CN114541003A - 一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，包括以下步骤；S1:制备季鏻盐‑壳聚糖聚合物材料；S2:将季鏻盐‑壳聚糖聚合物材料与氨纶切片、锦纶切片以及交联剂作为母粒，加入正丙胺后混合均匀，依次融熔共混制得功能化氨纶/锦纶丝成品，产品用作为芯纱原料；S3:Tencel短纤维为外包短纤纱原料，依次进行清花‑‑梳棉‑精梳‑并条‑粗纱‑细纱工艺，并在成卷之前加入抗静电剂，制得Tencel棉纱；S4：将功能型氨纶/锦纶长丝和Tencel棉纱进行转杯纺纱并进行络筒。本发明通过将季鏻盐负载于壳聚糖上，利用壳聚糖低毒性、生物相容性好的特点，制备出季鏻盐‑壳聚糖聚合物材料，随后与氨纶切片混合进行纺丝，制备出高弹力抗菌包覆纱，抗菌性优良。

Description

一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法
技术领域
本发明涉及一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，属于生态功能性纺织品开发技术领域。
背景技术
医用压力袜主要作用是抗血栓或静脉曲张，通过袜子在脚部产生的压力，来改善腿内部的血液循环，从而达到预防和治疗腿部疾病的效果。目前主要采用天然纤维或者氨纶纱作为原料，制备成氨纶包覆纱，同时也可以混入其他成分，达到吸湿快干、防臭抗菌的作用。
目前实现抗菌功能的纱线，主要通过向纤维中添加抗菌剂，包括无机抗菌剂、有机抗菌剂以及天然抗菌剂。专利ZL 201911048432.9公开了一种抗菌除臭氨纶的制备方法，通过在氨纶原液中加入季胺盐型抗菌除臭剂，经过一系列工艺之后，得到抗菌除臭氨纶，该工艺对原生产设备更换周期无影响，在保持氨纶原有高弹性、高强度的基础上，赋予氨纶优异的抗菌除臭功能。专利ZL 20160332604.5公开了一种珍珠抗菌防臭袜及其制备方法，采用珍珠抗菌纱、锦纶低熔点聚烯烃弹性纤维包芯纱和氨纶包芯纱混纺而成，同时加入了纳米银以及膨胀蛭石粉，具有较好的抗菌防臭、防脱丝效果。上述添加结构虽然具有一定抗菌能力，但是由于添加物其本身特性，其抗菌能力会随着时间的推移从而受到减弱，故需要一种新的包覆材料从而能够实现长久抗菌，进一步提高抗菌性能。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，从而干扰解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1:制备季鏻盐-壳聚糖聚合物材料；
S2:用上述步骤S1制备的季鏻盐-壳聚糖聚合物材料与氨纶切片、锦纶切片以及交联剂作为母粒，再加入正丙胺，超声辅助混合均匀，依次融熔共混--挤出--切粒--纺丝--上油--牵伸—功能化氨纶/锦纶丝成品。生产出的功能型氨纶/锦纶长丝为芯纱原料；
S3: Tencel短纤维为外包短纤纱原料，依次进行清花--梳棉--精梳--并条--粗纱--细纱工艺，并在成卷之前加入非离子型抗静电剂，最终制得Tencel棉纱；
S4：将步骤S2生产出的功能型氨纶/锦纶长丝和步骤S3制得的Tencel棉纱进行转杯纺纱并随后进行络筒。
进一步的，所述步骤S1中季鏻盐-壳聚糖聚合物材料的制备工艺如下：
步骤S11：壳聚糖溶胶制备，取一定量的壳聚糖溶于溶剂中，加入硅烷型偶联剂，于40℃~60℃条件下，搅拌反应2~4h，抽滤，70℃~80℃真空干燥；
步骤S12：季鏻盐粗盐的制备，取一定量的三苯基膦、1,3-二溴丙烷（摩尔比1:1），加入到有机溶剂中，于100℃~140℃下搅拌，并在氮气保护下回流反应8~12h，随后冷却，过滤洗涤，70℃~80℃真空干燥；
步骤S13：季鏻盐-壳聚糖聚合物材料的制备，称取壳聚糖溶胶、季鏻盐粗盐（质量比1：1~1.5）溶于溶剂中，pH调节至4-6，室温下搅拌反应12~18h，反应产物过滤洗涤，并用无水乙醇抽提6~8h，70℃~80℃真空干燥。
进一步的，所述步骤S11硅烷型偶联剂为硅烷偶联剂为KH550，用量为5%~8%。
进一步的，所述步骤S13溶剂为四氢呋喃/乙醇溶剂，其质量比为1:1。
进一步的，所述步骤S2中季鏻盐-壳聚糖聚合物材料与氨纶切片、锦纶切片以及交联剂的质量比为1:1-1.5:0.5-0.8:0.1-0.2，其通过螺杆挤压机进行熔融纺丝。
进一步的，所述步骤S3中Tencel短纤维为外包短纤纱原料，其规格为1.4 dtex 38mm，在成卷之前加入0.1~0.3%的抗静电剂；所述抗静电剂为非离子型抗静电剂。
进一步的，所述步骤S3中细纱工艺前罗拉转速为160~180 r/min，导丝辊的表面材料为摩擦系数较大的胶辊，且光洁不勾丝，直径为60 mm。
进一步的，所述步骤S4中转杯纺纱的工艺参数为：设计捻度300~400捻/m，转杯转速35000~42000 r/min，分梳辊转速7000~8400 r/min，引纱速度30~35 m/min，氨纶长丝的牵伸倍数为3.0~3.5倍。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱，由于季鏻盐与壳聚糖的共同作用，能对细胞具有选择性生长抑制作用。采用氨纶/锦纶切片改性，相比浸渍法，实际抗菌效果更优，耐久性也更高；
（2）本发明的季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱，纺成的包覆纱结构稳定，弹力大，条干均匀，毛羽少，使用方便等特点，同时具有除臭防臭性能，提高了纱线档次；
（3）本发明的季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱，采用熔融纺丝和转杯法，制备工艺简单，产量高，产品有效期长，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1和实施例二的面料性能测试数据表。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1：
首先，季鏻盐-壳聚糖聚合物材料制备：
（1）壳聚糖溶胶制备：取一定量的壳聚糖溶于溶剂中，加入质量比6%硅烷型偶联剂，40℃条件下，搅拌反应3h，抽滤，70℃真空干燥。；
（2）季鏻盐粗盐的制备：取一定量的三苯基膦、1,3-二溴丙烷（摩尔比1:1），加入到有机溶剂中，于120℃下搅拌，并在氮气保护下回流反应10h，随后冷却，过滤洗涤， 80℃真空干燥。
（3）季鏻盐-壳聚糖聚合物材料的制备：称取壳聚糖溶胶、季鏻盐粗盐（质量比1：1.2）溶于溶剂中，pH调节至5.6，室温下搅拌反应12h，反应产物过滤洗涤，并用无水乙醇抽提8h， 80℃真空干燥。
其次，熔融纺丝：用季鏻盐-壳聚糖聚合物材料、氨纶切片、锦纶切片以及交联剂作为母粒，质量比为1:1.2:0.5:0.1，以无水乙醇为溶剂，再加入正丙胺，超声辅助混合均匀，依次融熔共混--挤出--切粒--纺丝--上油--牵伸—功能化氨纶/锦纶丝成品。生产出的功能型氨纶/锦纶长丝为芯纱原料，规格为40 D。
其次，Tencel棉纱纺制：Tencel短纤维为外包短纤纱原料，规格为1.4 dtex 38mm，依次进行清花--梳棉--精梳--并条--粗纱--细纱工艺，并在成卷之前加入0.2%的非离子型抗静电剂。
其次，转杯纺纱：将功能化氨纶/锦纶丝和Tencel棉纱进行转杯纺纱，规格为40s+40D，工艺为：设计捻度360捻/m，转杯转速38000 r/min，分梳辊转速7800 r/min，引纱速度32 m/min，氨纶/锦纶长丝的牵伸倍数为3.2倍。
最后，络筒：为有效清除纱疵,使其卷绕成形良好,满足后道工序的要求。主要工艺参数为：速度1200ｍ/min，张力盘重量12ｇ，氨纶包芯纱张力盘重量6ｇ。
实施例2：
首先，季鏻盐-壳聚糖聚合物材料制备：
（1）壳聚糖溶胶制备：取一定量的壳聚糖溶于溶剂中，加入质量比6%硅烷型偶联剂，40℃条件下，搅拌反应3h，抽滤，70℃真空干燥。；
（2）季鏻盐粗盐的制备：取一定量的三苯基膦、1,3-二溴丙烷（摩尔比1:1），加入到有机溶剂中，于120℃下搅拌，并在氮气保护下回流反应10h，随后冷却，过滤洗涤， 80℃真空干燥。
（3）季鏻盐-壳聚糖聚合物材料的制备：称取壳聚糖溶胶、季鏻盐粗盐（质量比1：1.5）溶于溶剂中，pH调节至4.8，室温下搅拌反应12h，反应产物过滤洗涤，并用无水乙醇抽提8h， 80℃真空干燥。
其次，熔融纺丝：用季鏻盐-壳聚糖聚合物材料、氨纶切片、锦纶切片以及交联剂作为母粒，质量比为1:1.4:0.5:0.1，以无水乙醇为溶剂，再加入正丙胺，超声辅助混合均匀，依次融熔共混--挤出--切粒--纺丝--上油--牵伸—功能化氨纶/锦纶丝成品。生产出的功能型氨纶/锦纶长丝为芯纱原料，规格为40 D。
其次，Tencel棉纱纺制：Tencel短纤维为外包短纤纱原料，规格为1.4 dtex 38mm，依次进行清花--梳棉--精梳--并条--粗纱--细纱工艺，并在成卷之前加入0.2%的非离子型抗静电剂。
其次，转杯纺纱：将功能化氨纶/锦纶丝和Tencel棉纱进行转杯纺纱，规格为40s+40D，工艺为：设计捻度360捻/m，转杯转速38000 r/min，分梳辊转速7800 r/min，引纱速度32 m/min，氨纶/锦纶长丝的牵伸倍数为3.2倍。
最后，络筒：为有效清除纱疵,使其卷绕成形良好,满足后道工序的要求。主要工艺参数为：速度1200ｍ/min，张力盘重量12ｇ，氨纶包芯纱张力盘重量6ｇ。
参照图1中的表格可以得知，通过本方法制取的包覆纱结构稳定，抑菌率效果好，条干均匀，毛羽少。
本发明通过将季鏻盐负载于壳聚糖上，利用壳聚糖低毒性、生物相容性好的特点，制备出季鏻盐-壳聚糖聚合物材料，随后与氨纶切片混合进行纺丝，制备出高弹力抗菌包覆纱，抗菌性能优良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1:制备季鏻盐-壳聚糖聚合物材料；
S2:用上述步骤S1制备的季鏻盐-壳聚糖聚合物材料与氨纶切片、锦纶切片以及交联剂作为母粒，再加入正丙胺，超声辅助混合均匀，依次融熔共混--挤出--切粒--纺丝--上油--牵伸—功能化氨纶/锦纶丝成品；生产出的功能型氨纶/锦纶长丝为芯纱原料；
S3: Tencel短纤维为外包短纤纱原料，依次进行清花--梳棉--精梳--并条--粗纱--细纱工艺，并在成卷之前加入非离子型抗静电剂，最终制得Tencel棉纱；
S4：将步骤S2生产出的功能型氨纶/锦纶长丝和步骤S3制得的Tencel棉纱进行转杯纺纱并随后进行络筒。
2.根据权利要求1所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中季鏻盐-壳聚糖聚合物材料的制备工艺如下：
步骤S11：壳聚糖溶胶制备，取一定量的壳聚糖溶于溶剂中，加入硅烷型偶联剂，于40℃~60℃条件下，搅拌反应2~4h，抽滤，70℃~80℃真空干燥；
步骤S12：季鏻盐粗盐的制备，取一定量的三苯基膦、1,3-二溴丙烷（摩尔比1:1），加入到有机溶剂中，于100℃~140℃下搅拌，并在氮气保护下回流反应8~12h，随后冷却，过滤洗涤，70℃~80℃真空干燥；
步骤S13：季鏻盐-壳聚糖聚合物材料的制备，称取壳聚糖溶胶、季鏻盐粗盐（质量比1：1~1.5）溶于溶剂中，pH调节至4-6，室温下搅拌反应12~18h，反应产物过滤洗涤，并用无水乙醇抽提6~8h，70℃~80℃真空干燥。
3.根据权利要求2所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S11硅烷型偶联剂为硅烷偶联剂为KH550，用量为5%~8%。
4.根据权利要求2所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S13溶剂为四氢呋喃/乙醇溶剂，其质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中季鏻盐-壳聚糖聚合物材料与氨纶切片、锦纶切片以及交联剂的质量比为1:1-1.5:0.5-0.8:0.1-0.2，其通过螺杆挤压机进行熔融纺丝。
6.根据权利要求1所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中Tencel短纤维为外包短纤纱原料，其规格为1.4 dtex 38 mm，在成卷之前加入0.1~0.3%的抗静电剂；所述抗静电剂为非离子型抗静电剂。
7.根据权利要求1所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中细纱工艺前罗拉转速为160~180 r/min，导丝辊的表面材料为摩擦系数较大的胶辊，且光洁不勾丝，直径为60 mm。
8.根据权利要求1所述的一种季鏻盐型高弹力抗菌包覆纱的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中转杯纺纱的工艺参数为：设计捻度300~400捻/m，转杯转速35000~42000 r/min，分梳辊转速7000~8400 r/min，引纱速度30~35 m/min，氨纶长丝的牵伸倍数为3.0~3.5倍。
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