多功能納米安全高效抑菌纖維制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有多種保健功能的纖維。為解決已有技術(shù)中功能性纖維功能單一、抑菌效率低及抑菌壽命短的問(wèn)題特提出本方案。它是將具有高效的人體能夠接受的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射功能、高效負(fù)離子發(fā)射功能及高效抑菌功能的納米級(jí)無(wú)機(jī)鹽熔于紡絲熔體中進(jìn)行紡絲。用絮狀二氧化硅作為植入床解決大比例Ａｇ↑［＋］的加入問(wèn)題，達(dá)到高效抑菌的效果。無(wú)機(jī)鹽粒子采用合適的硅烷基偶聯(lián)劑為表面活性劑，促進(jìn)與熔體的界面反應(yīng)，減少與高聚物熔融的包角。同時(shí)，采用高分子物作為熔體分散劑，使其更加合理均勻分散在熔體中。將處理過(guò)的無(wú)機(jī)鹽加在少量載體中制成母粒。再摻入熔體中進(jìn)行紡絲。不但增加分散性可順利紡絲，而且還可少批量多品種的開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)的需要。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種具有多種保健功能性的纖維，特別是涉及能釋放負(fù)離子、發(fā)射遠(yuǎn)紅外及具有抑菌效果的纖維的制備方法。
技術(shù)介紹
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及人民生活水平的提高，紡織行業(yè)的技術(shù)也在日新月異地進(jìn)步，繼差別化纖維之后，近年來(lái)市場(chǎng)上合成纖維又涌現(xiàn)出了多功能性的纖維。出現(xiàn)較多的有遠(yuǎn)紅外線發(fā)射纖維、負(fù)離子發(fā)射纖維、紫外線阻斷纖維、抑菌纖維等多種單功能纖維。伴隨人們生活的改善，健康意識(shí)不斷增強(qiáng)，加之多種功能性纖維的出現(xiàn)，使得人們?cè)谝轮喜辉僦皇潜Ｅ驼隗w，而是期望著具有多功能性。于是，具有保健功能的纖維產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的青睞。以功能性纖維為原料織造的織物深受市場(chǎng)的歡迎。隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)功能纖維織物體會(huì)到了其相應(yīng)的弱點(diǎn)，如纖維功能單一，即一種纖維，一個(gè)功能；抑菌纖維抑菌效率低下，特別是對(duì)人體個(gè)別部位產(chǎn)生的真菌難以抑制。另外，有些功能是以浸漬和涂附的方式賦予纖維織物，經(jīng)過(guò)多次水洗，功能就會(huì)消失，持久性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決如上功能纖維功能性單一、纖維抑菌效果低下、纖維功能缺乏持久的問(wèn)題特提出本方案——多功能納米安全高效抑菌纖維。按如上構(gòu)思本方案提出的多功能納米安全高效抑菌纖維，其特征是它的工藝過(guò)程如下①制備多功能高效抑菌母粒(1)取高效抑菌劑Ag+6.5％、二氧化鈦93.5％，再加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入硅烷基偶聯(lián)劑占以上物質(zhì)重量的3％，在140～160℃下除水處理4～6小時(shí)，在140～160℃及4000rpm混和；(2)取高效遠(yuǎn)紅外發(fā)射劑納米級(jí)氧化鋯45％、二氧化鈦55％，再加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入硅烷基偶聯(lián)劑占以上物質(zhì)重量的3％，在140～160℃下除水處理4～6小時(shí)，在140～160℃及4000rpm下混和；(3)取高強(qiáng)負(fù)離子發(fā)射劑納米級(jí)電氣石粉體75％、二氧化鈦25％，再加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入硅烷基偶聯(lián)劑占以上物質(zhì)重量的3％，在130～140℃下除水處理3～4小時(shí)，在130～140℃及4000rpm下混和； (4)將前面三部分產(chǎn)物按1∶1∶0.75高速攪拌混合活化，在140℃±5℃及4000rpm下攪拌20分鐘；(5)加入耐氧劑PKB中B215在4000rpm下攪拌5分鐘；(6)在低速500rpm下加入高聚物載體切片，加入PP或PET或PA，加入比例為高聚物∶混劑＝72.5∶27.5，溫度在載體軟化點(diǎn)以上并低于熔點(diǎn)40～50℃，在高速4000rpm下攪拌20分鐘；(7)加入有機(jī)分散劑高分子聚乙烯，加入量為切片量的5％，高速攪拌5～7分鐘，再轉(zhuǎn)入低速200rpm攪拌；(8)在室溫下冷卻至28℃，盡量減少與空氣接觸的時(shí)間；(9)在雙螺桿擠壓機(jī)上擠壓成條，溫度在250℃左右；(10)在30℃的水中水浴冷卻；(11)用風(fēng)刀式吹干機(jī)吹干；(12)切粒并篩選出多功能高效抑菌母粒。②多功能納米高效抑菌纖維紡絲過(guò)程(1)聚合物干切片加入母粒，紡PA-6絲須用氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入紡絲擠壓機(jī)，溫度較常規(guī)纖維紡絲溫度低8～10℃；(2)經(jīng)熔體過(guò)濾器，到紡絲箱體，箱體溫度低于常規(guī)纖維用的5～8℃；(3)在紡絲組件上調(diào)整紡絲，阻件處熔體壓力應(yīng)較常規(guī)纖維紡絲為低；(4)紡絲冷卻，風(fēng)速、風(fēng)壓較常規(guī)纖維低，風(fēng)溫略高；(5)初纖維第一道加油加水，油水略高于常規(guī)紡；(6)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初纖維第二道加油加水，油水略高于常規(guī)紡；(7)紡出多功能予取向纖維、多功能取向纖維或多功能全欠伸纖維；(8)采取內(nèi)欠伸假捻加熱加彈方法將POY原絲加工成DTY加彈絲，再加油加水3～3.5％；(9)得出產(chǎn)品DTY即多功能納米安全高效抑菌彈力纖維。采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①纖維的功能性是通過(guò)把具有功能的無(wú)機(jī)鹽加入來(lái)獲得。為了解決功能纖維功能性單一的問(wèn)題，本方案加入了三種功能無(wú)機(jī)鹽，使纖維具有多種功能性，這三種無(wú)機(jī)鹽分別是a負(fù)離子發(fā)射劑b高效抑菌劑c遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑，由于這三種無(wú)機(jī)鹽同時(shí)加入纖維之中，使纖維同時(shí)具有殺菌抑菌作用以及對(duì)人體有益的遠(yuǎn)紅外線和負(fù)離子發(fā)射功能的作用；②一般的抑菌纖維只對(duì)陰性菌如大腸桿菌、陽(yáng)性菌如金色葡萄球菌有抑制作用，而對(duì)真菌如白色念球菌缺乏抑菌作用。本方案使用高含量的Ag+抑菌劑含量在6.5％，這樣就使本方案的纖維對(duì)白色念球菌的抑制作用可達(dá)到99％以上；③將上述三種無(wú)機(jī)鹽溶于紡絲熔體之中進(jìn)行紡絲，使纖維中的無(wú)機(jī)鹽不會(huì)失掉其功能，從而使纖維功能持久不變；④本方案充分體現(xiàn)出織物的保健功能，具有多功能、安全、高效抑菌特性。其抑菌率高達(dá)95％以上，遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射率為85％以上，負(fù)離子發(fā)射率在7000個(gè)/cm3以上(見(jiàn)檢測(cè)報(bào)告)。三種功能無(wú)機(jī)鹽組合，均以納米級(jí)粉體組成，并且通過(guò)工藝解決各組分在高聚物中的分散性，避免了紡絲熔體中的熔膠粒子產(chǎn)生。這樣不但充分顯示了小尺寸、大比表面積的活化特性，又能使各功能的作用發(fā)揮更加充分，經(jīng)熔融紡絲可順利進(jìn)行。附圖說(shuō)明圖1是本方案多功能納米高效抑菌母粒制作工藝過(guò)程流程圖。圖2是本方案多功能納米高效抑菌纖維紡絲工藝過(guò)程流程圖。具體實(shí)施例方式●本方案的纖維加入的三種功能無(wú)機(jī)鹽配方組合①遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑納米級(jí)氧化鋯45％、二氧化鈦55％，硅烷基偶聯(lián)劑(占以上物質(zhì)重量的3％)；②負(fù)離子發(fā)射劑納米級(jí)電氣石粉體75％、二氧化鈦25％，硅烷基偶聯(lián)劑(占以上物質(zhì)重量的3％)；③高效抑菌劑Ag+6.5％、二氧化鈦93.5％，硅烷基偶聯(lián)劑(占以上物質(zhì)重量的3％)；④耐氧劑PKB中B215(瑞士商品牌號(hào))；⑤有機(jī)分散劑高分子聚乙烯。●本方案改進(jìn)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)在于①為了達(dá)到纖維具有多功能，本方案經(jīng)過(guò)研究將高效遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑、高效負(fù)離子發(fā)射劑和高效抑菌劑，按其在纖維中的比例分別為2％、2％、1.5％，加入紡絲熔體中進(jìn)行紡絲，目的是將含量多的無(wú)機(jī)鹽能夠充分的與紡絲熔體相容；選擇了合適的硅烷基偶聯(lián)劑作為無(wú)機(jī)鹽的粒子表面處理劑，促使無(wú)機(jī)鹽與高分子進(jìn)行界面反應(yīng)；功能無(wú)機(jī)鹽在進(jìn)行水洗使用過(guò)程中不會(huì)析出，從而以保持纖維的多功能性，使纖維功能更加持久。②纖維中含有少量的Ag+將難以抑制真菌，而大比例的Ag+又難以加入到高聚物中去。本方案采用非晶體的絮狀二氧化鈦?zhàn)鳛锳g+的植入床而加入，解決了大比例Ag+的加入問(wèn)題，達(dá)到了纖維對(duì)真菌的抑制功效。③納米材料的使用本方案使用無(wú)機(jī)鹽納米材料，納米材料的小尺寸、大比表面積反映出其較大的活性，充分地發(fā)揮了多功能無(wú)機(jī)鹽的功能性。較小的比例的加入便可得到大的效果。但使用納米級(jí)粒子加入紡絲熔體中就存在分散困難問(wèn)題。本方案采取各種粒子單獨(dú)處理，即用表面處理劑處理，再用一次粉劑來(lái)做分散劑，如負(fù)離子發(fā)射劑是以電氣石為主用二氧化鈦為分散體來(lái)進(jìn)行初步分散。然后再混入熔體前再加入高分子聚乙烯作為熔體分散劑，進(jìn)而制成紡絲熔體。經(jīng)如上單獨(dú)處理納米級(jí)粉體及兩次分散，則可得到不存在凝膠粒子且分散性極好的熔體，有利于紡絲的正常進(jìn)行。④母粒法生產(chǎn)多功能纖維作為母粒法是將多功能無(wú)機(jī)鹽首先分散在少量載體中(PP、PET或PA)制成母粒，然后再按定比摻入紡絲的熔體中去進(jìn)行紡絲。這樣不但又增加一次熔體分散而且可根據(jù)市場(chǎng)需要進(jìn)行多品種少批量安排生產(chǎn)。●多功能納米安全高效抑菌母粒制作工藝參數(shù)的確定①高效抑菌配方組合(J)及高強(qiáng)負(fù)離子和遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑(F)高溫除水活化溫度140℃-160℃；時(shí)間3～6h；J∶F＝1∶2。溫度高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)有組分結(jié)塊；溫本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多功能納米安全高效抑菌纖維，其特征是它的工藝過(guò)程如下：①制備多功能高效抑菌母粒：（１）取高效抑菌劑Ａｇ＋６．５％、二氧化鈦９３．５％，再加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入硅烷基偶聯(lián)劑占以上物質(zhì)重量的３％，在１４０～１６０℃下除水處理 ４～６小時(shí)，在１４０～１６０℃及４０００ｒｐｍ混和；（２）取高效遠(yuǎn)紅外發(fā)射劑納米級(jí)氧化鋯４５％、二氧化鈦５５％，再加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入硅烷基偶聯(lián)劑占以上物質(zhì)重量的３％，在１４０～１６０℃下除水處理４～６小時(shí)，在１４０～１６０℃及４ ０００ｒｐｍ下混和；（３）取高強(qiáng)負(fù)離子發(fā)射劑納米級(jí)電氣石粉體７５％、二氧化鈦２５％，再加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入硅烷基偶聯(lián)劑占以上物質(zhì)重量的３％，在１３０～１４０℃下除水處理３～４小時(shí)，在１３０～１４０℃及４０００ｒｐｍ下混和； （４）將前面三部分產(chǎn)物按１∶１∶０．７５高速攪拌混合活化，在１４０℃±５℃及４０００ｒｐｍ下攪拌２０分鐘；（５）加入耐氧劑ＰＫＢ中Ｂ２１５在４０００ｒｐｍ下攪拌５分鐘；（６）在低速５００ｒｐｍ下加入高聚物載體切片，加入ＰＰ或 ＰＥＴ或ＰＡ，加入比例為高聚物∶混劑＝７２．５∶２７．５，溫度在載體軟化點(diǎn)以上并低于熔點(diǎn)４０～５０℃，在高速４０００ｒｐｍ下攪拌２０分鐘；（７）加入有機(jī)分散劑高分子聚乙烯，加入量為切片量的５％，高速攪拌５～７分鐘，再轉(zhuǎn)入低速２００ｒ ｐｍ攪拌；（８）在室溫下冷卻至２８℃，盡量減少與空氣接觸的時(shí)間；（９）在雙螺桿擠壓機(jī)上擠壓成條，溫度在２５０℃左右；（１０）在３０℃的水中水浴冷卻；（１１）用風(fēng)刀式吹干機(jī)吹干；（１２）切粒并篩選出多功 能高效抑菌母粒。②多功能納米高效抑菌纖維紡絲過(guò)程：（１）聚合物干切片加入母粒，紡ＰＡ－６絲須用氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入紡絲擠壓機(jī)，溫度較常規(guī)纖維紡絲溫度低８～１０℃；（２）經(jīng)熔體過(guò)濾器，到紡絲箱體，箱體溫度低于常規(guī)纖維用的５～ ８℃；（３）在紡絲組件上調(diào)整紡絲，阻件處熔體壓力應(yīng)較常規(guī)纖維紡絲為低；（４）紡絲冷卻，風(fēng)速、風(fēng)壓較常規(guī)纖維低，風(fēng)溫略高；（５）初纖維第一道加油加水，油水略高于常規(guī)紡；（６）經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初纖維第二道加油加水，油水略高 于常規(guī)紡；（７）紡出多功能予取向纖維、多功能彈力纖維或多功能全欠伸纖維；（８）采取內(nèi)欠伸假捻加熱加彈方法將ＰＯＹ原絲加工成ＤＴ...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉燕平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：劉燕平，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：12[中國(guó)|天津]