再复合在皮芯结构纤维的芯层材料中，延缓灭菌剂的流失，使擦手巾多次清洗后仍有抗菌效果；(3)灭菌剂吸附在多孔纳米碳酸钙表面，减少多孔纳米碳酸钙的团聚，继续加入β-丙氨酸与灭菌剂反应，进一步朝多孔纳米碳酸钙团聚体的缝隙延伸，提高多孔纳米碳酸钙的分散性。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

总实施例

一种可循环使用的擦手巾，为皮芯结构的纤维制得的无纺布，所述皮芯结构的纤维皮层材料为聚乳酸，熔点170-180℃；芯层材料为聚酯，熔点为220-250℃。所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为(50％-80％):(20％-50％)。

所述聚酯中含有3-6wt％的负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙。所述负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙的制备方法为：将灭菌剂羧甲基壳聚糖季铵盐与多孔纳米碳酸钙(粒径10-100nm，可由模板法或共沉淀法制得，也可直接市购)混合分散在溶剂二氯甲烷中，3000-4000rpm、80-100℃下反应10-30min，往反应液中加入β-丙氨酸，用氢氧化钠水溶液调反应液pH至8-9，搅拌条件下80-90℃反应5-6h；多孔纳米碳酸钙、灭菌剂、β-丙氨酸的质量比为100:(4-7):(0.8-2)。

所述可循环使用擦手巾的制备方法为：

1)将负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙配置成20-50wt％的分散液，按上述比例范围加入聚酯切片中，260-280℃高温熔融15-20min，挤出造粒，得到芯层材料；

2)将皮层材料和芯层材料干燥后，在双组分复合纺丝机上完成纺丝，拉伸得纤维长丝，将纤维长丝制成无纺布，所述纺丝、制无纺布均采用常规技术。

实施例1

一种可循环使用的擦手巾，为皮芯结构的纤维制得的无纺布，所述皮芯结构的纤维皮层材料为聚乳酸，熔点170℃；芯层材料为聚酯PET，熔点为250℃。所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为50％:50％。

所述聚酯中含有4wt％的负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙。所述负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙的制备方法为：将灭菌剂O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐与多孔纳米碳酸钙(市购)混合分散在溶剂二氯甲烷中，3500rpm、90℃下反应20min，往反应液中加入β-丙氨酸，用氢氧化钠水溶液调反应液pH至8-9，搅拌条件下80℃反应6h；多孔纳米碳酸钙、灭菌剂、β-丙氨酸的质量比为100:5:1。

所述可循环使用擦手巾的制备方法为：

1)将负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙配置成30wt％的分散液，按上述比例范围加入聚酯切片中，270℃高温熔融20min，挤出造粒，得到芯层材料；

2)将皮层材料和芯层材料干燥后，按上述质量比例范围添加，在双组分复合纺丝机上完成纺丝，拉伸得纤维长丝，将纤维长丝通过气流成网，然后热轧加固，经过后整理形成无纺布。

实施例2

与实施例1的区别在于，所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为40％:60％。

实施例3

与实施例1的区别在于，所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为90％:10％。

实施例4

与实施例1的区别在于，所述聚酯中含有8wt％的负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙。

实施例5

与实施例1的区别在于，所述负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙的制备方法为：将灭菌剂羧甲基壳聚糖季铵盐与多孔纳米碳酸钙(市购)按质量比5:100混合分散在溶剂二氯甲烷中，3500rpm、90℃下反应20min。

对比例1

以聚乳酸纤维长丝为原料，制得聚乳酸无纺布，所述聚乳酸中含有0.2wt％的O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐。

对比例2

以PET纤维长丝为原料，制得聚酯无纺布，所述PET中含有0.2wt％的O-羧甲基-N-三甲基壳聚糖季铵盐。

对比例3

一种擦手巾，为皮芯结构的纤维制得的无纺布，所述皮芯结构的纤维皮层材料为聚乳酸，熔点170℃；芯层材料为聚酯PET，熔点为250℃。所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为50％:50％。

所述聚酯中含有0.2wt％的灭菌剂羧甲基壳聚糖季铵盐。

所述可循环使用擦手巾的制备方法为：

1)将灭菌剂配置成溶液，按上述比例范围加入聚酯切片中，270℃高温熔融20min，挤出造粒，得到芯层材料；

2)将皮层材料和芯层材料干燥后，按上述质量比例范围添加，在双组分复合纺丝机上完成纺丝，拉伸得纤维长丝，将纤维长丝制成无纺布，所述纺丝、制无纺布均采用常规技术。

性能测试

对上述各实施例、对比例制得的无纺布进行柔软度、抗形变、灭菌性能测试。柔软度的测试方法依据EDANA WSP 90.3.(05)。抗形变的测试方法为洗涤50次，每次水洗时间10min，烘干；测量水洗前后无纺布的横向尺寸，计算水洗后横向尺寸伸长量；灭菌效果采用同样的水洗方法进行测试。结果如下表所示。

从上表可以看出，本发明制得的无纺布擦手巾相对于对比例1的聚乳酸无纺布和对比例2的聚酯无纺布兼具柔软亲皮肤、水洗不易变形的优点，且多次水洗后抗菌率下降幅度小，可以满足多次循环利用的要求。

实施例1为较优实施例。和实施例1相比，①实施例2聚乳酸用量低于优选范围，柔软度不佳。②实施例3聚乳酸用量超出优选范围，抗变形能力下降，对抗菌率也有影响。③实施例4碳酸钙相对于聚酯的用量超出优选范围，柔软度下降。④实施例5未使用β-丙氨酸，负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙分散性有所下降，对抗变形能力和抗菌率都有不利影响。⑤对比例1中直接用聚乳酸制备无纺布，没有采用皮芯结构，水洗后抗菌率严重下降。⑥对比例3灭菌剂未负载在碳酸钙上，直接添加在聚酯中，灭菌剂的分散性和缓释性均下降，而且因为碳酸钙度韧性有帮助，未添加碳酸钙，无纺布的抗形变能力也下降。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种可循环使用的擦手巾，其特征在于，为皮芯结构的纤维制得的无纺布，所述皮芯结构的纤维皮层材料为聚乳酸、芯层材料为聚酯，所述聚酯中含有负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙。

2.根据权利要求1所述的一种可循环使用的擦手巾，其特征在于，所述皮层材料和芯层材料的质量占比比例为 (50%-80%):(20%-50%)。

3.根据权利要求1所述的一种可循环使用的擦手巾，其特征在于，所述芯层中负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙占聚酯质量的3-6%。

4.根据权利要求1所述的一种可循环使用的擦手巾，其特征在于，所述灭菌剂为羧甲基壳聚糖季铵盐。

5.根据权利要求4所述的一种可循环使用的擦手巾，其特征在于，所述负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙的制备方法为：将灭菌剂与多孔纳米碳酸钙混合分散在溶剂中，3000-4000rpm、80-100 ℃下反应10-30 min，往反应液中加入β-丙氨酸，调反应液pH至8-9，80-90 ℃下反应5-6 h。

6.根据权利要求5所述的一种可循环使用的擦手巾，其特征在于，多孔纳米碳酸钙、灭菌剂、β-丙氨酸的质量比为100:(4-7):(0.8-2)。

7.一种权利要求1-6任一所述可循环使用的擦手巾的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将负载灭菌剂的多孔纳米碳酸钙配置成20-50wt%的分散液，加入聚酯切片中，260-280 ℃高温熔融15-20 min，挤出造粒，得到芯层材料；

（2）将皮层材料和芯层材料干燥后，在双组分复合纺丝机上完成纺丝，拉伸得纤维长丝，将纤维长丝制成无纺布。