CN116555943A - 一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法 - Google Patents

一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法，包含如下步骤：a)通过共混来提供一种抗菌聚烯烃弹性体材料，其包含至少一种苯乙烯嵌段共聚物A，和至少一种丙烯基聚合物B，以及至少一种抗菌剂C；b)对所述抗菌聚烯烃弹性体材料使用适合于聚合物熔融共混的设备将混合物熔融共混后重新造粒从而得到各组分充分混合后的抗菌聚烯烃弹性体混合物；c)对所述抗菌聚烯烃弹性体混合物进行熔融纺丝从而得到所述抗菌聚烯烃弹性纤维；所述苯乙烯嵌段共聚物A的含量在10‑90重量％之间，丙烯基聚和物B以及抗菌剂C的总含量在90‑10重量％之间，其中抗菌剂C的含量在0.01‑5.0重量％之间。

Description

一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法；以及一种使用所述制造方法制成的抗菌聚烯烃弹性纤维；以及所述弹性纤维在各类抗菌纺织面料领域中的应用。
背景技术
随着经济发展，人们对生活品质的要求也水涨船高。功能性的纺织面料和服装也越来越受到市场的青睐。其中，具有抗菌功能的面料或服装因其直接关系到人们的健康与安全，更是受到人们的重视。
具有抗菌功能的面料制作主要有二种方法。一种是将含有抗菌剂的浆料采用上浆或浸轧工艺，经烘干/交联后将含有抗菌剂的浆料固化在面料表面，经此处理后的面料因此而具有抗菌功能。CN201410850951.8提供了一种办法，将载银膨润土、无水乙醇和偶联剂制成混合剂，涂刷至粘胶纤维表面而制成有效的抗菌纤维。此方法工艺简单，操作方便，可以产生抗菌效果。但缺点是抗菌剂仅附属在纤维/面料的表面，容易受到洗涤和环境的影响而逐渐丧失抗菌功能，难以保持长效抗菌效果。
制作抗菌面料的第二种方法是在构成面料组份的纤维生产过程中，在生产纤维的原料中预先加入抗菌剂而制成抗菌纤维。这样抗菌剂就均匀分布在抗菌纤维本体内而免受外部环境变化的影响，其结果是抗菌剂不易流失，用此类抗菌纤维制成的面料就具有了长效的抗菌功能。目前，抗菌纤维的概念和实践不仅在常规纤维中得到了运用，而且也延伸到了弹性纤维领域，如抗菌聚氨酯弹性纤维(简称“氨纶”，包括干法氨纶、湿法氨纶以及熔纺氨纶)。由于氨纶通常在纺织面料中仅占3-30％的含量，采用抗菌氨纶和常规纤维的组合而生产的面料就可能具有实际抗菌功能的抗菌面料，与采用普通氨纶与抗菌主纤维来制成具有抗菌功能的抗菌面料相比，应用范围、抗菌效益都有了很大的提升与扩展。
通常抗菌剂主要有三种类型：有机型，无机型和天然型。经专利文献捜索，这三种类型的抗菌剂在抗菌氨纶发明专利或专利申请中都得到了运用。CN201910167745.X发明的有机型抗菌剂是一种特殊结构的支化季铵盐，制备成包埋抗菌粒子或其它功能助剂的复合材料，均匀分散到聚氨酯原液中，经干法纺丝后形成抗菌氨纶弹性纤维。CN201911048432.9发明所采用的有机型抗菌剂是聚环氧氯丙烷季铵盐化学接技改性海泡石。就天然型抗菌剂来说，CN201911374857.9发明的抗菌干法氨纶，则是在纺丝原液中添加了复合精油，山梨醇，薄荷醇和阴离子表面活性剂的绿色抗菌剂。无机型抗菌剂尤其是纳米级银离子在抗菌氨纶的发明中采用较多。CN201210078915.5发明的抗菌干法氨纶采用的抗菌剂为纳米银离子。CN200810123776.7发明所采用的抗菌剂为纳米级二氧化硅，将其与热塑性聚氨酯粉料均匀混合后，经过单螺杆挤压机→在线交联→喷丝板→拉丝卷绕成抗菌熔纺氨纶。CN201710710568.6发明与CN200810123776.7基本类似，只是将抗菌更有効的纳米级银粉取代了纳米级二氧化硅。CN201510117354.9发明的是皮芯结构抗菌熔纺氨纶，其芯部为热塑性聚氨脂，而皮层中含有银离子化合物。此构思可节省银离子化合物的成本，但纺丝工艺成本较高。
聚烯烃弹性纤维是一种新型弹性纤维，由陶氏化学(Dow Chemicals)率先在2002年成功开发。该弹性纤维具有耐氯漂、耐强酸强碱、抗紫外线降解，弹性柔和，可低温定型等诸多性能优点。后续20多年里又经过其他公司不断研发与改进完善。但是，令人惊讶的是到目前为止市场上仍没有一款具有抗菌功能的聚烯烃弹性纤维，令人遗憾。本专利申请的目的就是要开发一种新型的具有抗菌功能的聚烯烃弹性纤维，填补这一空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法，这一发明的直接结果是提供了一种具有抗菌功能的新型聚烯烃弹性纤维。该纤维具有优良的抗菌性能，与常规纤维一起使用制作纺织面料时，只需添加10％以上的用量，即可使所制成的纺织面料具有抗菌性能。
本发明涉及一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法，包含如下步骤：
a)通过共混来提供一种抗菌聚烯烃弹性体材料，其包含至少一种苯乙烯嵌段共聚物A，和至少一种丙烯基聚合物B，以及至少一种抗菌剂C；
b)对所述抗菌聚烯烃弹性体材料使用适合于聚合物熔融共混的设备将混合物熔融共混后重新造粒从而得到各组分充分混合后的抗菌聚烯烃弹性体混合物；
c)对所述抗菌聚烯烃弹性体混合物进行熔融纺丝从而得到所述抗菌聚烯烃弹性纤维。
其中，所述苯乙烯嵌段共聚物A的苯乙烯/橡胶比例在5:95-30:70之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在0.1-50g/10min之间。所述丙烯基聚合物B是丙烯单体单元含量为70重量％以上的含丙烯基聚合物，其密度在0.855-0.910g/cm3之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在1.0-50g/10min之间。基于100重量％的上述聚烯烃弹性体混合物，所述苯乙烯嵌段共聚物A的含量在10-90重量％之间，丙烯基聚和物B以及抗菌剂C的总含量在90-10重量％之间，其中抗菌剂C的含量在0.01-5.0重量％之间。
在本发明的制造方法中,所述苯乙烯嵌段共聚物A可以是下述几类聚合物中的一种或者其中几种的混合物：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯(SIBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)等。
在本发明的制造方法中,所述抗菌剂C可以是下述几类金属离子或其化合物中的一种或者其中几种的混合物:银离子或其化合物、锌离子或其化合物、铜离子或其化合物，也可以是含有所述金属离子或其化合物的一种或者几种混合物的预制抗菌母粒。所述的抗菌母粒是以聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃弹性体为基础载体并含有上述抗菌剂的预制母粒。抗菌母粒中还可以含有适量的相容剂、分散剂、润滑剂、抗紫外线和抗氧化等助剂等。当釆用预制抗菌母粒方案时，苯乙烯嵌段共聚物A和丙烯基聚和物B的含量应该相应地进行调整。
在本发明的制造方法中，所述抗菌聚烯烃弹性体混合物可包含塑料加工助剂(PPA)诸如含氟添加剂或硅油母粒，优先采用含氟添加剂。
本发明的抗菌聚烯烃弹性体混合物中可以视需要进一步包含各种常规的聚合物加工添加剂，例如：抗氧化剂、UV稳定剂、除酸剂、抗静电剂、润滑剂、成核剂、相容剂、脱模剂、澄清剂、填料、着色剂、吸水剂等。基于抗菌聚烯烃弹性体混合物的重量，所述添加剂的含量为0.001-10重量％、优选至多5.0重量％、更优选至多3.5重量％。
当添加了上述聚合物加工添加剂后，所述苯乙烯嵌段共聚物A，丙烯基聚和物B和抗菌剂C的含量比例应该相应地进行调整。
所述[0008]步骤到[0017]步骤中任一种制造方法制成的抗菌聚烯烃弹性纤维可以是长丝、粗细节丝、变形丝或异形纤维，纤度为10旦-1000旦。
本发明所述的抗菌聚烯烃弹性纤维具有优良的抗菌性能，与常规纤维一起使用制作纺织面料时，如果添加10％以上所述的抗菌聚烯烃弹性纤维，即可使所制成的纺织面料具有一定的抗菌性能。
此外，本发明还涉及使用所述抗菌聚烯烃弹性纤维与其它纤维或纱线一起制成的具有抗菌功能的混纺纱或者复合纱线(例如：包芯纱、包覆纱或者包缠纱等)，所述其它纤维或纱线包括合成纤维、天然纤维及类纤维类材料等。
本发明还涉及使用所述抗菌聚烯烃弹性纤维直接加入或以混纺纱、复合纱线形式运用到纺织织物制作中去，所制成抗菌弹性纺织品，以及在抗菌纺织品的应用。
具体实施方式
在下文中将对本发明进行详细说明。
本发明中所述的“抗菌聚烯烃弹性纤维”是指采用含抗菌剂的聚烯烃弹性体或以聚烯烃弹性体为主的弹性体混合物，经熔融纺丝所制成的具有抗菌功能的聚烯烃弹性纤维。
本发明中所述的“聚烯烃弹性体”材料可包含下列四种类型的聚烯烃弹性体之一或者几种类型的聚烯烃弹性体的混合物或者改性混合物：
1)乙烯基的聚烯烃弹性体，主要包括乙烯-丙烯，乙烯-丁烯、乙烯-戊烯、乙烯-己烯、乙烯-庚烯、乙烯-辛烯、乙烯-壬烯、乙烯-癸烯以及上述聚烯烃弹性体的同系异构体等共聚物之一或其中几种的混合物，市售产品如一些乙烯基POE产品(一般为乙烯-辛烯共聚物)，通常其熔点小于100℃。
2)丙烯基的聚烯烃弹性体，丙烯基的聚烯烃弹性体包括丙烯-丁烯、丙烯-戊烯、丙烯-己烯、丙烯-庚烯、丙烯-辛烯、丙烯-壬烯、丙烯-癸烯以及上述聚烯烃弹性体的同系异构体等共聚物之一或其中几种的混合物，通常其熔点小于或接近100℃。
3)聚烯烃嵌段共聚物,或乙烯/α-烯烃共聚物，是上述[0025]1)传统乙烯基聚烯烃弹性体的改进型，其耐热/耐磨/回弹性都有所改善，其熔点在120℃左右。
4)聚苯乙烯类嵌段共聚物，聚苯乙烯类嵌段共聚物是一种特殊的聚烯烃弹性体(它本质上属于碳氢化合物，仅包含“C-C”和“C-H”健，因此可列入)。它具备硬质的聚苯乙烯末端嵌段和柔软的橡胶中间嵌段的两相结构,回弹性好，但因聚苯乙烯段的玻璃化温度在95℃左右，苯乙烯类嵌段共聚物的使用温度在60-80℃之间。
本发明中的术语“苯乙烯嵌段共聚物”是指一种独特的热塑性聚烯烃弹性体材料。它具备硬质的聚苯乙烯末端嵌段(即“PS硬链段”，以下简称“硬链段”)和柔软的橡胶中间嵌段(即“橡胶段”或“软链段”，以下简称“软链段”)的两相结构。聚苯乙烯末端嵌段(硬链段)聚集构成物理接枝点/交联点，无需硫化即可将聚合物大分子相对固定，从而提供良好的强度；而橡胶中间嵌段(软链段)提供弹性性能。依据氢化程度的不同，苯乙烯嵌段共聚物可分成不饱和苯乙烯嵌段共聚物(USBS)，例如SIS,SBS；部分饱和苯乙烯嵌段共聚物，例如SIBS；全氢化苯乙烯嵌段共聚物(HSBC)，例如SEBS、SEEBS、SEPS、SEEPS等。
本发明中的术语“抗菌聚烯烃弹性体混合物”是指含至少一种苯乙烯嵌段共聚物A，至少一种丙烯基聚合物B，以及至少一种抗菌母粒C，在添加了适当的塑料加工助剂后经过混合、熔融搅拌、造粒后所制成的混合物颗粒。
本发明中的术语“嵌段共聚物”是指由两种或多种链段相互镶嵌而形成的嵌段共聚物产物，即两种或多种单体单元在共聚体主链上成段存在。
本发明中的术语“聚合物”是指通过聚合一种或多种单体而制备成的聚合化合物。这里所用的通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”等。聚合物一般在一个反应器或聚合反应容器中制备，但是也可以使用多个反应器或聚合反应容器制备。
本发明中的术语“共聚物”又称为共聚体，是指由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。术语“共聚物”包括术语“无规共聚物”、“交替共聚物”、“嵌段共聚物”、“接枝共聚物”、“二元共聚物”、和“三元共聚物”等。
本发明中的术语“无规共聚物”是指二种或多种单体在生成的共聚物主链上呈不规则排列的聚合物，例如÷÷÷÷M1M1M2M2M2M1M2M1M2M2M1÷÷÷÷。
本发明中的术语“丙烯基聚合物”是指含有丙烯基的聚合物。依据丙烯基的含量不同可能是“均聚物”也可能是“共聚物”，也可能视生产工艺的不同进一步包含各种聚合物加工添加剂或其加工反应的残留物，例如：催化剂、抗氧化剂、UV稳定剂、除酸剂、抗静电剂、润滑剂、成核剂、相容剂、脱模剂、澄清剂、填料、着色剂、吸水剂等。
本发明中的术语“熔融指数”是指MFR(英文：Melt Flow Rate,“MFR”，或MeltIndex,“MI”，中文亦称：“熔体流动速率”或者“熔体流动指数”，本发明中统一简称“熔融指数”)，是指聚合物熔体在规定温度和负荷(压力)作用下，10分钟通过标准口模的质量(g)，单位为g/10min。
本发明涉及一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法，包含如下步骤：
a)通过共混来提供一种抗菌聚烯烃弹性体材料，其包含至少一种苯乙烯嵌段共聚物A，和至少一种丙烯基聚合物B，以及至少一种抗菌剂C；
b)对所述抗菌聚烯烃弹性体材料使用适合于聚合物熔融共混的设备将混合物熔融共混后重新造粒从而得到各组分充分混合后的抗菌聚烯烃弹性体混合物；
c)对所述抗菌聚烯烃弹性体混合物进行熔融纺丝从而得到所述抗菌聚烯烃弹性纤维。
其中，所述苯乙烯嵌段共聚物A的苯乙烯/橡胶比例在5:95-30:70之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在0.1-50g/10min之间。所述丙烯基聚合物B是丙烯单体单元含量为70重量％以上的含丙烯基聚合物，其密度在0.855-0.910g/cm3之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在1.0-50g/10min之间。基于100重量％的上述聚烯烃弹性体混合物，所述苯乙烯嵌段共聚物A的含量在10-90重量％之间，丙烯基聚和物B以及抗菌剂C的总含量在90-10重量％之间，其中抗菌剂C的含量在0.01-5.0重量％之间。
苯乙烯嵌段共聚物A
所述苯乙烯嵌段共聚物A可以是任一市售商品或根据现有技术进行制备的苯乙烯嵌段共聚物，只要其苯乙烯/橡胶比例在5:95-30:70之间，熔融指数(230℃/2.16kg)范围在0.5-30g/10min之间。
在本发明的制造方法中，所述苯乙烯嵌段共聚物A可以是下述几类聚合物中的一种或者其中几种的混合物：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯(SIBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)等。
丙烯基聚合物B
所述丙烯基聚合物B是丙烯单体单元含量为70重量％以上的含丙烯基聚合物，其密度在0.855-0.910g/cm3之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在1.0-50g/10min之间。
当所述丙烯基聚合物B的丙烯单体单元含量为90质量％以上时，所述丙烯聚合物B是丙烯均聚物，并且可使用市售商品或根据现有技术进行制备。
当所述丙烯基聚合物B是丙烯单体单元含量为70-90重量％的丙烯共聚物时，除了丙烯基之外，所述丙烯共聚物还可以包含乙烯和/或至少一种C4-C20烯烃。所述C4-C20烯烃单体的非限制性例子包括：α-烯烃单体，例如，1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、其支链异构体、苯乙烯、α-甲基苯乙烯及它们的混合物。所述C4-C20烯烃单体及聚合条件可视需要进行选择，只要能够满足丙烯基聚合物B的密度范围在0.855-0.910g/cm3之间，熔融指数(230℃/2.16kg)范围在1.0-50g/10min之间，优选熔融指数范围在2.0-30g/10min之间，更优选熔融指数范围在5.0-25g/10min之间。
所述丙烯基聚合物B可以是丙烯单体含量一致的一种丙烯基均聚物也可以是几种不同丙烯基单体含量的均聚物与共聚物的混合物，所述的丙烯基均聚物和/或共聚物的丙烯基单体含量均在70％以上。
抗菌剂C
所述抗菌剂C可以是下述几类金属离子或其化合物中的一种或者其中几种的混合物:银离子或其化合物、锌离子或其化合物、铜离子或其化合物，也可以是含有所述金属离子或其化合物的一种或者几种混合物的预制抗菌母粒。所述的抗菌母粒是以聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃弹性体为基础载体并含有上述抗菌剂的预制母粒。抗菌母粒中还可以含有适量的相容剂、分散剂、润滑剂、抗紫外线和抗氧化等助剂等。
在本发明的制造方法中，所述抗菌聚烯烃弹性体混合物可包含塑料加工助剂(PPA)诸如含氟添加剂或者硅油母粒，优先采用含氟添加剂。
PPA助剂是由含氟高分子聚合物为基础结构的聚合物加工助剂，PPA助剂广泛应用于聚乙烯(包括LLDPE，mLLDPE，MDPE，HDPE，HMW-HDPE,LDPE,VLDPE等),乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯(PS)，尼龙PA，聚酯PET，以及PC，ABS等工程塑料的加工。PPA助剂在工程塑料加工中的主要作用包括：
1)降低表观粘度、挤出机压力和挤出温度；
2)减少甚至消除熔体破裂现象和模口积料现象；
3)减少熔体与螺杆之间的粘性、提升螺杆的清洁能力；
4)减少挤出过程中的接枝凝胶和氧化凝胶；
5)提供优异的耐高温加工性能；
6)使最终产品具有更佳的表面光洁度和外观、不易断裂。
在本实施例中使用PPA助剂的主要作用是改善树脂的加工性能、降低熔体压力、改善熔体流动性、降低加工扭矩能耗、增加产品挤出质量，提高产效、提高产品表面光泽度，减少挤出过程中的氧化凝胶，同时也减少了喷丝口积料、降低纺丝断裂情况，而且降低了熔体对于纺丝管路的粘性，提升纺丝设备的使用寿命。
本发明的抗菌聚烯烃弹性体混合物中可以视需要进一步包含各种常规的添加剂，例如：抗氧化剂、UV稳定剂、除酸剂、抗静电剂、润滑剂、成核剂、相容剂、脱模剂、澄清剂、填料、着色剂、吸水剂等。基于聚烯烃弹性体混合物的重量，所述添加剂的含量为0.001-10重量％、优选至多5.0重量％、更优选至多3.5重量％。
当添加了上述聚合物加工添加剂后，所述苯乙烯嵌段共聚物A，丙烯基聚和物B和抗菌剂C的含量比例也应该相应地进行调整。
可以将上述所选的添加剂添加到抗菌聚烯烃弹性体混合物中。通常所选的添加剂在造粒挤出过程之前预先与混合物搅拌均匀，或在造粒挤出过程中通过单独的失重式喂料机或螺杆喂料机按重量比、与混合物分别加入到造粒机的进料口中。
对于所述本发明制造方法[0009]步骤a)中的混合，可使用常规的立式颗粒混料机、卧式混料机、双锥混合机、槽型混合机等。为了获得更均匀的混合效果，可以在初次混合后，通过[0010]步骤b)使用常规的捏合或混合设备，例如班伯里混合机、双辊橡胶辊炼机、Buss共捏合机、或双螺杆挤出机等进行二次混合、或使用橡胶间隙混合机(Rubber BatchMixer)叠加螺杆挤出造粒机进行二次混合造粒，由此获得混合均匀的颗粒原料。需要注意的是，抗菌聚烯烃弹性体混合物的各主要组分必须在混合造粒前必须确保其充分干燥。
在所述本发明制造方法[0011]步骤c)中，可以将步骤b)中所获得的抗菌聚烯烃弹性体混合物之颗粒原料直接使用熔融纺丝法来进行纺丝，亦即：将抗菌聚烯烃弹性体混合物之颗粒原料在单螺杆挤压机中熔融、经过密封加热的管道输入纺丝箱体、然后通过喷丝泵将熔体压入喷丝头、熔体从喷丝头流出形成细丝、细丝经冷凝形成纤维、然后再用纺丝卷绕头受丝卷取成丝饼等过程。
本发明中可使用适合的熔融纺设备或类似的设备来进行纺丝，通常的纺丝速度为400-1000米/分钟，纺丝温度可视需要由本领域技术人员根据常识进行调整。
本发明中所述抗菌聚烯烃弹性体混合物可制成纤度为10旦-1000旦的纤维。当将本发明抗菌聚烯烃弹性体混合物制成纤度大于140旦的纤维(在本发明中，纤度大于140旦的纤维亦称为粗纤)时，在纺丝卷绕过程中，可能需要使用水冷来代替空气冷却，以防止纤维粘结在导丝辊上。
本发明中的术语“旦”全称“旦尼尔”、英文Denier简写“D”，是指9000米长的纤维或纱线在公定回潮率时重量的克数，其可通过公式：D＝(G/L)×9000(式中：G为纤维或纱线在公定回潮率时的重量(克)，L为纤维或纱线的长度(米))来进行计算。克重越大，亦即旦数越高，表明纤维或纱线越粗。
本发明中的术语“tex”是指特克斯，英文TEX，简称特，是指1000米长的纤维或纱线在公定回潮率下重量的克数，其可通过公式：tex＝(G/L)x1000(其中：G为纤维或纱线在公定回潮率时的重量(克)，L为纤维或纱线的长度(米))来计算。克重越大，亦即特数越高，表明纱线越粗。
本发明中的术语“dtex”是指分特，是指10000米长的纤维或纱线在公定回潮率下重量的克数。其可通过公式：dtex＝(G/L)x10000(其中：G为纤维或纱线在公定回潮率时的重量(克)，L为纤维或纱线的长度(米))来计算。克重越大，亦即分特数越高，表明纱线越粗。
根据上述定义可知，D与tex、dtex可互相换算，1tex＝1/10dtex＝1/9D。
本发明所述的抗菌聚烯烃弹性体混合物可视需要进行纺丝从而形成长丝、粗细节丝、变形丝、或异形纤维，或者与其它共聚物形成复合纤维。
本发明中术语“单丝”是指用单孔喷丝头纺制而成的一根连续单纤维。
本发明所述的抗菌聚烯烃弹性体混合物可视需要进行纺丝从而形成长丝、粗细节丝、变形丝、或异形纤维，或者与其它共聚物共纺形成抗菌复合纤维。
本发明中术语“长丝”是指长度以千米计的纤维，可分为：单丝、复丝、帘线丝。
本发明中术语“复丝”是指由二根或二根以上单纤维组和而成的复合丝条。
本发明中术语“粗细节丝”是指在纺丝过程中通过技术手段或特殊附加设备成形不均匀粗细、交替出现粗节和细节部分，以达到特殊使用要求的丝或纱。
本发明中术语“变形丝”是指通过技术手段或特殊附加设备对纤维进行变形加工处理后的丝或纱。
本发明中术语“异形纤维”是指经一定几何形状(非圆形)喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。
本发明中术语“复合纤维”是指截面上存在两种或两种以上不相混合、性能有差异的聚和物，截面可分为并列型、皮芯型、裂离型、海岛型等。
本发明还涉及使用本发明所述的抗菌弹性纤维与其它纤维或纱线一起制成的具有抗菌功能的混纺纱或者复合纱线，例如包芯纱、包覆纱或者包缠纱等，所述“其它纤维”包括合成纤维和天然纤维。
本发明中的术语“混纺纱”是指由两种或两种以上纤维组成的混纺纱线，例如涤/棉混纺纱、毛/涤混纺纱、毛/腈混纺纱、涤/粘/腈混纺纱、真丝/棉纱交捻纱等。
本发明中的术语“天然纤维”包括例如各种羊毛、兔毛、驼毛或其它动物毛发、蚕丝、棉花、麻或其它植物纤维以及石棉纤维等。
本发明中的术语“复合纱线”是指由两种或两种以上纤维、按一定的规律组合的纱线。优选的复合纱线包括：使用本发明所述的抗菌弹性纤维长丝与其它纤维一起制成包芯纱、包覆纱或者包缠纱。
本发明中的术语“包芯纱”是指由以强力或者弹性较好的合成纤维长丝为芯丝，外包棉、毛、粘胶纤维等纺织用短纤维一起加捻而纺制成的复合纱线。本发明所述的包芯纱具体由其它纺织用短纤维通过纺织业内所熟知的包芯纺纱设备包覆于本发明所述的抗菌弹性纤维长丝上形成的包芯纱。适用于本发明中的“纺织用短纤维”包括但不限于下列三类：
一)棉纤维、类棉纤维的天然纤维以及切断为38mm左右长度的化学纤维，纺织业内称为“棉型短纤维”。
二)羊毛、驼毛、兔毛、羊绒、类羊毛动物纤维以及切断为70到85mm左右长度的化学纤维，纺织业内称为“毛型短纤维”。
三)切断为55mm左右长度的化学纤维，纺织业内称为“中长型短纤维”。
本发明所述术语“包覆纱”是指以强力或者弹性较好的合成纤维长丝为芯丝，通过空气打结方式包覆住芯丝而制成的复合纱线。本发明所述的包覆纱具体由其它复合长丝纤维通过纺织业内所熟知的空包纺纱设备包覆于本发明所述的抗菌弹性纤维长丝上形成的包覆纱。适合于上所述的包覆纱的外包“复合长纤维”包括但不限于：尼龙长丝、涤纶长丝、黏胶长丝、腈纶长丝、天丝长丝、丙纶长丝等各类化纤长丝，优选使用尼龙长丝、涤纶长丝、黏胶长丝、腈纶长丝等生产相应的包覆纱。
本发明所述术语“包缠纱”是指以强力或者弹性较好的合成纤维长丝为芯丝，采用其他复合长纤维或者纱线通过围绕芯丝包缠的方式包缠住芯丝而制成的复合纱线。本发明所述的包缠纱具体由其它复合长丝纤维或者纱线通过纺织业内所熟知的包缠纺纱设备包缠于本发明所述的抗菌弹性纤维长丝上形成的包缠纱。适合于上所述包缠纱的外包“复合长纤维或者纱线”包括但不限于：尼龙长丝、涤纶长丝、黏胶长丝、腈纶长丝、天丝长丝、丙纶长丝等各类化纤长丝已及各类棉纱、涤棉纱、棉腈纶、涤纶纱、棉粘纱、棉锦纱、锦粘纱等各类纱线，优选使用尼龙长丝、涤纶长丝、黏胶长丝、腈纶长丝、棉纱、涤棉纱、棉腈纱等生产相应的包缠纱。
采用上述成纱方法制得的复合纱线产品具有抗菌功能的特点，并可根据需要获得特殊的外观效果。
根据本发明的制造方法所制备的抗菌聚烯烃弹性纤维长丝以及包含根据本发明的制造方法所制备的抗菌聚烯烃弹性纤维的复合纱线(即上述的包芯纱、包覆纱、包缠纱等复合纱线)可用于抗菌纬编弹性针织面料、抗菌经编弹性针织面料、抗菌弹性梭织面料等的制作，在纺织领域中具有非常广泛的用途。
实施例
本发明将通过以下实施例进行详细说明。
将如表1所示的各组分预先充分干燥后分别添加到搅拌预混合机中，再根据需要添加适当的塑料加工助剂后进行预混合，然后分别输送到双螺杆挤出机中进行熔融混合后再造粒烘干，从而为每个实施例生产20到50公斤所述的聚烯烃弹性体混合物颗粒，并分别标记实施例的编号以区分不同实施例进行后续试样及测试。
如上所述的抗菌聚烯烃弹性体混合物中主要添加的添加剂包括：PPA、抗氧化剂、UV稳定剂、抗静电剂、润滑剂、成核剂、相容剂、脱模剂、填料、吸水剂等。基于抗菌聚烯烃弹性体混合物的重量，所述添加剂的总重量百分比在0.8％-3.5％之间。
根据GB/T3682-2000《热塑性塑料熔体流动速率和熔体体积流动速率的测定》，在260℃和2.16kg负载条件下测定所获得的抗菌聚烯烃弹性体混合物颗粒的熔体流动速率。结果如表1所示。
表1比较例和实施例的主要原料组成和含量(重量％)及熔体熔融指数：
注1)中国台橡(南通)实业有限公司产品，SEBS-6014，熔融指数(230℃/2.16kg)MFR：5.0g/10min，苯乙烯含量16.5％-19.5％，密度：0.91g/cm3。
注2)中石化燕山石化公司产品，PP-3804，熔融指数(230℃/2.16kg)MFR：20g/10min，密度：0.91g/cm3，熔点：165℃。
抗菌母粒，励志新材料科技(赣州)有限公司产品，聚丙烯基纳米银抗菌母粒。
注3)美国3M公司产品，PPA-5924，含氟高分子聚合物助剂。
为了更准确地模拟实际纺丝时的聚烯烃弹性体混合物熔体流动速率，选择260℃/2.16kg作为测试条件来测量所述聚烯烃弹性体混合物的熔融指数MFR。
将比较例和实施例中所获得的聚烯烃弹性体混合物造粒后的试验样品分别在25mm单螺杆单头熔融纺丝机上进行纺丝，喷丝板的孔径是1.0mm，纺丝速度设定为450m/min，纤维的纤度为111dtex(约100旦)。实施例和比较例中，螺杆挤出机的温度区设定为：220℃-235℃-245℃-255℃-265℃，而纺丝头(包括喷丝板)的温度设定为265℃，熔融纺丝的具体工艺条件按照本行业技术人员的经验进行相应的调整。
所获得的各纤维样品在YG008E型纤维强伸测试仪(温州际高检测仪器有限公司)上进行了如下测定。
纤维的断裂强度和伸长率
根据FZ/T 50006-1994(2007)《氨纶丝断裂强度和断裂伸长率试验方法》进行测定。根据如下设定试验设备：样品夹持距离：50mm；拉伸速度：500mm/min；试验压力感应器测量范围：0-1000cN。每个样品进行3次有效试验，3次试验所获得数据的平均数为所测定样品的测定结果。结果如表2所示。
纤维的定伸长(300％)弹性回复率
根据FZ/T 50006-1994(2007)《氨纶丝断裂强度和断裂伸长率试验方法》进行测定。根据如下设定试验设备：样品夹持距离：50mm；拉伸速度500mm/min。在拉伸应变300％时，第1次拉伸后停留30秒；第2次拉伸时取有张力值那一刻的纤维长度为拉伸回复后长度(L2)。通过下式进行计算：
拉伸300％后的弹性回复率：Er＝((L1-L2)/(L1-L0))x100％
式中，L1为拉伸300％后的纤维长度，此处为200mm；L2为拉伸回复后长度,L0为纤维拉伸前夹持长度，此处为50mm。3次试验所获得数据的平均数为所测定样品的测定结果。结果如表2所示。
表2比较例和实施例机械性能测试结果：
从如表2所示结果可知，实施例弹性纤维样品的断裂强度、断裂伸长率以及300％伸长弹性回复率和比较例1的弹性纤维样品都不错、均处于合理范围之内。
抗菌性能测试
根据国标FZ/T 73023-2006《抗菌针织品》抗菌织物测试方法：振荡法，对实施例所得聚烯烃弹性纤维样品进行抗菌性能测试，测试结果表明本发明实施例所得之抗菌聚烯烃弹性纤维经过20次标准洗涤(AA级的抗菌标准)之后对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌效率都达到了99％以上，达到AA级的抗菌标准，说明该抗菌弹性纤维具有良好的广谱抗菌性能。
综上所述，本发明所述的一种新型抗菌聚烯烃弹性纤维采用所述的原料混合配方、加工方法、特种添加剂等综合手段，所揭示的抗菌聚烯烃弹性纤维，具有良好的广谱抗菌性能，是一种实用的、具有很大市场潜力的创新产品。
本发明所举例说明的实施例只是为了更清晰的阐述本发明的主旨，并不限制本发明所指明的创新技术及实现路径。对于本领域的专业技术人员而言，在不背离本发明所阐述的技术路径或基本特征的情况下，能够以更多的具体形式实现本发明所指明的创新技术及实现路径。因此，无论从哪方面来看，均应将本发明中阐述的实施例看作是示范性的、非限制性的，本发明所保护的范围由所附权利要求书所限定，在不脱离本发明的原理和技术路径的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求书及其等同物限定。
结论
本发明的目的在于提供一种新型抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法。这一发明的直接结果是提供了一种新型的抗菌聚烯烃类弹性纤维，该纤维显示了良好的广谱抗菌性能，可用于制作各类抗菌复合纱线或者纺织面料，用途非常广泛。
产业应用前景
本发明提供了一种新型抗菌聚烯烃类弹性纤维的制造方法。该纤维具有良好的广谱抗菌性能。根据本发明的制造方法所制备的新型抗菌聚烯烃弹性纤维可用于制作各类抗菌复合纱线或者纺织面料，用途非常广泛，市场前景广阔。

Claims (6)

1.本发明涉及一种抗菌聚烯烃弹性纤维及其制造方法，包含如下步骤：
a)通过共混来提供一种抗菌聚烯烃弹性体材料，其包含至少一种苯乙烯嵌段共聚物A，和至少一种丙烯基聚合物B，以及至少一种抗菌剂C；
b)对所述抗菌聚烯烃弹性体材料使用适合于聚合物熔融共混的设备将混合物熔融共混后重新造粒从而得到各组分充分混合后的抗菌聚烯烃弹性体混合物；
c)对所述抗菌聚烯烃弹性体混合物进行熔融纺丝从而得到所述抗菌聚烯烃弹性纤维。
其中，所述苯乙烯嵌段共聚物A的苯乙烯/橡胶比例在5:95-30:70之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在0.1-50g/10min之间。所述丙烯基聚合物B是丙烯单体单元含量为70重量％以上的含丙烯基聚合物，其密度在0.855-0.910g/cm3之间，熔融指数(230℃/2.16kg)在1.0-50g/10min之间。基于100重量％的上述聚烯烃弹性体混合物，所述苯乙烯嵌段共聚物A的含量在10-90重量％之间，丙烯基聚和物B以及抗菌剂C的总含量在90-10重量％之间，其中抗菌剂C的含量在0.01-5.0重量％之间。
2.如权利要求1所述的制造方法中，所述苯乙烯嵌段共聚物A可以是下述几类聚合物中的一种或者其中几种的混合物：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯(SIBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)等。
3.如权利要求1所述的制造方法中，所述抗菌剂C可以是下述几类金属离子或其化合物中的一种或者其中几种的混合物:银离子或其化合物、锌离子或其化合物、铜离子或其化合物，也可以是含有所述金属离子或其化合物的一种或者几种混合物的预制抗菌母粒。所述的抗菌母粒是以聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃弹性体为基础载体并含有上述抗菌剂的预制母粒。抗菌母粒中还可以含有适量的相容剂、分散剂、润滑剂、抗紫外线和抗氧化等助剂等。当釆用预制抗菌母粒方案时，苯乙烯嵌段共聚物A和丙烯基聚和物B的含量应该相应地进行调整。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的制造方法所制成的抗菌聚烯烃弹性纤维，所述抗菌聚烯烃弹性纤维可以是长丝、粗细节丝、变形丝或异形纤维，纤度为10旦-1000旦。
5.一种使用如权利要求1-4中所述的抗菌聚烯烃弹性纤维用于与其它纤维或纱线一起制成的抗菌混纺纱或者抗菌复合纱线，所述其它纤维或纱线包括合成纤维、天然纤维等。
6.一种使用如权利要求1-4中所述的抗菌聚烯烃弹性纤维，所述抗菌聚烯烃弹性纤维直接加入或以混纺纱、复合纱线形式所制成的抗菌弹性纺织品面料。
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