CN113430674B - 低致敏聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

低致敏聚酯纤维及其制备方法涉及材料领域。低致敏聚酯纤维的制备方法，在纤维的制备过程中，加入氧化锌颗粒，并控制锌离子迁移至表面，形成层状保护膜。低致敏聚酯纤维的纤维表面含有锌离子。本发明利用氧化锌颗粒构筑层状保护膜，阻挡皮肤与纤维内含有致敏物质接触，从而有效降低致敏的可能性。

Description

低致敏聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及低致敏聚酯纤维的制备。
背景技术
皮肤过敏症是一种机体的***反应，是人对正常物质(过敏源)的一种不正常的反应，当过敏源接触到过敏体质的人群才会发生过敏，过敏源有花粉、粉尘、异体蛋白、化学物质、紫外线、服装等几百种。
作为与皮肤密切接触的纤维面料，如果可以提高其防过敏性能，必然可以有效降低皮肤患过敏症的风险。因此，需要对涤纶基纤维进行工艺革新，降低其致敏可能性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种低致敏聚酯纤维的制备方法，以解决上述技术问题。
本发明的目的还在于，提供低致敏聚酯纤维的制备方法制备获得的低致敏聚酯纤维。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
低致敏聚酯纤维的制备方法，其特征在于，在纤维的制备过程中，加入氧化锌颗粒，并控制锌离子迁移至表面，形成层状保护膜。
优选，氧化锌颗粒的加入方法：将硅藻土颗粒和氧化锌颗粒经与聚酯熔体进行共混熔融。硅藻土颗粒和氧化锌颗粒优选在共混前进行表面改性。
优选，控制锌离子迁移至表面的方法：在纺丝后道增加液氮冷却工艺和扭力牵伸工艺技术，使得在纤维中相容度相对较低的氧化锌颗粒能够快速迁移至表面，形成层状保护膜。
有益效果：本发明利用氧化锌颗粒构筑层状保护膜，阻挡皮肤与纤维内含有致敏物质接触，从而有效降低致敏的可能性。锌元素本身能够维护皮肤健康，起到清洁作用，而负载于聚酯纤维表面的锌元素即能保证功能的持久有效，还具有呵护皮肤、舒压理疗、减缓过敏等功效。同时，氧化锌本身具备高效的防污、抗菌等功能，纯天然的硅藻土和锌离子共同作用，能够对病原细菌和过敏原进行清除，且不会对良性微生物和皮肤菌群产生破坏，安全有效。
低致敏聚酯纤维，其特征在于，纤维表面含有锌离子。
低致敏聚酯纤维含有氧化锌、硅藻土、PET。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
低致敏聚酯纤维的制备方法，是在纤维的制备过程中，加入氧化锌颗粒，并控制锌离子迁移至表面，形成层状保护膜。
具体实施例
步骤一、氧化锌颗粒表面改性
将氧化锌颗粒加入为其体积2-5倍的乙醇或水中，超声分散0.5-2h，然后加入分散剂混合均匀后，用冰醋酸调节pH为5.5-6.5，室温下进行搅拌反应10-20h，转速为500-3000r/min，经离心后即得改性氧化锌颗粒。其中：氧化锌颗粒优选纳米级氧化锌颗粒。分散剂的用量，按质量比计算优选为分散剂：氧化锌颗粒为1：10。所述分散剂优选为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或焦磷酸钠。
步骤二、硅藻土颗粒表面改性
向硅藻土颗粒中加入为其质量200-500％的水，搅拌混合均匀，得到粘稠糊状的硅藻土粘稠料，然后加入改性剂，控制转速为800-1200r/min搅拌4-8h，得到改性硅藻土浆料。其中，硅藻土颗粒优选为500-2000目以上的硅藻土粉体。改性剂优选为β-氨丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、单硬脂酸甘油酯、烷基醇酰胺中之一或两者以上的混合物。
步骤三、制备复合改性颗粒
室温下，将改性氧化锌颗粒加入到改性硅藻土浆料中，然后加入水，控制转速为1000-1500r/min搅拌1-2h，然后升温至60-80℃，控制转速为2000-3000r/min继续搅拌6-8h。然后控制温度为300-700℃进行烘干至含水量为0.1-2％，并研磨至粒度达到1600目，得到复合改性颗粒。改性氧化锌颗粒和改性硅藻土浆料的质量百分比为12.5-166.5％
步骤四、共混熔融
纺丝前道，将复合改性颗粒与聚酯熔体进行共混熔融。
优选，在热熔泵前端安装螺杆44长径比微型螺杆挤出机，用于向热熔泵中定量添加粉体。聚酯熔体优选PET熔体。其中，按质量百分比计，复合改性颗粒占PET切片的1.5-5％。PET切片在260-290℃下熔融后制得PET熔体，微型螺杆挤出机开始供料，将粉体挤出，与PET熔体进行混合。每10分钟进行1-2次的螺杆逆向运行，每次1-2s，反推PET熔体少量漫入送料腔，使得与PET熔体共混的粉体热熔泵中呈螺旋状线性分布，并存在大量悬浮于熔融体表面的粉体，经喷丝孔挤出时，无机粉体均匀沉积于纤维表面及内部，再经牵伸后，功能粉体暴露的更为明显，有利于功能性的发挥。纺丝过程中不使用荧光增白剂、钛白粉、平平加O等物质，所使用的硅油为低致敏性硅油。氧化锌本身具有一定的消光和增白作用。
步骤五、扭力牵伸
前道纺丝工艺完成后，需要在后道工艺中增加螺旋扭力设备。纤维在湿热条件下经高压蒸汽升温后，借助橡胶滚轮的旋转摩擦力作用形成单丝经向旋转，扭曲程度在800-1500转/米。在极强的扭曲力学作用下，将纤维中的相容度相对较低，且分散良好的氧化锌无机颗粒被挤压至表面，而经硅烷偶联剂处理的硅藻土颗粒则会停留在纤维中，不会移动。
步骤六、液氮冷却
经扭曲的纤维立刻进入液氮箱急速冷却，至室温以下，将其固定于表面，形成平顺、且具有耐久性的无机保护层。
步骤七、后续处理
制备的纤维再经常规的牵伸、水洗、烘干、切断等工艺，即可获得低致敏纤维。
低致敏纤维性能测试
测试1、抗菌性能测试，测试结果见表1：
Figure BDA0003171153760000041
测试2、将纤维制备成100g/m2的絮片进行测试，进行保温性能和远红外发射率测试，测试结果见表2：
Figure BDA0003171153760000042
测试3、对纤维进行疏水性测试，发现：所制备的纤维具有一定的疏水性，但随着光照，性能逐渐削弱。
测试4、依据GB 7919化妆品安全性评价程序和方法，采用皮肤***反应试验中的局部封闭涂皮法，对纤维进行致敏性测试。在本试验条件下，受试样品对豚鼠的致敏率为0％。
皮肤致敏反应测试结果见表3：
Figure BDA0003171153760000043
Figure BDA0003171153760000051
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.低致敏聚酯纤维的制备方法，其特征在于，在纤维的制备过程中，加入氧化锌颗粒，并控制锌离子迁移至表面，形成层状保护膜，包括：
步骤一、氧化锌颗粒表面改性：将氧化锌颗粒加入为其体积2-5倍的乙醇或水中，超声分散0.5-2h，然后加入分散剂混合均匀后，用冰醋酸调节pH为5.5-6.5，室温下进行搅拌反应10-20h，转速为500-3000r/min，经离心后即得改性氧化锌颗粒；
步骤二、硅藻土颗粒表面改性：向硅藻土颗粒中加入为其质量200-500％的水，搅拌混合均匀，得到粘稠糊状的硅藻土粘稠料，然后加入改性剂，控制转速为800-1200r/min搅拌4-8h，得到改性硅藻土浆料；
步骤三、制备复合改性颗粒：室温下，将改性氧化锌颗粒加入到改性硅藻土浆料中，然后加入水，控制转速为1000-1500r/min搅拌1-2h，然后升温至60-80℃，控制转速为2000-3000r/min继续搅拌6-8h，然后控制温度为300-700℃进行烘干至含水量为0.1-2％，并研磨至粒度达到1600目，得到复合改性颗粒；
步骤四、共混熔融：纺丝前道，将复合改性颗粒与聚酯熔体进行共混熔融；
步骤五、扭力牵伸：前道纺丝工艺完成后，需要在后道工艺中增加螺旋扭力设备，纤维在湿热条件下经高压蒸汽升温后，借助橡胶滚轮的旋转摩擦力作用形成单丝经向旋转，扭曲程度在800-1500转/米；
步骤六、液氮冷却：经扭曲的纤维立刻进入液氮箱急速冷却，至室温以下，将其固定于表面，形成平顺且具有耐久性的无机保护层；
步骤七、后续处理：制备的纤维再牵伸、水洗、烘干、切断工艺，获得低致敏纤维。
2.根据权利要求1所述的低致敏聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤一中，按质量比计算，分散剂：氧化锌颗粒为1：10。
3.根据权利要求1所述的低致敏聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤二中，硅藻土颗粒为500-2000目以上的硅藻土粉体。
4.根据权利要求1所述的低致敏聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤三中，硅藻土颗粒和氧化锌颗粒先混合后，再与PET切片熔融混合：
按质量百分比计，复合改性颗粒占PET切片的1.5-5％；PET切片在260-290℃下熔融后制得PET熔体，微型螺杆挤出机开始供料，将粉体挤出，与PET熔体进行混合；每10分钟进行1-2次的螺杆逆向运行，每次1-2s，反推PET熔体少量漫入送料腔，使得与PET熔体共混的粉体热熔泵中呈螺旋状线性分布，并存在大量悬浮于熔融体表面的粉体，经喷丝孔挤出时，无机粉体均匀沉积于纤维表面及内部。
5.低致敏聚酯纤维，其特征在于，采用权利要求1-4中任意一项所述的低致敏聚酯纤维的制备方法制备而成，其表面含有锌离子。
6.根据权利要求5所述的低致敏聚酯纤维，其特征在于，其含有氧化锌、硅藻土、PET。
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