CN111118656B - 一种含艾草提取物的es纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法，该种ES纤维中艾草提取物含量为0.1‑5%，其制备方法包括含艾草提取物功能改性剂的制备、皮层材料的制备、芯层材料的制备、复合纺丝和后处理，采用该方法制备的含艾草提取物的ES纤维，具有天然抑菌作用，对大肠杆菌抑菌率为96.5‑99.2%，对金黄色葡萄球菌抑菌率为95.0‑97.2%，对白色念珠菌的抑菌率为94.5‑96.0%；同时该种ES纤维的纤维密度为0.98‑1.20g/cm3，纤度1.2‑1.6dtex，断裂强度达到6.2cN/dtex‑6.6cN/dtex，断裂伸长率4.5‑6.0%，该种新型复合纤维综合性能十分优异。

Description

一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于ES纤维及其制备技术领域，具体涉及一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法。
背景技术
ES纤维是日本智索公司开发出来的引人注目的聚烯烃系纤维，是一种新型的热接合性复合纤维，ES纤维经过热处理后，纤维与纤维互相接着，便可形成不用粘合剂的无纺布成型体。ES纤维是將两种不同熔点的树脂进行组合而成，利用两者的熔点差，仅经热处理就可以实现纤维间的粘合，因为是一种不使用粘合剂的清洁纤维，ES纤维截面形式为“皮芯型”或“并列型”，具有广泛的加工适合性，采用ES纤维加工而成的非织造布具有良好的蓬松性、柔软性和湿弹性，被广泛应用于卫生用品之面层。
在现有技术中，无纺布的应用范围越来越广，对无纺布的透气、吸附以及抗菌性能的要求也越来越高，植物提取物具有抗菌作用，并且天然环保，制备成功能纤维或者功能织物具有重要研究意义。
发明专利CN106943618B提供一种艾草保健卫生巾及其制备方法，其在制备过程中将艾绒、抗菌纤维和ES纤维均匀，搭配使用谷精草、薄荷、柿子叶等成分，提高艾草保健卫生巾抗菌效果，但是，其在制备过程中并未将天然抗菌成分添加到ES纤维中。
在ES纤维成品中加入具有天然抑菌活性的艾草提取物，现有技术中未见报道。申请人在进行相关实验时，发现，植物提取物不耐高温，在和ES纤维熔融共混制备纤维制品时，容易炭化或者损失，减少其功能性；并且植物提取物的加入，会对ES纤维的力学强度、纤维制品的透气性等产生影响。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法，以实现减少植物提取物在制备过程中的炭化流失、增强抗菌效果、增强ES纤维综合性能的发明目的。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种含艾草提取物的ES纤维制备方法，其特征在于，所述ES纤维，艾草提取物含量为0.1-5%；
所述制备方法，包括含艾草提取物功能改性剂的制备、皮层材料的制备、芯层材料的制备、复合纺丝和后处理；
所述皮层材料的制备，皮层母粒的原材料组成，按重量份数计，包括：
PE切片60-70份、含艾草提取物功能改性剂15-20份、羟基硅油3-6份、云母粉5-10、硬脂酸锌3-5份、十二烷基二羟乙基甲基溴化铵5-8份、苯二甲酸二异癸酯4-8份；
所述皮层材料的制备，双螺杆中挤出压力为10-12MPa，熔体流动指数为9-16g/10min；
所述芯层材料的制备，芯层材料的原材料组成包括：50-70份高熔指PP切片、10-18份增强剂、15-20份增韧剂、3-8份2,6-二叔丁基对甲酚、2-6份乙烯基三乙氧基硅烷；
所述芯层材料的制备，是在0.6-1.2MPa压力、160-180℃条件下进行加压密炼，至混合物的运动粘度达到1600-1800mm2/s；
所述芯层材料的制备，所述增强剂为玻璃纤维，长度规格1-3mm的占65-80%和8-9mm的占20-35%；
所述增韧剂为三元乙丙橡胶，门尼粘度值（ML 1+4, 125℃）40-50，乙烯含量30-45wt%；
所述PP树脂切片，干燥至含水量0.05-1%；
所述复合纺丝，皮层熔体和芯层熔体质量比例为2.0-2.2:1；所述芯层熔体，经过滤后芯层熔体的粘度为2.5-5dl/g；
所述喷丝孔为三角形，喷头压力为3.0-3.2 kg/cm2，模头温度控制在200-210℃；
所述后处理，丝束采用侧吹风冷却，侧吹风风温20-26℃、湿度45-50%、风速1.2-1.5m/s；热松弛定型，温度为140-150℃，松弛率控制在40-50%；
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、采用本发明含艾草提取物的ES纤维的制备方法，制得ES纤维具有天然抑菌作用，对大肠杆菌抑菌率为96.5-99.2%，对金黄色葡萄球菌抑菌率为95.0-97.2%，对白色念珠菌的抑菌率为94.5-96.0%；
2、采用本发明制备的含艾草提取物的ES纤维，可减少植物提取物的流失，纤维色泽均匀，透明度为88-94%，肉眼看不到明显碳黑迹象；
3、采用本发明含艾草提取物的ES纤维的制备方法，制得ES纤维密度为0.98-1.20g/cm3，纤度1.2-1.6dtex，断裂强度达到6.2cN/dtex-6.6cN/dtex，断裂伸长率4.5-6.0%；
4、采用本发明方法制备的含艾草提取物的ES纤维，其织物吸水性好，吸水率为10-15%；
5、采用本发明制备的含艾草提取物的ES纤维制备的的针织纱，经过50次标准洗涤后，对大肠杆菌抑菌率仍在90-94%，抑菌持久性好；
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法
1、含艾草提取物功能改性剂的制备
将艾草提取物和多孔材料混合并加水搅拌溶解，形成浓度8%的悬浊液，后置于超声波粉碎机中处理，在200MHz条件下超声20min；向其中加入促进剂，后转移到高压均质机中匀质处理8min，干燥，得到含艾草提取物功能改性剂；
所述多孔材料，是硅藻土复合多孔材料，其中氧化铝、偏铝酸钠和硅藻土的质量比为2：4：18，平均粒度10000目；
所述艾草提取物与多孔材料的混合质量比为1:5；
所述促进剂，包括海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶，海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶的混合比例为2：1：0.3，促进剂的添加量占总量的1.5%；
所述匀质，匀质温度46℃，匀质压力20MPa，匀质1次；
2、皮层材料的制备
在双螺杆设备中部加料口，加入PE切片、含艾草提取物功能改性剂以及其它填料，进行熔融挤压共混，后经双螺杆挤出机挤出造粒；
所述母粒的原材料组成，按重量份数计，包括：
PE切片65份、含艾草提取物功能改性剂15份、羟基硅油3份、云母粉5、硬脂酸锌3份、十二烷基二羟乙基甲基溴化铵5份、苯二甲酸二异癸酯4份
所述熔融挤出，双螺杆中挤出压力为10MPa，熔体流动指数为10g/10min；
3、芯层材料的制备
将PP树脂切片送入烘房，烘干至含水量0.05%；后将其与增韧剂、增强剂等填料经高速混匀后，投入封闭式密炼机中，在0.6MPa压力、160℃条件下进行加压密炼20min；
所述加压密炼，混合物的运动粘度达到1600mm2/s；
按重量份数计，原材料组成包括：70份高熔指PP切片、10份增强剂、15份增韧剂、3份2,6-二叔丁基对甲酚、2份乙烯基三乙氧基硅烷；
所述增强剂为玻璃纤维，长度规格1-3mm的占65%和8-9mm的占35%；
所述增韧剂为三元乙丙橡胶，门尼粘度值（ML 1+4, 125℃）40，乙烯含量30wt%；
4、复合纺丝
将芯层材料首先进行进入双级过滤器进行熔体过滤，得到芯层熔体；后将皮层材料PE母粒，加入螺杆挤压机中，并在一定的温度和压力下挤出皮层熔体；两组分熔体经计量泵进入到复合纺丝机组件中，在复合纺丝组件中经复合后经喷丝板喷出皮芯层结构纤维；
所述复合纺丝，皮层熔体和芯层熔体质量比例为2.0:1；
所述芯层熔体，芯层熔体的粘度为2.5dl/g；
所述皮层熔体，熔融温度为240℃，压力为0.4MPa；
所述喷丝板，喷丝孔为三角形，喷头压力为3.0 kg/cm2，模头温度控制在200℃；
5、后处理
上述皮芯型纤维丝束经卷绕、牵伸、上油、卷曲形成皮芯型纤维丝，丝束采用侧吹风冷却，侧吹风风温20℃、湿度45%、风速1.2m/s；热松弛定型，温度为140℃，松弛率控制在40%，经烘干、切断后，得到本发明的艾草改性复合ES纤维。
采用是实施例1的技术方案制备的含艾草提取物的ES纤维具有天然抑菌作用，对大肠杆菌抑菌率为96.5%，对金黄色葡萄球菌抑菌率为95.0%，对白色念珠菌的抑菌率为94.5%，采用其制备的的针织纱，经过50次标准洗涤后，对大肠杆菌抑菌率仍在90.6%，抑菌持久性好；该种ES纤维，可减少植物提取物的流失，纤维色泽均匀，透明度达到90%，纤维密度为1.05g/cm3，纤度1.5dtex，断裂强度达到6.2cN/dtex，断裂伸长率6.0%，是一种综合性能优异的纤维材料。
实施例2一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法
1、含艾草提取物功能改性剂的制备
将艾草提取物和多孔材料混合并加水搅拌溶解，形成浓度12%的悬浊液，后置于超声波粉碎机中处理，在250MHz条件下超声30min；向其中加入促进剂，后转移到高压均质机中匀质处理10min，干燥，得到含艾草提取物功能改性剂；
所述多孔材料，是硅藻土复合多孔材料，其中氧化铝、偏铝酸钠和硅藻土的质量比为3：5：16，平均粒度10000目；
所述艾草提取物与多孔材料的混合质量比为1:8；
所述促进剂，包括海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶，海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶的混合比例为2.5：1.2：0.3，促进剂的添加量占总量的3%；
所述匀质，匀质温度50℃，匀质压力20MPa，匀质-2次；
2、皮层材料的制备
在双螺杆设备中部加料口，加入PE切片、含艾草提取物功能改性剂以及其它填料，进行熔融挤压共混，后经双螺杆挤出机挤出造粒；
所述母粒的原材料组成，按重量份数计，包括：
PE切片60份、含艾草提取物功能改性剂18份、羟基硅油4份、云母粉6、硬脂酸锌3份、十二烷基二羟乙基甲基溴化铵5份、苯二甲酸二异癸酯4份
所述熔融挤出，双螺杆中挤出压力为12MPa，熔体流动指数为12g/10min；
3、芯层材料的制备
将PP树脂切片送入烘房，烘干至含水量0.25%；后将其与增韧剂、增强剂等填料经高速混匀后，投入封闭式密炼机中，在1.0MPa压力、160℃条件下进行加压密炼20min；
所述加压密炼，混合物的运动粘度达到1700mm2/s；
按重量份数计，原材料组成包括：57份高熔指PP切片、18份增强剂、15份增韧剂、5份2,6-二叔丁基对甲酚、5份乙烯基三乙氧基硅烷；
所述增强剂为玻璃纤维，长度规格1-3mm的占70%和8-9mm的占30%；
所述增韧剂为三元乙丙橡胶，门尼粘度值（ML 1+4, 125℃）45，乙烯含量40wt%；
4、复合纺丝
将芯层材料首先进行进入双级过滤器进行熔体过滤，得到芯层熔体；后将皮层材料PE母粒，加入螺杆挤压机中，并在一定的温度和压力下挤出皮层熔体；两组分熔体经计量泵进入到复合纺丝机组件中，在复合纺丝组件中经复合后经喷丝板喷出皮芯层结构纤维；
所述复合纺丝，皮层熔体和芯层熔体质量比例为2.2:1；
所述芯层熔体，芯层熔体的粘度为3.5dl/g；
所述皮层熔体，熔融温度为250℃，压力为0.5MPa；
所述喷丝板，喷丝孔为三角形，喷头压力为3.2 kg/cm2，模头温度控制在210℃；
5、后处理
上述皮芯型纤维丝束经卷绕、牵伸、上油、卷曲形成皮芯型纤维丝，丝束采用侧吹风冷却，侧吹风风温25℃、湿度45%、风速1.2m/s；热松弛定型，温度为140℃，松弛率控制在40%，经烘干、切断后，得到本发明的艾草改性复合ES纤维。
采用是实施例2的技术方案制备的含艾草提取物的ES纤维具有天然抑菌作用，对大肠杆菌抑菌率为98.5%，对金黄色葡萄球菌抑菌率为97.2%，对白色念珠菌的抑菌率为95.2%，采用其制备的的针织纱，经过50次标准洗涤后，对大肠杆菌抑菌率仍在92.5%，抑菌持久性好；该种ES纤维，可减少植物提取物的流失，纤维色泽均匀，透明度达到88%，纤维密度为0.98g/cm3，纤度1.2dtex，断裂强度达到6.6cN/dtex，断裂伸长率4.5%，是一种综合性能优异的纤维材料。
实施例3一种含艾草提取物的ES纤维及其制备方法
1、含艾草提取物功能改性剂的制备
将艾草提取物和多孔材料混合并加水搅拌溶解，形成浓度15%的悬浊液，后置于超声波粉碎机中处理，在300MHz条件下超声30min；向其中加入促进剂，后转移到高压均质机中匀质处理10min，干燥，得到含艾草提取物功能改性剂；
所述多孔材料，是硅藻土复合多孔材料，其中氧化铝、偏铝酸钠和硅藻土的质量比为4：5：20，平均粒度12000目；
所述艾草提取物与多孔材料的混合质量比为1:10；
所述促进剂，包括海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶，海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶的混合比例为2.5：1.2：0.5，促进剂的添加量占总量的4%；
所述匀质，匀质温度52℃，匀质压力25MPa，匀质2次；
2、皮层材料的制备
在双螺杆设备中部加料口，加入PE切片、含艾草提取物功能改性剂以及其它填料，进行熔融挤压共混，后经双螺杆挤出机挤出造粒；
所述母粒的原材料组成，按重量份数计，包括：
PE切片60份、含艾草提取物功能改性剂20份、羟基硅油3份、云母粉5、硬脂酸锌3份、十二烷基二羟乙基甲基溴化铵5份、苯二甲酸二异癸酯4份
所述熔融挤出，双螺杆中挤出压力为12MPa，熔体流动指数为16g/10min；
3、芯层材料的制备
将PP树脂切片送入烘房，烘干至含水量0.50%；后将其与增韧剂、增强剂等填料经高速混匀后，投入封闭式密炼机中，在1.2MPa压力、180℃条件下进行加压密炼30min；
所述加压密炼，混合物的运动粘度达到1800mm2/s；
按重量份数计，原材料组成包括：55份高熔指PP切片、15份增强剂、16份增韧剂、8份2,6-二叔丁基对甲酚、6份乙烯基三乙氧基硅烷；
所述增强剂为玻璃纤维，长度规格1-3mm的占80%和8-9mm的占20%；
所述增韧剂为三元乙丙橡胶，门尼粘度值（ML 1+4, 125℃）50，乙烯含量45wt%；
4、复合纺丝
将芯层材料首先进行进入双级过滤器进行熔体过滤，得到芯层熔体；后将皮层材料PE母粒，加入螺杆挤压机中，并在一定的温度和压力下挤出皮层熔体；两组分熔体经计量泵进入到复合纺丝机组件中，在复合纺丝组件中经复合后经喷丝板喷出皮芯层结构纤维；
所述复合纺丝，皮层熔体和芯层熔体质量比例为2.2:1；
所述芯层熔体，芯层熔体的粘度为5dl/g；
所述皮层熔体，熔融温度为260℃，压力为0.6MPa；
所述喷丝板，喷丝孔为三角形，喷头压力为3.2 kg/cm2，模头温度控制在210℃；
5、后处理
上述皮芯型纤维丝束经卷绕、牵伸、上油、卷曲形成皮芯型纤维丝，丝束采用侧吹风冷却，侧吹风风温26℃、湿度50%、风速1.5m/s；热松弛定型，温度为150℃，松弛率控制在50%，经烘干、切断后，得到本发明的艾草改性复合ES纤维。
采用是实施例3的技术方案制备的含艾草提取物的ES纤维具有天然抑菌作用，对大肠杆菌抑菌率为99.2%，对金黄色葡萄球菌抑菌率为96.5%，对白色念珠菌的抑菌率为95.9%，采用其制备的的针织纱，经过50次标准洗涤后，对大肠杆菌抑菌率仍在93.4%，抑菌持久性好；该种ES纤维，可减少植物提取物的流失，纤维色泽均匀，透明度达到94%，纤维密度为1.16g/cm3，纤度1.6dtex，断裂强度达到6.4cN/dtex，断裂伸长率5.2%，是一种综合性能优异的纤维材料。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种含艾草提取物的ES纤维制备方法，其特征在于，所述ES纤维，艾草提取物含量为0.1-5%；
所述制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：含艾草提取物功能改性剂的制备，具体包括将艾草提取物和多孔材料混合并加水搅拌溶解，形成浓度15%的悬浊液，后置于超声波粉碎机中处理，在300MHz条件下超声30min；向其中加入促进剂，后转移到高压均质机中匀质处理10min，干燥，得到含艾草提取物功能改性剂；所述多孔材料，是硅藻土复合多孔材料，其中氧化铝、偏铝酸钠和硅藻土的质量比为4：5：20，平均粒度12000目；所述艾草提取物与多孔材料的混合质量比为1:10；所述促进剂，包括海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶，海藻酸丙二醇酯、硬脂酸钙和黄原胶的混合比例为2.5：1.2：0.5，促进剂的添加量占总量的4%；所述匀质，匀质温度52℃，匀质压力25MPa，匀质2次；
步骤S2：皮层材料的制备，具体包括在双螺杆设备中部加料口加入PE切片、含艾草提取物功能改性剂、羟基硅油、云母粉、硬脂酸锌、十二烷基二羟乙基甲基溴化铵、苯二甲酸二异癸酯进行熔融挤压共混，后经双螺杆挤出机挤出造粒；母粒的原材料组成，按重量份数计，包括：PE切片60份、含艾草提取物功能改性剂20份、羟基硅油3份、云母粉5、硬脂酸锌3份、十二烷基二羟乙基甲基溴化铵5份、苯二甲酸二异癸酯4份，所述双螺杆挤出机的挤出压力为12MPa，熔体流动指数为16g/10min；
步骤S3：芯层材料的制备，具体包括将PP树脂切片送入烘房，烘干至含水量0.50%；后将其与增韧剂、增强剂、高熔指PP切片、2,6-二叔丁基对甲酚、乙烯基三乙氧基硅烷经高速混匀后，投入封闭式密炼机中，在1.2MPa压力、180℃条件下进行加压密炼30min；
所述加压密炼，混合物的运动粘度达到1800mm2/s；按重量份数计，原材料组成包括：55份高熔指PP切片、15份增强剂、16份增韧剂、8份2,6-二叔丁基对甲酚、6份乙烯基三乙氧基硅烷；所述增强剂为玻璃纤维，长度规格1-3mm的占80%和8-9mm的占20%；所述增韧剂为三元乙丙橡胶，ML 1+4、125℃下的门尼粘度值为50，乙烯含量45wt%；
步骤S4：复合纺丝，具体包括将芯层材料加入双级过滤器进行熔体过滤，得到芯层熔体；后将皮层材料PE母粒，加入螺杆挤压机中，并在一定的温度和压力下挤出皮层熔体；两组分熔体经计量泵进入到复合纺丝机组件中，在复合纺丝组件中经复合后经喷丝板喷出皮芯层结构纤维；所述复合纺丝，皮层熔体和芯层熔体质量比例为2.2:1；所述芯层熔体，芯层熔体的粘度为5dl/g；所述皮层熔体，熔融温度为260℃，压力为0.6MPa；所述喷丝板，喷丝孔为三角形，喷头压力为3.2 kg/cm2，模头温度控制在210℃；
步骤S5：后处理，具体包括将上述皮芯层结构纤维丝束经卷绕、牵伸、上油、卷曲形成皮芯型纤维丝，丝束采用侧吹风冷却，侧吹风风温26℃、湿度50%、风速1.5m/s；热松弛定型，温度为150℃，松弛率控制在50%，经烘干、切断后，得到艾草改性复合ES纤维；所述纤维透明度达到94%，纤维密度为1.16g/cm3，纤度1.6dtex，断裂强度达到6.4cN/dtex，断裂伸长率5.2%，对大肠杆菌抑菌率为99.2%，对金黄色葡萄球菌抑菌率为96.5%，对白色念珠菌的抑菌率为95.9%，采用上述方法制备的含艾草提取物的ES纤维制备的针织纱经过50次标准洗涤后，对大肠杆菌抑菌率在93.4%。
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