CN1060235C - 一种抑菌聚丙烯纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑菌聚丙烯纤维及其制造方法。该方法采用0.5%-1.0%(重量)咪唑啉类物质作抑菌剂(A)，0.05%-0.07%(重量)的溴化烷基铵类物质作相转变剂(B)和98.93%-99.45%(重量)的聚丙烯制备抑菌母粒，再用5%-10%(重量)的抑菌母粒与90%-95%(重量)的聚丙烯混合纺丝制备发明产品，产品中含有500ppm-1000ppm(重量)的抑菌剂，解决了抑菌效果不佳问题并避免了后整理工序。该产品对多种细菌具有显著抑制作用且抗菌性持久，产品可用于卫生保健领域及服装、家用面料等各行业。

Description

一种抑菌聚丙烯纤维及其制造方法

本发明涉及一种抑菌聚丙烯纤维及其制造方法。

在现有技术中，抑菌纤维的报道较多，但一般都在聚合物中添加陶瓷微粉、芳香卤素化合物，有机硅季铵类、铜、锌、银等离子化合物等，有的是将纤维进行后整理赋予其抑菌作用，上述方法的缺点是均对纤维物理性能或使用中的抑菌效果产生不利影响。

本发明所使用的抑菌剂—环烷酸咪唑啉类化合物是一种具有多种优异性能的精细化工品，60年代末国外就有作为杀菌剂和缓蚀剂的报道，美国MillmasterOnyx和Nalco公司分别开发了环烷酸咪唑啉作杀菌剂、杀微生物剂和高效缓蚀剂产品，用于燃料、工业水、润滑油、化妆品中以防止微生物生长，也可用于环氧树脂固化剂及固化促进剂场合，但迄今未见用作化学纤维抑菌剂的报道。美国US3705027专利报道，应用标准的生长稀释试验方法(Stamdor Groth DintionTest Method)进行杀菌试验，1—氨乙基—2—环烷酸咪唑啉对大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄葡萄球菌、链球菌类、黑曲霉、水球藻类、青霉素类具有很好的杀菌作用，其最小抑制浓度10ppm—500ppm。

本发明的目的在于提供一种抑茵聚丙烯纤维及其制造方法，使用咪唑啉类物质作抑菌剂，并加入少量的相转变剂(也是杀菌剂)，获得抑菌效果良好的抑菌聚丙烯纤维，并提供一种纤维加工过程无变化、对纤维物理性能无影响，且不需任何后整理，即赋予纤维有显著抑菌效果的抑菌聚丙烯纤维的制造方法。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：用咪唑啉类物质(抑菌剂A)和相转变剂(B)(也是杀菌剂)与聚丙烯混合及造粒获得聚丙烯抑菌母粒，然后将抑菌母粒与纤维级聚丙烯按一定比例混合，在230—280℃的温度下纺丝，再经卷绕、集束、牵伸、卷曲、定型等过程，即得抑菌聚丙烯纤维，这种新型抑菌纤维中含有500ppm—1000ppm(重量)的抑菌剂。本发明较好的技术方案是抑菌剂(A)选用化学式为

的咪唑啉类物质，式中的R为环烷基，R′为H，CH₂CH₂NH₂，(CH₂CH₂NH)_nCH₂CH₂NH₂，(n为1—2的正整数)，如环烷酸咪唑啉(A₁)、胺乙基环烷酸咪唑啉(A₂)、三乙烯四胺基环烷酸咪唑啉(A₃)及四乙基五胺环烷酸咪唑啉(A₄)及其类似物；相转变剂(B)采用化学式为C_nH_2n+1N⁺(CH₃)_m $B_r^{-}$ 类物质，式中的n为1—16的任意正整数，m为1—4的另一任意正整数．如溴化甲烷(B₁)、溴化丁烷四甲基胺(B₂)、溴化癸烷二甲基胺(B₃)、溴化十六烷基三甲基胺(B₄)及其类似物，这类物质既是相转变剂，同时也起杀菌作用。

在实施本发明的过程中，抑菌剂(A)和相转变剂(B)均分别可以是其中的一种或数种混合并用，都能起到同样的效果。鉴于相转变剂(B)的用量甚少，故在实施中往往只加入其中的一种，以简化操作。

本发明较好的技术方案也可以是：抑菌母粒中抑菌剂(A)的含量为0．5％—1．0％(重量)，相转变剂(B)的含量为0．05％—0．07％(重量)，聚丙烯含量为98．93％—99．45％(重量)，制备中抑茵剂(A)的用量不要过多或过少，所述的最高用量已完全能达到预期的抑菌效果，但若其用量过低时则不能达到所需的抑菌效果，尤其是对变形杆菌及绿脓杆菌等阴性杆菌失去抑菌效果。

本发明较好的技术方案又可以是：在制造抑茵母粒时，需先向抑菌剂(A)和相转变剂(B)的混合液中加入欲制备抑菌母粒总重量1％—3％的水，使抑菌剂转变成为乳液，便于抑菌剂在基料中有良好的分散，然后取所需聚丙烯总重量10％的聚丙烯粉料，搅拌均匀，并在100—110℃的温度下干燥3—4小时，除去前述过程中所加的水，再将其余90％的聚丙烯粉料或粒料加入且均匀混合。用造粒螺杆铸带、切粒，即制得含有5000ppm—10000ppm(重量)抑菌剂的抑菌母粒。在实施过程中，所述的加水量并不严格，只要能使抑菌剂转变成乳液，且便于使粉料分散、搅拌均匀即可。

本发明较好的技术方案还可以是：取前述的抑菌母粒，按母粒5％—10％(重量)与90％—95％(重量)的纤维级聚丙烯粒料或粉料共混，在230—280℃的温度下纺丝，然后再经牵伸、卷曲及定型等一系列与制造普通聚丙烯纤维同样的后加工，即获得抑菌剂含量为500ppm—1000ppm(重量)的抑菌聚丙烯纤维。在具体实施过程中，需控制好抑菌母粒与聚丙烯的比例，保证纤维中的抑菌剂含量为500ppm—1000ppm(重量)。

本发明具有以下明显的优点：

1、抑菌效果显著：本发明产品由湖南医科大学临床药理国家培训中心进行体外抑菌实验分析。

(1)菌株：金黄色葡萄球菌，溶血性链球菌，变形杆菌，大肠杆菌，绿脓杆菌，白色念株菌。

培养：Mueler—Hinfon琼脂培养基，沙保氏琼脂培养基。

(2)方法：接种琼脂培养法(Qninn氏法，出自H．Qnin：Appl Microbiol，1962；10：75)

调整菌浓度为1．5×10⁸CFU／ml，接种于待测1×2cm大小的样本上，37℃培养过夜并适当干燥，将干燥后织物贴于上述琼脂培养基表面上，弃织物。同时以相同大小无菌滤纸片按上法操作作为阴性对照，然后置于37℃孵育箱培养18小时，观察结果。

(3)结果判断：以滤纸片阴性对照培养基上长满菌者，表明实验条件合格。结果判断标准如下：

+++：培养基上贴织物处长满细菌，为无抑菌能力。

++：培养基上贴织物处约一半区域长菌，为基本无抑菌能力。

+：培养基上贴织物处长＜5菌落，为部分抑菌。

-：培养基上贴织物处不长菌，为抑菌。

(4)结果

项    目         8号  9号  10号  11号   0号
	金黄色葡萄球菌    -    -    -     ++    +++β—溶血性链球菌  -    -    -     +     +++变形杆菌          -    +    ++    +++   +++大肠杆菌          -    -    +     ++    +++绿脓杆菌          -    -    +     +++   +++白色念株菌        -    -    -     ++    +++

注：样品8号1000ppm抑菌剂聚丙烯织物

9号500ppm抑菌剂聚丙烯织物

10号250ppm抑菌剂聚丙烯织物

11号纯聚丙烯织物

0号滤纸(新华一号)(阴性对照)

抑菌剂在织品中高于500ppm时对测试的6种细菌均有显著的抑菌作用。

2、本发明采用的抑菌剂高效无毒，它能均匀地分散在原料中，对纤维的可纺性无影响，纤维释放抗菌剂均匀持久，不影响纤维本身的物理性能，耐皂洗，能有效杀灭附在织物上的细菌。

3、操作方便，生产方法简单，在现有聚丙烯纤维或聚丙烯塑料制品生产中，只要添加本发明的抑菌母粒，即可在纤维或制品表面对多种细菌产生显著抑菌作用，对生产工艺没有任何不良影响，也不需增加特殊的设备。

以下是本发明的具体实施方式：

实施例1：取抑菌剂A₁9．5克及相转变剂B40．7克，加水30克，混合均匀后呈乳液状，加入聚丙烯粉末90克，搅拌均匀，在100—108℃的温度下干燥3．5小时，再向其中加入900克聚丙烯粒料，混合均匀后，用造粒螺杆铸带、切料得抑菌母粒996克，再将全部母粒与19000克聚丙烯粒料(纤维级)共混均匀，在232—257℃的温度下纺丝，并经卷绕、集束、牵伸、卷曲及热定型等后加工工序即得抑菌聚丙烯纤维产品。本例的抑菌母粒中含有抑菌剂A₁0．95％，相转变剂B₄0．07％，聚丙烯含量为98．98％，抑菌纤维中含抑菌剂为500ppm。

实施例2：步骤同前，加入A₃8克，B₁0．7克，水30克，制母粒两次加入聚丙烯量分别为90克及904克，干燥时间为3．9小时，得母粒1001克，共混纺丝加聚丙烯12020克，纺丝温度为249—264℃，本例的抑菌母粒中含有抑菌剂A₃0．8％，相转变剂B₁0．07％，聚丙烯含量为99．13％，抑菌纤维中含抑茵剂为620ppm。

实施例3：步骤同前，加入A₄5．5克，B₃0．51克，水10克，制母粒两次加入聚丙烯量分别为90克及904克，干燥时间为3．1小时，得母粒1000克，共混纺丝加聚丙烯9000克，纺丝温度为238—260℃，本例的抑菌母粒中含有抑菌剂A₄0．55％，含相转变剂B₃为0．051％，聚丙烯含量为99．43％，抑菌纤维中含抑菌剂550ppm。

实施例4：步骤同前，加入A₂3．5克，A₄6．0克，B₁0．6克，水20克，制母粒两次加入聚丙烯量分别为90克和903克，干燥时间为3．3小时，得母粒1000克，共混纺丝加聚丙烯9000克，纺丝温度为253—278℃，本例的抑菌母粒中含抑菌剂A₂及A₄计为0．95％，含相转变剂B₁为0．06％，聚丙烯含量为99．02％，纤维中含抑菌剂950ppm。

实施例5：步骤同前，加入A₁4．5克，A₃3．0克，B₂0．52克，水25克，制母粒两次加聚丙烯量分别为90克和901克，干燥时间为3．7小时，得母粒997克，共混纺丝加聚丙烯9700克，纺丝温度为247—266℃，本例的抑菌母粒中含有抑菌剂A₁及A₃计为0．75％，含相转变剂B₂0．052％，聚丙烯含量为99．20％，纤维中含抑菌剂700ppm。

Claims (2)

1  一种抑菌聚丙烯纤维的制造方法，包括抑菌母粒的制造、母粒与聚丙烯共混、纺丝、卷绕、牵伸、卷曲、定型等过程，本发明的特征在于：

(1)抑菌母粒各组份的重量百分含量为：抑菌剂(A)0．5％—1．0％，相转变剂(B)0．05％—0．07％，聚丙烯98．93％—99．45％，其中抑菌剂(A)的化学式为：

式中：R为环烷基，R′为H、CH₂CH₂NH₂、(CH₂CH₂NH)_nCH₂CH₂NH₂，n为1—2的正整数相转变剂(B)的化学式为： $C_n{H}_{2n+1}{N}^{+}{\left(C{H}_3\right)}_m{B}_r^{-}$

式中：n为1—16的任意正整数，m为1—4的另一任意正整数；

(2)将抑菌剂(A)、相转变剂(B)与1％—3％的水(重量，按制备抑菌母粒总量计)混合，使抑菌剂转变成为乳液，再加入所需聚丙烯总重量的10％粉料，搅拌均匀，在100—110℃的温度下干燥3—4小时，再将其余90％(重量)的聚丙烯加入并混合均匀，用造粒螺杆铸带、切粒，制成抑菌剂含量为5000ppm—10000ppm(重量)的抑菌母粒，然后

(3)将5％—10％(重量)的抑菌母粒与90％—95％(重量)的聚丙烯粒料共混，在230—280℃的温度下纺丝，并经后加工处理，制得含有500ppm—1000ppm(重量)抑菌剂的聚丙烯纤维。

2  根据权利要求1所述的抑菌聚丙烯纤维制造方法所获得的产品。