CN110565206A - 一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺 - Google Patents

一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：将魔芋葡甘聚糖、纳米银线、竹炭粉、水混合，剧烈搅拌，静置，过滤，干燥至恒重得到抗菌剂；将低熔点聚酯切片真空干燥，加入色母粒、抗菌剂高压研磨得到皮层原料；将普通聚酯、分散剂、抗氧剂混合均匀得到芯层原料；将皮层原料与芯层原料进行纺丝，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后卷取，然后二次加热拉伸得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。本发明所得有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的强度和伸长率高，抗菌性能和抗菌时效优秀。

Description

一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺
技术领域
本发明涉及涤纶纤维技术领域，尤其涉及一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺。
背景技术
低熔点聚酯纤维是差别化合成纤维的重要品种，是非织造制品生产的重要原料，通常为皮芯复合结构，在成型时参杂使用。其中，皮层材料可在110～200℃粘流并产生粘结，芯为高熔点组分(以PET聚酯为主)，起骨架作用。热熔粘合时，纤网内的低熔点纤维可在不发生过分形变的情况下，在交叉点处形成稳定适度的连接，既保持了主体纤维特性，又能获得高孔隙率及回弹性的宏观结构，成型高效且不使用化学粘合剂，具有低碳环保的特点。相关产品形式主要为硬质棉、直立棉等，大量应用于服装家纺、家具、汽车内饰、床垫等领域。
国内外低熔点纤维的制备技术路线上基本一致，主要包括合成低熔点组分及制备复合纤维两部分。低熔点皮芯复合纤维主要用于热粘合纤维，在非织造布生产中主要作用是在一定温度下低熔点纤维皮层聚合物熔化，从而在纤维网中起到黏结效果。由于低熔点涤纶短纤维具有强度高、膨松性好、弹性恢复率高，生产出的非织造布具有手感柔软、弹性高等特点，但在目前有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维，存在抗菌性差，抗菌时效短的问题，但若添加大量抗菌材料，又会导致纤维力学性能变差。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，所得有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的强度和伸长率高，抗菌性能和抗菌时效优秀。
本发明提出的一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将魔芋葡甘聚糖、纳米银线、竹炭粉、水混合，剧烈搅拌，静置，过滤，干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将低熔点聚酯切片真空干燥，加入色母粒、抗菌剂高压研磨得到皮层原料；
S3、将普通聚酯、分散剂、抗氧剂混合均匀得到芯层原料；
S4、将皮层原料与芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
优选地，S1中，剧烈搅拌时间为10～30min，搅拌速度为10000～12000r/min；静置时间为20～40h。
优选地，S1中，干燥温度为80～100℃。
优选地，S1中，魔芋葡甘聚糖、纳米银线、竹炭粉、水的质量比为2～4：0.1～0.4：10～20：80～100。
优选地，S2中，低熔点聚酯切片的熔点为110～120℃。
优选地，S2中，真空干燥时间为2～6h，干燥温度为50～70℃，真空度为-0.1～-0.2MPa。
优选地，S2中，高压研磨时间为10～20min，研磨压力为0.2～0.4Mpa，研磨速度为2000～4000r/min。
优选地，S2中，色母粒、抗菌剂与低熔点聚酯切片的质量比为1～4：1～4：100。
优选地，S3中，普通聚酯、分散剂、抗氧剂的质量比为100：1～3：1～2。
优选地，S4中，纺丝温度为160～200℃；二次加热拉伸温度为140～150℃，拉伸比为5～5.8。
优选地，S4中，皮层原料与芯层原料的质量比为1～3：10。
本发明纺丝形成皮芯复合结构，使所得短纤维平滑性与分散性好，抗菌性能优异，热收缩稳定，力学性能好。
S1中，由于魔芋葡甘聚糖不仅天然安全，而且其表面具有大量活泼羟基，可与纳米银线、竹炭粉具有良好的生物相容性，分子间基团的相互作用，形成具有网状结构二维高长径比的结构，而且相互间分散性好，使所得抗菌剂与干燥后的低熔点聚酯切片在高压高速研磨条件下形成皮层原料，既提高了抗菌剂的分散性和稳定性，也实现了抗菌剂在皮层原料中的分散性，实现抗菌剂的均匀分散和低添加量高性能的目的，不仅相互间结合程度高，结合力强，抗菌性能优异，而且可有效提高皮层的力学性能及稳定性。
S4中，皮层原料与芯层原料按一定的配比经过复合纺丝组件中纺丝，材料的相容性较好，对纺丝以及纤维力学性能影响少，在保证纤维性能的基础上，提高了材料的抗菌性能，产物具有机械强度高、热稳定性高、材料规整好、柔韧性好、以及抗菌等优点，制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
下述所用特殊设备具体如下：
下述，低熔点聚酯切片为龙岩成冠化纤有限公司生产的低熔点聚酯切片，熔点110℃，特性黏度0.57～0.62dL/g；普通聚酯为龙岩成冠化纤有限公司生产的半消光聚酯切片，熔点261℃，特性黏度0.60～0.65dL/g。
实施例1
一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将2kg魔芋葡甘聚糖、0.4kg纳米银线、10kg竹炭粉、100kg水混合，剧烈搅拌10min，搅拌速度为12000r/min，静置20h，过滤，100℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥6h，干燥温度为50℃，真空度为-0.2MPa，加入1kg色母粒、4kg抗菌剂高压研磨10min，研磨压力为0.4Mpa，研磨速度为2000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、3kg硬脂酸单甘油酯、1kg N-异丙基-N’-苯基对苯二胺混合均匀得到芯层原料；
S4、将1kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为200℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为140℃，拉伸比为5.8，得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
实施例2
一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将4kg魔芋葡甘聚糖、0.1kg纳米银线、20kg竹炭粉、80kg水混合，剧烈搅拌30min，搅拌速度为10000r/min，静置40h，过滤，80℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥2h，干燥温度为70℃，真空度为-0.1MPa，加入4kg色母粒、1kg抗菌剂高压研磨20min，研磨压力为0.2Mpa，研磨速度为4000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、1kg二月桂酸二丁基锡、2kg 2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)混合均匀得到芯层原料；
S4、将3kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为160℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为150℃，拉伸比为5，得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
实施例3
一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将2.5kg魔芋葡甘聚糖、0.3kg纳米银线、13kg竹炭粉、95kg水混合，剧烈搅拌15min，搅拌速度为11500r/min，静置25h，过滤，95℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥3h，干燥温度为65℃，真空度为-0.14MPa，加入3kg色母粒、2kg抗菌剂高压研磨18min，研磨压力为0.25Mpa，研磨速度为3500r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、1.5kg硬脂酸钙、1.7kg抗氧剂BHT混合均匀得到芯层原料；
S4、将1.5kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为190℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为142℃，拉伸比为5.6，得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
实施例4
一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将3.5kg魔芋葡甘聚糖、0.2kg纳米银线、17kg竹炭粉、85kg水混合，剧烈搅拌25min，搅拌速度为10500r/min，静置35h，过滤，85℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥5h，干燥温度为55℃，真空度为-0.18MPa，加入2kg色母粒、3kg抗菌剂高压研磨14min，研磨压力为0.35Mpa，研磨速度为2500r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、2.5kg氧化聚乙烯蜡、1.3kg抗氧剂164混合均匀得到芯层原料；
S4、将2.5kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为170℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为148℃，拉伸比为5.2，得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
实施例5
一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将3kg魔芋葡甘聚糖、0.25kg纳米银线、15kg竹炭粉、90kg水混合，剧烈搅拌20min，搅拌速度为11000r/min，静置30h，过滤，90℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥4h，干燥温度为60℃，真空度为-0.16MPa，加入2.5kg色母粒、2.5kg抗菌剂高压研磨16min，研磨压力为0.3Mpa，研磨速度为3000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、2kg水解聚马来酸酐、1.5kg抗氧剂TNP混合均匀得到芯层原料；
S4、将2kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为180℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为145℃，拉伸比为5.4，得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
对比例1
一种皮芯型涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥4h，干燥温度为60℃，真空度为-0.16MPa，加入2.5kg色母粒、2.5kg纳米银颗粒高压研磨16min，研磨压力为0.3Mpa，研磨速度为3000r/min，得到皮层原料；
S2、将100kg普通聚酯、2kg水解聚马来酸酐、1.5kg抗氧剂TNP混合均匀得到芯层原料；
S3、将2kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为180℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为145℃，拉伸比为5.4，得到皮芯型涤纶短纤维。
对比例2
一种皮芯型涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将3kg魔芋葡甘聚糖、0.25kg纳米银线、90kg水混合，剧烈搅拌20min，搅拌速度为11000r/min，静置30h，过滤，90℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥4h，干燥温度为60℃，真空度为-0.16MPa，加入2.5kg色母粒、2.5kg抗菌剂高压研磨16min，研磨压力为0.3Mpa，研磨速度为3000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、2kg水解聚马来酸酐、1.5kg抗氧剂TNP混合均匀得到芯层原料；
S4、将2kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为180℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为145℃，拉伸比为5.4，得到皮芯型涤纶短纤维。
对比例3
一种皮芯型涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将0.25kg纳米银线、15kg竹炭粉、90kg水混合，剧烈搅拌20min，搅拌速度为11000r/min，静置30h，过滤，90℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥4h，干燥温度为60℃，真空度为-0.16MPa，加入2.5kg色母粒、2.5kg抗菌剂高压研磨16min，研磨压力为0.3Mpa，研磨速度为3000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、2kg水解聚马来酸酐、1.5kg抗氧剂TNP混合均匀得到芯层原料；
S4、将2kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为180℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为145℃，拉伸比为5.4，得到皮芯型涤纶短纤维。
对比例4
一种皮芯型涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将3kg魔芋葡甘聚糖、15kg竹炭粉、90kg水混合，剧烈搅拌20min，搅拌速度为11000r/min，静置30h，过滤，90℃干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥4h，干燥温度为60℃，真空度为-0.16MPa，加入2.5kg色母粒、2.5kg抗菌剂高压研磨16min，研磨压力为0.3Mpa，研磨速度为3000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、2kg水解聚马来酸酐、1.5kg抗氧剂TNP混合均匀得到芯层原料；
S4、将2kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为180℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为145℃，拉伸比为5.4，得到皮芯型涤纶短纤维。
对比例5
一种皮芯型涤纶短纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将3kg魔芋葡甘聚糖、0.25kg纳米银线、15kg竹炭粉混合得到抗菌剂；
S2、将100kg低熔点聚酯切片真空干燥4h，干燥温度为60℃，真空度为-0.16MPa，加入2.5kg色母粒、2.5kg抗菌剂高压研磨16min，研磨压力为0.3Mpa，研磨速度为3000r/min，得到皮层原料；
S3、将100kg普通聚酯、2kg水解聚马来酸酐、1.5kg抗氧剂TNP混合均匀得到芯层原料；
S4、将2kg皮层原料与10kg芯层原料送入复合纺丝组件中纺丝，纺丝温度为180℃，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后通过绕卷机卷取，然后采用拉伸机进行二次加热拉伸，拉伸温度为145℃，拉伸比为5.4，得到皮芯型涤纶短纤维。
将实施例5所得有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维与对比例1-5所得皮芯型涤纶短纤维进行性能测试，其结果如下：
将实施例5所得有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维与对比例1-5所得皮芯型涤纶短纤维进行纺织和抗菌性能测试，其结果如下：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将魔芋葡甘聚糖、纳米银线、竹炭粉、水混合，剧烈搅拌，静置，过滤，干燥至恒重得到抗菌剂；
S2、将低熔点聚酯切片真空干燥，加入色母粒、抗菌剂高压研磨得到皮层原料；
S3、将普通聚酯、分散剂、抗氧剂混合均匀得到芯层原料；
S4、将皮层原料与芯层原料进行纺丝，冷却凝固得到初生丝纤维，上油后卷取，然后二次加热拉伸得到有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维。
2.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S1中，剧烈搅拌时间为10～30min，搅拌速度为10000～12000r/min；静置时间为20～40h。
3.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S1中，干燥温度为80～100℃。
4.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S1中，魔芋葡甘聚糖、纳米银线、竹炭粉、水的质量比为2～4：0.1～0.4：10～20：80～100。
5.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S2中，低熔点聚酯切片的熔点为110～120℃。
6.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S2中，真空干燥时间为2～6h，干燥温度为50～70℃，真空度为-0.1～-0.2MPa。
7.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S2中，高压研磨时间为10～20min，研磨压力为0.2～0.4Mpa，研磨速度为2000～4000r/min。
8.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S2中，色母粒、抗菌剂与低熔点聚酯切片的质量比为1～4：1～4：100。
9.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S3中，普通聚酯、分散剂、抗氧剂的质量比为100：1～3：1～2。
10.根据权利要求1所述有色低熔点皮芯型抗菌涤纶短纤维的制备工艺，其特征在于，S4中，纺丝温度为160～200℃；二次加热拉伸温度为140～150℃，拉伸比为5～5.8。
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