CN116005288A - 一种抗菌抗静电聚酯纤维及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌抗静电聚酯纤维及其制备方法与应用，该制备方法包括以下步骤：S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和偶联剂，得到混合物；S2.将混合物熔融挤出、熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后进行后处理，得到抗菌抗静电聚酯纤维。本发明中，抗菌剂乙基香草醛和抗静电剂乙氧基化烷基胺通过偶联剂偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而赋予制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料以抗静电性能和抗菌性能。
Description
技术领域
本发明涉及纺织品技术领域，特别涉及一种抗菌抗静电聚酯纤维及其制备方法与应用。
背景技术
法兰绒是指混色粗梳(棉)毛纱织制的柔软有绒面的粗纺(棉)毛织物，法兰绒的里面有一层丰满细洁的绒毛覆盖，不露织纹，手感柔软平整。法兰绒色泽素净大方，有浅灰、中灰、深灰之分，法兰绒克重高，毛绒细腻且密，面料厚，保暖性好，常用于制作四件套等家用纺织品。
法兰绒面料通常采用聚酯纤维和棉(或毛)纺制而成，然而，聚酯纤维的出绒率较低，绒毛易脱落。
为解决该技术问题，公开号为CN107829197A的专利文献公开了一种法兰绒面料的生产工艺，包括以下步骤：(1)织造：采用第一纱线为经纱，第二纱线为纬线进行交织织造成坯布，第一纱线和第二纱线混纺有水镁石纤维，水镁石纤维占第一纱线的重量比为：45-60％；水镁石纤维占第二纱线的重量比为10-30％；(2)坯布处理：分别使用淀粉酶和纤维素酶浸渍坯布，水洗并用氢氧化钠处理；(3)拉毛处理：对坯布进行拉毛，使坯布表面覆盖绒毛；(4)染色：在染缸中添加染料和染色助剂，加热至110-140℃，保持30-40min，缓慢降温至40-60℃，出缸水洗；(5)后处理：清洗并烘干，清洗过程中添加后处理剂；(6)剪毛、定型：修剪布表面绒毛，加热定型。该方案通过在经纱和纬纱中混纺韧性优异且出绒率的水镁石纤维，使经纱不容易断裂，进而使法兰绒面料不易破损，并提高法兰绒面料的出绒率，且水镁石纤维表面出绒产生的绒毛不易掉落，进而提高法兰绒面料的质量。然而，聚酯纤维的抗静电性不佳，制成的法兰绒面料在使用过程中易产生静电，吸附灰尘。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗菌抗静电聚酯纤维及其制备方法与应用，用于解决现有技术中聚酯纤维的抗静电性不佳，制成的法兰绒面料在使用过程中易产生静电，吸附灰尘的问题。
第一个方面，本发明的目的在于提供一种抗菌抗静电聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和偶联剂，得到混合物；
S2.将所述混合物熔融挤出、熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后进行后处理，得到所述抗菌抗静电聚酯纤维。
进一步，步骤S1中，所述乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100-2：100，优选为0.8：100-2：100。
进一步，步骤S1中，所述乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为7：100-15：100，优选为9：100-15：100。
进一步，步骤S1中，所述偶联剂采用钛酸酯偶联剂。
进一步，步骤S1中，所述偶联剂与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100-3：100，优选为1.2：100-3：100。
进一步，步骤S1中，所述混合物中还添加有羧酸基甜菜碱。
进一步，步骤S1中，所述混合物中还添加有环氧亚麻油。
进一步，步骤S1中，所述羧酸基甜菜碱与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.8：100-1.3：100，优选为0.9：100-1.3：100。
进一步，步骤S1中，所述环氧亚麻油与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100-2：100，优选为1.2：100-2：100。
进一步，步骤S2中，所述熔融挤出的温度为270-280℃，优选为275-280℃。
进一步，步骤S2中，所述熔融纺丝的温度为270-280℃，优选为275-280℃。
进一步，步骤S2中，所述后处理包括冷却、上油、卷绕、牵伸和热定型。
进一步，步骤S2中，采用风进行冷却。
进一步，步骤S2所述上油过程中，油浴的温度为85-95℃，优选为90-95℃；浴比为15：1-25：1，优选为18：1-25：1。
进一步，步骤S2中，所述卷绕的速度为4000-4500m/min，优选为4200-4500m/min。
进一步，步骤S2中，所述牵伸的温度为90-100℃，优选为92-100℃。
进一步，步骤S2中，所述牵伸的倍数为1-3倍，优选为1.2-3倍。
进一步，步骤S2中，所述热定型的温度为100-115℃，优选为105-115℃。
进一步，步骤S2中，所述热定型的时间为2-5min，优选为3-5min。
进一步，步骤S2中，所述风为侧冷风。
进一步，步骤S2中，所述风的风速为0.4-0.7m/s，优选为0.5-0.7m/s。
进一步，步骤S2中，所述风的温度为15-20℃，优选为16-20℃。
第二个方面，本发明的目的还在于提供如上所述的制备方法制得的抗菌抗静电聚酯纤维。
第三个方面，本发明的目的还在于提供如上所述的制备方法制得的抗菌抗静电聚酯纤维或如上所述的抗菌抗静电聚酯纤维在法兰绒面料中的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明中，抗菌剂乙基香草醛和抗静电剂乙氧基化烷基胺通过偶联剂偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而赋予制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料以抗静电性能和抗菌性能。
(2)本发明中，羧酸基甜菜碱能够增加聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂之间的亲和力，促使更多的乙基香草醛和乙氧基化烷基胺偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而进一步提高制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的抗静电性能和抗菌性能。
(3)本发明中，环氧亚麻油能够增加聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂之间的相容性，促使更多的乙基香草醛和乙氧基化烷基胺偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而进一步提高制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的抗静电性能和抗菌性能。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。需要注意的是，如无特别说明，本文中描述所示的“wt％”是指“质量分数”。
本发明提供一种抗菌抗静电聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100-2：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为7：100-15：100，钛酸酯偶联剂与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100-3：100；
S2.将混合物于270-280℃温度下熔融挤出，随后于270-280℃温度下熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后采用风速为0.4-0.7m/s、温度15-20℃的侧冷风冷却，接着上油，上油过程中，油浴的温度为85-95℃，浴比为15：1-25：1；随后于4000-4500m/min速度下卷绕，接着于90-100℃温度下牵伸1-3倍，然后于100-115℃温度下热定型2-5min，得到抗菌抗静电聚酯纤维。
在本发明的另一实施例中，步骤S1中，混合物中还添加有羧酸基甜菜碱，羧酸基甜菜碱与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.8：100-1.3：100。
在本发明的另一实施例中，步骤S1中，所述混合物中还添加有环氧亚麻油，环氧亚麻油与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100-2：100。
第二个方面，本发明提供如上所述的制备方法制得的抗菌抗静电聚酯纤维。
第三个方面，本发明还提供如上所述的制备方法制得的抗菌抗静电聚酯纤维或如上所述的抗菌抗静电聚酯纤维在法兰绒面料中的应用。
下面通过具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
一种抗菌抗静电聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为15：100，钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100；
S2.将混合物于270℃温度下熔融挤出，随后于270℃温度下熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后采用风速为0.4m/s、温度20℃的侧冷风冷却，接着上油，上油过程中，油浴的温度为85℃，浴比为15：1；随后于4000m/min速度下卷绕，接着于100℃温度下牵伸1倍，然后于115℃温度下热定型2min，得到抗菌抗静电聚酯纤维。
实施例2
一种抗菌抗静电聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为2：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为7：100，钛酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为3：100；
S2.将混合物于280℃温度下熔融挤出，随后于280℃温度下熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后采用风速为0.7m/s、温度15℃的侧冷风冷却，接着上油，上油过程中，油浴的温度为95℃，浴比为25：1；随后于4500m/min速度下卷绕，接着于90℃温度下牵伸3倍，然后于115℃温度下热定型5min，得到抗菌抗静电聚酯纤维。
实施例3
一种抗菌抗静电聚酯纤维的制备方法，具体步骤如下：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为10：100，钛酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为2：100；
S2.将混合物于275℃温度下熔融挤出，随后于275℃温度下熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后采用风速为0.6m/s、温度18℃的侧冷风冷却，接着上油，上油过程中，油浴的温度为90℃，浴比为20：1；随后于4200m/min速度下卷绕，接着于96℃温度下牵伸1.5倍，然后于108℃温度下热定型3min，得到抗菌抗静电聚酯纤维。
实施例4
除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备抗菌抗静电聚酯纤维：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺、钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207和羧酸基甜菜碱，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为15：100，钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100，羧酸基甜菜碱与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.8：100。
实施例5
除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备抗菌抗静电聚酯纤维：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺、钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207和羧酸基甜菜碱，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为15：100，钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100，羧酸基甜菜碱与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1.3：100。
实施例6
除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备抗菌抗静电聚酯纤维：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺、钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207和环氧亚麻油，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为15：100，钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100，环氧亚麻油与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100。
实施例7
除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备抗菌抗静电聚酯纤维：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺、钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207和环氧亚麻油，得到混合物，乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100，乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为15：100，钛酸酯偶联剂二(辛基烷苯酚聚氧乙烯醚)磷脂HY-207与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100，环氧亚麻油与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为2：100。
对比例1
除以下条件外，以与实施例1相同的方式制备聚酯纤维：
将与实施例1来源相同的聚间苯二甲酸乙二醇酯于285℃温度下熔融挤出，随后于280℃温度下熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后采用风速为0.4m/s、温度20℃的侧冷风冷却，接着上油，上油过程中，油浴的温度为85℃，浴比为15：1；随后于400聚酯纤维。
性能检测
将实施例1-7制得的抗菌抗静电聚酯纤维及对比例1制得的聚酯纤维分别加工成面料，取60mm*80mm大小的试样，按照《FZ/T 01042-1996纺织材料静电性能静电压半衰期的测定》检测试样的静电电压值及静电压半衰期，结果如表1所示；
将实施例1-7制得的抗菌抗静电聚酯纤维及对比例1制得的聚酯纤维分别加工成面料，剪成5mm*5mm大小的碎片，称取0.75g试样，按照《GBT 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》检测试样的抑菌率，结果如表1所示；
表1性能测试结果
由表1可知，与对比例1相比，实施例1-7的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的静电电压值显著降低，静电压半衰期显著降低，该结果表明，本发明抗菌抗静电聚酯纤维的抗静电性能优异；与对比文件1相比，实施例1-7的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率显著提高，该结果表明，本发明的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料抗菌性能优异。
与实施例1相比，实施例4和实施例5的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的静电电压值分别降低了24.5％左右和30.6％左右，静电压半衰期分别降低29.4％左右和35.3％左右，对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别提高了26.6％左右和27.5％左右，对大肠杆菌的抑菌率分别提高了20.9％左右和23.5％左右，该结果表明，羧酸基甜菜碱能够增加聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂之间的亲和力，促使更多的乙基香草醛和乙氧基化烷基胺偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而进一步提高制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的抗静电性能和抗菌性能。
与实施例1相比，实施例6和实施例7的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的静电电压值分别降低了34.7％左右和36.7％左右，静电压半衰期分别降低27.5％左右和23.5％左右，对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别提高了29.2％左右和30.5％左右，对大肠杆菌的抑菌率分别提高了26.0％左右和26.6％左右，该结果表明，环氧亚麻油能够增加聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂之间的相容性，促使更多的乙基香草醛和乙氧基化烷基胺偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而进一步提高制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的抗静电性能和抗菌性能。
综上，乙基香草醛和乙氧基化烷基胺通过偶联剂偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而赋予制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料以抗静电性能和抗菌性能。羧酸基甜菜碱能够增加聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂之间的亲和力，促使更多的乙基香草醛和乙氧基化烷基胺偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而进一步提高制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的抗静电性能和抗菌性能。环氧亚麻油能够增加聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和钛酸酯偶联剂之间的相容性，促使更多的乙基香草醛和乙氧基化烷基胺偶联到聚间苯二甲酸乙二醇酯上，进而进一步提高制得的抗菌抗静电聚酯纤维加工成的面料的抗静电性能和抗菌性能。综上所述，本发明的抗菌抗静电聚酯纤维抗加工成的面料抗静电性能和抗菌性能优异。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种抗菌抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.混合聚间苯二甲酸乙二醇酯、乙基香草醛、乙氧基化烷基胺和偶联剂，得到混合物；
S2.将所述混合物熔融挤出、熔融纺丝，经喷丝孔喷出后得到初生纤维，随后进行后处理，得到所述抗菌抗静电聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述乙氧基化烷基胺与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.5：100-2：100；
和/或，步骤S1中，所述乙基香草醛与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为7：100-15：100；
和/或，步骤S1中，所述偶联剂采用钛酸酯偶联剂；
和/或，步骤S1中，所述偶联剂与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100-3：100。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合物中还添加有羧酸基甜菜碱；
和/或，步骤S1中，所述混合物中还添加有环氧亚麻油。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述羧酸基甜菜碱与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.8：100-1.3：100。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述环氧亚麻油与聚间苯二甲酸乙二醇酯的质量比为1：100-2：100。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述熔融挤出的温度为270-280℃；
和/或，步骤S2中，所述熔融纺丝的温度为270-280℃；
和/或，步骤S2中，所述后处理包括冷却、上油、卷绕、牵伸和热定型。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，采用风进行冷却；
和/或，步骤S2所述上油过程中，油浴的温度为85-95℃，浴比为15：1-25：1；
和/或，步骤S2中，所述卷绕的速度为4000-4500m/min；
和/或，步骤S2中，所述牵伸的温度为90-100℃；
和/或，步骤S2中，所述牵伸的倍数为1-3倍；
和/或，步骤S2中，所述热定型的温度为100-115℃；
和/或，步骤S2中，所述热定型的时间为2-5min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述风为侧冷风；
和/或，步骤S2中，所述风的风速为0.4-0.7m/s；
和/或，步骤S2中，所述风的温度为15-20℃。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的抗菌抗静电聚酯纤维。
10.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的抗菌抗静电聚酯纤维或如权利要求9所述的抗菌抗静电聚酯纤维在法兰绒面料中的应用。
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