一種抗菌滌綸纖維及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于紡織領域，具體涉及一種抗菌滌綸纖維及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 功能纖維的發(fā)展是現(xiàn)代纖維科學進步的象征。功能纖維、差別化纖維和高性能纖 維的發(fā)展為傳統(tǒng)紡織工業(yè)的技術創(chuàng)新，向高科技產業(yè)的轉化創(chuàng)造了有利條件，為人類生活 水平的提高作出了貢獻。功能纖維是指除一般纖維所具有的物理機械性能以外，還具有某 種特殊功能的新型纖維，比如說：纖維具有衛(wèi)生保健功能（抗菌、殺螨、理療及除異味等）； 防護功能（防輻射、抗靜電、抗紫外線等）；熱濕舒適功能（吸熱、放熱、吸濕、放濕等）；醫(yī)療 和環(huán)保功能（生物相容性和生物降解性）等等。隨著人們生活水平的提高，功能纖維的需 求日益高漲，抗菌性功能纖維是一重大種類。
[0003] 纖維能附著很多微生物，如果溫濕度適宜，這些微生物就會迅速繁殖，對人體產生 種種危害。隨著人類健康意識的逐步提高，紡織品的抗菌性也越來越受到人們的關注。具 有抗菌作用的纖維及紡織品也成為越來越被人們關注的焦點?？咕w維屬于功能纖維，功 能纖維現(xiàn)在常見的生產方法是物理改性方法，即在纖維成型的不同階段共混加入抗菌功能 物質，例如可以在紡絲原料聚合時加入；也可以在紡絲擠出時共混加入；對于濕法紡絲還 可以將功能材料加入到紡絲原液中。物理改性因其操作方便，技術難度低，適用性廣，目前 已經(jīng)成為功能纖維制造的最主要方法。
[0004] 滌綸是合成纖維中的一個重要品種，是我國聚酯纖維的商品名稱，具有結實耐用、 彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快干等特點。滌綸是世界產量最大，應用最廣泛 的合成纖維品種，滌綸占世界合成纖維產量的60%以上。
[0005] 在熔融紡絲過程中向纖維中嵌入銀納米粒子是較簡單的抗菌纖維工業(yè)生產方法， 但PET的極性低，未經(jīng)過表面改性的銀納米粒子與PET的相容性差，易團聚，影響了其在聚 酯材料中抗菌率和抗菌持久性的發(fā)揮。如公開號為CN1789502A的中國發(fā)明公開了一種納 米復合抗菌滌綸POY共混高速紡絲法，該發(fā)明采用20-60納米載銀、鋅、硅基氧化物復合抗 菌粉體制作滌綸母粒，再將母粒以3-7%的添加量添加到紡絲滌綸樹脂中進行熔融紡絲，制 得抗菌滌綸纖維，該方法的缺點是抗菌粉體在滌綸樹脂中很難達到良好的分散，分散不勻 的粉體材料在紡絲的時候會增加紡絲壓力，堵塞噴絲板，影響纖維的可紡性，而抗菌劑的不 均勻分散還會進一步影響到纖維的抗菌性能。又如公開號為CN101629334A的中國發(fā)明公 開了一種抗紫外、抗菌、導濕型滌綸纖維及其生產方法和應用，主要方法是采用磷酸鋯載銀 粉體制作滌綸抗菌母粒，該方法缺點同樣是抗菌粉體難以在滌綸纖維中均勻分散，易造成 可紡性變差和纖維抗菌性能沒有保障。
[0006] 滌綸纖維是所有紡織纖維中加工總量最多的化纖品種，功能滌綸纖維還有很大的 開發(fā)潛力。

【發(fā)明內容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術存在的上述問題和缺陷，本發(fā)明旨在提供一種抗菌滌綸纖維及其制 備方法，能使納米銀抗菌劑在PET基體中分散均勻，提高滌綸纖維的加工和紡織性能。
[0008] 為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人提供如下的技術方案：
[0009] -種抗菌滌綸纖維，其由如下重量份的材料經(jīng)熔融紡絲制備獲得：
[0010] PET聚酯切片（纖維級）100份，
[0011] 抗菌滌綸母粒2-5份，
[0012] 其中，所述的抗菌滌綸母粒為PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的2-5 %預處 理納米銀抗菌劑、2-3%的抗氧化劑、0. 1-2%的潤滑劑及1-3%的分散劑，經(jīng)熔融共混擠出 制成，所述的預處理納米銀抗菌劑是指采用聚乙烯蠟包覆處理得到的納米銀抗菌劑。
[0013] 納米銀抗菌劑就是將粒徑做到納米級的金屬銀單質，粒徑大多在25納米左右。納 米銀作為抗菌劑使用時最大的問題就是易團聚，不能在基體中均勻分散，直接導致增加了 紡絲困難并造成抗菌性能下降或喪失。發(fā)明人研宄發(fā)現(xiàn)，將納米銀抗菌劑采用適宜量聚乙 烯蠟包覆處理后再添加到PET聚酯切片中做成的抗菌母粒，后期做熔融紡絲，可使納米銀 抗菌劑在PET基體中分散均勻，提高了可紡性和纖維抗菌性能。本發(fā)明得到的抗菌纖維完 全符合商用要求。抗菌母粒制備中采用常規(guī)的雙螺桿擠出機，主要工藝參數(shù)為：主機轉速： 700 ~900r/min ;喂料轉速：500 ~600r/min ;切粒機轉速：1100 ~1200r/min。
[0014] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的采用聚乙烯蠟包覆處理納米銀抗菌劑，按下述方法操 作：將按質量百分比90-99%的納米銀抗菌劑和1-10%的聚乙烯蠟混合，然后在包衣機中 進行包覆，包覆工藝參數(shù)為：溫度80-120°C，轉速10_20rpm，包覆時間5-10min。按本發(fā)明 的包覆處理一方面使抗菌劑均勻分散在基體中，另一方面不會對纖維性能造成影響。
[0015] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的聚乙烯蠟的分子量為6000-8000 ;納米銀抗菌劑粒徑 為 10_40nm〇
[0016] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的抗氧化劑采用抗氧化劑1010和168的復配體系，質量 比例為1 : 2。
[0017] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的潤滑劑采用潤滑劑TAF或季戊四醇硬脂酸酯（簡稱為 PETS)〇
[0018] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮，分子量為10000-50000。
[0019] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中所述的PET聚酯切片干燥后使用，含水量< 60ppm。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種抗菌滌綸纖維的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)制備預處理納米銀抗菌劑：將按質量百分比90-99%的納米銀抗菌劑和 1- 10%的聚乙烯蠟混合，然后在包衣機中進行包覆，得到預處理納米銀抗菌劑，
[0022] (2)制備抗菌絳給母粒：
[0023] (2. 1)烘干PET聚酯切片，干燥溫度為150°C_170°C，干燥時間為4-5小時，至含水 量< 60ppm，備用，
[0024] (2. 2)將PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的2-5%預處理納米銀抗菌劑、 2- 3%的抗氧化劑、0. 1-2%的潤滑劑及1-3%的分散劑，經(jīng)熔融共混擠出制成所述的抗菌滌 綸母粒，
[0025] (3)將PET聚酯切片（纖維級）和按PET聚酯切片重量計的2-5%的抗菌滌綸母粒 投入高速混合機中，混合均勻，然后采用熔融紡絲法進行紡絲，得到所述的抗菌滌綸纖維。
[0026] 作為優(yōu)選，本發(fā)明制備方法中所述的聚乙烯蠟的分子量為6000-8000 ;納米銀抗 菌劑粒徑為10-40nm?？寡趸瘎┎捎每寡趸瘎?010和168的復配體系，質量比例為1 : 2。 潤滑劑采用潤滑劑TAF或季戊四醇硬脂酸酯（簡稱為PETS)。分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮， 分子量為10000-50000。
[0027] 作為優(yōu)選，本發(fā)明制備方法中所述的步驟（1)制備預處理納米銀抗菌劑中：包覆 工藝參數(shù)為：溫度80-120°C，轉速10-20rpm，包覆時間5-10min。
[0028] 作為優(yōu)選，本發(fā)明制備方法中所述的步驟（2. 2)中：熔融共混擠出采用雙螺桿擠 出機，主機轉速：700~900r/min ;喂料轉速：500~600r/min ;切粒機轉速：1100~1200r/ min〇
[0029] 作為優(yōu)選，本發(fā)明制備方法中所述的熔融紡絲法中主要工藝參數(shù)為：熔融紡絲 溫度280-295 °C，側吹風冷卻風溫28-30 °C，側吹風風速為0. 3-0. 5m/s，卷繞紡絲速度 3000-3200m/min，牽伸倍率 3. 5-4. 5。
[0030] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0031] 本發(fā)明解決了納米銀抗菌劑在PET基體中小粒徑均勻分布的問題，通過熔融紡絲 制備出高效和長效的抗菌滌綸纖維，本發(fā)明方法簡單易行，適合工業(yè)化推廣使用。
[0032] 本發(fā)明生產的抗菌滌綸纖維織成織物后，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念 珠菌的抗菌率多99%。
[0033] 本發(fā)明生產的抗菌滌綸纖維織物具有長久的抗菌性，耐水洗性能優(yōu)異，耐水性明 顯提高，洗滌30次后其抗菌率仍然大于98%。而一般采用后整理方法制得的抗菌滌綸纖維 或者織物耐洗30次后抗菌率很難保持在90%以上。
[0034] 采用本發(fā)明方法生產的抗菌滌綸纖維織物對皮膚無刺激性。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內容。應當理解，本發(fā)明的實施并不局 限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護范 圍。
[0036] 在本發(fā)明中，若非特指，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。
[0037] 實施例1
[0038] 一種抗菌滌綸纖維，按下列步驟制備：
[0039] (1)制備預處理納米銀抗菌劑：將按質量百分比90%的納米銀抗菌劑（納米銀抗 菌劑粒徑為40nm)和1%的聚乙烯蠟（聚乙烯蠟的分子量為6000)混合，然后在包衣機中進 行包覆，包覆工藝參數(shù)為：溫度80-90°C，轉速lOrpm，包覆時間5min，得到預處理納米銀抗 菌劑，
[0040] ⑵制備抗菌絳給母粒：
[0041] (2. 1)烘干PET聚酯切片，干燥溫度為150°C_160°C，干燥時間為5小時，至含水量 < 60ppm，備用，
[0042] (2. 2)將PET聚酯切片和按PET聚酯切片重量計的2%預處理納米銀抗菌劑、2% 的抗氧化劑（所述的抗氧化劑采用抗氧化劑1010和168的復配體系，質量比例為1 : 2)、 0.1%的潤滑劑（采用潤滑劑TAF)及1%的分散劑（采用聚乙烯吡咯烷酮，分子量為 10000)，經(jīng)熔融共混擠出制成所述的抗菌滌綸母粒，熔融共混擠出采用雙螺桿擠出機，主機 轉速：7〇〇r/min ;喂料轉速：500r/min ;切粒機轉速：1100r/min，
[0043] (3)將PET聚酯切片（纖維級）和按PET聚酯切片重量計的5%的抗菌滌綸母粒 投入高速混合機中，混合均勻，然后采用熔融紡絲法進行紡絲，所述的熔融紡絲法中主要工 藝參數(shù)為：熔融紡絲溫度280-285°C，側吹風冷卻風溫28°C，側吹風風速為0. 3m/s，卷繞紡 絲速度3000m/mi