CN102702692A

CN102702692A - 抗菌多孔聚酯切片及其制备和加工poy长丝、dty丝的方法

Info

Publication number: CN102702692A
Application number: CN2012101618233A
Authority: CN
Inventors: 赵伟明
Original assignee: CHANGSHU SUNSHINE KNITTING FABRIC CO LTD
Current assignee: CHANGSHU SUNSHINE KNITTING FABRIC CO LTD
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-10-03

Abstract

一种抗菌多孔聚酯切片及其制备和加工POY长丝、DTY丝的方法，属于纺丝原料及其制备技术领域。其是由以下重量份数的原料构成：聚酯切片80-95份、改性抗菌添加剂0.5-2份、致孔剂0.5-10份和有机低分子量液体2-10份。优点：能够保障制备的聚酯纤维形成贯通纤维界面的微孔组织结构而藉以体现理想的抗菌、多孔吸湿排汗效果的长处，使由该纤维制成服饰和/或寝装用品后具有良好的卫生性；可以保障纤的力学性能不受影响；提供的抗菌多孔聚酯切片的制备方法工艺流程简练且能充分保障抗菌性和多孔吸湿排汗性；提供的POY长丝、DTY丝的加工方法同样工艺步骤简短，得到的DTY丝能最终满足人们对服饰的抗菌吸湿排汗要求。

Description

抗菌多孔聚酯切片及其制备和加工POY长丝、DTY丝的方法

技术领域

本发明属于纺丝原料及其制备技术领域，具体涉及一种抗菌多孔聚酯切片，并且还涉及其制备方法以及由该方法得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和生活质量的不断改善，对服饰的舒适性、绿色环保性和抗菌吸湿导湿性的要求越来越讲究。涤纶（PET）纤维因其具有廉价、性能优异和用途广泛等长处而被作为纺织服装的重要原料。但是，由于其疏水性分子结构特征而在作为服饰原料所要求的舒适性和卫生性方面存在一定的差距并且有待进一步提高。

改善聚酯纤维的吸湿排汗性能和抗菌性能也是众多科研学者和企业关注并努力力的方向之一。但长期以来关于聚酯的吸湿排汗和抗菌性能改性仅限于单方面的对纤维进行导湿或抗菌改性，但由于不能实现多种功能性的共存，因而在一定程度上制约了以聚酯为原料的织物品种的多样化。因此，如何将吸湿排汗与抗菌功能兼而得之而藉以实现纤维导湿与高效抗菌的统一的问题引起了国内外学者的关注，但是迄今为止尚未见诸有成功的报导。

关于聚酯吸湿导湿性能改性的报导见诸于1986年日本帝人公司推出的中空多微孔纤维第一代产品（其名称为：Wellkey Filament），这种纤维是利用普通聚酯和空洞成型剂的微相分离原理先经高速纺制成高取向丝，再给予适当的碱处理制备而成。中国济南正昊化纤新材料有限公司采用常规聚酯、改性易水解聚酯和功能改性切片进行共混纺丝，再对所纺制的纤维进行碱处理，得到功能性多孔聚酯纤维。

上述方法制备多孔纤维的过程都是通过碱在表面刻蚀而形成微坑，因而无法得到贯穿的微孔，致使纤维的导湿性能并不能达到人们期取的要求，同时，对纤维进行表面刻蚀也导致纤维的力学性能降低。

就涤纶抗菌改性而言，通常采用化学改性技术和物理改性技术。前者即化学改性技术是将抗菌基团通过化学接枝的方法接枝到聚酯分子链上，使纤维具有抗菌性，但该法由于仅能将抗菌基团接枝在纤维表面，因而接枝效果差并且接枝率低以及效率不高；后者即物理改性是开发表面粗糙的微孔化纤维，以使抗菌剂深入或称渗入纤维层较深部位，或者将抗菌剂与聚酯共混后纺丝。

鉴于上述背景，有必要加以改进，为此，本申请人作了长期而有益的探索，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种无需依赖酸或碱刻蚀而能保障制备的聚酯纤维具有贯通纤维的界面的微孔组织结构而藉以体现优异的抗菌性与理想的多孔吸湿排汗性兼得的抗菌多孔聚酯切片。

本发明的另一任务在于提供一种抗菌多孔聚酯切片的制备方法，该方法无需依赖复杂而特殊的设备和无需遵从苛刻的操作规程并且能保障获得的抗菌多孔聚酯切片具有所述的抗菌性和多孔吸湿排汗性。

本发明的又一任务在于提供一种抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的方法，由该方法获得的POY长丝、DTY丝能够满足人们对服饰的抗菌吸湿排汗要求而藉以体现舒适性及卫生性。

为体现完成本发明的首要任务，本发明提供的技术方案是：一种抗菌多孔聚酯切片，其是由以下重量份数的原料构成：聚酯切片80-95份、改性抗菌添加剂0.5-2份、致孔剂0.5-10份和有机低分子量液体2-10份。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的聚酯切片为商业化的并且分子量为20000的PET成纤树脂；所述的改性抗菌剂为以氧化锆为载体负载有银离子的并且含有五氧化磷的抗菌粉体。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的银、五氧化二磷和氧化锆的重量比为0.05-0.1∶1-1.05∶1-1.05。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的致孔剂为分解温度高于纺丝加工温度的水溶性聚合物。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的高于纺丝加工温度为高于纺丝加工温度300℃；所述的水溶性聚合物为聚氧乙烯。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的有机低分子量液体为高沸点的聚合物增塑剂，所述的高沸点的聚合物增塑剂为邻苯二酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两者按任意比例相混合的混合物聚合物。

本发明的另一任务是这样来完成的，一种抗菌多孔聚酯切片的制备方法，包括以下步骤：

A）制取造粒用原料，将按重量份数称取的聚酯切片80-95份、改性抗菌添加剂0.5-2份、致孔剂0.5-10份和有机低分子量液体2-10份投入螺杆式塑料造粒机共混并且混匀，得到造粒用原料；

B）造粒，将由步骤A）得到的造粒用原料由双螺杆挤出机挤出，得到抗菌多孔聚酯切片。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤A）中所述的共混的温度为255-265℃，螺杆转速为90-110rmp。

本发明的又一任务是这样来完成的，一种抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的方法，包括以下步骤：

a）制取POY长丝，将抗菌多孔聚酯切片由螺杆熔融纺丝纺取POY长丝，并且控制螺杆熔融纺丝温度和纺丝速度；

b）制取DTY丝，将由步骤a）得到的POY丝牵伸并且控制牵伸倍数，得到抗菌多孔DTY丝。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤a）中所述的控制螺杆熔融纺丝温度是将温度控制为：一区287-297℃、二区295-305℃、三区295-304℃、四区288-298℃和五区290-300℃和六区即机头熔体温度为300-305℃，所述的控制纺丝速度是将纺丝速度控制为3200-3500m/min；所述的控制牵伸倍数是将牵伸倍数控制为1.68-1.78倍。

本发明提供的抗菌多孔聚酯切片具有能够保障制备的聚酯纤维形成贯通纤维界面的微孔组织结构而藉以体现理想的抗菌、多孔吸湿排汗效果的长处，使由该纤维制成服饰和/或寝装用品后具有良好的卫生性；由于无需象已有技术那样对纤维进行碱或酸刻蚀，因而可以保障纤的力学性能不受影响；提供的抗菌多孔聚酯切片的制备方法工艺流程简练并且能充分保障抗菌性和多孔吸湿排汗性；提供的POY长丝、DTY丝的加工方法同样工艺步骤简短，得到的DTY丝能最终满足人们对服饰的抗菌吸湿排汗要求。

具体实施方式

实施例1：

A）制取造粒用原料，按重量份数称取聚酯切片90份、改性抗菌添加剂1份、致孔剂5份和有机低分子量液体4份，并且投入到塑料造粒机混匀的混合温度为260℃，螺杆转速为100rpm，得到造粒用原料，在本步骤中，所述的聚酯切片为商业化的并且分子量为20000的PET成纤树脂，该PET成纤树脂优选而非绝对限于地使用由中国浙江省浙江大普化纤集团有限公司生产的PET成纤树脂（分子量为2万），所述的改性抗菌剂为ZrO ₂ 吸附Ag离子的并且还含有P ₂ O ₅ 的抗菌粉体，该抗菌粉体中，Ag、P ₂ O ₅ 和ZrO ₂ 的重量比为0.1∶1.05∶1.05，所述的致孔剂为分解温度高于300℃（300℃以上为纺丝加工温度）的水溶性聚合物，该水溶性聚合物为聚氧乙烯（PEO），所述的有机低分子量液体为高沸点的聚合物即增塑剂，本实施例中，高沸点的致孔剂的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）；

B）造料，将由步骤A）得到的造粒用原料由螺杆挤出机挤出，得到抗菌多孔聚酯切片。

实施例2：

仅将步骤A）中的聚酯切片改为80份、改性抗菌添加剂改为2份、致孔剂改为10份和有机低分子量液体改为8份，将混合温度改为265℃，将螺杆转速改为90rmp，并且将Ag、P ₂ O ₅ 和ZrO ₂ 的重量比改为0.05∶1∶1，以及将高沸点的致孔剂的增塑剂改为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）与邻苯二甲酸二丁酯（DBP）两者按任意比例混合的混合物，其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

仅将步骤A）中的聚酯切片的重量份数改为85份、改性抗菌添加剂改为1.5份、致孔剂改为1份和有机低分子量液体改为6.5份，将混合温度改为255℃，将螺杆转速改为110rmp，并且将Ag、P ₂ O ₅ 和ZrO ₂ 的重量比改为0.4∶1.025∶1.025，以及将高沸点的致孔剂的增塑剂改用DBP，其余均同对实施例1的描述。

实施例4:

由实施例1得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的步骤如下:

a)制取POY长丝，将抗菌多孔聚酯切片引入双螺杆挤出机熔融挤出（熔融纺丝），即纺取POY长丝，控制熔融纺丝温度：一区295℃、二区302℃、三区299℃、四区296℃、五区293℃和六区即机头熔体温度300℃，熔体压力100bar，由旋转螺杆挤出的共混熔体经分配管、静态混合器进入计量泵以55g/min输送到喷丝组件，通过40目或60目的海砂层过滤、均化，均匀分配，压入36f的喷丝板，形成熔体细流，在25℃丝室中冷却成形，然后丝束表面包覆油剂，油剂泵电机频率50Hz，通过3200m/min纺速预拉伸，以9%的卷绕超喂率卷装成形，制得本发明所述抗菌、多孔聚酯POY长丝，质量指标：纤度340dtex/36f×2、CV%0.96，断裂强度2.3CN/dtex，CV%6.27，断裂伸长率120.6%，CV%4.8，大肠杆菌抑菌率58%，金黄色葡萄球菌抑菌率58%。纤维间孔隙率可达40%，导湿率较普通涤纶提高10%以上，30分钟爬高＞7.5cm，15分钟快干率超过99%；

b）制取DTY丝，将由步骤a）得到的抗菌多孔聚酯POY长丝经如下工艺制备DTY弹力丝，加工速度为500m/min，牵伸倍率为1.68，变形温度为140℃，定型温度为130℃，D/Y比为2.0。得到的抗菌多孔聚酯DTY弹力丝。该DTY弹力丝物理性能良好，具体指标纤度为110dtex，断裂强度为3.2 CN/dtex，CV%4.72，断裂伸长率为38.3%，CV%5.2，沸水收缩率为5.4%，染色均匀性为4级，性能完全满足服用纤维要求。

实施例5:

由实施例2得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的步骤如下:

a)制取POY长丝，将抗菌多孔聚酯切片引入双螺杆挤出机熔融挤出（熔融纺丝），即纺取POY长丝，控制熔融纺丝温度：一区287℃、二区295℃、三区304℃、四区288℃、五区300℃和六区即机头熔体温度305℃，其余均同对实施例4的步骤a）的描述；

b）制取DTY丝，将由步骤a）得到的抗菌多孔聚酯POY长丝经如下工艺制备DTY弹力丝，加工速度为500m/min，牵伸倍率为1.78，变形温度为140℃，定型温度为130℃，D/Y比为2.0。得到的抗菌多孔聚酯DTY弹力丝。该DTY弹力丝物理性能良好，具体指标纤度为110dtex，断裂强度为3.2 CN/dtex，CV%4.72，断裂伸长率为38.3%，CV%5.2，沸水收缩率为5.4%，染色均匀性为4级，性能完全满足服用纤维要求。

实施例6:

由实施例3得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的步骤如下:

a)制取POY长丝，将抗菌多孔聚酯切片引入双螺杆挤出机熔融挤出（熔融纺丝），即纺取POY长丝，控制熔融纺丝温度：一区292℃、二区305℃、三区295℃、四区292℃、五区296℃和六区即机头熔体温度302℃，其余均同对实施例4的步骤a）的描述；

b）制取DTY丝，将由步骤a）得到的抗菌多孔聚酯POY长丝经如下工艺制备DTY弹力丝，加工速度为500m/min，牵伸倍率为1.72，变形温度为140℃，定型温度为130℃，D/Y比为2.0。得到的抗菌多孔聚酯DTY弹力丝。该DTY弹力丝物理性能良好，具体指标纤度为110dtex，断裂强度为3.2 CN/dtex，CV%4.72，断裂伸长率为38.3%，CV%5.2，沸水收缩率为5.4%，染色均匀性为4级，性能完全满足服用纤维要求。

对比例1：

将实施例1中的纺丝体系中成孔剂和低分子量液体除去，重量百分比配方调整为：

聚酯切片 99

ZrO ₂ 吸附Ag离子改性抗菌粉体 1

其他工艺参数不变，所得抗菌POY长丝质量指标：纤度320dtex/36f×2、CV%0.92，断裂强度2.8CN/dtex，CV%6.18，断裂伸长率152.4%，CV%4.4，大肠杆菌抑菌率58%，金黄色葡萄球菌抑菌率58%。纤维间孔隙率为5%，30分钟爬高1.2cm，15分钟快干率40.2%。

对比例2：

将实施例2中的纺丝体系中抗菌粉体除去，重量百分比配方调整为：

聚酯切片 91

PEO 5

DOP 4 各组分之和为100% 。

其他工艺参数不变，所得抗菌POY长丝质量指标：纤度325dtex/36f×2、CV%0.94，断裂强度2.6CN/dtex，CV%6.04，断裂伸长率140.6%，CV%4.2，大肠杆菌抑菌率8%，金黄色葡萄球菌抑菌率8%。纤维间孔隙率为42.3%，30分钟爬高＞8cm，15分钟快干率99%。

对比例3：

将实施例1中的纺丝体系改成纯聚酯切片，其他工艺参数不变，所得涤纶POY长丝质量指标：纤度285dtex/36f×2、CV%0.88，断裂强度3.6CN/dtex，CV%6.26，断裂伸长率212.8%，CV%4.8，大肠杆菌抑菌率8%，金黄色葡萄球菌抑菌率8%。纤维间孔隙率为1%，30分钟爬高1.1cm，15分钟快干率38.6%。

实际应用表明，本发明提供的抗菌多孔聚酯POY长丝、DTY弹力丝及其生产方法，其纺丝及牵伸过程稳定，完全满足大规模工业化生产之要求。该方法在同行业有着良好的推广使用价值。

Claims

1.一种抗菌多孔聚酯切片，其特征在于其是由以下重量份数的原料构成：聚酯切片80-95份、改性抗菌添加剂0.5-2份、致孔剂0.5-10份和有机低分子量液体2-10份。

2.根据权利要求1所述的抗菌多孔聚酯切片，其特征在于所述的聚酯切片为商业化的并且分子量为20000的PET成纤树脂；所述的改性抗菌剂为以氧化锆为载体负载有银离子的并且含有五氧化磷的抗菌粉体。

3.根据权利要求2所述的抗菌多孔聚酯切片，其特征在于所述的银、五氧化二磷和氧化锆的重量比为0.05-0.1∶1-1.05∶1-1.05。

4.根据权利要求1所述的抗菌多孔聚酯切片，其特征在于所述的致孔剂为分解温度高于纺丝加工温度的水溶性聚合物。

5.根据权利要求4所述的抗菌多孔聚酯切片，其特征在于所述的高于纺丝加工温度为高于纺丝加工温度300℃；所述的水溶性聚合物为聚氧乙烯。

6.根据权利要求1所述的抗菌多孔聚酯切片，其特征在于所述的有机低分子量液体为高沸点的聚合物增塑剂，所述的高沸点的聚合物增塑剂为邻苯二酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两者按任意比例相混合的混合物聚合物。

7.一种如权利要求1所述的抗菌多孔聚酯切片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的抗菌多孔聚酯切片的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的共混的温度为255-265℃，螺杆转速为90-110rmp。

9.一种如权利要求7所述的抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的方法，其特征在于包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的抗菌多孔聚酯切片加工POY长丝、DTY丝的方法，其特征在于步骤a）中所述的控制螺杆熔融纺丝温度是将温度控制为：一区287-297℃、二区295-305℃、三区295-304℃、四区288-298℃和五区290-300℃和六区即机头熔体温度为300-305℃，所述的控制纺丝速度是将纺丝速度控制为3200-3500m/min；所述的控制牵伸倍数是将牵伸倍数控制为1.68-1.78倍。