CN116732641A - 一种彩色抗菌复合超细纤维及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于复合纤维制备技术领域，提供了一种彩色抗菌复合超细纤维及制备方法。包括以下步骤：（1）制备色母粒；（2）制备抗菌母粒；（3）将色母粒和抗菌母粒分别连续加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯中，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融，得到熔体A；将干燥后的聚酰胺6熔融，得到熔体B；（4）将步骤（3）获得的熔体A与熔体B经复合喷丝制得初生彩色复合纤维；（5）初生彩色复合纤维经过冷却、上油、卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维；（6）将彩色抗菌预取向复合纤维制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再进行剥离，得到彩色抗菌复合超细纤维。
Description
技术领域
本发明适用于复合纤维制备技术领域，提供了一种彩色抗菌复合超细纤维及制备方法。
背景技术
超细纤维是一种具有高附加值的高技术纤维，其单丝线密度大大低于常规普通纤维，具有良好的柔韧性、抗皱性、耐磨性、膨松性等，手感柔软细腻、光泽柔和，广泛应用于制造仿真丝绸、仿鹿皮、仿桃皮绒、精梳仿毛型织物、高密织物以及合成革底布、高效清洁布料等中高档服装、家具、装饰等用纺织品。但由于超细纤维单丝纤度低，因此普遍存在染色深度差、色牢度低等问题，严重制约了其市场应用。
用传统方法制造的剥离型超细纤维需要再经过染色才能获得彩色的超细纤维，而且染色性能差、对纤维损伤大、耐洗牢度和耐光牢度差，同时会产生大量的三废，环境污染严重，成本高，生产周期长。为了解决这些问题，目前人们大都通过生产海岛型纤维并染色的工艺方法来生产有色超细纤维，但由于海岛纤维中海组分比例在20%左右，需将海组分溶解掉后才能得到超细纤维，不仅原材料损耗比较大，生产成本偏高，而且该方式采用的是后道染整处理工艺，需要使用大量的碱液来溶解纤维中的海组分，会产生大量废水，且废水中存在大量稳定的苯环，回收处理相当困难。
除此之外，市场上用于制备防护用品的纤维材料防护效果较差，只是具有过滤防护作用，往往不具备抑菌抗病毒性能，用其制备的防护用品长时间使用易滋生细菌，造成二次污染，危害使用人员的身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩色抗菌复合超细纤维及制备方法，具备色牢度高、抗菌性能强的优点。
一种彩色抗菌复合超细纤维制备方法，包括以下步骤：
（1）制备色母粒；
（2）制备抗菌母粒；
（3）将色母粒和抗菌母粒分别连续加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯中，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融，得到熔体A；将干燥后的聚酰胺6熔融，得到熔体B；
（4）将步骤（3）获得的熔体A与熔体B经复合喷丝制得初生彩色复合纤维；
（5）初生彩色复合纤维经过冷却、上油、卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维；
（6）将彩色抗菌预取向复合纤维经拉伸假捻变形制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到彩色抗菌复合超细纤维。
进一步的，所述色母粒的制备方法具体为：将颜料、分散剂、基体树脂切片按预定比例混合后捏合，原料捏合后粉碎成颗粒状，熔融后挤出成条，切粒制得色母粒。
进一步的，所述抗菌母粒的制备方法具体为：将抗菌剂、分散剂与基体树脂切片按预定比例混合后捏合，捏合后粉碎成颗粒状，熔融挤出成条，切粒制得抗菌母粒。
进一步的，所述分散剂为聚乙烯蜡、聚甲基丙烯酸乙酯以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯按照预定比例混合制成。
进一步的，步骤（1）中聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔融温度为278~285℃；步骤（2）中所述聚酰胺6的熔融温度为258~270℃。
选择纺丝温度时按照聚酰胺6熔融温度应略低，而聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔融温度略高，使得彩色超细纤维有良好的可纺性和较适宜的剥离性。
进一步的，所述色母粒的原料以重量份计为：颜料8~15份、基体树脂切片10份、分散剂9~12份。
进一步的，所述抗菌母粒的原料以重量份计为：抗菌剂6~8份、基体树脂切片10份、分散剂12份。
进一步的，步骤（1）中制备熔体A的原料以重量份计为：色母粒2~15份、抗菌母粒3份、聚对苯二甲酸乙二醇酯82~95份。
一种彩色抗菌复合超细纤维，由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备而成。
本发明的目的在于提供一种彩色抗菌复合超细纤维及制备方法，其具有以下有益效果：
①本方案省去染整工序的染色步骤，缩短产品的工艺流程，具备工艺简单的优势。
②由于本方案是将颜料颗粒均匀地熔入进了纤维内部，加工处产品色牢度高。
③本方案将抗菌剂通过母粒技术直接分散溶入到纤维内部，使得加工出的产品具备抗菌效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合本发明的实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
S1：色母粒的制备：
色母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、炭黑颜料15份、分散剂12份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡55％、聚甲基丙烯酸乙酯35％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将上述色母粒的原料无先后顺序的投入至高性能混合机中混合后捏合，原料捏合后粉碎成颗粒状，再通过双螺杆挤压机熔融后挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维色母粒。
S2：抗菌母粒的制备：
抗菌母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、无机银系抗菌剂7份、分散剂9份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡60％、聚甲基丙烯酸乙酯30％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将无机银系抗菌剂、分散剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯按上述的质量比加入到高性能混合机，捏合后粉碎成颗粒状，经双螺杆挤压机熔融挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维抗菌母粒。
S3：熔体的制备：
取色母粒15份和抗菌母粒3份进行干燥，干燥标准为含水份小于30PPm，分别经注色机连续加入到82份聚对苯二甲酸乙二醇酯中；采用双螺杆共轭纺丝机，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送到螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为280℃，逐渐升温至285℃，缓慢降温至278℃，得到熔体A；另取15份聚酰胺6干燥，干燥标准为含水小于50PPm，将干燥后的聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为258℃，逐渐升温，最终升温至270℃，得到熔体B。
S4：初生彩色复合纤维的制备：
采用共轭纺丝，将这两种熔体送入复合纺丝箱，经复合喷丝组件制得初生彩色复合纤维。
S5：彩色抗菌预取向复合纤维的制备：
初生彩色复合纤维经过冷却、上油、在高速卷绕机上卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维。
其中，冷却采用空调机组，其风温控制在22℃，风速控制在0.5m/s，由变频器拖动控制风速、风压，保证侧吹风稳定均匀一致性；冷却成型后的物料输送至油剂槽中浸泡上油；上油后的预取向纤维经过一对由变频控制的导丝盘进行均匀拉伸后得以固定成型，然后在卷绕机的拉力作用下，高速进入卷绕系统进行卷绕成型，获得预取向纤维丝。
S6：彩色抗菌复合超细纤维的制备：
将彩色抗菌预取向复合纤维经拉伸假捻变形制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到直径在0.1微米~3微米之间的彩色抗菌复合超细纤维。
实施例2
S1：色母粒的制备：
色母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、浅绿颜料10份、分散剂12份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡55％、聚甲基丙烯酸乙酯35％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将上述色母粒的原料无先后顺序的投入至高性能混合机中混合后捏合，原料捏合后粉碎成颗粒状，再通过双螺杆挤压机熔融后挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维色母粒。
S2：抗菌母粒的制备：
抗菌母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、无机银系抗菌剂8份、分散剂10份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡60％、聚甲基丙烯酸乙酯30％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将无机银系抗菌剂、分散剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯按上述的质量比加入到高性能混合机，捏合后粉碎成颗粒状，经双螺杆挤压机熔融挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维抗菌母粒。
S3：熔体的制备：
取色母粒15份和抗菌母粒3份进行干燥，干燥标准为含水小于30PPm，分别经注色机连续加入到82份聚对苯二甲酸乙二醇酯中，采用双螺杆共轭纺丝机，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送到螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为280℃，逐渐升温至285℃，缓慢降温至278℃，得到熔体A。另取13份聚酰胺6干燥，干燥标准为含水小于50PPm，将干燥后的聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为258℃，逐渐升温，最终升温至270℃，得到熔体B。
S4：初生彩色复合纤维的制备：
采用共轭纺丝，将这两种熔体送入复合纺丝箱，经复合喷丝组件制得初生彩色复合纤维。
S5：彩色抗菌预取向复合纤维的制备：
初生彩色复合纤维经过冷却、上油、在高速卷绕机上卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维。
其中，冷却采用空调机组，其风温控制在22℃，风速控制在0.5m/s，由变频器拖动控制风速、风压，保证侧吹风稳定均匀一致性；冷却成型后的物料输送至油剂槽中浸泡上油；上油后的预取向纤维经过一对由变频控制的导丝盘进行均匀拉伸后得以固定成型，然后在卷绕机的拉力作用下，高速进入卷绕系统进行卷绕成型，获得预取向纤维丝。
S6：彩色抗菌复合超细纤维的制备：
将彩色抗菌预取向复合纤维经拉伸假捻变形制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到直径在0.1微米~3微米之间的彩色抗菌复合超细纤维。
实施例3
S1：色母粒的制备：
色母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、牛仔蓝颜料12份、分散剂12份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡55％、聚甲基丙烯酸乙酯35％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将上述色母粒的原料无先后顺序的投入至高性能混合机中混合后捏合，原料捏合后粉碎成颗粒状，再通过双螺杆挤压机熔融后挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维色母粒。
S2：抗菌母粒的制备：
抗菌母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、无机银系抗菌剂7份、分散剂9份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡60％、聚甲基丙烯酸乙酯30％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将无机银系抗菌剂、分散剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯按上述的质量比加入到高性能混合机，捏合后粉碎成颗粒状，经双螺杆挤压机熔融挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维抗菌母粒。
S3：熔体的制备：
取色母粒10份和抗菌母粒3份进行干燥，干燥标准为含水小于30PPm，分别经注色机连续加入到87份聚对苯二甲酸乙二醇酯中，采用双螺杆共轭纺丝机，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送到螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为280℃，逐渐升温至285℃，缓慢降温至278℃，得到熔体A。另取15份聚酰胺6干燥，干燥标准为含水小于50PPm，将干燥后的聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为258℃，逐渐升温，最终升温至270℃，得到熔体B。
S4：初生彩色复合纤维的制备：
采用共轭纺丝，将这两种熔体送入复合纺丝箱，经复合喷丝组件制得初生彩色复合纤维。
S5：彩色抗菌预取向复合纤维的制备：
初生彩色复合纤维经过冷却、上油、在高速卷绕机上卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维。
其中，冷却采用空调机组，其风温控制在22℃，风速控制在0.5m/s，由变频器拖动控制风速、风压，保证侧吹风稳定均匀一致性；冷却成型后的物料输送至油剂槽中浸泡上油；上油后的预取向纤维经过一对由变频控制的导丝盘进行均匀拉伸后得以固定成型，然后在卷绕机的拉力作用下，高速进入卷绕系统进行卷绕成型，获得预取向纤维丝。
S6：彩色抗菌复合超细纤维的制备：
将彩色抗菌预取向复合纤维经拉伸假捻变形制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到直径在0.1微米~3微米之间的彩色抗菌复合超细纤维。
实施例4
S1：色母粒的制备：
色母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、水绿颜料8份、分散剂9份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡45％、聚甲基丙烯酸乙酯40％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯15％。
将上述色母粒的原料无先后顺序的投入至高性能混合机中混合后捏合，原料捏合后粉碎成颗粒状，再通过双螺杆挤压机熔融后挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维色母粒。
S2：抗菌母粒的制备：
抗菌母粒的原料以重量计包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、无机银系抗菌剂6份、分散剂8份；分散剂的各化学组成以质量百分比计为聚乙烯蜡60％、聚甲基丙烯酸乙酯30％以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯10％。
将无机银系抗菌剂、分散剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯按上述的质量比加入到高性能混合机，捏合后粉碎成颗粒状，经双螺杆挤压机熔融挤出成条，再通过切粒机切粒制得微粉级纤维抗菌母粒。
S3：熔体的制备：
取色母粒8份和抗菌母粒3份进行干燥，干燥标准为含水小于30PPm，分别经注色机连续加入到89份聚对苯二甲酸乙二醇酯中，采用双螺杆共轭纺丝机，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯送到螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为280℃，逐渐升温至285℃，缓慢降温至278℃，得到熔体A。另取14份聚酰胺6干燥，干燥标准为含水小于50PPm，将干燥后的聚酰胺6送到另一支螺杆挤出机中熔融，熔融初始温度为258℃，逐渐升温，最终升温至270℃，得到熔体B。
S4：初生彩色复合纤维的制备：
采用共轭纺丝，将这两种熔体送入复合纺丝箱，经复合喷丝组件制得初生彩色复合纤维。
S5：彩色抗菌预取向复合纤维的制备：
初生彩色复合纤维经过冷却、上油、在高速卷绕机上卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维。
其中，冷却采用空调机组，其风温控制在22℃，风速控制在0.5m/s，由变频器拖动控制风速、风压，保证侧吹风稳定均匀一致性；冷却成型后的物料输送至油剂槽中浸泡上油；上油后的预取向纤维经过一对由变频控制的导丝盘进行均匀拉伸后得以固定成型，然后在卷绕机的拉力作用下，高速进入卷绕系统进行卷绕成型，获得预取向纤维丝。
S6：彩色抗菌复合超细纤维的制备：
将彩色抗菌预取向复合纤维经拉伸假捻变形制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到直径在0.1微米~3微米之间的彩色抗菌复合超细纤维。
物理指标经过广检集团（广州检验检测认证集团有限公司）检测，指标如下表：
从检测结果可以得出，本方案研制的彩色抗菌复合超细纤维，由于颜料颗粒均匀地熔入进了纤维内部，色牢度可达3级，能够保证多次洗涤不掉色，此外，纤度、断裂强度等指标均达到验收标准。
抗菌指标经抗菌性能测试检测标准为ISO20743:2021的检测，指数如下表：
从检测结果看出，本抗菌剂本方案研制的彩色抗菌复合超细纤维对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑制率均达到99%以上，且本方案是通过母粒技术直接分散溶入到纤维内部，耐洗性强，抗菌效果更持久。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备色母粒；
（2）制备抗菌母粒；
（3）将色母粒和抗菌母粒分别连续加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯中，将加有色母粒和抗菌母粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融，得到熔体A；将干燥后的聚酰胺6熔融，得到熔体B；
（4）将步骤（3）获得的熔体A与熔体B经复合喷丝制得初生彩色复合纤维；
（5）初生彩色复合纤维经过冷却、上油、卷绕制成彩色抗菌预取向复合纤维；
（6）将彩色抗菌预取向复合纤维经拉伸假捻变形制成彩色拉伸变形纤维，制成纺织物，再通过碱水解法进行剥离，得到彩色抗菌复合超细纤维。
2.根据权利要求1所述的彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，所述色母粒的制备方法具体为：将颜料、分散剂、基体树脂切片按预定比例混合后捏合，原料捏合后粉碎成颗粒状，熔融后挤出成条，切粒制得色母粒。
3.根据权利要求2彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，所述抗菌母粒的制备方法具体为：将抗菌剂、分散剂与基体树脂切片按预定比例混合后捏合，捏合后粉碎成颗粒状，熔融挤出成条，切粒制得抗菌母粒。
4.根据权利要求3所述的彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡、聚甲基丙烯酸乙酯以及鲸蜡硬脂醇乙基己酸酯按照预定比例混合制成。
5.根据权利要求1所述的彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，步骤（3）中聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔融温度为278~285℃；所述聚酰胺6的熔融温度为258~270℃。
6.根据权利要求2所述的彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，所述色母粒的原料以重量份计为：颜料8~15份、基体树脂切片10份、分散剂9~12份。
7.根据权利要求3所述的彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，所述抗菌母粒的原料以重量份计包括：抗菌剂6~8份、基体树脂切片10份、分散剂12份。
8.根据权利要求1所述的彩色抗菌的复合超细纤维制备方法，其特征在于，步骤（1）中制备熔体A的原料以重量份计为：色母粒2~15份、抗菌母粒3份、聚对苯二甲酸乙二醇酯82~95份。
9.一种彩色抗菌的复合超细纤维，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备而成。
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