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口罩用PLA熔喷布的专利申请现状

2023-4-28
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随着新型冠状病毒疫情的爆发,医用防护口罩需求激增,目前国内口罩产能已经到达每日1.1亿只以上,但这些口罩基本上在一次性使用后丢弃。 
同时,口罩的主体部分是处于中间起过滤作用的熔喷布层,目前使用最广泛的是聚丙烯熔喷布。聚丙烯构成了口罩产品90%以上的原材料,而聚丙烯是由石油基树脂制成的,属于不可降解的高分子材料,废弃后若焚烧将产生大量有害气体,若掩埋则难以降解,给环境保护带来巨大压力。 
寻找可降解的替代材料受到广泛关注。其中,聚乳酸(PLA)是目前非常典型的环境友好型高分子材料,聚乳酸是用小麦、玉米、稻谷和黑麦等农作物经微生物发酵得到的乳酸(LA)产物为单体,经化学合成的一类聚合物。聚乳酸在自然环境中容易被微生物分解成二氧化碳和水,再经过植物的光合作用又成为聚乳酸的原料—淀粉,以此自然循环。 
目前,聚乳酸纺粘布已经实现工业化,但对于聚乳酸熔喷布的研究一直持续中,2001年德国不莱梅大学DieterH.Muller等人曾对熔喷聚乳酸非织造材料进行过最早研究,认为聚乳酸可以应用于熔喷工艺,但由于所用原料和工艺方面的问题,实验效果不佳导致形成的纤网性能不能达到工业使用要求。 
同年在美国田纳西大学进行的熔喷实验也证明了聚乳酸在熔喷工艺上应用的可行性,但由于聚乳酸自身的流变性能使其在熔喷工艺上受到很多条件的限制,结果依然不理想。 
2009年,美国 NatureWorks 公司在国际非织造布技术会议(INTC)上宣布其公司两种新型的 IngeoTM 生物基聚乳酸切片正式商业化投产。 
NatureWorks 公司的下游合作伙伴美国熔喷纤维设备制造商 Biax-Fiberfilm 公司在2010年初对IngeoTM材料进行了熔喷试险,美国田纳西大学非织造布研究人员也评估证实了IngeoTM适用于传统的熔喷设备,可用作制造熔喷非织造布的原料,上述两种级别的切片可用来生产熔喷非织造产品,可广泛应用于过滤产品领域。 
日本的尤妮佳、旭化成株式会社、花王株式会社等公司也均拥有可生物降解聚乳酸非织造布的专利技术。在国内,由于熔喷技术研究起步较晚,受制于可熔喷聚乳酸切片价格高昂,在聚乳酸熔喷无纺布尚未在产业上有大规模生产,仅处于实验室研究阶段。