一种环保防螨无纺面料及其制备方法与流程

1.本发明涉及无纺布技术领域，具体涉及一种环保防螨无纺面料及其制备方法。


背景技术：

2.无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧等特点。现有的无纺布多采用聚丙烯（pp材质）粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。此外，由于无纺布以聚丙烯树脂为主要生产原料， 所述聚丙烯树脂比重仅0.9，只有棉花的五分之三，从而，无纺布还有具有蓬松性、手感好的优点。同时，因无纺布具有布的外观和某些性能而称其为布。
3.螨虫，是一类体型微小的节肢动物，身体大小一般都在0.5毫米左右，有些小到0.1毫米，大多数种类小于1毫米，肉眼很难看见。虫体分为颚体和躯体，颚体由口器和颚基组成，躯体分为足体和末体。躯体和足上有许多毛。前端有口器，食性多样，如头皮屑等。世界上已发现螨虫有50000多种，种类数量仅次于昆虫。至今发现，与人类居住环境和健康相关的螨虫就有40余种，主要以尘螨为主。它们分布在地毯、沙发、毛绒玩具、被褥、坐垫、床垫和枕芯等处滋生，以人的汗液、分泌物、脱落的皮屑为食，繁殖速度极快。尘螨的尸体、分泌物和排泄物都是可致病的过敏原，会引起哮喘、皮炎、鼻炎、湿疹、干草热、花粉热及其他过敏性疾病。对于螨虫引起的疾病只能进行预防，即控制螨虫的数量，因此，开发一种具有防螨功能的无纺布，开发一种直接与皮肤接触时不滋生螨虫的面料，具有广阔的市场前景。
4.专利cn112609294a《绿色环保型家纺用抗菌防螨纤维面料》公开了一种绿色环保型家纺用抗菌防螨纤维面料，采用非释放型高分子抗菌防螨剂(即抗菌防螨母粒)它可以作用于细菌的细胞膜，使细菌无法进行呼吸，引起细菌的死亡，同时可以趋避和杀灭螨虫，使螨虫不能在纺织品上生存和繁殖，但该抗菌防螨母粒中原料丙烯基异硫氰酸酯磺胺嘧啶银单体制备方法复杂，原料较贵，成本太高，且不易降解，环保性差。
5.专利cn105922664a《环保可降解的防螨复合面料》公开了一种环保可降解的防螨复合面料，所述防螨复合面料包括：底层、丝绵层、纤维层、无纺布层以及pur热熔胶层；所述底层、丝绵层、纤维层、无纺布层以及pur热熔胶层自下而上依次复合而成，所述底层为防水层，所述丝绵层和纤维层形成中间层，所述无纺布层为可降解的防螨pp无纺布层，所述pur热熔胶层位于所述无纺布层的表层。该复合面料结构复杂，实际生产过程中操作难度大，且其防螨效果不佳。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提出一种环保防螨无纺面料及其制备方法，具有可降解且有较好的防螨、抗菌抑菌效果，其易于降解，对环境友好。同时，本发明的无纺面料具有广泛的应用领域，其可用于口罩、衣物、沙发等防螨虫滋生的纺织品中。
7.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种环保防螨无纺面料，由防螨改性聚丙烯母粒、竹炭纤维、抗氧剂、
乙烯丙烯共聚物制备而成；所述防螨改性聚丙烯母粒由固定化防螨剂和聚丙烯混合制粒而成；所述固定化防螨剂是将防螨剂包被于壳聚糖
‑
积雪草酸复合的笼形结构中；所述防螨剂选自冰片、异冰片、硫氰酸乙酯、柿涩、桉树油中的至少一种。
8.作为本发明的进一步改进，所述防螨剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为（3
‑
7）：2。
9.作为本发明的进一步改进，所述固定化防螨剂的制备方法如下：s1.将壳聚糖溶解于1
‑
5wt%的乙酸溶液中，制成壳聚糖质量分数为5
‑
10wt%的壳聚糖溶液；s2.将积雪草酸溶于乙醇中，制成积雪草酸质量分数为1
‑
3wt%的积雪草酸溶液；s3.将防螨剂溶于乙醇中，制成防螨剂质量分数为0.5
‑
2.5wt%的防螨剂溶液；s4.将壳聚糖溶液和积雪草酸溶液混合，搅拌10
‑
15min后，加入防螨剂溶液，升温至50
‑
70℃，继续搅拌5
‑
10min，按终浓度为0.5
‑
1wt％的比例加入京尼平，继续搅拌反应2
‑
4h，调节ph值为6
‑
7，冷冻干燥，得到固定化防螨剂。
10.作为本发明的进一步改进，所述壳聚糖和积雪草酸的质量比为10：（2
‑
3）；所述固定化防螨剂中防螨剂的负载量为2
‑
5wt%。
11.作为本发明的进一步改进，所述防螨改性聚丙烯母粒的制备方法如下：将100
‑
200重量份聚丙烯、10
‑
15重量份固定化防螨剂混合均匀后，送入双螺杆挤出机中，在温度为180
‑
200℃、螺杆转速100
‑
500rpm下经熔融反应后挤出造粒，得到防螨改性聚丙烯母粒。
12.作为本发明的进一步改进，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂3114、抗氧剂bht、抗氧剂tnp、抗氧剂164中的至少一种。
13.本发明进一步保护一种上述环保防螨无纺面料的制备方法，包括以下步骤：（1）原料准备：将150
‑
300重量份防螨改性聚丙烯母粒、50
‑
100重量份竹炭纤维、2
‑
5重量份抗氧剂和30
‑
70重量份乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（2）纺丝成网：将步骤（1）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；（3）加固整理：将步骤（2）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（4）烘干：将步骤（3）得到的无纺布送入烘箱中进行烘干，得到环保防螨无纺面料。
14.作为本发明的进一步改进，步骤（1）中所述熔融温度为180
‑
220℃。
15.作为本发明的进一步改进，步骤（4）中烘干步骤经过三级烘干。
16.作为本发明的进一步改进，所述三级烘干包括：一级烘干温度为50
‑
80℃，烘干时间为20
‑
50min，二级烘干温度为80
‑
100℃，烘干时间为30
‑
60min，三级烘干温度为100
‑
125℃，烘干时间为20
‑
40min。
17.本发明具有如下有益效果：本发明防螨剂包括冰片、异冰片、硫氰酸乙酯、柿涩、桉树油等高效化学防螨剂和天然生物防螨剂，优选地，本发明通过将化学防螨剂冰片和生物防螨剂桉树油进行混合，制得防螨抑菌效果更好的复配防螨剂，具有协同增效的作用，通过破坏螨的神经官能、表皮、生长和发育以及繁殖来干扰螨的生命活动而使之灭亡，对螨虫的杀灭能力强大，见效快，效率高，成本较低，同时易降解，对人体无不良影响，安全环保。
18.本发明将防螨剂装入固定化笼中，通过壳聚糖和积雪草酸交联后形成的笼形结构后，防螨剂包被于笼形结构中，然后将固定化防螨剂于聚丙烯混合制粒，都可以实现防螨剂与高分子材料的充分混合，同时，防螨剂镶嵌在纤维内部，在使用和洗涤纺织品的过程中，表面一层防螨剂被洗掉，又有新的防螨剂从内溶出补充，在织物表面又形成一层新的防螨层，发挥防螨作用，从而体现出优良的耐洗性。另一方面，壳聚糖和积雪草酸也具有一定的防螨、抗菌抑菌效果，进一步增强了其防螨性能。
19.本发明添加的竹炭纤维中含有具有天然抗菌抑菌物质竹醌，从而使得制得的无纺布面料抗菌、抑菌、防螨效果增强，同时制得的面料具有优异的吸湿透气性能，与聚丙烯、乙烯丙烯共聚物混合后，得到的无纺布面料尺寸稳定性较好。
20.本发明采用三级烘干，一级烘干烘除低沸点溶剂，二级烘干烘除水和乙醇的溶剂，三级烘干烘除一些高沸点溶剂，从而实现高效烘干，使得无纺面料快速达到一个干燥的效果。
21.本发明的无纺面料可降解且具有较好的防螨、抗菌抑菌效果，其易于降解，对环境友好。同时，本发明的无纺面料具有广泛的应用领域，其可用于口罩、衣物、沙发等防螨虫滋生的纺织品中。
具体实施方式
22.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1本实施例提供一种环保防螨无纺面料的制备方法，具体如下：（1）固定化防螨剂的制备：s1.将10g壳聚糖溶解于1wt%的乙酸溶液中，制成壳聚糖质量分数为5wt%的壳聚糖溶液；s2.将2g积雪草酸溶于乙醇中，制成积雪草酸质量分数为1wt%的积雪草酸溶液；s3.将0.25g防螨剂溶于乙醇中，制成防螨剂质量分数为0.5wt%的防螨剂溶液；防螨剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为3：2；s4.将壳聚糖溶液和积雪草酸溶液混合，搅拌10min后，加入防螨剂溶液，升温至50℃，继续搅拌5min，按终浓度为0.5wt％的比例加入京尼平，继续搅拌反应2h，用1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为6，冷冻干燥，得到固定化防螨剂。
24.（2）防螨改性聚丙烯母粒的制备：将100g聚丙烯、10g固定化防螨剂混合均匀后，送入双螺杆挤出机中，在温度为180℃、螺杆转速100rpm下经熔融反应后挤出造粒，得到防螨改性聚丙烯母粒。
25.（3）原料准备：将150g防螨改性聚丙烯母粒、50g竹炭纤维、2g抗氧剂和30g乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（4）纺丝成网：将步骤（3）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；
（5）加固整理：将步骤（4）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（6）烘干：将步骤（5）得到的无纺布送入烘箱中进行烘干，经过三级烘干，一级烘干温度为50℃，烘干时间为20min，二级烘干温度为80℃，烘干时间为30min，三级烘干温度为100℃，烘干时间为20min，得到环保防螨无纺面料。
26.实施例2本实施例提供一种环保防螨无纺面料的制备方法，具体如下：（1）固定化防螨剂的制备：s1.将10g壳聚糖溶解于5wt%的乙酸溶液中，制成壳聚糖质量分数为10wt%的壳聚糖溶液；s2.将3g积雪草酸溶于乙醇中，制成积雪草酸质量分数为3wt%的积雪草酸溶液；s3.将0.25
‑
0.6g防螨剂溶于乙醇中，制成防螨剂质量分数为2.5wt%的防螨剂溶液；防螨剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为7：2；s4.将壳聚糖溶液和积雪草酸溶液混合，搅拌15min后，加入防螨剂溶液，升温至70℃，继续搅拌10min，按终浓度为1wt％的比例加入京尼平，继续搅拌反应4h，用1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为7，冷冻干燥，得到固定化防螨剂。
27.（2）防螨改性聚丙烯母粒的制备：将200g聚丙烯、15g固定化防螨剂混合均匀后，送入双螺杆挤出机中，在温度为200℃、螺杆转速500rpm下经熔融反应后挤出造粒，得到防螨改性聚丙烯母粒。
28.（3）原料准备：将300g防螨改性聚丙烯母粒、100g竹炭纤维、5g抗氧剂和70g乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（4）纺丝成网：将步骤（3）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；（5）加固整理：将步骤（4）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（6）烘干：将步骤（5）得到的无纺布送入烘箱中进行烘干，经过三级烘干，一级烘干温度为80℃，烘干时间为50min，二级烘干温度为100℃，烘干时间为60min，三级烘干温度为125℃，烘干时间为40min，得到环保防螨无纺面料。
29.实施例3本实施例提供一种环保防螨无纺面料的制备方法，具体如下：（1）固定化防螨剂的制备：s1.将10g壳聚糖溶解于3wt%的乙酸溶液中，制成壳聚糖质量分数为7wt%的壳聚糖溶液；s2.将2g积雪草酸溶于乙醇中，制成积雪草酸质量分数为2wt%的积雪草酸溶液；s3.将0.4g防螨剂溶于乙醇中，制成防螨剂质量分数为1.5wt%的防螨剂溶液；防螨剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为5：2；s4.将壳聚糖溶液和积雪草酸溶液混合，搅拌12min后，加入防螨剂溶液，升温至60℃，继续搅拌7min，按终浓度为0.7wt％的比例加入京尼平，继续搅拌反应3h，用1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为6.5，冷冻干燥，得到固定化防螨剂。
30.（2）防螨改性聚丙烯母粒的制备：将150g聚丙烯、12g固定化防螨剂混合均匀后，送入双螺杆挤出机中，在温度为190℃、螺杆转速300rpm下经熔融反应后挤出造粒，得到防螨改性聚丙烯母粒。
31.（3）原料准备：将220g防螨改性聚丙烯母粒、70g竹炭纤维、3.5g抗氧剂和50g乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（4）纺丝成网：将步骤（3）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；（5）加固整理：将步骤（4）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（6）烘干：将步骤（5）得到的无纺布送入烘箱中进行烘干，经过三级烘干，一级烘干温度为75℃，烘干时间为35min，二级烘干温度为90℃，烘干时间为45min，三级烘干温度为115℃，烘干时间为30min，得到环保防螨无纺面料。
32.实施例4与实施例3相比，防螨剂为冰片，其他条件均不改变。
33.实施例5与实施例3相比，防螨剂为桉树油，其他条件均不改变。
34.对比例1与实施例3相比，防螨剂未经过固定化处理，其他条件均不改变。
35.制备方法如下：（1）防螨改性聚丙烯母粒的制备：将150g聚丙烯、0.4g防螨剂混合均匀后，送入双螺杆挤出机中，在温度为190℃、螺杆转速300rpm下经熔融反应后挤出造粒，得到防螨改性聚丙烯母粒；防螨剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为5：2；（2）原料准备：将220g防螨改性聚丙烯母粒、70g竹炭纤维、3.5g抗氧剂和50g乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（3）纺丝成网：将步骤（2）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；（4）加固整理：将步骤（3）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（5）烘干：将步骤（4）得到的无纺布送入烘箱中进行烘干，经过三级烘干，一级烘干温度为75℃，烘干时间为35min，二级烘干温度为90℃，烘干时间为45min，三级烘干温度为115℃，烘干时间为30min，得到环保防螨无纺面料。
36.对比例2与实施例3相比，固定化防螨剂未与聚丙烯混合制成防螨改性聚丙烯母粒，而是直接添加熔融，其他条件均不改变。
37.（1）固定化防螨剂的制备：s1.将10g壳聚糖溶解于3wt%的乙酸溶液中，制成壳聚糖质量分数为7wt%的壳聚糖溶液；s2.将2g积雪草酸溶于乙醇中，制成积雪草酸质量分数为2wt%的积雪草酸溶液；s3.将0.4g防螨剂溶于乙醇中，制成防螨剂质量分数为1.5wt%的防螨剂溶液；防螨
剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为5：2；s4.将壳聚糖溶液和积雪草酸溶液混合，搅拌12min后，加入防螨剂溶液，升温至60℃，继续搅拌7min，按终浓度为0.7wt％的比例加入京尼平，继续搅拌反应3h，用1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为6.5，冷冻干燥，得到固定化防螨剂。
38.（2）原料准备：将204g聚丙烯、16g固定化防螨剂、70g竹炭纤维、3.5g抗氧剂和50g乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（3）纺丝成网：将步骤（2）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；（4）加固整理：将步骤（3）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（5）烘干：将步骤（4）得到的无纺布送入烘箱中进行烘干，经过三级烘干，一级烘干温度为75℃，烘干时间为35min，二级烘干温度为90℃，烘干时间为45min，三级烘干温度为115℃，烘干时间为30min，得到环保防螨无纺面料。
39.对比例3与实施例3相比，烘干步骤中烘干为在90℃温度下烘干120min，其他条件均不改变。
40.（1）固定化防螨剂的制备：s1.将10g壳聚糖溶解于3wt%的乙酸溶液中，制成壳聚糖质量分数为7wt%的壳聚糖溶液；s2.将2g积雪草酸溶于乙醇中，制成积雪草酸质量分数为2wt%的积雪草酸溶液；s3.将0.4g防螨剂溶于乙醇中，制成防螨剂质量分数为1.5wt%的防螨剂溶液；防螨剂为冰片和桉树油的混合物，质量比为5：2；s4.将壳聚糖溶液和积雪草酸溶液混合，搅拌12min后，加入防螨剂溶液，升温至60℃，继续搅拌7min，按终浓度为0.7wt％的比例加入京尼平，继续搅拌反应3h，用1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为6.5，冷冻干燥，得到固定化防螨剂。
41.（2）防螨改性聚丙烯母粒的制备：将150g聚丙烯、12g固定化防螨剂混合均匀后，送入双螺杆挤出机中，在温度为190℃、螺杆转速300rpm下经熔融反应后挤出造粒，得到防螨改性聚丙烯母粒。
42.（3）原料准备：将220g防螨改性聚丙烯母粒、70g竹炭纤维、3.5g抗氧剂和50g乙烯丙烯共聚物混合后经过螺杆挤压机进行挤压熔融得到熔体，过滤除去杂质；（4）纺丝成网：将步骤（3）得到的熔体经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到滚筒上，得到纤维网；（5）加固整理：将步骤（4）得到的纤维网重叠进入溶液喷射纺丝区进行加固，得到无纺布；（6）烘干：将步骤（5）得到的无纺布送入烘箱中，90℃烘干120min，得到环保防螨无纺面料。
43.测试例1抗菌性参照fz/t73023—2006《抗菌针织品》，将本发明实施例1
‑
5和对比例1
‑
3制得的环保防螨无纺面料以及市售防螨无纺面料进行金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抗
菌性。
44.结果见表1。
45.表1由上表可知，本发明制得的无纺面料具有良好的抗菌性能。
46.测试例2防螨性参照gb/t24253—2009《纺织品防螨性能评价》，不经过任何处理的100％棉织物，经高温蒸煮和蒸馏水洗涤后作为空白样。将本发明实施例1
‑
5和对比例1
‑
3制得的环保防螨无纺面料以及市售防螨无纺面料和空白样分别放在培养皿中，在规定的条件下同时与螨虫接触，经过一定时间的培养后，对培养皿内存活的螨虫菌进行计数，计算试样对螨虫的趋避率或螨虫抑制率，来评价试样的防螨效果。
47.结果见表2。
48.表2
由上表可知，本发明制得的无纺面料具有良好的防螨性能。
49.测试例3耐水洗性将本发明实施例1
‑
5和对比例1
‑
3制得的环保防螨无纺面料以及市售防螨无纺面料浸泡入清水中，以同样的方法洗涤50次、200次和500次，然后参照gb/t24253—2009《纺织品防螨性能评价》，不经过任何处理的100％棉织物，经高温蒸煮和蒸馏水洗涤后作为空白样。将洗涤后的样品和空白样分别放在培养皿中，在规定的条件下同时与螨虫接触，经过一定时间的培养后，对培养皿内存活的螨虫菌进行计数，计算试样对螨虫的趋避率或螨虫抑制率，来评价试样的防螨效果。
50.由上表可知，本发明制得的无纺面料具有良好的耐水洗性。
51.实施例4、5与实施例3相比，采用单一的冰片或桉树油为防螨剂，其抑菌和防螨效果明显下降，可见采用高效化学防螨剂和天然生物防螨剂协同后，能显著提高面料的防螨性和抗菌性，制得防螨抑菌效果更好的复配防螨剂，具有协同增效的作用，通过破坏螨的神经官能、表皮、生长和发育以及繁殖来干扰螨的生命活动而使之灭亡，对螨虫的杀灭能力强大，见效快，效率高，成本较低，同时易降解，对人体无不良影响，安全环保。
52.对比例1与实施例3相比，防螨剂未经过固定化处理，不仅抗菌性和防螨性下降，耐水洗性能也下降，这是因为防螨剂没有经过固定化处理，缓释效果不佳，因此，制备后逸散，从而导致抗菌性和防螨性下降，因为没有经过固定化处理，其耐水洗性明显下降。
53.对比例2与实施例3相比，固定化防螨剂未与聚丙烯混合制成防螨改性聚丙烯母粒，而是直接添加熔融，抗菌性、防螨性和耐水洗性能均稍有下降，这是因为固定化防螨剂没有制成聚丙烯母粒后熔融，从而使得效果不佳。
54.对比例3与实施例3相比，烘干步骤中烘干为在90℃温度下烘干120min，耐水洗性能下降明显，这是因为只采用一级烘干，不能将体系中的各种溶剂充分烘干，从而影响防螨剂的逸散和使用效果，实施例3中采用三级烘干，一级烘干烘除低沸点溶剂，二级烘干烘除水和乙醇的溶剂，三级烘干烘除一些高沸点溶剂，从而实现高效烘干，使得无纺面料快速达到一个干燥的效果。
55.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。