CN106192104B - 一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法。其特征在于，利用抗菌母粒或抗菌切片制备纤度为40～300旦的铜系抗菌聚酯POY（预取向丝），将所制得的铜系抗菌聚酯POY和另一束非抗菌聚酯POY进行假捻复合加工，即在双股丝加弹机上，两束POY长丝分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维。本发明所制得的双色铜系抗菌复合纤维具有制造成本较低、色彩丰富、风格多样、持久抗菌等特点。
Description
技术领域
本发明涉及化纤加工领域，尤其是涉及一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法。
背景技术
随着经济和科技的发展，人们对纺织品提出了更加丰富多样的需求，不仅需求丰富的色调和风格多样的纺织面料，还需求具有一定功能的纺织面料等。在网上，可查询到相关的纺织用纤维的制备技术。例如，专利CN201510886418.1公开了一种阳涤复合双色效应聚酯纤维，包括一条聚酯纤维和一条阳离子聚酯纤维按比例复合，聚酯纤维和阳离子聚酯纤维呈双螺旋状通过网络点复合在一起，网络点之间的距离为5～100mm，双螺旋的单位长度为10～200mm，还公开了一种阳涤复合双色效应聚酯纤维的制备方法，所发明的一种阳涤复合双色效应聚酯纤维，具有颜色变化丰富、风格多样化且应用范围广等特点，该专利虽提及聚酯纤维可以是抗菌、抗静电等功能纤维，但该专利并未提及当使用抗菌、抗静电纤维后，经阳离子染料染色、分散性染料染色后，该聚酯复合纤维是否仍具有有效的抗菌、抗静电的性能。专利CN200710134061.7公开了一种具有多色效应的舞龙纱,其特征是采用双组分A和B，A为阳离子丝、B为普通聚酯丝,经双喂入后变形特殊工艺间隔网络制成同浴具有多色深浅层次效应得舞龙纱,广泛用于晚礼服、高档时装面料等，但该专利未涉及功能纤维制备的具体技术。
功能纤维是一类具有某种特殊功能的新型纤维，比如纤维具有抗菌防臭、抗静电、抗紫外线功能等。随着人们健康意识的提高，人们对抗菌功能纺织品的需求越来越大，市场上出现了许多使用银系抗菌纤维制作的抗菌纺织品，但使用银系抗菌纤维，很难实现纺织品既有高效抗菌功能，又具有双色或多色效应的染色效果。近年来，随着美国自然资源保护委员会公开限制纳米银在纺织品上的使用，铜系抗菌纤维逐渐走向市场。专利CN201310648157.0公开了一种氧化亚铜基抗菌纤维及其制备方法，所制备的纤维既保持了纤维原有的特性，又具有广谱抗菌性，抑菌率达到99%以上。专利CN201410652649.1公开了一种铜系抗菌纤维及其制备方法，所述铜系抗菌纤维的横截面具有皮芯结构，皮层含有抗菌剂和载体树脂，芯层含有成纤高聚物，所制备的铜系抗菌纤维抗菌效果好，耐久性好，特别对真菌有良好的抗菌抑菌效果。然而，上述关于抗菌纤维的专利均未涉及双色或多色效应纤维的制备技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备方法简单、成本较低，具有双色或多色效应、抗菌性能持久的双色铜系抗菌复合纤维的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：利用抗菌母粒或抗菌切片制备纤度为40～300旦的铜系抗菌聚酯POY，将所制得的铜系抗菌聚酯POY和另一束纤度为40～300旦的非抗菌聚酯POY进行假捻复合加工，即在双股丝加弹机上，两束POY长丝分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维；其中车速是400～600 m/min，第一热箱的温度是150～175℃，第二罗拉与第一罗拉的牵伸比是1.5～1.75，网络喷嘴的空气压力是0.02～0.2 MPa，第二热箱的温度是常温～119℃，假捻器速比是1.5～2.1。
进一步，所述的抗菌母粒或抗菌切片中所含的抗菌粉体为纳米级氧化亚铜或单质铜，该抗菌粉体的粒径为50～500nm。
进一步，所述的抗菌母粒中铜元素质量分数为8%～30%；
进一步，所述抗菌切片中铜元素质量分数为0.5%～2.5%。
进一步，所述的非抗菌聚酯POY是阳离子聚酯POY或常规聚酯POY。
进一步，所述抗菌聚酯POY和非抗菌聚酯POY的横截面为圆形或十字形。
进一步，所述的铜系抗菌聚酯POY和非抗菌聚酯POY的纤度比为0.95:1～1.05:1。
本发明的工艺中，车速选择400～600 m/min是为了提高丝束合股的稳定性，减少断丝率；第一热箱的温度选择150～175℃，可使假捻变形丝（DTY）既具有一定的蓬松性，又可使复合纤维染色较均匀；第二罗拉与第一罗拉的牵伸比选择1.5～1.75，有利于确保丝束加工时的张力稳定性，又可提高染色均匀率；网络喷嘴的空气压力选择0.02～0.2 MPa，可使DTY布样的风格呈现多样性，以及改善DTY复合丝的集束性和退绕性能；假捻器速比选择1.5～2.1，是为了调节假捻张力，使DTY外观品质正常；第二热箱的温度选择常温～119℃，是为了制得合适卷曲收缩率的DTY，以获得所需的DTY产品。
本发明选用的阳离子聚酯POY具有阳离子染料可染的特点，染色温度较低，有利于获得色彩丰富、风格多样的面料。
由于铜、氧化亚铜的粉体均具有各自的颜色，且粒径不同呈现不同的外观颜色，所制得的双色铜系抗菌复合纤维本身具有两种颜色，因而可省去部分染色工序。
本发明的制备方法中省去零罗拉，即可实现铜系抗菌聚酯POY和非抗菌聚酯POY的合股加工，降低了能耗成本。
本发明的有益效果在于：本发明所制得的双色铜系抗菌复合纤维具有制造成本较低、色彩丰富、风格多样、持久抗菌等特点，可省去部分染色工序，且可用于制作抗菌袜子、内衣等。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：双色铜系抗菌复合纤维的制备
将干燥过的氧化亚铜质量分数为20%的抗菌母粒、常规半光聚酯切片按质量比3:97分别通过各自的输送管道，经螺杆挤压机共混熔融，进入纺丝箱体，经计量泵、纺丝组件、冷却、上油及卷绕等装置后，卷绕成规格为134dtex/24F的棕黄色铜系抗菌聚酯POY。其主要工艺参数如下：熔融纺丝温度为280℃，纺丝卷绕速度为3000m/min。
在双股丝加弹机上，将上述铜系抗菌聚酯POY（预取向丝）和规格为128dtex/24F的常规半光聚酯POY分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维。其中车速是400m/min，第一热箱的温度是150℃，第二罗拉与第一罗拉的牵伸比是1.50，网络喷嘴的空气压力是0.02 MPa，第二热箱的温度是119℃，假捻器速比是1.5，铜系抗菌聚酯POY经过Z捻假捻器与经过S捻向假捻器的常规半光聚酯POY复合成双色无扭矩合股丝DTY（拉伸变形丝），所述铜系抗菌聚酯POY和常规半光聚酯POY的横截面均为十字形。
本实施例制备得到的双色铜系抗菌复合纤维具有双色效果、持久抗菌，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的抑菌率在80%以上。DTY复合丝的纤度为171dtex，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为24%。
实施例2：双色铜系抗菌复合纤维的制备
将干燥过的铜质量分数为1%的抗菌切片通过输送管道，经螺杆挤压机共混熔融，进入纺丝箱体，经计量泵、纺丝组件、冷却、上油及卷绕等装置后，卷绕成规格为122dtex/48F的棕红色铜抗菌POY长丝。其主要工艺参数如下：熔融纺丝温度为275℃，纺丝卷绕速度为2800m/min。
在双股丝加弹机上，将上述铜系抗菌聚酯POY和规格为128dtex/48F的常规半光聚酯POY分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维。其中车速是500m/min，第一热箱的温度是170℃，第二罗拉与第一罗拉的牵伸比是1.65，网络喷嘴的空气压力是0.08 MPa，第二热箱的温度是常温，假捻器速比是1.7，铜系抗菌聚酯POY经过Z捻假捻器与经过S捻向假捻器的常规半光聚酯POY复合成双色无扭矩合股丝，所述铜系抗菌聚酯POY和常规半光聚酯POY的横截面均为圆形。
本实施例制备得到的双色铜系抗菌复合纤维具有双色效果、持久抗菌，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的抑菌率在75%以上。DTY复合丝的纤度为165dtex，断裂强度为3.1cN/dtex，断裂伸长率为22%。
实施例3：双色铜系抗菌复合纤维的制备
将干燥过的氧化亚铜质量分数为10%的抗菌母粒、半光聚酯切片按质量比10:90分别通过各自的输送管道，经螺杆挤压机共混熔融，进入纺丝箱体，经计量泵、纺丝组件、冷却、上油及卷绕等装置后，卷绕成规格为134dtex/24F的棕黄色氧化亚铜抗菌POY长丝。其主要工艺参数如下：熔融纺丝温度为282℃，纺丝卷绕速度为2900m/min。
在双股丝加弹机上，将上述铜系抗菌聚酯POY和规格为128dtex/24F的阳离子聚酯POY分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维。其中车速是550m/min，第一热箱的温度是175℃，第二罗拉与第一罗拉的牵伸比是1.75，网络喷嘴的空气压力是0.15MPa，第二热箱的温度是110℃，假捻器速比是2.1，铜系抗菌聚酯POY经过S捻假捻器与经过Z捻向假捻器的阳离子聚酯POY复合成双色无扭矩合股丝，所述铜系抗菌聚酯POY和阳离子聚酯POY的横截面均为圆形。
本实施例制备得到的双色铜系抗菌复合纤维具有双色效果、持久抗菌，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的抑菌率在85%以上。DTY复合丝的纤度为163dtex，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为20%。
实施例4：双色铜系抗菌复合纤维的制备
将干燥过的氧化亚铜质量分数为20%的抗菌母粒、半光聚酯切片按质量比6:94分别通过各自的输送管道，经螺杆挤压机共混熔融，进入纺丝箱体，经计量泵、纺丝组件、冷却、上油及卷绕等装置后，卷绕成规格为85dtex/24F的棕黄色氧化亚铜抗菌POY长丝。其主要工艺参数如下：熔融纺丝温度为282℃，纺丝卷绕速度为3000m/min。
在双股丝加弹机上，将上述铜系抗菌聚酯POY和规格为90dtex/24F的阳离子聚酯POY分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维。其中车速是600m/min，第一热箱的温度是165℃，第二罗拉与第一罗拉的牵伸比是1.68，网络喷嘴的空气压力是0.2MPa，第二热箱的温度是90℃，假捻器速比是1.8，铜系抗菌聚酯POY经过Z捻假捻器与经过S捻向假捻器的阳离子聚酯POY复合成双色无扭矩合股丝，所述铜系抗菌聚酯POY的横截面为十字形，阳离子聚酯POY的横截面为圆形。
本实施例制备得到的双色铜系抗菌复合纤维具有双色效果、持久抗菌，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的抑菌率在85%以上。DTY复合丝的纤度为108dtex，断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为21%。
上述所涉及的纤度、断裂强度、断裂伸长率按FZ/T 54003-2004、GB/T 14460-2015标准所采用的试验方法进行测定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：利用抗菌母粒或抗菌切片制备纤度为40～300旦的铜系抗菌聚酯POY，将所制得的铜系抗菌聚酯POY和另一束纤度为40～300旦的非抗菌聚酯POY进行假捻复合加工，即在双股丝加弹机上，两束POY长丝分别经过第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、第二罗拉，并在网络喷嘴合股后，进入第二热箱、第三罗拉、上油装置、卷绕系统，最后卷绕成型制得双色铜系抗菌复合纤维；其中，所述的抗菌母粒或抗菌切片中所含的抗菌粉体为纳米级氧化亚铜或单质铜，所述的非抗菌聚酯POY为常规聚酯POY，车速是400～600m/min，第一热箱的温度是150～175℃，第二罗拉与第一罗拉的牵伸比是1.5～1.75，网络喷嘴的空气压力是0.02～0.2MPa，第二热箱的温度是常温～119℃，假捻器速比是1.5～2.1。
2.根据权利要求1所述的一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的抗菌母粒或抗菌切片中所含的抗菌粉体的粒径为50～500nm。
3.根据权利要求2所述的一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的抗菌母粒中铜元素质量分数为8％～30％；
4.根据权利要求2所述的一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述抗菌切片中铜元素质量分数为0.5％～2.5％。
5.根据权利要求1所述的一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述抗菌POY和非抗菌聚酯POY的横截面为圆形或十字形。
6.根据权利要求1所述的一种双色铜系抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的铜系抗菌聚酯POY和非抗菌聚酯POY的纤度比为0.95:1～1.05:1。
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