CN113186615A - 一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及包覆丝的领域，具体公开了一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝及其制备方法。环保性抗菌锦纶复合包覆丝包括锦纶长丝，所述锦纶长丝由以下组分组成：锦纶干切片；精炼山茶油；硬脂酸；氧化锌；其制备方法为：步骤一，将成分为精炼山茶油、硬脂酸、氧化锌和锦纶干切片的纤维母粒在氮气保护下喂入料仓，再进入螺杆挤出机中加热熔融混合，得纺丝熔体，纺丝熔体进入纺丝箱体保温，纺丝熔体由喷丝头喷出，得到锦纶丝束，锦纶丝束经过侧风冷吹、上油、牵伸卷绕、拉伸定型；然后进入预网络喷嘴，接着卷绕，得到锦纶长丝；之后通过导丝加热、冷却假捻、网络牵伸，得锦纶复合包覆丝。本申请具有使锦纶复合包覆丝获得持久的抗菌效果的优点。

Description

一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝及其制备方法
技术领域
本申请涉及包覆丝的领域，更具体地说，它涉及一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝及其制备方法。
背景技术
锦纶复合包覆丝是以锦纶长丝和氨纶长丝为原料，通过空气包覆加工组合而成的复合丝线，它兼具了锦纶和氨纶的优点，具有弹性好、耐磨性高等优点，并且在很大程度上提高合成纤维的自然感，从而提高了人们穿着的舒适性。
锦纶复合包覆丝制备而成的衣服舒适感较佳，常作为贴肤衣料使用，而环境中存在各种各样的细菌以及霉菌，在高温高湿环境下，这些微生物容易在衣物上大量繁殖，包覆丝受到其酸性或者碱性代谢物的作用容易降解或者变色，还容易引起人体的某些皮肤病。
目前，人们通常在包覆丝中添加抗菌剂来达到抗菌的效果，但是包覆丝在多次水洗后，抗菌效果容易下降，因此，还有改善空间。
发明内容
为了提供一种抗菌效果持久的锦纶复合包覆丝，本申请提供一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝，采用如下的技术方案：
一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝，其包括锦纶长丝，所述锦纶长丝由以下质量份数的组分组成：
100份锦纶干切片；
3-10份精炼山茶油；
0.5-2份硬脂酸；
3-6份氧化锌。
通过采用上述技术方案，山茶油是油茶树种子压榨提取得到的一种环保植物油，它不但高温稳定性佳，还对环境中的细菌和霉菌具有较佳的抑制作用，在加入硬脂酸、氧化锌后，有利于进一步提高山茶油的热稳定性，还有利于提高山茶油与锦纶干切片的结合稳定性，使得锦纶复合包覆丝获得持久的抗菌效果，使得锦纶复合包覆丝在多次水洗后仍能保持较佳的抗菌效果。
优选地，所述精炼山茶油和锦纶干切片的质量比为(0.06-0.08):1。
通过采用上述技术方案，精炼山茶油和锦纶干切片以特定的比例配合，使得锦纶复合包覆丝获得较佳的抗菌效果的同时获得较佳的力学强度。
第二方面，本申请提供一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，采用如下的技术方案：
一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备锦纶长丝：按照质量份数计，将成分为3-10份精炼山茶油、0.5-2份硬脂酸、3-6份氧化锌和100份锦纶干切片的纤维母粒在氮气保护下喂入料仓，再进入螺杆挤出机中加热，在180-200℃下熔融混合，得纺丝熔体，纺丝熔体进入纺丝箱体保温，接着通过纺丝计量泵分配至喷丝头，纺丝熔体由喷丝头喷出，得到锦纶丝束，锦纶丝束经过侧风冷吹、上油、牵伸卷绕、拉伸定型；然后进入预网络喷嘴，接着卷绕，得到锦纶长丝；
步骤二，导丝加热、冷却假捻：步骤一制备的锦纶长丝由原丝架引出，经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器、热箱、冷却板、假捻器；氨纶长丝经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器、热箱、冷却板、假捻器；
步骤三，网络牵伸：以氨纶长丝为芯纱，锦纶长丝为皮纱，氨纶长丝和锦纶长丝由假捻器共同进入网络喷嘴，通过第二牵伸罗拉、上油、卷绕，得到锦纶复合包覆丝。
通过上述技术方案，在加入锦纶干切片中加入特定比例的山茶油、硬脂酸、氧化锌，有利于提高锦纶干切片的流动性，从而有利于降低锦纶干切片的熔融温度以及纺丝温度下降，从而使得锦纶干切片的可纺性提高，有利于获得抗菌性能和力学性能均较佳的锦纶复合包覆丝。
优选的，所述纤维母粒的制备方法如下：将3-10份精炼山茶油、0.5-2份硬脂酸、3-6份氧化锌和100份锦纶干切片在转速为20-40r/min的螺杆挤出机中熔融共混挤出，造粒，得到纤维母粒。
通过上述技术方案，使得纤维母粒中各组分的充分混合，使得山茶油与锦纶地结合稳定性提高，使得锦纶复合包覆丝的抗菌效果更加持久。
优选的，所述山茶油的精炼方法如下：按照质量份数计，在100份的山茶油中加入2-3份的酸性白矾土，搅拌均匀，静置，过滤取滤液，得到精炼山茶油。
通过采用上述技术方案，使得山茶油的杂质含量大大降低，有利于提高山茶油的热稳定性，从而使得山茶油在纺丝后保持较佳的抗菌效果。
优选的，所述锦纶干切片的干燥方法如下：锦纶切片在温度为60-80℃下减压干燥2-3h，得到锦纶干切片。
通过上述技术方案，通过减少锦纶切片中的水含量，使得锦纶切片在熔融状态下不易降解，有利于获得力学强度较佳的锦纶复合包覆丝。
优选的，所述步骤一中，所述步骤一中，所述螺杆挤出机共六个加热区，第一加热区的温度为160-170℃，第二加热区的温度为170-175℃，第三加热区的温度为175-180℃，第四加热区的温度为180-185℃，第五加热区的温度为185-195℃，第六加热区的温度为195-200℃。
通过上述技术方案中螺杆挤出机的温度设置，使得山茶油与锦纶的熔融混合效果较佳，从而使得锦纶复合包覆丝获得持久的抗菌效果。
优选的，所述步骤一中，所述纺丝熔体在螺杆挤出机的出口温度控制为190-200℃，出口纺丝熔体压力控制为10-13MPa。
通过采用上述技术方案，纺丝熔体挤出时保持较佳流变性，有利于提高纺丝速度，同时获得力学强度较佳的锦纶复合包覆丝。
优选的，所述侧风冷吹具体为：风温为20-24℃，环境湿度为80-90％，风速为0.1-0.3m/s。
通过采用上述技术方案，通过洁净的空气以稳定的温度，湿度和风速，连续吸向由喷丝孔向下挤出的纺丝熔体细流，使之冷却形成细丝，从而获得力学强度较佳的锦纶复合包覆丝。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请在聚酯干切片中加入山茶油，有利于降低聚酯干切片的黏度，提高聚酯干切片的流动性，降低聚酯干切片的熔融温度，有利于山茶油稳定地发挥抗菌效果，通过加入氧化锌和硬脂酸，有利于提高山茶油和聚酯干切片的热稳定性，还有利于提高山茶油与聚酯干切片的结合稳定性，使得锦纶复合包覆丝的抗菌效果提高，同时使得锦纶复合包覆丝的力学强度较佳。
2、本申请中优选采用特定比例的聚酯切片与山茶油配合，使得聚酯干切片的可仿性提高，使得锦纶复合包覆丝在获得较佳的抗菌效果的同时获得较佳的力学强度。
3、本申请通过挤出加热区的设置，使得纤维母粒中各组分的熔融混合效果较佳，有利于获得抗菌效果较佳的锦纶复合包覆丝。
具体实施方式
以下各实施例以及对比例采用的原料均为市售，其中，锦纶切片为纤维级切片，购自济南泉泰化工有限公司，氨纶长丝的纱支数为40D-60D，以下实施例及对比例为潍坊天鹏纺织有限公司的40支的氨纶长丝。
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1-6中各组分的投入量(kg)详见表1。
实施例1
一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝，由锦纶长丝和氨纶长丝组成，锦纶长丝由以下组分组成：锦纶干切片、精炼山茶油、硬脂酸、氧化锌。
其中，锦纶干切片由锦纶切片干燥得到，干燥方法为：将锦纶干切片置于真空转鼓干燥剂中，在压力为80Pa，温度为60℃下，干燥3h，得到锦纶干切片。
精炼山茶油由山茶油精炼得到，精炼方法如下：在100kg的山茶油中加入2kg的酸性白帆土，在转速为60r/min下，搅拌30min，静置10h，过滤去滤液，得到精炼山茶油。
一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备锦纶长丝：(1)将3kg精炼山茶油、0.5kg硬脂酸、3kg氧化锌、100kg锦纶干切片一起投入螺杆挤出机中共混熔融挤出，螺杆挤出机的螺杆转速控制为20r/min，螺杆挤出机中各区温度为160℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，在螺杆挤出机挤出后冷却，造粒，得到纤维母粒；
(2)纤维母粒在氮气保护下喂入料仓，由料仓进入螺杆挤出机中，螺杆挤出机有六个加热区，各区温度为160℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，纤维母粒在螺杆挤出机中先软化再熔融，熔融区间为170-190℃，螺杆的头部配有纺丝熔体混合头，可确保纺丝熔体均匀一致，从而得到均匀的纺丝熔体，纺丝熔体在螺杆挤出机的出口温度控制在195℃，出口纺丝熔体压力控制在10MPa，纺丝熔体由螺杆挤出机还设有粗过滤网，使得大的异物以及凝聚物不会由螺杆挤出机进入纺丝箱体，纺丝箱体温度为195℃，接着有纺丝箱体进入纺丝计量泵，通过纺丝计量泵将纺丝熔体稳定、均匀地分配至各喷丝头，纺丝熔体从喷丝头流出，得到锦纶丝束；
(3)锦纶丝束经过侧风冷吹，侧风冷吹的风温为20℃，环境湿度为80％，风速为0.1m/s，然后通过陶瓷油咀对充分冷却的锦纶丝束进行上油集束，油剂为6％的锦纶油剂纯水乳液，上油率为0.5％，锦纶丝束进入牵伸卷绕机，经一对冷导丝辊和分丝罗拉对丝束进行拉伸、定型，然后经过预网络喷嘴进行轻微网络，以增加丝束的抱合性，便于织造加工，最后下至全自动卷绕头进行卷绕，得到锦纶长丝。
步骤二：导丝加热、冷却假捻：步骤一制备的锦纶长丝由原丝架引出，经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器，然后进入120℃的热箱，之后进入冷却板冷却，接着进入假捻器进行假捻；市售的氨纶长丝由原丝架引出，经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器，然后进入120℃的热箱，之后进入冷却板冷却，接着进入假捻器进行假捻，之后以氨纶长丝为芯纱，以锦纶长丝为皮纱，氨纶长丝和锦纶长丝由假捻器共同进入网络喷嘴，调整压缩空气压强在0.3MPa，然后上油、卷绕，得到环保性抗菌锦纶复合包覆丝。
实施例2-5
与实施例1的区别在于：纤维母粒中各组分的投入量不同。
实施例6
一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝，由锦纶长丝和氨纶长丝组成，锦纶长丝由以下组分组成：锦纶干切片、精炼山茶油、硬脂酸、氧化锌。
其中，锦纶干切片由锦纶切片干燥得到，干燥方法为：将锦纶干切片置于真空转鼓干燥剂中，在压力为60Pa，温度为80℃下，干燥2h，得到锦纶干切片。
精炼山茶油由山茶油精炼得到，精炼方法如下：在100kg的山茶油中加入3kg的酸性白帆土，在转速为80r/min下，搅拌40min，静置12h，过滤去滤液，得到精炼山茶油。
一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备锦纶长丝：(1)将精炼山茶油、硬脂酸、氧化锌、锦纶干切片一起投入螺杆挤出机中共混熔融挤出，螺杆挤出机的螺杆转速控制为40r/min，螺杆挤出机中各区温度为170℃、175℃、180℃、185℃、195℃、200℃，在螺杆挤出机挤出后冷却，造粒，得到纤维母粒；
(2)纤维母粒在氮气保护下喂入料仓，由料仓进入螺杆挤出机中，螺杆挤出机有六个加热区，各区温度为170℃、175℃、180℃、185℃、195℃、200℃，纤维母粒在螺杆挤出机中先软化再熔融，熔融区间为170-190℃，螺杆的头部配有纺丝熔体混合头，可确保纺丝熔体均匀一致，从而得到均匀的纺丝熔体，纺丝熔体在螺杆挤出机的出口温度控制为200℃，出口纺丝熔体压力控制在13MPa，纺丝熔体由螺杆挤出机还设有粗过滤网，使得大的异物以及凝聚物不会由螺杆挤出机进入纺丝箱体，纺丝箱体温度为200℃，接着有纺丝箱体进入纺丝计量泵，通过纺丝计量泵将纺丝熔体稳定、均匀地分配至各喷丝头，纺丝熔体从喷丝头流出，得到锦纶丝束；
(3)锦纶丝束经过侧风冷吹，侧风冷吹的风温为24℃，环境湿度为90％，风速为0.3m/s，然后通过陶瓷油咀对充分冷却的锦纶丝束进行上油集束，油剂为6％的锦纶油剂纯水乳液，上油率为0.3％，锦纶丝束进入牵伸卷绕机，经一对冷导丝辊和分丝罗拉对丝束进行拉伸、定型，然后经过预网络喷嘴进行轻微网络，以增加丝束的抱合性，便于织造加工，最后下至全自动卷绕头进行卷绕，得到锦纶长丝。
步骤二：导丝加热、冷却假捻：步骤一制备的锦纶长丝由原丝架引出，经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器，然后进入130℃的热箱，之后进入冷却板冷却，接着进入假捻器进行假捻；市售的氨纶长丝由原丝架引出，经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器，然后进入130℃的热箱，之后进入冷却板冷却，接着进入假捻器进行假捻，之后以氨纶长丝为芯纱，以锦纶长丝为皮纱，氨纶长丝和锦纶长丝由假捻器共同进入网络喷嘴，调整压缩空气压强在0.4MPa，然后上油、卷绕，得到环保性抗菌锦纶复合包覆丝。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
锦纶干切片 100 100 100 100 100 100
精炼山茶油 3 6 10 8 9 6
硬脂酸 0.5 1 2 1 1 1
氧化锌 3 4.5 6 4.5 4.5 4.5
对比例1
与实施例2的区别在于：
步骤一中，纤维母粒中取消加入精炼山茶油
对比例2
与实施例2的区别在于：
步骤一中，纤维母粒中取消加入硬脂酸和氧化锌。
对比例3
与实施例2的区别在于：
步骤一中，纤维母粒中取消加入硬脂酸。
对比例4
与实施例2的区别在于：
步骤一中，纤维母粒中取消加入氧化锌。
实验1
抗菌测试
按照国家标准GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》的方法测试各实施例及对比例的锦纶复合包覆丝的初始抑菌率以及水洗20次之后的抑菌率。
实验1的检测结果见表2。
表2
Figure BDA0003067591930000091
实验2
力学性能测试
根据行业标准FZ/T1204-2013《涤纶(锦纶)/氨纶包覆丝线》的方法测试各实施例及对比例的锦纶复合包覆丝的断裂强度以及断裂强度变异系数CV。
实验2的检测结果见表3。
表3
断裂强度(cN/dtex) 断裂强度变异系数CV(％)
标准 ≥3.0 ≤10.0
实施例1 3.92 3.32
实施例2 3.96 3.26
实施例3 3.43 5.64
实施例4 3.91 3.51
实施例5 3.78 4.38
实施例6 3.93 3.23
对比例1 3.13 7.56
对比例2 2.26 14.56
对比例3 2.56 12.41
对比例4 2.24 11.36
根据表2和表3中抗菌测试以及力学性能测试结果可知，实验1-5中的环保性抗菌锦纶复合包覆丝均符合标准。
对比表2中对比例1和实施例2的实验结果可得，通过加入山茶油，使得锦纶复合包覆丝的抗菌效果大大提高，证明山茶油具有较佳的抗菌效果，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及白色念珠菌的抑制作用较佳，同时，在多次水洗后，锦纶复合包覆丝保持较佳的抗菌效果，证明山茶油与锦纶得到结合稳定性较佳，从而使得山茶油能够持续稳定地发挥较佳的抗菌作用。
对比表2中对比例2-4和实施例2的实验结果可得，通过加入硬脂酸和氧化锌，使得锦纶复合包覆丝的抗菌效果提高，说明硬脂酸和氧化锌一起加入后，一方面有利于提高山茶油和聚酯干切片的热稳定性，另一方面，有利于提高山茶油和聚酯干切片的结合稳定性，从而有利于提高锦纶复合包覆丝的抗菌效果，同时使得锦纶复合包覆丝的抗菌效果更加稳定持久。
对比表2和表3中实施例1-5测试结果可得，当精炼山茶油、聚酯干切片以特定的比例配合后，锦纶复合包覆丝在获得较佳的抗菌效果的同时获得较佳的力学强度，使得锦纶复合包覆丝的品质较佳。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种环保性抗菌锦纶复合包覆丝，其特征在于：包括锦纶长丝，所述锦纶长丝由以下质量份数的组分组成：
100份锦纶干切片；
3-10份精炼山茶油；
0.5-2份硬脂酸；
3-6份氧化锌。
2.根据权利要求1所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝，其特征在于：所述精炼山茶油和锦纶干切片的质量比为（0.06-0.08）:1。
3.一种如权利要求1-2任一环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，制备锦纶长丝：按照质量份数计，将成分为3-10份精炼山茶油、0.5-2份硬脂酸、3-6份氧化锌和100份锦纶干切片的纤维母粒在氮气保护下喂入料仓，再进入螺杆挤出机中加热，在180-200℃下熔融混合，得纺丝熔体，纺丝熔体进入纺丝箱体保温，接着通过纺丝计量泵分配至喷丝头，纺丝熔体由喷丝头喷出，得到锦纶丝束，锦纶丝束经过侧风冷吹、上油、牵伸卷绕、拉伸定型；然后进入预网络喷嘴，接着卷绕，得到锦纶长丝；
步骤二，导丝加热、冷却假捻：步骤一制备的锦纶长丝由原丝架引出，经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器、热箱、冷却板、假捻器；氨纶长丝经过导丝器、切丝器、第一罗拉、止捻器、热箱、冷却板、假捻器；
步骤三，网络牵伸：以氨纶长丝为芯纱，锦纶长丝为皮纱，氨纶长丝和锦纶长丝由假捻器共同进入网络喷嘴，通过第二牵伸罗拉、上油、卷绕，得到锦纶复合包覆丝。
4.根据权利要求3所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：所述纤维母粒的制备方法如下：将3-10份精炼山茶油、0.5-2份硬脂酸、3-6份氧化锌和100份锦纶干切片在转速为20-40r/min的螺杆挤出机中熔融共混挤出，造粒，得到纤维母粒。
5.根据权利要求3所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：所述山茶油的精炼方法如下：按照质量份数计，在100份的山茶油中加入2-3份的酸性白矾土，搅拌均匀，静置，过滤取滤液，得到精炼山茶油。
6.根据权利要求3所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：所述锦纶干切片的干燥方法如下：锦纶切片在温度为60-80℃下减压干燥2-3h，得到锦纶干切片。
7.根据权利要求3所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述螺杆挤出机共六个加热区，第一加热区的温度为160-170℃，第二加热区的温度为170-175℃，第三加热区的温度为175-180℃，第四加热区的温度为180-185℃，第五加热区的温度为185-195℃，第六加热区的温度为195-200℃。
8.根据权利要求3所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述纺丝熔体在螺杆挤出机的出口温度控制为190-200℃，所述螺杆挤出机的出口压力控制为10-13MPa。
9.根据权利要求3所述的环保性抗菌锦纶复合包覆丝的制备方法，其特征在于：所述侧风冷吹具体为：风温为20-24℃，环境湿度为80-90%，风速为0.1-0.3m/s。
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