一种新型聚乳酸生物可降解熔喷布及其加工方法与流程

1.本发明属于熔喷布制备技术领域，尤其涉及一种新型聚乳酸生物可降解熔喷布及其加工方法。

背景技术：

2.目前，聚乳酸(pla)是一种热塑性脂肪族聚酯，在室温下是一种处于玻璃态的硬质塑料，其能够和普通塑料一样进行各种成型加工，如挤出、吹膜、注塑、纤维成型等，产品可以广泛应用在服装、非织造布、包装、医疗卫生用品等领域。pla作为可降解材料一直受到了大家的广泛关注，在国家限塑令政策的推行下，可拓展其应用与发展，缓解环境压力，造福人类。
3.熔喷布是口罩生产最核心的材料，以聚丙烯为主要生产原料，纤维直径可以达到1～5微米。因其空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等，被广泛应用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、医用和工业用口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。
4.国内生产的聚乳酸(pla)生物可降解熔喷布普遍存在异味大、过滤效率低、阻力高、布面发硬发脆、存电时间短等缺点。
5.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术制备的聚乳酸生物可降解熔喷布异味大、过滤效率低、阻力高、布面发硬发脆、存电时间短。

技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型聚乳酸生物可降解熔喷布及其加工方法。
7.本发明是这样实现的，一种新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法包括：
8.步骤一，利用循环干燥装置对改性过的聚乳酸粒子进行预结晶及干燥，主要目的通过电加热去除聚乳酸粒子内的水分；
9.步骤二，将改性过的聚乳酸粒子(为高熔体流动速率聚乳酸，熔体流动速率50～150g/10min)和改性的驻极母粒(驻极母粒为将聚乳酸、硬脂酸盐、无机强碱按质量比例97.5～99.2：0.1～2：0.1～0.5配合)投入螺杆挤出机，螺杆挤出机运行，排出熔融原料。从而改善目前聚乳酸生物可降解熔喷布异味大、过滤效率低、阻力高、布面发硬发脆、存电时间短的缺点；
10.步骤三，经过精密过滤网(采用孔径40-100μm的滤网)过滤熔融后的聚乳酸熔体，利用计量泵(计量泵参数为100cc/rev 10-35rpm)进行计量排出，通过模头分配至喷丝板(喷丝板孔径0.3～0.5μ，温度为200～290℃)；
11.步骤四，利用模头两侧的高压空气(熔喷模头两侧热空气温度200～310℃，热空气流速1800～2400m3/h，压力0.05～0.15mpa)将喷丝板喷出的纤维进行牵伸，利用排风装置
(频率为15hz～60hz)将多余的气体排出，利用冷却装置(风速为3m/s～10m/s，温度为10℃～30℃)将纤维进行冷却，通过圆筒抽吸式成网器(抽吸风速3～10m/s，接收距离为10～60cm)使布成型；
12.步骤五，利用平压装置(平压装置压力为1kpa～5kpa)将布压实，利用牵引装置(张力为1kpa～5kpa)将布拉伸；
13.步骤六，环境空调环境温度控制(设定温度为15～40℃)，利用加湿装置(，加湿装置湿度设定为30～70％)对布进行加湿，利用高压驻极装置(电压为30kv～225kv，功率为30w～10kw)对布进行带电驻极，利用收卷机使布成卷。
14.进一步，所述步骤一中的改性过的聚乳酸粒子采用的聚乳酸为高熔体流动速率聚乳酸，熔体流动速率50～150g/10min；
15.改性的驻极母粒为将聚乳酸、硬脂酸盐、无机强碱按质量比例97.5～99.2：0.1～2：0.1～0.5配合。
16.进一步，所述步骤一中的干燥温度为60～110℃。
17.进一步，所述步骤二改性过的聚乳酸粒子和改性的驻极母粒原料的比例为94～98：2～4。
18.进一步，所述步骤三过滤熔融后的聚乳酸熔体中，采用孔径40-100μm的滤网过滤，计量泵参数为100cc/rev 10-35rpm，所述喷丝板孔径0.3～0.5μ，温度为200～290℃。
19.进一步，所述步骤四利用高压空气牵伸纤维中，熔喷模头两侧热空气温度200～310℃，热空气流速1800～2400m3/h，压力0.05～0.15mpa。
20.进一步，所述步骤四排风装置频率为15hz～60hz，冷却装置风速为3m/s～10m/s，温度为10℃～30℃；圆筒抽吸式成网器的抽吸风速3～10m/s，接收距离为10～60cm。
21.进一步，步骤五中的平压装置压力为1kpa～5kpa，牵引装置张力为1kpa～5kpa。
22.进一步，步骤六环境空调环境温度控制中的设定温度为15～40℃，加湿装置湿度设定为30～70％，高压驻极装置电压为30kv～225kv，功率为30w～10kw。
23.进一步，所述步骤六收卷机采用单辊摩擦式自动切换卷绕机，设定参数为φ800
×
1600，10～100m/min。
24.结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
25.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
26.通过技术升级制备增韧、耐热改性聚乳酸树脂，将聚乳酸树脂的耐热温度由不足60℃提高至120℃，更进一步，利用立构结晶熔点为230℃以上的优点，制备耐热温度达200℃以上同时熔体流动速率达到50～150g/10min的高耐热聚乳酸改性树脂，从而提供了一种方便简洁，节省成本，操作可靠的新型聚乳酸(pla)生物可降解熔喷布的加工方法。
27.第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
28.pla生物相容性良好。聚乳酸无毒、无刺激性，具有优良的生物相容性，可生物降解、吸收，在生物体内经过酶分解，最终形成二氧化碳和水，或降解成小分子而被排出体外，
在医药领域中应用极为广泛。
29.pla材料的应用可实现co2减排。pla废弃后能完全降解，生成co2和h2o，对环境不产生污染，顺应了21世纪发展循环经济、实现可持续发展的要求，被产业界认定为新世纪最有发展前途的新型“生态材料”。
30.一个废弃的口罩，在自然环境中的降解时间可能需要几百年。而pla熔喷可以进行降解，是降解塑料的主要组成部分，而聚乳酸产业用非织造布是更加能够保护地球环境的产品。
31.本发明方便可靠，避免污染环境。
32.第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
33.(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0034][0035]
(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：
[0036]
[0037]
附图说明
[0038]
图1是本发明实施例提供的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法流程图。
[0039]
图2是本发明实施例提供的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法原理设计图。
具体实施方式
[0040]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]
为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
[0042]
如图1所示，本发明实施例提供的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法包括：
[0043]
s101，利用循环干燥装置对改性过的聚乳酸粒子进行预结晶及干燥；
[0044]
步骤二，将改性过的聚乳酸粒子和改性的驻极母粒投入螺杆挤出机，螺杆挤出机运行，排出熔融原料；
[0045]
步骤三，过滤熔融后的聚乳酸熔体，利用计量泵进行计量排出，通过模头分配至喷丝板；
[0046]
步骤四，利用高压空气牵伸纤维，利用排风装置将多余的气体排出，利用冷却装置将布进行冷却，通过圆筒抽吸式成网器使布成型；
[0047]
步骤五，利用平压装置将布压实，利用牵引装置将布拉伸；
[0048]
步骤六，环境空调环境温度控制，利用加湿装置对布进行加湿，利用高压驻极装置对布进行带电驻极，利用收卷机使布成卷。
[0049]
本发明实施例提供的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法在实施时的具体步骤包括：
[0050]
1)原料准备：改性过的聚乳酸(pla)粒子(聚乳酸为高熔体流动速率聚乳酸，熔体流动速率50～150g/10min)和改性的驻极母粒(将聚乳酸、硬脂酸盐、无机强碱按质量比例(97.5～99.2)：(0.1～2)：(0.1～0.5)配合)；
[0051]
2)原料干燥：利用循环干燥装置对改性过的聚乳酸(pla)粒子进行预结晶及干燥(温度60～110℃)；
[0052]
2)设定挤出温度和转速，螺杆挤出机运行(220～250℃左右熔融成聚合物)；
[0053]
3)设定改性过的聚乳酸(pla)粒子和改性的驻极母粒原料的比例(94～98)：(2～4)，投入原料；
[0054]
4)螺杆挤出机运行，排出熔融原料(200～250℃左右熔融成聚合物)；
[0055]
5)过滤熔融后的聚乳酸(pla)熔体(滤网40-100μm左右)；
[0056]
6)利用计量泵进行计量排出(100cc/rev 10-35rpm)；
[0057]
7)通过模头分配至喷丝板(200～290℃左右熔喷成纤维状)；
[0058]
8)利用高压空气牵伸纤维(熔喷模头两侧热空气温度200～310℃左右，热空气流速1800～2400m3/h左右，压力0.05～0.15mpa左右)；
[0059]
9)利用排风装置将多余的气体排出(频率15hz～60hz)；
[0060]
10)利用冷却装置将布进行冷却(风速3m/s～10m/s，温度10℃～30℃)；
[0061]
11)通过圆筒抽吸式成网器使布成型(抽吸风速3～10m/s左右，接收距离10～60cm左右)；
[0062]
12)利用平压装置将布压实(压力1kpa～5kpa)；
[0063]
13)利用牵引装置将布拉伸(张力1kpa～5kpa)；
[0064]
14)环境空调环境温度控制(温度15～40℃左右)
[0065]
15)利用加湿装置对布进行加湿(湿度30～70％左右)；
[0066]
16)利用高压驻极装置对布进行带电驻极(电压30kv～225kv，功率30w～10kw)；
[0067]
17)利用收卷机使布成卷(φ800
×
1600，10～100m/min，单辊摩擦式自动切换卷绕机)。
[0068]
为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
[0069]
本发明实施例提供的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法生产的新型聚乳酸生物可降解熔喷布可用于医用和工业用口罩的加工使用。(具体可参考2021年7月6日公布的cn 113068882 a一种全降解口罩及制作方法)
[0070]
本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
[0071]
本发明在应用中，通过多次试验，结合设备的原理结构，以及做成口罩后的特性，对下列聚乳酸(pla)熔喷试验效果如下：
[0072]
1、经时变化
[0073]
聚乳酸(pla)可降解熔喷和口罩经过高温高湿的预处理，性能变化均在要求范围。
[0074][0075]
2、口罩佩戴效果确认。
[0076]
聚乳酸(pla)可降解熔喷使用的口罩起始效率和阻力以及使用寿命均要优于普通
pp熔喷布的口罩。
[0077][0078]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，包括：步骤一，利用循环干燥装置对改性过的聚乳酸粒子进行预结晶及干燥；步骤二，将改性过的聚乳酸粒子和改性的驻极母粒投入螺杆挤出机，螺杆挤出机运行，排出熔融原料；步骤三，过滤熔融后的聚乳酸熔体，利用计量泵进行计量排出，通过模头分配至喷丝板；步骤四，利用高压空气牵伸纤维，利用排风装置将多余的气体排出，利用冷却装置将布进行冷却，通过圆筒抽吸式成网器使布成型；步骤五，利用平压装置将布压实，利用牵引装置将布拉伸；步骤六，环境空调环境温度控制，利用加湿装置对布进行加湿，利用高压驻极装置对布进行带电驻极，利用收卷机使布成卷。2.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤一中的改性过的聚乳酸粒子采用的聚乳酸为高熔体流动速率聚乳酸，熔体流动速率50～150g/10min；改性的驻极母粒为将聚乳酸、硬脂酸盐、无机强碱按质量比例97.5～99.2：0.1～2：0.1～0.5配合。3.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤一中的干燥温度为60～110℃。4.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤二改性过的聚乳酸粒子和改性的驻极母粒原料的比例为94～98：2～4。5.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤三过滤熔融后的聚乳酸熔体中，采用孔径40-100μm的滤网过滤，计量泵参数为100cc/rev 10-35rpm，所述喷丝板温度为200～290℃。6.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤四利用高压空气牵伸纤维中，熔喷模头两侧热空气温度200～310℃，热空气流速1800～2400m3/h，压力0.05～0.15mpa。7.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤四排风装置频率为15hz～60hz，冷却装置风速为3m/s～10m/s，温度为10℃～30℃；圆筒抽吸式成网器的抽吸风速3～10m/s，接收距离为10～60cm。8.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，步骤五中的平压装置压力为1kpa～5kpa，牵引装置张力为1kpa～5kpa。9.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，步骤六环境空调环境温度控制中的设定温度为15～40℃，加湿装置湿度设定为30～70％，高压驻极装置电压为30kv～225kv，功率为30w～10kw。10.如权利要求1所述的新型聚乳酸生物可降解熔喷布的加工方法，其特征在于，所述步骤六收卷机采用单辊摩擦式自动切换卷绕机，设定参数为φ800
×
1600，10～100m/min。

技术总结

本发明属于熔喷布制备技术领域，公开了一种新型聚乳酸生物可降解熔喷布及其加工方法，利用循环干燥装置对改性过的聚乳酸粒子进行预结晶及干燥；将改性过的聚乳酸粒子和改性的驻极母粒投入螺杆挤出机，排出熔融原料；过滤熔融后的聚乳酸熔体，利用计量泵进行计量排出，通过模头分配至喷丝板；利用高压空气牵伸纤维，利用排风装置将多余的气体排出，利用冷却装置将布进行冷却，通过圆筒抽吸式成网器使布成型；利用平压装置将布压实，利用牵引装置将布拉伸；环境空调环境温度控制，加湿装置对布进行加湿，高压驻极装置对布进行带电驻极，收卷机使布成卷。本发明方便简洁，节省成本，操作可靠。作可靠。作可靠。