CN110670164A - 一种抗菌锦纶短纤的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化纤加工技术领域，具体涉及一种抗菌锦纶短纤的制备方法,包括以下步骤：(1)对银粉进行包覆处理，所使用的银粉粒径为3‑20μm；(2)抗菌锦纶粒子的制备，将第一步得到的经过包覆处理的银粉与锦纶切片使用鼓风干燥机进行干燥，通过螺杆挤出机制成掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶粒子；(3)纺丝工艺：抗菌锦纶粒子经过纺丝→卷绕→落筒→集束→牵伸→卷曲→烘燥热定型→切断、打包的步骤后，制成具有抗菌功能的锦纶短纤。通过对使用的银粉进行了包覆处理，减少了银粉的团聚，使生产出锦纶短纤抗菌效果更好，且纤维中的银粉不易脱落。

Description

一种抗菌锦纶短纤的制备方法
技术领域：
本发明属于化纤加工技术领域，具体涉及一种抗菌锦纶短纤的制备方法，利用银离子杀菌的特性，制备具有抗菌功能的锦纶短纤。
背景技术：
锦纶学名聚酰氨纤维，俗称尼龙，具有强度高，耐磨性能优异，回弹性好的优点。锦纶有热定型特性，能保持住加热时形成的弯曲变形。锦纶面料以其优异的耐磨性著称，并且质地轻薄，所以它是运动衣、游泳衣、健美服、羽绒服、登山服衣料的最佳选择。随着人们物质生活水平的提高，以及对健康纺织品的逐渐了解，人们对一些功能性的服装的需求越来越大，生态环保并且又具有抗菌功能的纳米银纺织品市场前景非常看好。
在国内外已经有关于纳米银的报道，并且将纳米银应用到纺织品领域，开发多功能、高附加值的织物，将会在未来的纺织行业创造巨大的经济、社会效益。作为一种正在被深入研究并迅速发展的新型纳米材料，纳米银在虽然在纺织业有着非常广阔的应用前景，但是也存在着一些技术上的难题需要解决，比如纳米级的银粉更易脱落，长期使用纳米银抗菌会在生物体内形成银沉积会对生物，人体产生不良影响，沉积过多甚至会有明显中毒现象、纳米银挥发到环境中也会对生态有一定影响，纳米银析出完之后就不再具有杀菌功能，时间一般在三个月到半年不等，长期使用会对身体有害，甚至引起中毒症状。同时，由于银粒子的粒径较小，及易在加工和存储过程中产生团聚现象，从而造成成品的抗菌效果低于预期。申请号为201610118131.9的发明专利，公开了一种抗菌锦纶短纤维的生产方法，包括如下步骤：1)将纳米氧化锌5～10wt％、纳米氧化银10～20wt％、余量为聚丙烯酸甲酯在120～150℃下混合均匀并造粒得到制备纳米抗菌母粒；2)将锦纶切片和纳米抗菌母粒按照重量比10～5:1混合，进行加热升温至熔融态，造粒得到母粒；3)对母粒进行纺丝，对纺丝进行清洗、干燥、卷绕，得到远红外锦纶短纤维。申请号为201110450223.4的发明专利，公开了一种锦纶6抗菌纤维的生产方法，包括以下步骤：1)制备抗菌母粒：将锦纶6切片与载银纳米氧化锌共混造粒，得到抗菌母粒；2)纺丝：将步骤1)中制成的抗菌锦纶与锦纶6切片共混纺丝，经过上油卷绕、平衡和拉伸，得到锦纶6抗菌纤维。申请号为200810121925.6的发明专利，公开了一种有色及纳米银离子抗菌涤锦复合超细纤维的制造工艺，包括以下步骤：(1)原材料涤纶和锦纶切片、准备有色母粒及纳米银离子抗菌母粒；(2)将涤纶和锦纶、有色母粒及纳米银离子抗菌母粒经过结晶干燥机进行干燥；(3)将经过干燥后的涤纶切片和锦纶切片分别与有色母粒及纳米银离子抗菌母粒通过螺杆挤压机进行熔融；(4)通过纺丝计量泵控制熔体的体积；(5)在共轭纺丝机上进行复合纺丝；(6)纺丝后进行冷却，经过上油后卷绕成丝饼；(7)将卷绕后的丝饼放置在平衡间进行平衡；(8)平衡后的丝饼在常用的加弹机上进行加弹。上述现有技术中，均在锦纶的生产过程中加入了银，利用银离子的极强的杀菌能力使锦纶产品具有抗菌功能，但其均无法解决纳米银易团聚以及易析出影响人体健康的缺点。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对现有技术中掺杂纳米银的纺织纤维纳米银易脱落，危害健康及环境，抗菌性能不持久，以及银粒子易团聚造成抗菌效果下降的缺点，在能够批量生产制造前提下，设计寻求一种抗菌锦纶短纤的制备方法，使锦纶纤维具有抗菌性能以及抗菌持久性。
为了实现上述发明目的，本发明涉及的抗菌锦纶短纤的制备方法，包括以下步骤：
(1)银粉的处理：用壬基苯氧基丙烷磺酸钠粉末与银粉混和搅拌，减小银粉之间的静电力，壬基苯氧基丙烷磺酸钠与银粉的重量比为(0.02-10):100，银粉粒径为3-20μm；将混合后的银粉与SiO2质量百分比为32％的硅溶胶置于磁力加热搅拌器中，搅拌至体系中成均匀的悬浮液，向悬浮液中加入质量分数为25％氨水，继续搅拌至凝胶状态；然后用鼓风干燥机对制得的凝胶进行烘干，含水率控制在0.1-1.5％，得到粉体；最后把所得粉体在氮气气氛下，进行高温煅烧，煅烧温度为200-700℃，升温速度为1-20℃/min，保温时间为5-60min，等保温结束冷却至室温时取出，对粉体进行研磨及筛选，得到表面包覆SiO2的银粉；
(2)抗菌锦纶粒子的制备：将第一步得到的经过包覆处理的银粉与锦纶切片使用鼓风干燥机进行干燥，使锦纶切片含水率控制在10-35ppm，利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与锦纶切片混合熔融，通过螺杆挤出机制成掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶粒子；
(3)纺丝工艺：抗菌锦纶粒子经过纺丝→卷绕→落筒→集束→牵伸→卷曲→烘燥热定型→切断、打包的步骤后，制成具有抗菌功能的锦纶短纤。
本发明涉及的步骤(1)中银粉、硅溶胶与氨水的重量比为1:(1-20):(0.5-35)。
本发明涉及的步骤(2)中经包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为(0.02-15)：100，螺杆挤出机熔融温度为220-280℃。
本发明涉及的步骤(3)中纺丝螺杆挤出机的螺杆挤压区温度为240-270℃，纺丝箱体温度为260-310℃，熔体的相对粘度为2.0-3.5，冷却风的风速为0.2-10m/s，冷却风温度为10-25℃
本发明与现有技术相比，其制备抗菌锦纶纤维的工艺方法简便高效，通过对使用的银粉进行了包覆处理，减少了银粉的团聚，使生产出锦纶纤维抗菌效果更好，且银粉不易脱落，利用较低的成本得到优异的抗菌性能及抗菌持久性，其原理可靠，生产过程自动化程度高，产品质量好，能够推广使用。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的抗菌锦纶短纤的制备方法，包括以下步骤：
(1)银粉的处理：用壬基苯氧基丙烷磺酸钠粉末与银粉混和搅拌，减小银粉之间的静电力，壬基苯氧基丙烷磺酸钠与银粉的重量比为0.05:100，银粉粒径为3-20μm；将混合后的银粉与SiO2质量百分比为32％的硅溶胶置于磁力加热搅拌器中，搅拌至体系中成均匀的悬浮液，向悬浮液中加入质量分数为25％氨水，继续搅拌至凝胶状态，其中银粉、硅溶胶与氨水的重量比为1:1:2；然后用鼓风干燥机对制得的凝胶进行烘干，含水率控制在0.1-1.5％，得到粉体；最后把所得粉体在氮气气氛下，进行高温煅烧，煅烧温度为200℃，升温速度为5℃/min，保温时间为50min，等保温结束冷却至室温时取出，对粉体进行研磨及筛选，得到表面包覆SiO2的银粉；
(2)抗菌锦纶粒子的制备：将第一步得到的经过包覆处理的银粉与锦纶切片使用鼓风干燥机进行干燥，使锦纶切片含水率控制在10-35ppm，利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与锦纶切片混合熔融，通过螺杆挤出机制成掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶粒子；其中，经包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为0.05:100，螺杆挤出机熔融温度为220℃。
(3)纺丝工艺：抗菌锦纶粒子经过纺丝→卷绕→落筒→集束→牵伸→卷曲→烘燥热定型→切断、打包的步骤后，制成具有抗菌功能的锦纶短纤。纺丝螺杆挤出机的螺杆挤压区温度为240℃，纺丝箱体温度为260℃，熔体的相对粘度为3.5，冷却风的风速为2m/s，冷却风温度为10-25℃。
实施例2：
本实施例涉及的抗菌锦纶短纤的制备方法，包括以下步骤：
(1)银粉的处理：用壬基苯氧基丙烷磺酸钠粉末与银粉混和搅拌，减小银粉之间的静电力，壬基苯氧基丙烷磺酸钠与银粉的重量比为10:100，银粉粒径为3-20μm；将混合后的银粉与SiO2质量百分比为32％的硅溶胶置于磁力加热搅拌器中，搅拌至体系中成均匀的悬浮液，向悬浮液中加入质量分数为25％氨水，继续搅拌至凝胶状态，其中银粉、硅溶胶与氨水的重量比为1:15:20；然后用鼓风干燥机对制得的凝胶进行烘干，含水率控制在0.1-1.5％，得到粉体；最后把所得粉体在氮气气氛下，进行高温煅烧，煅烧温度为700℃，升温速度为15℃/min，保温时间为10min，等保温结束冷却至室温时取出，对粉体进行研磨及筛选，得到表面包覆SiO2的银粉；
(2)抗菌锦纶粒子的制备：将第一步得到的经过包覆处理的银粉与锦纶切片使用鼓风干燥机进行干燥，使锦纶切片含水率控制在10-35ppm，利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与锦纶切片混合熔融，通过螺杆挤出机制成掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶粒子；其中，经包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为12:100，螺杆挤出机熔融温度为280℃。
(3)纺丝工艺：抗菌锦纶粒子经过纺丝→卷绕→落筒→集束→牵伸→卷曲→烘燥热定型→切断、打包的步骤后，制成具有抗菌功能的锦纶短纤。纺丝螺杆挤出机的螺杆挤压区温度为270℃，纺丝箱体温度为310℃，熔体的相对粘度为2.0，冷却风的风速为8m/s，冷却风温度为10-25℃。

Claims (4)

1.一种抗菌锦纶短纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)银粉的处理：用壬基苯氧基丙烷磺酸钠粉末与银粉混和搅拌，减小银粉之间的静电力，壬基苯氧基丙烷磺酸钠与银粉的重量比为(0.02-10):100，银粉粒径为3-20μm；将混合后的银粉与SiO2质量百分比为32％的硅溶胶置于磁力加热搅拌器中，搅拌至体系中成均匀的悬浮液，向悬浮液中加入质量分数为25％氨水，继续搅拌至凝胶状态；然后用鼓风干燥机对制得的凝胶进行烘干，含水率控制在0.1-1.5％，得到粉体；最后把所得粉体在氮气气氛下，进行高温煅烧，煅烧温度为200-700℃，升温速度为1-20℃/min，保温时间为5-60min，等保温结束冷却至室温时取出，对粉体进行研磨及筛选，得到表面包覆SiO2的银粉；
(2)抗菌锦纶粒子的制备：将第一步得到的经过包覆处理的银粉与锦纶切片使用鼓风干燥机进行干燥，使锦纶切片含水率控制在10-35ppm，利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与锦纶切片混合熔融，通过螺杆挤出机制成掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶粒子；
(3)纺丝工艺：抗菌锦纶粒子经过纺丝→卷绕→落筒→集束→牵伸→卷曲→烘燥热定型→切断、打包的步骤后，制成具有抗菌功能的锦纶短纤。
2.根据权利要求1所述的抗菌锦纶短纤的制备方法，其特征在于：步骤(1)中银粉、硅溶胶与氨水的重量比为1:(1-20):(0.5-35)。
3.根据权利要求1所述的抗菌锦纶短纤的制备方法，其特征在于：步骤(2)中经包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为(0.02-15):100，螺杆挤出机熔融温度为220-280℃。
4.根据权利要求1所述的抗菌锦纶短纤的制备方法，其特征在于：步骤(3)中纺丝螺杆挤出机的螺杆挤压区温度为240-270℃，纺丝箱体温度为260-310℃，熔体的相对粘度为2.0-3.5，冷却风的风速为0.2-10m/s，冷却风温度为10-25℃。
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