CN1888155A - 超细纤维一步功能化生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超细纤维的生产方法，尤其涉及有色功能化超细纤维的生产方法。将超细纤维原料与染料、助剂和功能化添加剂按比例直接混合制成有色抗菌母料，得到的有色抗菌母料在高温下熔融，或将所述比例的染料、助剂和功能化添加剂放入熔融状态的超细纤维原料中充分均匀混合后，由双螺杆挤出机作用后经碱水解法制成有色纳米抗菌超细纤维。本发明的方法具有省去染整工序，降低生产成本，减少三废污染，易于工业生产的优点。

Description

超细纤维一步功能化生产方法

技术领域：

本发明涉及超细纤维的生产方法，尤其涉及有色功能化超细纤维的生产工艺。

背景技术：

一般纺织品获得色彩的途径有：

1.织物染色整理；

2.纤维染色后再进行纺织加工；

3.纱线染色后再进行纺织加工。

一般而言超细纤维染色性能很差，可以用分散性染料染色，但通常需要高温高压或载体存在的条件下才能进行，对纤维损伤大、色牢度差，而且染色色谱范围比较窄，更为重要的是这些染色过程都产生大量的三废，严重危害环境。

有人希望通过改性的方法得到有色的纤维。然而对于合成纤维而言，由于其分子结构致密，染料分子不易进入纤维的内部，大多数合成纤维染色都很困难。为了改善合成纤维的染色性，研究者通过单体共聚、聚合物共混或嵌段共聚的方法来改变合成纤维的化学组织和内部结构，达到易染色的目的。但该方法成本太高，对纤维材料的选择面太窄，同样也污染环境。

在现有超细纤维的生产工艺中，一般都是将功能化的添加剂和染料分两步处理，在纺丝前加入功能化的添加剂，在染整工序进行染色，不仅增加了生产成本，而且产生严重的三废问题，因此，实现超细纤维一步功能化的生产工艺及其工业化具有十分重要的意义。

本发明的意义及优点：

1.产品功能多样化。可以添加不同功能的纳米抗菌颗粒；

2.省去后续工序的染色难题，缩短产品的生产工艺流程，降低生产成本；

3.提高染色色牢度，色牢度、鲜艳度、纤维强度高，生产的有色纱线与常规染色相比质量优越，产品可用于生产高档次的服装面料；

4.增加花色品种；

5.利于环保，消除了纤维染色给环境造成的严重污染，减少三废污染，且利于环保，该技术被视为对传统染色工艺的重大革新，具有巨大的社会效益。

发明内容：

本发明的目的是提供一种省去染整工序，降低生产成本，减少三废污染，易于工业生产的功能化超细纤维材料及其生产工艺。

超细纤维一步功能化生产方法，它包含以下步骤：

(1)原材料混合熔融制成纤维材料，

(2)纤维材料通过碱水解法进行剥离，得到超细纤维材料，其具体过程为：将超细纤维原料与染料、助剂和功能化添加剂直接混合制成有色抗菌母料，得到的有色抗菌母料在高温下熔融，通过双螺杆挤出机(上海迅达橡塑机械制造有限公司的XD-双金属精密纺丝挤出机)的作用，制成纤维材料后经碱水解法进行剥离，得到直径在100纳米～1微米之间的超细纤维。其中按重量百分比计算，高分子超细纤维占材料总重量的96％～99.9％，染料、助剂和添加剂分别占材料总重量的0.05％～1％、0.03％～1％和0.02％～2％。

上述超细纤维一步功能化生产方法的具体过程也可采用以下过程：取上述重量比的原材料，然后将超细纤维原料高温熔融，在熔融状态下与染料、助剂和功能化添加剂同时且充分混合后通过双螺杆挤出机纺制，然后通过碱水解法进行剥离，得到直径在100纳米～3微米之间的超细纤维。

所述的超细纤维原料选自聚酯、聚酰胺类高分子中的一种，或其中两种或两种以上聚酯、聚酰胺类高分子的共混物，高分子超细纤维的直径在10纳米～3微米之间。

所述的高分子超细纤维混合物中聚酯类高分子选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种；所述的聚酰胺类高分子选自尼龙6、尼龙66中的一种。

所述的功能化添加剂为纳米抗菌剂。其中纳米抗菌剂选自以下物质中的一种：含银离子、锌离子或铜离子中的一种无机纳米颗粒；或是含银离子、锌离子或铜离子中的一种无机沸石纳米颗粒；或是氧化锌纳米颗粒、硫酸锌纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒和硫酸铜纳米颗粒中的一种或多种的组合；或是甲壳素、壳聚糖纳米颗粒，其粒度均小于1微米。

所述的染料选自乙烯砜/一氯均三嗪、乙烯砜/一氟均三嗪、双一氯均三嗪双活性基染料中的一种。

所述的助剂包括石蜡或液体石蜡，助剂作为表面活性剂，使染料容易分散。

超细纤维一步功能化生产方法中的碱水解法又称为化学剥离法，是涤锦复合超细纤维的剥离开纤中所用三种方法中的一种，另两种方法分别是机械法和溶胀法，这三种方法均能达到降低纤维直径的作用。碱水解法是利用复合纤维两种组分均可被碱加速水解的机理，在碱水(或再加某些促进剂)溶液中复合纤维两组分的界面发生水解，减弱粘合力，使之易于剥离，达到开纤的目的，从而得到0.1微米～几微米之间的超细纤维。

本发明的技术和生产方法与现有技术相比有如下一些优点：

1)本发明提供的超细纤维一步功能化生产工艺是超细纤维原料与染料、助剂和功能化添加剂直接混合制成有色抗菌母料，或母粒在熔融的状态下与染料、助剂和功能化添加剂同时且充分混合后通过双螺杆挤出机纺制而成超细纤维，将原先几步完成的工艺一步完成，大大节省了生产成本。

2)本发明提供的超细纤维一步功能化生产工艺不仅含有染料，还含有多纳米孔道的银或锌或铜离子的无机纳米颗粒，或是含银或锌或铜离子的多纳米孔道的无机沸石纳米颗粒，或是氧化锌、硫酸锌、二氧化钛、硫酸铜纳米颗粒中的一种或多种的混合物，或是甲壳素、壳聚糖纳米颗粒，其粒度均小于1微米，因此均有显著的抗菌功能。

3)本发明提供的超细纤维一步功能化生产工艺具有加工工艺简单，适用范围广的特征，因此，在熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝和静电纺丝中都能适用，不需要对原有的工艺进行太大的改动。

4)本发明提供的超细纤维一步功能化生产工艺有利于环保，消除了纤维染色给环境造成的严重污染，减少三废污染，且利于环保，该技术被视为对传统染色工艺的重大革新，具有巨大的社会效益。

具体实施方式：

本发明的生产方法包含以下两部分：(1)原材料混合熔融制成纤维材料，(2)纤维材料通过碱水解法进行剥离，得到得到直径在10纳米～3微米之间的超细纤维。本发明的特点在于上述步骤的步骤(1)中，摒弃了现有技术中将功能化的添加剂和染料分两步处理的方法，采用了两个步骤融为一个步骤的方法，对有色功能化超细纤维的生产工艺进行了改进，在由双螺杆挤出机作用制得纤维材料后碱水解法进行剥离过程中的原料和方法均属于本领域技术人员和生产人员公知的技术内容，因此在具体实施例中对这部分内容予以省略。下述实施例中未对双螺杆挤出机进行限定，是因为双螺杆挤出机的生产厂家和型号虽然不同，但并不影响有色纳米抗菌超细纤维的制备。

实施例1

在某化纤厂中将200公斤尼龙6、200公斤的聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.5公斤尺寸为100纳米的含多纳米孔道银离子的无机沸石纳米颗粒、0.5公斤的有机染料乙烯砜/一氯均三嗪和0.5公斤的石蜡混合后，高温下熔融，将所得的熔融混合液通过双螺杆挤出机的作用后经碱水解法剥离得到有色纳米抗菌超细纤维。

实施例2

在某化纤厂中将240公斤尼龙66、240公斤的聚对苯二甲酸丁二醇酯、10公斤尺寸为100纳米的含多纳米孔道银离子的无机纳米颗粒、5公斤的有机染料乙烯砜/一氟均三嗪和5公斤的石蜡混合后，高温下熔融，将所得的熔融混合液通过双螺杆挤出机的作用后经碱水解法剥离得到有色纳米抗菌超细纤维。

实施例3

在某化纤厂中将500公斤尼龙66、0.2公斤粒度小于1微米的的氧化锌纳米颗粒、0.5公斤的有机染料双一氯均三嗪和0.3公斤的液体石蜡混合后，高温下熔融，将所得的熔融混合液通过双螺杆挤出机的作用后经碱水解法剥离得到有色纳米抗菌超细纤维。

实施例4

在某化纤厂中将490公斤聚对苯二甲酸乙二醇酯高温下熔融，然后将2.5公斤粒度小于1微米的含铜离子的无机纳米颗粒、2.5公斤的有机染料乙烯砜/一氟均三嗪和5公斤的液体石蜡放入熔融的聚对苯二甲酸乙二醇酯中，均匀混合后，将所得的熔融混合液通过双螺杆挤出机的作用后经碱水解法剥离得到有色纳米抗菌超细纤维。

实施例5

在某化纤厂中将490公斤聚对苯二甲酸乙二醇酯、2.5公斤粒度小于1微米的甲壳素纳米颗粒、2.5公斤的有机染料乙烯砜/一氟均三嗪和5公斤的液体石蜡混合后，高温下熔融，将所得的熔融混合液通过双螺杆挤出机的作用后经碱水解法剥离得到有色纳米抗菌超细纤维。

Claims (8)

1、一种超细纤维一步功能化生产方法，它包含以下步骤：

(1)原材料混合熔融制成纤维材料，

(2)纤维材料通过碱水解法进行剥离，得到超细纤维材料，

其特征在于：所述的步骤(1)的方法为：将超细纤维原料与染料、助剂和功能化添加剂按照重量百分比为96％～99.9％∶0.05％～1％∶0.03％～1％∶0.02％～2％的比例直接混合制成有色抗菌母料，得到的有色抗菌母料在高温下熔融，通过双螺杆挤出机的作用制成超细纤维。

2、权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的步骤(1)还可以采用下述方法进行：取权利要求1中各重量比的原料，将超细纤维原料高温熔融后，将染料、助剂和功能化添加剂放入熔融状态的超细纤维原料中，充分均匀混合后，通过双螺杆挤出机的作用制成超细纤维。

3、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于：所述的超细纤维原料选自聚酯、聚酰胺类高分子中的一种，或其中两种或两种以上聚酯、聚酰胺类高分子的共混物，高分子超细纤维的直径在10纳米～3微米之间。

4、根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于：所述的聚酯类高分子选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种；所述的聚酰胺类高分子选自尼龙6、尼龙66中的一种。

5、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于：所述的功能化添加剂为纳米抗菌剂。

6、根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述的纳米抗菌剂选自以下物质中的一种：

(1)、含银离子、锌离子或铜离子中的一种无机纳米颗粒；或，

(2)、含银离子、锌离子或铜离子中的一种无机沸石纳米颗粒；或，

(3)、氧化锌纳米颗粒、硫酸锌纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒和硫酸铜纳米颗粒中的一种或多种的组合；或，

(4)、甲壳素纳米颗粒、壳聚糖纳米颗粒；

以上物质的粒度均小于1微米。

7、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于：所述的染料选自乙烯砜/一氯均三嗪、乙烯砜/一氟均三嗪、双一氯均三嗪双活性基染料中的一种。

8、根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于：所述的助剂为石蜡或液体石蜡中的一种。