CN106884323A - 一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，步骤如下：1)粘胶纺丝原液的制备；2)壳聚糖抗菌粉体准备；3)纺丝；4)收集。本发明利用热空气的携带作用，将壳聚糖抗菌粉体粘附并分布于粘胶纤维的表面，不仅节省原料，而且有利于保持粘胶纤维原有的基本性能，此外，所制得的壳聚糖抗菌粘胶纤维具有较好抗菌性及耐久性。

Description

一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其是涉及一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法。
背景技术
粘胶纤维，又叫冰丝、真丝棉，是人造纤维的一个主要品种。普通粘胶纤维吸湿性好，易于染色，不易起静电，有较好的可纺性能。短纤维可以纯纺，也可以与其他纺织纤维混纺,织物柔软、光滑、透气性好，穿着舒适，染色后色泽鲜艳、色牢度好。
众所周知，纺织品是微生物的温床，纺织品上人体代谢物、水分都为微生物的滋生提供养份。与此同时，微生物的生长可以导致变色、异味、皮肤感染、过敏反应和其他疾病。目前有大量的抗菌剂被尝试与开发，从来源上来看，有无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂等三类，其中，天然抗菌剂以其绿色、健康、环保深受人们关注。在天然抗菌剂中，从含甲壳素的螃蟹、虾等动物中提取的安全无毒、杀菌力强并可生物降解、吸收的“壳聚糖”是研究的热点。
壳聚糖抗菌剂应用于纺织品有两种方法：1)将壳聚糖抗菌剂直接掺加到纺丝液中，并直接纺出抗菌纤维并使用；2)将壳聚糖抗菌剂通过粘合剂的作用粘附于纺织品上，使之具有抗菌性。不可否认，这两种方法都实现赋予纤维及其制品抗菌性，但也存在着不足。将壳聚糖抗菌剂直接掺入纺丝液的工艺会对所得纤维的机械性能产生影响；利用粘合剂的作用实现壳聚糖抗菌剂在织物上的附着，工艺简单，对抗菌材料的技术要求相对较少，易于推广，但缺点是随着织物洗涤次数的增加、粘合剂的剥落，抗菌效率迅速降低，使用周期较短。
发明内容
为克服壳聚糖抗菌剂直接加入纺丝液会影响纤维的机械性能、利用粘合剂则会导致抗菌效率低、周期短的问题，本发明提供一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法。
本发明是通过以下技术实现的：
一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，步骤如下：
1)粘胶纺丝原液的制备：取棉短绒经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、熟成、脱泡过滤工艺制备得到粘胶纺丝原液(1)；
2)壳聚糖抗菌粉体准备：利用机械球磨仪将壳聚糖球磨至10000～15000目，即得壳聚糖抗菌粉体；
3)纺丝：在计量泵的作用下，粘胶纺丝原液(1)由喷丝板(2)挤出，进入纺丝甬道(3)，携带有壳聚糖抗菌粉体的热空气由入风口(4)、进入纺丝甬道(3)，并由出风口(5)吹出，粘胶纺丝原液(1)进入凝固浴(6)中固化成型，即得抗菌粘胶原丝；
4)收集：抗菌粘胶原丝由导丝辊(7)引入清水浴(8)清洗、抗菌液(9)、干燥辊(10)干燥，收集得到壳聚糖抗菌粘胶纤维(11)。
优选地，所述粘胶纺丝原液(1)中纤维素的重量百分比浓度为33～35％。
优选地，所述热空气的入口温度为80～100℃，通气量为0.2～0.5m3/min。
优选地，所述热空气中壳聚糖抗菌粉体的浓度为1000～2000mg/L。
优选地，所述纺丝甬道(3)为圆柱形，长度为50～80cm，直径为150～300mm；所述入风口(4)顶端低于喷丝板(2)出丝口水平位置3～5cm，所述出风口(5)底端高于纺丝甬道(3)最低端3～5cm。
优选地，所述凝固浴(6)的组成为：硫酸105～110g/L，硫酸钠305～310g/L，硫酸锌5～8g/L，表面活性剂1～2g/L；所述凝固浴(6)的温度为50～60℃。
优选地，所述表面活性剂为烷基硫酸酯钠或琥珀酸烷基酯磺酸钠。
优选地，所述抗菌液(9)为桧柏油。
优选地，所述干燥辊(10)的温度为180～220℃。
优选地，纺丝速度为500～800m/min，壳聚糖抗菌粘胶纤维的纤度为30～40dtex。
本发明的有益效果在于：
1)利用热空气的携带作用，将壳聚糖抗菌粉体粘附并分布于粘胶纤维的表面，不仅节省抗菌剂，而且有利于保持粘胶纤维原有的基本性能；
2)桧柏油与粘胶纤维具有较好的亲和性，与壳聚糖共同完成了粘胶纤维的双重抗菌整理，效果显著；
3)采用普通湿法纺丝设备进行纺丝，只需要增加纺丝甬道就可以达到纺制壳聚糖抗菌粘胶纤维的目的，利用降低生产成本与市场推广；
4)将壳聚糖抗菌粉体分布在粘胶纤维的表层，使壳聚糖抗菌粉体能够充分发挥其抗菌性，有效利用率大幅度提高，更由于受粘胶的束缚作用，壳聚糖抗菌粉体不易脱离，所制得的壳聚糖抗菌粘胶纤维具有较好抗菌耐久性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中，1-粘胶纺丝原液，2-喷丝板，3-纺丝甬道，4-入风口，5-出风口，6-凝固浴，7-导丝辊，8-清水浴，9-抗菌液，10-干燥辊，11-壳聚糖抗菌粘胶纤维。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，步骤如下：
1)粘胶纺丝原液的制备：取棉短绒经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、熟成、脱泡过滤工艺制备得到粘胶纺丝原液1；该粘胶纺丝原液1中纤维素的重量百分比浓度为33％；
2)壳聚糖抗菌粉体准备：利用机械球磨仪将壳聚糖球磨至10000目，即得壳聚糖抗菌粉体；
3)纺丝：在计量泵的作用下，粘胶纺丝原液1由喷丝板2挤出，进入纺丝甬道3，携带有壳聚糖抗菌粉体的热空气由入风口4、进入纺丝甬道3，并由出风口5吹出；热空气的入口温度为80℃，通气量为0.2m3/min，热空气中壳聚糖抗菌粉体的浓度为1000mg/L；粘胶纺丝原液1进入凝固浴6中固化成型，即得抗菌粘胶原丝；其中，凝固浴6的温度为50℃，包括如下组成：硫酸105g/L，硫酸钠305g/L，硫酸锌5g/L，烷基硫酸酯钠1g/L；
4)收集：抗菌粘胶原丝由导丝辊7引入清水浴8清洗、抗菌液9、干燥辊10干燥，收集得到壳聚糖抗菌粘胶纤维11；其中，抗菌液9为桧柏油，干燥辊10的温度为180℃。
在本实施例中，除了以上工艺参数之外，纺丝甬道3为圆柱形，长度为50cm，直径为150mm；所述入风口4顶端低于喷丝板2出丝口水平位置3cm，所述出风口5底端高于纺丝甬道3最低端3cm。
本实施例的纺丝速度为500m/min，壳聚糖抗菌粘胶纤维的纤度为30dtex。
根据GB/T 20944-2007《纺织品抗菌性能的评价》标准就壳聚糖抗菌粘胶纤维对格兰氏阴性菌与格兰氏阳性菌的抗菌能力测试。结果显示，壳聚糖抗菌粘胶纤维对金黄色葡萄球菌和大肠肝菌抑菌率都为99.9％。
采用GB/T 3921-2008《纺织品色牢度耐皂洗色牢度》对壳聚糖抗菌粘胶纤维进行标准洗涤5次后，测得壳聚糖抗菌粘胶纤维的金黄色葡萄球菌抑菌率为99.9％，大肠肝菌的抑菌率为99.9％。
由以上数据可知，本实施例所制得的壳聚糖抗菌粘胶纤维具有良好的抗菌性以及持久性。
实施例2
本实施例一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，步骤如下：
1)粘胶纺丝原液的制备：取棉短绒经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、熟成、脱泡过滤工艺制备得到粘胶纺丝原液1；该粘胶纺丝原液1中纤维素的重量百分比浓度为35％；
2)壳聚糖抗菌粉体准备：利用机械球磨仪将壳聚糖球磨至15000目，即得壳聚糖抗菌粉体；
3)纺丝：在计量泵的作用下，粘胶纺丝原液1由喷丝板2挤出，进入纺丝甬道3，携带有壳聚糖抗菌粉体的热空气由入风口4、进入纺丝甬道3，并由出风口5吹出；热空气的入口温度为100℃，通气量为0.5m3/min，热空气中壳聚糖抗菌粉体的浓度为2000mg/L；粘胶纺丝原液1进入凝固浴6中固化成型，即得抗菌粘胶原丝；其中，凝固浴6的温度为60℃，包括如下组成：硫酸110g/L，硫酸钠310g/L，硫酸锌8g/L，琥珀酸烷基酯磺酸钠2g/L；
4)收集：抗菌粘胶原丝由导丝辊7引入清水浴8清洗、抗菌液9、干燥辊10干燥，收集得到壳聚糖抗菌粘胶纤维11；其中，抗菌液9为桧柏油，干燥辊10的温度为220℃。
在本实施例中，除了以上工艺参数之外，纺丝甬道3为圆柱形，长度为80cm，直径为300mm；所述入风口4顶端低于喷丝板2出丝口水平位置5cm，所述出风口5底端高于纺丝甬道3最低端5cm。
本实施例的纺丝速度为800m/min，壳聚糖抗菌粘胶纤维的纤度为40dtex。
根据GB/T 20944-2007《纺织品抗菌性能的评价》标准就壳聚糖抗菌粘胶纤维对格兰氏阴性菌与格兰氏阳性菌的抗菌能力测试。结果显示，壳聚糖抗菌粘胶纤维对金黄色葡萄球菌和大肠肝菌抑菌率都为99.9％。
采用GB/T 3921-2008《纺织品色牢度耐皂洗色牢度》对壳聚糖抗菌粘胶纤维进行标准洗涤5次后，测得壳聚糖抗菌粘胶纤维的金黄色葡萄球菌抑菌率为99.9％，大肠肝菌的抑菌率为99.9％。
由以上数据可知，本实施例所制得的壳聚糖抗菌粘胶纤维具有良好的抗菌性以及持久性。
实施例3
本实施例一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，步骤如下：
1)粘胶纺丝原液的制备：取棉短绒经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、熟成、脱泡过滤工艺制备得到粘胶纺丝原液1；该粘胶纺丝原液1中纤维素的重量百分比浓度为34％；
2)壳聚糖抗菌粉体准备：利用机械球磨仪将壳聚糖球磨至13000目，即得壳聚糖抗菌粉体；
3)纺丝：在计量泵的作用下，粘胶纺丝原液1由喷丝板2挤出，进入纺丝甬道3，携带有壳聚糖抗菌粉体的热空气由入风口4、进入纺丝甬道3，并由出风口5吹出；热空气的入口温度为90℃，通气量为0.3m3/min，热空气中壳聚糖抗菌粉体的浓度为1500mg/L；粘胶纺丝原液1进入凝固浴6中固化成型，即得抗菌粘胶原丝；其中，凝固浴6的温度为55℃，包括如下组成：硫酸108g/L，硫酸钠307g/L，硫酸锌7g/L，琥珀酸烷基酯磺酸钠1.5g/L；
4)收集：抗菌粘胶原丝由导丝辊7引入清水浴8清洗、抗菌液9、干燥辊10干燥，收集得到壳聚糖抗菌粘胶纤维11；其中，抗菌液9为桧柏油，干燥辊10的温度为200℃。
在本实施例中，除了以上工艺参数之外，纺丝甬道3为圆柱形，长度为60cm，直径为200mm；所述入风口4顶端低于喷丝板2出丝口水平位置4cm，所述出风口5底端高于纺丝甬道3最低端4cm。
本实施例的纺丝速度为600m/min，壳聚糖抗菌粘胶纤维的纤度为35dtex。
根据GB/T 20944-2007《纺织品抗菌性能的评价》标准就壳聚糖抗菌粘胶纤维对格兰氏阴性菌与格兰氏阳性菌的抗菌能力测试。结果显示，壳聚糖抗菌粘胶纤维对金黄色葡萄球菌和大肠肝菌抑菌率都为99.9％。
采用GB/T 3921-2008《纺织品色牢度耐皂洗色牢度》对壳聚糖抗菌粘胶纤维进行标准洗涤5次后，测得壳聚糖抗菌粘胶纤维的金黄色葡萄球菌抑菌率为99.9％，大肠肝菌的抑菌率为99.9％。
由以上数据可知，本实施例所制得的壳聚糖抗菌粘胶纤维具有良好的抗菌性以及持久性。

Claims (10)

1.一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)粘胶纺丝原液的制备：取棉短绒经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、熟成、脱泡过滤工艺制备得到粘胶纺丝原液(1)；
2)壳聚糖抗菌粉体准备：利用机械球磨仪将壳聚糖球磨至10000～15000目，即得壳聚糖抗菌粉体；
3)纺丝：在计量泵的作用下，粘胶纺丝原液(1)由喷丝板(2)挤出，进入纺丝甬道(3)，携带有壳聚糖抗菌粉体的热空气由入风口(4)、进入纺丝甬道(3)，并由出风口(5)吹出，粘胶纺丝原液(1)进入凝固浴(6)中固化成型，即得抗菌粘胶原丝；
4)收集：抗菌粘胶原丝由导丝辊(7)引入清水浴(8)清洗、抗菌液(9)、干燥辊(10)干燥，收集得到壳聚糖抗菌粘胶纤维(11)。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述粘胶纺丝原液(1)中纤维素的重量百分比浓度为33～35％。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述热空气的入口温度为80～100℃，通气量为0.2～0.5m3/min。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述热空气中壳聚糖抗菌粉体的浓度为1000～2000mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述纺丝甬道(3)为圆柱形，长度为50～80cm，直径为150～300mm；所述入风口(4)顶端低于喷丝板(2)出丝口水平位置3～5cm，所述出风口(5)底端高于纺丝甬道(3)最低端3～5cm。
6.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述凝固浴(6)的组成为：硫酸105～110g/L，硫酸钠305～310g/L，硫酸锌5～8g/L，表面活性剂1～2g/L；所述凝固浴(6)的温度为50～60℃。
7.根据权利要求6所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为烷基硫酸酯钠或琥珀酸烷基酯磺酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述抗菌液(9)为桧柏油。
9.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，所述干燥辊(10)的温度为180～220℃。
10.根据权利要求1所述的一种壳聚糖抗菌粘胶纤维的制备方法，其特征在于，纺丝速度为500～800m/min，壳聚糖抗菌粘胶纤维的纤度为30～40dtex。
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