CN113186617A - 一种负离子抗菌es复合纤维及其制备方法 - Google Patents

一种负离子抗菌es复合纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种负离子抗菌ES复合纤维及其制备方法，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；其中，芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯80～90份、聚乙烯8～11份、马来酸酐接枝聚丙烯12～16份；皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯70～80份、乙烯丙烯共聚物7～10份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯6～8份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物15～20份、晶体电气石粉5～6.5份、蛋白石粉2～2.6份、常春藤粉1.5～2.0份。本发明的负离子抗菌ES复合纤维对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌等均具有良好的抗菌抑菌效果，具有广谱抗菌抑菌效果，且不含小分子抗菌剂也不含银离子等重金属离子；断裂强力大，力学性能优良，耐用性好，且柔韧性好。

Description

一种负离子抗菌ES复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合纤维领域，具体涉及一种负离子抗菌ES复合纤维及其制备方法。
背景技术
相同纤维的截面同时有两种及两种以上不相混合聚合物，即为复合纤维，属于一种物理改性纤维。现如今，复合技术与复合纤维种类越来越多，通过复合纤维制造技术能够得到同时包含两种聚合物性质的改性纤维，例如双组分纤维与超细纤维等。ES复合纤维作为复合纤维的一种。
ES纤维的ES，是英文“Ethylene-Propylene Side By Side”的缩写，是引人注目的聚烯烃系纤维的一种。作为一种新型的热接合性复合纤维，ES纤维在世界上获得了很高的评价。ES纤维属于我国纺织工业重点发展品种，ES纤维突出的优点和品质已逐步被人们所认识，其应用领域和市场发展前景是不可估量的。ES纤维经过热处理后，纤维与纤维互相粘结，便可形成不用粘合剂的非织造布。选择不同的热处理方式，可获得不同效果的非织造布。例如，采用热风粘合式可生产出蓬松性非织造布，采用热轧粘合式可生产出高强度的非织造布。
但是，目前所使用的ES纤维还存在以下问题：
1、要么不具有抗菌效果；要么通过添加小分子抗菌剂或不含银离子等重金属离子获得抗菌性，后期使用过程中的小分子抗菌剂、银离子等重金属离子迁移至纤维表面危害健康，抗菌效果不持久；
2、通过添加小分子抗菌剂或不含银离子等重金属离子获得抗菌性导致纤维的力学强度大幅下降，不耐用，质地硬，穿着不舒服。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种负离子抗菌ES复合纤维及其制备方法，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种负离子抗菌ES复合纤维，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；
其中，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯80～90份、聚乙烯8～11份、马来酸酐接枝聚丙烯12～16份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯70～80份、乙烯丙烯共聚物7～10份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯6～8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15～20份、晶体电气石粉5～6.5份、蛋白石粉2～2.6份、常春藤粉1.5～2.0份。
优选的，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯85份、聚乙烯9.5份、马来酸酐接枝聚丙烯14份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯75份、乙烯丙烯共聚物8.5份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物17.5份、晶体电气石粉5.7份、蛋白石粉2.3份、常春藤粉1.75份。
优选的，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯。
优选的，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为3.8～4.5％。
优选的，所述马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率为2.8～3.6％。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比为1：0.38～0.44。
优选的，所述乙烯丙烯共聚物中单体单元乙烯和丙烯的摩尔比为1：0.64～0.74。
优选的，所述晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均为0.6～0.8万目。
优选的，所述芯层和皮层的体积比为1：0.32～0.42。
本发明还提供一种所述的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，并混合均匀，送入单螺杆挤出机，熔融成聚丙烯混合熔体；
B、按重量份分别称聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，送入双螺杆挤出机，熔融成聚乙烯混合熔体；
C、聚丙烯混合熔体和聚乙烯混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有皮芯结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、卷绕、集束、拉伸、热定型、卷曲、切断，得到所述负离子抗菌ES复合纤维。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成，通过芯层和皮层的精选原料组成，并优化各原料含量，芯层选用聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，皮层选用聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的负离子抗菌ES复合纤维对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌等均具有良好的抗菌抑菌效果，具有广谱抗菌抑菌效果，且不含小分子抗菌剂，有效避免了后期使用过程中的小分子抗菌剂迁移至纤维表面危害健康，也不含银离子等重金属离子，有效避免了后期使用过程中的银离子等重金属离子迁移至纤维表面危害健康，这样抗菌效果更加持久；断裂强力大，力学性能优良，耐用性好，且柔韧性好。
本发明的负离子抗菌ES复合纤维，芯层选用聚丙烯为主要原料，添加适量的聚乙烯，聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；皮层选用聚乙烯为主要原料，聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，添加适量的乙烯丙烯共聚物。这样芯层质地较硬，提供良好的力学强度，皮层质地较柔软，提供良好的热轧粘结强度，且还保证了芯层和皮层之间的结合强度，进一步保证了产品的良好力学强度和柔韧性好。
芯层和皮层均添加适量的马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为3.8～4.5％，提升了芯层和皮层之间原料的相容性，进一步提高了芯层和皮层之间的结合强度，进一步保证了产品的良好力学强度。
皮层添加适量的马来酸二丁酯接枝聚丙烯，马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率为2.8～3.6％。与其他原料相容性好，与其他组分相互配合，提升了晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉等在皮层原料中的分散性，进一步提高了芯层和皮层之间的结合强度。
皮层添加适量的乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比为1：0.38～0.44，与其他原料相容性好，与其他组分相互配合，大幅提升了晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉等在皮层原料中的分散性，且具有良好增韧作用，大幅提高了产品的断裂强力，使产品的力学性能优良，耐用性好，且柔韧性好。
皮层添加适量的晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均为0.6～0.8万目。在皮层原料中的分散性良好，且三者相互配合，起到良好的协同作用，大幅提升了负离子抗菌ES复合纤维对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌等均具有良好的抗菌抑菌效果，具有广谱抗菌抑菌效果，且不含小分子抗菌剂，有效避免了后期使用过程中的小分子抗菌剂迁移至纤维表面危害健康，也不含银离子等重金属离子，有效避免了后期使用过程中的银离子等重金属离子迁移至纤维表面危害健康，这样抗菌效果更加持久。
本发明的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，工艺简单，操作简便，可采用本领域常用的皮芯结构纤维纺丝方法，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中的试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种负离子抗菌ES复合纤维，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；
其中，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯80～90份、聚乙烯8～11份、马来酸酐接枝聚丙烯12～16份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯70～80份、乙烯丙烯共聚物7～10份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯6～8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15～20份、晶体电气石粉5～6.5份、蛋白石粉2～2.6份、常春藤粉1.5～2.0份。
在本实施例中，所述芯层优选包括以下重量份的原料：聚丙烯85份、聚乙烯9.5份、马来酸酐接枝聚丙烯14份；
所述皮层优选包括以下重量份的原料：聚乙烯75份、乙烯丙烯共聚物8.5份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物17.5份、晶体电气石粉5.7份、蛋白石粉2.3份、常春藤粉1.75份。
在本实施例中，所述聚乙烯优选为茂金属线性低密度聚乙烯。
在本实施例中，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率优选为3.8～4.5％。
在本实施例中，所述马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率优选为2.8～3.6％。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比优选为1：0.38～0.44。
在本实施例中，所述乙烯丙烯共聚物中单体单元乙烯和丙烯的摩尔比优选为1：0.64～0.74。
在本实施例中，所述晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均优选为0.6～0.8万目。
在本实施例中，所述芯层和皮层的体积比优选为1：0.32～0.42。
本实施例还提供一种所述的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，并混合均匀，送入单螺杆挤出机，熔融成聚丙烯混合熔体；
B、按重量份分别称聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，送入双螺杆挤出机，熔融成聚乙烯混合熔体；
C、聚丙烯混合熔体和聚乙烯混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有皮芯结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、卷绕、集束、拉伸、热定型、卷曲、切断，得到所述负离子抗菌ES复合纤维。
实施例2：
一种负离子抗菌ES复合纤维，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；
其中，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯80份、聚乙烯8份、马来酸酐接枝聚丙烯12份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯70份、乙烯丙烯共聚物7份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯6份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15份、晶体电气石粉5份、蛋白石粉2份、常春藤粉1.5份。
在本实施例中，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯。
在本实施例中，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为3.8％。
在本实施例中，所述马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率为2.8％。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比为1：0.38。
在本实施例中，所述乙烯丙烯共聚物中单体单元乙烯和丙烯的摩尔比为1：0.64。
在本实施例中，所述晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均为0.6万目。
在本实施例中，所述芯层和皮层的体积比为1：0.32。
在本实施例中，所述的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，并混合均匀，送入单螺杆挤出机，熔融成聚丙烯混合熔体；
B、按重量份分别称聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，送入双螺杆挤出机，熔融成聚乙烯混合熔体；
C、聚丙烯混合熔体和聚乙烯混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有皮芯结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、卷绕、集束、拉伸、热定型、卷曲、切断，得到所述负离子抗菌ES复合纤维。
实施例3：
一种负离子抗菌ES复合纤维，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；
其中，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯90份、聚乙烯11份、马来酸酐接枝聚丙烯16份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯80份、乙烯丙烯共聚物10份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、晶体电气石粉6.5份、蛋白石粉2.6份、常春藤粉2.0份。
在本实施例中，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯。
在本实施例中，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为4.5％。
在本实施例中，所述马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率为3.6％。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比为1：0.44。
在本实施例中，所述乙烯丙烯共聚物中单体单元乙烯和丙烯的摩尔比为1：0.74。
在本实施例中，所述晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均为0.8万目。
在本实施例中，所述芯层和皮层的体积比为1：0.42。
在本实施例中，所述的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，并混合均匀，送入单螺杆挤出机，熔融成聚丙烯混合熔体；
B、按重量份分别称聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，送入双螺杆挤出机，熔融成聚乙烯混合熔体；
C、聚丙烯混合熔体和聚乙烯混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有皮芯结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、卷绕、集束、拉伸、热定型、卷曲、切断，得到所述负离子抗菌ES复合纤维。
实施例4：
一种负离子抗菌ES复合纤维，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；
其中，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯85份、聚乙烯9.5份、马来酸酐接枝聚丙烯14份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯75份、乙烯丙烯共聚物8.5份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物17.5份、晶体电气石粉5.7份、蛋白石粉2.3份、常春藤粉1.75份。
在本实施例中，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯。
在本实施例中，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为4.15％。
在本实施例中，所述马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率为3.2％。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比为1：0.41。
在本实施例中，所述乙烯丙烯共聚物中单体单元乙烯和丙烯的摩尔比为1：0.69。
在本实施例中，所述晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均为0.7万目。
在本实施例中，所述芯层和皮层的体积比为1：0.37。
在本实施例中，所述的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，并混合均匀，送入单螺杆挤出机，熔融成聚丙烯混合熔体；
B、按重量份分别称聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，送入双螺杆挤出机，熔融成聚乙烯混合熔体；
C、聚丙烯混合熔体和聚乙烯混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有皮芯结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、卷绕、集束、拉伸、热定型、卷曲、切断，得到所述负离子抗菌ES复合纤维。
对比例1：
与实施例4的区别在于，所述皮层中没有常春藤粉，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，所述皮层中没有蛋白石粉，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，所述皮层中没有晶体电气石粉，其他与实施例4相同。
对比例4：
与实施例4的区别在于，所述皮层中没有乙烯-醋酸乙烯共聚物，其他与实施例4相同。
对比例5：
与实施例4的区别在于，所述芯层和皮层中均没有马来酸二丁酯接枝聚丙烯，其他与实施例4相同。
性能测试：将本发明实施例2至实施例4得到的所述负离子抗菌ES复合纤维(纤维直径均为3D)，以及对比例1至对比例5得到的ES复合纤维(纤维直径均为3D)，经相同的工艺(热轧工艺)制成相同规格的热风无纺布(克重400g/m2)面料，进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003062688150000071
Figure BDA0003062688150000081
从上表可以看出，本发明的负离子抗菌ES复合纤维具有以下优点：对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌等均具有良好的抗菌抑菌效果，具有广谱抗菌抑菌效果；断裂强力大，力学性能优良，耐用性好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述负离子抗菌ES复合纤维具有皮芯结构，即由芯层和皮层构成；
其中，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯80～90份、聚乙烯8～11份、马来酸酐接枝聚丙烯12～16份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯70～80份、乙烯丙烯共聚物7～10份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯6～8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15～20份、晶体电气石粉5～6.5份、蛋白石粉2～2.6份、常春藤粉1.5～2.0份。
2.根据权利要求1所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述芯层包括以下重量份的原料：聚丙烯85份、聚乙烯9.5份、马来酸酐接枝聚丙烯14份；
所述皮层包括以下重量份的原料：聚乙烯75份、乙烯丙烯共聚物8.5份、马来酸二丁酯接枝聚丙烯7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物17.5份、晶体电气石粉5.7份、蛋白石粉2.3份、常春藤粉1.75份。
3.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为3.8～4.5%。
5.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述马来酸二丁酯接枝聚丙烯的马来酸二丁酯接枝率为2.8～3.6%。
6.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中单体单元乙烯和醋酸乙烯的摩尔比为1：0.38～0.44。
7.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述乙烯丙烯共聚物中单体单元乙烯和丙烯的摩尔比为1：0.64～0.74。
8.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述晶体电气石粉和蛋白石粉的细度均为0.6～0.8万目。
9.根据权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维，其特征在于，所述芯层和皮层的体积比为1：0.32～0.42。
10.一种如权利要求1或2所述的负离子抗菌ES复合纤维的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯，并混合均匀，送入单螺杆挤出机，熔融成聚丙烯混合熔体；
B、按重量份分别称聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸二丁酯接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、晶体电气石粉、蛋白石粉、常春藤粉，送入双螺杆挤出机，熔融成聚乙烯混合熔体；
C、聚丙烯混合熔体和聚乙烯混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有皮芯结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、卷绕、集束、拉伸、热定型、卷曲、切断，得到所述负离子抗菌ES复合纤维。
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