CN101487151A - 一种抗菌涤锦复合超细纤维及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗菌涤锦复合超细纤维及其制备方法，该抗菌涤锦复合超细纤维中每根单丝的横截面形状呈圆形或基本呈圆形，其中在横截面上径向贯穿的米字型部分为锦纶纤维，其余的被锦纶纤维完全分隔开的部分为涤纶纤维，其中：所述的涤纶纤维为混融有CuO颗粒或AgO颗粒的聚酯(PET)纤维，且CuO颗粒或AgO颗粒的分散相尺寸为200nm－600nm，均匀分散在纤维内部，部分溶出后能够起到抗菌作用。本发明成功解决了断头和无法开纤的问题，克服了现有技术中无法制作出抗菌的复合超细纤维的技术瓶颈。

Description

一种抗菌涤锦复合超细纤维及制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于家纺制品的涤锦复合超细纤维及制备方法。

背景技术

随着人们物质文化生活水平的不断提高，人们对服饰、家纺等纤维制品的要求越来越高，不仅仅是美观、耐用，也越来越注重舒适性和保健作用，近年来不断涌现的具有这些功能的各种差别化纤维制作的纺织制品，越来越受到消费者的青睐，其中超细纤维近年来发展迅速。

目前，超细纤维的生产方式有：直接纺丝.复合纺丝，共混纺丝、喷射纺丝、闪蒸纺丝，离心纺丝等多种方法。国内现在普遍采用的是复合纺丝的方法，而且这种复合纺丝的技术也已经比较成熟。

中国专利公开号为CN1827869A的专利文献中公开了一种超细涤锦复合纤维及其加工方法，该超细涤锦复合纤维由涤纶纤维和锦纶纤维组成，其加工方法主要包括称料、干燥、熔融、纺丝、假捻变形几个步骤，

其中干燥阶段，对所称取的原料聚酯切片和聚酰胺-6分别在165℃-185℃、65℃～85℃干燥，干燥时间分别为5-7h、15-20h，其中聚酯切片在干燥前的预结晶温度为166℃～170℃，之后将两种原料分别送入螺杆进行熔融，螺杆熔融温度分别控制在270℃～295℃、240℃～265℃，得到涤纶纤维和锦纶纤维的纺丝熔体；

其中纺丝阶段，将所得到的两种纺丝熔体过滤后汇入复合箱体进行复合纺丝，纺丝的温度控制在285℃～300℃，再经侧吹风冷却、上油、卷绕成型，得到涤锦复合预取向丝(POY)；

最后通过假捻变形得到牵伸假捻丝(DTY)，即成品超细涤锦复合纤维。

现有的超细涤锦复合纤维中每根单丝由相互间隔开的锦纶纤维和涤纶纤维组成，每根单丝的横截面一般为圆形或近似为圆形，其中在横截面上径向贯穿的米字型部分为锦纶纤维，其余的被锦纶纤维完全分隔开的部分为8根涤纶纤维。每股超细涤锦复合纤维中通常由36根或72根或144根单丝组成，纤度为100dtex左右到400dtex左右不等。超细涤锦复合纤维中锦纶纤维和涤纶纤维紧密结合，一般将超细涤锦复合纤维制成织物后，再进行染整开纤处理，锦纶纤维和涤纶纤维相互分离，一根单丝开纤——完全开裂成16根微纤维。

开纤后的微纤维的纤度更小、极细，也使得织物的表面积增大，织物中孔隙增多，织物的透气性、且吸水效果和快干效果非常好。由于微纤维的纤度小，织物的纤维密度大、孔隙非常小，能更有效地捕获小至几微米的尘埃颗粒，制成的织物吸附能力好，具有强去污力，除污，去油的效果十分明显，并且污物吸附于微纤维之间(而不是纤维内部)，因此，使用后只需用清水或稍加洗涤剂清洗即可，易清洗。介于以上的优点，超细涤锦复合纤维非常适用于家纺用品，例如床单、内衣、厨卫清洁用布、个人卫浴、器物擦洗布等。

另外，由于纺织品，特别是家纺用品与人们的生活密切相关，是微生物直接或间接传播媒介之一，因此，用于制成带有抗菌作用的家纺用品的抗菌纤维也是目前纺织领域的研究热点。

其中抗菌纤维的改性方法大致分为后处理加工方法和原纤加工方法两大类：

后处理加工方法有以下三种：1)采用化学技术，即将抗菌基团接枝到纤维表面的反应基，若纤维表面具有反应基，则使纤维表面的反应基与抗菌剂进行反应而接枝固定；若纤维表面不具有反应基，则需要引入反应基，一般用反应性树脂将抗菌剂热固定于纤维表面；(2)采用物理改性技术，使抗菌剂吸附于纤维表面，通常抗菌剂渗入到纤维表层中较深的位置；这类方法实质上是纤维的一种后加工整理技术，多是由于抗菌剂从纤维表面溶出而产生的抗菌作用，但是这些加工处理只能使得抗菌剂存在于纤维表层中，一旦脱落便不能补充，洗涤也会削弱抗菌作用，抗菌作用的耐久性差，并且还可能会由于初期溶出量大而存在使用安全性问题。

原纤加工方法主要是在合成纤维的纺丝阶段，将抗菌剂混入纤维树脂中后进行纺丝，这样可以使抗菌剂均匀分散在纤维内部。这是开发抗菌纤维的主要手段，例如中国专利公开号为CN1710157A的专利文献中公开了一种抗菌导湿涤纶纤维的加工方法，其中将改性抗菌添加剂与涤纶成纤树脂共混后制成树脂切片。原纤加工方法所制纤维是由于抗菌剂露出纤维表面或部分溶出而得到的抗菌作用，当纤维表面的抗菌剂减少时，纤维内部的抗菌剂又可以向外扩散使之得到补充，因而其抗菌性持久并因溶出量少而使用安全。

超细涤锦复合纤维在日常生活中应用越来越广泛，尤其是作为家纺制品例如床单、内衣、厨卫清洁用布、个人卫浴、器物擦洗布等应用很多，但目前仅有超细涤锦复合纤维和抗菌纤维的制备方法，而没有具有抗菌效果的超细涤锦复合纤维，且制备工艺上无法做到。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌涤锦复合超细纤维，该抗菌涤锦复合超细纤维中每根单丝的横截面形状呈圆形或基本呈圆形，其中在横截面上径向贯穿的米字型部分为锦纶纤维，其余的被锦纶纤维完全分隔开的部分为涤纶纤维，其中，按重量百分比该抗菌涤锦复合超细纤维由15％～30％锦纶纤维、70％～85％涤纶纤维组成，所述的涤纶纤维为混融有0.5％～2％(重量)的CuO颗粒或0.2％～0.5％(重量)的AgO颗粒的聚酯(PET)纤维，且CuO颗粒或AgO颗粒的分散相尺寸为200nm-600nm。

上述的抗菌涤锦复合超细纤维的涤纶纤维中混融有具有杀菌作用的CuO颗粒或AgO颗粒，且CuO颗粒或AgO颗粒的分散相尺寸为200nm-600nm，均匀分散在纤维内部，部分溶出后能够起到抗菌作用。

本发明还提供了上述抗菌涤锦复合超细纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)制作抗菌母粒：将CuO粉末或AgO粉末和聚酯切片共混，用常规的挤出、切粒的方法制得抗菌母粒；

2)干燥：取原料聚酰胺-6或聚酰胺-66、聚酯切片、抗菌母粒进行干燥；

3)熔融：将上述的干燥后的聚酯切片和抗菌母粒混合后送入螺杆熔融，聚酰胺-6或聚酰胺-66另外单独送入螺杆熔融，分别得到涤纶纤维和锦纶纤维的纺丝熔体；

4)纺丝：先将上述得到的两种纺丝熔体按照重量百分比将15％～30％的锦纶纤维纺丝熔体和70％～85％的涤纶纤维纺丝熔体计量后，再送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、再经侧吹风冷却、上油、卷绕成型得到涤锦复合取向丝(POY)；

其中复合纺丝箱体内的纺丝温度控制在260℃～275℃；

所述的分配板上设有通入涤纶纤维的纺丝熔体的六个分配孔以及通入锦纶纤维的纺丝熔体的六个组成了米字型的分配槽，分配孔的孔径为0.24～0.30mm，分配槽的槽宽、槽深、槽长依次为0.3～0.35mm、0.28～0.32mm、5～6mm；

5)最后假捻变形上述的涤锦复合取向丝，得到产品抗菌涤锦复合超细纤维。

在制备上述抗菌涤锦复合超细纤维的过程中，采用的原纤加工的抗菌纤维的改性方法，将抗菌剂CuO或AgO颗粒与聚酯(PET)切片一起混融制成涤纶纤维的纺丝熔体后，再进行纺丝，但发明人在尝试这种方法时发现，混入抗菌剂CuO或AgO颗粒后的涤纶纤维纺丝熔体在同一温度下的动力粘度变小，即流动性变得更好，若采用现有的工艺参数，纺得的抗菌涤锦复合超细纤维强度、韧性不够，易发生断头现象，无法用于制作超细纤维织物。发明人经大量试验研究对纺丝温度进行了改进，在现有的纺丝温度(285℃～300℃)的基础上降低了约20℃～30℃，将复合纺丝箱体内的纺丝温度控制在260℃～275℃，解决了断头现象。但即使是降低温度，由于混入CuO的涤纶纤维纺丝熔体的动力粘度改变，纺得的抗菌涤锦复合超细纤维出现涤包锦的现象(即单丝的横截面上，米字型的锦纶纤维部分没有贯穿整个横截面的径向，涤纶纤维没有把其他涤纶纤维完全分隔开)，这种纤维制得的织物在染整处理时，无法开纤，无法完全开裂成16根纤维，因此也无法制作超细纤维织物。发明人又经过大量的试验研究对这一工艺瓶颈进行了改进，即改进了复合纺丝组件中分配板上用于通入涤纶纤维的纺丝熔体的分配孔和通入锦纶纤维的纺丝熔体的六个组成了米字型的分配槽的尺寸，在现有技术的基础上，改小了分配孔的孔径，相应的加大了分配槽的尺寸，发现当八个分配孔的孔径为0.24～0.29mm，四个分配槽的槽宽、槽深、槽长依次为0.3～0.35mm、0.28～0.32mm、5～6mm，成功解决了无法开纤的问题，解决了抗菌涤锦复合超细纤维的制备工艺瓶颈。

附图说明

图1为本发明所述的抗菌涤锦复合超细纤维的单丝横截面的放大示意图；

1、抗菌涤锦复合超细纤维的单丝；2、涤纶纤维；3、锦纶纤维。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，但并不限于这些实施例。

实施例1

制备一种抗菌涤锦复合超细纤维：

1)制作抗菌母粒：将CuO粉末和聚酯切片共混，用常规的挤出、切粒的方法制得抗菌母粒，其中抗菌母粒含有20％的CuO颗粒、80％的聚酯，抗菌母粒的粒径约为3—5mm；

2)干燥：取原料聚酰胺-6或聚酰胺-66、聚酯切片、抗菌母粒进行干燥；

其中聚酯切片特性粘度为0.67dl/g，来源于上海联吉公司、牌号：半消光；其中聚酰胺-6特性粘度2.7dl/g，来源于BASF公司、牌号：半消光

3)熔融；

干燥和熔融阶段所采用的工艺同现有技术，工艺中的参数范围见中国专利公开号为CN1827869A的专利文献，工艺中具体采用的参数应当根据原料进行适当的、细微的调整，这属于本领域技术人员的公知常识，故在此不加赘述。

4)纺丝：先将上述得到的两种纺丝熔体按照重量百分比将20％的锦纶纤维纺丝熔体和80％的涤纶纤维分别采用熔体计量泵进行计量后纺丝熔体送入复合纺丝箱体且依次经过箱体内的过滤层、分配板、喷丝板等复合纺丝组件进行纺丝、再经侧吹风冷却、上油、卷绕成型得到涤锦复合取向丝(POY)；

其中复合纺丝箱体内的纺丝温度控制在270℃；

所述的分配板上设有通入涤纶纤维的纺丝熔体的六个分配孔以及通入锦纶纤维的纺丝熔体的六个组成了米字型的分配槽，分配孔的孔径为0.26mm，分配槽的槽宽、槽深、槽长依次为0.32mm、0.3mm、5.5mm；

纺丝阶段的其他工艺参数：侧吹风温度为21℃，风速为0.5m/s，相对湿度为75％，纺丝速度为3100m/min。

5)假捻变形：工艺参数基本同中国专利公开号为CN1827869A的专利文献中公开的，根据生产的规格不同，参数略微有调整，这属于本领域技术人员所熟知的。本实施例中的假捻变形温度，第一热箱温度为155℃，第二热箱温度为130℃，假捻变形速度(中间罗拉)为580m/min，从而得到最终线密度为176detx/72f＊16的抗菌涤锦复合超细纤维，该纤维的技术指标如下：

纤度：176dtex；强度：3.0cn/dtex；伸长：20％；(基本指标达到超细纤维的标准)；

另外，经上海市工业微生物研究所检测中心抗菌性能测试；结果如下：大肠杆菌18小时抗菌率>99.9％(GB/T 20944.3-2008)。

该纤维制作的织物经染整开纤处理后，最终的纤度达0.2～0.3dtex。经染整开纤处理后的织物可以用于制作家纺用品等，保持了超细纤维本来具有的多项优点，并且还有良好的抗菌效果。

本发明的抗菌涤锦复合超细纤维及制备方法并不局限于上述的实施例，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1、一种抗菌涤锦复合超细纤维，该抗菌涤锦复合超细纤维中每根单丝的横截面形状呈圆形或基本呈圆形，其中在横截面上径向贯穿的米字型部分为锦纶纤维，其余的被锦纶纤维完全分隔开的部分为涤纶纤维，

其特征在于：按重量百分比该抗菌涤锦复合超细纤维由15％～30％锦纶纤维、70％～85％涤纶纤维组成，

所述的涤纶纤维为混融有0.5％～2％(重量)的CuO颗粒或0.2％～0.5％(重量)的AgO颗粒的聚酯(PET)纤维，且CuO颗粒或AgO颗粒的分散相尺寸为200nm-600nm。

2、一种抗菌涤锦复合超细纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)制作抗菌母粒：将CuO粉末或AgO粉末和聚酯切片共混，用常规的挤出、切粒的方法制得抗菌母粒；

2)干燥：取原料聚酰胺-6或聚酰胺-66、聚酯切片、抗菌母粒进行干燥；

3)熔融：将上述的干燥后的聚酯切片和抗菌母粒混合后送入螺杆熔融，聚酰胺-6或聚酰胺-66另外单独送入螺杆熔融，分别得到涤纶纤维和锦纶纤维的纺丝熔体；

4)纺丝：先将上述得到的两种纺丝熔体按照重量百分比将15％～30％的锦纶纤维纺丝熔体和70％～85％的涤纶纤维纺丝熔体进行计量，再送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体内纺丝组件的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、再经侧吹风冷却、上油、卷绕成型得到涤锦复合取向丝(POY)；

其中复合纺丝箱体内的纺丝温度控制在260℃～275℃；

所述的分配板上设有通入涤纶纤维的纺丝熔体的八个分配孔以及通入锦纶纤维的纺丝熔体的四个组成了米字型的分配槽，分配孔的孔径为0.24～0.30mm，分配槽的槽宽、槽深、槽长依次为0.3～0.35mm、0.28～0.32mm、5～6mm；

5)最后假捻变形上述的涤锦复合取向丝，得到产品抗菌涤锦复合超细纤维。

3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中按重量百分比将20％～40％的CuO粉末或AgO粉末和60％～80％的聚酯切片共混。

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