本发明属于无纺制品技术领域，具体涉及一种抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺。
背景技术：
全球各国都非常重视环保问题，纷纷出台了相关的政策与法规支持生物质塑料，而在国内2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋，医用领域是聚乳酸最早进入的市场。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚乳酸比其他常用高分子材料具有独特的生物兼容性和生物降解性，得到了美国食品药品管理局(fda)的批准可用于人体，如生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线、骨科用固定件、骨钉及手术器件、医用支架、生物导管等，低分子量聚乳酸可用作缓释药物包裹材料。
国家发改委2012年发布《新材料产业“十二五”规划》提出积极开展聚乳酸等生物可降解材料的研究，加快实现产业化推进生物基高分子材料和生物基绿色化学品产业发展。2013年发布的《生物产业发展“十二五”规划》明确指出实现一批重要生物基产品的非粮原料生产，推进生物基材料化学聚合等技术的发展与应用。
开发抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品，将促进无纺布行业和相关产业的发展，提升相关行业的自主创新能力，市场前景十分看好。
中国专利申请号为cn201810772945.3公开了一种高吸水高透气医用磁疗弹性无纺布，包含有以下的组分：改性聚乳酸纤维20～27份、改性竹纤维20～33份、羟甲基纤维素10～20份、干酪素2～5份、大豆蛋白纤维20～30份、海藻酸钠5～10份、淀粉20～35份、磁性淀粉20～23份、改性聚丙烯酰胺纤维40～45份、植物提取物3～5份，是一种磁疗功能性纤维材料。
技术实现要素：
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述乳酸纤维制成，可在自然条件下完全降解，生成对环境无害的二氧化碳和水，不会造成污染，并且聚乳酸纤维天然抑菌、抗螨虫、ph值贴近皮肤的数值，安全环保，工艺简单，其中fdy溶丝工艺可以在纺丝过程中引入拉伸作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的聚乳酸长丝。通过毛圈纬编机织造后的聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺进行加固，强力增加明显，力学性能好，通过表面改性液、吸附改性液对初级无纺布的表面亲水性、吸附性进行改性，亲水性明显增强，改性条件温和，不影响材料本身的优良性能，拓宽了聚乳酸无纺布的应用范围，经济有效地去除苯乙烯等挥发性有机化合物对社会的可持续发展以及维护人类健康具有很大的现实意义，应用前景广泛。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
包括如下步骤：
(1)聚乳酸纤维的制备：通过fdy溶丝工艺将聚乳酸生产成长丝，通过毛圈纬编机对所述长丝进行织造，得到所述聚乳酸织物；
(2)初级无纺布的制备：将上述聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺，得到所述初级无纺布；
(3)初级无纺布的改性：
1)将上述初级无纺布在无水乙醇中超声处理30min，并用蒸馏水反复洗涤去除杂质，放入真免干燥箱中烘干备用，所述真免干燥箱的温度为50℃；
2)干燥后，加入表面改性液，反应时间为30min；
3)取出无纺布振荡洗涤，再放入吸附改性液，反应时间为30min；
4)重复2)、3)步骤4次，取出无纺布放入真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为50℃，得到所述抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品。
本发明所述的抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品，由聚乳酸纤维制成，可在自然条件下完全降解，生成对环境无害的二氧化碳和水，不会造成污染，并且聚乳酸纤维天然抑菌、抗螨虫、ph值贴近皮肤的数值，安全环保。其中，通过fdy溶丝工艺，将聚乳酸生产成长丝，fdy溶丝工艺可以在纺丝过程中引入拉伸作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的聚乳酸长丝。通过毛圈纬编机织造后的聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺进行加固，强力增加明显，力学性能好。
由于是聚乳酸无纺布以聚乳酸为单体，经过纺丝、织造、铺网、针刺等工艺形成的无纺布，在其结构无反应活性位点，具有较高的结品度和较低的自由能。功能基团的缺乏、表面结构的紧密使得聚乳酸无纺布表而亲水性能较差，这一缺陷极大地很制了聚乳酸无纺布作为功能材料的进一步应用。
本发明所述的抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，在得到初级无纺布(聚乳酸无纺布)后，通过表面改性液、吸附改性液对初级无纺布的表面亲水性、吸附性进行改性。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述原铁液，所述毛圈纬编机为玛雅改装专用毛圈纬编机，所述玛雅改装专用毛圈纬编机为对针编织，后吃2针，调线长度为2mm，绒面送线长度为2.1～2.2mm，输线长度为2.5～2.8mm/针，织造密度为160～190g/m。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述步骤(1)还包括如下步骤：所述聚乳酸织物通过物理割绒法进行割绒，割绒后将浸泡在食用级硅油和水的混合液中，再经脱水、烘干、定型工艺。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，其特征在于，所述食用级硅油和水的混合液，食用级硅油和水的质量比为0.01～0.03:100。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述浸泡在食用级硅油和水的混合液中的时间为20～30min，浸泡温度由0℃升至60℃。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述表面改性液为多巴胺、乙二胺、过硫酸铵浓度比为1:1:1配制的反应液。
在水溶液中，多巴胺被氧化剂过硫酸铵氧化生成多巴胺醌，然后经环化、氧化重排形成低聚物或5,6－二羟基吲哚，进而与多胺发生迈克尔加成或希夫碱反应生成聚多巴胺，聚多巴胺通过氢键作用与初级无纺布(聚乳酸无纺布)表面形成粘合力而附着在其表面，使初级无纺布(聚乳酸无纺布)亲水性明显增强，改性条件温和，不影响材料本身的优良性能，拓宽了聚初级无纺布(聚乳酸无纺布)的应用范围。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述吸附改性液为石墨烯无水乙醇分散液。
挥发性有机化合物是除颗粒污染物、氮硫氧化物污染物之后的第三大空气污染物，生产生活中产生的挥发性有机污染物很容易通过各种途径进入人体并造成多系统多器官的病变，由于无纺布在医疗上的使用，使得具有去除挥发性有机化合物无纺布拥有很大的市场，并且经济有效地去除苯乙烯等挥发性有机化合物对社会的可持续发展以及维护人类健康具有很大的现实意义。
经过表面改性液的表面亲水性改性拓宽了初级无纺布(聚乳酸无纺布)的应用范围，为吸附改性液的石墨烯无水乙醇分散液提供载体，解决了易聚集问题的同时利用了初级无纺布(聚乳酸无纺布)较好的透气性能，更加方便材料的回收再利用。经石墨烯无水乙醇分散液整理后的无纺布，具有大的比表面积和丰富的官能团，可提供丰富的吸附位点，具有高吸附性能，并且稳定性好，重复使用性能良好，具有较好的应用前景。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述石墨烯无水乙醇分散液的浓度为0.5mg/ml～1.5mg/ml。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述步骤(2)的铺网工艺，输入速度为25m/min～30m/min,所述输出速度为1.5m/min～2.0m/min，搭接宽度为10cm～15cm，铺网层数为10，输出宽度为2.5m～3.0m，输入牵伸为2％，输出牵伸为3％。
进一步的，上述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述步骤(2)的针刺工艺包括预针刺、主针刺，所述预针刺的针刺频率为550刺/min，喂入速度为1.8m/min～9m/min，输出速度为1.9m/min～2.0m/min，针刺深度为12mm；所述预针刺的针刺频率为600刺/min，喂入速度为2.0m/min～2.1m/min，输出速度为2.2m/min～2.3m/min，针刺深度为10mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明所述的抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品，由聚乳酸纤维制成，可在自然条件下完全降解，生成对环境无害的二氧化碳和水，不会造成污染，并且聚乳酸纤维天然抑菌、抗螨虫、ph值贴近皮肤的数值，安全环保；
(2)本发明公开的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，工艺合理，效果好，通过fdy溶丝工艺，将聚乳酸生产成长丝，fdy溶丝工艺可以在纺丝过程中引入拉伸作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的聚乳酸长丝。通过毛圈纬编机织造后的聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺进行加固，强力增加明显，力学性能好；
(3)本发明公开的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，通过表面改性液、吸附改性液对初级无纺布的表面亲水性、吸附性进行改性，亲水性明显增强，改性条件温和，不影响材料本身的优良性能，拓宽了聚乳酸无纺布的应用范围，经济有效地去除苯乙烯等挥发性有机化合物对社会的可持续发展以及维护人类健康具有很大的现实意义，应用前景广泛。
具体实施方式
下面将结合具体实验数据，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
以下实施例提供了一种抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，所述毛圈纬编机为玛雅改装专用毛圈纬编机，所述玛雅改装专用毛圈纬编机为对针编织，后吃2针，调线长度为2mm，绒面送线长度为2.1～2.2mm，输线长度为2.5～2.8mm/针，织造密度为160～190g/m。
进一步的，所述食用级硅油和水的混合液，食用级硅油和水的质量比为0.01～0.03:100。
并且，所述表面改性液为多巴胺、乙二胺、过硫酸铵浓度比为1:1:1配制的反应液。
进一步的，所述吸附改性液为石墨烯无水乙醇分散液。所述石墨烯无水乙醇分散液的浓度为0.5mg/ml～1.5mg/ml。
实施例1
聚乳酸纤维的制备：通过fdy溶丝工艺将聚乳酸生产成长丝，通过毛圈纬编机对所述长丝进行织造，所述毛圈纬编机为玛雅改装专用毛圈纬编机，玛雅改装专用毛圈纬编机为对针编织，后吃2针，调线长度为2mm，绒面送线长度为2.1～2.2mm，输线长度为2.5～2.8mm/针，织造密度为160～190g/m，得到聚乳酸织物，所述聚乳酸织物通过物理割绒法进行割绒，割绒后将浸泡在食用级硅油和水的混合液中，所述食用级硅油和水的混合液，食用级硅油和水的质量比为0.01:100，浸泡时间为30min，浸泡温度由0℃升至60℃，再经脱水、烘干、定型工艺，进一步得到所述聚乳酸织物；
初级无纺布的制备：将上述聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺，得到所述初级无纺布；其中，铺网机的输入速度为25m/min～30m/min,所述输出速度为1.5m/min～2.0m/min，搭接宽度为10cm～15cm，铺网层数为10，输出宽度为2.5m～3.0m，输入牵伸为2％，输出牵伸为3％；针刺工艺包括预针刺、主针刺，所述预针刺的针刺频率为550刺/min，喂入速度为1.8m/min～9m/min，输出速度为1.9m/min～2.0m/min，针刺深度为12mm；所述预针刺的针刺频率为600刺/min，喂入速度为2.0m/min～2.1m/min，输出速度为2.2m/min～2.3m/min，针刺深度为10mm。
初级无纺布的改性：
1)将上述初级无纺布在无水乙醇中超声处理30min，并用蒸馏水反复洗涤去除杂质，放入真免干燥箱中烘干备用，所述真免干燥箱的温度为50℃；
2)干燥后，加入多巴胺、乙二胺、过硫酸铵浓度比为1:1:1配制的反应液，反应时间为30min；
3)取出无纺布振荡洗涤，再放入石墨烯无水乙醇分散液，所述石墨烯无水乙醇分散液的浓度为0.5mg/ml，反应时间为30min；
4)重复2)、3)步骤4次，取出无纺布放入真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为50℃，得到所述抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品。
实施例2
聚乳酸纤维的制备：通过fdy溶丝工艺将聚乳酸生产成长丝，通过毛圈纬编机对所述长丝进行织造，所述毛圈纬编机为玛雅改装专用毛圈纬编机，玛雅改装专用毛圈纬编机为对针编织，后吃2针，调线长度为2mm，绒面送线长度为2.1～2.2mm，输线长度为2.5～2.8mm/针，织造密度为160～190g/m，得到聚乳酸织物，所述聚乳酸织物通过物理割绒法进行割绒，割绒后将浸泡在食用级硅油和水的混合液中，所述食用级硅油和水的混合液，食用级硅油和水的质量比为0.02:100，浸泡时间为20min，浸泡温度由0℃升至60℃，再经脱水、烘干、定型工艺，得到所述聚乳酸织物；
初级无纺布的制备：将上述聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺，得到所述初级无纺布；其中，铺网机的输入速度为25m/min～30m/min,所述输出速度为1.5m/min～2.0m/min，搭接宽度为10cm～15cm，铺网层数为10，输出宽度为2.5m～3.0m，输入牵伸为2％，输出牵伸为3％；针刺工艺包括预针刺、主针刺，所述预针刺的针刺频率为550刺/min，喂入速度为1.8m/min～9m/min，输出速度为1.9m/min～2.0m/min，针刺深度为12mm；所述预针刺的针刺频率为600刺/min，喂入速度为2.0m/min～2.1m/min，输出速度为2.2m/min～2.3m/min，针刺深度为10mm。
初级无纺布的改性：
1)将上述初级无纺布在无水乙醇中超声处理30min，并用蒸馏水反复洗涤去除杂质，放入真免干燥箱中烘干备用，所述真免干燥箱的温度为50℃；
2)干燥后，加入多巴胺、乙二胺、过硫酸铵浓度比为1:1:1配制的反应液，反应时间为30min；
3)取出无纺布振荡洗涤，再放入石墨烯无水乙醇分散液，所述石墨烯无水乙醇分散液的浓度为1.0mg/ml，反应时间为30min；
4)重复2)、3)步骤4次，取出无纺布放入真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为50℃，得到所述抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品。
实施例3
聚乳酸纤维的制备：通过fdy溶丝工艺将聚乳酸生产成长丝，通过毛圈纬编机对所述长丝进行织造，所述毛圈纬编机为玛雅改装专用毛圈纬编机，玛雅改装专用毛圈纬编机为对针编织，后吃2针，调线长度为2mm，绒面送线长度为2.1～2.2mm，输线长度为2.5～2.8mm/针，织造密度为160～190g/m，得到聚乳酸织物，所述聚乳酸织物通过物理割绒法进行割绒，割绒后将浸泡在食用级硅油和水的混合液中，所述食用级硅油和水的混合液，食用级硅油和水的质量比为0.02:100，浸泡时间为20min，浸泡温度由0℃升至60℃，再经脱水、烘干、定型工艺，得到所述聚乳酸织物；
初级无纺布的制备：将上述聚乳酸织物经过铺网、针刺、卷绕工艺，得到所述初级无纺布；其中，铺网机的输入速度为25m/min～30m/min,所述输出速度为1.5m/min～2.0m/min，搭接宽度为10cm～15cm，铺网层数为10，输出宽度为2.5m～3.0m，输入牵伸为2％，输出牵伸为3％；针刺工艺包括预针刺、主针刺，所述预针刺的针刺频率为550刺/min，喂入速度为1.8m/min～9m/min，输出速度为1.9m/min～2.0m/min，针刺深度为12mm；所述预针刺的针刺频率为600刺/min，喂入速度为2.0m/min～2.1m/min，输出速度为2.2m/min～2.3m/min，针刺深度为10mm。
初级无纺布的改性：
1)将上述初级无纺布在无水乙醇中超声处理30min，并用蒸馏水反复洗涤去除杂质，放入真免干燥箱中烘干备用，所述真免干燥箱的温度为50℃；
2)干燥后，加入多巴胺、乙二胺、过硫酸铵浓度比为1:1:1配制的反应液，反应时间为30min；
3)取出无纺布振荡洗涤，再放入石墨烯无水乙醇分散液，所述石墨烯无水乙醇分散液的浓度为1.5mg/ml，反应时间为30min；
4)重复2)、3)步骤4次，取出无纺布放入真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为50℃，得到所述抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品。
效果验证：
根据本发明所述的用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺，得到的实施例1、实施例2、实施例3的抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品。对实施例1、实施例2、实施例3三组抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的样品进行抗菌性能测试、力学测试、水接触角测试、吸附测试。测试数据见表1。
(1)抗菌性能测试：选用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为实验菌种，按照国家标准gb/120944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，对实施例1、实施例2、实施例3三组抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的样品进行抗菌性能测试，用游标卡尺测量布样周围抑菌圈直径，所有测试样品均制备成直径为8mm的圆片，依据抑菌带宽度和试样下细菌繁殖情况评价抗菌效果，抑菌带宽度的计算如式(1)所示.
d＝(d1－d0)/2
式中，d为抑菌带宽度；d1和d0分别为抑菌带外径和测试样品的直径。
(2)力学测试：按照gb/13923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第一部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》，测试实施例1、实施例2、实施例3三组抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的样品的断裂强力，各样品测试2次取平均值。
(3)水接触角测试：采用dsa100型接触角测量仪对实施例1、实施例2、实施例3三组抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的样品进行亲疏水性测试。测试前将样品剪成合适大小固定于载玻片上，放入样品台，采用悬滴法设置水滴体积为2μl进行测试，记录下接触角的角度，每组测量2次取平均值。
(4)吸附测试：采用柱吸附法对施例1、实施例2、实施例3三组抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品吸附实验，实验系统主要由气体发生、气体吸附和气体检测三个部分组成。在气体发生单元，纯氮被分为两路，一路氮气接发生瓶将挥发性气体苯乙烯吹出并带入缓冲瓶与另一路氮气混合，两个气体质量流量计用来调节氮气流速从而控制苯乙烯的流量和浓度，在缓冲瓶接入稳压阀目的是合理控制瓶内压力进而可以缩短浓度平衡的时间；在气体吸附单元，将样品剪碎称重后放入吸附柱中，填充量为0.2g，吸附柱的温度和发生瓶、缓冲瓶的温度一致；在气体检测单元，气体通过控制阀进入配有氢火焰检测器的气相色谱仪，柱温设置为160℃，进样器温度设置为180℃，检测器温度设置为180℃，每隔5min取样，在线检测气体输出端的浓度，当输出浓度与进口浓度相等且稳定保持至少30min不变时，吸附达到平衡。通过公式可以计算苯乙烯气体的吸附量。
表1
通过表1可得，通过所述用于抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品的生产工艺得到的上述实施例1、实施例2、实施例3的抑菌抗螨可降解生物基聚乳酸功能性无纺制品，相对市面上的无纺制品，抗菌性能更好，力学性能更好，水性改性效果明显，对挥发性有机物这类空气污染物，特别是苯乙烯(苯乙烯是空气污染物的代表物质)具有良好的吸附性。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。