CN1381619A - 抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌抗静电可染细旦聚丙烯纤维,包含有聚丙烯和可染色母粒、抗静电母粒、抗菌母粒,其重量百分比为聚丙烯∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒=82－95∶3－10∶1－4∶1－4;这种抗菌抗静电可染细旦聚丙烯纤维,其纤维线密度为53dtex/48f,断裂强度为3.22CN/dtex,断裂强度C.V.值为3.36%,断裂伸长为16.4%,断裂伸长C.V.值为6.98%,分散染料上染率≥85%,干、湿摩擦色牢度4级,体积比电阻4×107Ω·cm,对大肠杆菌抑菌率为90.3%,对金黄色葡萄球菌抑菌率为96%。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯纤维，更具体说是一种抗菌抗静电可染细旦聚丙烯纤维。
背景技术
聚丙烯纤维又称丙纶，由于其结构的原因，存有以下不足：1、在结构上缺少与现有染料结合的基团，从而不能像常规纺织原料那样进行染色，若添加公知的染色母粒，则存在色调单一、调换色调不便的弊端，一定程度上限制了花色品种的拓展；2、聚丙烯纤维大分子链上不存在吸湿性基团，一方面导致附着于纤维之上的累积静电荷不能泄放掉，从而产生较高的静电积存，其体积比电阻高达1014-16Ω·cm，在纺织时会造成缠结锡林，穿着时皮肤有刺痒感，另一方面不能将体表汗水排放到体外，穿着时有潮湿感。为此，国内外科技工作者进行了大量卓有成效的工作，通过物理和化学方法对聚丙烯纤维的性能进行改性，以改善其服用方面的不足，例如：《合成纤维》杂志2000年29卷第1期刊载的“可染型丙纶的研究”一文，是采用加入烯烃类高聚物与等规聚丙烯共混方式纺制分散染料可染丙纶，《合成纤维工业》2000年23卷第2期刊载的“高速纺抗静电聚丙烯细旦长丝的研制”一文，是采用硬脂酸甘油单酯作为内用抗静电剂与聚丙烯共混熔纺生产抗静电丙纶，《纺织科学研究》2001年12卷第4期刊载的“抗菌纤维的研究一文”，是采用低分子非水溶性抗菌剂AB-12纺制单一抗菌功能丙纶，上述的技术都是单一方面的改性，不能满足日益追求舒适性和高档化的现代生活需求。专利号为97105761.3的“永久性抗静电可染丙纶”，也只是提高丙纶的抗静电和可染色的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时具有抗菌、抗静电和可用分散染料进行染色的细旦丙纶长丝。
为实现本发明的目的，这种细旦丙纶长丝包含有聚丙烯和可染色母粒、抗静电母粒、抗菌母粒，其重量百分比为聚丙烯∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝82-95∶3-10∶1-4∶1-4；可染色母粒是将摩尔配比为1∶0.01-0.60∶0.05-0.40∶2.20-2.60的对苯二甲酸、A组分、B组分和C组分，在容器中进行酯交换反应和共聚反应制得，其中的A组分包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸或二者的酯，B组分包括癸二酸、己二酸或二者的酯，C组分包括丙二醇、丁二醇或乙二醇；抗静电母粒包含有按重量配比为47.3-87.3∶10-50∶2.7的粉料载体聚乙烯或聚丙烯、抗静电剂和分散剂制成，其中抗静电剂是将重量配比为10∶10∶15的季铵盐类物质、聚乙二醇和无机纳米氧化铜配制而成；抗菌母粒包含有按重量配比为15-25∶67-82.8∶2-7∶0.2-1的纳米级银沸石与二氧化钛复配物、粉料载体聚乙烯或聚丙烯、分散剂、偶联剂制成，其中，纳米级银沸石与二氧化钛的重量百分比为20-40∶80-60。
这种细旦丙纶长丝各组分的优选重量百分比为聚丙烯∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝86-92∶4-8∶2-3∶2-3。
上述的可染色母粒还包含有按重量份为0.0007的催化剂和0.0003的稳定剂，催化剂是醋酸钴、醋酸锌或三氧化二锑，稳定剂是亚磷酸三苯酯。
上述的抗静电母粒中的分散剂是聚乙烯腊或改性聚乙烯腊。
上述的抗菌母粒中的分散剂是聚乙烯腊或改性聚乙烯腊，偶联剂是钛酸酯或铝酸酯。
抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝的制作方法是：
1)、制备可染色母粒
将摩尔配比为1∶0.01-0.60∶0.05-0.40∶2.20-2.60的对苯二甲酸、A组分邻苯二甲酸、间苯二甲酸或二者的酯、B组分癸二酸、己二酸或二者的酯和C组分丙二醇、丁二醇或乙二醇投入酯交换釜中，再向釜中加重量份为0.0007的催化剂醋酸钴、醋酸锌或三氧化二锑和0.0003的稳定剂亚磷酸三苯酯，加热，在温度为180℃-220℃的条件下进行酯交换反应，当甲醇蒸出量达到理论值的95％时，酯交换反应结束，立即将反应物导入缩聚釜中在温度为270℃-290℃、残压小于70Pa的条件下进行共聚反应，当缩聚釜的搅拌电流达到2.5-3.0A时出料，水冷却后切粒，制得熔点为193.1℃的可染色母粒。
2)、制备抗静电母粒
先将按重量配比为10∶10∶15的季铵盐类物质、聚乙二醇和无机纳米氧化铜配制成抗静电剂，再将按重量配比为47.3-87.3∶10-50∶2.7的粉料载体聚乙烯或聚丙烯、抗静电剂和分散剂聚乙烯腊或改性聚乙烯腊，投入SHR高速混合机中，捏合5-15分钟，然后用SHL-60型双螺杆挤出机组造粒，造粒工艺条件为：
高速混合时间(分钟) 2
双螺杆转速 (转/分) 140
喂料螺杆转速(转/分) 26
切粒机转速 (转/分) 750
各区温度 (℃)
一区 160-190
二区 180-200
三区 190-210
四区 190-210
五区 200-220
六区 210-230
机头 180-210
3)、制备抗菌母粒
按重量配比为15-25∶67-82.8∶2-7∶0.2-1的纳米级银沸石与二氧化钛复配物、粉料载体聚乙烯或聚丙烯、分散剂聚乙烯腊或改性聚乙烯腊、偶联剂钛酸酯或铝酸酯混合，按照抗静电母粒的加工工艺制备。其中，纳米级银沸石与二氧化钛的重量百分比为20-40∶80-60。
4)、制备抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝
设备：FJΦ25螺杆挤出机、变频控制的VC406卷绕机、VC442B型双区加热牵伸机；
重量百分比：聚丙烯切片∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝82-95∶3-10∶1-4∶1-4；
生产工艺流程：选料、干燥和按配比称重→混合→熔融纺丝→冷却→卷绕成形→平衡→牵伸→产品；
生产工艺条件：
干燥温度 (℃) 60-120
真空度 (mmHg) ≥750
干燥时间 (小时) 4-10
纺丝温度 (℃) 210-280
纺丝速度 (m/min) 480-750
喷丝板 (Φ×孔数) 0.35×39或0.25×48
泵供量 (r.p.m) 10-20
熔体压力 (MPa) 5-9
上油率 (％) 0.8-2
牵伸速度 (m/min) 220-380
牵伸倍数 2.9-4.5
牵伸温度 (℃) 热板150℃ 热盘70℃。
从聚丙烯纤维的微细结构可以看出，在聚丙烯切片中加入可染色母粒后，经熔融和螺杆机械剪切混合后，虽然高含量的聚丙烯依然为连续相，低含量的可染色母粒为高度分散的分散相，但是可染色母粒的加入一方面带入了能够结合燃料的染座基团，另一方面增加了非晶区域及孔隙结构，为染料的进入提供了合适的通道。可染色母粒、抗静电母粒和抗菌母粒的加入，使得在互不相容的聚丙烯纤维基与在纤维内部呈纤维状分布的三种母粒纤维相间出现大量的益于染料进入并固着的相界面，这些都使聚丙烯纤维可以用分散染料染色并且与现有其它分散染料相比具有更高的上染率，本发明的聚丙烯纤维在常压沸染条件下就可以用分散染料染得多种鲜艳色泽。
本发明所采用的抗菌母粒由于采用纳米级无机和有机抗菌剂复配，纺丝时不存在其它抗菌剂因粒径大而经常出现的喷丝孔堵塞或断丝现象，纺丝顺利，这对纺制细旦纤维尤为重要。另外，本发明所采用的抗菌母粒的抗菌机理是以半导体能带理论为依据，杀菌迅速耐久。从结构角度看，所加入的抗菌母粒和抗静电母粒中的各组分对聚丙烯纤维的染色产生更好的效果。
本发明加入可染色母粒、抗静电母粒和抗菌母粒来纺制细旦聚丙烯纤维，无论是从织物加工角度看，还是从服用角度看，都是合理的，由本发明的细旦聚丙烯纤维纺制的织物不但可以按照现有纺织印染的加工工艺进行加工，而且加工工艺对其性能不产生负面影响。按国际和通行的检测标准检测，细旦聚丙烯纤维的分散染料染色的织物，其干、湿摩擦色牢度为4级，体积比电阻为M×107Ω·cm，断列强度为3.5CN/dtex，对大肠杆菌抑菌率达95％，对金黄葡萄球菌抑菌率达95％以上。
由上所述，本发明的细旦聚丙烯纤维，一是可用分散染料染着多种鲜艳色泽，二是具有抗静电、抗菌的功能，三是细旦纤维所特有的芯吸效应使其体现出的导汗排湿功能，用其织物做服装，穿着舒适，特别适合于制作高档内衣。
具体实施方式
例1
1)、制备可染色母粒
将摩尔配比为1∶0.30∶0.20∶2.40的对苯二甲酸、邻苯二甲酸或其酯、癸二酸或其酯和乙二醇投入酯交换釜中，再向釜中加重量份为0.0007的催化剂三氧化二锑和0.0003的稳定剂亚磷酸三苯酯，加热，在温度为180℃-220℃的条件下进行酯交换反应，当甲醇蒸出量达到理论值的95％时，酯交换反应结束，立即将反应物导入缩聚釜中在温度为270℃-290℃、残压小于70Pa的条件下进行共聚反应，当缩聚釜的搅拌电流达到2.5-3.0A时出料，水冷却后切粒，制得熔点为193.1℃的可染色母粒。
2)、制备抗静电母粒
先将按重量配比为10∶10∶15的季铵盐类物质、聚乙二醇和无机纳米氧化铜配制成抗静电剂，再将按重量配比为57.3∶40∶2.7的粉料载体聚乙烯、抗静电剂和分散剂聚乙烯腊，投入SHR高速混合机中，捏合5-15分钟，然后用SHL-60型双螺杆挤出机组造粒，造粒工艺条件为：
高速混合时间(分钟) 2
双螺杆转速 (转/分) 140
喂料螺杆转速(转/分) 26
切粒机转速 (转/分) 750
各区温度 (℃)
一区 160-190
二区 180-200
三区 190-210
四区 190-210
五区 200-220
六区 210-230
机头 180-210。
3)、制备抗菌母粒
按重量配比为24∶70.4∶5∶0.6的纳米级银沸石与二氧化钛复配物、粉料载体聚乙烯、分散剂聚乙烯腊、偶联剂钛酸酯混合，参照抗静电母粒的加工工艺制备。其中，纳米级银沸石与二氧化钛的重量百分比为30∶70。
4)、制备抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝
设备：FJΦ25螺杆挤出机、变频控制的VC406卷绕机、VC442B型双区加热牵伸机；
重量百分比：聚丙烯切片∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝88∶8∶2∶2；
生产工艺流程：选料、干燥和按配比称重→混合→熔融纺丝→冷却→卷绕成形→平衡→牵伸→产品；
生产工艺条件：
干燥温度(℃) 60-120
真空度 (mmHg) ≥750
干燥时间(小时) 4-10
纺丝温度(℃) 210-280
纺丝速度(m/min) 480-750
喷丝板 (Φ×孔数) 0.35×39或0.25×48
泵供量 (r.p.m) 10-20
熔体压力(MPa) 5-9
上油率 (％) 0.8-2
牵伸速度(m/min) 220-380
牵伸倍数 2.9-4.5
牵伸温度(℃) 热板150℃ 热盘70℃。
例2
1)、制备可染色母粒
组分的摩尔配比为对苯二甲酸∶间苯二甲酸或其酯∶己二酸或其酯∶丁二醇＝＝1∶0.20∶0.10∶2.20，催化剂是醋酸锌，其余同例1。
2)、制备抗静电母粒
粉料载体为聚丙烯，分散剂为改性聚乙烯腊，其组分的重量配比为聚丙烯∶抗静电剂∶改性聚乙烯腊＝＝67.3∶30∶2.7，其余同例1。
3)、制备抗菌母粒
按重量配比为20∶73.4∶6∶0.6的纳米级银沸石与二氧化钛复配物、粉料载体聚丙烯、分散剂改性聚乙烯腊、偶联剂铝酸酯混合，按照抗静电母粒的加工工艺制备。其中，纳米级银沸石与二氧化钛的重量百分比为20∶80。
4)、制备抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝
重量百分比：聚丙烯切片∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝84∶10∶3∶3，其余同例1。
例3
1)、制备可染色母粒
组分的摩尔配比为对苯二甲酸∶邻苯二甲酸或其酯∶己二酸或其酯∶丙二醇＝＝1∶0.60∶0.05∶2.60，催化剂是三氧化锑，其余同例1。
2)、制备抗静电母粒
粉料载体为聚丙烯，分散剂为聚乙烯腊，其组分的重量配比为聚丙烯∶抗静电剂∶改性聚乙烯腊＝＝72.3∶25∶2.7，其余同例1。
3)、制备抗菌母粒
按重量配比为15∶77.8∶7∶0.2的纳米级银沸石与二氧化钛复配物、粉料载体聚丙烯、分散剂改性聚乙烯腊、偶联剂铝酸酯混合，按照抗静电母粒的加工工艺制备。其中，纳米级银沸石与二氧化钛的重量百分比为40∶60。
4)、制备抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝
重量百分比：聚丙烯切片∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝86∶6∶4∶4，其余同例1。
上述三个实施例制得的抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝，按照现行的国家标准GB/T14342-14344-1993、GB/T3920-3921-98对线密度、断裂强度、断裂伸长、抗静电性能(比电阻)的检测和按照国际通用标准AATCC100-1993对抗菌性能的检测，纤维线密度为53dtex/48f，断裂强度为2.9-3.22CN/dtex，断裂强度C.V.值为3.36％-7.42％，断裂伸长为11.4％-19.8％，断裂伸长C.V.值为6.98％-12.76％，分散染料上染率≥85％，干、湿摩擦色牢度4级，体积比电阻4×107Ω·cm，对大肠杆菌抑菌率为88.2％-90.3％，对金黄色葡萄球菌抑菌率为92.8％-96％。
Claims (5)
1、一种抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝，包含有聚丙烯，其特征是还包含有可染色母粒、抗静电母粒、抗菌母粒，其重量百分比为聚丙烯∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝82-95∶3-10∶1-4∶1-4；可染色母粒是将摩尔配比为1∶0.01-0.60∶0.05-0.40∶2.20-2.60的对苯二甲酸、A组分、B组分和C组分，在容器中进行酯交换反应和共聚反应制得，其中的A组分包括邻苯二甲酸、间邻苯二甲酸或二者的酯，B组分包括癸二酸、己二酸或二者的酯，C组分包括丙二醇、丁二醇或乙二醇；抗静电母粒包含有按重量配比为47.3-87.3∶10-50∶2.7的粉料载体聚乙烯或聚丙烯、抗静电剂和分散剂制成，其中抗静电剂是将重量配比为10∶10∶15的季铵盐类物质、聚乙二醇和无机纳米氧化铜配制而成；抗菌母粒包含有按重量配比为15-25∶67-82.8∶2-7∶0.2-1的纳米级银沸石与二氧化钛复配物、粉料载体聚乙烯或聚丙烯、分散剂、偶联剂制成，其中，纳米级银沸石与二氧化钛的重量百分比为20-40∶80-60。
2、根据权利要求1所述的抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝，其特征是各组分的重量百分比为聚丙烯∶可染色母粒∶抗静电母粒∶抗菌母粒＝＝86-92∶4-8∶2-3∶2-3。
3、、根据权利要求1或2所述的抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝，其特征是可染色母粒还包含有按重量份为0.0007的催化剂和0.0003的稳定剂，催化剂是醋酸钴、醋酸锌或三氧化二锑，稳定剂是亚磷酸三苯酯。
4、根据权利要求1或2所述的抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝，其特征是抗静电母粒中的分散剂是聚乙烯腊或改性聚乙烯腊。
5、根据权利要求1或2所述的抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝，其特征是抗菌母粒中的分散剂是聚乙烯腊或改性聚乙烯腊，偶联剂是钛酸酯或铝酸酯。
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| CN 02110405 CN1381619A (zh) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 抗菌抗静电可染细旦丙纶长丝 |
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| CN1381619A true CN1381619A (zh) | 2002-11-27 |
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