一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布及其制备方法与流程

本发明属于制备无纺布，具体涉及一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布及其制备方法。

背景技术：

1、无纺布又称不织布，根据制备方法不同，有针刺无纺布、熔喷无纺布、纺粘无纺布、水刺无纺布、湿法无纺布等；无纺布具有柔软、防潮、透气、轻薄、无毒无味、价格低廉和可循环再用等特点，同时不产生纤维屑，柔韧耐用，所以在口罩等医疗卫生领域得到了广泛应用；为了满足人们对日益增长的美好生活的需求，也为了更精准的应对疫情防控和公共卫生场所对佩戴口罩的需求，口罩无纺布领域已经在其舒适性和柔软性等方面进行了相应的提升，但其功能仍然比较单一，在隔离紫外线、减少对皮肤的刺激等方面还有待于进一步的研发。具有物理防晒和改善口罩脸、减少紫外线对皮肤辐射损伤的无纺布，在口罩无纺布等领域将有广阔的应用前景，这就是本发明要解决的课题。

技术实现思路

1、本发明的 目的是提供一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布及其制备方法，该种无纺布在应用于口罩领域时，具有物理防晒、减少紫外线辐射和舒缓抗菌、改善口罩脸的显著功效。

2、为了满足上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布，所述无纺布包括以下重量份的生产原料：纳米级物理防晒剂10～20份、聚乳酸纤维（pla）30～50份、二氧化碳与环氧丙烷共聚物（ppc）5～15份、肤感调节剂2～4份、聚乳酸共聚物3～5份、天然纤维10～20份、舒缓抗菌剂4～12份、抗菌粘合剂3～7份。

4、优选的，所述无纺布生产原料的优选重量份为：纳米级物理防晒剂15份、聚乳酸纤维（pla）40份、二氧化碳与环氧丙烷共聚物（ppc）10份、肤感调节剂3份、聚乳酸共聚物4份、天然纤维15份、舒缓抗菌剂8份、抗菌粘合剂5份。

5、优选的，所述的一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布的制备方法，包括以下步骤：

6、（1）制作物理防晒熔合共聚物：将干燥后的纳米级物理防晒剂、pla和ppc混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，所述粉碎机的转速为450-650r/min，粉碎时间为0.5-1.5h，粉碎温度为110-130℃，制备得到粉碎后复合材料；

7、（2）在粉碎后的复合材料中加入肤感调节剂和聚乳酸共聚物，混合后置于搅拌机内，在150～170℃温度下、以600～800r/min的转速进一步搅拌熔合1.5-2.5h，得到物理防晒熔合共聚物；

8、（3）物理防晒功能纤维生产：物理防晒熔合共聚物放入螺杆挤出机内，待熔融纺丝后在喷丝孔内挤出，在空气中冷却固化，气流牵伸后得到物理防晒功能纤维，所述熔体纺丝机中熔融纺丝的温度控制为170～230℃；牵伸速度为200～800m/min。

9、（4）闷包：取所述天然纤维后，均匀在其上喷洒舒缓抗菌剂，打包闷24h-48h，令其回潮均匀，湿度把控在10%以内，符合生产要求，得到舒缓抗菌功能天然纤维；

10、（5）铺网：通过开纤装置，将上述（3）中得到的物理防晒功能纤维的丝条杂乱堆积在网帘上，和上述（4）中得到的舒缓抗菌功能天然纤维在混棉箱混和，然后经梳棉机梳理重叠成网，得到混合纤维网，所述物理防晒功能纤维和舒缓抗菌功能天然纤维混合的比例为(55～75%):(25～45%)；

11、（6）将上述混合纤维网先采用针刺法简单加固，然后在抗菌粘合剂中进行浸渍5～10min，浸渍温度为42～60℃，提高无纺布粘结强度，浸渍后经胶辊挤压输出，在60～120℃下烘干即得物理防晒和舒缓抗菌功能可降解口罩无纺布。在抗菌粘合剂中进行浸渍过程中加入针刺步骤，使抗菌粘合剂充分溶进无纺布中，从而提高无纺布成品的粘结性能和抗断裂强力，同时也进一步提升该无纺布的抗菌功能。

12、优选的，所述纳米级物理防晒剂包括珍珠粉、白矾、高岭土、二氧化钛，所述各组分的质量比为3:2:2:3。

13、优选的，所述pla和ppc均为脂肪族聚酯和蛋白质的可降解聚合物。二者性能独特，其材料在柔韧性和高强度方面互补性强，同时原料来源充分，生产时减少了对有限石油和木材资源的浪费，生产过程无污染，生物降解性良好，成本较低，是理想的高分子材料。

14、优选的，所述肤感调节剂包括氨基硅油、羟甲基纤维素调理剂、卵磷脂，所述各组分的质量比为1:1:1。肤感调节剂在本发明中主要用于调节无纺布的柔软性和平滑度，防静电增加亲肤感。

15、优选的，所述天然纤维为棉纤维、竹纤维和蚕丝纤维中的一种或任意两种。

16、优选的，所述抗菌粘合剂包括壳聚糖、氧化锌、海藻胶、聚丙烯酸钠，所述壳聚糖、氧化锌、海藻胶以及聚丙烯酸钠的重量份比为(2-4):(3.5-5.5):(1-2): (0.5-1.5)，所述优选的重量份比为3:4.5:1.5:1。制备方法为先将聚丙烯酸钠兑入适量水，在低速搅拌状态下将上述其余物料按比例混合均匀一起搅拌至适当粘稠度的抗菌粘合剂，该粘合剂在本发明无纺布后整理工艺中担当了浸渍液的角色。

17、优选的，所述舒缓抗菌剂包括以下各组分重量比：苦参10-20份、当归10-20份、地黄10-20份、防风5-15份、苍术5-15份、知母5-15份、石膏3-7份、洋甘菊3-7份、忍冬花3-7份、薰衣草3-7份、甘草3-7份。

18、优选的，所述舒缓抗菌剂优选以下各组分重量比：苦参15份、当归15份、地黄15份、防风10份、苍术10份、知母10份、石膏5份、洋甘菊5份、忍冬花5份、薰衣草5份、甘草5份。

19、聚乳酸共聚物是一种无毒的高分子有机化合物，成膜性能佳，具有可降解性和良好的生物相容性，在现代化工业领域广泛应用。

20、该发明中的抗菌粘合剂具有以下效果：

21、（1）该抗菌粘合剂组合具有较好的促渗透性，可以促进抗菌粘合剂与纤维组织牢固结合、耐久性强，以实现上浆均匀、发挥其抗菌效果。

22、（2）该抗菌粘合剂为无纺布后期需要染色时，对染料或颜料提供良好的流变性能。

23、（3）在本发明中采用将聚丙烯酸钠和壳聚糖、氧化锌以及海藻胶进行组合，主要利用聚丙烯酸钠食品级增稠、分散、稳定等功效和海藻胶天然的粘合成膜性，来提高抗菌粘合剂的粘合性能，促进无纺布的浸渍效率和粘结性；同时，壳聚糖和氧化锌两者配合，通过与细菌表面静电的相互作用破坏细菌细胞膜、阻碍细菌新陈代谢酶合成，从而起到了良好的抗菌效果，减少了无纺布细菌等微生物的繁殖；并且，氧化锌也是物理防晒原料，浸渍吸附后会进一步提升无纺布物理防晒功能，同时，海藻也具有天然吸收紫外线的能力，所以，含有氧化锌和海藻胶的抗菌粘合剂经过浸渍吸附后进一步提高了该无纺布的物理防晒功能。

24、该发明中的舒缓抗菌剂，源于经典古方“消风散”，在此基础上创新研发而成。舒缓抗菌剂为上述配方的复方提取物。在本发明中的舒缓抗菌剂配方是发明人在明代古方“消风散”原方基础上，精心加减调和而创新出来的中药复方，并首次创新应用于无纺布领域。

25、本发明舒缓抗菌剂中药配方符合中医“君臣佐使”的理论根据和组方原则，确保其舒缓抗菌功效有依有据。古方“消风散”具有疏风止痒、清热除湿功效，现代研究证实“消风散”可用于治疗过敏性皮炎、药物性皮炎、神经性皮炎和红疹等皮肤问题；为了将古方“消风散”更好地应用于口罩无纺布领域，发明人在反复实验基础上对其进行加减调和，突出其舒缓抗菌的功效，并取得较好的效果。在创新后的配方中，以防风、洋甘菊为君，疏风抗敏、舒缓止痒，保护人体皮肤和粘膜；苍术祛风燥湿，苦参清热燥湿，忍冬花泻火除湿，此三味共为臣药，可有效改善面部皮肤瘙痒泛红等不适；当归、地黄养血活血、滋阴润燥，共为佐药，可有效改善面部皮肤血液循环、预防皮肤紧绷等不适；甘草清热解毒抗过敏，调和诸药；薰衣草芳香化浊，改善局部环境空气质量，同时抑菌抗菌，平衡皮肤油脂分泌，抚慰肌肤；甘草薰衣草共为使药，可有效改善长时间佩戴口罩的内环境，进一步减少口气以及空气污染对人体健康和面部皮肤带来的不适，进而达到对面部皮肤理想的养护作用。

26、本发明的有益效果为：

27、（1）本发明提出的一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布及其制备方法，其防晒类原料主要有物理防晒和化学防晒两大类。物理防晒原料主要有二氧化钛、氧化锌、高岭土等，主要是通过散射作用减少紫外线与皮肤的接触，起到防止紫外线对皮肤的侵害；化学防晒主要原料有水杨酸薄荷酯等，主要是吸收紫外线的能量以热能或可见光效应释放出去，达到防紫外线辐射的目的，化学防晒原料具有一定刺激性和毒副作用。

28、（2）本发明提出的一种具有物理防晒和舒缓抗菌功能的可降解无纺布及其制备方法，采用了将粉碎和搅拌相结合的方法，把无机组分纳米级物理防晒剂和有机组分聚乳酸等有效熔合而制备成物理防晒熔合共聚物，然后通过熔纺丝工艺，进一步得到物理防晒功能纤维；再经过步骤（4）、（5），实现了将物理防晒功能纤维和舒缓抗菌功能天然纤维的有机结合，得到了既具有物理防晒又具有舒缓抗菌功能的无纺布；最后，为了进一步提升和稳固无纺布物理防晒与舒缓抗菌的效果，又进行了粘合抗菌剂浸渍液的后整理，主要是利用步骤（6）浸渍液中氧化锌和海藻胶的抗紫外线作用，进一步协助步骤（3）得到的物理防晒功能纤维提升防晒效果，这样前后合力，大大提高了无纺布物理防晒能力；同时，通过步骤（6）浸渍液中壳聚糖和氧化锌两者配合灭菌的作用，也进一步完善和增强了该无纺布舒缓抗菌功能，并和步骤（4）前后呼应，配合协调，使无纺布物理防晒和舒缓抗菌功能环环相套得到了实现。且步骤（1）提供原料安全自然，具有生物可降解性，生态环保，无毒无害，符合我国绿色制造领域要求；同时，肤感调节剂的加入，提高了无纺布良好的亲肤感。

29、（3）本发明生产工艺简单，生产成本低，有利于规模化加工生产，所得物理防晒和舒缓抗菌功能无纺布具有抗菌、防霉、除臭、防紫外线、手感柔软、对人体无毒、对皮肤无过敏反应、安全及绿色环保等优点，可广泛应用于口罩等医疗卫生和家居服装等领域，值得推广。