CN1936124B - 含银抗菌粘胶纤维及其的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用纳米银为添加剂生产抗菌粘胶纤维的生产方法，所述方向包括：

Description

含银抗菌粘胶纤维及其的制备方法

技术领域

本发明涉及由纤维素浆粕及纳米银胶体溶液生产抗菌纤维，更准确的说，银系抗菌粘胶纤维的制备方法。

技术背景

目前，抗菌纤维多系合成纤维，抗菌剂以有机抗菌剂为主，经过熔融纺丝添加或后期整理而制得。此种纤维虽具有抗菌性，但同时也具有合成纤维不可弥补的缺陷，即：用于服装、卫生材料、床上用品时吸湿性，抗静电性差，经受高温、化学药品、及多次洗涤后抗菌性下降，达不到真正的抗菌目的，同时药剂也会造成一定的过敏反应而影响服用性能；即便使用无机抗菌剂，其中的大部分抗菌剂中含有重金属离子，对人体有较大的危害，银系抗菌剂在抗菌剂中对人体危害较低，且在微量使用时对人体有益，对黄色葡萄球菌、大肠杆菌有很强的杀灭能力。银系抗菌粘胶纤维，在具有抗菌性的同时，也具有粘胶纤维良好的吸、放湿性，手感柔软，穿着舒适，接近天然棉纤。由于目前环境的恶化、地球变暖和大气污染，促使细菌繁殖，各种传染病增加，2003年SARS病毒的流行一度引起全世界的恐慌，和细菌的繁殖速度快及消毒的时效性密切相关，抗菌纤维的开发势在必行，必将倍受青睐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用纳米银为添加剂生产抗菌粘胶纤维，该纤维不仅具有粘胶纤维的特性，还具有较强的抑菌、杀菌、防紫外线功效，且对人体无任何副作用，经受多次水洗、高温、化学药品处理后仍具有较强的抗菌性，抗菌作用持久。

银系抗菌粘胶纤维的方法包括：混粕，制胶，纺丝，集束，切断，精炼，烘干，打包步骤，其特征在于，在制胶过程中或在纺丝过程中，向其中添加纳米银胶体溶液，其中纳米颗粒大小为50-65纳米。利用本发明的方法生产的抗菌粘胶纤维所具有的抗菌作用强、作用持久，干、湿强度高等特性，所述特性作用机理如下：

1.抗菌机理：银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原电势极高，足以使周围空间产生原子氧，原子氧具有强氧化性可以灭菌；银离子可以强烈的吸引细菌体中蛋白酶上的巯基，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，致使细菌死亡。当细菌被银离子杀灭后，银离子又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，周而复始的进行上述过程，这也是银杀菌持久性的原因。增强机理：纳米银胶体溶液使纤维素黄酸酯均匀溶解，提高粘胶可纺性，从而提高纤维强度。

2.所述纳米银胶体溶液的其作用在于：(1).能均匀的将纳米银颗粒分散到粘胶中，同时能使粘胶中的纤维素黄酸酯充分溶解，从而提高纤维强度。(2).能最大程度的抑制银氧化，而阻止纤维在使用中颜色变灰。

所述纳米银胶体溶液包括：平均粒径从50-65纳米的银颗粒，分散剂，如乙氧基脂胺等阳离子表面活性剂，稳定剂，如硼氢化钠或硼氢化钾等还原剂，和水。其中，含银量4g/Kg，分散剂为乙氧基脂胺，浓度为5.6×10^{- 3}mol/L，稳定剂为硼氢化钠或硼氢化钾等强还原性物质，浓度为5×10^-2—8.4×10^-2mol/L，余量为水。

3.将上述各组分按上述比例混合即可制得所述纳米银胶体溶液。

在本发明制备方法中，可以采用干法、湿法黄化制胶，也可以采用混合法制胶。其工艺条件对于本领域普通技术人员来说可以通过常规的技术手段获得，无论采用干法黄化还是采用湿法黄化，黄化前浸渍、压榨、粉碎、老成是不可缺少的工艺步骤。这对于本领域普通技术人员来说也是公知的。

其中优选的浸渍工艺条件为：碱浓220—240g/L，温度40—60℃，时间30—70分钟。

压榨后碱纤指标为：甲纤含量27—32％，总碱含量16—18％。

老成工艺条件为：温度20—60℃，时间40—130分钟。

特别需要指出的是，以上工艺条件是可以调整的，例如提高老成温度可以缩短老成时间等。这对于本领域普通技术人员来说也是公知的。这些改变也应包括在本发明的范围内。

采用湿法黄化生产时，其工艺条件为：黄化时间70—120分钟，二硫化碳加入28-45％(对甲纤量)，黄化温度18-33℃。

采用干法黄化生产时，其工艺条件为：二硫化碳加入28—40％(对甲纤量)，黄化时间40—60分钟，黄化温度30—45℃。

当然，无论采用何种黄化工艺，黄化后对粘胶进行溶解、混合、过滤、脱泡，这对于本领域普通技术人员是公知的。例如粘胶可以在脱泡前混合，也可以在脱泡后混合。这些改变也应包括在本发明的范围内。

制胶后，进行纺丝、集束、切断、精练、烘干等过程。其具体工艺条件为：1.纺丝：喷丝孔径：根据纤维纤度调整，浸长：400—500mm

2.酸浴：硫酸90—140g/L，硫酸纳280—350g/L，硫酸锌8.5—22g/L，温度：40—65℃

3.集束：塑化浴温度95—98℃，含酸量10—25g/L，牵伸1.9—2.2倍。

4.精练：①水洗：一水洗温度：常温，二水洗温度40—60℃，三水洗温度40—60℃。

②脱硫：温度60—80℃，浓度2—25g/L。

③漂白：温度15—40℃，浓度0.03—0.45g/L。

④酸洗：温度20—50℃，浓度0.8—6g/L。

⑤油浴温度：常温，油剂浓度3—10g/L。

⑥精炼时间：10-15分钟。

5.烘干：前区70—100℃，中区100—120℃，后区60—70℃，时间10—20分钟。

以上工艺在生产中是可以调整改变的，例如，脱硫剂可以单独采用氢氧化钠、硫化钠、或亚硫酸钠，也可以两种成分混合使用，这对于本领域普通技术人员是公知的，无须做出创造性劳动，这些调整也应包括在本发明的范围内。

加入纳米银胶体溶液抗菌剂后纺丝粘胶指标如下：甲纤7.5—10.5％总碱4.5—6.5％粘度20—50秒熟成度7—12ml(10％氯化铵值)。

实施例

下面将结合具体实施方案对本发明进行更为详细的描述，应当指出的是，在此列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定，本发明有所附权利要求书及其等同物的范围所限定.以下实施例中抑菌值、杀菌值的检测方法根据JIS L1902—2002规定，所用菌种为金黄色葡萄球菌，抑菌值>2.0说明有抑菌效果，杀菌值>0说明有杀菌效果。其中所述的百分数均为重量百分数。

实施例一

(1)浸渍：浸渍温度45℃，碱液浓度225g/L，浸渍时间70分钟。

(2)压榨：甲纤含量26％，氢氧化钠含量14.5％。

(3)老成：温度55℃。

(4)黄化：二硫化碳用量36％初温32℃终温40℃时间150分钟

(5)溶解：甲纤含量8.5％氢氧化钠含量5.3％。

(6)纺丝：酸浴组成：硫酸125g/L硫酸钠330g/L硫酸锌10.5g/L温度51℃。

(7)纳米银颗粒添加量：0.6％‰(以甲纤量为基准)。颗粒大小：55纳米。

(8)成品质量：抑菌值：3.57     杀菌值：1.38

干断裂强度：2.26CN/dtex       湿断裂强度：1.34CN/dtex

干断裂伸长率：24.2％          干强变异系数：12.87％

回潮率：12.01％

实施例二

(1)浸渍：浸渍温度50℃，碱液浓度235g/L，浸渍时间60分钟。

(2)压榨：甲纤含量27％，氢氧化钠含量15％。

(3)老成：温度50℃。

(4)黄化：二硫化碳用量38％，初温35℃，终温42℃，时间45分钟。

(5)溶解：甲纤含量9.00％氢氧化钠含量5.70％。

(6)纺丝：酸浴组成：硫酸130g/L，硫酸钠335g/L，硫酸锌11g/L，温度50℃。

(7)纳米银颗粒添加量：2‰(以甲纤量为基准)。颗粒大小：60纳米。

(8)成品质量：抑菌值：3.68   杀菌值：1.57

干断裂强度：2.35CN/dtex     湿断裂强度：1.41CN/dtex

干断裂伸长率：23.5％        干强变异系数：11.5％

回潮率12.35％

实施例三

(1)浸渍：浸渍温度55℃，碱液浓度235g/L，浸渍时间60分钟。

(2)压榨：甲纤含量28％，氢氧化钠含量15.5％。

(3)老成：温度45℃

(4)黄化：二硫化碳用量40％，初温35℃，终温40℃，时间40分钟。

(5)溶解：甲纤含量9.5％氢氧化钠含量6.0％。

(6)纺丝：酸浴组成：硫酸135g/L，硫酸钠340g/L，硫酸锌11.5g/L，温度49℃。

(7)纳米银颗粒添加量：4‰(以甲纤量为基准)。颗粒大小：60纳米。

(8)成品质量：抑菌值：3.85    杀菌值：1.73

干断裂强度：2.41CN/dtex      湿断裂强度：1.43CN/dtex

干断裂伸长率：24.2％         干强变异系数：13.17％

回潮率：12.38％

实施例四

(1)浸渍：浸渍温度45℃，碱液浓度225g/L，浸渍时间70分钟。

(2)压榨：甲纤含量29％，氢氧化钠含量16.5％。

(3)老成：温度55℃。

(4)黄化：予碱化时间40分钟，二硫化碳用量36％，初温18℃，终温27℃，黄化时间120分钟。

(5)溶解：甲纤含量8.5％氢氧化钠含量5.3％。

(6)纺丝：酸浴组成：硫酸125g/L，硫酸钠330g/L，硫酸锌10.g/L，温度51℃。

(7)纳米银颗粒添加量：1.5‰(以甲纤量为基准)。颗粒大小：55纳米。

(8)成品质量：抑菌值：4.01     杀菌值：2.03

干断裂强度：2.38CN/dtex       湿断裂强度：1.40CN/dtex

干断裂伸长率：24.3％          干强变异系数：11.23％

回潮率12.01％

实施例五

(1)浸渍：浸渍温度50℃，碱液浓度235g/L，浸渍时间60分钟。

(2)压榨：甲纤含量30％，氢氧化钠含量17％。

(3)老成：温度50℃。

(4)黄化：予碱化时间45分钟，二硫化碳用量39％，初温20℃，终温29℃，时间90分钟。

(5)溶解：甲纤含量9.0％氢氧化钠含量5.7％。

(6)纺丝：酸浴组成：硫酸130g/L，硫酸钠335g/L，硫酸锌11g/L，温度50℃。

(7)纳米银颗粒添加量：3.5‰(以甲纤量为基准)。颗粒大小：55纳米。

(8)成品质量：抑菌值：4.24     杀菌值：2.26

干断裂强度：2.43CN/dtex       湿断裂强度：1.44CN/dtex

干断裂伸长率：24.2％          干强变异系数：12.52％

回潮率：12.04％

实施例六

(1)浸渍：浸渍温度55℃，碱液浓度240g/L，浸渍时间50分钟。

(2)压榨：甲纤含量31％，氢氧化钠含量17.5％。

(3)老成：温度45℃

(4)黄化：予碱化时间50分钟，二硫化碳用量41％，初温22℃，终温32℃，时间100分钟。

(5)溶解：甲纤含量9.5％氢氧化钠含量6.0％

(6)纺丝：酸浴组成：硫酸135g/L，硫酸钠340g/L，硫酸锌11.5g/L，温度49℃。

(7)纳米银颗粒添加量：5.5‰(以甲纤量为基准)。颗粒大小：60纳米。

(8)成品质量：抑菌值：4.40      杀菌值：2.54

干断裂强度：2.39CN/dtex        湿断裂强度：1.38CN/dtex

干断裂伸长率：23.6％           干强变异系数：12.41％

回潮率：12.％。

Claims (8)

1.一种制备含银抗菌粘胶纤维的方法，包括：混粕，制胶，纺丝，集束，切断，精炼，烘干，打包步骤，其特征在于，在制胶过程中，向其中添加纳米银胶体溶液，其中纳米颗粒大小为50-65纳米，但不包括50纳米；

所述含银纳米抗菌粘胶纤维的菌值≥2.58杀菌值≥1.03，干断裂强度≥2.10CN/dtex 湿断裂强度≥1.20CN/dtex，干断裂伸长率≥16％，所述含银纳米抗菌粘胶纤维中的纳米银颗粒添加量为0.2-6‰。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用湿法黄化，其条件为：二硫化碳加入量以甲纤量计为28-45％，温度18-33℃，时间70-120分钟。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用干法黄化，其条件为：二硫化碳加入量以甲纤量计为28-40％，温度30-45℃，时间40-60分钟

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：采用棉、木、麻及草类纤维素浆粕制胶。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：纺丝时采用如下酸浴条件：硫酸：90-140g/L硫酸钠：280-350g/L硫酸锌：8.5-22g/L 温度：40-65℃

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入抗菌剂后纺丝粘胶指标如下：甲纤7.5-10.5％总碱4.5-6.5％粘度20-50秒熟成度以10％氯化铵值计为7-12ml。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用如下精练条件：水洗温度40-60℃脱硫浴温度60-80℃脱硫浴浓度2-25g/L 漂白浴温度15-40℃，漂白浴浓度0.03-0.45g/L，酸洗浴温度20-50℃，酸洗浴浓度0.8-6g/L，上油温度：常温，油剂浓度3-10g/L，精炼时间为10-15分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述纳米银胶体溶液包括：平均粒径从50-65纳米，不包括50纳米的银颗粒，分散剂，稳定剂，和水。