CN113373549A - 柔软抗菌涤纶丝的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，包括以下步骤：功能母粒的制备，将负载纳米银的活性炭、有机钠基膨润土、聚乙二醇、涤纶切片、偶联剂、抗氧化剂、丁二醇、分散剂混合造粒形成功能母粒；功能母粒与部分涤纶切片熔融形成熔液A，涤纶切片熔融形成熔液B，熔液A在外，熔液B通过同轴静电纺丝装置进行纺丝形成复合涤纶丝，本方案中以同轴静电纺丝制备复合层状涤纶丝，其中外层为功能层，以负载纳米银的活性炭进行杀菌，以有机钠基膨润土提高吸湿性，该方案中功能层中活性炭颗粒多数暴露在外表面上，提高杀菌性能，活性炭纳米银颗粒的有效利用率高，偶联剂提高结合强度，此外本涤纶丝柔软性好。

Description

柔软抗菌涤纶丝的制备工艺
技术领域
本发明涉及纤维制备技术领域，具体涉及柔软抗菌涤纶丝的制备工艺。
背景技术
聚酯纤维是合成纤维中重要的品种，简称PET纤维，其优点为抗皱性好、保形性好、强度好、弹性恢复能力强，在各种服用纤维中，聚酯纤维是应用最为广泛的一类纤维，但缺点在于，常规的聚酯纤维不具备杀死病菌的能力，纤维本身又是一种高表面积的物质，有利于微生物的附着滋生和传播。
对此，为满足需求，多家企业或研究机构开始对其进行开发，常规做法为在纺丝过程中加入抗菌剂，如纳米银抗菌剂、壳聚糖抗菌剂等，但纺丝过程中加入易导致多数抗菌成分包覆在纤维丝内部，有效利用率低，或者将成型的纤维丝上负载纳米银抗菌剂等，但结合强度低，存在易脱落的缺点，需改进。
发明内容
为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：
本申请文件公开柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，包括以下步骤：功能母粒的制备，将负载纳米银的活性炭、有机钠基膨润土、聚乙二醇、涤纶切片、偶联剂、抗氧化剂、丁二醇、分散剂混合造粒形成功能母粒；
功能母粒与部分涤纶切片熔融形成熔液A，涤纶切片熔融形成熔液B，熔液A在外，熔液B通过同轴静电纺丝装置进行纺丝形成复合涤纶丝。
本方案中以同轴静电纺丝制备复合层状涤纶丝，其中外层为功能层，以负载纳米银的活性炭进行杀菌，以有机钠基膨润土提高吸湿性，该方案中功能层中活性炭颗粒多数暴露在外表面上，提高杀菌性能，活性炭纳米银颗粒的有效利用率高，偶联剂提高结合强度，此外本涤纶丝柔软性好。
进一步，所述功能母粒中，以质量计，组分比例为：10-15份负载纳米银的活性炭、1-2份有机钠基膨润土、4-6份聚乙二醇、40-55份涤纶切片、2-4份偶联剂、0.3-0.6份抗氧化剂、3-5份丁二醇、2-4份分散剂，优选功能母粒中各组分的配比，该组分比例下，杀菌性能、吸湿性能优异。
进一步，首先将负载纳米银的活性炭、有机钠基膨润土、聚乙二醇、抗氧化剂、丁二醇、部分分散剂混合研磨，之后将涤纶切片、剩余分散剂、偶联剂与研磨后物料混合搅拌均匀后挤出造粒，通过研磨使各组分均匀混合，且使粒径维持在较小尺寸，减少异物感，造粒时，各组分分布均匀。
进一步，研磨时，维持温度在65-75℃，时间1h以上，并对研磨后的物料真空脱水至小于1％，该温度下，有助各组分均匀分布，含水率降低有助提高纺丝质量。
进一步，负载纳米银的活性炭的制备，将活性炭浸泡在氨水溶液中并取出烘干，之后将该活性炭浸泡在硝酸银溶液中并取出烘干形成负载纳米银的活性炭，本方案中以氨水将阴离子络合在孔腔内，并在烘干过程中还原银离子成单质银，制成涤纶丝后，活性炭配合单质银对所接触的多种菌种进行杀菌，效果显著。
进一步，功能母粒与部分涤纶丝的混合比例为8:1，以质量计，功能母粒与少部分涤纶丝混合纺丝，有助提高舒适度。
进一步，所述复合涤纶丝的外层厚度为2-3μm，内层轴体的直径为2-4μm。
进一步，同轴静电纺丝装置中内针头的孔径在0.4-0.5mm，外针头的孔径为0.6-0.7mm，纺丝电压15-18kV，接收距离为15-18cm，采用上述参数纺丝，有助提高纺丝质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明优选组分及比例，以同轴静电纺丝装置制备复合涤纶丝，有助提高活性炭、纳米银的利用率，提高杀菌性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
第一、负载纳米银的活性炭颗粒的制备，将最大粒径2μm的活性炭粉体加入百分比浓度20％氨水溶液中，活性炭粉体与氨水溶液的质量比为1:10，浸泡时间5h，之后取出80℃烘干，之后将该活性炭浸泡在硝酸银溶液中，该活性炭与硝酸银溶液的质量比为1:10，硝酸银溶液中阴离子的浓度为200ppm，浸泡时间8h，取出80℃烘干形成负载纳米银的活性炭。
第二、功能母粒的制备，以质量计，组分比例为：10份负载纳米银的活性炭、1份有机钠基膨润土、4份分子量20000的聚乙二醇、0.3份抗氧化剂1010、4份1,4-丁二醇、1份六偏磷酸钠，在65℃下进行研磨1.5h，之后对研磨后物料进行真空脱水至含水率小于1％。之后将研磨后物料与40份涤纶切片、1份六偏磷酸钠、2份硅烷偶联剂混合置于高速搅拌机中搅拌均匀，并置于螺杆挤出机上挤出造粒形成功能母粒。
第三、纺丝，按照8:1将功能母粒与涤纶切片进行混合熔融形成熔液A，将涤纶切片进行熔融形成熔液B，通过同轴静电纺丝装置进行纺丝，其中熔液A置于同轴静电纺丝装置外针头注射器中，将熔液B置于同轴静电纺丝装置内针头注射器中，其中内针头孔径0.4mm，外针头孔径为0.6mm，纺丝电压为15kV，接收距离为为15cm，其他参数依据常规即可，复合涤纶丝的外层厚度为2μm，内层轴体直径为2μm。
实施例2
第一、负载纳米银的活性炭颗粒的制备，将最大粒径2μm的活性炭粉体加入百分比浓度20％氨水溶液中，活性炭粉体与氨水溶液的质量比为1:10，浸泡时间5h，之后取出80℃烘干，之后将该活性炭浸泡在硝酸银溶液中，该活性炭与硝酸银溶液的质量比为1:10，硝酸银溶液中阴离子的浓度为200ppm，浸泡时间8h，取出80℃烘干形成负载纳米银的活性炭。
第二、功能母粒的制备，以质量计，组分比例为：12份负载纳米银的活性炭、1.5份有机钠基膨润土、5份分子量20000的聚乙二醇、0.4份抗氧化剂1010、5份1,4-丁二醇、1份六偏磷酸钠，在70℃下进行研磨2h，之后对研磨后物料进行真空脱水至含水率小于1％。之后将研磨后物料与50份涤纶切片、2份六偏磷酸钠、3份硅烷偶联剂混合置于高速搅拌机中搅拌均匀，并置于螺杆挤出机上挤出造粒形成功能母粒。
第三、纺丝，按照8:1将功能母粒与涤纶切片进行混合熔融形成熔液A，将涤纶切片进行熔融形成熔液B，通过同轴静电纺丝装置进行纺丝，其中熔液A置于同轴静电纺丝装置外针头注射器中，将熔液B置于同轴静电纺丝装置内针头注射器中，其中内针头孔径0.4mm，外针头孔径为0.7mm，纺丝电压为17kV，接收距离为为17cm，其他参数依据常规即可，复合涤纶丝的外层厚度为3μm，内层轴体直径为4μm。
实施例3
第一、负载纳米银的活性炭颗粒的制备，将最大粒径2μm的活性炭粉体加入百分比浓度20％氨水溶液中，活性炭粉体与氨水溶液的质量比为1:10，浸泡时间5h，之后取出80℃烘干，之后将该活性炭浸泡在硝酸银溶液中，该活性炭与硝酸银溶液的质量比为1:10，硝酸银溶液中阴离子的浓度为200ppm，浸泡时间8h，取出80℃烘干形成负载纳米银的活性炭。
第二、功能母粒的制备，以质量计，组分比例为：15份负载纳米银的活性炭、2份有机钠基膨润土、6份分子量20000的聚乙二醇、0.6份抗氧化剂1010、6份1,4-丁二醇、2份六偏磷酸钠，在75℃下进行研磨2h，之后对研磨后物料进行真空脱水至含水率小于1％。之后将研磨后物料与55份涤纶切片、2份六偏磷酸钠、4份硅烷偶联剂混合置于高速搅拌机中搅拌均匀，并置于螺杆挤出机上挤出造粒形成功能母粒。
第三、纺丝，按照8:1将功能母粒与涤纶切片进行混合熔融形成熔液A，将涤纶切片进行熔融形成熔液B，通过同轴静电纺丝装置进行纺丝，其中熔液A置于同轴静电纺丝装置外针头注射器中，将熔液B置于同轴静电纺丝装置内针头注射器中，其中内针头孔径0.5mm，外针头孔径为0.6mm，纺丝电压为18kV，接收距离为为18cm，其他参数依据常规即可，复合涤纶丝的外层厚度为3μm，内层轴体直径为4μm。
对比例1
与实施例3相比，区别在于，将有机钠基膨润土、聚乙二醇去除，其他不变。
对比例2
与实施例3相比，区别在于，无同轴静电纺丝装置，以常规静电纺丝装置进行纺丝。
对上述实施例及对比例中纺丝织造的布料进行检测，其中依据GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》对实施例、对比例所制备的纺丝织造的布料进行金黄葡萄球菌、大肠杆菌及白色念球菌的抗菌效果测试，并依据标准对布料对氨的去除进行检测，以及对纺丝吸湿性进行检测，如下表所示。
Figure BDA0003182324690000041
可以看出，本方案制备的纺丝织造成的面料对有害气体的吸附去除、对多种细菌的杀菌效果、吸湿性效果好。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
功能母粒的制备，将负载纳米银的活性炭、有机钠基膨润土、聚乙二醇、涤纶切片、偶联剂、抗氧化剂、丁二醇、分散剂混合造粒形成功能母粒；
功能母粒与部分涤纶切片熔融形成熔液A，涤纶切片熔融形成熔液B，熔液A在外，熔液B通过同轴静电纺丝装置进行纺丝形成复合涤纶丝。
2.如权利要求1所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：所述功能母粒中，以质量计，组分比例为：10-15份负载纳米银的活性炭、1-2份有机钠基膨润土、4-6份聚乙二醇、40-55份涤纶切片、2-4份偶联剂、0.3-0.6份抗氧化剂、3-5份丁二醇、2-4份分散剂。
3.如权利要求2所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：首先将负载纳米银的活性炭、有机钠基膨润土、聚乙二醇、抗氧化剂、丁二醇、部分分散剂混合研磨，之后将涤纶切片、剩余分散剂、偶联剂与研磨后物料混合搅拌均匀后挤出造粒。
4.如权利要求3所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：研磨时，维持温度在65-75℃，时间1h以上，并对研磨后的物料真空脱水至小于1％。
5.如权利要求1所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：负载纳米银的活性炭的制备，将活性炭浸泡在氨水溶液中并取出烘干，之后将该活性炭浸泡在硝酸银溶液中并取出烘干形成负载纳米银的活性炭。
6.如权利要求1所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：功能母粒与部分涤纶丝的混合比例为8:1，以质量计。
7.如权利要求1所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：所述复合涤纶丝的外层厚度为2-3μm，内层轴体的直径为2-4μm。
8.如权利要求1所述的柔软抗菌涤纶丝的制备工艺，其特征在于：同轴静电纺丝装置中内针头的孔径在0.4-0.5mm，外针头的孔径为0.6-0.7mm，纺丝电压15-18kV，接收距离为15-18cm。
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