專利名稱：可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種駐極熔噴過(guò)濾材料及生產(chǎn)方法，尤其是一種節(jié)能降耗、可在自然 環(huán)境中百分之百降解且過(guò)濾效率高的可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
駐極熔噴過(guò)濾材料是醫(yī)療防護(hù)方面的主要材料之一，特別是在流行性病毒肆虐期 間，該材料更是被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的駐極熔噴過(guò)濾材料主要采用高融指PP (聚丙烯)為原 料，通過(guò)熔融紡絲及高壓駐極的方法制成，存在如下問(wèn)題PP是由石油化工原料制成，而石 油又是不可再生資源，不能滿足節(jié)能降耗要求；同時(shí)PP也屬于不可降解的材料，所生產(chǎn)的 過(guò)濾產(chǎn)品廢棄后，在自然環(huán)境中不易降解，需要一定的費(fèi)用將其處理掉，造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)及環(huán) 境污染。PLA(聚乳酸)是一種新型的可生物降解材料，是用可再生的植物資源(如玉米) 所提煉的淀粉原料制成，使用廢棄后能被自然界中微生物完全降解，生成二氧化碳和水，對(duì) 環(huán)境無(wú)污染，是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。當(dāng)焚化PLA (聚乳酸)時(shí)，其燃燒熱值與焚化紙類相 同且絕對(duì)不會(huì)釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。由于駐極熔噴過(guò)濾材料生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，包括上料、螺桿熔融擠壓、模頭紡絲、 牽伸等形成超細(xì)纖維，再在成型網(wǎng)簾上粘合、冷卻制成熔噴非織造布，然后在高壓電場(chǎng)中駐 極等步驟，各步驟的工藝參數(shù)至關(guān)重要，因此，迄今為止還沒(méi)有以聚乳酸為原料生產(chǎn)駐極熔 噴過(guò)濾材料的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)及原料所存在的上述問(wèn)題，提供一種節(jié)能降耗、可在 自然環(huán)境中百分之百降解且過(guò)濾效率高的可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料及生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料，其特征是以 PLA切片為原料的駐極熔融紡絲過(guò)濾材料。—種上述的可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料生產(chǎn)方法，包括上料、螺桿熔融擠壓、 模頭紡絲、牽伸、成網(wǎng)及高壓電場(chǎng)駐極，其特征在于a.所述上料步驟將熔融指數(shù)為500 800g/10min (2. 16kg，230°C )的PLA切片通 過(guò)抽吸風(fēng)機(jī)送到料斗中；b.所述螺桿熔融擠壓步驟的螺桿各區(qū)溫度為185 215°C，過(guò)濾器溫度為215 220°C，計(jì)量泵溫度為215°C，螺桿壓力為25bar ；C.所述模頭紡絲步驟的模頭各區(qū)溫度在210 220°C ；d.所述牽伸步驟的牽伸風(fēng)壓為0. 75bar，牽伸風(fēng)溫為220°C ；e.所述成網(wǎng)步驟的吸附負(fù)壓為0.036bar，成網(wǎng)機(jī)與模頭噴絲板間的距離為 100mm，形成PLA纖維網(wǎng)；f.所述高壓電場(chǎng)駐極步驟是將玉米纖維網(wǎng)通過(guò)50kV電場(chǎng)。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明所采用的PLA切片來(lái)源于大自然的農(nóng)作物(玉米、大米、蔗糖、甜菜、紅薯 及馬鈴薯等)，是可再生資源，與不可再生資源_石油產(chǎn)品PP、PE相比，其成本相對(duì)較低。2.本發(fā)明具有自然降解功能，在自然環(huán)境中可以百分之百降解，廢棄后埋入地下 2 3個(gè)月，便可自然降解成作物生長(zhǎng)所需的水和二氧化碳，對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染，屬于環(huán) 保產(chǎn)品；3.本發(fā)明的產(chǎn)品手感柔軟、具有懸垂性，經(jīng)過(guò)高壓駐極之后，電荷可以直接駐入纖 維當(dāng)中并永久保存在其內(nèi)部，駐極后的熔噴過(guò)濾材料對(duì)粒徑為3 ym的粒子的過(guò)濾效率高 達(dá)99 %，該性能指標(biāo)不會(huì)因外界環(huán)境的變化而發(fā)生衰減；由于是永久駐極，該種材料制成 口罩后，其應(yīng)用領(lǐng)域不受環(huán)境濕度限制，可以應(yīng)用到醫(yī)療、衛(wèi)生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域中。4.本發(fā)明產(chǎn)品熔點(diǎn)較低(170°C)，其生產(chǎn)時(shí)溫度控制在210°C左右即可，比PP熔 噴產(chǎn)品的生產(chǎn)溫度低40°C 50°C，降低了為加熱而產(chǎn)生的能源消耗。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例的生產(chǎn)方法同現(xiàn)有技術(shù)一樣，包括上料、螺桿熔融擠壓、模頭紡絲、 牽伸、成網(wǎng)及高壓電場(chǎng)駐極步驟，與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于a.所述上料步驟是將熔融指數(shù)為500 800g/10min (2. 16kg，230°C )的PLA切片 通過(guò)抽吸風(fēng)機(jī)送到料斗中；b.所述螺桿熔融擠壓步驟的螺桿各區(qū)溫度為185 215°C，過(guò)濾器溫度為215 220°C，計(jì)量泵溫度為215°C，螺桿壓力為25bar，以保證熔體溫度185°C，熔體壓力9bar ；c.所述模頭紡絲步驟的模頭各區(qū)溫度在210 220°C，為防止PLA熔融體降解，模 頭各區(qū)的加熱溫度不能過(guò)高(210 220°C )，因熔體進(jìn)入模頭的路徑長(zhǎng)短不一，為保證熔體 流動(dòng)的均勻性，模頭兩側(cè)的路徑較長(zhǎng)，溫度最好接近220°C，中間區(qū)域模頭的路徑較短，溫度 最好接近210°C ；d.通過(guò)噴絲板噴出的絲需要牽伸風(fēng)將其牽伸成超細(xì)纖維，但風(fēng)溫、風(fēng)壓對(duì)絲的成 型及手感的軟硬程度均有很大的影響，因而牽伸風(fēng)的風(fēng)溫設(shè)定為220°C，風(fēng)壓為0. 75bar, 所牽伸的PLA纖維直徑為2 6 ii m ；e.由于PLA纖維的生產(chǎn)溫度較低，即噴出的絲溫度較低，因而其冷卻時(shí)間較短，為 保證布面強(qiáng)力，須在絲冷卻之前增強(qiáng)其在成型網(wǎng)簾上的相互纏結(jié)的程度，所以吸附負(fù)壓為 0.036bar，成型網(wǎng)簾與模頭噴絲板間的距離(D⑶值)要小，為100mm，PLA纖維被模頭兩側(cè) 的室溫空氣冷卻后直接噴在成網(wǎng)簾上，形成PLA纖維網(wǎng)；f.所述高壓電場(chǎng)駐極步驟是將玉米纖維網(wǎng)按照現(xiàn)有技術(shù)的速度通過(guò)50kV電場(chǎng)， 既高壓靜電發(fā)生器將50kV電壓、電流為14mA加在靜電發(fā)射桿上，使發(fā)射極與接收極之間形 成一個(gè)高壓靜電場(chǎng)，再將成網(wǎng)的PLA纖維無(wú)紡布通過(guò)高壓電場(chǎng)完成駐極。具體參數(shù)如表1 表1 本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)品為25g/m2’，TSI8130 32L/min測(cè)試其過(guò)濾效率、呼吸阻力及 產(chǎn)品的纖維細(xì)度的測(cè)試結(jié)果如表2所示表 權(quán)利要求
一種可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料，其特征是以PLA切片為原料的駐極熔融紡絲過(guò)濾材料。
2.一種如權(quán)利要求1所述的可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料生產(chǎn)方法，包括上料、螺 桿熔融擠壓、模頭紡絲、牽伸、成網(wǎng)及高壓電場(chǎng)駐極，其特征在于a.所述上料步驟將熔融指數(shù)為500 800g/10min、230°C、2.16kg的PLA切片通過(guò)抽吸 風(fēng)機(jī)送到料斗中；b.所述螺桿熔融擠壓步驟的螺桿各區(qū)溫度為185 215°C，過(guò)濾器溫度為215 220°C，計(jì)量泵溫度為215°C，螺桿壓力為25bar ；c.所述模頭紡絲步驟的模頭各區(qū)溫度在210 220°C；d.所述牽伸步驟的牽伸風(fēng)壓為0.75bar，牽伸風(fēng)溫為220°C ；e.所述成網(wǎng)步驟的吸附負(fù)壓0.036bar，成網(wǎng)機(jī)與模頭噴絲板間的距離為100mm，形成 PLA纖維網(wǎng)；f.所述高壓電場(chǎng)駐極步驟是將PLA纖維網(wǎng)通過(guò)50kV電場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種節(jié)能降耗、可在自然環(huán)境中百分之百降解且過(guò)濾效率高的可生物降解的駐極熔噴過(guò)濾材料及生產(chǎn)方法，是以融熔指數(shù)為500～800g/10min(2.16kg，230℃)的PLA切片為原料經(jīng)上料、螺桿熔融擠壓、模頭紡絲、牽伸、成網(wǎng)及高壓電場(chǎng)駐極而成，螺桿熔融擠壓步驟的螺桿各區(qū)溫度為185～215℃，過(guò)濾器溫度為215～220℃，計(jì)量泵溫度為215℃，螺桿壓力為25bar；模頭紡絲步驟的模頭各區(qū)溫度在210～220℃；牽伸步驟的牽伸風(fēng)壓為0.75bar，牽伸風(fēng)溫為220℃；成網(wǎng)步驟的吸附負(fù)壓0.036bar，成網(wǎng)機(jī)與模頭噴絲板間的距離100mm；高壓電場(chǎng)駐極步驟是將PLA纖維網(wǎng)通過(guò)50kV電場(chǎng)。
文檔編號(hào)B01D39/16GK101874951SQ200910248608
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者谷源明 申請(qǐng)人:大連瑞光非織造布集團(tuán)有限公司