一种抗菌导湿纤维、仿蚕丝光泽的抗菌纺粘非织造布及其制备方法与流程

本发明涉及功能性纤维及应用的，尤其是涉及一种抗菌导湿纤维、仿蚕丝光泽的抗菌纺粘非织造布及其制备方法。

背景技术：

1、纺粘非织造布是通过熔体纺丝、气流牵伸、铺网、热轧固结等工序一步法成型的非织造材料，具有工艺流程短、生产效率高、产品强度好等优点，已广泛应用于卫生材料、医疗防护、包装材料及土工布等领域。随着消费升级和产业转型，市场对纺粘非织造布的功能性、差异化和附加值提出了更高的要求，尤其是作为高端卫生用品的面层材料，不仅要求纺粘非织造布需要具备良好的外观效果、力学性能和加工适应性，而且其组成纤维还需承担着快速导液、降低回渗以及抑制细菌滋生等关键功能，直接关系到产品的使用舒适性和卫生安全性。

2、然而，传统纺粘非织造布在产品外观品质和多功能集成方面日益显现出不足。在外观方面，传统纺粘非织造布普遍表面光滑、反射单一，产品外观缺乏光泽感和高端质感。

3、而在抗菌导湿方面，现有的纺粘非织造布多以亲水改性聚丙烯纤维为主体，虽然能在一定程度上改善纤维亲水性，但纺粘非织造布的导湿性能仍受限于纤维结构形态和表面亲水基团分布均匀性。与此同时，现有纺粘非织造布的抗菌功能主要依赖与抗菌母粒共混纺丝或后整理涂覆的两种路径实现：前者虽可改善抗菌持久性，但抗菌母粒的活性成分可能会干扰纤维的结晶行为与可纺性，造成纤维强度下降、纺丝断头率升高等问题；而后者则存在抗菌耐久性差、长效性不足的问题，而且还存在与皮肤直接接触的安全隐患，更为关键的是，后整理涂覆抗菌剂还可能会影响纤维的表面亲水性，致使产品难以在导湿性能和抗菌效果上实现协同提升。

4、因此，如何在确保良好可纺性与纤维力学强度的前提下，获得兼具快速导液、低回渗、持久抗菌且皮肤接触安全的抗菌导湿纤维，并依托纺粘工艺的在线复合成型方式，制备出具有优异外观性能和高抗菌导湿性能的纺粘非织造布，实现外观品质与功能集成的协同统一，对于推动纺粘非织造布的功能升级、与高端卫生用品面层材料的发展具有重要的研究意义和实用价值。

技术实现思路

1、为了在纤维层面上克服现有纺粘非织造布外观光泽不足、导湿与抗菌性能难以协同提升、抗菌耐久性无法兼顾等缺陷，并获得一种兼具良好外观性、快速导湿、低回渗、持久抗菌且皮肤接触安全的纺粘非织造布，本技术提供一种抗菌导湿纤维、仿蚕丝光泽的抗菌纺粘非织造布及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种抗菌导湿纤维采用如下的技术方案：

3、一种抗菌导湿纤维，由聚丙烯、亲水母粒和抗菌母粒经共混造粒后挤出纺丝制得，所述抗菌导湿纤维呈三叶形截面结构；

4、其中，所述抗菌母粒由包括聚丙烯、负载型抗菌剂、α-单脂肪酸甘油酯、马来酸酐接枝聚丙烯、硬脂酸和抗氧化剂经熔融共混、挤出造粒而成，所述负载型抗菌剂由银粒子和锌离子共同负载于羟基磷灰石上制得，所述α-单脂肪酸甘油酯为α-单辛酸甘油酯、α-单癸酸甘油酯和α-单月桂酸甘油酯中的一种。

5、通过采用上述技术方案，以羟基磷灰石作为载体负载银锌双金属抗菌组分，制成负载型抗菌剂后与聚丙烯、α-单脂肪酸甘油酯、马来酸酐接枝聚丙烯、硬脂酸和抗氧化剂复配造粒形成抗菌母粒，再利用抗菌母粒与聚丙烯、亲水母料共混造粒后纺丝，所制得的抗菌导湿纤维不仅具有较高的干断裂强度，而且具有优异的抗菌效果和抗菌耐久性。在此基础上，抗菌导湿纤维的三叶形截面结构还能有效增大纤维的比表面积，通过三叶形的三条沟槽形成毛细导湿通道，配合亲水改性，两者协同能加速液体沿纤维表面铺展和定向传导，有利于改善抗菌导湿纤维的表面导湿效果，为后续纺粘非织造布实现快速导湿、低回渗和持久抗菌的功能一体化提供了可靠的纤维基础。另外，上述的α-单脂肪酸甘油酯均具备双亲性，不仅能通过迁移至纤维表面协同亲水母粒改善纤维表面的亲水性和爽滑性，而且能协同负载型抗菌剂提高抗菌导湿纤维的抗菌效果，实现广谱抗菌。

6、可选的，所述抗菌导湿纤维包括以下质量份原料：

7、聚丙烯85-92份、亲水母粒3-5份和抗菌母粒5-10份。

8、通过采用上述技术方案，亲水母粒能使纤维表面具有良好润湿性，为实现纤维亲水导湿提供了原料基础。

9、可选的，所述抗菌母粒包括以下质量份原料：

10、聚丙烯60-70份、负载型抗菌剂20-25份、α-单脂肪酸甘油酯3-8份、马来酸酐接枝聚丙烯5-10份、硬脂酸1-1.2份、抗氧化剂0.5-1份。

11、可选的，所述负载型抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

12、 a1、将硝酸银和硝酸锌添加至水中，调节ph值至4-5，搅拌至溶解，控制体系中银离子的浓度为0.01-0.05mol/l、锌离子浓度为0.1-0.2mol/l，得到离子抗菌溶液；

13、 a2、将羟基磷灰石添加至所述离子抗菌溶液中，在避光条件下加热至70-90℃，并搅拌反应8-12h，反应结束后分离固体产物，清洗、干燥，置于300-450℃煅烧2-4h，冷却后球磨过筛，得到所述的负载型抗菌剂。

14、通过采用上述技术方案，银、锌双离子的协同抗菌能确保负载型抗菌剂具备高效广谱抗菌效果，而利用羟基磷灰石的缓释特性能调控金属抗菌组分的释放速率，有利于预防因金属抗菌组分的初期爆释导致纤维抗菌寿命短的问题，同时也能减少金属抗菌组分的引入对纤维可纺性和力学性能的影响。

15、可选的，将所述负载型抗菌剂进行改性处理，所述改性处理包括以下步骤：

16、将所述负载型抗菌剂添加至乙醇水溶液中，分散，调节ph值至8-9，在室温下搅拌并滴加正硅酸乙酯，滴加完成后搅拌反应6-12h，加入硅烷偶联剂，搅拌反应1-2h，结束后分离固体产物，清洗、干燥，得到改性处理后的负载型抗菌剂。

17、通过采用上述技术方案，能进一步提高抗菌导湿纤维的抗菌效果，并改善纺粘非织造布的抗菌性能及其抗菌耐久度。一方面包覆层能有效减少金属抗菌组分在纺丝加工过程中的流失与分解，进而能确保金属抗菌组分在纤维中的含量和稳定性；另一方面包覆层也能降低长期使用过程中金属抗菌组分的解析速率，使纺粘非织造布在长期使用或清洗后仍能保持优异的抗菌效果。

18、第二方面，本技术提供的一种仿蚕丝光泽的抗菌纺粘非织造布采用如下的技术方案：

19、一种仿蚕丝光泽的抗菌纺粘非织造布，自上往下依次为表层、中间层和内层；

20、所述表层由异形光泽纤维铺网形成，所述异形光泽纤维的单丝纤度为0.8-2d，铺网角度为30°-60°，所述异形光泽纤维由包括聚丙烯和成核剂经共混造粒后熔融挤出纺丝制得，所述异形光泽纤维呈三叶形截面结构；

21、所述中间层由超细旦纤维铺网形成，所述超细旦纤维的单丝纤度为0.8-2d，铺网角度为45°-90°，所述超细旦纤维由聚丙烯或聚丙烯与poe弹性体的混合料中的一种经共混造粒后熔融挤出纺丝制得，所述超细旦纤维呈圆形截面结构；

22、所述内层由上述的抗菌导湿纤维铺网形成，所述抗菌导湿纤维的单丝纤度为0.8-2d，铺网角度为15°-45°。

23、通过采用上述技术方案，首先异形光泽纤维采用含有成核剂的聚丙烯原料进行纺丝，配合三叶形截面，异形光泽纤维能形成三棱镜分光效应，并赋予纺粘非织造布表层具备仿蚕丝般光泽，有利于改善纺粘非织造布的整体外观效果，并使其具备高端的视觉品质。超细旦纤维采用聚丙烯或聚丙烯与poe弹性体的混合料中的一种进行纺丝，有利于调节超细旦纤维的弯曲刚度和纤维间的摩擦力，配合较细的单丝纤度，能使中间层形成蓬松柔软结构，进而能为纺粘非织造布提供柔软手感和压缩回弹性。将抗菌导湿纤维置于纺粘非织造布非接触面的一侧，能使抗菌组分持续发挥抑菌作用的同时，实现抗菌功能内置，既确保了纺粘非织造布的抗菌效果，又能降低皮肤接触抗菌活性物质的潜在风险，有利于提高纺粘非织造布的使用安全性。

24、其次，表层、中间层和内层依次排列，再配合各层纤维的截面形状，能形成一种“上疏下亲”梯度润湿结构，通过表层异形光泽纤维的疏水属性和异形截面形状、内层抗菌导湿纤维的亲水属性和异形截面形状，再配合各层合适的铺网角度，纺粘非织造布能产生由表层指向内层的单向驱动力，并驱动液体从表层快速向内层单向传输扩散，实现快速下渗和低回渗的技术效果。

25、再者，异形光泽纤维以30°-60°的铺网角度进行铺网，能使其三叶形截面的叶瓣方向在纺粘非织造布表面形成适宜的取向分布，配合异形光泽纤维特定的截面结构，能最大化放大异形光泽纤维的三棱镜分光效应，有利于使异形光泽纤维具备更均匀明亮且富有层次感的仿蚕丝光泽；超细旦纤维以45°-90°的大角度铺网形成蓬松网络结构，配合其超细旦的纤维丝径，有利于优化中间层的压缩回弹性能和柔软手感；内层纤维以15°-45°小角度铺网能使抗菌导湿纤维沿纵向取向，并利用液体沿限位轴向传输阻力远小于垂直方向传输阻力的特性，构建有利于液体快速纵向扩散的传输通道，配合三层结构形成的“上疏下亲”润湿梯度，有利于改善纺粘非织造布的整体导湿效率。进而能有效克服传统纺粘非织造布外观品质不足、导湿与抗菌功能相互制约的技术难题，有利于使纺粘非织造布同时具备光泽外观、柔软触感、快速穿透、低回渗和持久抗菌等多重性能。

26、可选的，在所述异形光泽纤维的三叶形截面结构中，三个叶瓣之间夹角互为120°，且叶径和叶宽的比值为2.8-3.2。

27、通过采用上述技术方案，三叶形截面的三个几何面能够形成稳定且最优的折光角度差异，使光线在异形光泽纤维内部产生类似三棱镜的均匀折射与分光效果，同时能有效预防因叶瓣过宽或过窄导致的光泽散失或反射不均，进而能显著提升纺粘非织造布的表面宏观光泽度和光泽层次感，有利于确保纺粘非织造布表面的20°光泽度能够稳定达到50gu以上，为用户带来高端视觉体验。

28、第三方面，本技术提供的一种纺粘非织造布的制备方法采用如下的技术方案：

29、一种纺粘非织造布的制备方法，包括以下步骤：

30、 s1、将各层纤维以差异化角度依次铺放在成网帘上，形成具有三层结构的初级纤维网；

31、 s2、对初级纤维网进行热轧固结，经冷却、收卷，得到所述的纺粘非织造布。

32、通过采用上述技术方案，各层纤维按顺序依次交叉铺网在同一成网帘上再经热轧固结的工艺路线制备，不仅无需额外的粘结层、或对纤维后整理再离线复合等复杂工序，而且在动态纺丝铺网的过程中各层纤维能相互穿插并形成梯度混合区，既有利于缩短工艺流程、提高了生产效率，也有利于减少纺粘非织造布后续的层间剥离风险。

33、可选的，在s2中，所述热轧固结的温度为140-155℃。

34、可选的，所述热轧辊的中区温度为150-155℃，两边温度为140-150℃。

35、通过采用上述技术方案，中区高温有利于确保热轧时布面有效幅宽区域中的各层纤维充分熔融固结，并保证整体强度和层间结合力，不易分层；两边边区低温则能预防热轧时布面的边缘因过度熔融而导致发硬或断边。通过采用差异化热轧方式，能在确保纺粘非织造布层间结合强度的同时，改善布面质量均匀性和边缘加工性能，有利于提高产品合格率。

36、综上所述，本技术技术方案中至少具备以下任一项有益效果：

37、 1、通过以羟基磷灰石作为载体负载银锌双金属抗菌组分，制成负载型抗菌剂后与聚丙烯、α-单脂肪酸甘油酯和功能助剂复配造粒形成抗菌母粒，再利用抗菌母粒与聚丙烯、亲水母料共混造粒后纺丝，所制得的抗菌导湿纤维不仅具有较高的干断裂强度，而且具有优异的抗菌效果和抗菌耐久性。

38、2、通过将抗菌导湿纤维设置为三叶形截面结构，有利于提高抗菌导湿纤维的表面导湿效果。

39、3、通过采用含成核剂的聚丙烯原料进行纺丝、铺网构成纺粘非织造布的表层，配合其特殊的三叶形截面结构，能赋予纺粘非织造布表面良好的仿蚕丝般光泽，有利于改善纺粘非织造布的整体外观效果，并使其具备高端的视觉品质。

40、4、通过将抗菌导湿纤维置于纺粘非织造布非接触面的一侧，能使纺粘非织造布持续抗菌抑菌的的同时实现抗菌功能内置，既确保了纺粘非织造布的抗菌效果，又能降低使用人员皮肤接触抗菌活性物质的潜在风险，有利于提高纺粘非织造布的使用安全性。