CN104213237A - 一种新型高效复合抗菌纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织工业领域，公开了一种新型高效复合抗菌纤维及其制备方法，其成品包括化学纤维和抗菌粉体，抗菌粉体为同时包含含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体和电气石纳米级粉体；还公开了新型高效复合抗菌纤维的制备方法。本发明制造的新型高效复合抗菌纤维能满足与棉等纤维素纤维混纺或混织使用，在当棉等天然纤维含量在60wt%以上时，仍然能通过ＦＺ/T73023-2006AAA级标准的抗菌效果；该制备过程不但无污染，不增加工艺，而且成本降低，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及纺织工业领域，尤其涉及了一种新型高效复合抗菌纤维及其制备方法。
背景技术
目前的抗菌纤维抗菌性能较弱，特别是跟棉、黏胶等其他纤维混纺或混织使用的抗菌纤维，当棉等其他纤维含量超高60wt%时，织物几乎没有抗菌效果。如人们所喜欢的棉等天然纤维含量多的织物，尤其是内衣、裤、袜、家纺等，其天然纤维的含量几乎到达80wt%。目前的抗菌纤维很难达到良好的抗菌效果；例如常规袜子织造的成份比例是80wt%棉、20wt%现有的抗菌纤维氨纶包覆纱，其脚廯真菌（白色念球菌）的抗菌效果几乎为0。因此，开发一种含棉等天然纤维高、安全无毒、抗菌效果好的复合型抗菌新材料成为目前的研发热点。
发明内容
本发明针对现有技术中当棉等天然纤维含量在60wt%以上时，织物几乎没有抗菌效果的缺点，提供了一种含棉等天然纤维高、且抗菌效果好的新型高效复合抗菌纤维及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种新型高效复合抗菌纤维，包括化学纤维和抗菌粉体，抗菌粉体为同时包含含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体和电气石纳米级粉体。
作为优选，抗菌粉体的各组分在新型高效复合抗菌纤维中的干重含量分别如下：
含银纳米级粉体0.01-1wt%；
含铜纳米级粉体0.01-1wt%；
含锗纳米级粉体0.01-1wt%；
含锌纳米级粉体0.01-1wt%；
含钛纳米级粉体0.01-1wt%；
电气石纳米级粉体0.01-1wt%；
其中，上述各成分干重含量之和在新型高效复合抗菌纤维干重的0.2-3wt%间。
作为优选，抗菌粉体的平均粒径在50-2000nm之间。
一种新型高效复合抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将抗菌粉体放置在40-90℃真空中烘干4-24小时，其中抗菌粉体的投料量在抗菌粉体中分别以湿重含量为0.2-30wt%含银纳米级粉体，0.2-30wt%含铜纳米级粉体，0.2-30wt%含锗纳米级粉体，0.2-20wt%含锌纳米级粉体，0.2-20wt%含钛纳米级粉体，0.2-30wt%电气石纳米级粉体；上述各种组分总量之和为100wt%；
步骤2)将步骤1）制得的抗菌粉体与化学纤维基体切片通过螺杆挤出机制成含抗菌粉体10-30wt%的抗菌母粒；
步骤3)抗菌母粒放置在40-90℃真空中烘干4-24小时；
步骤4)取适量的抗菌母粒加入化学纤维中进行纺丝，制成含抗菌粉体0.2-3wt%的新型高效复合抗菌纤维。
作为优选，化学纤维为涤纶或丙纶或锦纶。
一种新型高效复合抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将抗菌粉体放置在40-90℃真空中烘干4-24小时，其中抗菌粉体的投料量在抗菌粉体中分别以湿重含量为0.2-30wt%含银纳米级粉体，0.2-30wt%含铜纳米级粉体，0.2-30wt%含锗纳米级粉体，0.2-20wt%含锌纳米级粉体，0.2-20wt%含钛纳米级粉体，0.2-30wt%电气石纳米级粉体；上述各种组分总量之和为100wt%；
步骤2)将步骤1）制得的抗菌粉体直接加入到化学纤维原液中，再进行纺丝，制成含抗菌粉体0.2-3wt%的新型高效复合抗菌纤维。
作为优选，化学纤维为腈纶或氯纶或维纶。
化学纤维在本发明中用来笼统地涵盖涤纶、锦纶、丙纶、腈纶等化学纤维，可以为长丝，可以为短纤，形状结构可以为圆型、异型，可以皮芯、并列复合，只要其中含有一定量的抗菌粉体。
本发明将同时包含含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体和电气石纳米级粉体的抗菌粉体与化学纤维混纺后制成新型高效复合抗菌纤维；制造的新型高效复合抗菌纤维能满足与棉等纤维素纤维混纺或混织使用，在当棉等天然纤维含量在60wt%以上时，仍然能通过ＦＺ/T73023-2006AAA级标准的抗菌效果；该制备过程不但无污染，不增加工艺，而且成本降低，具有良好的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
在本实施例中的化学纤维为涤纶短纤。
称取湿重为10KG平均粒径为800nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：7:1:0.5:0.3:0.2:1，将抗菌粉体放置在40℃真空中烘干20小时；称取40KG的涤纶短纤切片，将其与烘干好的抗菌粉体共混，再通过螺杆挤出机制备成抗菌母粒，其中螺杆温度分别为：一区267℃、二区268℃、三区270℃、四区273℃、五区275℃、喷丝板275℃；将抗菌母粒放置在40℃真空中烘干24小时，再取适量的抗菌母粒注入涤纶短纤熔体中，纺丝成含抗菌母粒5wt%的抗菌涤纶棉型短纤。在本实施例中，抗菌涤纶棉型短纤与棉以25:75的比例混纺40S棉涤混纺纱，再用该40S棉涤混纺纱织成床单。洗涤100次后，该床单中抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>99%，白色念球菌>80%，抗菌性能远超GB/T20944.3标准，且其吸水性能、透气性能与同规格的纯棉床单相比并未发生变化。
实施例2
在本实施例中的化学纤维为涤纶。
称取湿重为5KG平均粒径为500nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6.5:1:0.5:0.3:0.2:1.5，将抗菌粉体放置在55℃真空中烘干16小时；称取20KG的涤纶切片，将其与烘干好的抗菌粉体共混，再通过螺杆挤出机制备成抗菌母粒，其中螺杆温度分别为：一区267℃、二区268℃、三区270℃、四区273℃、五区275℃、喷丝板275℃；将抗菌母粒放置在55℃真空中烘干12小时，再取适量的抗菌母粒注入涤纶熔体中，纺丝成含抗菌母粒3wt%的抗菌涤纶DTY长丝。用本实施例中的抗菌涤纶DTY长丝与氨纶包覆，再与棉织造成棉袜，棉袜的成份为18.6wt%抗菌涤纶，78.6wt%棉，2.8wt%氨纶；洗涤50次后，棉袜的抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>98%，白色念球菌>70%，达到FZ/T73023-2006AAA级标准。
实施例3
在本实施例中的化学纤维为锦纶。
称取湿重为5KG平均粒径为50nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6.0:1:0.5:0.3:0.2:2，将抗菌粉体放置在60℃真空中烘干4小时；称取20KG的锦纶切片，将其与烘干好的抗菌粉体共混，再通过螺杆挤出机制备成抗菌母粒，其中螺杆温度分别为：一区257℃、二区258℃、三区260℃、四区263℃、五区265℃、喷丝板265℃；将抗菌母粒放置在60℃真空中烘干16小时，再取适量的抗菌母粒注入锦纶熔体中，纺丝成含抗菌母粒15wt%的抗菌锦纶DTY长丝。用本实施例中的抗菌锦纶DTY长丝与氨纶包覆，再与棉织造成无缝内衣，无缝内衣的成份为29.5wt%抗菌锦纶、67.4wt%棉和3.1wt%氨纶；洗涤50次后，无缝内衣的抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>99%，白色念球菌>90%，抗菌性能远超FZ/T73023-2006AAA级标准。
实施例4
在本实施例中的化学纤维为丙纶。
称取湿重为5KG平均粒径为200nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6.6:1:0.5:0.3:0.2:1.4，将抗菌粉体放置在70℃真空中烘干8小时；称取45KG的丙纶切片，将其与烘干好的抗菌粉体共混，再通过螺杆挤出机制备成抗菌母粒，其中螺杆温度分别为：一区267℃、二区268℃、三区270℃、四区273℃、五区275℃、喷丝板275℃；将抗菌母粒放置在70℃真空中烘干4小时，再取适量的抗菌母粒注入丙纶熔体中，纺丝成含抗菌母粒10wt%的抗菌丙纶DTY长丝。用本实施例中的抗菌丙纶DTY长丝与氨纶包覆，再与羊毛织造成毛毯，毛毯的成份为19.3wt%抗菌丙纶、79.2wt%羊毛、1.5wt%氨纶；洗涤50次后，毛毯的抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>97.5%，白色念球菌>80.5%，抗菌性能远超FZ/T73023-2006AAA级标准。
实施例5
在本实施例中的化学纤维为涤纶短纤。
称取湿重为3KG平均粒径为1500nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6.2:1.1:0.55:0.35:0.25:1.55，将抗菌粉体放置在50℃真空中烘干24小时；称取17KG的涤纶短纤切片，将其与烘干好的抗菌粉体共混，再通过螺杆挤出机制备成抗菌母粒，其中螺杆温度分别为：一区267℃、二区268℃、三区270℃、四区273℃、五区275℃、喷丝板275℃；将抗菌母粒放置在50℃真空中烘干8小时，再取适量的抗菌母粒注入涤纶短纤熔体中，纺丝成含抗菌母粒6wt%的抗菌涤纶棉型短纤。在本实施例中，抗菌涤纶棉型短纤与竹纤维以20:80的比例混纺竹涤混纺纱，再用该竹涤混纺纱织成围巾。洗涤100次后，用本实施例中的竹涤混纺纱织成的围巾中抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>99%，白色念球菌>80%，抗菌性能远超FZT2062015-2009标准，且其吸水性能、透气性能与同规格的纯竹纤维围巾相比并未发生变化。
实施例6
在本实施例中的化学纤维为锦纶短纤。
称取湿重为3KG平均粒径为1000nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6:1.1:0.7:0.4:0.25:1.55，将抗菌粉体放置在80℃真空中烘干12小时；称取22KG的锦纶短纤切片，将其与烘干好的抗菌粉体共混，再通过螺杆挤出机制备成抗菌母粒，其中螺杆温度分别为：一区267℃、二区268℃、三区270℃、四区273℃、五区275℃、喷丝板275℃；将抗菌母粒放置在55℃真空中烘干20小时，再取适量的抗菌母粒注入锦纶短纤熔体中，纺丝成含抗菌母粒12wt%的抗菌锦纶短纤。抗菌锦纶棉型短纤与棉以20:80的比例混纺60S棉锦混纺纱，再用该60S棉锦混纺纱织成休闲裤。洗涤100次后，用本实施例中的60S棉锦混纺纱织成的休闲裤中抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>99%，白色念球菌>90%，抗菌性能远超GB/T20944.3标准，且其吸水性能、透气性能与同规格的纯棉休闲裤相比并未发生变化。
实施例7
在本实施例中的化学纤维为腈纶。
称取湿重为3KG平均粒径为200nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6:1:0.6:0.4:0.3:1.7，将抗菌粉体放置在90℃真空中烘干8小时；直接加入腈纶原液中，纺丝成含抗菌粉体0.2wt%的抗菌腈纶短纤。用本实施例中的抗菌腈纶短纤与羊毛以30:70比例织造成呢绒，洗涤50次后，呢绒的抑菌率金黄葡萄球菌>99.5%，大肠肝菌>95.5%，白色念球菌>79%，达到GB/T20944.3标准。
实施例8
在本实施例中的化学纤维为氯纶。
称取湿重为4KG平均粒径为2000nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6.3:1:0.5:0.35:0.25:1.6，将抗菌粉体放置在85℃真空中烘干12小时；将干燥后的粉体直接注入氯纶原液中，纺丝成含抗菌粉体0.4wt%的抗菌氯纶长丝。用本实施例中的抗菌氯纶长丝再与蚕丝以25:75比例混纺造成绸缎，洗涤50次后，绸缎的抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>98%，白色念球菌>80%，达到FZ/T73023-2006AAA级标准。
实施例9
在本实施例中的化学纤维为维纶。
称取湿重为6KG平均粒径为1700nm的抗菌粉体，其中含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体、电气石纳米级粉体所占比例为：6.5:1:0.5:0.3:0.2:1.5，将抗菌粉体放置在55℃真空中烘干10小时；将干燥后的粉体直接注入维纶原液中，纺丝成含抗菌粉体1wt%的抗菌维纶长丝。用本实施例中的抗菌维纶长丝再与棉织造成被褥，被褥的成份为28wt%抗菌维纶、69wt%棉、wt3%氨纶；洗涤50次后，被褥的抑菌率金黄葡萄球菌>99%，大肠肝菌>98%，白色念球菌>70%，达到FZ/T73023-2006AAA级标准。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种新型高效复合抗菌纤维，其特征在于：包括化学纤维和抗菌粉体，抗菌粉体为同时包含含银纳米级粉体、含铜纳米级粉体、含锗纳米级粉体、含锌纳米级粉体、含钛纳米级粉体和电气石纳米级粉体。
2.根据权利要求1所述的一种新型高效复合抗菌纤维，其特征在于：抗菌粉体的各组分在新型高效复合抗菌纤维中的干重含量分别如下：
含银纳米级粉体0.01-1wt%；
含铜纳米级粉体0.01-1wt%；
含锗纳米级粉体0.01-1wt%；
含锌纳米级粉体0.01-1wt%；
含钛纳米级粉体0.01-1wt%；
电气石纳米级粉体0.01-1wt%；
其中，上述各组分干重含量之和在新型高效复合抗菌纤维干重的0.2-3wt%间。
3.根据权利要求2所述的一种新型高效复合抗菌纤维，其特征在于：抗菌粉体的平均粒径在50-2000nm之间。
4.根据权利要求2所述的一种新型高效复合抗菌纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)将抗菌粉体放置在40-90℃真空中烘干4-24小时，其中抗菌粉体的投料量在抗菌粉体中分别以湿重含量为0.2-30wt%含银纳米级粉体，0.2-30wt%含铜纳米级粉体，0.2-30wt%含锗纳米级粉体，0.2-20wt%含锌纳米级粉体，0.2-20wt%含钛纳米级粉体，0.2-30wt%电气石纳米级粉体；上述各种组分总量之和为100wt%；
步骤2)将步骤1）制得的抗菌粉体与化学纤维基体切片通过螺杆挤出机制成含抗菌粉体10-30wt%的抗菌母粒；
步骤3)抗菌母粒放置在40-90℃真空中烘干4-24小时；
步骤4)取适量的抗菌母粒加入化学纤维中进行纺丝，制成含抗菌粉体0.2-3wt%的新型高效复合抗菌纤维。
5.根据权利要求4所述的一种新型高效复合抗菌纤维的制备方法，其特征在于：化学纤维为涤纶或丙纶或锦纶。
6.根据权利要求2所述的一种新型高效复合抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)将抗菌粉体放置在40-90℃真空中烘干4-24小时，其中抗菌粉体的投料量在抗菌粉体中分别以湿重含量为0.2-30wt%含银纳米级粉体，0.2-30wt%含铜纳米级粉体，0.2-30wt%含锗纳米级粉体，0.2-20wt%含锌纳米级粉体，0.2-20wt%含钛纳米级粉体，0.2-30wt%电气石纳米级粉体；上述各种组分总量之和为100wt%；
步骤2)将步骤1）制得的抗菌粉体直接加入到化学纤维原液中，再进行纺丝，制成含抗菌粉体0.2-3wt%的新型高效复合抗菌纤维。
7.根据权利要求6所述的一种新型高效复合抗菌纤维的制备方法，其特征在于：化学纤维包括腈纶或氯纶或维纶。
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