CN113954402B - 一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板，该制作方法包括：以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯‑聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板，将所述吸音板置于预先配置的纳米铜溶液中，在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板，将附着有纳米铜的吸音板烘干获得所述抗菌吸音板，该制作方法通过超声分散的方式减小纳米铜颗粒直径，并在超声作用下使纳米铜颗粒有效地附着至吸音板的内部孔洞及表面，提高纳米铜颗粒的附着力度并延长附着时间，且纳米铜颗粒远小于孔洞尺寸，不会造成孔洞堵塞，避免影响抗菌吸音板的吸音效果。

Description

一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板
技术领域
本发明涉及吸音技术领域，尤其涉及一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板。
背景技术
吸音板是一种理想的吸声装饰材料。吸音板具有吸音、环保、阻燃、隔热、保温、防潮、防霉变、易除尘、易切割、可拼花、施工简便、稳定性好、抗冲击能力好、独立性好、性价比高等优点，广泛用于大剧院、音乐厅、影剧院等声学场所的吸音纺织厂和噪声超标准的厂房以及大型公共建筑的吸声墙板、天花吊顶板。
然而上述用到吸音板的场合，长期处于人员密集及密闭状态，空气质量较差，且板面上容易滋生病毒和细菌。
当吸音板板面附着较多细菌时，将严重污染室内空气，带来健康隐患。为提高抑菌性，现有的方案是将具有抑菌作用的抑菌凝胶或粉末涂覆或喷洒在吸音板表面以达抑菌效果。然而，这些方法或带来吸音板孔洞堵塞而降低吸音效果，或抑菌颗粒容易散落而失去抑菌功能。
因此，需要寻找一种能长期起到板面抑菌效果且不影响吸音板吸音功能的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板，以保证吸音板吸音效果的同时，具有长期有效的抗菌作用。
为实现上述发明目的，本发明第一方面提出了一种抗菌吸音板的制作方法，所述制备方法包括：
以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板；
将所述吸音板置于预先配置的纳米铜溶液中，在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板；
将附着有纳米铜的吸音板烘干获得所述抗菌吸音板。
在一种较佳的实施方式中，所述低熔点聚酯纤维与聚酯-聚酰胺混合纤维的预设重量百分比为30％-55％:45％-70％。
在一种较佳的实施方式中，所述以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板，包括：
以预设重量比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料，依次经过混合、开松、梳理、铺网、多道针刺、热压、冷压制备吸音板。
在一种较佳的实施方式中，所述纳米铜溶液中纳米铜的质量分数为0.0002％-0.0003％。
在一种较佳的实施方式中，所述制作方法还包括：预先制备纳米铜溶液，包括：
将磷酸盐缓冲溶液置于超声设备中，将纳米铜颗粒加入所述磷酸盐缓冲溶液，超声震荡2-3h，得到均匀分散的纳米铜溶液。
在一种较佳的实施方式中，所述纳米铜溶液中纳米铜的直径为80-100nm。
在一种较佳的实施方式中，所述在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板时，超声频率为0.5-1.5MHz，超声功率为150-200W，超声温度为30-40℃，超声时间为2-4h。
在一种较佳的实施方式中，所述将附着有纳米铜的吸音板烘干获得所述抗菌吸音板，包括：
将附着有纳米铜的吸音板置于恒温恒湿试验箱中进行低温烘干，烘干温度为60-70℃，烘干时间4-5h。
在一种较佳的实施方式中，所述聚酯-聚酰胺混合纤维中聚酰胺的百分含量不超过10％。
本发明第二方面还提供一种如第一方面任意一项所述的制作方法制作的抗菌吸音板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板，该制作方法包括：以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板；将吸音板置于预先配置的纳米铜溶液中，在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板；将附着有纳米铜的吸音板烘干获得所述抗菌吸音板；该制作方法通过超声分散的方式减小纳米铜颗粒直径，并在超声作用下使纳米铜颗粒有效地附着至吸音板的内部孔洞及表面，提高纳米铜颗粒的附着力度并延长附着时间，且纳米铜颗粒远小于孔洞尺寸，不会造成孔洞堵塞，避免影响抗菌吸音板的吸音效果。
附图说明
图1是本实施例中抗菌吸音板的制作方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
由于吸音板长期处于人员密集及密闭状态而容易滋生细菌，且现有的抑菌吸音板或吸音效果欠佳，或抑菌保持时间较差，均不是十分理想。为此，本实施例提供一种抗菌吸音板的制作方法及抗菌吸音板，以保证吸音板吸音效果的同时，具有长期有效的抗菌作用。
下面将对抗菌吸音板的制作方法作进一步具体描述。
如图1所示，本实施例提供的抗菌吸音板的制作方法，包括如下步骤：
S1、以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板。
优选的，低熔点聚酯纤维与聚酯-聚酰胺混合纤维的预设重量百分比为30％-55％:45％-70％，且其中聚酯-聚酰胺混合纤维中聚酰胺的百分含量不超过10％。
步骤S1具体包括：以上述重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料，依次经过混合、开松、梳理、铺网、多道针刺、热压、冷压制备吸音板。
S11、将预设重量百分比为30％-55％：45％-70％的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维送入混合机进行混合获得第一混合物。
S12、将第一混合物送入开松机进行开松获得第二混合物。
S13、将第二混合物送入梳理机进行梳理获得第一混合纤维。
S14、将第一混合纤维进行铺网获得第三混合物。
需要说明的是，铺网获得的第三混合物为具有一定宽度的连续的层状结构，宽度范围为1.5-2.5m。
S15、将第三混合物经过针刺设备的至少一道针刺工序获得第二混合纤维。
将步骤S21获得的层状的第三混合物按照吸音板厚度要求堆叠至少三层以获得预设长度且为蓬松状态的第二混合纤维。其中，进行针刺时的针刺密度为1.0-1.6针/cm2。
具体地，堆叠层数以5-8层为佳，预设长度为3-4m。采用针刺机进行针刺时，针刺工序至少包括3-5道。
本实施例采用针刺工艺能有效保证纤维板密度及内部孔隙率，且通过调整针刺密度能有效控制纤维板内部孔隙率。
S16、将第二混合纤维经过热压获得热压板。
具体地，本实施例采用红外加热管对第二混合纤维进行热压，热压温度为175-225℃，辊压压力为2.0-3.7Mpa，辊压速度为1.10-1.29m/min。采用红外加热管进行热压能使产品受热更均匀，控温可靠，得到的板材平整性较佳。
S17、将热压板经过冷压获得吸音板。
具体地，本实施例采用一般的非加热辊在常温下进行冷压，辊压压力为2.2-3.5Mpa。
S2、将步骤S1获得的吸音板置于预先配置的纳米铜溶液中，在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板。
在步骤S2之前，该方法还包括：S0、预先制备纳米铜溶液。
纳米铜粒子具有耐热性好和抗菌性好的特点，且相较于纳米银等其他纳米材料，易获取，生物毒性低，即便进入人体也能被吸收或随着新陈代谢排出体外。然而其具有纳米颗粒的共性，纳米铜颗粒具有极大的比表面积和较高的表面能，具有自发团聚的趋势，从而使整体的粒径变大，这不仅会使纳米铜颗粒失去它所具备的功能，而且在用于多孔材料上时，还可能会出现堵塞微孔的副作用。
为此，本实施例在执行步骤S0时，具体包括：
将磷酸盐缓冲溶液(PBS)置于超声设备中，将纳米铜颗粒加入磷酸盐缓冲溶液，超声震荡2-3h，得到均匀分散的纳米铜溶液。纳米铜溶液中纳米铜的质量分数为0.0002％-0.0003％，且纳米铜溶液中纳米铜的直径为90-110nm，优选100nm。
该步骤S0通过超声波分散团聚的纳米铜颗粒，在超声空化作用下，溶液中的气泡共振、溃灭、产生高压冲击和微射流，可以使纳米铜颗粒得到充分分散，避免团聚。超声获得的纳米铜溶液中纳米铜粒子的直径远小于步骤S1中制备的吸音板的孔洞直径，有效避免纳米铜粒子堵塞吸音板孔洞而影响吸音效果。
步骤S2中，超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板时，超声频率为0.5-1.5MHz，超声功率为150-200W，超声温度为30-40℃，超声时间为2-4h。本实施例对于超声设备的选取不作限制，示例性的，超声设备采用KQ5200DE数控超声波清洗器，功率控制范围为100％进行超声。
S3、将附着有纳米铜的吸音板烘干获得抗菌吸音板。
由于吸音板中附着有纳米铜颗粒，且吸音板实际为纤维制品，在高温作用下纤维可能发生卷曲变形，故本实施例在进行烘干时，优选低温烘干。优选的，将附着有纳米铜颗粒的吸音板置于可程式恒温恒湿试验箱中进行烘干，且烘干温度为60℃，烘干时间为5h。
为验证制备的抗菌吸音板的抗菌性能，采用GB/T20944.2-2007对烘干后的抗菌吸音板作抗菌性检测。
取3个抗菌吸音板检测样品及3个对照样品(100％纯棉)进行抗菌性能检测，检测方法如下：首先对检测样品及对照样品进行灭菌，灭菌方式为高压蒸汽灭菌(121℃，15min)。然后对灭菌且冷却后的检测样品及对照样品在菌液接种，培养20h。最后分别检测检测样品及对照样品的大肠杆菌数、金黄色葡萄球菌数、肺炎克雷白氏菌数量。
计算Ct、Co、F、Tt。其中，Ct是指3个对照样品接种并培养20h后测得的细菌数(CFU)的平均值。Co指3个对照样品接种后立即测得的细菌数(CFU)的平均值。F指对照样品的细菌增长值，F＝lgCt-lgCo。Tt是指3个检测样品接种并培养20h后测得的细菌数(CFU)的平均值。
具体检测结果如下图所示：
表1
检测菌种 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 肺炎克雷白氏菌
接种菌液浓度 2.5*10<sup>5</sup> 2.7*10<sup>5</sup> 2.3*10<sup>5</sup>
F 2.2 2.0 2.2
Ct(CFU) 8.2*10<sup>6</sup> 5.5*10<sup>6</sup> 7.9*10<sup>6</sup>
Co(CFU) 4.9*10<sup>4</sup> 4.8*10<sup>4</sup> 4.6*10<sup>4</sup>
Tt(CFU) 5.3*10<sup>1</sup> 5.2*10<sup>5</sup> 9.9*10<sup>2</sup>
抑菌值A 5.2 1.0 3.9
抑菌率(％) >99 91 >99
评价 具有良好的抗菌效果 具有抗菌效果 具有良好的抗菌效果
根据上表可知，根据本实施例所制备的抗菌吸音板证实对上述常见的菌种具有较佳的抗菌作用，可实现对其板面的抗菌作用。进一步，由于本实施例中的纳米铜颗粒直径在超声作用下远小于吸音板内部孔洞直径，且纳米铜颗粒在超声空化作用下充分分散附着在抗菌吸音板的表面及内部多孔结构中，在内部多孔结构中的纳米铜颗粒不易脱落，可实现长期有效的抗菌作用。以及，正式由于分散后的纳米铜颗粒直径较小，即便吸附在多孔结构中也不会造成抗菌吸音板孔洞的堵塞，不影响吸音板的吸音功能。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，即可将任意多个实施例进行组合，从而获得应对不同应用场景的需求，均在本申请的保护范围内，在此不再一一赘述。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。

Claims (9)

1.一种抗菌吸音板的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板；
将所述吸音板置于预先配置的纳米铜溶液中，在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板；
将附着有纳米铜的吸音板烘干获得所述抗菌吸音板；
该制作方法通过超声分散的方式减小纳米铜颗粒直径，并在超声作用下使纳米铜颗粒有效地附着至吸音板的内部孔洞及表面，提高纳米铜颗粒的附着力度并延长附着时间，且纳米铜颗粒远小于孔洞尺寸，不会造成孔洞堵塞，避免影响抗菌吸音板的吸音效果；
所述以预设重量百分比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料制备吸音板，包括：
以预设重量比的低熔点聚酯纤维、聚酯-聚酰胺混合纤维为原料，依次经过混合、开松、梳理、铺网、多道针刺、热压、冷压制备吸音板。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述低熔点聚酯纤维与聚酯-聚酰胺混合纤维的预设重量百分比为30％-55％:45％-70％。
3.如权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述纳米铜溶液中纳米铜的质量分数为0.0002％-0.0003％。
4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：预先制备纳米铜溶液，包括：
将磷酸盐缓冲溶液置于超声设备中，将纳米铜颗粒加入所述磷酸盐缓冲溶液，超声震荡2-3h，得到均匀分散的纳米铜溶液。
5.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述纳米铜溶液中纳米铜的直径为90-110nm。
6.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述在超声作用下获得附着有纳米铜的吸音板时，超声频率为0.5-1.5MHz，超声功率为150-200W，超声温度为30-40℃，超声时间为2-4h。
7.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述将附着有纳米铜的吸音板烘干获得所述抗菌吸音板，包括：
将附着有纳米铜的吸音板置于恒温恒湿试验箱中进行低温烘干，烘干温度为60-70℃，烘干时间4-5h。
8.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述聚酯-聚酰胺混合纤维中聚酰胺的百分含量不超过10％。
9.如权利要求1～8任意一项所述的制作方法制作的抗菌吸音板。
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