CN113512822B - 一种可降解无纺布及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解无纺布及制备方法，涉及无纺布技术领域，其技术方案要点包括如下重量份的组分：22‑28份甘蔗渣纤维、38‑46份棉纤维、18‑20份麦秆纤维、12‑16份托玛琳纤维。本发明具有通过结合甘蔗渣纤维、棉纤维、麦秆纤维以及托玛琳纤维，令托玛琳纤维中的托玛琳粉末其本身具有电分极现象，以及在与甘蔗渣纤维的结合中，使得托玛琳纤维处于一端产生“正极”，另一端产生“负极”的不稳定状态，由此产生电位差后电离周围空气中的水分产生负离子，并通过发射远红外线实现显著提升抑菌功能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及无纺布技术领域，更具体地说它涉及一种可降解无纺布及制备方法。
背景技术
纸巾作为生活中常用的卫生用品，其安全卫生水平一直是消费者关心的焦点。近年以全棉水刺无纺布棉柔巾为代表的纸巾产品已得到市场的广泛认同，它采用了全棉水刺无纺布工艺生产再经高压蒸汽灭菌处理后制作而成，安全卫生水平已基本能满足消费者日常生活需要。但棉柔巾一旦开了包装，在未全部使用完之前、特别是放在洗手间或细菌容易滋生的地方使用时，包装内余下的棉柔巾在空气中会滋生大量的细菌，从而降低了棉柔巾使用过程中的安全卫生水平。
公开号为CN109481348A的中国专利申请文件公开了一种保湿棉柔巾及其制备方法，该保湿棉柔巾包括柔软干纸巾与胶原蛋白原液，所述胶原蛋白原液均匀喷涂在柔软干纸巾的表面，所述胶原蛋白原液包括以下重量组份：荷荷巴油2-6份、芦荟萃取液1.5-3份、去离子水50-65份、甘油1-4份、寡肽0.3-0.6份、丁香油1-3份、胶原蛋白2-6份、透明质酸钠0.1-0 .3份，1-3丙二醇2-4份；该保湿棉柔巾的制备方法包括以下步骤：S1：称量配比，S2：制作A相原料，S3：制作B相原料，S4：制作胶原蛋白原液，S5：进行喷涂处理。
但是该保湿棉柔巾仅通过在柔软干纸巾的表面喷涂胶原蛋白原液，无法达到有效的抑菌效果，进而影响到棉柔巾的安全使用，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种可降解无纺布，该可降解无纺布具有显著提升抑菌能力的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种可降解无纺布，包括如下重量份的组分：22-28份甘蔗渣纤维、38-46份棉纤维、18-20份麦秆纤维、12-16份托玛琳纤维。
本发明进一步设置为：所述甘蔗渣纤维的获得方法为将甘蔗渣依次经过粉碎机粉碎、筛网筛选与洗涤后干燥，再将干燥的甘蔗渣置入作为溶剂介质的氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液中，与木瓜蛋白酶的侧链基团共价键结合获得。
本发明进一步设置为：所述棉纤维的获得方法为将原料棉依次经粉碎机粉碎、洗涤和干燥获得；所述洗涤采用按重量份比为5:95的精油和水作为洗涤剂。
本发明进一步设置为：所述麦秆纤维的获得方法为将麦秆依次经过切短、筛选与水洗后干燥，再在压力为1.2-1.4MPa，温度为145-160℃以及液比为1:5下预水解，经水解的麦秆在洗涤与漂白后获得。
本发明进一步设置为：所述托玛琳纤维的获得方法为采用按重量份比为1-3：12的改性托玛琳粉末和壳聚糖，首先将壳聚糖溶解在质量分数10％的醋酸溶液中脱钙，再对醋酸溶液进行脱泡和过滤工艺，经过滤的壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中脱蛋白，并控制氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；最后令经脱蛋白的壳聚糖在乙酸溶液的清洗中脱乙酯后在乙酸钠中形成纺丝液，将改性托玛琳粉末置入纺丝液中后采用氯化钙固化成丝而获得。
本发明进一步设置为：所述改性托玛琳粉末的制备方法为将托玛琳原料依次经破碎机破碎、球磨加工至400目、烘干、气流粉碎和气流分级后获得，且改性托玛琳粉末的粒径为20-160μm。
本发明进一步设置为：所述烘干分为一次烘干、二次烘干以及三次烘干，所述一次烘干为将经球磨加工的托玛琳原料置入酒精中取出，再在220℃下烘干10min；所述二次烘干为将一次烘干的托玛琳原料置入去离子水中取出，再在260℃下烘干15min；所述三次烘干为将二次烘干的托玛琳原料置入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中取出，再在280℃下烘干6min。
本发明的第二个目的在于提供一种可降解无纺布的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按重量份取22-28份甘蔗渣纤维、38-46份棉纤维、18-20份麦秆纤维以及12-16份托玛琳纤维加入去离子水中形成纤维浆料；
步骤2、向纤维浆料内加入聚乙烯醇，采用静电纺丝工艺获得无纺布初料，再在压线处理和裁切后获得抑菌可降解绵柔巾。
本发明进一步设置为：在步骤1中，首先将托玛琳纤维和甘蔗渣纤维加入去离子水中，经过均匀搅拌后，再依次加入棉纤维和麦秆纤维，以形成纤维浆料。
本发明进一步设置为：在步骤2中，加入的聚乙烯醇和纤维浆料的重量份比为3-8：90-110。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过结合甘蔗渣纤维、棉纤维、麦秆纤维以及托玛琳纤维，令托玛琳纤维中的托玛琳粉末其本身具有电分极现象，使得托玛琳纤维处于一端产生“正极”，另一端产生“负极”的不稳定状态，由此产生电位差后电离周围空气中的水分产生负离子，并通过发射远红外线实现显著提升抑菌功能的效果；
2、通过甘蔗渣纤维中共价键结合木瓜蛋白酶，显著提升该可降解无纺布的热稳定性，且由于主要采用甘蔗渣制成，具有吸油的特点，在与棉纤维、麦秆纤维以及托玛琳纤维结合时，显著提升结合稳定性，同时，由于使用氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液作为溶剂介质，进而将显著提升反应效率，缩短该可降解无纺布的制备周期；
3、通过托玛琳纤维中壳聚糖和改性托玛琳粉末的结合，提升托玛琳纤维的结构强度，且壳聚糖的处理工艺有效避免对环境的影响，具备可持续发展和工艺简单的效果，与此同时，壳聚糖具有抑菌和吸附能力强的效果，从而使得该无纺布具备有效结合甘蔗渣纤维、棉纤维和麦秆纤维的效果；
4、通过对托玛琳原料进行多次烘干，且在多次烘干中分别采用酒精、去离子水和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中，每次的温度逐渐增加，以达到快速烘干的效果，且酒精在托玛琳原料表面和内侧附着时，经烘干将对托玛琳表面形成进一步清洁的效果，避免杂质滞留；去离子水用于对托玛琳原料的内部清洁，避免酒精滞留；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯在烘干后，以与甘蔗渣纤维、棉纤维和麦秆纤维结合后进一步提升该可降解无纺布的亲水性、黏合性和热固体性。
具体实施方式
实施例一
一种可降解无纺布，包括如下重量份的组分：22份甘蔗渣纤维、38份棉纤维、18份麦秆纤维、12份托玛琳纤维。
其中：
甘蔗渣纤维的获得方法为将甘蔗渣依次经过粉碎机粉碎、筛网筛选与洗涤后干燥，再将干燥的甘蔗渣置入作为溶剂介质的氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液中，与木瓜蛋白酶的侧链基团共价键结合获得。
棉纤维的获得方法为将原料棉依次经粉碎机粉碎、洗涤和干燥获得；且洗涤采用按重量份比为5:95的精油和水作为洗涤剂。
麦秆纤维的获得方法为将麦秆依次经过切短、筛选与水洗后干燥，再在压力为1.2MPa，温度为145℃以及液比为1:5下预水解，经水解的麦秆在洗涤与漂白后获得。
托玛琳纤维的获得方法为采用按重量份比为1：12的改性托玛琳粉末和壳聚糖，首先将壳聚糖溶解在质量分数10％的醋酸溶液中脱钙，再对醋酸溶液进行脱泡和过滤工艺，经过滤的壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中脱蛋白，并控制氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；最后令经脱蛋白的壳聚糖在乙酸溶液的清洗中脱乙酯后在乙酸钠中形成纺丝液，将改性托玛琳粉末置入纺丝液中后采用氯化钙固化成丝而获得。
需要提及的是，改性托玛琳粉末的制备方法为将托玛琳原料依次经破碎机破碎、球磨加工至400目、烘干、气流粉碎和气流分级后获得，且改性托玛琳粉末的平均粒径为35μm。且在改性托玛琳粉末的制备方法中，所采用的烘干工艺分为一次烘干、二次烘干以及三次烘干，其中一次烘干为将经球磨加工的托玛琳原料置入酒精中取出，再在220℃下烘干10min；二次烘干为将一次烘干的托玛琳原料置入去离子水中取出，再在260℃下烘干15min；三次烘干为将二次烘干的托玛琳原料置入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中取出，再在280℃下烘干6min。
本发明还提供一种可降解无纺布的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按重量份取22份甘蔗渣纤维、38份棉纤维、18份麦秆纤维以及12份托玛琳纤维，首先将托玛琳纤维和甘蔗渣纤维加入去离子水中，经过均匀搅拌后，再依次加入棉纤维和麦秆纤维，经搅拌均匀后形成纤维浆料；
步骤2、向纤维浆料内加入聚乙烯醇，且加入的聚乙烯醇和纤维浆料的重量份比为1：30，采用静电纺丝工艺获得无纺布初料，再在压线处理和裁切后获得抑菌可降解绵柔巾。
实施例二
一种可降解无纺布，包括如下重量份的组分：25份甘蔗渣纤维、42份棉纤维、19份麦秆纤维、14份托玛琳纤维。
其中：
甘蔗渣纤维的获得方法为将甘蔗渣依次经过粉碎机粉碎、筛网筛选与洗涤后干燥，再将干燥的甘蔗渣置入作为溶剂介质的氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液中，与木瓜蛋白酶的侧链基团共价键结合获得。
棉纤维的获得方法为将原料棉依次经粉碎机粉碎、洗涤和干燥获得；且洗涤采用按重量份比为5:95的精油和水作为洗涤剂。
麦秆纤维的获得方法为将麦秆依次经过切短、筛选与水洗后干燥，再在压力为1.3MPa，温度为151℃以及液比为1:5下预水解，经水解的麦秆在洗涤与漂白后获得。
托玛琳纤维的获得方法为采用按重量份比为1：6的改性托玛琳粉末和壳聚糖，首先将壳聚糖溶解在质量分数10％的醋酸溶液中脱钙，再对醋酸溶液进行脱泡和过滤工艺，经过滤的壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中脱蛋白，并控制氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；最后令经脱蛋白的壳聚糖在乙酸溶液的清洗中脱乙酯后在乙酸钠中形成纺丝液，将改性托玛琳粉末置入纺丝液中后采用氯化钙固化成丝而获得。
需要提及的是，改性托玛琳粉末的制备方法为将托玛琳原料依次经破碎机破碎、球磨加工至400目、烘干、气流粉碎和气流分级后获得，且改性托玛琳粉末的平均粒径为79μm。且在改性托玛琳粉末的制备方法中，所采用的烘干工艺分为一次烘干、二次烘干以及三次烘干，其中一次烘干为将经球磨加工的托玛琳原料置入酒精中取出，再在220℃下烘干10min；二次烘干为将一次烘干的托玛琳原料置入去离子水中取出，再在260℃下烘干15min；三次烘干为将二次烘干的托玛琳原料置入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中取出，再在280℃下烘干6min。
本发明还提供一种可降解无纺布的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按重量份取25份甘蔗渣纤维、42份棉纤维、19份麦秆纤维以及14份托玛琳纤维，首先将托玛琳纤维和甘蔗渣纤维加入去离子水中，经过均匀搅拌后，再依次加入棉纤维和麦秆纤维，经搅拌均匀后形成纤维浆料；
步骤2、向纤维浆料内加入聚乙烯醇，且加入的聚乙烯醇和纤维浆料的重量份比为1：20，采用静电纺丝工艺获得无纺布初料，再在压线处理和裁切后获得抑菌可降解绵柔巾。
实施例三
一种可降解无纺布，包括如下重量份的组分：28份甘蔗渣纤维、46份棉纤维、20份麦秆纤维、16份托玛琳纤维。
其中：
甘蔗渣纤维的获得方法为将甘蔗渣依次经过粉碎机粉碎、筛网筛选与洗涤后干燥，再将干燥的甘蔗渣置入作为溶剂介质的氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液中，与木瓜蛋白酶的侧链基团共价键结合获得。
棉纤维的获得方法为将原料棉依次经粉碎机粉碎、洗涤和干燥获得；且洗涤采用按重量份比为5:95的精油和水作为洗涤剂。
麦秆纤维的获得方法为将麦秆依次经过切短、筛选与水洗后干燥，再在压力为1.4MPa，温度为160℃以及液比为1:5下预水解，经水解的麦秆在洗涤与漂白后获得。
托玛琳纤维的获得方法为采用按重量份比为1：4的改性托玛琳粉末和壳聚糖，首先将壳聚糖溶解在质量分数10％的醋酸溶液中脱钙，再对醋酸溶液进行脱泡和过滤工艺，经过滤的壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中脱蛋白，并控制氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；最后令经脱蛋白的壳聚糖在乙酸溶液的清洗中脱乙酯后在乙酸钠中形成纺丝液，将改性托玛琳粉末置入纺丝液中后采用氯化钙固化成丝而获得。
需要提及的是，改性托玛琳粉末的制备方法为将托玛琳原料依次经破碎机破碎、球磨加工至400目、烘干、气流粉碎和气流分级后获得，且改性托玛琳粉末的平均粒径为149μm。且在改性托玛琳粉末的制备方法中，所采用的烘干工艺分为一次烘干、二次烘干以及三次烘干，其中一次烘干为将经球磨加工的托玛琳原料置入酒精中取出，再在220℃下烘干10min；二次烘干为将一次烘干的托玛琳原料置入去离子水中取出，再在260℃下烘干15min；三次烘干为将二次烘干的托玛琳原料置入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中取出，再在280℃下烘干6min。
本发明还提供一种可降解无纺布的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按重量份取28份甘蔗渣纤维、46份棉纤维、20份麦秆纤维以及16份托玛琳纤维，首先将托玛琳纤维和甘蔗渣纤维加入去离子水中，经过均匀搅拌后，再依次加入棉纤维和麦秆纤维，经搅拌均匀后形成纤维浆料；
步骤2、向纤维浆料内加入聚乙烯醇，且加入的聚乙烯醇和纤维浆料的重量份比为4：55，采用静电纺丝工艺获得无纺布初料，再在压线处理和裁切后获得抑菌可降解绵柔巾。
对比例1
与实施例2相比，对比例1中未添加甘蔗渣纤维。
对比例2
与实施例2相比，对比例2中的未添托玛琳纤维。
针对实施例1-3以及对比例1-2的可降解无纺布进行性能测试，测试结果如下：
表一 实施例1-3以及对比例1-2的性能测试结果
综上，由表一可知，本申请通过结合甘蔗渣纤维、棉纤维、麦秆纤维以及托玛琳纤维，令托玛琳纤维中的托玛琳粉末其本身具有电分极现象，使得托玛琳纤维处于一端产生“正极”，另一端产生“负极”的不稳定状态，由此产生电位差后电离周围空气中的水分产生负离子，并通过发射远红外线实现显著提升抑菌功能的效果；通过甘蔗渣纤维中共价键结合木瓜蛋白酶，显著提升该可降解无纺布的热稳定性，且由于主要采用甘蔗渣制成，具有吸油的特点，在与棉纤维、麦秆纤维以及托玛琳纤维结合时，显著提升结合稳定性，同时，由于使用氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液作为溶剂介质，进而将显著提升反应效率，缩短该可降解无纺布的制备周期；通过托玛琳纤维中壳聚糖和改性托玛琳粉末的结合，提升托玛琳纤维的结构强度，且壳聚糖的处理工艺有效避免对环境的影响，具备可持续发展和工艺简单的效果，与此同时，壳聚糖具有抑菌和吸附能力强的效果，从而使得该无纺布具备有效结合甘蔗渣纤维、棉纤维和麦秆纤维的效果；与此同时，通过对托玛琳原料进行多次烘干，且在多次烘干中分别采用酒精、去离子水和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中，每次的温度逐渐增加，以达到快速烘干的效果，且酒精在托玛琳原料表面和内侧附着时，经烘干将对托玛琳表面形成进一步清洁的效果，避免杂质滞留；去离子水用于对托玛琳原料的内部清洁，避免酒精滞留；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯在烘干后，以与甘蔗渣纤维、棉纤维和麦秆纤维结合后进一步提升该可降解无纺布的亲水性、黏合性和热固体性。
本申请涉及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (7)
1.一种可降解无纺布，其特征在于，包括如下重量份的组分：22-28份甘蔗渣纤维、38-46份棉纤维、18-20份麦秆纤维、12-16份托玛琳纤维；其中：
所述甘蔗渣纤维的获得方法为将甘蔗渣依次经过粉碎机粉碎、筛网筛选与洗涤后干燥，再将干燥的甘蔗渣置入作为溶剂介质的氯化1-丁基-3-甲基咪唑溶液中，与木瓜蛋白酶的侧链基团共价键结合获得；
所述托玛琳纤维的获得方法为采用按重量份比为1-3：12的改性托玛琳粉末和壳聚糖，首先将壳聚糖溶解在质量分数10％的醋酸溶液中脱钙，再对醋酸溶液进行脱泡和过滤工艺，经过滤的壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中脱蛋白，并控制氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；最后令经脱蛋白的壳聚糖在乙酸溶液的清洗中脱乙酯后在乙酸钠中形成纺丝液，将改性托玛琳粉末置入纺丝液中后采用氯化钙固化成丝而获得；且改性托玛琳粉末的制备方法为将托玛琳原料依次经破碎机破碎、球磨加工至400目、烘干、气流粉碎和气流分级后获得，且改性托玛琳粉末的粒径为20-160μm。
2.根据权利要求1所述的一种可降解无纺布，其特征在于：所述棉纤维的获得方法为将原料棉依次经粉碎机粉碎、洗涤和干燥获得；所述洗涤采用按重量份比为5:95的精油和水作为洗涤剂。
3.根据权利要求1所述的一种可降解无纺布，其特征在于：所述麦秆纤维的获得方法为将麦秆依次经过切短、筛选与水洗后干燥，再在压力为1.2-1.4MPa，温度为145-160℃以及液比为1:5下预水解，经水解的麦秆在洗涤与漂白后获得。
4.根据权利要求1所述的一种可降解无纺布，其特征在于：所述烘干分为一次烘干、二次烘干以及三次烘干，所述一次烘干为将经球磨加工的托玛琳原料置入酒精中取出，再在220℃下烘干10min；所述二次烘干为将一次烘干的托玛琳原料置入去离子水中取出，再在260℃下烘干15min；所述三次烘干为将二次烘干的托玛琳原料置入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中取出，再在280℃下烘干6min。
5.一种用于制备如权利要求1-4任一项所述可降解无纺布的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、按重量份取22-28份甘蔗渣纤维、38-46份棉纤维、18-20份麦秆纤维以及12-16份托玛琳纤维加入去离子水中形成纤维浆料；
步骤2、向纤维浆料内加入聚乙烯醇，采用静电纺丝工艺获得无纺布初料，再在压线处理和裁切后获得抑菌可降解绵柔巾。
6.根据权利要求5所述的一种可降解无纺布的制备方法，其特征在于：在步骤1中，首先将托玛琳纤维和甘蔗渣纤维加入去离子水中，经过均匀搅拌后，再依次加入棉纤维和麦秆纤维，以形成纤维浆料。
7.根据权利要求5所述的一种可降解无纺布的制备方法，其特征在于：在步骤2中，加入的聚乙烯醇和纤维浆料的重量份比为3-8：90-110。
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