專利名稱：一種抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維領(lǐng)域，尤其涉及一種抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維、及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
滌綸(PET)纖維因其成本低、性能優(yōu)良、用途廣泛，日益受到人們重視。從1953年美國人開始生產(chǎn)滌綸，到2002年，全世界滌綸纖維總產(chǎn)量為1882.5萬噸，其中長絲1071.9萬噸。滌綸已成為運(yùn)用最為廣泛的纖維。近幾年人們對PET纖維提出了許多改性方法使織造織物及服裝更具有穿著的舒適性和衛(wèi)生性。但長期以來PET纖維不能實(shí)現(xiàn)多種功能性共存，限制了織物品種的多樣化。近年來，有關(guān)PET纖維異形化導(dǎo)濕和抗菌性能的提高的研究已分別有了突破性的進(jìn)展，但如何將這兩項(xiàng)功能有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)纖維異形化導(dǎo)濕與高效抗菌的統(tǒng)一，盡管已引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，但迄今未見有任何的報(bào)道。
通常解決滌綸纖維導(dǎo)濕的途徑有以下幾種一種是通過共聚(包括接枝和嵌段共聚)、共混、表面涂層等方法內(nèi)引入親水性基團(tuán)；另一種是改變纖維截面形狀(三葉型、十字、王字、中空等)減少單絲特?cái)?shù)以及使纖維內(nèi)部具有微孔形結(jié)構(gòu)，其目的是改變滌綸光滑完整的表面結(jié)構(gòu)，利用微孔毛細(xì)吸水原理，增大比表面積。實(shí)際應(yīng)用中，除單獨(dú)使用這兩類方法外，還有將此兩種方法相結(jié)合并用的趨勢。同時(shí)在織造工藝方面各種織法的不同對于織物導(dǎo)濕能力也有很大的影響。在此基礎(chǔ)上發(fā)展細(xì)旦化纖維也可以明顯提高纖維導(dǎo)濕能力。如何將這些工藝合理結(jié)合，在控制工藝復(fù)雜程度和成本的基礎(chǔ)上最大限度提高導(dǎo)濕能力，無論冷、熱，都能給人以舒適的感覺，已提到了議事日程。
當(dāng)前滌綸抗菌纖維改性方法可以歸納為以下四個(gè)方面。一是采用化學(xué)技術(shù)，將抗菌基團(tuán)接枝到纖維表面的反應(yīng)基上。對于不具備反應(yīng)基的物質(zhì)，要引入反應(yīng)基，使纖維具備化學(xué)改性的條件。二是采用物理改性技術(shù)，使抗菌劑滲入纖維表層較深部位。比如，開發(fā)表面粗糙的微孔化的纖維，在后整理時(shí)有利于抗菌劑滲入纖維表層以下。還可以在紡絲過程中把抗菌劑摻加到紡絲油劑之內(nèi)，抗菌劑在纖維的冷凝收縮和牽伸收縮時(shí)能包容在表層以下的部位。三是把抗菌劑與滌綸切片共混后紡出纖維，這是開發(fā)抗菌纖維的主要的手段。一般講，滌綸多采用無機(jī)抗菌劑用熔融紡絲法，有機(jī)抗菌劑則多用在后處理方面。最后，也即方法四是復(fù)合紡絲技術(shù)。對于芯鞘纖維，抗菌劑可以只摻加到鞘層中，這不僅節(jié)省原料，而且有利于保持纖維的基本性能。對于并列纖維，摻有抗菌劑的聚合物可以作為并列的一個(gè)成分。如以下文獻(xiàn)報(bào)道的技術(shù)1.戴晉明，張蕊萍；抗菌材料在紡織品中的應(yīng)用；化纖與紡織技術(shù)，2005年3月，第1期；P31-34；2.李燕飛，安玉山；抗菌劑和抗菌織物加工方法及展望；山東紡織科技，2003年第6期；P45-48；3.紀(jì)旭，熊金鈺；抗菌劑研究進(jìn)展；實(shí)用藥物與臨床2005年第8卷第1期；P45-474.師利芬，張一心；抗菌纖維及其最新研究進(jìn)展；紡織科技進(jìn)展2005年第1期；P4-6；5.石宏亮；利用納米技術(shù)開發(fā)抗菌纖維的探討；產(chǎn)業(yè)用紡織品；2001年第6期；P13-15；6.虞振飛，劉吉平；納米無機(jī)抗菌劑的分類與抗菌機(jī)理研究；中國個(gè)體防護(hù)裝備，2004年第3期；P10-13；7.盧滇楠周軒榕邢曉東王曉工劉錚；表面接枝季銨鹽型聚合物的纖維素纖維--滅菌機(jī)理研究；高分子學(xué)報(bào)，2004年01期；以上文獻(xiàn)報(bào)道基本上僅限于單方面的對纖維進(jìn)行導(dǎo)濕或者抗菌的改性，不能解決如何將兩者有機(jī)結(jié)合的整個(gè)工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維及其制備方法和應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明通過設(shè)計(jì)共混、紡絲-牽伸工藝控制改性抗菌粉體在異形PET纖維內(nèi)部的抗菌有效成分分散相尺寸達(dá)到納米級，從而在一定的添加比例下，提高了抗菌粉體的作用面，進(jìn)而有效的提高了PET纖維的抗菌性，并通過使用特殊孔型的噴絲板紡絲提高了纖維的異形度、孔隙率、導(dǎo)濕性能同時(shí)保持纖維剛性及其它物理機(jī)械性能。有效的實(shí)現(xiàn)了滌綸纖維抗菌性與異形導(dǎo)濕性的有機(jī)統(tǒng)一。
本發(fā)明的技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的一種抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維，其特征在于，所述纖維由0.5～3份(重量)改性抗菌添加劑，和99.5～97份(重量)滌綸成纖樹脂組成。
所述的改性抗菌添加劑為一種以氧化鋯(ZrO2)為載體，負(fù)載有Ag離子的抗菌粉體，并含有P2O5，由上海大學(xué)提供，牌號為CYK-302，組分的重量比為Ag∶P2O5∶ZrO2＝0.05～0.1∶1～1.05∶1～1.05；所述的滌綸成纖樹脂為商業(yè)化的滌綸成纖樹脂，可選用浙江大普化纖集團(tuán)制備的PET成纖樹脂，分子量為20000；本發(fā)明的制備方法包括如下步驟按重量比將改性抗菌添加劑和滌綸成纖樹脂經(jīng)過雙螺桿共混，共混溫度250～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速100～200rpm、擠出、切粒制備出抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維專用樹脂切片；將上述切片經(jīng)異形紡絲板紡絲-牽伸兩步法制備出具有抗菌導(dǎo)濕異形特征的滌綸纖維。
紡絲條件紡絲溫度270～300℃，紡絲速度700～1200m/min；牽伸條件熱盤溫度75～85℃，熱板溫度150～160℃，牽伸倍數(shù)3～4倍。
異形紡絲板由上海銥鈉噴絲板有限公司制作。
采用上述方法制備的抗菌導(dǎo)濕纖維，纖度＜3.0dtex，強(qiáng)度＞3.4cN/dtex，1％伸長時(shí)模量可達(dá)95.33cN/dtex；改性抗菌粉體載體平均分尺寸750nm，抗菌率高于90％，灰份＞94.7％；纖維異形度為37.4％，纖維間孔隙率可達(dá)40.9％。導(dǎo)濕率較普通纖度滌綸提高10％以上30分鐘爬高＞8.0cm；15分鐘快干率超過99％。
采用上述方法制備的抗菌導(dǎo)濕纖維可應(yīng)用于制備醫(yī)用抗菌服、舒適抗菌內(nèi)衣內(nèi)褲、導(dǎo)濕抗菌襪、寢室用品等服用領(lǐng)域、裝飾領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1原料配比
制備步驟按重量比將改性抗菌粉體1份、PET成纖樹脂99份，經(jīng)上?；C(jī)械四廠SQ-2型塑料造粒機(jī)共混(共混溫度260℃，螺桿轉(zhuǎn)速，100rpm)、擠出、切粒制備出抗菌導(dǎo)濕纖維專用樹脂切片。
將上述切片經(jīng)異形噴絲板紡絲——牽伸兩步法制備出具有抗菌納米尺度分散的高導(dǎo)濕PET異形纖維。紡絲條件紡絲板(上海銥鈉噴絲板有限公司PRB100-36孔-+字形0.8mm孔徑)，日本ABE公司復(fù)合紡絲機(jī)，紡絲溫度280℃，紡絲速度800m/min，噴絲孔數(shù)為36孔。牽伸條件德國Barmag牽伸機(jī)，熱盤溫度75～85℃，熱板溫度150～160℃，牽伸倍數(shù)3.5倍。
采用上述方法制備的抗菌導(dǎo)濕纖維，采用文獻(xiàn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，結(jié)果如下纖度＜3.0dtex，強(qiáng)度可高達(dá)3.4cN/dtex，1％伸長時(shí)模量可達(dá)95.33cN/dtex((依據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T14343-2003；FZ/T50002-1991)；改性抗菌Ag離子載體在PET基體中平均分散相尺寸＜400nm，抗菌Ag離子＜100nm(電子顯微分析)。纖維異形度為37.4％，纖維間孔隙率可達(dá)40.9％(化學(xué)纖維異形度試驗(yàn)方法FZ/T50002-1991)，導(dǎo)濕率較普通纖度滌綸提高10％以上(依據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)JISL1096-19906.26.1.A)；30分鐘爬高＞8.0cm(根據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法ZB W 04019-90)；15分鐘快干率超過99％(根據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)JISL1096-19906.25.1A)。
實(shí)施例2原料配比
制備步驟按重量比將改性抗菌粉體1.5份、PET成纖樹脂98.5份，經(jīng)上海化工機(jī)械四廠SQ-2型塑料造粒機(jī)共混(共混溫度260℃，螺桿轉(zhuǎn)速，100rpm)、擠出、切粒制備出抗菌導(dǎo)濕纖維專用樹脂切片。
將上述切片經(jīng)異形噴絲板紡絲——牽伸兩步法制備出具有抗菌納米尺度分散的高導(dǎo)濕PET異形纖維。紡絲條件紡絲板(上海銥鈉噴絲板有限公司PRB100-36孔-+字形0.8mm孔徑)日本ABE公司復(fù)合紡絲機(jī)，紡絲溫度283℃，紡絲速度1000m/min，噴絲孔數(shù)為48孔。牽伸條件德國Barmag牽伸機(jī)，熱盤溫度78～88℃，熱板溫度150～170℃，牽伸倍數(shù)3.5倍。
采用上述方法制備的抗菌導(dǎo)濕纖維，采用文獻(xiàn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，結(jié)果如下纖度＜2.4dtex，強(qiáng)度可高達(dá)3.56cN/dtex，1％伸長時(shí)模量可達(dá)105.33cN/dtex(依據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T14343-2003；FZ/T50002-1991)；改性抗菌Ag離子載體在PET基體中平均分散相尺寸＜400nm，抗菌Ag離子＜100nm(電子顯微分析)。纖維異形度為28.4％，纖維間孔隙率可達(dá)35.4％，(化學(xué)纖維異形度試驗(yàn)方法FZ/T 50002-1991)導(dǎo)濕率較普通纖度滌綸提高10％以上(依據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)JISL1096-19906.26.1.A)30分鐘爬高＞7.8cm(根據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法ZB W 04019-90)；15分鐘快干率超過99％(根據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)JISL1096-19906.25.1A)。
實(shí)施例3原料配比
制備步驟按重量比將改性抗菌粉體0.8份、PET成纖樹脂99.2份，經(jīng)上?；C(jī)械四廠SQ-2型塑料造粒機(jī)共混(共混溫度260℃，螺桿轉(zhuǎn)速，100rpm)、擠出、切粒制備出抗菌導(dǎo)濕纖維專用樹脂切片。
將上述切片經(jīng)異形噴絲板紡絲——牽伸兩步法制備出具有抗菌納米尺度分散的高導(dǎo)濕PET異形纖維。紡絲條件紡絲板(上海銥鈉噴絲板有限公司PRB100-36孔-+字形0.8mm孔徑)日本ABE公司復(fù)合紡絲機(jī)，紡絲溫度279℃，紡絲速度900m/min，噴絲孔數(shù)為36孔。牽伸條件德國Barmag牽伸機(jī)，熱盤溫度75～85℃，熱板溫度150～160℃，牽伸倍數(shù)3.3倍。
采用上述方法制備的抗菌導(dǎo)濕纖維，采用文獻(xiàn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，結(jié)果如下纖度＜3.2dtex，強(qiáng)度可高達(dá)3.2cN/dtex，1％伸長時(shí)模量可達(dá)94.33cN/dtex((依據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T14343-2003；FZ/T50002-1991)；改性抗菌Ag離子載體在PET基體中平均分散相尺寸＜400nm，抗菌Ag離子＜100nm(電子顯微分析)。纖維異形度為34.4％，纖維間孔隙率可達(dá)37％(化學(xué)纖維異形度試驗(yàn)方法FZ/T50002-1991)，導(dǎo)濕率較普通纖度滌綸提高10％以上(依據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)JISL1096-19906.26.1.A)；30分鐘爬高＞7.5cm(根據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法ZB W 04019-90)；15分鐘快干率超過99％(根據(jù)中華人民共和國紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)JISL1096-19906.25.1A)。
權(quán)利要求
1.一種抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維，其特征在于，所述纖維由0.5～3份(重量)改性抗菌添加劑和99.5～97份(重量)滌綸成纖樹脂組成；所述的改性抗菌添加劑為一種以氧化鋯為載體，負(fù)載有Ag離子的抗菌粉體，并含有P2O5，組分的重量比為Ag∶P2O5∶ZrO2＝0.05～0.1∶1～1.05∶1～1.05。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于，所述纖維的纖度為3.0～1.3dtex，纖維異形度為為20～37.4％，纖維間孔隙率為35.4～40.9％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將改性抗菌添加劑與滌綸成纖樹脂共混，用常規(guī)的擠出、切粒方法制得樹脂切片；(2)將上述切片經(jīng)常規(guī)的異形紡絲板，由紡絲、牽伸兩步驟制得目標(biāo)產(chǎn)品；共混溫度為250～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100～200rpm，紡絲條件為紡絲溫度270～300℃，紡絲速度700～1200m/min；所述的牽伸條件為熱盤溫度75～85℃，熱板溫度150～160℃，牽伸倍數(shù)3～4倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述改性抗菌添加劑的量為0.5～3份(重量)，滌綸成纖樹脂的量為99.5～97份(重量)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維的應(yīng)用，其特征在于，用于制備醫(yī)用抗菌服、舒適抗菌內(nèi)衣內(nèi)褲、導(dǎo)濕抗菌襪或?qū)嬍矣闷贰?br>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明公開的抗菌導(dǎo)濕滌綸纖維，由0.5～3份(重量)改性抗菌添加劑和99.5～97份(重量)滌綸成纖樹脂組成；所述的纖維的纖度＜3.0dtex，強(qiáng)度＞3.4cN/dtex，1％伸長時(shí)模量可達(dá)95.33cN/dtex；抗菌率高于90％，灰份＞94.7％；纖維異形度為37.4％，纖維間孔隙率可達(dá)40.9％。導(dǎo)濕率較普通纖度滌綸提高10％以上30分鐘爬高＞8.0cm；15分鐘快干率超過99％；該抗菌導(dǎo)濕纖維可應(yīng)用于制備醫(yī)用抗菌服、舒適抗菌內(nèi)衣內(nèi)褲、導(dǎo)濕抗菌襪、寢室用品等服用領(lǐng)域、裝飾領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號D01F1/10GK1710157SQ200510027688
公開日2005年12月21日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者張瑜, 陳彥模, 許云生, 劉峻, 張彥, 陳龍 申請人:東華大學(xué), 上海依福瑞實(shí)業(yè)有限公司