CN109689949A - 具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维 - Google Patents

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奥尔汗·卡利斯坎
埃默拉尔·埃伦
卡格里·耶尔马兹
穆罕默德·艾迪斯特·阿拉斯
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Abstract

本发明涉及一种通过使用氧化锌(ZnO)或吡啶硫酮锌而获得的具有抗臭(防止汗味)效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维的生产方法。

Description

具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维
技术领域
本发明涉及一种用于生产具有抗臭特征的丙烯酸纤维和改性丙烯酸纤维的方法。
背景技术
近年来生产的纺织产品具有的某些特征在人类健康方面产生了积极影响，并有助于人类生活。易于熨烫且轻质的纺织产品具有高透气性以及具有低透水性，减少能量和时间的损失，并且在卫生方面提供积极的增益。关于纺织品所进行的研究之一是获得抑制和/或防止臭气并具有抗臭特征的纺织品原料。
丙烯酸纤维是与羊毛最相似的合成纤维类型，并且丙烯酸纤维是单独使用和/或与合成纤维类混合使用的纺织原料。丙烯酸纤维具有诸如易洗涤并保持其形状，耐蛀虫、油和化学品，并且能够以完美不褪色的明亮颜色染色等特征，是一种广泛使用的纺织原料。
人体内有许多汗腺。汗是一种非常适合细菌生长的环境，在结构上是无味的。从人体散发的不好汗味的来源是在身体的不同部位生长的各种细菌和微生物。
在先前的方法中，使用的重金属化合物被称为防臭材料。但是大多数提到的材料都包含在被认定为不方便的抗微生物剂列表中。抗微生物剂是由一种或多种活性材料混合所产生的，并且对涵盖细菌、真菌、tang、霉菌或酵母菌的微生物具有控制或破坏作用的化学材料。
在先前的方法中，采用包括银离子的原料作为纤维和线的生产中的抗臭剂。银在其抗臭效果方面非常有效，并且尽管在人类健康方面没有构成任何问题，但由于其成本高，不利于其在纤维生产中使用。
此外，在普遍的技术中，已知通过在纤维/织物的表面上的涂层来提供抗臭特征。在已实现的抗臭研究中，在纤维生产过程的化学完成步骤中，添加化学材料并提供了抗臭特征。但是通过这个方法获得的纤维/织物中，在特定次数的洗涤后涂层被磨损，并且纤维/织物的抗臭特征损失。
在材料科学方法中，氧化锌(ZnO)是一种化学物质，其在高折射率、高导热性、接合性、抗菌和紫外线防护的特征方面是优选的。
关于ZnO的抗菌特性的研究始于20世纪50年代。Sawai等人在1995年证明ZnO粉末对某些细菌展现出抗菌行为，这是使用ZnO作为抗微生物材料的重要步骤。已知ZnO是一种可靠的材料，其在人和动物健康方面不会引起任何问题，并且在例如高温和/或高压的强制条件下是稳定的。在先前的研究中，确定ZnO颗粒在革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的预防中是有效的，甚至是对高温和高压耐受的孢子的预防也有效。由于ZnO是具有宽带范围(3.37eV)的半导体材料，因此能够通过在价带和导带之间的电子刺激来吸收紫外(UV)光。紫外线吸收剂将紫外线能量转化为无害的热能。
在专利申请2006/03916(土耳其专利)中，99％由纯银组成的层粘附在合成原料如聚酯的表面上或粘附在天然的线原料的表面上。银层粘附在聚合物上，并且它成为纺织品质地的物理部分。
在专利申请2012/15683(土耳其专利)中，该发明是一种通过提到的混合聚合物溶液的电纺丝方法来制备和生产纳米纤维食品包装薄膜的方法，该混合聚合物溶液通过确保天然聚合物——芦荟——和氧化锌添加到共聚物中，且该共聚物通过使用简称为PVA的聚乙烯醇可生物降解的聚合物材料形成，并且当需要时通过将例如简称为PEG的聚乙二醇、简称为PVP的聚乙烯吡咯烷酮、以及简称为PLA的聚乳酸的各种和一些聚合物与少量PVA可生物降解聚合物混合一起形成，以确保其在需要时具有抗微生物效果。
在专利申请JPH1025663(日本专利局)中，提及了在乙烯胺和丙烯酸纤维混合物中，通过选自氧化锌、氧化硅、氧化铝以及硅铝复合氧化物的金属氧化物，对诸如烟味的气味进行吸收。
因此，上述所有问题使得必须在相关领域进行创新。
发明内容
发明目的
本发明使得有必要在相关领域中解决上述问题并进行技术创新。
本发明的主要目的是公开一种能够生产具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维的方法的构架。
本发明的另一个目的是公开一种通过使用具有抗菌特征的氧化锌(ZnO)具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维的生产方法。
本发明的另一个目的是通过在纤维生产过程中在聚合物溶液(涂料)的制备步骤中加入氧化锌(ZnO)来确保获得具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维。
本发明的另一个目的是能够将氧化锌粉末限制在丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维中。
本发明的另一个目的是确保丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维的结构在洗涤后不易损失其抗臭特征。
本发明的另一个目的是公开一种丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维结构，其允许由于氧化锌的抗UV特征而吸收紫外光。
附图说明
图1是与本发明的主题“具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维”相关的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)结构的代表性视图。
图2是用于生产与本发明的主题“具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维”相关的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的要素的代表性视图。
图3是与本发明的主题“具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维”相关的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)生产方法的工艺步骤示意图。
图4是在与本发明的主题“具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维”相关的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产中使用吡啶硫酮锌的代表性视图。
图5是改性与本发明的主题“具有防臭效果的丙烯酸/改性聚丙烯腈纤维”相关的包括吡啶硫酮锌的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法的工艺步骤示意图。
附图中的参考编号描述
1. 丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维
2. 聚丙烯腈(PAN)
3. 溶剂
4. 聚合物溶液(涂料)
5. 稀释聚合物溶液
6. 氧化锌(ZnO)
6.a. 吡啶硫酮锌(C10H8N2O2S2Zn)
7. 槽1
8. 槽2
9. 热交换器
10. 动态混合器
11. 纤维纺丝机
工艺步骤的描述
标题为本申请的主题“具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维”的本发明将如所示附图进行编号，并且下面将给出这些编号的相应工艺步骤。
使用氧化锌(6)的工艺步骤
101.将溶剂(3)添加到槽1(7)中
102.将聚丙烯腈(PAN)(2)添加到槽1(7)中
103.将槽1(7)中制备的溶液从聚丙烯腈(PAN)(2)的热交换器(9)通过，以完全溶解
104.在槽2(8)中制备比在槽1(7)中制备的称为涂料的聚合物溶液(4)更稀的聚合物溶液(5)
105.将氧化锌(6)添加到槽2(8)中
106.通过动态混合器(10)的帮助，混合在槽1(7)和槽2(8)中制备的溶液，并将其添加到纤维纺丝机(11)中
107.通过湿纺法从最终混合物中获得丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)
使用吡啶硫酮锌(6.a)的工艺步骤
111.将溶剂(3)添加到槽1(7)中
112.将聚丙烯腈(PAN)(2)添加到槽1(7)中
113.将其从聚丙烯腈(PAN)(2)的热交换器(9)中通过，使其完全溶解
114.在槽2(8)中制备比在槽1(7)中制备的称为涂料的聚合物溶液(4)更稀的聚合物溶液(5)
115.将吡啶硫酮锌(6.a)添加到槽2(8)中
116.通过动态混合器(10)的帮助，混合在槽1(7)和槽2(8)中制备的溶液，并将其添加到纤维纺丝机(11)中
117.通过湿纺法从最终混合物中获得丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)
具体实施方式
为了更好地理解本主题，在这个具体描述中，本发明的主题具有抗臭效果的的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维仅通过实施例说明，这些实施例不会产生任何限制作用。
本发明涉及一种能够生产具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的方法。
丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)是本发明的主题并且因为具有抗臭特征而生产，其包括的要素为聚丙烯腈(PAN)(2)、溶剂(3)、聚合物溶液(涂料)(4)，稀释的聚合物溶液(5)、氧化锌(ZnO)(6)或吡啶硫酮锌(6.a)、槽1(7)、槽2(8)，热交换器(9)、动态混合器(10)和纤维纺丝机(11)。
聚丙烯腈(PAN)(2)是丙烯酸材料，并且是具有聚合物结构的材料，其常用于服装、纺织领域中。丙烯酸纤维——先前通过100％丙烯腈聚合作用生产为均聚物——的晶体伸长率和结晶率是非常高的。由于这个原因，其特征诸如染色和湿气吸收是阴性的，并且将其染色是很难的。为了改善这些特征并提供染色能力，通过添加第二单体，使其转化为共聚物，使其特征适于在纺织品中使用。聚丙烯腈(PAN)(2)是一类热固性聚合物。共聚丙烯腈(co-PAN)(2)包括比率为4-12％的共聚单体。这个共聚单体通常是乙酸乙烯酯或丙烯酸甲酯。共聚丙烯腈(co-PAN)(2)的分子量在90,000-200,000之间。
用作溶解器的溶剂(3)是DMAc、DMF、DMSO和类似的极性非质子溶剂溶液。
聚合物溶液(4)是称为“涂料”的粘稠溶液，其中聚丙烯腈(PAN)(2)溶解在溶剂(3)中。
稀释的聚合物溶液(5)是聚合物溶液，其制备得比聚合物溶液(涂料)(4)更稀。
槽1(7)是溶剂(3)和聚丙烯腈(PAN)(2)混合并得到聚合物溶液(涂料)(4)的位置。
槽2(8)是制备稀释的聚合物溶液(5)并且将氧化锌(ZnO)(6)或吡啶硫酮锌(6.a)加入到该稀释的聚合物溶液(5)中的位置。
热交换器(9)能够使溶液在70-100℃的温度下完全溶解。
动态混合器(10)用于混合和均质化稀释的聚合物溶液(5)，制备的聚合物溶液(涂料)(4)和氧化锌(ZnO)(6)或吡啶硫酮锌(6.a)添加到该聚合物溶液(5)中。
本发明主题丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)是通过添加氧化锌(ZnO)(6)制备的新纤维，并且用于具有抗臭特征的服装、家用纺织品和技术纺织品领域中。
此外，本发明主题丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)是通过添加吡啶硫酮锌(C10H8N2O2S2Zn)(6.a)生产的新纤维，并且用于具有抗臭特征的服装、家用纺织品和技术纺织品领域中。
首先，溶剂(3)不具有足够的溶解温度。为此，溶剂(3)中的聚丙烯腈(PAN)(2)通过被蒸汽加热的热交换器(9)，使其溶解，并在溶解完成后，得到被称为涂料的聚合物溶液(4)。得到的涂料(4)对热敏感，因此其在没有保持高温的情况下从水冷交换器(9)通过时稍微冷却。
在槽2(8)中，制备比在槽1(7)中制备的聚合物溶液(4)更稀的聚合物溶液(5)。将粉末形式的氧化锌(ZnO)(6)以0.1-5.0微米的尺寸添加到所得的稀释的聚合物溶液(5)中。通过添加不溶于溶液并且作为固体颗粒分散的氧化锌(ZnO)(6)颗粒获得悬浮液。
将槽1(7)中的聚合物溶液(涂料)(4)和槽2(8)中加入了氧化锌(ZnO)(6)的稀释的聚合物溶液(5)转移到纤维纺丝机(11)中。在加入氧化锌(ZnO)(6)的稀释的聚合物溶液(5)通过称为动态混合器(10)的高功率系统输送到纤维纺丝机(11)。由此，防止了氧化锌(ZnO)(6)——以固体形式——沉淀。
通过湿纺法从得到的最终混合物中获得具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。
在本发明的另一个优选实施例中，将晶粒尺寸为0.1-5.0微米的吡啶硫酮锌(6.a)粉末添加到槽2(8)中制备的稀释的聚合物溶液(5)中。将槽1(7)中的聚合物溶液(涂料)(4)和槽2(8)中添加了吡啶硫酮锌(6.a)的稀释的聚合物溶液(5)转移到纤维纺丝机(11)中。通过湿纺法从得到的最终混合物中获得具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。所提到的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)包括吡啶硫酮锌(6.a)，其重量比为0.3-5％。吡啶硫酮锌(6.a)被限制在纤维(1)中。所提到的制备方法的代表形式如图4所示，并且其流程图示于图5。
在湿纺法中，将制备的聚合物溶液(4)在进行了所需的注射、过滤和加压之后，进料到由水与溶剂混合物组成的浴中。在10,000-100,000微米之间的称为喷丝头轴承孔的穿孔板上进行进料。由于溶解在溶剂中的聚合物不溶于水，它会在浴的入口处瞬间凝固而转变成纤维。氧化锌(ZnO)(6)——最初以固体形式未溶解于溶液中——，或者在另一个实施例中的吡啶硫酮锌(6.a)在这个阶段中变成包含在纤维中。这种操作称为凝固，并且形成纤维的浴称为凝固浴。对于在下一阶段中良好染色的纤维，其上的溶剂量需要低于0.5％。为此，实施了洗涤操作。通常，碱性染料用于纤维染色。聚合物链末端的酸性基团与碱性染料形成化学键，并且确保了纤维的染色。染色操作是随着纤维通过染料浴吸收染料并除去溶剂来实现。对于染色(或非染色)纤维的取向，并且对于使得纤维具有所需物理性质(纤度、伸长率、强度)，通过在两个单独的浴中对纤维进行加热而施加纤维拉伸操作来实现。这个操作称为湿拉伸。在湿拉伸结束时，纤维的长度增加六倍。在干燥操作之前，在通过湿拉伸延伸的已洗涤、染色的纤维上施加化学整理剂。化学整理剂是一种覆盖纤维表面的润滑材料，并且它是一种有机物质混合物，按顺序使用，以在纺织操作中提供操作和纤维所需的柔软性，并调节纤维彼此之间以及和金属表面的摩擦。从化学整理剂池中产出的纤维通过穿过被蒸汽加热的连续干燥滚筒进行干燥。离开纤维表面的水蒸气通过抽吸系统中的空气携带而被移除。纤维必须是卷曲的而不是直的，以便相互支撑。执行向纤维提供羊毛特征和羊毛外观的卷曲操作，同时穿过牵引带的卷曲盒内的两个辊筒之间。卷边操作的另一个重要性是在退火阶段期间能够使蒸汽渗透到纤维带的每个点中。
在所有所需的阶段之后，获得具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。当皮肤散布湿气时，纺织产品上的锌的抗臭和抗菌作用激活，并且在纤维和皮肤之间形成活性变化。具有正电位电势的氧化锌(ZnO)(6)容易保持在阴性细菌的细胞膜上，并且将Zn+2离子释放。释放的锌离子与细菌相互作用。细菌内部的重要的离子例如钠离子等随锌离子而改变位置。由于这种位移，细菌的代谢开始崩溃，实现细菌细胞死亡。通过使引起难闻气味的细菌死亡，阻止汗味。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.本发明涉及一种具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于；
a)将溶剂(3)添加到槽1(7)中，
b)将聚丙烯腈(PAN)(2)添加到槽1(7)中，
c)将其从聚丙烯腈(PAN)(2)的热交换器(9)通过，以完全溶解，
d)在槽2(8)中形成比在槽1(7)中制备的称为涂料的聚合物溶液(4)更稀的聚合物溶液(5)，
e)将氧化锌(6)或吡啶硫酮锌(6.a)添加到槽2(8)中，
f)通过动态混合器(10)的帮助，将在槽1(7)和槽2(8)中制备的溶液混合，并将其添加到纤维纺丝机(11)中，
g)通过湿纺法从最终混合物中获得丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。
2.本发明为根据权利要求1所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于，吡啶硫酮锌(6.a)为粉末形式，尺寸为0.1-5.0微米。
3.本发明为根据权利要求1所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于，氧化锌(6)为粉末形式，尺寸为0.1-5.0微米。
4.本发明为通过根据上述任一权利要求所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法获得的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。
5.根据权利要求4所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括重量比为0.3-5％的吡啶硫酮锌(6.a)。
6.根据权利要求4所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括重量比为0.1-10％的氧化锌(6)。
7.根据权利要求4-6所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括限制在所述纤维(1)中的氧化锌(6)或吡啶硫酮锌(6.a)。

Claims (12)

1.本发明为具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括氧化锌(6)或吡啶硫酮锌(6.a)，所述氧化锌(6)或吡啶硫酮锌(6.a)为粉末形式，提供阻止汗味的抗臭效果。
2.本发明为根据权利要求1所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括重量比为0.3-5％的吡啶硫酮锌(6.a)。
3.本发明为根据权利要求1所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括重量比为0.1-10％的氧化锌(6)。
4.本发明为根据权利要求1或权利要求2所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括粉末形式的尺寸为0.1-5.0微米的吡啶硫酮锌(6.a)。
5.本发明为根据权利要求1或权利要求3所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括粉末形式的尺寸为0.1-5.0微米的氧化锌(6)。
6.本发明为根据权利要求1所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)，其特征在于，包括限制在所述纤维(1)中的氧化锌(6)或吡啶硫酮锌(6.a)。
7.本发明涉及一种具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于；
a)将溶剂(3)添加到槽1(7)中，
b)将聚丙烯腈(PAN)(2)添加到槽1(7)中，
c)将其从聚丙烯腈(PAN)(2)的热交换器(9)通过，以完全溶解，
d)在槽2(8)中形成比在槽1(7)中制备的称为涂料的聚合物溶液(4)更稀的聚合物溶液(5)，
e)将氧化锌(6)或吡啶硫酮锌(6.a)添加到槽2(8)中，
f)通过动态混合器(10)的帮助，将在槽1(7)和槽2(8)中制备的溶液混合，并将其添加到纤维纺丝机(11)中，
g)通过湿纺法从最终混合物中获得丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。
8.本发明为根据权利要求7所述的具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于，吡啶硫酮锌(6.a)为粉末形式，尺寸为0.1-5.0微米。
9.本发明为根据权利要求7所述的具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于，氧化锌(6)为粉末形式，尺寸为0.1-5.0微米。
10.本发明为根据权利要求7或权利要求8所述的具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于，添加到槽2(8)中的吡啶硫酮锌(6.a)的重量比在0.3-5％之间。
11.本发明为根据权利要求7或权利要求9所述的具有抗臭效果的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法，其特征在于，添加到槽2(8)中的氧化锌(6)的重量比在0.1-10％之间。
12.本发明为通过根据权利要求7-11所述的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)的生产方法而获得的丙烯酸纤维/改性丙烯酸纤维(1)。
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