CN105603572A - 具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其结构要点在于，合成纤维具有芯层和表层复合结构，含有抗菌成分的纤维位于合成纤维的表层，含有抗紫外成分的纤维位于合成纤维的芯层。本发明充分利用复合纤维结构特点和功能纤维功能性体现结构要求，具有抗菌和抗紫外双重功效，其对细菌的抑菌率达到95以上，紫外防护因子达到SPF25。

Description

具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织纤维的结构及其制备方法，尤其是具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维及其制备方法。

背景技术

高感性纤维是集人的五官感官为一体的系列化纤维，而在高感性纤维中，集防护性为一体的纤维材料更是基于高感性功能性纤维开发中的重点，其中抗菌和抗紫外是重要的方面，其系统化开发始于上个世纪70年代，目前已有大量单一组分的功能性纤维出现。另一方面，复合纤维的大力发展为功能性纤维的开发提供给了新的机遇。

发明内容

本发明的目的在于采用复合纤维结构与纤维的功能性相结合手段开发出具有多效功能的合成纤维。其优势在于基于复合纤维，特别是异形复合纤维在提供纤维舒适性，如吸湿排汗、光泽和柔软手感的同时，通过功能纤维功能体现实际要求，有别于传统纤维的整体功能化改性。

本发明的目的是通过以下途径实现的。

具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，所述的合成纤维具有内表层复合结构，各结构层中分别含有不同功能性添加剂。

将复合纤维结构与含有功能性添加剂的纤维相结合，有针对性的通过纤维表层和芯层结构的控制，实现具有多功能的复合纤维，实现了复合功能纤维分功能设计纤维结构。

所述功能性添加剂包括抗菌剂、抗紫外剂。

复合纤维结构层中含有抗菌功能的添加剂、和含有抗紫外功能的抗紫外添加剂，达到抗菌和抗紫外的双重效果。

本发明进一步优化为：

其中抗菌成分存在于纤维的表层，抗紫外成分存在于纤维芯层。

由于外界接触，纤维表面易粘上细菌，所以抗菌成分设计存在于纤维表层，通过表面接触和溶出实现抗菌；而抗紫外是利用整体穿透阻隔性，所以可存在于纤维芯层。因此，纤维整体结构更有优势。

优化为：

其中表层结构截面比例占纤维截面总面积的5-20%。

由于抗菌仅与表面有关，而抗紫外与整体纤维有关（整体穿透性）因此皮层的比例需要控制在较少的范围内。表层含有抗菌成分的含量为1-30%，芯层含有抗紫外成分的含量为70-99%，对革兰氏阳性菌和阴性菌的抑菌率达到95%以上，防紫外SPF达到25以上。

除了包括功能成分的添加剂外，还加入分散剂。分散剂包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EVA、低粘度聚酯、低粘度聚酰胺、共聚聚酯、共聚聚酰胺中的一种或一种以上。

这样可以实现纤维顺利纺丝成型和功能添加剂的分散。

所述功能性添加剂的含量（重量比）为0.5-50%，分散剂的含量（重量比）为1-30%。

纤维中其余成分为成纤聚合物。

所述合成纤维截面结构呈圆形或者非圆形结构，其中呈非圆形结构时，其各叶片或角的个数为三个或三个以上。

不同截面形状的纤维影响了纤维的性能。依性能需求，直接通过复合纺丝，通过不同形状结构的喷丝孔形成圆形、或者三角形、或者三叶型、或者四叶型、或者米字型等异形截面结构，表层、芯层形状可采用不同形状的复合喷丝孔形成。

这样，在复合纺丝过程中，在材料中添加抗菌和抗紫外成分，在提供纤维舒适性，如吸湿排汗、光泽和柔软手感基础上增加了抗菌抗紫外功能。

所述抗菌剂包括无机抗菌剂、有抗抗菌剂和天然抗抗菌剂中一种或以上组合。

无机抗菌剂包括：氧化锌、氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碳酸锂，含银离子载体抗菌剂、含铜离子载体抗菌剂、含锌离子载体抗菌剂、含铜、银离子载体抗菌剂、含铜、锌离子载体抗菌剂、含锌、银离子载体抗菌剂、含铜、银、锌离子载体抗菌剂；有机抗菌剂包括：酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、胍类、酚类；天然抗菌剂包括：甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵、植物提取液，丹皮酚、茶多酚、芦荟、桉树油、人参等。

所述抗紫外剂包括无机抗紫外剂、有机抗紫外剂中一种或以上组合。

无机抗紫外剂包括：氧化锌、氧化钛、氧化镁、云母粉、玉石粉、负离子粉、高岭土、二氧化硅、碳酸钙、膨润土、硅藻土；有机抗紫外剂包括：水杨酸类如苯基水杨酸酯，对叔丁基水杨酸酯，二苯甲酮及其衍生物如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮，苯甲酸苯酯及其衍生物，苯并三唑类如2-(2'-羟基-2'-一叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-2'-一叔丁基苯-5'-甲基苯基-5-一氯)苯并三唑等。

具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维的制备方法，包括以下步骤：

1）将不同功能性添加剂分别与其他添加剂与成纤切片共混制备功能母粒，

2）将功能母粒和成纤聚合物分别干燥，

3）采用复合纺丝成型设备，通过不同形状结构的喷丝孔成型；

4）或者直接将功能性添加剂和成纤聚合物分别干燥，与其他添加剂一起纺丝成型。

该种合成纤维的制备方法可用于常规的再生纤维和合成纤维，即通常意义上的熔融纺丝纤维和溶液纺丝纤维。

综上所述，本发明有针对性的利用复合纤维，通过纤维表层和芯层结构的控制，设计一种基于表面接触抗菌和纤维内部结构实现紫外线吸收和反射的具有复合结构的抗菌抗紫外双效合成纤维。本发明的优点是：该复合纤维基于表面接触抗菌和纤维内部结构实现抗菌和紫外线吸收和反射，具有抗菌抗紫外双效功能。抗菌和抗紫外功能强，对细菌的抑菌率达到95以上，紫外防护因子达到SPF25以上。

附图说明

图1为本发明截面示意图之一。

图2为本发明截面示意图之二。

图3为本发明截面示意图之三。

图4为本发明截面示意图之四。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1，2，3，4所示，具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其截面为表层1和芯层2复合结构，其中抗菌成分存在于纤维的表层，抗紫外成分存在于纤维芯层。如图1，2为截面为圆形的纤维结构示意图，图3为截面为三角形的纤维结构示意图，图4为截面为四叶型的纤维结构示意图。

具体实施例

实施例1，如图1所示，具有抗菌抗紫外双效功能的，截面呈圆形，芯层圆形和表层圆形结构的合成纤维，其抗菌成分为含银离子载体抗菌剂存在于纤维复合结构中的表层，抗紫外成分为二氧化硅存在于复合结构中的芯层。它的制备方法，包括以下步骤：

1、将含银离子载体抗菌剂与聚乙烯蜡与成纤切片共混制备抗菌功能母粒；

2、将二氧化硅与聚乙烯蜡与成纤切片共混制备抗菌抗紫外功能母粒；

3、将步骤1和2得到的抗菌和抗紫外功能母粒和成纤聚合物分别干燥；

4、采用复合纺丝成型设备，通过具有皮-芯复合圆形结构的纺丝组件纺丝制备。

实施例2，如图2所示，具有抗菌抗紫外双效功能的，截面呈圆形，芯层十字形和表层圆形结构的的合成纤维，表层含有抗菌成分为酰基苯胺类有机抗菌剂，芯层含有抗紫外成分为苯基水杨酸酯。它的制备方法，包括以下步骤：

1、将酰基苯胺类有机抗菌剂与聚丙烯蜡与成纤切片共混制备抗菌功能母粒；

2、将苯基水杨酸酯与聚丙烯蜡与成纤切片共混制备抗菌抗紫外功能母粒；

3、将步骤1和2得到的抗菌和抗紫外功能母粒和成纤聚合物分别干燥；

4、采用复合纺丝成型设备，通过芯层实现十字形结构，外圈为圆形结构的纺丝组件纺丝制备。

实施例3，如图3所示，具有抗菌抗紫外双效功能的，截面呈三角形，芯层圆形和表层圆形结构的的合成纤维，表层含有抗菌成分为天然抗菌剂甲壳素，芯层含有无机抗紫外剂氧化锌和负离子粉。它的制备方法，包括以下步骤：

1、将甲壳素天然抗菌剂与共聚聚酯与成纤切片共混制备抗菌功能母粒；

2、将无机抗紫外剂氧化锌和负离子粉与共聚聚酯与成纤切片共混制备抗菌抗紫外功能母粒；

3、将步骤1和2得到的抗菌和抗紫外功能母粒和成纤聚合物分别干燥；

4、采用复合纺丝成型设备，通过芯层为圆形，外圈为三角形结构的纺丝组件纺丝制备。

实施例4，如图4所示，具有抗菌抗紫外双效功能的，截面呈四叶形，芯层方形和表层四叶形结构的的合成纤维，表层含有抗菌成分为有机抗菌剂季铵盐类抗菌剂与天然抗菌剂茶多酚的组合，芯层含有无机抗紫外剂云母粉和有机抗紫外剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的组合。它的制备方法，包括以下步骤：

1、将季铵盐类抗菌剂、茶多酚的组合与低粘度聚酯胺与成纤切片共混制备抗菌功能母粒；

2、将云母粉和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮组合与低粘度聚酯胺与成纤切片共混制备抗菌抗紫外功能母粒；

3、将步骤1和2得到的抗菌和抗紫外功能母粒和成纤聚合物分别干燥；

4、采用复合纺丝成型设备，通过形成近方形，外圈为四叶形结构的纺丝组件制备。

以上实施例也可以采取直接将功能性添加剂和成纤聚合物分别干燥，与其他添加剂一起纺丝成型。

Claims (10)

1.具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，所述的合成纤维具有芯层和表层复合结构，各结构层中分别含有不同功能性添加剂。

2.根据权利要求1所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，所述功能性添加剂包括抗菌剂和抗紫外剂。

3.根据权利要求1所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，其中抗菌成分存在于纤维的表层，抗紫外成分存在于纤维芯层。

4.根据权利要求1所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，所述合成纤维截面结构呈圆形或者非圆形结构，其中呈非圆形结构时，其各叶片或角的个数为三个或三个以上。

5.根据权利要求1，或3所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，其中表层结构截面比例占纤维截面总面积的5-20%。

6.根据权利要求1所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，除了包括功能成分的添加剂外，还加入分散剂。

7.根据权利要求1、或6所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，所述功能性添加剂的含量（重量比）为0.5-50%，分散剂的含量（重量比）为1-30%。

8.根据权利要求2所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，所述抗菌剂包括无机抗菌剂、有抗抗菌剂和天然抗抗菌剂中一种或以上组合。

9.根据权利要求2所述的具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维，其特征在于，所述抗紫外剂包括无机抗紫外剂、有机抗紫外剂中一种或以上组合。

10.具有抗菌抗紫外双效功能的合成纤维的制备方法，其特征在于，

1）将不同功能性添加剂分别与其他添加剂与成纤切片共混制备功能母粒，

2）将功能母粒和成纤聚合物分别干燥，

3）采用复合纺丝成型设备，通过不同形状结构的喷丝孔成型；

4）或者直接将功能性添加剂和成纤聚合物分别干燥，与其他添加剂一起纺丝成型。