抗菌抗紫外线复合功能健康纤维的制作方法

专利名称：：抗菌抗紫外线复合功能健康纤维的制作方法
技术领域：
：本发明涉及化学纤维及其制造，具体地说，本发明是一种抗菌抗紫外线复合功能(PA.6、PA.66、PP、PET)健康纤维。
背景技术：
：目前，随着人们生活水平的不断提高，穿衣不再只是单纯的遮体和保暖。对其健康功能的要求将愈来愈高，市场需求量也会越来越大。夏季，要求凉爽、防止细菌侵害和紫外线对人体的伤害，是人们的普遍愿望。如果能利用穿着的衣服自然的实现这些愿望，将是人们梦寐以求的。人体除了能滋生以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为代表的阴、阳性细菌外，个别部位滋生和污染的顽固真菌更是难以克服。200—400nm波长的紫外线照射到人体上，会导致皮炎、皮癌和白内障等疾病的发生。我公司经多年研究开发出高效抗紫外线及抗阴阳性细菌物质，特别是能有效抗菌的无机固相物质，熔于树脂中纺制成合成纤维(PA-6、PA—66、PP、PET)克服了市场上涂附在纤维表面的简单做法，成为功能永久不衰的高效复合功能健康纤维。
发明内容本发明目的之一是，提出一种对人体具有防止紫外线伤害和抗细菌滋生的织物原料(PA.6、PA.66、PP、PET)抗菌、抗紫外线功能健康纤维。在纤维中漆加无机固相物质不变的情况下，改变纺丝切片(PA.6、PA.66、PP、PET)可纺成其他复合功能性合成纤维。由于采用母粒熔融高速法纺丝，使得制成的复合功能健康合成纤维的功能经久不衰。本发明目的之二是，提出一种对紫外线具有折射、反射、吸收作用的无机固相物质(纳米级粉体，也称为"抗菌抗紫外线粉体")配制组合，本组合对抗紫外线具有高效。按本发明的配比组合熔于纤维中，可对紫外线(200—400nm)阻断率达到99.8%以上。本发明加入含银量可达到610%的植银无机固相物质(纳米级粉体)，对阴阳性细菌，特别是以白色念珠菌为代表的真菌，杀菌率可达到99.5%以上。采用银离子杀菌具有安全、高效、持久的效果。本发明目的之三是，提出多种无机固相物质(纳米级粉体)，在纺丝熔体中高度分散的方法。为使纤维功能高效，必然釆用活性极强的纳米级无机固相粉体。纳米级粉体的使用，重要的是分散问题，分散不成功会给熔融高速纺丝带来很大困难，甚至不可纺。本发明采用a、无机固相物质之间高度分散、高温除水活化后，立即高温、高速搅拌。b、选择合适的界面反应剂(硅烷偶联剂)，使无机固相粉体粒子表面得以包覆，以成高聚物与粒子间包角极小，促使无机固相粒子在有机高分子中的分散性。c、采用顺向双螺杆及螺杆模头前多层复合过滤器加压过滤，增加含无机固相纳米粉体在高聚物熔体中的捏合、切割、多次分流，以达到高度分散的目的。d、采用高质量的高分子蜡为无机固相纳米粉体的分散剂。综上所述，多次采取加强分散措施，使无机固相纳米粉体在高分子熔体中得以充分分散。制得的母粒定量连续加入纺丝切片中纺丝时，杜绝了熔体中熔胶粒子的产生，使得复合功能健康纤维的高速纺丝能够顺利进行。本发明目的之四是，优选出高速纺功能母粒中抗氧耐热剂组分，在加工母粒过程中，防止了聚合物分子量降低。本发明采用亚磷酸三酯为抗氧耐热剂，使母粒的相对粘度只降低0.2—0.3。这样按1:9加入到纺丝熔体中，再采取适当的纺丝工艺，其总粘度不会影响纺丝最佳流动性，保证了纺速在4300米/分钟情况下顺利纺丝。本发明目的之五是，提出一套含有一定量，保证抗菌、抗紫外线的无机固相粉体的熔体，进行熔融高速纺丝和后加工的工艺。本发明纺丝采取纺丝箱体温度在26027(TC，纺丝螺杆温度也可比正常(PA_6、PA.66、PP、PET)纺丝降低5。C左右。纺丝窗冷却温度可定为1821。C左右，湿度可定为70wt。/。以上。初纤(POY)加入油7—9%。后加工(DTY加工)采用内牵伸假捻加热加弹法。D、Y比为14—16。牵伸倍数采用1.5—1.6倍。上油量3—3.5wt。/。(相当于DTY纤维的重量百分比)。本发明为在(PA—6、PA—66、PP、PET)纤维中体现对人体具有抗菌、抗紫外线保健功能，优选出具有以上两功能的无机固相纳米粉体组合，通过熔融高速挤压纺丝混入(PA.6、PA.66、PP、PET)纺丝熔体中，纺制而成(PA.6、PA.66、PP、PET)抗菌、抗紫外线复合功能健康纤维。该纤维具有保健功能，但并未改变原纤维特点和织造性。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是抗菌抗紫外线粉体由以下无机固相物质组成纳米级二氧化钛、纳米级二氧化硅、纳米级氧化锌和纳米级硝酸银。其中，纳米级硝酸银的银含量为6~10wt%。该抗菌抗紫外线粉体中，各组分采用以下的重量百分比纳米级二氧化钛1316wt%纳米级二氧化硅1618wt%纳米级氧化锌2215wt%纳米级硝酸银49~51wt%。一种复合功能健康纤维母粒，包含有2030wt。/。的上述抗菌抗紫外线粉体。该复合功能健康纤维母粒由以下重量的组分组成抗菌抗紫外线粉体相当于母粒重量的10~35wt%。干切片相当于母粒重量的8859wt。/0。亚磷酸三酯相当于干切片重量的0.40.6wt。；。硅烷偶联剂相当于抗菌抗紫外线粉体重量的26wt%。高分子蜡相当于母粒重量的26wt。/。。其中，干切片是Pa."Pa.66、PP或PET干切片。亚磷酸三酯的作用是抗氧耐热剂，硅烷偶联剂是界面反应剂，高分子蜡是分散剂。该复合功能健康纤维母粒的制备方法，包含以下步骤A.抗菌抗紫外线粉体除水活化在110—145。C通过烘干对该粉体进行除水活化26小时B.除水活化的抗菌抗紫外线粉体直接放入高搅机中，由低速200rpm致高速1300rpm搅拌；在130145T温度下，运转5~10分钟后停止加热，使高搅机温度降为110~125°C;C.低速200rpm时加入硅烷偶联齐U，在110125。C时高速1300rpm搅拌57分钟；D.低速200rpm加入干切片，在12513(TC高速1300rpm搅拌5~7分钟；E.低速200rpm加入亚磷酸三酯，在120°C高速1300rpm搅拌57分钟；F.低速200rpm加入高分子蜡，在11012(TC高速1300rpm搅拌35分钟。G.高搅出料进入冷却搅拌机，2638t:间接水浴冷却815分钟。制得高搅混合物。H.高搅混合物进入双螺杆挤压机，在220—265t:的温度下注条、水冷，切粒制得功能母粒；M.功能母粒进11012(TC干燥转鼓，抽真空平衡23小时，使复合功能健康母粒含水《500PPm。(PET还要更低些)一种抗菌抗紫外线复合功能健康纤维，使用上述的述复合功能健康纤维母粒，通过熔融高速挤压纺丝制得。熔融高速挤压纺丝工艺如图1所示。并进而由抗菌抗紫外线复合功能健康纤维制得各种纤维织物，如抗菌布、袜子、服装等。本发明的优点是纤维对紫外线有屏蔽作用。从而减少了紫外线对人体造成皮炎、皮癌以及白内障等疾病。同时，由于紫外线也是一种光能，阻断了紫外线照射也就减少了热能的辐射，一般同等情况下，可降低温度2—3度，同时有"热的慢而凉得快"的感觉。本发明之抗菌、抗紫外线纤维，对人体产生的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌(以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表)有杀灭的作用，而且对人体个别部位产生的真菌(以白色念珠菌为代表)也有相当大的杀灭作用。如表1所示。表l抑菌效果表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>该表1的检测依据是2002年版的卫生部《消毒技术规范》。由于对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率都大于99%，根据《消毒技术规范》(2002年版)的评价规定，认定该银系抗菌布和PA-6抗菌纤维织物均具有抗菌作用。另外，本发明的织物具有广谱的抗菌性，对数百种常见的菌种都具有抗菌性。除上述功能外，本发明之功能(PA.6、PA.66、PP、PET)纤维，由于掺入的无机固相物质，纤维在其粒子周围产生裂缝，使纤维增加透气性、吸湿性、染色均匀性和导电性。从而增加了纤维织物的舒适性和悬垂性。综上所述，本发明之复合功能健康纤维，特别适合作为夏季服装服饰的织物原料，为夏季织物的新产品提供了可靠原料条件。图1是生产DTY、FDY抗菌抗紫外线复合功能健康纤维的工艺流程图。具体实施例方式(1)抗菌抗紫外线粉体的制备，取以下原料纳米级二氧化钛13公斤纳米级二氧化硅16公斤纳米级氧化锌22公斤纳米级硝酸银49公斤将以上各原料搅拌均匀，充分混合，得无机固相物质纳米级粉体约100公斤，备用。(2)实施例1和对比例1、对比例2中的母粒，均由以下方法制备.-A.抗菌抗紫外线粉体除水活化在110—145'C通过烘干对该粉体进行除水活化；包含以下步骤烘干箱中①110°C-120°C排风烘干l小时。②120°C-130°C排风烘干1小时。③130°C-145°C排风烘干2小时。B.除水活化的抗菌抗紫外线粉体直接放入高搅机中，由低速200rpm致高速1300rpm搅拌；在130145'C温度下，运转5~10分钟后停止加热，使高搅机温度降为110125'C;C.低速200rpm时加入硅垸偶联齐U，在110125i:时高速1300rpm搅拌35分钟；D.低速200rpm加入干切片，在12513(TC高速1300rpm搅拌5~7分钟；E.低速200rpm加入亚磷酸三酯，在12013(TC高速1300rpm搅拌57分钟；F.低速200rpm加入高分子蜡，在110120。C高速1300rpm搅拌35分钟。最后根据搅拌釜内情况出料，立即进入水冷搅拌机冷却，冷却水温26~38°C。冷却水量每小时3吨，冷却时间8~15分钟。G.出料冷却后进入双螺杆挤压机，在220_265°C的温度下注条、水冷，制得功能母粒；H.母粒进11012(TC干燥转鼓，抽真空平衡23小时，使复合功能健康母粒含水《500PPm。(PET还要更低些)该发明之抗菌抗紫外线复合功能纤维，在各工艺相同。抗菌抗紫外线粉体配比相同。高速纺干切片与功能母粒按9:l纺丝时。其纤维的可纺性和功能性好坏取决于功能母粒组分的重量不同。实施对比例1功能母粒组分如下无机固相功能纳米粉体组合5Kg(16.67wt%)PA纺丝级干切片27Kg抗氧耐热剂12g界面反应250g高分子蜡1.24Kg表2高速纺丝DTY纤维状况<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2情况分析功能母粒中无机固相粉体组合不足时(只占纤维重量的1.67wt%)，熔体可纺性好，纤维的物理指标较好，但纤维的功能性差。纤维不成为复合功能健康纤维。实施对比例2功能母粒组分如下(各组分与实施例1相同，但所用的重量不同)抗菌抗紫外线粉体P八-6纺丝级干切片亚磷酸三酯硅垸偶联剂高分子蜡8Kg(22wt%)26Kgllg300g表3实施例1高速纺丝DTY纤维状况<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表3情况分析功能母粒中无机固相功能粉体组合增加到8Kg(占纤维重量的2.2wtM)，熔体可纺性还可以，物理指标符合(Pa-6、Pa-66、PP、PET)纤维一等品标准，纤维功能好。经检测达到高效水平。实施对比例3功能母粒组分如下(各组分与实施例1、2相同，但所用的重量不同)无机固相功能纳米粉体组合12Kg(38.7wt%)PA纺丝级干切片18Kg抗氧耐热剂10g界面反应360g高分子蜡1.65Kg表4高速纺丝DTY纤维状况<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表4情况分析:本例功能母粒中增加了无机固相纳米粉体至12Kg(占纤维重量3.8wtM)，熔体可纺性差错，纤维物理指标差，等级品率低，可纺性不好。纤维功能性与实施例1相差不大。综上所述，对比例1功能无机固相粉体加量不足，虽然可纺性好，纤维物理指标高，但抗紫外线和抗菌功能指标较低。而对比例3无机固相粉体加入过量，虽然纤维抗菌、抗紫外线功能指标比实施例l稍高，但熔体可纺性差，等级品率低，不可取。以上对本发明所提供的抗菌抗紫外线复合功能健康纤维进行了详细介绍，本文中应用了具体个例，对本发明的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。权利要求1.一种抗菌抗紫外线粉体，其特征在于，由以下无机固相物质组成纳米级二氧化钛、纳米级二氧化硅、纳米级氧化锌和纳米级硝酸银。2.根据权利要求1所述的抗菌抗紫外线粉体，其特征在于所述的纳米级硝酸银中，银含量为6.0wt%~10.0wt%。3.根据权利要求1或2所述的抗菌抗紫外线粉体，其特征在于，各组分采用以下的重量百分比纳米级二氧化钛1316wt%纳米级二氧化硅16~18wt%纳米级氧化锌2215wt%纳米级硝酸银49~51wt%。4.一种复合功能健康纤维母粒，其特征在于包含有10~35wt%的权利要求1所述的抗菌抗紫外线粉体。5.根据权利要求4所述的复合功能健康纤维母粒，其特征在于，该母粒由以下重量的组分组成抗菌抗紫外线粉体相当于母粒重量的10~35wt%;干切片相当于母粒重量的8859wty。；亚磷酸三酯相当于干切片重量的0.4-0.6Wt%;硅烷偶联剂相当于抗菌抗紫外线粉体重量的26wt%;高分子蜡相当于母粒重量的2~6wt%。6.根据权利要求5所述的复合功能健康纤维母粒，其特征在于:所述的干切片是PA-6、PA-66、PP或PET干切片。7.权利要求5所述的复合功能健康纤维母粒的制备方法，其特征在于，包含以下步骤A.抗菌抗紫外线粉体除水活化在110—145"C通过烘干对该粉体进行除水活化26小时；B.除水活化的抗菌抗紫外线粉体直接放入高搅机中，由低速200rpm致高速1300rpm搅拌；在130145。C温度下，运转5~10分钟后停止加热，使高搅机温度降为110125°C;C.低速200rpm时加入硅烷偶联齐lJ，在110125""C时高速1300rpm搅拌35分钟；D.低速200rpm加入干切片，在12513(TC高速1300rpm搅拌57分钟；E.低速200rpm加入亚磷酸三酯，在120130。C高速1300rpm搅拌57分钟；R低速200rpm加入高分子蜡，在110120'C高速1300rpm搅拌3~5分钟；G.高搅出料进入冷却搅拌机，2638'C间接水浴冷却8~15分钟，制得高搅混合物；H.高搅混合物进入双螺杆挤压机，在220—265"C的温度下注条、水冷，切粒制得功能母粒；M.功能母粒进11012(TC干燥转鼓，抽真空平衡23小时，使复合功能健康母粒含水《500PPm。8.—种抗菌抗紫外线复合功能健康纤维，其特征在于使用权利要求4或5所述复合功能健康纤维母粒，通过熔融高速挤压纺丝制得。9.由权利要求8的抗菌抗紫外线复合功能健康纤维制得的纤维织物。全文摘要本发明公开了一种抗菌抗紫外线复合功能健康纤维。该抗菌抗紫外线复合功能健康纤维，使用复合功能健康纤维母粒，通过熔融高速挤压纺丝制得。所述的复合功能健康纤维母粒包含有10～35wt％的抗菌抗紫外线粉体，该无机固相纳米级粉体由以下物质组成纳米级二氧化钛、纳米级二氧化硅、纳米级氧化锌和纳米级硝酸银。本发明之抗菌、抗紫外线纤维，对人体产生的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有明显的杀灭作用。特别是人体产生及外界环境影响的真菌有杀灭的功效相应的固相物质对太阳光的过量的紫外光线具有高效阻断吸收作用，增加了纤维透气性、吸湿性、染色均匀性和导电性，从而增加了纤维织物的舒适性和悬垂性。文档编号D01F1/10GK101187079SQ200710179048公开日2008年5月28日申请日期2007年12月10日优先权日2007年12月10日发明者刘怀彦,刘燕平申请人:刘燕平