《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》是合肥普爾德醫療用品有限公司於2015年9月7日申請的發明專利，該專利申請號為2015105640935，公布號為CN105172272A，專利公布日為2015年12月23日，發明人是徐志棟、嚴德正。
《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》所述複合面料包括順次貼合在一起的外層聚丙烯無紡布、TPU膜或TPE膜、內層聚丙烯無紡布，所述外層聚丙烯無紡布與TPU膜或TPE膜之間以及TPU膜或TPE膜與內層聚丙烯無紡布之間均通過PUR膠即單組分濕固化聚氨酯熱熔膠粘合固接在一起。製備時首先採用熔融共混工藝製備聚醚型熱塑性聚氨酯膜，然後採用輥塗工藝製備複合面料，其中外層聚丙烯無紡布的面密度為10～35克/平方米，內層聚丙烯無紡布的面密度為15～35克/平方米，PUR膠為點狀分布，PUR膠的用量為3～5克/平方米。該發明中的面料不但具有高張力、高拉力、強韌、耐老化以及光穩定性強的特性，而且還具有防水透氣、抗菌、阻微生物穿透的優點。
2019年5月16日，《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法
- 公布號：CN105172272A
- 公布日：2015年12月23日
- 申請號：2015105640935
- 申請日：2015年9月7日
- 申請人：合肥普爾德醫療用品有限公司
- 地址：安徽省合肥市新站綜合試驗開發區蕭城路8號
- 發明人：徐志棟、嚴德正
- 代理機構：合肥和瑞智慧財產權代理事務所
- 代理人：王挺
- Int.Cl.：B32B27/02(2006.01)I、B32B27/12(2006.01)I、B32B27/18(2006.01)I、B32B7/12(2006.01)I、B32B27/32(2006.01)I等
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
醫護工作者是直接與細菌、病毒對話的人群，他們的工作環境中存在各式各樣的病菌，特別是工作在輸液、外傷處理、醫療搶險、手術操作等一線的醫生，他們時常會接觸病人的體液或是血液，感染的機率非常高，其自身的健康常常受到威脅。所以醫護工作者不得不穿上防護服以防止感染。
截至2015年9月，已有醫用的防護服較為厚重，一方面增加了醫護工作者自身的負擔，降低了他們行動的靈活性和舒適度；另一方面，防護服面料的功能疊加後會出現矛盾和漏洞，譬如，在防水的同時，降低了面料的透氣性，同時現有醫用防護服大多抗菌功能較差，很難保證防護的效率。
因此如何提供一種具有多功能，尤其是具有較強抗菌、阻微生物穿透和透濕氣功能的防護服面料，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
發明內容
專利目的
《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》的目的之一是克服2015年9月之前技術的不足，製備了一種抗菌防水透濕複合面料，該複合面料不但具有防水防雨以及透氣的功能，還具有很強的抗菌特性，有效地防止了細菌可能給人體帶來的傷害，而且材料結構穩定，耐低溫性能好，韌性高，方便儲存。
技術方案
《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》所述複合面料包括順次貼合在一起的外層聚丙烯無紡布、TPU膜或TPE膜、內層聚丙烯無紡布，所述外層聚丙烯無紡布與TPU膜或TPE膜之間以及TPU膜或TPE膜與內層聚丙烯無紡布之間均通過PUR膠即單組分濕固化聚氨酯熱熔膠粘合固接在一起。
優選的，所述TPU膜為聚醚型熱塑性聚氨酯膜，所述聚醚型熱塑性聚氨酯膜由以下質量份的組分經熔融共混工藝製成：聚醚型熱塑性聚氨酯100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑1份，光穩定劑0.5份、抗菌劑8份，增韌劑1份，潤滑劑0.6份。 優選的，所述外層聚丙烯無紡布和內層聚丙烯無紡布的生產物料相同，且生產物料的製備方法如下：
1）按照如下重量份配比組分
PP粉料100份，水滑石0.02份，2,4,6-三叔丁基苯酚0.15份，叔丁基過氧化新戊酸酯1份，雙特丁基過氧化物1.5份，其中水滑石的粒徑為0.01-5微米；
2）將上述配比好的組分經高速混合機混合，然後通過雙螺桿擠出機擠出造粒即可。
優選的，所述外層聚丙烯無紡布的外側塗覆有防水塗層。
優選的，所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168的混合抗氧劑，且抗氧劑1010和抗氧劑168的質量比為1:2；光穩定劑為UV-329和UV-622的混合物，且UV-329和UV-622的質量比為1:1.5。
優選的，所述抗菌劑為載銀累托石。
優選的，所述增韌劑為聚醯胺樹脂；所述潤滑劑為苯甲基矽油。
進一步的，所述載銀累托石的製備方法如下：
1）稱取累托石，所述累托石為純度在90％以上的鈉基累托石；配製硝酸銀溶液，銀離子濃度為0.3摩爾/升；
2）將稱取好的累托石加入到配製好的硝酸銀溶液中，使得硝酸銀溶液中的累托石濃度為20克/100毫升，在PH值為6的常溫環境下交換吸附2～3小時，在吸附過程中保持攪拌；
3）真空過濾或離心脫水，乾燥後得到含銀累托石。
更進一步的，步驟1）中的累托石首先進行鈉化改性處理，鈉化改性處理過程如下：將天然累托石充分分散在蒸餾水中，在不斷攪拌的情況下，將混合後碳酸鈉和多聚磷酸鈉加入到水合漿狀的天然累托石漿液中，其中碳酸鈉和多聚磷酸鈉的摩爾比為1:1，碳酸鈉和多聚磷酸鈉的總投加質量為累托石質量的6～8％，攪拌均勻並充分滾磨，取出密封陳化24小時後，得鈉化累托石漿液；然後對得到的鈉化累托石漿液在70℃、pH值為7.37的條件下，利用十六烷基三甲基溴化胺進行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加質量為累托石質量的8～10％，反應時間為2～3小時，即可得到鈉化改性處理後的累托石。
該發明的目的之二是提供一種製備上述抗菌防水透濕複合面料的方法，其技術方案如下：
1）採用共混工藝製備聚醚型熱塑性聚氨酯膜
將聚醚型熱塑性聚氨酯100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑1份，光穩定劑0.5份、抗菌劑8份，增韌劑1份，潤滑劑0.6份，在高速捏合機上共混，然後在雙螺桿擠出機上熔融擠出，雙螺桿擠出機的前段溫度為80～110℃，中段溫度為130～150℃，後段溫度為150～170℃，機頭溫度為80～100℃，將擠出的物料造粒即可得到聚醚型熱塑性聚氨酯膜；
2）採用輥塗工藝製備複合面料
將外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布按照輥塗的方式，通過PUR膠粘合固定在一起，其中外層聚丙烯無紡布的面密度為10～35克/平方米，內層聚丙烯無紡布的面密度為15～35克/平方米，PUR膠為點狀分布，PUR膠的用量為3～5克/平方米。
改善效果
1）《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》中的面料採用三層結構，由外而內依次為：外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布，所述聚丙烯無紡布經過三防功能整理，具有拒水、抗酒精、抗血液的優良特性，而夾設在兩層無紡布之間的聚醚型熱塑性聚氨酯膜則具有優良的透濕氣功能（即能夠防止水進入內側，而能夠使水汽從內層向外層散逸），同時聚醚型熱塑性聚氨酯膜還能夠阻止病菌以及大分子病毒進入，從而該發明中的三層結構的面料不但具有防水防雨以及透氣的功能，還具有很強的阻微生物穿透特性，有效地防止了細菌可能給人體帶來的傷害，而且材料輕便，結構穩定，耐低溫性能好，方便儲存，同時韌性高，製備工藝簡單。
2、該發明的聚醚型熱塑性聚氨酯膜的組分中設定有抗氧劑和光穩定劑，從而不但使得該發明中的面料具有優異的抗老化性能和耐熱性能，聚醚型熱塑性聚氨酯膜的機械性能如拉伸強度、伸長率和剝離強度等指標均較好，而且使得面料具有優良的耐黃變性及紫外線穩定性能，保證了面料在戶外惡劣環境中長時間使用時也不會發生變色現象。
3）該發明的聚醚型熱塑性聚氨酯膜的組分中還設定有抗菌劑載銀累托石，經過該發明中的特別工藝製備的載銀累托石，不但因為含有銀離子而具有對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌和黑麴黴的100％的殺菌率，同時具有良好的耐高溫性能、抗菌持久性好等優點，而且結合累托石自身具有的對細菌、黴菌強烈的吸附固定作用，使得該發明中的面料還具備了抗菌效果好，不易使細菌產生耐受性的附加提升效果。
4）該發明中的外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布採用輥塗工藝貼上在一起，不但具有高張力、高拉力、強韌、耐老化以及光穩定性強的特性，而且還具有防水透濕氣、抗菌、阻微生物穿透的優點。
附圖說明
圖1為《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》的結構示意圖。
圖2為該發明帶有親水纖維層的結構示意圖。
附圖示記的含義如下：1—防水塗層2—外層聚丙烯無紡布、3—聚醚型熱塑性聚氨酯膜4—內層聚丙烯無紡布、5—親水纖維層。
技術領域
《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》涉及面料技術領域，尤其涉及一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法。
權利要求
1.《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》所述複合面料包括順次貼合在一起的外層聚丙烯無紡布、TPU膜或TPE膜、內層聚丙烯無紡布，所述外層聚丙烯無紡布與TPU膜或TPE膜之間以及TPU膜或TPE膜與內層聚丙烯無紡布之間均通過PUR膠即單組分濕固化聚氨酯熱熔膠粘合固接在一起；所述TPU膜為聚醚型熱塑性聚氨酯膜，所述聚醚型熱塑性聚氨酯膜由以下質量份的組分經熔融共混工藝製成：聚醚型熱塑性聚氨酯100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑1份，光穩定劑0.5份、抗菌劑8份，增韌劑1份，潤滑劑0.6份；
所述抗菌劑為載銀累托石；所述載銀累托石的製備方法如下：
1）稱取累托石，所述累托石為純度在90％以上的鈉基累托石；配製硝酸銀溶液，銀離子濃度為0.3摩爾/升；
2）將稱取好的累托石加入到配製好的硝酸銀溶液中，使得硝酸銀溶液中的累托石濃度為20克/100毫升，在PH值為6的常溫環境下交換吸附2～3小時，在吸附過程中保持攪拌；
3）真空過濾或離心脫水，乾燥後得到含銀累托石；步驟1）中的累托石首先進行鈉化改性處理，鈉化改性處理過程如下：將天然累托石充分分散在蒸餾水中，在不斷攪拌的情況下，將混合後碳酸鈉和多聚磷酸鈉加入到水合漿狀的天然累托石漿液中，其中碳酸鈉和多聚磷酸鈉的摩爾比為1:1，碳酸鈉和多聚磷酸鈉的總投加質量為累托石質量的6～8％，攪拌均勻並充分滾磨，取出密封陳化24小時後，得鈉化累托石漿液；然後對得到的鈉化累托石漿液在70℃、pH值為7.37的條件下，利用十六烷基三甲基溴化胺進行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加質量為累托石質量的8～10％，反應時間為2～3小時，即可得到鈉化改性處理後的累托石。
2.根據權利要求1所述的一種抗菌防水透濕複合面料，其特徵在於，所述外層聚丙烯無紡布和內層聚丙烯無紡布的生產物料相同，且生產物料的製備方法如下：
1）按照如下重量份配比組分
PP粉料100份，水滑石0.02份，2,4,6-三叔丁基苯酚0.15份，叔丁基過氧化新戊酸酯1份，雙特丁基過氧化物1.5份，其中水滑石的粒徑為0.01-5微米；
2）將上述配比好的組分經高速混合機混合，然後通過雙螺桿擠出機擠出造粒即可。
3.根據權利要求1所述的一種抗菌防水透濕複合面料，其特徵在於：所述外層聚丙烯無紡布的外側塗覆有防水塗層。
4.根據權利要求1所述的一種抗菌防水透濕複合面料，其特徵在於：所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168的混合抗氧劑，且抗氧劑1010和抗氧劑168的質量比為1:2；光穩定劑為UV-329和UV-622的混合物，且UV-329和UV-622的質量比為1:1.5。
5.根據權利要求1所述的一種抗菌防水透濕複合面料，其特徵在於：所述增韌劑為聚醯胺樹脂；所述潤滑劑為苯甲基矽油。
6.一種權利要求1～5任一項所述抗菌防水透濕複合面料的製備方法，包括如下步驟：
1）採用共混工藝製備聚醚型熱塑性聚氨酯膜將聚醚型熱塑性聚氨酯100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑1份，光穩定劑0.5份、抗菌劑8份，增韌劑1份，潤滑劑0.6份，在高速捏合機上共混，然後在雙螺桿擠出機上熔融擠出，雙螺桿擠出機的前段溫度為80～110℃，中段溫度為130～150℃，後段溫度為150～170℃，機頭溫度為80～100℃，將擠出的物料造粒即可得到聚醚型熱塑性聚氨酯膜；
2）採用輥塗工藝製備複合面料將外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布按照輥塗的方式，通過PUR膠粘合固定在一起，其中外層聚丙烯無紡布的面密度為10～35克/平方米，內層聚丙烯無紡布的面密度為15～35克/平方米，PUR膠為點狀分布，PUR膠的用量為3～5克/平方米。
實施方式
- 實施例1
1.1製備載銀累托石
1）對累托石首先進行鈉化改性處理
將天然累托石充分分散在蒸餾水中，在不斷攪拌的情況下，將混合後碳酸鈉和多聚磷酸鈉加入到水合漿狀的天然累托石漿液中，其中碳酸鈉和多聚磷酸鈉的摩爾比為1:1，碳酸鈉和多聚磷酸鈉的總投加質量為累托石質量的6％，攪拌均勻並充分滾磨，取出密封陳化24小時後，得鈉化累托石漿液；然後對得到的鈉化累托石漿液在70℃、pH值為7.37的條件下，利用十六烷基三甲基溴化胺進行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加質量為累托石質量的8％，反應時間為2小時，即可得到鈉化改性處理後的累托石。
2）稱取累托石，所述累托石為純度在90％以上的鈉基累托石；配製硝酸銀溶液，銀離子濃度為0.3摩爾/升；
3）將稱取好的累托石加入到配製好的硝酸銀溶液中，使得硝酸銀溶液中的累托石濃度為20克/100毫升，在PH值為6的常溫環境下交換吸附2小時，在吸附過程中保持攪拌； 4）真空過濾或離心脫水，乾燥後得到含銀累托石。
1.2採用共混工藝製備聚醚型熱塑性聚氨酯膜
將聚醚型熱塑性聚氨酯（TPU）100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑10100.33份，抗氧劑1680.67份，光穩定劑UV-3290.2份、光穩定劑UV-6220.3份、含銀累托石8份，聚醯胺樹脂1份，苯甲基矽油0.6份，在高速捏合機上共混，然後在雙螺桿擠出機上熔融擠出，雙螺桿擠出機的前段溫度為80～100℃，中段溫度為130～140℃，後段溫度為150～160℃，機頭溫度為80～90℃，將擠出的物料造粒即可得到聚醚型熱塑性聚氨酯膜。
1.3採用輥塗工藝製備複合面料
將外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布按照輥塗的方式，通過PUR膠粘合固定在一起，其中外層聚丙烯無紡布的密度為15克/平方米，內層聚丙烯無紡布的密度為20克/平方米，PUR膠為點狀分布，PUR膠的用量為3克/平方米。
- 實施例2
2.1製備載銀累托石
1）對累托石首先進行鈉化改性處理
將天然累托石充分分散在蒸餾水中，在不斷攪拌的情況下，將混合後碳酸鈉和多聚磷酸鈉加入到水合漿狀的天然累托石漿液中，其中碳酸鈉和多聚磷酸鈉的摩爾比為1:1，碳酸鈉和多聚磷酸鈉的總投加質量為累托石質量的7％，攪拌均勻並充分滾磨，取出密封陳化24小時後，得鈉化累托石漿液；然後對得到的鈉化累托石漿液在70℃、pH值為7.37的條件下，利用十六烷基三甲基溴化胺進行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加質量為累托石質量的9％，反應時間為2.5小時，即可得到鈉化改性處理後的累托石。
2）稱取累托石，所述累托石為純度在90％以上的鈉基累托石；配製硝酸銀溶液，銀離子濃度為0.3摩爾/升；
3）將稱取好的累托石加入到配製好的硝酸銀溶液中，使得硝酸銀溶液中的累托石濃度為20克/100毫升，在PH值為6的常溫環境下交換吸附2.5小時，在吸附過程中保持攪拌； 4）真空過濾或離心脫水，乾燥後得到含銀累托石。
2.2採用共混工藝製備聚醚型熱塑性聚氨酯膜
將聚醚型熱塑性聚氨酯（TPU）100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑10100.33份，抗氧劑1680.67份，光穩定劑UV-3290.2份、光穩定劑UV-6220.3份、含銀累托石8份，聚醯胺樹脂1份，苯甲基矽油0.6份，在高速捏合機上共混，然後在雙螺桿擠出機上熔融擠出，雙螺桿擠出機的前段溫度為90～110℃，中段溫度為140～150℃，後段溫度為160～170℃，機頭溫度為90～100℃，將擠出的物料造粒即可得到聚醚型熱塑性聚氨酯膜。
2.3採用輥塗工藝製備複合面料
將外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布按照輥塗的方式，通過PUR膠粘合固定在一起，其中外層聚丙烯無紡布的面密度為25克/平方米，內層聚丙烯無紡布的面密度為30克/平方米，PUR膠為點狀分布，PUR膠的用量為5克/平方米。
- 實施例3
3.1製備載銀累托石
1）對累托石首先進行鈉化改性處理
將天然累托石充分分散在蒸餾水中，在不斷攪拌的情況下，將混合後碳酸鈉和多聚磷酸鈉加入到水合漿狀的天然累托石漿液中，其中碳酸鈉和多聚磷酸鈉的摩爾比為1:1，碳酸鈉和多聚磷酸鈉的總投加質量為累托石質量的8％，攪拌均勻並充分滾磨，取出密封陳化24小時後，得鈉化累托石漿液；然後對得到的鈉化累托石漿液在70℃、pH值為7.37的條件下，利用十六烷基三甲基溴化胺進行改性，十六烷基三甲基溴化胺的投加質量為累托石質量的10％，反應時間為3小時，即可得到鈉化改性處理後的累托石。
2）稱取累托石，所述累托石為純度在90％以上的鈉基累托石；配製硝酸銀溶液，銀離子濃度為0.3摩爾/升；
3）將稱取好的累托石加入到配製好的硝酸銀溶液中，使得硝酸銀溶液中的累托石濃度為20克/100毫升，在PH值為6的常溫環境下交換吸附3小時，在吸附過程中保持攪拌； 4）真空過濾或離心脫水，乾燥後得到含銀累托石。
3.2採用共混工藝製備聚醚型熱塑性聚氨酯膜
將聚醚型熱塑性聚氨酯（TPU）100份，馬來酸酐接枝苯乙稀-乙烯/丙稀-苯乙烯15份，抗氧劑10100.33份，抗氧劑1680.67份，光穩定劑UV-3290.2份、光穩定劑UV-6220.3份、含銀累托石8份，聚醯胺樹脂1份，苯甲基矽油0.6份，在高速捏合機上共混，然後在雙螺桿擠出機上熔融擠出，雙螺桿擠出機的前段溫度為100～110℃，中段溫度為135～145℃，後段溫度為160～170℃，機頭溫度為85～95℃，將擠出的物料造粒即可得到聚醚型熱塑性聚氨酯膜。
3.3採用輥塗工藝製備複合面料
將外層聚丙烯無紡布、聚醚型熱塑性聚氨酯膜以及內層聚丙烯無紡布按照輥塗的方式，通過PUR膠粘合固定在一起，其中外層聚丙烯無紡布的面密度為35克/平方米，內層聚丙烯無紡布的面密度為20克/平方米，PUR膠為點狀分布，PUR膠的用量為5克/平方米。
將上述製備的複合面料做成醫用防護服，對醫用防護服進行抗菌性能、防水性能、透濕性能測試，其檢測標準和性能指標如表1所示，結果如表2所示。
織物的功能性 | 檢測標準 | 性能指標 | 功能的持久性 |
|---|---|---|---|
抗菌性能 | 阻微生物穿透 ASTM F1671-07 ASTM F1670-08 | 無微生物穿透 | 1次性用即棄產品 |
抑菌率 GB/T8629-20001 | >99.99%優 | ||
防水功能 | 沾濕性 AATCC-42 耐靜水壓值 AATCC-127 | <0.05 >200厘米H20 | |
透濕性能 | 透濕杯法 ASTM E96D | >1200克/平方米/24小時 |
織物的功能性 | 檢測結果 |
|---|---|
抗菌性能 | 阻微生物穿透 ASTM F1671-07：無微生物穿透 ASTM F1670-08：無微生物穿透 |
抑菌率GB/T8629-20001 大腸桿菌ATCC8099：殺菌率100% 肺炎克伯雷桿菌（ATCC4352）：抑菌率99.99% 金黃萄球菌ATC6538P：殺菌率100% | |
防水性能 | 沾濕性ATCC-42：0克 |
耐靜水壓值ATC-127：285厘米H2O | |
透濕性能 | 透濕量 ASTM E96D：2000克/平方米/24小時 |
從表2中可以看出，該發明中的複合面料具有良好的抗菌、防水以及透濕性能，可廣泛套用於醫用紡織品的生產中。
此外，該發明的面料的阻微生物穿透指標，通過了美國ASTM1670、1671標準的測試評價，符合醫用防護服面料性能要求，用該發明面料製成的防護服產品，達到了美國AMMI防護服標準的最高防護等級4級的指標要求；該發明的面料的透濕性指標也超過了美國PGI公司的產品。
榮譽表彰
2019年5月16日，《一種抗菌防水透濕複合面料及其製備方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
