CN111809268B - 长效抗菌型锦纶丝的加工方法 - Google Patents

长效抗菌型锦纶丝的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长效抗菌型锦纶丝的加工方法，涉及纺织材料技术领域，本发明以乙酰丙酮铜作为交联剂，不仅可以使线型分子形成网状结构制得丙烯酸树脂，还能以化学键的稳定形式在丙烯酸树脂结构中引入铜元素，从而使所制丙烯酸树脂具有抗菌作用，进而通过所制抗菌树脂在锦纶纤维中的添加来制得长效抗菌型锦纶丝，以延长锦纶丝的抗菌时效和保证锦纶丝的抗菌效果。

Description

长效抗菌型锦纶丝的加工方法
技术领域：
本发明涉及纺织材料技术领域，具体涉及一种长效抗菌型锦纶丝的加工方法。
背景技术：
锦纶，俗称尼龙，聚酰胺纤维，简称PA，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称，包括脂肪族PA、脂肪-芳香族PA和芳香族PA。聚酰胺纤维最突出的优点是耐磨性强，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，就可大大提高其耐磨；并且当拉伸至3-6％时，弹性回复率可达100％，能经受上万次折挠而不断裂。
抗菌面料具有良好的安全性，可以高效去除织物上的细菌、真菌和霉菌，保持织物清洁，并能防止细菌再生和繁殖。现阶段常用的面料抗菌处理方式有两种，一种是内置银离子的抗菌面料，采用纺丝级抗菌技术将抗菌剂直接做到化学纤维里面，另一种是通过面料后续定型工艺而将抗菌剂加到面料中。
目前，抗菌面料存在的主要问题是作用时效短，尤其在经水洗后抗菌性能会大幅度地下降，原因是由于抗菌剂的脱落，因此制备长效型抗菌面料成为了研究重点。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种长效抗菌型锦纶丝的加工方法，通过抗菌树脂的制备与添加来赋予锦纶丝优良的抗菌性能，并延长锦纶丝的抗菌时效。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
长效抗菌型锦纶丝的加工方法，包括以下工序：
(1)抗菌树脂的制备：将丙烯酸、乙酰丙酮铜和过氧化苯甲酰加入反应釜中，滴加碱液调节中和度，加热反应，抽滤，无水乙醇洗涤，烘干，得到抗菌树脂；
(2)锦纶丝的制备：将锦纶纤维和抗菌树脂混合，得到混合物；将混合物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，得到熔体；将熔体牵引至水槽中冷却，并干燥，得到线体；将线体拉伸，收卷，得到锦纶丝。
所述乙酰丙酮铜的摩尔用量为丙烯酸的摩尔用量的1-5％。
所述过氧化苯甲酰的用量为丙烯酸质量的1-5％。
所述碱液为氢氧化钠溶液。
所述中和度调至50-70％。
所述加热反应温度为60-80℃。
所述锦纶纤维、抗菌树脂的质量比为100：5-20。
所述双螺杆挤出机的加工温度为230-280℃。
所述拉伸包括第一拉伸和第二拉伸，第一拉伸的拉伸倍数为2-4倍，拉伸温度为110-130℃；第二拉伸的拉伸倍数为1-2倍，拉伸温度为130-150℃。
本发明还在锦纶丝制备时添加了抗静电剂，以赋予锦纶丝良好的抗静电性能，避免因静电积累而影响锦纶织物的使用感。尤其本发明是以4,5-二甲酰胺咪唑作为抗静电剂，本领域的现有技术并未公开将4,5-二甲酰胺咪唑作为织物抗静电剂的应用，而本发明经试验发现4,5-二甲酰胺咪唑作为抗静电剂添加后能够显著改善锦纶的抗静电性能。
本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
长效抗菌型锦纶丝的加工方法，包括以下工序：
(1)抗菌树脂的制备：将丙烯酸、乙酰丙酮铜和过氧化苯甲酰加入反应釜中，滴加碱液调节中和度，加热反应，抽滤，无水乙醇洗涤，烘干，得到抗菌树脂；
(2)锦纶丝的制备：将锦纶纤维、抗菌树脂和4,5-二甲酰胺咪唑混合，得到混合物；将混合物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，得到熔体；将熔体牵引至水槽中冷却，并干燥，得到线体；将线体拉伸，收卷，得到锦纶丝。
所述乙酰丙酮铜的摩尔用量为丙烯酸的摩尔用量的1-5％。
所述过氧化苯甲酰的用量为丙烯酸质量的1-5％。
所述碱液为氢氧化钠溶液。
所述中和度调至50-70％。
所述加热反应温度为60-80℃。
所述锦纶纤维、抗菌树脂、4,5-二甲酰胺咪唑的质量比为100：5-20：0.5-5。
所述双螺杆挤出机的加工温度为230-280℃。
所述拉伸包括第一拉伸和第二拉伸，第一拉伸的拉伸倍数为2-4倍，拉伸温度为110-130℃；第二拉伸的拉伸倍数为1-2倍，拉伸温度为130-150℃。
本发明的有益效果是：本发明以乙酰丙酮铜作为交联剂，不仅可以使线型分子形成网状结构制得丙烯酸树脂，还能以化学键的稳定形式在丙烯酸树脂结构中引入铜元素，从而使所制丙烯酸树脂具有抗菌作用，进而通过所制抗菌树脂在锦纶纤维中的添加来制得长效抗菌型锦纶丝，以延长锦纶丝的抗菌时效和保证锦纶丝的抗菌效果。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
锦纶纤维购自巴斯夫B3WG3 PA6。
实施例1
(1)抗菌树脂的制备：将14.4g丙烯酸、2.5g乙酰丙酮铜和0.6g过氧化苯甲酰加入反应釜中，滴加5wt％氢氧化钠溶液调节中和度至65％，加热至75℃反应5h，抽滤，无水乙醇洗涤，70℃下烘干，得到抗菌树脂；
(2)锦纶丝的制备：将2000g锦纶纤维和160g抗菌树脂混合，得到混合物；将混合物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，双螺杆挤出机的加工温度为：一区250℃、二区260℃、三区260℃、四区270℃、五区260℃、六区250℃，模头温度260℃，得到熔体；将熔体牵引至水槽中冷却，并干燥，得到线体；将线体拉伸，第一拉伸的拉伸倍数为3.5倍，拉伸温度为115℃；第二拉伸的拉伸倍数为1.5倍，拉伸温度为140℃，收卷，得到锦纶丝。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处是将抗菌树脂的用量替换为120g，其余完全相同。
(1)抗菌树脂的制备：将14.4g丙烯酸、2.5g乙酰丙酮铜和0.6g过氧化苯甲酰加入反应釜中，滴加5wt％氢氧化钠溶液调节中和度至65％，加热至75℃反应5h，抽滤，无水乙醇洗涤，70℃下烘干，得到抗菌树脂；
(2)锦纶丝的制备：将2000g锦纶纤维和120g抗菌树脂混合，得到混合物；将混合物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，双螺杆挤出机的加工温度为：一区250℃、二区260℃、三区260℃、四区270℃、五区260℃、六区250℃，模头温度260℃，得到熔体；将熔体牵引至水槽中冷却，并干燥，得到线体；将线体拉伸，第一拉伸的拉伸倍数为3.5倍，拉伸温度为115℃；第二拉伸的拉伸倍数为1.5倍，拉伸温度为140℃，收卷，得到锦纶丝。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处是增加了50g 4,5-二甲酰胺咪唑作为抗静电剂，其余完全相同。
(1)抗菌树脂的制备：将14.4g丙烯酸、2.5g乙酰丙酮铜和0.6g过氧化苯甲酰加入反应釜中，滴加5wt％氢氧化钠溶液调节中和度至65％，加热至75℃反应5h，抽滤，无水乙醇洗涤，70℃下烘干，得到抗菌树脂；
(2)锦纶丝的制备：将2000g锦纶纤维、160g抗菌树脂和50g 4,5-二甲酰胺咪唑混合，得到混合物；将混合物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，双螺杆挤出机的加工温度为：一区250℃、二区260℃、三区260℃、四区270℃、五区260℃、六区250℃，模头温度260℃，得到熔体；将熔体牵引至水槽中冷却，并干燥，得到线体；将线体拉伸，第一拉伸的拉伸倍数为3.5倍，拉伸温度为115℃；第二拉伸的拉伸倍数为1.5倍，拉伸温度为140℃，收卷，得到锦纶丝。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处是以等量的乙酰丙酮铜替代抗菌树脂(此处的抗菌树脂质量是以所含乙酰丙酮铜的质量计，即对比例1所用乙酰丙酮铜的质量与实施例1中抗菌树脂制备所用乙酰丙酮铜质量相等)，其余完全相同。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处是未添加抗菌树脂，其余完全相同。
按照GB/T 20944-2007《纺织品抗菌性能的评价第2部分：吸收法》测试上述实施例和对比例所制锦纶丝水洗80次后的抗菌性能，测试结果见表1。
表1抗菌性能测试结果
Figure BDA0002543870900000051
从表1可以看出，本发明所述抗菌树脂的制备能够提高锦纶丝水洗后的抗菌性能，原因是抗菌树脂的制备增强了铜离子在锦纶丝上的牢固附着。
按照FZ/T 01042-1996《纺织品材料静电性能静电压半衰期的测定》测试上述实施例1和实施例3所制锦纶丝的抗静电性能，测试结果见表2。
表2抗静电性能测试结果
测试项目 实施例1 实施例3
静电压/V 431 257
半衰期/s 0.68 0.36
从表2可以看出，本发明以4,5-二甲酰胺咪唑作为抗静电剂能够显著提高锦纶丝的抗静电性能，即实现了将4,5-二甲酰胺咪唑作为抗静电剂的新应用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：包括以下工序：
(1)抗菌树脂的制备：将丙烯酸、乙酰丙酮铜和过氧化苯甲酰加入反应釜中，滴加碱液调节中和度，加热反应，抽滤，无水乙醇洗涤，烘干，得到抗菌树脂；
(2)锦纶丝的制备：将锦纶纤维和抗菌树脂混合，得到混合物；将混合物加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，得到熔体；将熔体牵引至水槽中冷却，并干燥，得到线体；将线体拉伸，收卷，得到锦纶丝；
所述乙酰丙酮铜的摩尔用量为丙烯酸的摩尔用量的1-5％；
所述锦纶纤维、抗菌树脂的质量比为100：5-20。
2.根据权利要求1所述的长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：所述过氧化苯甲酰的用量为丙烯酸质量的1-5％。
3.根据权利要求1所述的长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：所述碱液为氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：所述中和度调至50-70％。
5.根据权利要求1所述的长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：所述加热反应温度为60-80℃。
6.根据权利要求1所述的长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的加工温度为230-280℃。
7.根据权利要求1所述的长效抗菌型锦纶丝的加工方法，其特征在于：所述拉伸包括第一拉伸和第二拉伸，第一拉伸的拉伸倍数为2-4倍，拉伸温度为110-130℃；第二拉伸的拉伸倍数为1-2倍，拉伸温度为130-150℃。
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