CN101619504A

CN101619504A - 抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法

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Publication number: CN101619504A
Application number: CN 200910055593
Authority: CN
Inventors: 吴娟娟; 盛小海; 何丹农; 吴继贤; 金彩虹; 张冰; 倪永; 洪月蓉; 陈超
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2010-01-06

Abstract

一种纳米材料技术领域的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，包括：将银离子抗菌剂与母粒基材共混熔融处理，制成抗菌母粒；向抗菌母粒中添加纤维基材并进行二次共混熔融处理；将熔体进行喷丝卷绕处理，得到预取向丝束；将预取向丝束冷却存放后经假捻变形加工后，制成抗菌共混聚酯异形纤维。本发明方法制备所得的抗菌共混聚酯异形纤维的线密度达到83.3以上，断裂强度达到3.35以上，断裂强度达到2.80以上，断裂伸长率达到18以上，同时其抗菌性能指标，即5％的JAGZDE溶解液对细菌5min抑菌率为：大肠杆菌99.99％，金黄色葡萄球菌99.99％，白色念珠菌99.96％。

Description

抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种纳米材料技术领域的制备方法，具体是一种抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对身体健康和卫生保健的意识愈来愈强，各种抗菌纤维及纺织品的研究开发愈来愈受到重视。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维是抗菌织物的主要原料之一。抗菌纤维的制法主要有两种方法。一种方法是在原料内添加功能粉体的功能化技术：即将具有抗菌功能的粉体与聚合物原料混合，从而在纺丝后得到具有各种功能的纤维。另一种方法是通过对纤维进行后处理，从而获得具有特殊功能的纤维。但由于PET的分子结构不具有反应性侧基，难以采用表面接枝反应技术进行抗菌整理，所以把抗菌剂制成抗菌母粒再与PET切片混合，通过共混纺丝是制取抗菌PET纤维的主要方法。

在各种抗菌材料中，银离子一直是公认的抗菌剂。早在19世纪，稀释的硝酸银溶液就先于银磺胺嘧啶霜被医学界广泛地用于治疗临床感染和烧伤。近年来，经文献证实，银离子对12种革兰阴性菌、6种革兰阳性菌及6种霉菌，均有强烈的抑制和杀灭作用。而在纳米工艺下研究制造的纳米银超微颗粒，使得纳米银与微生物表面接触的概率大大增加，因此，纳米银的抗菌性能远远大于传统的银系抗菌剂。美国科学家纽曼的研究表明，银具有(1)分裂细菌、病毒的呼吸功能；(2)分裂细胞膜的功能和(3)可与细菌细胞的DNA键合，从而具有分裂细胞的功能。

传统的PET纤维已经取代棉成为世界纤维之王，它具有很多优良的服用性能，如：良好的物理机械性能、耐热性及耐化学腐蚀性强等，但PET的染色困难，手感、吸湿性及回弹性不理想。聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维正以其优异的弹性和染色性在纺织工业领域受到越来越多的重视，而PBT也存在一定缺陷，如尺寸稳定性不如PET，且市场价格相对较高等。为了制得具有优良化学稳定性、热稳定性、强度、刚度和耐磨耗性，且具有良好的光泽的纤维，可以将PBT与PET进行共混，结合两者的优点，采用物理方法改性纤维。

但无论是PET纤维，还是PBT纤维，或者是PET/PBT共混纤维服用性能都较差，他们的吸湿性在合成纤维中是最差的，但是，纤维截面异形化之后，可使织物的光泽、蓬松性、吸湿性、弹性、手感、光泽等有不同程度的改善。在国外，异形纤维、中空纤维、异形中空纤维得到广泛的应用，目前市场上有三角形、三叶形、五角形、T形、C形、H形、十字形、扁平形等等。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200710187660.5记载了一种抗菌聚对二甲苯丙二醇酯短纤维PTT及其生产方法，但该技术偏重于对PTT的抗菌改性，对于截面异化并未详细公开。

另经检索发现，中国专利申请号200710145775.8记载了一种兼具抗菌和吸湿排汗功能的四叶形聚酯纤维或长丝，该技术除描述抗菌外，更强调四叶形的几何形状特征描述，纤维的功能为吸湿排汗，但该技术的重点在于四叶的外形改进，且采用的聚酯为单一的聚酯，仅局限吸湿排汗功能。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，具有抗菌、自然立体卷曲、良好的回弹性、吸湿性和保暖性，本专利通过不同的异形形状，能达到抗菌、吸湿排汗或者保暖的不同的功能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步、将银离子抗菌剂与母粒基材共混熔融处理，制成抗菌母粒。

所述的银离子抗菌剂是指干燥后的平均粒径为20～40nm的磷酸钛盐负载的银离子抗菌剂颗粒，该银离子抗菌剂的用量为：100～500ppm；

所述的母粒基材是指聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯的切片；

所述的共混熔融处理是指：将银离子抗菌剂和母粒基材在长径比为32～44∶1的双螺杆挤出机中，在240～280℃时，以160～200rpm的转速共混挤出。

所述的抗菌母粒中纳米银粉体的质量百分比含量为10～50％。

第二步、向抗菌母粒中添加纤维基材并进行二次共混熔融处理；将熔体进行喷丝卷绕处理，得到预取向丝束。

所述的纤维基材是指：聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯中的一种或者是70％~100％聚对苯二甲酸乙二酯与0~30％聚对苯二甲酸丁二酯的质量比的混合干燥切片。

所述的纤维基材的用量为抗菌母粒质量的10~50倍。

所述的二次共混熔融处理是指：将抗菌母粒和纤维基材在240～280℃的环境下在长径比为32～44∶1的双螺杆挤出机中熔融混合，并在255～265℃的环境下由异形喷丝孔喷出，并以800～1200m/min的速度卷绕得到预取向丝束。

所述的异形喷丝孔喷丝卷绕处理是指：采用13孔多孔型喷丝孔喷丝板或十字形喷丝板喷丝后进行卷绕。

第三步、将预取向丝束冷却存放后经假捻变形加工后，制成抗菌共混聚酯异形纤维。

所述的冷却存放是指：在温度为20～30℃，相对湿度为60～70％的条件下存放24小时。

所述的假捻变形加工是指：在加弹机上，D/Y比1.5～1.7，第一热箱温度为150～180℃，第二热箱温度为120～130℃，生产出抗菌共混聚酯异形纤维。

所述的抗菌共混聚酯异形纤维具体为83dtex/72f DTY纤维。

通过本发明方法制备所得的抗菌共混聚酯异形纤维的线密度达到83.3以上，断裂强度达到3.35以上，断裂强度达到2.80以上，断裂伸长率达到18以上，同时其抗菌性能指标，即5％的JAGZDE溶解液对细菌5min抑菌率为：大肠杆菌99.99％，金黄色葡萄球菌99.99％，白色念珠菌：99.96％以上。

本发明的抗菌共混聚酯异形纤维可以应用于吸湿排汗和保暖导湿快干方面：

一方面，通过毛细管芯吸作用导湿，迅速将体肤表层汗液沿纤维纵向沟槽向织物平面方向传递，并被邻近的吸湿纤维所吸收，使服装贴身一面保持干爽状态。另一方面，PET/PBT共混纤维自然立体卷曲，犹如羊毛纤维的双边结构，复合纤维有极好的卷曲和弹性特征，是一种综合性能较为理想的弹性纤维。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

称取干燥好的、粒径为30nm的磷酸钛盐负载银离子抗菌剂0.25g和干燥好的PBT切片1.25kg共混，制备抗菌PBT母粒，并将此抗菌母粒添加到30kg干燥好的PBT切片中，共混后，熔融，采用十字形喷丝板，经卷绕后获得PBT的POY纤维。在25℃，相对湿度65％的条件下存放一天，后进行假捻变形加工，得到抗菌的DTY丝的物性指标如下表1所示：

表1 PBT抗菌丝物性指标

规格：83dtex/72f

实施例2

称取干燥好的粒径为30nm的磷酸钛盐负载的银离子抗菌剂0.25g和干燥好的PET切片1.25kg共混，制备抗菌PET母粒，将此抗菌母粒添加到30kg干燥好的PET/PBT(PET/PBT＝75/25)切片中，共混后，熔融，采用13孔多孔型喷丝孔喷丝板喷丝，经卷绕后获得PET/PBT的POY纤维。在25℃，相对湿度65％的条件下，存放一天后，进行假捻变形加工，得到抗菌的DTY丝的物性指标如下表2所示：

表2 PET/PBT抗菌丝物性指标

规格：83dtex/72f

实施例3

称取干燥好的粒径为30nm的磷酸钛盐负载的银离子抗菌剂0.25g和干燥好的PET切片1.25kg共混，制备抗菌PET母粒，将此抗菌母粒添加到30kg干燥好的PET/PBT(PET/PBT＝80/20)切片中，共混后，熔融，采用13孔多孔型喷丝孔喷丝板喷丝，经卷绕后获得PET/PBT的POY纤维。在25℃，相对湿度65％的条件下，存放一天后，进行假捻变形加工，得到抗菌的DTY丝的物性指标如下表2所示：

表3 PET/PBT抗菌丝物性指标

规格：83dtex/72f

Claims

1、一种抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、将银离子抗菌剂与母粒基材共混熔融处理，制成抗菌母粒；

第二步、向抗菌母粒中添加纤维基材并进行二次共混熔融处理；将熔体进行喷丝卷绕处理，得到预取向丝束；

2、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的银离子抗菌剂是指干燥后的平均粒径为20～40nm的磷酸钛盐负载的银离子抗菌剂颗粒，该银离子抗菌剂的用量为：100～500ppm。

3、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的母粒基材是指聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯的切片。

4、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的共混熔融处理是指：将银离子抗菌剂和母粒基材在长径比为32～44∶1的双螺杆挤出机中，在240～280℃时，以160～200rpm的转速共混挤出。

5、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的纤维基材是指：聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯中的一种或者是70％~100％聚对苯二甲酸乙二酯与0~30％聚对苯二甲酸丁二酯的质量比的混合干燥切片。

6、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的纤维基材的用量为抗菌母粒质量的10~50倍。

7、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的二次共混熔融处理是指：将抗菌母粒和纤维基材在240～280℃的环境下在长径比为32～44∶1的双螺杆挤出机中熔融混合，并在255～265℃的环境下由异形喷丝孔喷出，并以800～1200m/min的速度卷绕得到预取向丝束。

8、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的异形喷丝孔喷丝卷绕处理是指：采用13孔多孔型喷丝孔喷丝板或十字形喷丝板喷丝后进行卷绕。

9、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的冷却存放是指：在温度为20～30℃，相对湿度为60～70％的条件下存放24小时。

10、根据权利要求1所述的抗菌共混聚酯异形纤维的制备方法，其特征是，所述的假捻变形加工是指：在加弹机上，D/Y比1.5～1.7，第一热箱温度为150～180℃，第二热箱温度为120～130℃，生产出抗菌共混聚酯异形纤维。