一種抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括：第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層；所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電層；所述第一抗菌層是粒徑為l5nm?50nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二抗菌層為生物多肽類抗菌劑層；本發(fā)明第一、第二無紡布層材料是由原料聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、聚丙烯和聚己內(nèi)酰胺通過熔噴的方法制得；本發(fā)明制備的醫(yī)用無紡布復(fù)合材料既有抗菌性，又能防輻射、阻燃抗靜電性能，主要應(yīng)用于醫(yī)用領(lǐng)域。
【專利說明】
一種抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無紡布領(lǐng)域，特別是涉及一種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無紡布(非織造布)是一種不需要紡紗織布而形成的織物，只是將紡織短纖維或者 長絲進(jìn)行定向或隨機(jī)撐列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用機(jī)械、熱粘或化學(xué)等方法加固而成。簡 單的講就是:它不是由一根一根的紗線交織、編結(jié)在一起的，而是將纖維直接通過物理的方 法粘合在一起的，所以，當(dāng)你拿到你衣服里的粘稱時，就會發(fā)現(xiàn)，是抽不出一根根的線頭的。 非織造布突破了傳統(tǒng)的紡織原理，并具有工藝流程短、生產(chǎn)速度快，產(chǎn)量高、成本低、用途 廣、原料來源多等特點(diǎn)，在日常生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。但是，隨著人們健康意識的 提高和對生活質(zhì)量的重視，如何賦予己經(jīng)廣泛應(yīng)用的無紡布材料的優(yōu)良的性能，成為當(dāng)前 一個熱門的課題。中國專利CN1970865A公開了一種將表面鍍銀的纖維添加進(jìn)無紡布纖維中 的技術(shù)，具有殺滅常見細(xì)菌的能力。中國專利CN201109221Y公開了一種抗菌復(fù)合無紡布材 料，它由三層材料復(fù)合而成，外層為吸水無紡布制作的吸水層，中間層為PE，PU膜或防水透 氣膜制作的防水層，里層為抗菌無紡布制作的抗菌層，使之同時具備了吸水、防水、抗菌的 功能。中國專利CN 104695137A公開了一種抗靜電無紡布，該無紡布由聚酯，聚酰胺類聚合 物，抗靜電劑制備得到，該發(fā)明制備的無紡布纖維直徑較細(xì)，得到無紡布具有比表面積大、 孔隙率高、過濾效率優(yōu)、柔軟性好、舒適感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)用和工業(yè)用口罩、保暖 材料、過濾材料、醫(yī)療衛(wèi)生材料、吸油材料、擦拭布、電池隔板以及隔音材料等領(lǐng)域。中國專 利CN204076983U公開了一種用于制作醫(yī)用口罩的無紡布復(fù)合材料，包括親膚層、吸水層、第 一 PE層、除菌層、第二PE層和親水PP無紡布層，所述親膚層上粘結(jié)有一層吸水層，所述吸水 層上粘結(jié)有第一 PE層，第一 PE層上粘結(jié)有除菌層，所述除菌層的上部粘結(jié)有第二PE層，第二 PE層上粘結(jié)有親水PP無紡布層。
[0003] 無紡布用途廣泛，其中醫(yī)用無紡布方面，包括一次性口罩、防護(hù)服、手術(shù)衣、隔離 衣、實驗服，護(hù)士帽、手術(shù)帽、醫(yī)生帽、手術(shù)包、產(chǎn)婦包、急救包、尿布、枕套、床單、被套、鞋套 等一次性醫(yī)用耗材系列。與傳統(tǒng)的純棉機(jī)織醫(yī)用紡織品相比，醫(yī)用非織造織物具有對細(xì)菌、 塵埃過濾性高、手術(shù)感染率低、消毒滅菌方便、易于與其它材料復(fù)合等特點(diǎn)。醫(yī)用非織造產(chǎn) 品作為用即棄的一次性用品，不僅使用便利，安全衛(wèi)生，還能有效地防止細(xì)菌感染和醫(yī)原性 交叉感染。我國每年消耗大量的醫(yī)用無紡布，但目前市售的醫(yī)用無紡布功能比較單一，缺少 一種集抗菌性、防輻射、阻燃抗靜電等多功能于一身的醫(yī)用無紡布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種醫(yī)用多功能無紡布，該無紡 布既有抗菌性，又能防輻射、阻燃抗靜電性能。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括： 第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一 抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電 層;所述第一抗菌層是粒徑為15nm-50nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二 抗菌層為生物多肽類抗菌劑層；
[0007] 其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟：
[0008] (1)按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯50~70份、聚丙烯30~40份和 聚己內(nèi)酰胺20~40份進(jìn)行充分混合，得混合物A;
[0009] (2)將步驟(1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物；
[0010] (3)將步驟(2)中共混物進(jìn)行真空干燥，干燥后的共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、熔 融、擠出、拉伸、冷卻、自粘合形成無紡布，最后放入干燥箱內(nèi)干燥定型。
[0011]所述聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的結(jié)構(gòu)式為：
y<40〇
[0012] 所述基質(zhì)層為纖維;所述防輻射層由碳纖維和載銀纖維相互交錯鋪網(wǎng)而成，所述 碳纖維徑為3~5μπι，所述載銀纖維徑為2~3.5μπι;所述阻燃抗靜電層為本領(lǐng)域常見的阻燃 抗靜電層;所述生物多肽類抗菌劑選自硫酸魚精蛋白、ε_聚賴氨酸、硫酸多粘菌素或納他霉 素中的一種或多種組合。
[0013] 所述步驟(2)中的擠出溫度為220-250°C;步驟(3)中的共混物的真空干燥溫度為 80-120°C，干燥時間24-48h;步驟(3)中的混合物在制備熔噴無紡布的過程中，熔融溫度為 230-290 °C;滾筒與噴絲口的距離為5-30cm，滾筒轉(zhuǎn)速為20-35r/min;噴絲孔兩側(cè)的熱氣流 的流速為50-250m/ sec，溫度為210-320°C;步驟(3)中的干燥定型溫度為80-110°C，定型時 間為5-20h。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明制備方法制備得到的醫(yī)用無紡布復(fù)合材料，其厚度為0.2-0.4mm，克重 為20-40g/m2，并且其主要應(yīng)用于醫(yī)用口罩的制備。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)效果為：
[0016] (1)本發(fā)明的無紡布集抗菌性、防輻射、阻燃抗靜電等功能于一身，基本能解決醫(yī) 用各個方面的需求；
[0017] (2)本發(fā)明采用無紡布之間設(shè)置兩層抗菌層，極大的提高了其抗菌能力，對大腸桿 菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌4小時檢測，抗菌率均達(dá)到99.9% ;
[0018] (3)本發(fā)明的使用聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、聚丙烯和聚己內(nèi)酰胺三種原料復(fù) 配，具有比傳統(tǒng)的單一原料制得的無紡布材料的比表面積更大、拉力彈性更好、延展性更好 且不易折斷的性能，其中，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到22MPa，縱向延伸率達(dá)到240% ;
[0019] (4)本發(fā)明設(shè)備簡單、工藝流程短、能耗低，采用熔噴方法制備無紡布，使其纖維直 徑較細(xì);本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、新穎、安全可靠、制作方便、成本低廉、適用范圍廣，是一種極具前 景的多用途無紡布材料。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述：
[0021] 實施例1
[0022] -種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括： 第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一 抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電 層;所述第一抗菌層是粒徑為30nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二抗菌 層為生物多肽類抗菌劑ε_聚賴氨酸層;所述防輻射層由碳纖維和載銀纖維相互交錯鋪網(wǎng)而 成，所述碳纖維徑為4μπι，所述載銀纖維徑為3μπι;
[0023] 其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟：
[0024] (1)按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯60份、聚丙烯35份和聚己內(nèi)酰 胺30份進(jìn)行充分混合，得混合物A;
[0025] (2)將步驟（1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物，擠出溫度為 220 °C；
[0026] (3)將步驟(2)中共混物在100 °C真空干燥32h，使得含水率小于120ppm，干燥后的 共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、在260°C下熔融、擠壓成熔體，當(dāng)熔體從模頭的噴絲孔擠出時， 受到噴絲孔兩側(cè)流速為90m/sec，溫度為260°C的高壓熱氣流噴吹，共混物熔體被拉伸成超 細(xì)纖維，凝聚在離噴頭距離IOcm的滾筒式接收器上，接收器的滾筒轉(zhuǎn)速為28r/min，自粘合 成無紡布；將上述得到的無紡布放入干燥箱內(nèi)干燥定型，干燥溫度為l〇〇°C，干燥時間為 12h〇
[0027] 實施例2
[0028] -種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括： 第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一 抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電 層;所述第一抗菌層是粒徑為35nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二抗菌 層為生物多肽類抗菌劑硫酸魚精蛋白層;所述防輻射層由碳纖維和載銀纖維相互交錯鋪網(wǎng) 而成，所述碳纖維徑為3μπι，所述載銀纖維徑為2μπι;
[0029] 其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟：
[0030] (1)按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯65份、聚丙烯40份和聚己內(nèi)酰 胺35份進(jìn)行充分混合，得混合物A;
[0031] (2)將步驟（1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物;擠出溫度為 230 °C；
[0032] (3)將步驟(2)中共混物在110 °C真空干燥36h，使得含水率小于IOOppm，干燥后的 共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、在280°C下熔融、擠壓成熔體，當(dāng)熔體從模頭的噴絲孔擠出時， 受到噴絲孔兩側(cè)流速為l〇〇m/sec，溫度為280°C的高壓熱氣流噴吹，共混物熔體被拉伸成超 細(xì)纖維，凝聚在離噴頭距離12cm的滾筒式接收器上，接收器的滾筒轉(zhuǎn)速為30r/min，自粘合 成無紡布;將上述得到的無紡布放入干燥箱內(nèi)干燥定型，干燥溫度為80°C，干燥時間為15h。
[0033] 實施例3
[0034] -種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括： 第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一 抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電 層;所述第一抗菌層是粒徑為40nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二抗菌 層為生物多肽類抗菌劑酸多粘菌素層;所述防輻射層由碳纖維和載銀纖維相互交錯鋪網(wǎng)而 成，所述碳纖維徑為5μπι，所述載銀纖維徑為3.5μπι;
[0035]其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟：
[0036] (1)按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯70份、聚丙烯40份和聚己內(nèi)酰 胺40份進(jìn)行充分混合，得混合物A;
[0037] (2)將步驟（1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物;擠出溫度為 240 °C；
[0038] (3)將步驟(2)中共混物在120 °C真空干燥20h，使得含水率小于I IOppm，干燥后的 共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、在250°C下熔融、擠壓成熔體，當(dāng)熔體從模頭的噴絲孔擠出時， 受到噴絲孔兩側(cè)流速為120m/sec，溫度為270°C的高壓熱氣流噴吹，共混物熔體被拉伸成超 細(xì)纖維，凝聚在離噴頭距離20cm的滾筒式接收器上，接收器的滾筒轉(zhuǎn)速為25r/min，自粘合 成無紡布;將上述得到的無紡布放入干燥箱內(nèi)干燥定型，干燥溫度為90°C，干燥時間為18h。
[0039] 實施例4
[0040] -種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括： 第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一 抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電 層;所述第一抗菌層是粒徑為50nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二抗菌 層為生物多肽類抗菌劑納他霉素層;所述防輻射層由碳纖維和載銀纖維相互交錯鋪網(wǎng)而 成，所述碳纖維徑為4μπι，所述載銀纖維徑為2.5μπι;
[0041] 其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟：
[0042] (1)按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯50份、聚丙烯30份和聚己內(nèi)酰 胺20份進(jìn)行充分混合，得混合物A;
[0043] (2)將步驟（1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物;擠出溫度為 250 °C；
[0044] (3)將步驟(2)中共混物在120 °C真空干燥24h，使得含水率小于IOOppm，干燥后的 共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、在280°C下熔融、擠壓成熔體，當(dāng)熔體從模頭的噴絲孔擠出時， 受到噴絲孔兩側(cè)流速為150m/sec，溫度為240°C的高壓熱氣流噴吹，共混物熔體被拉伸成超 細(xì)纖維，凝聚在離噴頭距離12cm的滾筒式接收器上，接收器的滾筒轉(zhuǎn)速為26r/min，自粘合 成無紡布;將上述得到的無紡布放入干燥箱內(nèi)干燥定型，干燥溫度為80°C，干燥時間為20h。
[0045] 實施例5
[0046] -種醫(yī)用抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次包括： 第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第一 抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗靜電 層;所述第一抗菌層是粒徑為20nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的第二抗菌 層為生物多肽類抗菌劑ε_聚賴氨酸層;所述防輻射層由碳纖維和載銀纖維相互交錯鋪網(wǎng)而 成，所述碳纖維徑為3μπι，所述載銀纖維徑為3.5μπι;
[0047] 其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟：
[0048] (1)按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯60份、聚丙烯40份和聚己內(nèi)酰 胺30份進(jìn)行充分混合，得混合物A;
[0049] (2)將步驟（1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物;擠出溫度為 230 °C；
[0050] (3)將步驟(2)中共混物在100 °C真空干燥28h，使得含水率小于120ppm，干燥后的 共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、在240°C下熔融、擠壓成熔體，當(dāng)熔體從模頭的噴絲孔擠出時， 受到噴絲孔兩側(cè)流速為l〇〇m/ sec，溫度為230°C的高壓熱氣流噴吹，共混物熔體被拉伸成超 細(xì)纖維，凝聚在離噴頭距離18cm的滾筒式接收器上，接收器的滾筒轉(zhuǎn)速為24r/min，自粘合 成無紡布;將上述得到的無紡布的一側(cè)噴涂防輻射層，最后放入干燥箱內(nèi)干燥定型，干燥溫 度為110°C，干燥時間為15h。
[0051 ]性能測試
[0052]對本發(fā)明實施例1-5所得產(chǎn)品所得產(chǎn)品的性能進(jìn)行測試，抗菌性:將產(chǎn)品碎片浸漬 于菌液中，檢測其表面受污染狀況;防輻射:用輻射檢測儀檢測使用該產(chǎn)品后輻射劑量率的 減少量，單位ySv/h;抗靜電：用體積電阻，Ω . cm表示;阻燃性:試樣火焰蔓延性測定法GB/T 5456-1997垂直法，測試結(jié)果見下表。
[0055] 從上表可知，實施例1-5的無紡布產(chǎn)品具有十分優(yōu)異的抗菌、防輻射以及阻燃抗靜 電的性能。
[0056] 最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料，其特征在于，所述無紡布復(fù)合材料由上至下依次 包括:第一無紡布層、基質(zhì)層和第二無紡布層;所述第一無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有 第一抗菌層和防輻射層，所述第二無紡布層和基質(zhì)層之間依次設(shè)置有第二抗菌層和阻燃抗 靜電層;所述第一抗菌層是粒徑為15nm-50nm的多孔型納米活性炭載銀抗菌劑涂層，所述的 第二抗菌層為生物多肽類抗菌劑層； 其中，所述第一、第二無紡布層材料的制備方法包括如下步驟： (1) 按重量份分別稱取聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯50~70份、聚丙烯30~40份和聚己 內(nèi)酰胺20~40份進(jìn)行充分混合，得混合物A; (2) 將步驟(1)中的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到共混物； (3) 將步驟(2)中共混物進(jìn)行真空干燥，干燥后的共混物通過螺桿擠壓機(jī)加熱、熔融、擠 出、拉伸、冷卻、自粘合形成無紡布，最后放入干燥箱內(nèi)干燥定型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合材料，其特征在于，所述聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的結(jié)構(gòu)式為： 其中，10 J <x<40，lCKy<40。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合材料，其特征在于，所述基質(zhì)層為纖維層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合材料，其特征在于，所述防輻射層由碳纖維和載銀 纖維相互交錯鋪網(wǎng)而成，所述碳纖維徑為3~5mi，所述載銀纖維徑為2~3.5mi。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合材料，其特征在于，所述生物多肽類抗菌劑選自硫 酸魚精蛋白、聚賴氨酸、硫酸多粘菌素或納他霉素中的一種或多種組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布復(fù)合材料，其特征在于，步驟(2)中的擠出溫度為220-250°C ;步驟(3)中的共混物的真空干燥溫度為80-120°C，干燥時間24-48h;步驟(3)中的混 合物在制備熔噴無紡布的過程中，熔融溫度為230-290°C;滾筒與噴絲口的距離為5-30cm， 滾筒轉(zhuǎn)速為20_35r/min;噴絲孔兩側(cè)的熱氣流的流速為50-250m/ sec，溫度為210-320°C;步 驟(3)中的干燥定型溫度為80-110 °C，定型時間為5-20h。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的制備方法制備得到的抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料， 其特征在于，所述無紡布復(fù)合材料的厚度為0.2-0.4mm，克重為20-40g/m 2。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗菌阻燃型無紡布復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述無紡布 復(fù)合材料用于制作醫(yī)用口罩。
【文檔編號】B32B9/04GK106042504SQ201610428991
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】毛文明
【申請人】毛文明