CN205685886U - 一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。本实用新型的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，包括由上至下依次设置的第一柔性熔喷层、第一纳米纤维抗菌层、纳米纤维亲水层、第二纳米纤维抗菌层、第二柔性熔喷层，第一纳米纤维抗菌层、第二纳米纤维抗菌层均由纳米二氧化钛层与纳米纤维抗菌材料层交替层叠；第一柔性熔喷层和第二柔性熔喷层赋予了熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料较佳的柔软性，手感好，舒适度高；纳米纤维抗菌材料层与纳米二氧化钛层交替层叠形成持续抗菌体，使非织造材料具有持久的抗菌效果；纳米二氧化钛层具有良好的防紫外线功能；纳米纤维亲水层使非织造材料具有良好的亲水性能。

Description

一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料

技术领域

本实用新型属于非织造材料领域，具体涉及一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。

背景技术

非织造材料又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布。非织造技术是一门源于纺织，但又超越纺织的材料加工技术。无论在航天技术、环保治理、农业技术、医用保健或是人们的日常生活等许多领域，非织造新材料已成为一种愈来愈广泛的重要产品。在逐渐地接纳非织造材料的品质和性能的同时，各个应用领域也同时提出了更多的功能需求，在健康环保日益受重视的今天，抗菌、抑菌等元素逐渐融入人们的生活中。

现有技术中，被广泛接受的是采用后整理的方法制备抗菌非织造材料，即将各类抗菌材料与水性树脂、填料等配成整理液，对经过表面预处理或未经处理的非织造布进行后处理，后整理的方法适用的抗菌剂材料种类多，抗菌整理工艺灵活，成本经济，但是该处理方法所得产品的抗菌持久性较差，不耐水洗和摩擦，并且制备的抗菌非织造材料手感不好。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，抗菌效果持久，柔软性好，舒适性好，防紫外线性能优良。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，包括由上至下依次设置的第一柔性熔喷层、第一纳米纤维抗菌层、纳米纤维亲水层、第二纳米纤维抗菌层、 第二柔性熔喷层，所述第一纳米纤维抗菌层、所述第二纳米纤维抗菌层均由纳米二氧化钛层与纳米纤维抗菌材料层交替层叠。

其中，所述第一柔性熔喷层与所述第二柔性熔喷层的厚度均为10～100μm，例如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm。所述第一柔性熔喷层与所述第二柔性熔喷层由聚合物短纤维、棉纤维、ES纤维经热风粘合加工而成，所述的聚合物短纤维为聚合物经熔喷纺丝工艺制备成。熔喷法是一种超细纤维成网法熔喷非织造布由直径在4μm以内的超细纤维构成，因此所制取的非织造布手感柔软过滤性好。熔喷聚合物非织造布因纤维互相缠接热融粘合和超细纤维之间的表面吸引力，纤网具有良好的完整性。超细聚合物滤材具有过滤效率高、阻力低和一定的耐高温、耐酸碱性、耐湿耐有机溶剂等性能。熔喷法非织造材料的生产过程是：将聚合物切片通过螺杆挤出机使其熔融，经过喷丝孔将其喷出成为纤维状，并在高速(13000m/min)热气流的喷吹下，使之受到强大拉伸，形成极细的短纤维，这些短纤维被吸附在成网帘上，由于纤维凝聚成网后仍能保持较高的温度，从而使纤维间相互粘连成为熔喷法非织造材料，最后进行成卷打包。熔喷非织造材料因其在过滤、阻菌、吸附等方面的突出优点而受到重视。熔喷法制备成的聚合物短纤维，以及经热风粘合加工的方法制备成的第一柔性熔喷层与第二柔性熔喷层赋予了熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料较佳的柔软性，手感好。

其中，所述聚合物短纤维、所述棉纤维与所述ES纤维的质量比为(5～20)：(1～10)：(1～5)。ES纤维，是英文“Ethylene-Propylene Side By Side”的缩写，是日本智索公司开发出来的引人注目的聚烯烃系纤维的一种。作为一种新型的热接合性复合纤维，ES纤维在世界上获得了很高的评价。ES纤维经过热处理后，纤维与纤维互相接着，便可形成不用粘合剂的无纺布成型体。聚合物短纤维、 棉纤维与ES纤维通过热风粘合加工后，形成蓬松型的材料，柔软性好。

其中，所述聚合物短纤维的平均纤维直径为1.5μm以下。

其中，所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺中的一种。

其中，所述纳米纤维亲水层的厚度为10～50μm，例如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm。纳米纤维亲水层是由纳米纤维亲水材料制备成的，纳米纤维亲水材料的制备过程为：聚丙烯熔融后经静电纺丝工艺制备纳米纤维材料，将亲水剂用高纯水稀释后制备成亲水溶剂，将亲水溶剂涂覆于所述纳米纤维材料后，经烘干制备成纳米纤维亲水材料。

其中，所述纳米二氧化钛层的层数与所述纳米纤维抗菌材料层的层数相同。

其中，所述纳米二氧化钛层的层数与所述纳米纤维抗菌材料层的层数均为1～10层，例如均为1层、2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层、9层、10层。

其中，所述纳米二氧化钛层的厚度为10～30μm，例如10μm、15μm、20μm、25μm、30μm。纳米级二氧化钛，亦称钛白粉，直径在100纳米以下，无毒，无味，无刺激，热稳定性与耐热性强，不燃烧，产品外观为白色疏松粉末，具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域，在光线中紫外线的作用下长久杀菌。纳米TiO₂还有以下优点：一是即效性好，TiO₂的抗菌效果仅需1h即可发生；二是TiO₂是半永久维持抗菌效果的抗菌剂，不像其他抗菌剂会随着溶出而效果逐渐下降；三是安全性高，TiO₂可用于食品添加剂中，TiO₂与皮肤接触对皮肤无不良影响。TiO₂粒度越细、分散性越好、比表面积越大，则杀菌效果越好。纳米TiO₂对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98％以上；用纳米TiO₂光催化氧化深度处理自来水， 可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准；在涂料中添加纳米TiO₂可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味。

另外，纳米TiO₂还具有良好的防紫外线功能。纳米TiO₂既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。纳米TiO₂由于粒径小，活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力，它的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性，其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关：当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖，属一般的物理防晒，防晒能力较弱；随着粒径的减小，光线能透过纳米二氧化钛的粒子面，对长波区紫外线的反射、散射性不明显，而对中波区紫外线的吸收性明显增强，其防晒机理是吸收紫外线，主要吸收中波区紫外线。因此，纳米二氧化钛层使非织造材料具有良好的防紫外线功能。

其中，所述纳米二氧化钛层中的纳米二氧化钛的直径为10～50nm，例如10nm、20nm、30nm、40nm、50nm。

其中，所述纳米纤维抗菌材料层的厚度为50～100μm，例如50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm。所述纳米纤维抗菌材料层是由添加了抗菌剂的聚合物经静电纺丝工艺制备成的纳米纤维抗菌材料制备成。抗菌剂是指一些微生物高度敏感，少量添加到材料中即可赋予材料抗微生物性能的化学物质，也就是说抗菌整理剂是能使细菌、真菌等微生物不能发育或抑制微生物生长的物质。抗菌整理中所用到的抗菌剂要求对不受欢迎的微生物有选择活性，抗菌效果佳， 无耐药性，耐洗涤，耐消毒和灭菌处理等。另外，大多非织造抗菌产品都是用于医疗、医药产品和个人卫生产品等方面，因此要求对皮肤无刺激性、无毒性、不产生致病物质等。单从抗菌抑菌效果来讲，无机抗菌剂特别是银系抗菌剂的效果较好。

其中，聚合物与所述抗菌剂的质量比为(10～50)：1，例如10:1、20:1、30:1、40:1、50:1。

优选地，所述抗菌剂为银系抗菌剂和/或纳米氧化锌，所述纳米纤维抗菌材料层中采用的所述聚合物为聚丙烯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，包括由上至下依次设置的第一柔性熔喷层、第一纳米纤维抗菌层、纳米纤维亲水层、第二纳米纤维抗菌层、第二柔性熔喷层，所述第一纳米纤维抗菌层、所述第二纳米纤维抗菌层均由纳米二氧化钛层与纳米纤维抗菌材料层交替层叠；第一柔性熔喷层和第二柔性熔喷层赋予了熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料较佳的柔软性，手感好，舒适度高；纳米二氧化钛层的抗菌效果快，抗菌性能持久，安全有效，第一纳米纤维抗菌层、第二纳米纤维抗菌层中纳米纤维抗菌材料层与纳米二氧化钛层交替层叠形成持续抗菌体，使非织造材料具有持久的抗菌效果；同时，纳米二氧化钛层还具有良好的防紫外线功能；纳米纤维亲水层使非织造材料具有良好的亲水性能。

附图说明

图1为本实用新型的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料的结构示意图；

图2为本实用新型的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料中第一纳米纤维抗菌层的结构示意图；

附图标记如下：

1-第一柔性熔喷层；2-第一纳米纤维抗菌层；3-纳米纤维亲水层；4-第二纳米纤维抗菌层；5-第二柔性熔喷层；6-纳米二氧化钛层；7-纳米纤维抗菌材料层。

具体实施方式

下面结合图1、图2并通过实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1、图2所示，一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，包括由上至下依次设置的第一柔性熔喷层1、第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4、第二柔性熔喷层5，所述第一纳米纤维抗菌层2、所述第二纳米纤维抗菌层4均由纳米二氧化钛层6与纳米纤维抗菌材料层7交替层叠，即第一纳米纤维抗菌层2由纳米二氧化钛层6与纳米纤维抗菌材料层7交替层叠而成，第二纳米纤维抗菌层4也由纳米二氧化钛层6与纳米纤维抗菌材料层7交替层叠而成，并且，第二纳米纤维抗菌层的结构与第一纳米纤维抗菌层的结构相同，与图2中的结构相同，在此不再赘述。第一柔性熔喷层和第二柔性熔喷层赋予了熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料较佳的柔软性，手感好，舒适度高；纳米二氧化钛层的抗菌效果快，抗菌性能持久，安全有效，第一纳米纤维抗菌层、第二纳米纤维抗菌层中纳米纤维抗菌材料层与纳米二氧化钛层交替层叠形成持续抗菌体，使非织造材料具有持久的抗菌效果；同时，纳米二氧化钛层还具有良好的防紫外线功能；纳米纤维亲水层使非织造材料具有良好的亲水性能。

本实用新型的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别制备柔性熔喷材料、纳米纤维抗菌材料、纳米纤维亲水材料；

2))将纳米二氧化钛材料与纳米纤维抗菌材料交替层叠制备纳米纤维抗菌体材料；

3)在纳米纤维亲水材料的两侧分别设置纳米纤维抗菌体材料，形成具有第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4的非织造材料；

4)在步骤3)所述的非织造材料的两侧分别设置柔性熔喷材料，形成由上至下依次设置的第一柔性熔喷层1、第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4、第二柔性熔喷层5的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。

下面通过具体实施例来说明本实用新型的纳米纤维抗菌非织造材料的性能。如无具体说明，本实用新型的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

实施例1

1)以聚丙烯为原料经熔喷纺丝工艺制备平均直径为1μm的聚丙烯短纤维，将制备的聚丙烯短纤维、棉纤维、ES纤维按质量比为15:8:3的配比，经热风粘合加工成柔性熔喷材料；

2)在聚丙烯中添加银系抗菌剂，熔融后经静电纺丝工艺制备成纳米纤维抗菌材料，其中聚丙烯与银系抗菌剂的质量比为20:1，将纳米二氧化钛材料与纳米纤维抗菌材料交替层叠制备纳米纤维抗菌体材料，其中，纳米二氧化钛的直径为20nm；

3)聚丙烯熔融后经静电纺丝工艺制备纳米纤维材料，将亲水剂用高纯水稀释后制备成亲水溶剂，将亲水溶剂涂覆于所述纳米纤维材料后，经烘干制备纳米纤维亲水材料；

4)在纳米纤维亲水材料的两侧分别设置纳米纤维抗菌体材料，形成具有第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4的非织造材料；在如上材料的外侧设置柔性熔喷材料，形成由上至下依次设置的第一柔性熔喷 层1、第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4、第二柔性熔喷层5的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。

实施例2

1)以聚丙烯为原料经熔喷纺丝工艺制备平均直径为1.5μm的聚丙烯短纤维，将制备的聚丙烯短纤维、棉纤维、ES纤维按质量比为5:5:1的配比，经热风粘合加工成柔性熔喷材料；

2)在聚丙烯中添加银系抗菌剂，熔融后经静电纺丝工艺制备成纳米纤维抗菌材料，其中聚丙烯与银系抗菌剂的质量比为10:1，将纳米二氧化钛材料与纳米纤维抗菌材料交替层叠制备纳米纤维抗菌体材料，其中，纳米二氧化钛的直径为30nm；

3)聚丙烯熔融后经静电纺丝工艺制备纳米纤维材料，将亲水剂用高纯水稀释后制备成亲水溶剂，将亲水溶剂涂覆于所述纳米纤维材料后，经烘干制备纳米纤维亲水材料；

4)在纳米纤维亲水材料的两侧分别设置纳米纤维抗菌体材料，形成具有第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4的非织造材料；在如上材料的外侧设置柔性熔喷材料，形成由上至下依次设置的第一柔性熔喷层1、第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4、第二柔性熔喷层5的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。

实施例3

1)以聚丙烯为原料经熔喷纺丝工艺制备平均直径为1μm的聚丙烯短纤维，将制备的聚丙烯短纤维、棉纤维、ES纤维按质量比为18:6:5的配比，经热风粘合加工成柔性熔喷材料；

2)在聚丙烯中添加银系抗菌剂，熔融后经静电纺丝工艺制备成纳米纤维抗 菌材料，其中聚丙烯与纳米氧化锌的质量比为40:1，将纳米二氧化钛材料与纳米纤维抗菌材料交替层叠制备纳米纤维抗菌体材料，其中，纳米二氧化钛的直径为50nm；

3)聚丙烯熔融后经静电纺丝工艺制备纳米纤维材料，将亲水剂用高纯水稀释后制备成亲水溶剂，将亲水溶剂涂覆于所述纳米纤维材料后，经烘干制备纳米纤维亲水材料；

4)在纳米纤维亲水材料的两侧分别设置纳米纤维抗菌体材料，形成具有第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4的非织造材料；在如上材料的外侧设置柔性熔喷材料，形成由上至下依次设置的第一柔性熔喷层1、第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4、第二柔性熔喷层5的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。

实施例4

1)以聚丙烯为原料经熔喷纺丝工艺制备平均直径为0.8μm的聚丙烯短纤维，将制备的聚丙烯短纤维、棉纤维、ES纤维按质量比为20:5:2的配比，经热风粘合加工成柔性熔喷材料；

2)在聚丙烯中添加银系抗菌剂，熔融后经静电纺丝工艺制备成纳米纤维抗菌材料，其中聚丙烯与纳米氧化锌的质量比为50:1，将纳米二氧化钛材料与纳米纤维抗菌材料交替层叠制备纳米纤维抗菌体材料，其中，纳米二氧化钛的直径为40nm；

3)聚丙烯熔融后经静电纺丝工艺制备纳米纤维材料，将亲水剂用高纯水稀释后制备成亲水溶剂，将亲水溶剂涂覆于所述纳米纤维材料后，经烘干制备纳米纤维亲水材料；

4)在纳米纤维亲水材料的两侧分别设置纳米纤维抗菌体材料，形成具有第 一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4的非织造材料；在如上材料的外侧设置柔性熔喷材料，形成由上至下依次设置的第一柔性熔喷层1、第一纳米纤维抗菌层2、纳米纤维亲水层3、第二纳米纤维抗菌层4、第二柔性熔喷层5的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料。

对实施例1～4制备的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1

本实用新型制备的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，抗菌效果持久，抑菌率大于99.9％，3h抑菌率也均大于99％，柔软性好，舒适性高，防紫外线性能好，并且制备方法简单。

尽管本实用新型中所涉及的数值范围(尺寸、工艺参数)在上述实施例中未列举出具体数值，但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值 范围内的任何数值均可实施本实用新型，当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处，出于篇幅的考虑，省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例，此不应当视为本实用新型的技术方案的公开不充分。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，包括由上至下依次设置的第一柔性熔喷层(1)、第一纳米纤维抗菌层(2)、纳米纤维亲水层(3)、第二纳米纤维抗菌层(4)、第二柔性熔喷层(5)，所述第一纳米纤维抗菌层(2)、所述第二纳米纤维抗菌层(4)均由纳米二氧化钛层(6)与纳米纤维抗菌材料层(7)交替层叠。

2.根据权利要求1所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛层(6)的层数与所述纳米纤维抗菌材料层(7)的层数相同。

3.根据权利要求2所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛层(6)的层数与所述纳米纤维抗菌材料层(7)的层数均为1～10层。

4.根据权利要求1所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛层(6)中的纳米二氧化钛的直径为10～50nm。

5.根据权利要求1所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述第一柔性熔喷层(1)与所述第二柔性熔喷层(5)的厚度均为10～100μm。

6.根据权利要求1所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述纳米纤维亲水层(3)的厚度为10～50μm。

7.根据权利要求1所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛层(6)的厚度为10～30μm。

8.根据权利要求1所述的熔喷复合纳米抗菌超柔软非织造材料，其特征在于，所述纳米纤维抗菌材料层(7)的厚度为50～100μm。