CN113584725A - 一种phbv和pla生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺 - Google Patents

一种phbv和pla生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，纺粘无纺布按其重量比包括1％～20％PHBV材料和80％～99％的PLA材料，两者共混后经纺丝、牵伸、成网、热合的纺粘工艺制成纺粘无纺布。本发明制备的纺粘无纺布具有物理非溶出型低聚合度PHB，可以破坏细菌的生物膜和细胞壁起到抗菌抑菌消臭的功能，且PHBV的添入又能够有效加快整体的降解，同时制备的材料PHBV和PLA不仅利用了生物质原材料，而且其制成的制品具有生物降解性能，属于发展前景广阔的生态环保材料，能够为环保带来积极作用。同时也可作为一次性产品广泛应用于生产口罩、纸尿裤、卫生巾面层基布等。

Description

一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺
技术领域
本发明涉及抗菌抑菌面料技术领域，具体为一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺。
背景技术
PLA是聚乳酸的缩写，聚乳酸是一种热塑性脂肪族聚酯。生产聚乳酸所需的乳酸和丙交酯可以通过可再生资源发酵、脱水、纯化后得到。PHBV即新型生物高分子3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物，它是一种用淀粉为原料，运用发酵工程技术生产出的生物材料。是一种生物聚酯，它由细菌生产，能被细菌消化，在土壤或堆肥化条件下完全分解为二氧化碳、水和生物质。由于现有的无纺布面料基本上无法做到完全降解，。
为了解决上述问题，本案由此而生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，包括按其重量比为1％～20％PHBV材料和80％～99％的PLA材料，其中纺粘无纺布由PHBV生物基可完全降解抗菌母粒和PLA生物基可完全降解母粒通过通过下述纺粘工艺得到：
S1、将生物基绿色环保抗菌母粒喂入到螺杆挤压机加热熔融挤出纺丝熔融液；同时加入一定比例的生物基PLA母粒，经过混料斗充分搅拌混合均匀，获得熔融物料；
S2、将熔融物料通过过滤网过滤后、计量和分配，由计量泵从纺丝装置喷丝板的小孔中挤出，形成许多细丝流；
S3、在骤冷室经过侧吹风冷却后，熔体细流冷却成丝，再在牵伸区经高速气流牵伸后铺放到成网帘上，纤维在铺网机上铺设成网；
S4、通过传送网帘输送至热轧机经自粘合或热轧后获得无纺布。
优选的，步骤S1中螺杆挤压机料斗的温度为180～250℃，挤出纺丝的温度为150～200℃；
优选的，步骤S3中热轧机热轧粘合温度为160～180℃，压力0.5—0.7MPa，牵伸速度为1500米/分钟～5000米/分钟，牵伸采用狭缝式气流牵伸。
优选的，PHBV和PLA纤维形成过程如下：在发酵罐中加入基础培养基、无菌空气、葡糖糖(流加)、菌种，经发酵后继续在反应罐反应，在进行固液分离后提取湿料烘干，即可得到成品PHBV粉料，PHBV粉料经造粒机造粒得到PHBV粒料，最后与PLA共混后经纺丝级树脂切片纺丝得到。
本方案中抗菌消臭纺粘无纺布属于完全生物基可降解产品，通过在纤维中加入生物基可降解母粒，通过工艺控制，使纤维表面具有一定浓度的低聚合度PHBV，从而使禾合纤维达到稳定的抗菌抗病毒效果。它属于有机有机物理非溶出型抗菌抗病毒禾合纤维中的低聚合度PHBV可以破坏细菌的生物膜和细胞壁，致使细菌细胞内物质泄漏而杀灭细菌。低聚合度的PHB还可以破坏病毒包裹RNA的脂类和蛋白质，使病毒死亡。
禾合纤维是在(聚酯纤维、尼龙等)合成纤维纺丝液中加入特定比例的新型生物基绿色环保抗菌母粒(PHBV聚羟基丁酸戊酸酯)共混纺丝，在延续合成纤维各种优异的纺织服用性能的同时，赋予纤维抑菌消臭亲肤等优异性能的一种新型抑菌消臭合成纤维。
PHBV获得的大致流程为，在发酵罐中加入基础培养基、无菌空气、葡糖糖(流加)、菌种经发酵后继续在反应罐反应，在进行固液分离后提取湿料烘干，即可得到成品PHBV粉料，经造粒得到PHBV粒料，与PLA共混后经纺丝级树脂切片后纺丝可得到禾素纤维。
(三)有益效果
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，其中PHBV和PLA生物均为完全可降解生物基母粒，生产的产品可完全降解，具有很强的环保功能，可作为一次性材料广泛应用于生产口罩、毛浴巾、纸尿裤、卫生巾面层基布等。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细阐述。
一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布是通过下述方式得到的：
S1、将聚酯纤维切片喂入到螺杆挤压机加热熔融挤出纺丝熔融液；同时加入将一定比例的处理后的新型生物基绿色环保抗菌母粒和生物基PLA母粒，经过混料斗充分搅拌混合均匀；
S2、熔融体通过过滤网过滤后由计量泵从纺丝装置喷丝板的小孔中挤出，形成许多细丝流；
S3、在骤冷室经过侧吹风冷却后，熔体细流冷却成丝，再在牵伸区经高速气流牵伸后铺放到成网帘上，纤维在铺网机上铺设成网，通过传送网帘输送至热轧机加固成布。
步骤S1中螺杆挤压机料斗的温度为180～250℃，挤出纺丝的温度为150～200℃；步骤S3中热轧机热轧粘合温度为160～180℃，压力0.5—0.7MPa，生产速度22-25m/r。
PHBV材料和PLA材料按1％～20％80％～99％组成。
其中禾素纤维为生物基可降解抗菌母粒和PLA通过共混后再经纺丝级树脂切片后纺丝形成，生物基可降解抗菌母粒由PHBV粒料经增熔扩链得到。
由于PHBV粉末在熔融挤出后，分子量明显下降，因为其在约159℃的加工条件下，发生了剧烈的降解，导致其热稳定形较差。与直接熔融挤出的PHBV相比，本方案加入预聚体的反应性挤出样品其数均分子量和重均分子量均能够得到有效提高，进而实现其热稳定性的提高。
本产品的禾合纤维，与具有相似质感的蚕丝相对比，禾合纤维的价格不到其1/3，与具有天然抗菌功能的海藻纤维或甲壳素纤维相比，价格是其中最低的，其性价比完全可以替代列举的纤维，市场前景更好。
测试标准AATCC100-2012标准(吸收法)洗涤50次后检测结果中，对于金黄色葡萄球菌(抑菌率大于99％)，须毛廯均(抑菌率大于99％)，肺炎克雷伯氏均(抑菌率大于99％)，白色念珠菌(抑菌率大于92.86％)。
测试标准GB/T20944.2-2007吸收法中，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(超级细菌)(抑菌率大于接近99％)。
测试标准ISO18184:2014(E)中，甲型流感病毒(H1N1)抑制率在99.68％，甲型流感病毒(H3N2)抑制率在99.57％。
经检测，“禾合”产品对大肠杆菌(抑菌率99％)、金黄色葡萄球菌(抑菌率99％)、白色念珠菌(抑菌率92％)等都具有长效抑制效果。
本产品的禾合纤维材料在其他方面的表现性能介绍如下：
染色性能：几乎所有颜色均可上染，染色温度100℃时上染率超过90％。
染色布的厚度小，大约在0.298毫米，因此可看做轻薄型织物。抗起球性达到级别5。同时导热系数是0.042W/m*k，最大热流通量0.12W/cm2，能够有效进行散热。其次，具有0.0132kPa*s/m的空气渗透率数值，能够散掉水分，保持透气干爽，且27.9％的悬垂数值表明此类面料穿起来柔软舒适。
分散空74的染色布性能如下表，
Figure BDA0003170255050000041
Figure BDA0003170255050000051
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

Claims (4)

1.一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，其特征在于：包括按其重量比为1％～20％PHBV材料和80％～99％的PLA材料，其中纺粘无纺布由PHBV生物基可完全降解抗菌母粒和PLA生物基可完全降解母粒通过通过下述纺粘工艺得到：
S1、将生物基绿色环保抗菌母粒喂入到螺杆挤压机加热熔融挤出纺丝熔融液；同时加入一定比例的生物基PLA母粒，经过混料斗充分搅拌混合均匀，获得熔融物料；
S2、将熔融物料通过过滤网过滤后、计量和分配，由计量泵从纺丝装置喷丝板的小孔中挤出，形成许多细丝流；
S3、在骤冷室经过侧吹风冷却后，熔体细流冷却成丝，再在牵伸区经高速气流牵伸后铺放到成网帘上，纤维在铺网机上铺设成网；
S4、通过传送网帘输送至热轧机经自粘合或热轧后获得无纺布。
2.根据权利要求1所述的一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，其特征在于：步骤S1中螺杆挤压机料斗的温度为180～250℃，挤出纺丝的温度为150～200℃。
3.根据权利要求1所述的一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，其特征在于：步骤S3中热轧机热轧粘合温度为160～180℃，压力0.5—0.7MPa，牵伸速度为1500米/分钟～5000米/分钟，牵伸采用狭缝式气流牵伸。
4.根据权利要求1所述的一种PHBV和PLA生物可降解抗菌消臭纺粘无纺布的制备工艺，其特征在于：PHBV和PLA纤维形成过程如下：在发酵罐中加入基础培养基、无菌空气、葡糖糖(流加)、菌种，经发酵后继续在反应罐反应，在进行固液分离后提取湿料烘干，即可得到成品PHBV粉料，PHBV粉料经造粒机造粒得到PHBV粒料，最后与PLA共混后经纺丝级树脂切片纺丝得到。
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