CN105063792A - 直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束及其制造方法和生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束，由PET聚酯经直接纺工艺制成，添加有聚酯的1.5～3.0％wt的锌系超细粉末抗菌剂、聚酯0.0002～0.0004％wt的KTPP，以及聚酯的0.3～0.6％wt的磷系阻燃单体。还提供了其制造方法和生产系统。本发明采用直接纺技术来生产纤维长丝束，强化了聚酯纤维的抗菌和阻燃的特性，特别是即使在纤维染色、抗静电整理之后仍然具有期望的功能,并且另外能够利用已知纺织设备生产和处理该纤维长丝束。该纤维长丝束牵切成毛条再制成毛型纺织品后的阻燃和抗菌性能达到GB/T14252-2008和GB/T20944标准，且其它物理机械性能和织物护理性能都比常规仿毛涤纶有明显改善，生产过程相对简单，连续化生产产品质量稳定。

Description

直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束及其制造方法和生产系统

技术领域

本发明涉及一种直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束、其制造方法及生产系统，属于合成纤维技术领域。

背景技术

抗菌纤维的研发和生产是适应市场的需求而产生的。国内外都有这方面研究和报导。抗菌纤维纺织品的历史是从抗菌整理技术发展起来的，早在古埃及时期，人们就将抗菌技术应用于木乃伊的防腐。1935年德国的用季铵盐处理军装,避免了伤员的二次感染。随着时代发展,合成纤维，尤其是聚酯纤维的迅猛发展，大大丰富了纤维及纺织品的市场。出现了如抗菌丙纶、抗菌涤纶、抗菌腈纶等抗菌产品，同时出现丰富多彩的抗菌剂。抗菌剂可分为无机和有机两种。其中，无机类抗菌剂主要为具有抗菌作用的金属无机盐及抗菌沸石。有机类的抗菌剂,主要包括酚系、胍类、季铵盐类，采用无机系的抗菌剂加工抗菌改性纤维。后整理法抗菌剂中应用最普遍的为季铵盐类的抗菌剂，因为该法加工过程简便可行，因此，很久以来一直是抗菌纺织品中普遍采用的方法。但是由于这种方法中,抗菌有效成分附着在纤维及织物的表面,持久性能较差。近些年,以共混法生产抗菌纤维逐渐受到人们重视。共混法生产抗菌纤维主要用在丙纶、涤纶等采用熔融纺丝法生产的合成纤维中。因此要求该类的抗菌剂具有较好的热稳定性,主要包括金属铜、银、锌及它们的金属盐及氧化物。另外,共混法中生产的纤维也采用热稳定性强的有机类抗菌剂。采用该法生产的抗菌纤维由于抗菌剂分布在纤维的内部,因此比起后整理法处理的纤维,抗菌性能更持久。国内在这方面的研究与国外相比,发展较晚,产业化相对缓慢。相对加工成本高，产品质量不甚稳定。

ZincZeolite(锌沸石)是从自然界中得到的无机物，具有抗菌(霉菌，细菌，病毒)及去臭效果。对于引起幼儿皮肤红疹的病毒细菌也有抗菌作用，有助于抑制起疹。

锌沸石的杀菌原理是将沸石颗粒加工到纳米级，通过离子交换，将锌离子嵌入具有可发挥最大化抗菌能力特殊结构的“Zeolite”中,嵌入锌离子的“Zeolite”结晶体在原子结构上所产生的电子电流(EV)侵入细菌细胞内部后，会阻碍其新陈代谢并破坏其细胞壁，从而产生分解及杀灭细菌的作用。锌沸石不会随着时间分解，电子电流不会减少或增加，并反复对细菌产生吸附及杀灭的作用，因此其抗菌杀菌效果更长效、持久。

磷系阻燃共聚酯纤维是目前世界上少数性能优越的阻燃共聚酷纤维品种之一,稳定性好、无毒,阻燃性能高效持久,是溴系共聚型、后整理型阻燃聚醋和共混型阻燃聚酯所无法比拟的。目前世界上流行的阻燃聚酯纤维均为磷系共聚阻燃纤维。欧洲著名的合成纤维企业从上世纪60年代开始研制共聚型磷系阻燃单体，这些单体主要为含芳香基团和参与共聚的双羟基的含磷化合物，通过合成反应并制成切片后进行纺丝，生产多种系列阻燃聚酯纤维,形成了工业化生产规模。国内近十多年来，也已经开发成功，并批量化生产以切片共混方式为为主的磷系阻燃纤维。

随着城市化建设以及生活质量的提高，合成纤维地毯取代天然纤维地毯是必然趋势，目前主要有尼龙(锦纶)、聚丙烯(丙纶)、聚丙烯腈(腈纶)、聚酯(涤纶)等不同种类。化纤地毯外观与手感类似羊毛地毯，耐磨而富弹性，具有防污、防虫蛀等特点，价格低于天然纤维地毯。

地毯按其织法不同可分为：簇绒地毯、针刺地毯、机织地毯、方块地毯,编结地毯、粘结地毯、静地植绒地毯等等。聚酯毛型长丝束主要用于簇绒地毯、机织地毯、方块地毯,编结地毯、粘结地毯等。

国外通常将地毯制造产业归属于技术纺织品行业，聚酯纤维地毯用于公共场所铺地，具有吸音、保温等功效，同时还需要在地毯基本功能基础上附加阻燃、抗菌、抗静电等特殊功能；而家用地毯、车用地毯更需要抗菌等卫生健康要求。

合成纤维地毯的附加特殊功能一般均采用染整以及后整理方法，对于聚酯纤维制成的地毯，通常的磷系阻燃整理其阻燃剂会在整理加工过程造成对环境带来不利影响，主要体现在含磷污水清洁化成本高，效果不理想，依然会对自然水系造成富磷化不良影响，而且阻燃效果不持久，经过多次洗涤后，阻燃效果会下降。采用磷系阻燃共聚酯纺丝可以弥补织物后整理的缺陷，但是，用传统的阻燃抗菌切片纺丝、或者物理共混纺丝的能耗明显高出直接纺丝，制造成本甚至超过后整理的成本。织物抗菌功能体现传统方法也是采用染整后整理的方法，同样也会给整理加工过程带来环保压力，且相对抗菌功能随着织物的清洗会减弱，采用母粒添加的方法在产品质量的稳定性和制造成本上不具备竞争力。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法。

本发明采取的技术方案为：一种直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束，由PET聚酯经直接纺工艺制成，其特征在于：所述毛条直接纺过程中添加有聚酯的1.5～3.0％wt的锌系超细粉末抗菌剂、聚酯0.0002～0.0004％wt的分散剂三聚磷酸钾(KTPP)，以及聚酯的0.3～0.6％wt的磷系阻燃单体。其中KTPP为防纳米级粉体自聚分散剂。锌系超细粉末抗菌剂具有良好的抗菌效果，且易于分散在聚酯中。

进一步的，所述锌系超细粉末抗菌剂为纳米锌沸石。

进一步的，所述磷系阻燃单体为CEPPA、DDP中的一种。

本发明还提供了上述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法，其特征在于：在聚酯合成过程中的酯化工序后的酯化齐聚物输送管线上注射添加分散在乙二醇溶液内的纳米锌沸石超细粉末抗菌剂，添加量为聚酯的1.5～3.0％wt；同时添加KTPP，添加量为聚酯的0.0002～0.0004％wt；同时添加分散在乙二醇溶液内的磷系阻燃单体，添加量为聚酯的0.3～0.6％wt。

进一步的，在纺丝至毛条制造过程中，共有7处对纤维表面进行抗菌剂的喷淋或浸渍处理，分别是(1)骤冷风冷却熔体细流后的环形唇式上油设施处的浸渍、(2)初生纤维集束时的直线型唇式上油设施处的浸渍、(3)后处理拉伸前的浸渍槽浸渍、(4)拉伸过程的水浴槽浸渍、(5)两次拉伸后的喷淋式设施喷淋、(6)机械卷曲装置前的喷淋设施喷淋、(7)机械卷曲装置后的喷淋设施喷淋，所述抗菌剂为3-(三甲氧基硅烷基)丙基十八烷基氯化胺，抗菌剂调配成水溶性乳液，各处的抗菌乳液浓度分别为(1)、(2)0.18～0.20克/升；(3)、(4)0.35～0.4克/升；(5)、(6)、(7)9.0～11.0克/升。其中喷淋和浸渍均为现有技术。

进一步的，其步骤如下：

定量的乙二醇和精对苯二甲酸由浆料调配槽调配成乙二醇过量的浆料，连续输送至酯化釜反应，由输送泵由齐聚物管线经过三通阀输送至上流式预缩聚釜，磷系阻燃单体在乙二醇为溶剂的带夹套式可控温度调配釜进行调配，由计量注射泵注射经三通阀至预缩聚釜前的管线中，含有磷系阻燃单体酯化齐聚物由预缩聚釜的底部进入预缩聚釜，生成具有一定聚合度的预缩聚熔体；

锌沸石抗菌超细粉体及KTPP也由调配釜进行调配，与上述磷系阻燃单体一起由计量注射泵经三通阀注射至齐聚物管线，进入预缩聚釜底部，预缩聚熔体由釜顶依靠自重经熔体管线进入终缩聚釜，在动力搅拌下，依靠高真空方法，不断脱除水以及小分子，达到目标黏度后的高聚物熔体，由出料泵送至纺丝工序；

高聚物熔体由熔体管线输送至纺丝箱体，经过纺丝组件过滤和升压后经过喷丝板上的微孔挤出，由冷却吹风装置将内向外的高速冷却气流垂直于熔体细流方向进行丝束冷却，丝束与环状唇式上油器连续浸渍式接触,进行第一次纤维表面抗菌处理，纤维丝束浸没在含有抗菌有机溶剂以及常规的抗静电、增加抱合力和润滑作用的纺丝油剂溶液中并连续通过，由喷射雾化器对高速运行的丝束进行第二次表面抗菌处理，丝束经过牵引和喂入系统落入第一盛丝桶；

将多个第一盛丝桶内的丝束引至集束架，排列整齐后浸入浸渍槽，对丝束进行第三次纤维表面抗菌处理。

丝束由第一拉伸机和第二拉伸机的速度差对丝束形成机械拉伸，丝束在两台拉伸设备之间进行浸渍式喷淋水浴槽的液态媒介保温和散热处理，同时对纤维表面进行第四次抗菌整理，丝束在运动时，位于浸没于液体内丝束上方的喷嘴喷输出高速液体流，提高热交换效率；

丝束由第三拉伸机和第二拉伸机的速度差形成第二次拉伸，由蒸汽加热箱对丝束进行加热，第三拉伸机辊面的温度达到纤维大分子结晶温度，并由喷淋式丝束表面处理设施对丝束表面喷淋处理，喷淋剂由抗静电剂、润滑剂和抗菌剂组成，对高温下的丝束进行第五次表面处理；

第五次丝束表面处理后的表面温度降到100℃左右，在蒸汽加热设施内的喷射蒸汽条件下，对丝束进行加温，提高纤维的柔软程度，以方便进行机械卷曲，卷曲前再采用喷淋式设施对丝束进行第六次表面处理；

经过卷曲以后的丝束通过热风循环设施，对于丝束进行低张力条件下的干燥，去除纤维表面的水分，使纤维的含水率小于0.5％wt，然后进行第七次丝束表面处理，由喷淋式设施，对丝束表面进行抗菌整理，以保证丝束在落入长丝束毛条制作第二盛丝桶前的抗菌整理剂的浓度一致。

进一步的，所述熔体输送管线上设有热交换器，使聚酯熔体进入纺丝箱体前的温度≤286℃，纺丝箱体温度控制在285～289℃，骤冷风的温度与熔体温度的差值在256～266℃之间，且采用由内向外的吹风冷却方式。

进一步的，所述定型步骤中，丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，温度控制在130～160℃，定型时间控制在9～15分钟内，丝束直接引取在盛丝桶内。

本发明还提供了直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的生产系统，包括聚合系统，纺丝系统和丝束后整理系统；

所述聚合系统包括酯化釜、输送泵、齐聚物管线、调配釜、计量注射泵、三通阀、预缩聚釜、终缩聚釜、出料泵，所述酯化釜与输送泵依次连接，所述输送泵通过齐聚物管线连接到三通阀的一个入口，所述调配釜与注射泵依次连接，注射泵通过管线连接到三通阀另一入口，三通阀出口与预缩聚釜、终缩聚釜、出料泵通过管线依次连接，然后通过管线与纺丝系统的纺丝箱体连接；

所述纺丝系统包括通过传送带依次连接的纺丝箱体、吹风装置、环状唇式上油器、喷射雾化器、牵引和喂入系统、第一盛丝桶，第一盛丝桶与丝束后整理系统的浸渍槽通过传送带连接；

所述丝束后整理系统包括通过传送带依次连接的浸渍槽、第一拉伸机、浸渍式喷淋水浴槽、第二拉伸机、蒸汽加热箱、第三拉伸机、表面处理设施、蒸汽加热设施、喷淋式设施、机械卷曲装置、热风循环设施、喷淋式设施和第二盛丝桶。本发明采用直接纺技术来生产纤维长丝束，强化了聚酯纤维的抗菌和阻燃的特性，特别是即使在纤维染色、抗静电整理之后仍然具有期望的功能,并且另外能够利用已知纺织设备生产和处理该纤维长丝束。该纤维长丝束牵切成毛条再制成毛型纺织品后的阻燃和抗菌性能达到GB/T14252-2008和GB/T20944标准，且其它物理机械性能和织物护理性能都比常规仿毛涤纶有明显改善，生产过程相对简单，连续化生产产品质量稳定。根据最终产品需要，还可添加有机染料，使聚酯纤维本体着色；还可添加二氧化钛消光剂。本生产系统为直接纺生产系统，在齐聚物管线上设置了可用于添加其他添加剂的支线，支线由调配釜、计量注射泵组成，可以准确计量加入的添加剂的组分。

附图说明

图1为聚合过程示意图。

图2为直接纺长丝束生产过程示意图。

图3为三种磷系阻燃单体CEPPA、DDP的化学结构式。

下面对本发明做进一步的说明。

具体实施方式

本发明的工艺流程说明。

聚合过程：如图1所示，定量的乙二醇和精对苯二甲酸由浆料调配槽调配成乙二醇过量的浆料，连续输送至酯化釜1，在规定的温度条件下，乙二醇与对苯二甲酸反应生成对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)为主的齐聚物溶液，由输送泵2由齐聚物管线3经过三通阀6输送至上流式预缩聚釜7，三通阀6出口端为负压。

磷系阻燃单体(DDP或CEPPA)在乙二醇为溶剂的带夹套式可控温度调配釜4进行调配，由计量注射泵5注射经三通阀6至预缩聚釜7前的管线中，注射量根据实时运行产量和最终聚合物所需目标阻燃剂控制。

含有磷系阻燃单体酯化齐聚物由预缩聚釜7的底部进入预缩聚釜7，物料由乙二醇蒸汽向上推动，磷系阻燃单体与BHET反应生成含磷嵌段低分子共聚物，物料由釜底至釜顶的过程中经历了温度梯度的变化，不断脱除反应副产物水以及过量的乙二醇，生成具有一定聚合度的预缩聚熔体。

锌沸石抗菌超细粉体在乙二醇溶液中有一定的溶解度，添加防止超细粉体“自聚”的KTPP，添加量根据最终聚合物的含量要求以及实施运行产量控制，也由调配釜4进行调配。与上述阻燃单体一起由计量注射泵5经三通阀6注射至齐聚物管线3，进入预缩聚釜7底部，锌沸石抗菌超细粉体不参与预缩聚和终缩聚的大分子链增长反应，但可以很均匀分散在缩聚物熔融体内。

预缩聚熔体由预缩聚釜7顶依靠自重经熔体管线进入终缩聚釜8，在动力搅拌下，依靠高真空方法，不断脱除水以及小分子(主要为醇、醛类小分子)，达到目标黏度(分子量)后的高聚物熔体，由出料泵9送至纺丝工序10。

直接纺长丝束生产过程：如图2所示，含有超细抗菌锌沸石的磷系阻燃共聚物熔融体，由熔体管线输送至纺丝箱体11，经过纺丝组件过滤和升压后经过喷丝板上的微孔挤出，由冷却吹风装置12将内向外的高速冷却气流垂直于熔体细流方向进行丝条(束)冷却，丝条(束)与环状唇式上油器13连续接触(浸渍式)进行第一次纤维表面抗菌处理，纤维束浸没在含有抗菌有机溶剂以及常规的抗静电、增加抱合力和润滑作用的纺丝油剂溶液中并连续通过，由喷射雾化器14对高速运行的丝束进行第二次表面抗菌处理，丝束经过牵引和喂入系统15落入第一盛丝桶16。

将数十第一盛丝桶16内的丝束引至集束架，排列整齐后浸入浸渍槽17，对丝束进行第三次纤维表面抗菌处理，槽的溶液由拉伸油剂(抗静电剂、润滑剂)抗菌剂、纯水组成乳化液。

丝束由第一拉伸机18和第二拉伸机20的速度差对丝束形成机械拉伸，拉伸倍数控制在2.5～3.8倍，丝束在两台拉伸设备之间进行浸渍式喷淋水浴槽19的液态媒介保温和散热处理，同时对纤维表面进行第四次抗菌整理，丝束在运动时，位于浸没于液体内丝束上方的喷嘴喷输出高速液体流，提高热交换效率。

丝束由第三拉伸机22和第二拉伸机20的速度差形成第二次拉伸，由蒸汽加热箱21对丝束进行加热，第三拉伸机辊面的温度达到纤维大分子结晶温度，并由喷淋式丝束表面处理设施23对丝束表面喷淋处理，喷淋剂由抗静电剂、润滑剂和抗菌剂组成，对高温下的丝束进行第5次表面处理，其浓度相对前4次提高了5～10倍。且在相对较高的丝束表面温度条件下，抗菌表面处理剂与纤维表面的结合牢度增加。

第五次丝束表面处理后的表面温度降到100℃左右，为了使纤维束具有良好的卷曲外观，在蒸汽加热设施24内的喷射蒸汽条件下，对丝束进行加温，提高纤维的柔软程度，以方便进行机械卷曲装置26，卷曲前再对丝束进行第六次表面处理，也采用喷淋式设施25，使含有抗菌剂的油剂通过机械卷曲能够更好在纤维表面均匀化。

经过卷曲以后的丝束通过热风循环设施27，对于丝束进行低张力条件下的干燥，去除纤维表面的水分，使纤维的含水率小于0.5％wt，然后进行第七次丝束表面处理，由喷淋(雾)式设施28，对纤维表面进行抗菌整理，其喷淋(雾)量由丝束拉伸工序的速度和纤维表面的实际含水率所决定，以保证丝束在落入长丝束毛条制作第二盛丝桶29前的抗菌整理剂的浓度一致。

实施例1家用长毛绒地毯用直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束直接制毛条

目标抗菌、阻燃毛条单纤维纤度2.78dtex，毛条总纤度178万dtex。

在日产量200吨PET聚合生产线的酯化后的齐聚物管线上注射调配在EG中的共聚磷系阻燃单体CEPPA，添加量为聚酯的0.6％wt。同时添加沸石为载体的锌系超细粉末抗菌剂氧化锌，添加量为聚酯的1.5％wt、消光剂二氧化钛，添加量为聚酯的0.4％wt，防自聚分散剂KTPP相对聚酯含量为0.0002％wt，控制终缩聚反应温度为288℃，得到的聚酯熔体通过过滤器由增压泵经过熔体管道输送至直接纺丝，调节熔体输送管线上的热交换器温度，熔体进入纺丝箱体的温度为285℃，纺丝温度为288℃，有内向外的骤冷风温度为28℃，湿度为70％，纺丝速度为1150m/min。

冷却成型后的初生纤维，经过牵引和喂入设施落入盛丝桶，数十桶丝束合并后再经过进一步的拉伸和卷曲等工序。丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，各区温度分别控制在130、140、150、140、130℃，总纤度为178万dtex丝束由双辊牵引垂直向上引升至水平摆动的铺丝装置，有规则地排布于供毛条拉断用盛丝桶内，再通过牵切设备制成单纤维纤度2.78dtex，平均切断长度88mm的聚酯毛条。

在纺丝成型至聚酯毛条加工过程中，分别有7处对纤维表面进行抗菌剂3-(三甲氧基硅烷基)丙基十八烷基氯化胺的水溶液多次处理，分别是(1)骤冷风冷却熔体细流后的环形唇式上油设施处的浸渍、(2)初生纤维集束时的直线型唇式上油设施处的浸渍、(3)后处理拉伸前的浸渍槽浸渍、(4)拉伸过程的水浴槽浸渍、(5)两次拉伸后的喷淋式设施喷淋、(6)机械卷曲装置前的喷淋设施喷淋、(7)机械卷曲装置后的喷淋设施喷淋。相对纤维含量为0.3％wt，抗菌剂调配成水溶性乳液，各处的抗菌乳液浓度分别为为(1)、(2)0.20克/升；(3)、(4)0.4克/升；(5)、(6)、(7)11.0克/升。

实施例2车用有色地毯用直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束直接制毛条

目标抗菌、阻燃毛条单纤维纤度2.78dtex，毛条总纤度178万dtex。

在日产量200吨PET聚合生产线的酯化后的齐聚物管线上注射调配在EG中的共聚磷系阻燃单体DDP，添加量为聚酯的0.3％wt。同时添加锌系超细粉末抗菌剂，添加量为聚酯的2.5％wt，KTPP相对聚酯含量为0.0004％wt，添加染料，优选科莱恩公司的SolvapermRED111红色本体染料。控制终缩聚反应温度为288℃，得到的聚酯熔体通过过滤器由增压泵经过熔体管道输送至直接纺丝，调节熔体输送管线上的热交换器温度，熔体进入纺丝箱体的温度为286℃。纺丝温度为285℃，有内向外的骤冷风温度为29℃，湿度为70％，纺丝速度为1150m/min。

冷却成型后的初生纤维，经过牵引和喂入设施落入盛丝桶，数十桶丝束合并后再经过进一步的拉伸和卷曲等工序。丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，各区温度分别控制在130、140、150、140、130℃，总纤度为178万dtex丝束由双辊牵引垂直向上引升至水平摆动的铺丝装置，有规则地排布于供毛条拉断用盛丝桶内，再通过牵切设备制成单纤维纤度2.78dtex，平均切断长度88mm的聚酯毛条。

在纺丝成型至聚酯毛条加工过程中，分别有7处对纤维表面进行抗菌剂3-(三甲氧基硅烷基)丙基十八烷基氯化胺的水溶液多次处理，分别是(1)骤冷风冷却熔体细流后的环形唇式上油设施处的浸渍、(2)初生纤维集束时的直线型唇式上油设施处的浸渍、(3)后处理拉伸前的浸渍槽浸渍、(4)拉伸过程的水浴槽浸渍、(5)两次拉伸后的喷淋式设施喷淋、(6)机械卷曲装置前的喷淋设施喷淋、(7)机械卷曲装置后的喷淋设施喷淋。相对纤维含量为0.5％wt，抗菌剂调配成水溶性乳液，各处的抗菌乳液浓度分别为为(1)、(2)0.18克/升；(3)、(4)0.35克/升；(5)、(6)、(7)9.0克/升。

实施例3办公用有色地毯用直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束直接制毛条

目标抗菌、阻燃毛条单纤维纤度2.78dtex，毛条总纤度178万dtex。

在日产量200吨PET聚合生产线的酯化后的齐聚物管线上注射调配在EG中的共聚磷系阻燃单体CEPPA，添加量为聚酯的0.5％wt。同时添加沸石为载体的锌系超细粉末抗菌剂氧化锌，添加量为聚酯的3.0％wt、防自聚分散剂KTPP相对聚酯含量为0.0003％wt，添加染料，优选科莱恩公司的SolvapermBlue2B蓝色本体染料。控制终缩聚反应温度为288℃，得到的聚酯熔体通过过滤器由增压泵经过熔体管道输送至直接纺丝，调节熔体输送管线上的热交换器温度，熔体进入纺丝箱体的温度为285℃。纺丝温度为289℃，有内向外的骤冷风温度为23℃，湿度为70％，纺丝速度为1150m/min。

冷却成型后的初生纤维，经过牵引和喂入设施落入盛丝桶，数十桶丝束合并后再经过进一步的拉伸和卷曲等工序。丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，各区温度分别控制在130、140、150、140、130℃，总纤度为178万dtex丝束由双辊牵引垂直向上引升至水平摆动的铺丝装置，有规则地排布于供毛条拉断用盛丝桶内，再通过牵切设备制成单纤维纤度2.78dtex，平均切断长度88mm的聚酯毛条。

在纺丝成型至聚酯毛条加工过程中，分别有7处对纤维表面进行抗菌剂3-(三甲氧基硅烷基)丙基十八烷基氯化胺的水溶液多次处理，分别是(1)骤冷风冷却熔体细流后的环形唇式上油设施处的浸渍、(2)初生纤维集束时的直线型唇式上油设施处的浸渍、(3)后处理拉伸前的浸渍槽浸渍、(4)拉伸过程的水浴槽浸渍、(5)两次拉伸后的喷淋式设施喷淋、(6)机械卷曲装置前的喷淋设施喷淋、(7)机械卷曲装置后的喷淋设施喷淋。相对纤维含量为0.5％wt，抗菌剂调配成水溶性乳液，各处的抗菌乳液浓度分别为为(1)、(2)0.19克/升；(3)、(4)0.38克/升；(5)、(6)、(7)10克/升。

对比例1母粒添加切片纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束直接制毛条

目标涤纶毛条单纤维纤度2.78dtex，毛条总纤度178万dtex。

在日产量200吨PET聚合生产线的酯化后的齐聚物管线上注射调配在EG中的共聚阻燃单体CEPPA，添加量为聚酯的1.2％wt。控制终缩聚反应温度为278-288℃，得到的聚酯改性熔体制成切片(母料)。

切片(母料)与常规PET切片混合通过熔融纺丝螺杆进行熔融纺丝，目标熔体的CEPPA含量为共混聚酯的0.6％wt。熔体进入纺丝箱体的温度为285-287℃。纺丝温度为288-290℃，有内向外的骤冷风温度为26-28℃，湿度为65-70％RH，纺丝速度为1150m/min。

冷却成型后的初生纤维，经过牵引和喂入设施落入盛丝桶，数十桶丝束合并后再经过进一步的拉伸和卷曲等工序。丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，各区温度分别控制在130、140、150、140、130℃，总纤度为178万dtex丝束由双辊牵引垂直向上引升至水平摆动的铺丝装置，有规则地排布于供毛条拉断用盛丝桶内，再通过牵切设备制成单纤维纤度2.78dtex，平均切断长度88mm的聚酯毛条。

在纺丝成型至聚酯毛条加工过程中，分别有7处对纤维表面进行抗菌剂3-(三甲氧基硅烷基)丙基十八烷基氯化胺的水溶液多次处理，分别是(1)骤冷风冷却熔体细流后的环形唇式上油设施处的浸渍、(2)初生纤维集束时的直线型唇式上油设施处的浸渍、(3)后处理拉伸前的浸渍槽浸渍、(4)拉伸过程的水浴槽浸渍、(5)两次拉伸后的喷淋式设施喷淋、(6)机械卷曲装置前的喷淋设施喷淋、(7)机械卷曲装置后的喷淋设施喷淋。相对纤维含量为0.55％wt，抗菌剂调配成水溶性乳液，各处的抗菌乳液浓度分别为为(1)、(2)0.20克/升；(3)、(4)0.4克/升；(5)、(6)、(7)14.0克/升。

对比例2直接纺丝聚酯毛型纤维长丝束直接制毛条

目标毛条单纤维纤度2.78dtex，毛条总纤度178万dtex。

在日产量200吨PET聚合生产线进行熔融纺丝。熔体进入纺丝箱体的温度为288℃。纺丝温度为288℃，有内向外的骤冷风温度为28℃，湿度为70％，纺丝速度为1150m/min。

冷却成型后的初生纤维，经过牵引和喂入设施落入盛丝桶，数十桶丝束合并后再经过进一步的拉伸和卷曲等工序。丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，各区温度分别控制在130、140、150、140、130℃，总纤度为178万dtex丝束由双辊牵引垂直向上引升至水平摆动的铺丝装置，有规则地排布于供毛条拉断用盛丝桶内，再通过牵切设备制成单纤维纤度2.78dtex，平均切断长度88mm的聚酯毛条。

表1实施例1-3和对比例1-2制得的毛条的测试结果

表中织物阻燃效果的测试采用GB/T5454-1997(纺织品燃烧性试验氧指数法)、抗菌效果的抑菌率测试采用GB/T20983-2008(纺织品抗菌性能的评价第3部分振荡法)。

Claims (9)

1.一种直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束，由PET聚酯经直接纺工艺制成，其特征在于：所述毛条直接纺过程中直接添加有聚酯的1.5～3.0％wt的锌系超细粉末抗菌剂、聚酯的0.0002～0.0004％wt的KTPP，以及聚酯的0.3～0.6％wt的磷系阻燃单体。

2.根据权利要求1所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束，其特征在于：所述锌系超细粉末抗菌剂为纳米锌沸石。

3.根据权利要求2所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束，其特征在于：所述磷系阻燃单体为CEPPA、DDP中的一种。

4.权利要求1-3所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法，其特征在于：在聚酯合成过程中的酯化工序后的酯化齐聚物输送管线上注射添加分散在乙二醇溶液内的以沸石为载体的锌系超细粉末抗菌剂，添加量为聚酯的1.5～3.0％wt；同时添加KTPP，添加量为聚酯的0.0002～0.0004％wt；同时添加分散在乙二醇溶液内的磷系阻燃单体，添加量为聚酯的0.3～0.6％wt。

5.根据权利要求4所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法，其特征在于：在纺丝至丝束制造过程中，共有7处对纤维表面进行抗菌剂的喷淋或浸渍处理，分别是(1)骤冷风冷却熔体细流后的环形唇式上油设施处的浸渍、(2)初生纤维集束时的直线型唇式上油设施处的浸渍、(3)后处理拉伸前的浸渍槽浸渍、(4)拉伸过程的水浴槽浸渍、(5)两次拉伸后的喷淋式设施喷淋、(6)机械卷曲装置前的喷淋设施喷淋、(7)机械卷曲装置后的喷淋设施喷淋，所述抗菌剂为3-(三甲氧基硅烷基)丙基十八烷基氯化胺，抗菌剂调配成水溶性乳液，各处的抗菌乳液浓度分别为(1)、(2)0.18～0.20克/升；(3)、(4)0.35～0.4克/升；(5)、(6)、(7)9.0～11.0克/升。

6.根据权利要求5所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法，其特征在于：其步骤如下：

定量的乙二醇和精对苯二甲酸由浆料调配槽调配成乙二醇过量的浆料，连续输送至酯化釜反应，由输送泵由齐聚物管线经过三通阀输送至上流式预缩聚釜，磷系阻燃单体在乙二醇为溶剂的带夹套式可控温度调配釜进行调配，由计量注射泵注射经三通阀至预缩聚釜7前的管线中，含有磷系阻燃单体酯化齐聚物由预缩聚釜的底部进入预缩聚釜，生成具有一定聚合度的预缩聚熔体；

锌沸石抗菌超细粉体及KTPP也由调配釜进行调配，与上述磷系阻燃单体一起由计量注射泵经三通阀注射至齐聚物管线，进入预缩聚釜底部，预缩聚熔体由釜顶依靠自重经熔体管线进入终缩聚釜，在动力搅拌下，依靠高真空方法，不断脱除水以及小分子，达到目标黏度后的高聚物熔体，由出料泵送至纺丝工序；

高聚物熔体由熔体管线输送至纺丝箱体，经过纺丝组件过滤和升压后经过喷丝板上的微孔挤出，由冷却吹风装置将内向外的高速冷却气流垂直于熔体细流方向进行丝束冷却，丝束与环状唇式上油器连续浸渍式接触,进行第一次纤维表面抗菌处理，纤维丝束浸没在含有抗菌有机溶剂以及常规的抗静电、增加抱合力和润滑作用的纺丝油剂溶液中并连续通过，由喷射雾化器对高速运行的丝束进行第二次表面抗菌处理，丝束经过牵引和喂入系统落入第一盛丝桶；

将多个第一盛丝桶内的丝束引至集束架，排列整齐后浸入浸渍槽，对丝束进行第三次纤维表面抗菌处理。

丝束由第一拉伸机和第二拉伸机的速度差对丝束形成机械拉伸，丝束在两台拉伸设备之间进行浸渍式喷淋水浴槽的液态媒介保温和散热处理，同时对纤维表面进行第四次抗菌整理，丝束在运动时，位于浸没于液体内丝束上方的喷嘴喷输出高速液体流，提高热交换效率；

丝束由第三拉伸机和第二拉伸机的速度差形成第二次拉伸，由蒸汽加热箱对丝束进行加热，第三拉伸机辊面的温度达到纤维大分子结晶温度，并由喷淋式丝束表面处理设施对丝束表面喷淋处理，喷淋剂由抗静电剂、润滑剂和抗菌剂组成，对高温下的丝束进行第五次表面处理；

第五次丝束表面处理后的表面温度降到100℃左右，在蒸汽加热设施内的喷射蒸汽条件下，对丝束进行加温，提高纤维的柔软程度，以方便进行机械卷曲，卷曲前再采用喷淋式设施对丝束进行第六次表面处理；

经过卷曲以后的丝束通过热风循环设施，对于丝束进行低张力条件下的干燥，去除纤维表面的水分，使纤维的含水率小于0.5％wt，然后进行第七次丝束表面处理，由喷淋式设施，对丝束表面进行抗菌整理，以保证丝束在落入长丝束毛条制作第二盛丝桶前的抗菌整理剂的浓度一致。

7.根据权利要求6所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法，其特征在于：所述熔体输送管线上设有热交换器，使聚酯熔体进入纺丝箱体前的温度≤286℃，纺丝箱体温度控制在285～289℃，骤冷风的温度与熔体温度的差值在256～266℃之间，且采用由内向外的吹风冷却方式。

8.根据权利要求7所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的制造方法，其特征在于：所述定型步骤中，丝束经过一水一汽两级拉伸，经过机械卷曲后，在松弛条件下采用热空气定型，温度控制在130～160℃，定型时间控制在9～15分钟内，丝束直接引取在盛丝桶内，再通过牵切设备制成聚酯毛条。

9.权利要求1-3所述的直接纺丝抗菌、阻燃聚酯毛型纤维长丝束的生产系统，包括聚合系统，纺丝系统和丝束后整理系统；

所述聚合系统包括酯化釜、输送泵、齐聚物管线、调配釜、计量注射泵、三通阀、预缩聚釜、终缩聚釜、出料泵，所述酯化釜与输送泵依次连接，所述输送泵通过齐聚物管线连接到三通阀的一个入口，所述调配釜与注射泵依次连接，注射泵通过管线连接到三通阀另一入口，三通阀出口与预缩聚釜、终缩聚釜、出料泵通过管线依次连接，然后通过管线与纺丝系统的纺丝箱体连接；

所述纺丝系统包括通过传送带依次连接的纺丝箱体、吹风装置、环状唇式上油器、喷射雾化器、牵引和喂入系统、第一盛丝桶，第一盛丝桶与丝束后整理系统的浸渍槽通过传送带连接；

所述丝束后整理系统包括通过传送带依次连接的浸渍槽、第一拉伸机、浸渍式喷淋水浴槽、第二拉伸机、蒸汽加热箱、第三拉伸机、表面处理设施、蒸汽加热设施、喷淋式设施、机械卷曲装置、热风循环设施、喷淋式设施和第二盛丝桶。