CN112695408B - 一种高效速效无溶出抗菌复合纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效速效无溶出抗菌复合纤维及其制备方法。它为一种ES皮芯复合纤维，皮层中含有PE非金属掺杂氧化锌半导体抗菌母粒,芯层中含有PET或PP金属掺杂氧化锌半导体抗菌母粒；将两种母粒分别添加到皮层和芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型工艺,获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维，60分钟接触抗菌率达到99.9%以上，柔软亲肤且适合后续无纺布的加工。本发明通过皮层芯层中掺杂不同半导体形成的异质结作用实现高效速效且无金属溶出，解决了无溶出抗菌技术短时间效率不高的问题，适合应用于贴近皮肤的无纺布，尤其适合儿童、孕妇及敏感性人群。

Description

一种高效速效无溶出抗菌复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种功能性纤维材料，特别涉及一种具有高效速效抗菌效果，适合热风热轧无纺布用的ES皮芯复合纤维。
背景技术
ES复合纤维主要是以PE为皮层，PET或PP为芯层，适用于生产热风、热轧等无纺布。PE低熔点作为热风布的热熔粘合成分，高熔点PP或PET作为无纺布的主体，广泛应用于卫生制品，如口罩、尿不湿、成人失禁裤、卫生巾、卫生护垫、护理垫、隔乳垫等，因为这些都是亲肤的部位，而且这些应用场景极易滋生细菌，因此对材料的舒适性、抗菌性要求比较高。目前，已有的方法一种是过油的后整理法，即在纺短纤最后上油的工序中添加或成布后浸轧含抗菌剂的亲水剂，采用上述技术方案，可以获得高效速效的抗菌效果，但抗菌剂主要黏附在纤维表面，容易脱落进入皮肤引起化学过敏，如果用作隔乳垫，还会进入孩子的口腔，所以已基本被淘汰。另一种方法是在纺纤维时添加抗菌母粒，通过抗菌母粒中抗菌剂的溶出来达到抗菌，采用该方法抗菌剂溶出比较少，安全性相对过油法要强。中国发明专利CN108611698A报导了一种在PE皮层中添加银离子抗菌母粒得到高效抗菌PE-PET复合纤维及其制备方法，该方法得到的纤维按照日本工业抗菌标准JISL 1902:2002具有高效的抗菌活性（接触18～24小时后的抗菌测试），但是，ES纤维广泛应用于一次性卫生用品领域，基本上很快就抛弃，适应一次性使用卫生用品卫生标准GB15979-2002, 该标准规定溶出性抗菌接触时间最长20min，非溶出性抗菌接触时间最长60min。因此，母粒添加法无论是皮层添加还是芯层添加，甚至皮层芯层都添加也很难达到快速高效的抗菌效果。无溶出抗菌标准（1h抗菌大于等于26%）对于一次性卫材而言缺乏实际使用价值，因此，高效速效无溶出抗菌ES复合纤维成为卫材领域的痛点和需求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种能满足一次性卫生材料对高效速效抗菌性和安全性的综合需求的无溶出抗菌复合纤维及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是提供一种高效速效无溶出抗菌复合纤维，它为一种ES皮芯复合纤维，按质量计，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒, 抗菌母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，余量为聚乙烯（PE）；芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒, 抗菌母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌,余量为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚丙烯（PP）中的一种。
本发明所述的非金属掺杂氧化锌为氮掺杂氧化锌、碳氮共掺杂氧化锌；所述的金属掺杂氧化锌的金属为Ag、Cu、Au。
本发明技术方案还包括提供一种高效速效无溶出抗菌复合纤维的制备方法，包括如下步骤：
（1）分别制备皮层用半导体抗菌母粒和芯层用半导体抗菌母粒, 按质量计，皮层用半导体抗菌聚乙烯母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，芯层用半导体抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌；
（2）以聚乙烯为皮层，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种为芯层，将步骤（1）制备的两种母粒分别添加到皮层和芯层熔体管道的侧面加料管道中，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒，芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒，经双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型后，得到一种无溶出抗菌ES皮芯复合纤维。
本发明采用皮芯结构的设计，且皮芯结构中分别加入不同类型半导体抗菌材料构筑异质结，通过异质结的协同增效作用，提供的复合纤维实现了具有高效速效无溶出抗菌效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明通过皮芯结构的设计，且在皮层芯层中掺杂不同半导体形成的异质结作用来实现高效速效且无金属溶出，60分钟抗菌达到99.9%以上，解决了现有技术无溶出抗菌材料短时间抗菌效率不高的问题。
2.本发明采用半导体异质结协同作用实现高效速效无溶出抗菌，满足一次性卫生材料对高效速效抗菌性和安全性的综合需求，可以广泛应用于口罩、尿不湿、成人失禁裤、卫生巾、卫生护垫、护理垫、隔乳垫等与人体皮肤接触的产品中。
3. 本发明提供的复合纤维具有柔软亲肤的特性，且适合后续无纺布的加工，尤其适合贴近皮肤的无纺布的应用，尤其儿童、孕妇及敏感性人群。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案作进一步描述。
实施例1
选择皮层用半导体抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌，按质量计，其中氮掺杂氧化锌占0.3%；选择芯层用半导体抗菌PP母粒银掺杂氧化锌，其中银掺杂氧化锌占0.3%；在复合纤维制备中，抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌7%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PP母粒银掺杂氧化锌7%添加到PP芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维，再采用热风无纺布加工工艺，制成26克/平方米的热风无纺布。
将本实施例制备的样品用于抗菌效果检测，其结果参见表1。
表1：
Figure 198402DEST_PATH_IMAGE001
。
参见表2，为本实施例提供的ES复合短纤的金属溶出测试结果。
表2：
Figure 692968DEST_PATH_IMAGE002
。
参见表3，为实施例提供的ES复合短纤加工的热风无纺布的抑菌圈宽度测试结果。
表3：
Figure 491160DEST_PATH_IMAGE003
。
实施例2
选择皮层用半导体抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌，按质量计，其中氮掺杂氧化锌占1%，选择芯层用半导体抗菌PET母粒银掺杂氧化锌，其中银掺杂氧化锌占1%，在复合纤维制备中，抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌6%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PET母粒银掺杂氧化锌6%添加到PET芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维。
实施例3
选择皮层用半导体抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌，按质量计，其中氮掺杂氧化锌占1%，选择芯层用半导体抗菌PET母粒铜掺杂氧化锌，其中铜掺杂氧化锌占1%，在复合纤维制备中，抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌5%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PET母粒铜掺杂氧化锌5%添加到PET芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维。
实施例4
选择皮层用半导体抗菌PE母粒碳氮共掺杂氧化锌，按质量计，其中碳氮共掺杂氧化锌占2%，选择芯层用半导体抗菌PET母粒银掺杂氧化锌，其中银掺杂氧化锌占2%，在复合纤维制备中，抗菌PE母粒碳氮掺杂氧化锌4%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PET母粒银掺杂氧化锌4%添加到PET芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维。

Claims (6)

1.一种高效速效无溶出抗菌复合纤维，其特征在于：它为一种ES皮芯复合纤维，按质量计，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒, 抗菌母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，余量为聚乙烯；芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒, 抗菌母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌,余量为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种高效速效无溶出抗菌复合纤维，其特征在于：所述的非金属掺杂氧化锌为氮掺杂氧化锌、碳氮共掺杂氧化锌。
3.根据权利要求1所述的一种高效速效无溶出抗菌复合纤维，其特征在于：所述的金属掺杂氧化锌的金属为Ag、Cu、Au。
4.一种高效速效无溶出抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）分别制备皮层用半导体抗菌母粒和芯层用半导体抗菌母粒, 按质量计，皮层用半导体抗菌聚乙烯母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，芯层用半导体抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌；
（2）以聚乙烯为皮层，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种为芯层，将步骤（1）制备的两种母粒分别添加到皮层和芯层熔体管道的侧面加料管道中，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒，芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒，经双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型后，得到一种无溶出抗菌ES皮芯复合纤维。
5.根据权利要求4所述的一种高效速效无溶出抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的非金属掺杂氧化锌为氮掺杂氧化锌、碳氮共掺杂氧化锌。
6.根据权利要求4所述的一种高效速效无溶出抗菌复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的金属掺杂氧化锌的金属为Ag、Cu、Au。
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