CN100453715C - 一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法 - Google Patents

一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法，尤其是含有多种无机天然物质与聚丙烯混融的功能性聚丙烯纤维及其制备方法。所述的纤维由聚丙烯纤维中含有电气石、三氧化二铝、磷酸锆载银抗菌剂、二氧化硅、二氧化钛构成。所述的制备方法是将电气石、三氧化二铝、磷酸锆载银抗菌剂、二氧化硅、二氧化钛用高速气流粉碎机进行混合，然后与聚丙烯切片熔融混合得到聚丙烯母粒，再将聚丙烯母粒与聚丙烯切片按常规的熔融纺丝法进行纺丝即可。本纤维的优点是可纺性好、成纤强度高，并具有远红外、负离子及抗菌、除臭的功能。

Description

一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法，尤其是含有多种无机天然物质与聚丙烯混融的功能性聚丙烯纤维及其制备方法。
背景技术：
目前在化学纤维中添加一些物质，使纤维产生附加功能，在国内外已有报道。如日本专利2001279574提出，在纤维表面固着电气石微粒(20微米以上，比表面积2米2/克以上)，可使纤维产生发射远红外及除臭的功能，其远红外发射率可达85％，除臭率可达80％；又如中国专利CN1376814A提出载银电气石与聚丙烯混纺制造抗菌负离子纤维的方法。这些纤维的不足之处是：由于添加的纤维功能性材料与载体即聚丙烯的混熔性较差，对纺丝形成一定困难，纤维强度降低，一般在2.5CN/dtex。
发明内容：
本发明的目的是提供一种功能性聚丙烯纤维及其制备方法，它具有可纺性较好、强度接近常规纤维，同时又具有远红外、负离子及抗菌、除臭的功能。
本发明的功能性聚丙烯纤维包括：聚丙烯纤维，其特征在于：在聚丙烯纤维中含有无机固相物质3～6％，无机固相物质由以下构成：
(1)纯度≥95％的宝石级电气石                 10～40％；
(2)细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝  5～10％；
(3)磷酸锆载银抗菌剂                             5～15％；
(4)≤1微米的亚微米级二氧化硅                    20～40％；
(5)≤1微米的亚微米级二氧化钛                    10～30％。
本发明制备上述功能性聚丙烯纤维的方法是：
(1)无机固相物质的制备：首先将天然宝石级电气石进行选矿、破碎、湿法高能磨至D50≤0.5～0.7微米，干燥得到纯度≥95％的电气石粉：按电气石10～40％，细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝5～10％，磷酸锆载银抗菌剂5～15％，≤1微米的亚微米级二氧化硅20～40％，≤1微米的亚微米级二氧化钛10～30％的比例，采用高速气流粉碎机进行混合，使三氧化二铝对其他无机物质进行包复；
(2)将步骤(1)制得的无机固相物质与聚丙烯切片按25～40％的比例用双螺杆挤出机，在260℃熔融混合得到聚丙烯母粒；
(3)将步骤(2)制得的聚丙烯母粒按10～15％的比例添加到聚丙烯切片中按常规的熔融纺丝法进行纺丝，得到纤维中含有无机固相物质的功能性聚丙烯纤维。
本发明由于在无机固相物质混合选材上，利用纳米三氧化二铝自身具有良好的分散性，采用高速气流粉碎机进行混合，使细度为纳米级的三氧化二铝与亚微米级的其他物质达到微观包复混合，故解决了纺丝时产生颗粒团聚的问题，大大改善了可纺性和成纤强度。又由于在纤维中含有能发射远红外的三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅，能产生负离子并具除臭功能的电气石和载银抗菌剂，使纤维具有远红外、负离子及抗菌、除臭的功能。此外，经试验本发明也可适用于以聚酯为载体的合成纤维。
具体实施方式：
实施例1
(1)无机固相物质的制备：首先将天然宝石级电气石进行选矿、破碎、湿法高能磨至D50≤0.6微米，干燥得到纯度≥95％的电气石粉；按电气石25％，细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝10％，磷酸锆载银抗菌剂10％，≤1微米的亚微米级二氧化硅30％，≤1微米的亚微米级二氧化钛25％的比例，采用高速气流粉碎机进行混合，使三氧化二铝对其他无机物质进行包复；
(2)将步骤(1)制得的无机固相物质与聚丙烯切片按25％的比例用双螺杆挤出机，在260℃熔融混合得到聚丙烯母粒；
(3)将步骤(2)制得的聚丙烯母粒按15％的比例添加到聚丙烯切片中按常规的熔融纺丝法进行纺丝得到纤维的长纤，单丝纤度为2.5旦，纤维中含有3.75％的无机固相物质。该纤维经测试，断裂强度≥2.5CN/dtex，抑菌率≥90％，50℃远红外发射率≥85％，动态负离子浓度1980个/cm3，4小时内除臭率＞90％。上述指标按标准测试，水洗10次后保持不变。
实施例2
(1)无机固相物质的制备：首先将天然宝石级电气石进行选矿、破碎、湿法高能磨至D50≤0.5微米，干燥得到纯度≥95％的电气石粉；按电气石20％，细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝10％，磷酸锆载银抗菌剂10％，≤1微米的亚微米级二氧化硅40％，≤1微米的亚微米级二氧化钛20％的比例，采用高速气流粉碎机进行混合，使三氧化二铝对其他无机物质进行包复；
(2)将步骤(1)制得的无机固相物质与聚丙烯切片按30％的比例用双螺杆挤出机，在260℃熔融混合得到聚丙烯母粒；
(3)将步骤(2)制得的聚丙烯母粒按10％的比例添加到聚丙烯切片中按常规的熔融纺丝法进行纺丝得到纤维的长纤，单丝纤度为1.9旦，纤维中含有3％的无机固相物质。该纤维经测试，断裂强度≥3.0CN/dtex，抑菌率≥90％，50℃远红外发射率≥82％，动态负离子浓度2300个/cm3，4小时内除臭率＞90％。上述指标按标准测试，水洗10次后保持不变。
实施例3
(1)无机固相物质的制备：首先将天然宝石级电气石进行选矿、破碎、湿法高能磨至D50≤0.7微米，干燥得到纯度≥95％的电气石粉；按电气石30％，细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝10％，磷酸锆载银抗菌剂15％，≤1微米的亚微米级二氧化硅30％，≤1微米的亚微米级二氧化钛15％的比例，采用高速气流粉碎机进行混合，使三氧化二铝对其他无机物质进行包复；
(2)将步骤(1)制得的无机固相物质与聚丙烯切片按40％的比例用双螺杆挤出机，在260℃熔融混合得到聚丙烯母粒；
(3)将步骤(2)制得的聚丙烯母粒按15％的比例添加到聚丙烯切片中按常规的熔融纺丝法进行纺丝得到纤维的短纤，纤度为6旦，纤维中含有6％的无机固相物质。该纤维经测试，断裂强度≥4.5CN/dtex，抑菌率≥90％，50℃远红外发射率≥87％，动态负离子浓度2300个/cm3，4小时内除臭率＞92％。上述指标按标准测试，水洗10次后保持不变。

Claims (4)

1、一种功能性聚丙烯纤维，包括：聚丙烯纤维，其特征在于：在聚丙烯纤维中含有无机固相物质3～6％，无机固相物质由以下构成：
(1)纯度≥95％的宝石级电气石                 10～40％；
(2)细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝  5～10％；
(3)磷酸锆载银抗菌剂                         5～15％；
(4)≤1微米的亚微米级二氧化硅                20～40％；
(5)≤1微米的亚微米级二氧化钛                10～30％。
2、据权利要求1所述的一种功能性聚丙烯纤维，其特征在于：无机固相物质由以下构成：
(1)纯度≥95％的宝石级电气石                 20％；
(2)细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝  10％；
(3)磷酸锆载银抗菌剂                         10％；
(4)≤1微米的亚微米级二氧化硅                40％；
(5)≤1微米的亚微米级二氧化钛                20％。
3、一种制造权利要求1所述的功能性聚丙烯纤维的方法，其特征在于：(1)无机固相物质的制备：首先将天然宝石级电气石进行选矿、破碎、湿法高能磨至D50≤0.5～0.7微米，干燥得到纯度≥95％的电气石粉；按电气石10～40％，细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝5～10％，磷酸锆载银抗菌剂5～15％，≤1微米的亚微米级二氧化硅20～40％，≤1微米的亚微米级二氧化钛10～30％的比例，用高速气流粉碎机进行混合；(2)将步骤(1)制得的无机固相物质与聚丙烯切片按25～40％的比例用双螺旋杆挤出机，在260℃熔融混合得到聚丙烯母粒；(3)将步骤(2)制得的聚丙烯母粒按10～15％的比例添加到聚丙烯切片中按常规的熔融纺丝法进行纺丝，得到纤维中含有无机固相物质的功能性聚丙烯纤维。
4、据权利要求3所述的一种制造功能性聚丙烯纤维的方法，其特征在于：(1)无机固相物质的制备：首先将天然宝石级电气石进行选矿、破碎、湿法高能磨至D50≤0.5～0.7微米，干燥得到纯度≥95％的电气石粉；按电气石20％，细度为5～20纳米纯度为99.9％的三氧化二铝10％，磷酸锆载银抗菌剂10％，≤1微米的亚微米级二氧化硅40％，≤1微米的亚微米级二氧化钛20％的比例，用高速气流粉碎机进行混合；(2)将步骤(1)制得的无机固相物质与聚丙烯切片按30％的比例用双螺杆挤出机，在260℃熔融混合得到聚丙烯母粒；(3)将步骤(2)制得的聚丙烯母粒按10％的比例添加到聚丙烯切片中按常规的熔融纺丝法进行纺丝，得到纤维中含有无机固相物质的功能性聚丙烯纤维。
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