CN114797282B - 抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用 - Google Patents
抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114797282B CN114797282B CN202210560867.7A CN202210560867A CN114797282B CN 114797282 B CN114797282 B CN 114797282B CN 202210560867 A CN202210560867 A CN 202210560867A CN 114797282 B CN114797282 B CN 114797282B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- melt
- antiviral
- antibacterial
- blown polypropylene
- layer
- 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.)
- Active
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 103
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 title claims abstract description 102
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 141
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 134
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 133
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 133
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims abstract description 87
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 28
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 8
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004750 melt-blown nonwoven Substances 0.000 description 18
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 9
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 8
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- KPDTTZWHFZUVCL-UHFFFAOYSA-N 1-prop-2-enylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound C=CCN1CC(=O)NC1=O KPDTTZWHFZUVCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002155 anti-virotic effect Effects 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010011409 Cross infection Diseases 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 206010029803 Nosocomial infection Diseases 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial 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
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- AVWKSSYTZYDQFG-UHFFFAOYSA-M dimethyl-octadecyl-prop-2-enylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC=C AVWKSSYTZYDQFG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/08—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
- B01D39/083—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0001—Making filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
- B01D46/0028—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions provided with antibacterial or antifungal means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
- B01D2239/0622—Melt-blown
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D2275/10—Multiple layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
本发明提供了一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用，由内至外依次包括疏水支撑层、过滤层和疏水防护层，过滤层由内至外包括常规熔喷聚丙烯无纺布层及抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层。疏水支撑层和过滤层形成单向导湿结构，过滤层内部的常规熔喷聚丙烯无纺布和改性熔喷聚丙烯无纺布也形成由内之外的单向导湿结构，从而将内层水分快速导出，疏水防护层可防止空气中水分进入内层。本发明将现有技术中熔喷聚丙烯无纺布分成两层结构，在不增加过滤层厚度的情况下，原位构造单向导湿结构，同时利用熔喷聚丙烯无纺布的超细纤维结构，使得抗菌抗病毒和亲水改性基团暴露更彻底，从而充分发挥其相应功能，并能保证材料过滤性能。
Description
技术领域
本发明涉及过滤防护材料制备技术领域，尤其涉及一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用。
背景技术
熔喷非织造材料(熔喷无纺布)因其制备工艺简单、且能够形成超细纤维(1-10μm)而高效阻隔病毒的特点，常用于口罩及防护服等防护物资的关键核心材料。然而，现有熔喷非织造材料主要以物理过滤为主，多采用熔喷聚丙烯无纺布，功能单一、抗细菌病毒效果差、透气透湿性不佳。且由于聚丙烯亲水性较差，仅仅具有较优的过滤性能，尤其是驻极过滤性能，但单向导湿性能较差，当用于人体防护，例如口罩时，湿气无法快速导出，导致憋闷，聚集的水气还易导致聚丙烯驻极电荷的衰减。现有技术在制备口罩时，由内至外多设计为亲水层、过滤层和疏水防护层，通过将内部设置为亲水层提高亲肤感，但却忽略了单向导湿性，使得内层聚集的水分不易导出。例如专利CN202020263726.5公开了一种可以显示过滤效果的舒适型儿童口罩，由外至内依次包括防水层、过滤层和单向导湿层，过滤层为熔喷过滤无纺布，单向导湿层为单向导湿面料层。该方案将单向导湿层设置在最内层，且紧贴熔喷无纺布，由于熔喷无纺布通常为超细纤维，孔隙较小，且为疏水面料，因此此种设置水分导出效果并不佳，且水分聚集在熔喷过滤无纺布一侧，容易导致驻极电荷衰减，因此过滤效果难以保证。
因此，如何对现有技术中熔喷聚丙烯无纺布过滤材料的结构进行改进性设计，以得到综合效果更优的过滤材料是亟待解决的问题。
有鉴于此，有必要设计一种改进的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用，以解决上述问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用，将现有技术中熔喷聚丙烯无纺布分成两层结构，靠近内层的仍为常规熔喷聚丙烯无纺布，靠近外层的为抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布，如此在不增加过滤层厚度的情况下，原位构造单向导湿结构，同时利用熔喷聚丙烯无纺布的超细纤维结构，使得抗菌抗病毒和亲水改性基团暴露更彻底，从而充分发挥其相应功能，并能保证材料过滤性能，经济价值显著。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，由内至外依次包括疏水支撑层、过滤层和疏水防护层，所述过滤层由内至外包括常规熔喷聚丙烯无纺布层及抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层；
所述过滤层的总克重为15-90g/m2，所述疏水支撑层和过滤层形成单向导湿结构，所述疏水防护层用于阻隔空气中水分。
作为本发明的进一步改进，所述常规熔喷聚丙烯无纺布层的克重为10-60g/m2，抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的克重为5-60g/m2。
作为本发明的进一步改进，所述常规熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为1-3μm，孔隙率>75％；抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为1-3μm，孔隙率>75％；所述复合过滤材料的过滤效率大于99％，过滤阻力小于80Pa。
作为本发明的进一步改进，所述抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层由抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和亲水性熔喷聚丙烯母粒共混，然后通过熔喷纺丝法制备得到；所述抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和所述亲水性熔喷聚丙烯母粒的质量比为(10％：90％)-(90％：10％)。
作为本发明的进一步改进，所述抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒是将有机杀菌抗病毒单体接枝在聚丙烯分子链上得到；所述亲水性熔喷聚丙烯母粒是将亲水性单体接枝在聚丙烯分子链上得到。
作为本发明的进一步改进，将所述有机杀菌抗病毒单体、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到所述抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒；将所述亲水性单体、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到所述亲水性熔喷聚丙烯母粒。
作为本发明的进一步改进，所述有机杀菌抗病毒单体包括含有双键的卤胺类、季铵盐类或咪唑盐类抗菌剂中的一种或多种；所述亲水性单体为马来酸酐或N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或两种。
作为本发明的进一步改进，所述有机杀菌抗病毒单体的接枝量为0.5％-5％，所述亲水性单体的接枝量为0.5％-5％。
作为本发明的进一步改进，所述疏水支撑层和疏水防护层为疏水性纺粘无纺布、水刺无纺布或微孔薄膜。
一种以上任一项所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料的应用，所述复合过滤材料用于口罩或防护服的制备。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，将现有技术中熔喷聚丙烯无纺布分成两层结构，靠近内层的仍为常规熔喷聚丙烯无纺布，靠近外层的为抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布。如此设置，在不增加过滤层厚度的情况下，原位构造单向导湿结构，同时利用熔喷聚丙烯无纺布的超细纤维结构，使得抗菌抗病毒和亲水改性基团暴露更彻底，从而充分发挥其相应功能，并能保证材料过滤性能，经济价值显著。
2.本发明通过将杀菌抗病毒及亲水性的熔喷无纺布与常规疏水性熔喷无纺布复合，实现了熔喷无纺布自身的杀菌抗病毒及单向导湿功能。利用熔喷无纺布作为亲水层，具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、芯吸作用强的特点，相对于添加新的亲水层或者利用其他无纺布作为亲水层，可能导致的厚度增加、阻力增大等问题，本发明制备防护材料透气透湿性更好。本发明打破了现有技术中在制备熔喷聚丙烯无纺布过滤材料时，习惯于额外设置其他单向导湿材料来实现相应功能的固有思维，能够充分发挥熔喷聚丙烯无纺布的商业价值。
3.熔喷无纺布是防护材料的核心过滤层，抗细菌病毒效果差、透气透湿性不佳。本发明直接针对熔喷无纺布层进行改性，赋予其杀菌抗病毒及单向导湿功能，然后再与纺粘无纺布、水刺无纺布及微孔薄膜复合，制备具有杀菌抗病毒及透气透湿功能的防护材料。
4.本发明通过接枝聚合工艺制备了具有杀菌抗病毒及亲水功能的熔喷聚丙烯母粒，将两种母粒共混制备了具有杀菌抗病毒及亲水性的熔喷无纺布，然后利用双组份双模头在线复合工艺将杀菌抗病毒及亲水性熔喷无纺布与常规疏水性熔喷无纺布复合，制备了具有双层结构的杀菌抗病毒及单向导湿熔喷非织造材料。如此，既实现了接枝共聚，又实现了聚丙烯的造粒，便于大规模操作。从工业应用上来说方案简单易操作，经济价值显著。
附图说明
图1为本发明复合过滤材料的过滤层结构示意图。
图2为本发明抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1和2所示，本发明提供的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，由内至外依次包括疏水支撑层、过滤层(本发明默认经过驻极处理，制得驻极熔喷过滤层)和疏水防护层，过滤层由内至外包括常规熔喷聚丙烯无纺布层及抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层。如此设置，疏水支撑层和过滤层形成单向导湿结构，外层的疏水防护层用于阻隔空气中的水分进入内部。由于外层的疏水防护层通常孔隙较大，便于抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的水分导出，而由于常规熔喷聚丙烯无纺布层的孔隙小，且为疏水结构，空气中的水分难以通过单向导湿而导入内层。内层的疏水支撑层孔隙也较大，便于内层水分在单向导湿结构的芯吸作用下，导出至抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层，进而快速散发至空气中，从而保持内层的干爽疏水感。与此同时，水分的快速导出，能够使得过滤层尤其是常规熔喷聚丙烯无纺布层保持干燥状态，从而抑制其驻极电荷衰减，提高驻极过滤使用寿命。本发明直接将现有技术中熔喷聚丙烯无纺布分成两层结构，在不增加过滤层厚度的情况下，原位构造单向导湿结构，既能保证过滤性能，又能实现良好的抗菌抗病毒和导湿功能，从工业应用上来说方案简单易操作，经济价值显著。打破了现有技术中在制备熔喷聚丙烯无纺布过滤材料时，习惯于额外设置其他单向导湿材料来实现相应功能的固有思维，能够充分发挥熔喷聚丙烯无纺布的商业价值。
具体地，过滤层的总克重为15-90g/m2。其中，常规熔喷聚丙烯无纺布层的克重为10-60g/m2，抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的克重为5-60g/m2，常规熔喷聚丙烯无纺布层的克重优选大于抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层。如此设置，在总克重与现有技术中熔喷聚丙烯无纺布过滤材料相当的情况下，构造出单向导湿结构。由于熔喷聚丙烯纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、芯吸作用强，由其得到的抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层抗菌抗病毒和亲水效果更优，相对于添加新的亲水层或者利用其他无纺布作为亲水层，可能导致的厚度增加、阻力增大等问题，本发明制备防护材料透气透湿性更好。
常规熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为1-3μm，孔隙率为>75％；抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为1-3μm，孔隙率为>75％；复合过滤材料的过滤效率大于99％，过滤阻力小于80Pa。
特别地，抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层由抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和亲水性熔喷聚丙烯母粒共混，然后通过熔喷纺丝法制备得到；抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和亲水性熔喷聚丙烯母粒的质量比为(10％：90％)-(90％：10％)。如此操作，将两种母粒共混纺丝，制得的纤维表面均匀分布抗菌抗病毒基团和亲水基团，充分发挥抗菌抗病毒和亲水作用。还可在共混母粒中添加驻极母粒，以提高驻极性能。
抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒是将有机杀菌抗病毒单体接枝在聚丙烯分子链上得到；将有机杀菌抗病毒单体、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，发生自由基接枝共聚反应，得到抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒。
亲水性熔喷聚丙烯母粒是将亲水性单体接枝在聚丙烯分子链上得到。将亲水性单体、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，发生自由基接枝共聚反应，得到亲水性熔喷聚丙烯母粒。如此，既实现了接枝共聚，又实现了聚丙烯的造粒，便于大规模操作。
有机杀菌抗病毒单体包括含有双键的卤胺类、季铵盐类或咪唑类抗菌剂中的一种或多种，例如甲基丙烯酰胺、1-烯丙基海因、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、乙烯基咪唑；亲水性单体为马来酸酐或N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或两种。有机杀菌抗病毒单体的接枝量为0.5％-5％(占聚丙烯的质量含量)，亲水性单体的接枝量为0.5％-5％。通过控制接枝量，调控聚丙烯纤维的驻极性能，从而在实现抗菌抗病毒和单向导湿的情况下，保证该层也具有较优的驻极过滤性能。
过滤层无纺布通过双组份双模头在线复合技术制备而成，一个熔喷纺丝模头负责制备杀菌抗病毒及亲水性熔喷无纺布，另一个熔喷纺丝模头负责制备常规的疏水性聚丙烯无纺布，通过调控两个熔喷纺丝模头的位置、纺丝工艺、成网工艺控制复合熔喷非织造材料的结构。
疏水支撑层和疏水防护层为疏水性纺粘无纺布、水刺无纺布或微孔薄膜等。
一种以上任一项的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料的应用，复合过滤材料用于口罩或防护服的制备，应用于医疗保健、卫生及安全防护领域。
实施例1
一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，由内至外依次包括疏水支撑层、过滤层和疏水防护层，过滤层由内至外包括克重为10g/m2的常规熔喷聚丙烯无纺布层及克重为10g/m2的抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层；常规熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为2μm左右，孔隙率为80％；抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为2μm左右，孔隙率为82％。
其中，抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层由抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和亲水性熔喷聚丙烯母粒按质量比50/50共混，然后通过熔喷纺丝法沉积于常规熔喷聚丙烯无纺布层表面，并经过驻极处理，得到过滤层。
将有机杀菌抗病毒单体甲基丙烯酰胺、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混(质量比为3：0.5：100)，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒；将亲水性单体马来酸酐、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混(质量比为4：0.8：100)，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到亲水性熔喷聚丙烯母粒。
表1实施例1性能测试结果
表中，导湿性能级别测试标准：AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》。
从表1可以看出，本发明通过将熔喷聚丙烯分割为两层单向导湿结构，使得过滤材料能够实现高过滤效率、低过滤阻力、高抗菌抗病毒活性以及单向导湿功能，制备方法简单，易于规模化制备。而且，由于是对聚丙烯熔喷母粒进行共混挤出改性，基于熔喷工艺，能够使得改性基团充分发挥其亲水或抗菌抗病毒功能，因此仅通过甲基丙烯酰胺和马来酸酐的接枝，即可达到聚丙烯99％的抗菌率、99.9％的抗病毒活性率和4级的导湿性能，可见本发明特殊场景的应用，能够降低对改性物的要求，从而扩大改性物的种类，相比其他高要求改性物，可降低制造成本。
实施例2-5
一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，与实施例1相比，不同之处在于，常规熔喷聚丙烯无纺布层及抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的克重分别为10g/m2和30g/m2(实施例2)、20g/m2和10g/m2(实施例3)；杀菌抗病毒单体为1-烯丙基海因(实施例4)；亲水单体为N-乙烯基吡咯烷酮(实施例5)。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
实施例2-5均可制得与实施例1综合效果相当的过滤材料。可见本发明甲基丙烯酰胺接枝聚丙烯能够实现与1-烯丙基海因相当的杀菌抗病毒效果。
对比例1
一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，与实施例1相比，不同之处在于，过滤层仅由克重为20g/m2的常规熔喷聚丙烯无纺布层组成。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
对比例2
一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，与实施例1相比，不同之处在于，过滤层仅由克重为20g/m2的抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层组成。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
对比例3
一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，与实施例1相比，不同之处在于，过滤层由克重为20g/m2的常规熔喷聚丙烯无纺布层组成，将抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层替换为甲基丙烯酰胺和马来酸酐接枝改性的聚酯纺粘无纺布。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
对比例4
一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，与实施例1相比，不同之处在于，过滤层由克重为10g/m2的常规熔喷聚丙烯无纺布层组成，将抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层替换为甲基丙烯酰胺和马来酸酐接枝改性的聚酯纺粘无纺布。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
表2对比例1-4性能测试结果
从表2可以看出，对比例1不添加抗菌抗病毒和亲水改性抗菌抗病毒熔喷聚丙烯无纺布层，过滤材料的过滤性能不受影响，但是不具有抗菌抗病毒和单向导湿性能，长时间使用容易造成交叉感染，而且体验感差，因此使用寿命低。对比例2不添加常规熔喷无纺布层，过滤层仅有抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层组成，经驻极处理后，亲水性的过滤层利用容易吸收空气中水分，导致驻极效果下降，从而影响过滤效率。对比例3，利用甲基丙烯酰胺和马来酸酐接枝改性的聚酯无纺布替换抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层，虽然进行了同样的接枝改性，但当基底材质和工艺发生变化时，其抗菌效果和单向导湿效果均有所下降；而且虽然通过相同厚度的熔喷聚丙烯实现了通道过滤效率，但过滤阻力随之增加。对比例4过滤层由克重为10g/m2的常规熔喷聚丙烯无纺布层组成，并用抗菌抗病毒聚酯无纺布替代熔喷无纺布，过滤效率和抗菌病病毒及单向导湿性能均显著降低，过滤阻力有所下降，可见本发明通过将现有技术中熔喷聚丙烯无纺布分成两层结构，在不增加过滤层厚度的情况下，原位构造单向导湿结构，既能保证过滤性能，又能实现良好的抗菌抗病毒和导湿功能。
综上所述，本发明提供的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，直接针对熔喷无纺布层进行改性，在不增加过滤层厚度的情况下，赋予其杀菌抗病毒及单向导湿功能，然后再与纺粘无纺布、水刺无纺布及微孔薄膜复合，制备具有杀菌抗病毒及透气透湿功能的防护材料。同时利用熔喷聚丙烯无纺布的超细纤维结构，使得抗菌抗病毒和亲水改性基团暴露更彻底，从而充分发挥其相应功能，并能保证材料过滤性能，经济价值显著。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，其特征在于，由内至外依次包括疏水支撑层、过滤层和疏水防护层，所述过滤层由内至外包括常规熔喷聚丙烯无纺布层及抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层，所述抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层由抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和亲水性熔喷聚丙烯母粒共混，所述抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒和所述亲水性熔喷聚丙烯母粒的质量比为(10%：90%)-(90%：10%)，然后通过熔喷纺丝法沉积于常规熔喷聚丙烯无纺布层表面，并经过驻极处理，得到过滤层；
所述过滤层的总克重为15-90g/m2，所述疏水支撑层和过滤层形成单向导湿结构，所述疏水防护层用于阻隔空气中的水分；
所述常规熔喷聚丙烯无纺布层的克重为10-60g/m2，抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的克重为5-60g/m2，所述常规熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为1-3µm，孔隙率>75%；抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层的纤维直径为1-3µm，孔隙率>75%；所述复合过滤材料的过滤效率大于99%，过滤阻力小于80Pa；所述常规熔喷聚丙烯无纺布层的孔隙小，且为疏水结构，空气中的水分难以通过单向导湿结构导入内层；内层的疏水支撑层孔隙大，便于内层水分在单向导湿结构的芯吸作用下，导出至抗菌抗病毒和亲水改性熔喷聚丙烯无纺布层，进而快速散发至空气中，从而保持内层的干爽疏水感。
2.根据权利要求1 所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，其特征在于，所述抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒是将有机杀菌抗病毒单体接枝在聚丙烯分子链上得到；所述亲水性熔喷聚丙烯母粒是将亲水性单体接枝在聚丙烯分子链上得到。
3.根据权利要求2 所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，其特征在于，将所述有机杀菌抗病毒单体、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到所述抗菌抗病毒熔喷聚丙烯母粒；将所述亲水性单体、引发剂及熔喷级聚丙烯按比例共混，然后通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，得到所述亲水性熔喷聚丙烯母粒。
4.根据权利要求3 所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，其特征在于，所述有机杀菌抗病毒单体包括含有双键的卤胺类、季铵盐类或咪唑盐类抗菌剂中的一种或多种；所述亲水性单体为马来酸酐或N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或两种。
5.根据权利要求2 所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，其特征在于，所述有机杀菌抗病毒单体的接枝量为0.5%-5%，所述亲水性单体的接枝量为0.5%-5%。
6.根据权利要求1 所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料，其特征在于，
所述疏水支撑层和疏水防护层为疏水性纺粘无纺布、水刺无纺布或微孔薄膜。
7.一种权利要求1 至6中任一项所述的抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料的应用，其特征在于，所述复合过滤材料用于口罩或防护服的制备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210560867.7A CN114797282B (zh) | 2022-05-23 | 2022-05-23 | 抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210560867.7A CN114797282B (zh) | 2022-05-23 | 2022-05-23 | 抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114797282A CN114797282A (zh) | 2022-07-29 |
| CN114797282B true CN114797282B (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=82518158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210560867.7A Active CN114797282B (zh) | 2022-05-23 | 2022-05-23 | 抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114797282B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105688349A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-22 | 广州拜费尔空气净化材料有限公司 | 防病毒口罩 |
| WO2017206442A1 (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 江苏盛纺纳米材料科技股份有限公司 | 一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料及制备方法 |
| CN212139452U (zh) * | 2020-04-02 | 2020-12-15 | 上海暖友实业有限公司 | 一种单向导湿防护型口罩 |
| CN113279140A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-20 | 武汉纺织大学 | 一种异形多孔亲水抗菌熔喷无纺布及其制备方法 |
| CN113430662A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-24 | 东莞市亿茂滤材有限公司 | 抗菌防霉抗病毒熔喷过滤材料及其制备方法 |
| CN215163561U (zh) * | 2021-04-25 | 2021-12-14 | 山东德润新材料科技有限公司 | 一种具有单向导湿性能的抗菌水刺非织造材料 |
-
2022
- 2022-05-23 CN CN202210560867.7A patent/CN114797282B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105688349A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-22 | 广州拜费尔空气净化材料有限公司 | 防病毒口罩 |
| WO2017206442A1 (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 江苏盛纺纳米材料科技股份有限公司 | 一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料及制备方法 |
| CN212139452U (zh) * | 2020-04-02 | 2020-12-15 | 上海暖友实业有限公司 | 一种单向导湿防护型口罩 |
| CN215163561U (zh) * | 2021-04-25 | 2021-12-14 | 山东德润新材料科技有限公司 | 一种具有单向导湿性能的抗菌水刺非织造材料 |
| CN113279140A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-20 | 武汉纺织大学 | 一种异形多孔亲水抗菌熔喷无纺布及其制备方法 |
| CN113430662A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-24 | 东莞市亿茂滤材有限公司 | 抗菌防霉抗病毒熔喷过滤材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114797282A (zh) | 2022-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE602006000082T2 (de) | Faser mit antimikrobiell wirksamer Zusammensetzung | |
| CN103882543B (zh) | 一种防螨抗菌热塑性高聚物熔纺纤维及其制备方法 | |
| EP2171136B1 (de) | Verfahren zur herstellung von nano- und mesofasern durch elektrospinnen von kolloidalen dispersionen, enthaltend mindestens ein im wesentlichen wasserunlösliches polymer | |
| CN1285795C (zh) | 一种高效抗菌、防臭织物的制备方法 | |
| WO2006092094A1 (fr) | Substance liquide de finition de tissu pour repousser et tuer les moustiques, procédé d’utilisation et produits dérivés | |
| CN106795692B (zh) | 包括纤维基底和多孔聚合物粒子的制品及其制备方法 | |
| WO2016125173A1 (en) | Antimicrobial fabric materials for use in safety masks and personal protection clothing | |
| WO2012087812A2 (en) | Antimicrobial apparel and fabric and coverings | |
| EP3253819A1 (en) | Antimicrobial material comprising synergistic combinations of metal oxides | |
| CN112831860B (zh) | 一种具有杀菌抑菌功能的熔喷无纺布及其制备方法 | |
| CN107137979A (zh) | 一种微米纤维三维骨架/聚合物纳米纤维复合过滤材料及其制备方法 | |
| WO2008032844A2 (en) | Insect-repellent fiber | |
| CN107904947A (zh) | 可复生的抗菌纳米纤维膜及其制备方法 | |
| CN111329135A (zh) | 一种复合纳米抗菌纤维的内裤面料及其制备方法 | |
| JP2008031431A (ja) | フィラメント用樹脂組成物、フィラメントおよびフィラメントの製造方法 | |
| CN114797282B (zh) | 抗菌抗病毒和单向导湿复合过滤材料及其应用 | |
| CN107141584B (zh) | 一种聚丙烯复合材料及其在制备亲水柔韧无纺布中的应用 | |
| CN106012092A (zh) | 一种多功能蛋白纤维及其制备方法 | |
| JP2008031619A (ja) | フィラメント用樹脂組成物、フィラメントおよびフィラメントの製造方法 | |
| CN112914174B (zh) | 一种抗菌除臭口罩及其制备方法 | |
| US20240197008A1 (en) | Multilayer protective antimicrobial mask comprising nanofiber membrane | |
| CN106435819A (zh) | 一种新型高性能功能化石墨烯复合多孔纳米抗菌纤维材料及其制备方法 | |
| JP3635581B2 (ja) | 徐放性芯鞘型複合短繊維 | |
| US11549199B2 (en) | Active apparel and fabric and coverings | |
| CN111690997A (zh) | 一种多重防霉复合纺织面料及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |