CN101245557A - 一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法 - Google Patents

一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法，其特征由下列步骤构成：(1)将腈纶纤维放入反应器皿中，然后倒入溶剂，将含有Cu2+铜盐溶于溶剂中，将溶液的pH值调至1.5－3.0之间，然后加入还原剂并加热，并使溶液的温度保持在90℃－100℃，利用还原剂对Cu2+进行还原生成Cu+，并使Cu+吸附在腈纶纤维上；(2)将溶液的pH值调至1.5－3.0之间，并将溶液的温度保持在40℃－120℃，然后加入含有硫原子的盐，反应时间持续2－4小时后，使得大量Cu+氧化生成Cu2+，从而生成不易溶于溶剂的铜的硫化物，使得铜的硫化物充分且均匀的分散在整个纤维的表面。利用本方法制造的腈纶纤维中硫化铜分散于整个纤维表面，由于硫化铜自身的物理和化学特性，使得本纤维具有优良的抗菌性和导电性，并且纤维表面的硫化铜不易脱落具有优秀的耐洗涤性。

Description

一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法
技术领域：
本发明设计一种化学纤维的制造方法，特别是涉及一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法。
背景技术：
腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。腈纶具有较高的弹性、强度、耐热性、耐光性和防腐性，被广泛地应用纺织行业。由于其性质接近羊毛，故有“合成羊毛”之称。随着人们生活水平的提高，个人的卫生和健康受到普遍的关注，而与人们生活密切相关的一些纤维纺织制品也受到了人们的重视；并且腈纶织物穿着过程中产生的大量静电也是人们生活中的一大危害，例如：静电可引起可燃性气体燃烧甚至爆炸、引起半导体和精密量具的损伤及失灵、灰尘的附着等情况，静电的消除也是腈纶纤维所要解决的一大问题。
由于这些问题已经影响到了人们的生活，从而使得一些腈纶厂家和科研机构进行技术革新，推出了抗菌导电腈纶纤维。目前，抗菌导电腈纶纤维的制造方法主要分为两种：化学方法和物理方法。化学方法就是将一些具有抗菌特性的化学原料附着在纤维上，使得腈纶具备抗菌特性；物理方法就是在腈纶织物中直接混纺金属，或是利用像铜离子、银离子这些金属离子本身所具有的杀菌特性达到抗菌抗静电的目的。例如：专利号88100556.8就公开了一种含有硫化亚铜和稀土的含聚丙烯腈纤维的抗静电织物，专利号87104625.3公开了一种硫化亚铜导电聚丙烯纤维、纱线、绒线及制备方法，但是硫化亚铜在洗涤和使用过程中容易与纤维脱落，使用效果并不理想。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法，来解决现有技术的不足，满足人们生产和生活的需要。
一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法，本发明的具体实施方案是：
(1)将腈纶纤维放入反应器皿中，然后倒入溶剂，将含有Cu2+铜盐溶于溶剂中，将溶液的PH值调至1.5——3.0之间，然后加入还原剂并加热，并使溶液的温度保持在90℃——100℃，利用还原剂对Cu2+进行还原生成Cu+，并使Cu+吸附在腈纶纤维上；
(2)将溶液的PH值调至1.5——3.0之间，并将溶液的温度保持在40℃——120℃，然后加入含有硫原子的盐，反应时间持续2——4小时后，使得大量Cu+氧化生成Cu2+，从而生成不易溶于溶剂的铜的硫化物，使得铜的硫化物充分且均匀的分散在整个纤维的表面。
本发明步骤(1)中所述的Cu2+铜盐可选用：硫酸铜(CuSO4)、氯化铜(CuCl2)、硝酸铜(Cu(NO3)2)或其他的铜螯合物；
本发明步骤(1)中所述的还原剂可选用：次氯酸钠(NaClO)、硫酸亚铁(FeSO4)、钒酸(HVO4)、氨基盐(NH4 +)等；
本发明步骤(1)、(2)中调节溶液PH值可选用：硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、柠檬酸、醋酸等；
本发明步骤(1)中加入的铜离子重量为纤维重量的1——30％；
本发明步骤(2)中加入含有硫原子的盐可选用：二氧化硫(SO2)、焦硫酸钠(Na2S2O5)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、硫带硫酸钠(NaS2O3)等具有较高化合价的金属盐。
利用本方法制造的腈纶纤维中硫化铜分散于整个纤维表面，由于硫化铜自身的物理和化学特性，使得本纤维具有优良的抗菌性和导电性，并且纤维表面的硫化铜不易脱落具有优秀的耐洗涤性。
具体实施方式：
众所周知，硫化铜(CuS)具有良好的抗菌性和导电性，而腈纶纤维或变性腈纶纤维中含有的氰基和亚铜离子(Cu+)能够很好的配位结合，具有良好的亲和力，而我们正是利用这种亲和力实现硫化铜(CuS)均匀分布在纤维的表面，从而实现腈纶纤维抗菌导电的性能。
一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法，本发明的具体实施方案是：
(1)将腈纶纤维或变性腈纶纤维放入反应器皿中，然后倒入溶剂，将含有Cu2+铜盐溶于溶剂中，将溶液的PH值调至1.5——3.0之间，然后加入还原剂并加热，并使溶液的温度保持在90℃——100℃，利用还原剂对Cu2+进行还原生成Cu+，并使Cu+吸附在腈纶纤维或变性腈纶纤维上；
(2)将溶液的PH值调至1.5——3.0之间，并将溶液的温度保持在40℃——120℃，然后加入含有硫原子的盐，反应时间持续2——4小时后，使得大量Cu+氧化生成Cu2+，从而生成不易溶于溶剂的铜的硫化物，使得铜的硫化物充分且均匀的分散在整个纤维的表面。
本发明步骤(1)中所述的Cu2+铜盐可选用：硫酸铜(CuSO4)、氯化铜(CuCl2)、硝酸铜(Cu(NO3)2)或其他的铜螯合物；
本发明步骤(1)中所述的还原剂可选用：次氯酸钠(NaClO)、硫酸亚铁(FeSO4)、钒酸(HVO4)、氨基盐(NH4 +)等；
本发明步骤(1)、(2)中调节溶液PH值可选用：硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、柠檬酸、醋酸等；
本发明步骤(1)中加入的铜离子重量为纤维重量的1——30％；
本发明步骤(2)中加入含有硫原子的盐可选用：二氧化硫(SO2)、焦硫酸钠(Na2S2O5)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、硫带硫酸钠(NaS2O3)等具有较高化合价的金属盐。
这样制造出的纤维经过水洗、干燥之后，用X线解析法分析出的结果可以确认是Cu9S5、硫化亚铜(Cu2S)、硫化铜(CuS)的衍射线。依据这个结果，纤维中分散含有硫化铜的事实可以得到证明。
实施例：
含有50％以上丙烯腈的腈纶系纤维的硫化铜吸附。
取含有50％以上丙烯腈的腈纶系纤维100g，放入由硫酸铜(Cu2SO4)、亚硫酸钠(Na2SO3)、氯酸钠(NaClO3)和调整PH值的柠檬酸(C6H5O7)组成的混合溶液20g——30g中，其中混合溶液中还原剂的的浓度为20％——90％，硫酸铜的浓度为100％，PH值为2——5，反应温度调整在50℃——80℃之间，反应时间在2小时——4小时即可。
[实验]
实验一：
腈纶纤维(日本三菱，75D，长丝)100g，20g——30g亚硫酸钠(Na2SO3)、氯化钠(NaCl)处理溶液，PH值调整到2——4，水洗后在50℃——80℃进行干燥。
实验二：
腈纶纤维(日本三菱，3D，短纤)100g，20g——30g亚硫酸钠(Na2SO3)、次氯酸钠(NaClO)处理溶液，PH值调整到2——4，水洗后在50℃——80℃进行干燥。
[实验结果]
1、抗菌性及电阻测试
实验方法：
抗菌度测试：KSK 0693-2001
使用菌(1)细菌：金葡萄球菌ATCC 6538
使用菌(2)细菌：克雷伯氏菌ATCC 43
电阻测试：
测试器：KSK 0180-2003
适用电压：10V
温度、湿度：20±2℃，40±2％R.H
比电阻：被测物单位面积单位长度的电阻大小
Figure S2008100842254D00061
2、耐洗涤性测试
测试方法：
KSK ISO 6330：2001
Kenmore Delicate cycle：30±3℃ WOB.SCREED
Total load2.0kg Ballast type II
结果：
Figure S2008100842254D00062
通过实验对比，我们发现本发明中步骤1变得更加经济，而步骤二溶液呈酸性，使铜离子与纤维的结合更加紧密，不经提高的抗菌性和导电性，而且耐洗涤性更高，不仅使人们的生活更卫生，而且大大减少了穿着和使用过程中静电的产生，可广泛用于与人们生活息息相关的各种纺织品。

Claims (6)

1、一种抗菌导电腈纶纤维的制造方法，其特征由下列步骤构成：
(1)将腈纶纤维放入反应器皿中，然后倒入溶剂，将含有Cu2+铜盐溶于溶剂中，将溶液的PH值调至1.5——3.0之间，然后加入还原剂并加热，并使溶液的温度保持在90℃——100℃，利用还原剂对Cu2+进行还原生成Cu+，并使Cu+吸附在腈纶纤维上；
(2)将溶液的PH值调至1.5——3.0之间，并将溶液的温度保持在40℃——120℃，然后加入含有硫原子的盐，反应时间持续2——4小时后，使得大量Cu+氧化生成Cu2+，从而生成不易溶于溶剂的铜的硫化物，使得铜的硫化物充分且均匀的分散在整个纤维的表面。
2、按权利要求1的方法，其特征是：其中步骤(1)中所述的Cu2+铜盐可选用：硫酸铜(CuSO4)、氯化铜(CuCl2)、硝酸铜(Cu(NO3)2)或其他的铜螯合物。
3、按权利要求1所述的方法，其特征是：其中步骤(1)中所述的还原剂可选用：次氯酸钠(NaClO)、硫酸亚铁(FeSO4)、钒酸(HVO4)、氨基盐(NH4 +)。
4、按权利要求1所述的方法，其特征是：其中步骤(1)、(2)中调节溶液PH值可选用：硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、柠檬酸、醋酸。
5、按权利要求1所述的方法，其特征是：其中步骤(1)中加入的铜离子重量为纤维重量的1——30％。
6、按权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(2)中加入含有硫原子的盐可选用：二氧化硫(SO2)、焦硫酸钠(Na2S2O5)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、硫带硫酸钠(NaS2O3)。
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