TWI837686B

TWI837686B - 一種抗病毒聚丙烯無紡布及其製備方法

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Publication number: TWI837686B
Application number: TW111120069A
Authority: TW
Inventors: 健榮何; 澤宏馮; 寶全李
Original assignee: 馬來西亞商美思妲化妝品有限公司
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2024-04-01

Abstract

本發明公開一種抗病毒聚丙烯無紡布及其製備方法，所述聚丙烯無紡布由聚丙烯抗菌母料與聚丙烯為原料製備而成，其中，所述聚丙烯抗菌母料中負載銀-鈰沸石材料。所述聚丙烯無紡布製備方法包括以下步驟：(1)取NaY型沸石負載銀離子和鈰離子得到銀-鈰沸石材料；(2)取聚丙烯加熱至熔融，加入銀-鈰沸石材料，攪拌共混造粒，得到聚丙烯抗菌母料；(3)將聚丙烯抗菌母料與聚丙烯均勻混合後，熔融，過濾，紡絲成網，最後經高溫壓輥燙平製成抗病毒聚丙烯無紡布。本發明提供的抗病毒聚丙烯無紡布是採用銀-鈰沸石材料作為抗病毒劑，綜合了銀係無機抗菌及抗病毒劑和稀土材料的抗菌性能優點，並結合沸石的優異吸附性能，協同提高無紡布的抗病毒性能。

Description

一種抗病毒聚丙烯無紡布及其製備方法

本發明涉及一種聚丙烯無紡布其及製備方法。

無紡布具有防潮、透氣、柔韌、質輕、阻燃、無毒無味、價格低廉、可循環再用等特點。目前，醫療和公共衛生領域對無紡布的需求逐漸加大，對無紡布織品的抗菌以及抗病毒性能提出更高的要求。

目前，對無紡布進行抗菌及抗病毒功能處理的方法主要分為兩類：一是負載抗菌及抗病毒劑至紡織用纖維中，以及另一種是將製備好的無紡布透過後續的化學改性或物理浸漬的工藝，將抗菌及抗病毒劑吸附或接枝在無紡布的表面上。

抗菌及抗病毒劑根據成分的不同主要可以分為天然的，有機合成的和無機的三大類。天然抗菌及抗病毒劑耐熱性差，藥效短，尚未實現規模化生產。有機合成的小分子抗菌及抗病毒劑熱穩定性較差，加工溫度較低(小於200度)，應用受到很大的限制。而在無機抗菌及抗病毒劑中，以奈米銀或載銀材料的抗病毒性能最高。但奈米銀製備工藝複雜，穩定性差，而載銀材料的成本較高，在無紡布的應用難以推廣。

鑑於上述問題，有必要設計一種具有強的抗病毒能力，但成本較低的抗病毒無紡布。

本發明的一個目的是提供一種具有強抗病毒能力，但成本較低且工藝簡單的抗病毒聚丙烯無紡布。

本發明透過以下技術方案實現上述發明目的：一種抗病毒聚丙烯無紡布，由聚丙烯抗菌母料與聚丙烯為原料製備而成，其中，所述聚丙烯抗菌母料中負載銀-鈰沸石材料。

所述聚丙烯抗菌母料中的銀-鈰沸石材料負載總量為20-30wt%。

所述聚丙烯抗菌母料與聚丙烯的質量比例為3-5%：95-97%。

本發明另一個目的在於，提供一種抗病毒聚丙烯無紡布的製備方法。

具體地，該抗病毒聚丙烯無紡布的製備方法，包括以下步驟：

(1)製備銀-鈰沸石材料：取負載有銀離子和鈰離子的NaY型沸石，得到銀-鈰沸石材料。

(2)製備聚丙烯抗菌母料：取聚丙烯加熱至熔融，加入銀-鈰沸石材料，攪拌、共混造粒，得到聚丙烯抗菌母料。

(3)製備抗病毒聚丙烯無紡布：將聚丙烯抗菌母料與聚丙烯均勻混合後，熔融，過濾，紡絲成網，最後經高溫壓輥燙平製成抗病毒聚丙烯無紡布。

作為本發明的一些實施例中，所述步驟(1)中，取NaY型沸石於280-300度烘烤3-5小時後，分散於硝酸銀和硝酸鈰混合溶液中，避光攪拌1.5-2.5小時，洗滌、烘乾後煅燒，冷卻後研磨得到銀-鈰沸石材料。

所述烘烤溫度400-500度，烘烤時間為1-2小時。

硝酸銀和硝酸鈰混合溶液中，硝酸銀濃度為20-30g/L，硝酸鈰的濃度為25-35g/L。

本發明的有益效果是：

1.本發明提供的抗病毒聚丙烯(PP)無紡布是採用銀-鈰沸石材料作為抗病毒劑，其係先以PP粉體製成聚丙烯抗菌母料，再與聚丙烯混合紡絲製備而成，本發明結合了銀離子和稀土離子的抗菌性能，並進一步結合沸石優異的吸附性能，協同提高無紡布的抗病毒性能。

關於本發明提供的無紡布可釋放的游離銀離子，根據Fenton反應機理，游離銀離子可以與蛋白質、核酸等生物大分子的特異性位點結合生成複合物，在溶液中存在溶解氧和水的條件下，這種複合物可以進行連續的循環氧化還原反應，在生物大分子附近可生成大量羥基自由基。羥基自由基有強氧化性，對於生物大分子的結構有很強的破壞作用，這可以滅活病毒等微生物。銀離子可以和病毒核苷酸中磷酸基上的氧原子發生化學鍵合，在磷酸基團上產生偶極矩，誘導產生環狀磷酸鹽，在這種情況下，連接兩個相鄰核苷酸的磷酸二酯鍵斷裂，從而使病毒的核酸鏈發生斷裂，影響病毒遺傳信息的複製；對於DNA病毒，銀離子可以在DNA雙螺旋結構中形成嘌呤/銀/嘧啶的化學鍵，可以取代相鄰的嘌呤與嘧啶之間的氫鍵，形成一種更穩定的螺旋結構，從而阻礙DNA的解螺旋，使病毒難以有效繁殖；如果病毒表面的蛋白質上含有巰基，銀離子可以不可逆地與巰基結合，從而導致蛋白質變性和失活。

本發明提供的無紡布還可釋放稀土鈰離子，可與細胞壁、細胞膜、酶、蛋白質、DNA和RNA作用，抑制微生物的生長。稀土離子具有與鈣離子相似的半徑，且它們與氧、硫、氮的絡合能力大於鈣離子，因此，它們可以是鈣離子優異的拮抗劑。稀土離子的加入改變了微生物細胞膜的通透性，也抑制了微生物的生長。

本發明採用銀離子和稀土離子的複合使用，當將含有紫外線的光照射到無紡布上時，由於外層的價電子存在，產生電子和空穴，大部分電子被稀土元素的外層價電子帶俘獲，產生的電子-空穴濃度遠遠高於未引入稀土；同時，一些躍遷到稀土元素價電子帶的部分電子也容易被銀原子俘獲而形成銀負離子，由於以上兩種活化作用，可進一步強化無紡布的抗病毒性能。

2.本發明採用NaY型沸石作為載體，透過離子交換法，可以進行銀離子和鈰離子的雙重負載，製備的銀-鈰沸石材料可作為抗病毒的活性元件，沸石的微孔通道結構可以有效地固定金屬離子並與銀離子和鈰離子結合。此外，對非織造纖維的表面和內部進行改性和負載，從而使製備的無紡布具有高效持久的抗病毒功能。

下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述，需指出的是，以下所述實施例旨在便於對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。

實施例一

(1)製備銀-鈰沸石材料：將200目NaY型沸石於280度烘烤5小時後，分散於25g/L硝酸銀和30g/L硝酸鈰混合溶液中(溶液pH=5)，避光攪拌2小時，洗滌並於450度烘乾後，進行煅燒1小時，冷卻後研磨製得1250 目的銀-鈰沸石材料。

(2)製備聚丙烯抗菌母料：將聚丙烯加熱至200度，聚丙烯熔融，然後將銀-鈰沸石材料加入到熔體中，加入量為聚丙烯質量的25wt%，即負載量為25wt%，接著，進行攪拌、共混、造粒，得到聚丙烯抗菌母料。

(3)製備抗病毒聚丙烯無紡布：將聚丙烯抗菌母料與聚丙烯按5%：95%的質量比例均勻混合後，然後進行擠壓熔融得到熔體，熔體過濾去除雜質，紡絲成網，最後經高溫壓輥燙平製成抗病毒PP無紡布。

製成的無紡布經廣東微生物分析檢測中心按ISO 18184：2019(E)作抗病毒活性試驗，對A型流感H3N2的抗病毒活性率達98.3%，對人冠狀病毒的抗病毒活性率達97.1%，由此證明，製成的無紡布具有良好的抗病毒性能，可以滿足醫療和公共衛生領域對無紡布的需求。

表1：抗病毒PP無紡布抗A型流感病毒H3N2的結果

表2：抗病毒PP無紡布抗人冠狀病毒HCoV-229E的結果

實施例二

其與實施例一的區別在於：聚丙烯抗菌母料與聚丙烯的質量比為3%：97%。該無紡布的抗病毒效果與實施例一相當。

實施例三

其與實施例一的區別在於：硝酸銀和硝酸鈰的混合溶液中，硝酸銀的濃度為25.5g/L，硝酸鈰的濃度為30.5g/L的硝酸鈰。該無紡布的抗病毒效果與實施例一相當。

實施例四

其與實施例一的區別在於：硝酸銀和硝酸鈰的混合溶液中，硝酸銀的濃度為26g/L，硝酸鈰的濃度為31g/L的硝酸鈰。該無紡布的抗病毒效果與實施例一相當。

實施例五

(1)製備銀-鈰沸石材料：將200目NaY型沸石於300度烘烤3 小時後，分散於25g/L硝酸銀和30g/L硝酸鈰混合溶液中(溶液pH=5)，避光攪拌2小時，然後洗滌，450度乾燥，煅燒1小時，冷卻後研磨，得到12050目銀鈰沸石材料。

(2)製備聚丙烯抗菌母料：將聚丙烯加熱至220度，將聚丙烯熔融，然後將銀-鈰沸石材料加入到熔體中，加入量為聚丙烯質量的20wt%，即負載量為20wt%，接著，進行攪拌、共混、造粒，得到聚丙烯抗菌母料。

(3)製備抗病毒聚丙烯無紡布：將聚丙烯抗菌母料與聚丙烯按5%：95%的質量比例均勻混合後，進行擠壓熔融得到熔體。熔體過濾去除雜質，紡絲成網，最後經高溫壓輥燙平製成抗病毒PP無紡布。

無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

實施例六

其與實施例六的區別在於：聚丙烯抗菌母料與聚丙烯的質量比為4%：96%。該無紡布的抗病毒效果與無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

實施例七

其與實施例六的區別在於：在硝酸銀和硝酸鈰的混合溶液中，硝酸銀的濃度為24.5g/L，硝酸鈰的濃度為29.5g/L的硝酸鈰。該無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

實施例八

其與實施例六的區別在於：硝酸銀和硝酸鈰的混合溶液中，硝酸銀的濃度為24g/L，硝酸鈰的濃度為29g/L的硝酸鈰。該無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

實施例九

(1)製備銀-鈰沸石材料：將200目NaY型沸石於280度烘烤3小時後，分散於25g/L硝酸銀和30g/L硝酸鈰混合溶液中(溶液pH=5)，避光攪拌2小時，然後洗滌，450度乾燥，煅燒1小時，冷卻後研磨，製得12050目的銀-鈰沸石材料。

(2)製備聚丙烯抗菌母料：將聚丙烯加熱至210度，將聚丙烯熔融，然後將銀-鈰沸石材料加入到熔體中，加入量為聚丙烯質量的30wt%，即負載量為30wt%，接著，進行攪拌、共混、造粒，得到聚丙烯抗菌母料。

無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

實施例十

其與實施例九不同的是：硝酸銀和硝酸鈰混合溶液中，硝酸銀濃度為24.5g/L，硝酸鈰濃度為29.5g/L硝酸鈰。無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

實施例十一

其與實施例九不同的是：硝酸銀和硝酸鈰混合溶液中，硝酸銀濃度為24g/L，硝酸鈰濃度為29g/L硝酸鈰。無紡布抗病毒效果與實施例一相當。

以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，並不用於限制本發明，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離本發明技術方案的原理和範圍的情況下，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換。

Claims

一種抗病毒聚丙烯無紡布，其係以聚丙烯抗菌母料和聚丙烯為原料製備而成，其中所述聚丙烯抗菌母料負載銀-鈰沸石材料，且其中所述聚丙烯抗菌母料與聚丙烯的質量比為3：97%至5：95%，其特徵在於，所述抗病毒聚丙烯無紡布係由包括以下之步驟所製得：(1)製備銀-鈰沸石材料：將銀離子和鈰離子負載在NaY型沸石上，得到銀鈰沸石材料；(2)製備聚丙烯抗菌母料：取聚丙烯加熱至熔融，加入銀-鈰沸石材料，攪拌、共混造粒，得到聚丙烯抗菌母料；以及(3)製備抗病毒聚丙烯無紡布：將聚丙烯抗菌母料與聚丙烯均勻混合後，熔融，過濾，紡絲成網，最後經高溫壓輥燙平製成抗病毒聚丙烯無紡布。
如請求項1所述之抗病毒聚丙烯無紡布，其特徵在於，所述聚丙烯抗菌母料中銀-鈰沸石材料的總量為20-30wt%。
如請求項1所述之抗病毒聚丙烯無紡布，其特徵在於，步驟(1)中，將NaY型沸石在280-300度烘烤3-5小時，分散在混合溶液中。將硝酸銀和硝酸鈰在暗處攪拌1.5-2.5小時，洗滌、烘乾後煅燒，冷卻後研磨得到銀-鈰沸石材料。
如請求項3所述之抗病毒聚丙烯無紡布，其特徵在於，烘烤溫度為400-500度，烘烤時間為1-2小時。
如請求項3所述之抗病毒聚丙烯無紡布，其特徵在於，硝酸銀和硝酸鈰的混合溶液中，硝酸銀的濃度為20-30g/L，硝酸鈰的濃度為25-35g/L。