抗菌多孔聚酯切片及其製備和加工poy長絲、dty絲的方法
2023-06-05 18:02:56 1
專利名稱：抗菌多孔聚酯切片及其製備和加工poy長絲、dty絲的方法
技術領域：
本發明屬於紡絲原料及其製備技術領域，具體涉及一種抗菌多孔聚酯切片，並且還涉及其製備方法以及由該方法得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高和生活質量的不斷改善，對服飾的舒適性、綠色環保性和抗菌吸溼導溼性的要求越來越講究。滌綸(PET)纖維因其具有廉 價、性能優異和用途廣泛等長處而被作為紡織服裝的重要原料。但是，由於其疏水性分子結構特徵而在作為服飾原料所要求的舒適性和衛生性方面存在一定的差距並且有待進一步提高。改善聚酯纖維的吸溼排汗性能和抗菌性能也是眾多科研學者和企業關注並努力力的方向之一。但長期以來關於聚酯的吸溼排汗和抗菌性能改性僅限於單方面的對纖維進行導溼或抗菌改性，但由於不能實現多種功能性的共存，因而在一定程度上制約了以聚酯為原料的織物品種的多樣化。因此，如何將吸溼排汗與抗菌功能兼而得之而藉以實現纖維導溼與高效抗菌的統一的問題引起了國內外學者的關注，但是迄今為止尚未見諸有成功的報導。關於聚酯吸溼導溼性能改性的報導見諸於1986年日本帝人公司推出的中空多微孔纖維第一代產品(其名稱為=Wellkey Filament)，這種纖維是利用普通聚酯和空洞成型劑的微相分離原理先經高速紡製成高取向絲，再給予適當的鹼處理製備而成。中國濟南正昊化纖新材料有限公司採用常規聚酯、改性易水解聚酯和功能改性切片進行共混紡絲，再對所紡制的纖維進行鹼處理，得到功能性多孔聚酯纖維。上述方法製備多孔纖維的過程都是通過鹼在表面刻蝕而形成微坑，因而無法得到貫穿的微孔，致使纖維的導溼性能並不能達到人們期取的要求，同時，對纖維進行表面刻蝕也導致纖維的力學性能降低。就滌綸抗菌改性而言，通常採用化學改性技術和物理改性技術。前者即化學改性技術是將抗菌基團通過化學接枝的方法接枝到聚酯分子鏈上，使纖維具有抗菌性，但該法由於僅能將抗菌基團接枝在纖維表面，因而接枝效果差並且接枝率低以及效率不高；後者即物理改性是開發表面粗糙的微孔化纖維，以使抗菌劑深入或稱滲入纖維層較深部位，或者將抗菌劑與聚酯共混後紡絲。鑑於上述背景，有必要加以改進，為此，本申請人作了長期而有益的探索，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
發明內容
本發明的首要任務在於提供一種無需依賴酸或鹼刻蝕而能保障製備的聚酯纖維具有貫通纖維的界面的微孔組織結構而藉以體現優異的抗菌性與理想的多孔吸溼排汗性兼得的抗菌多孔聚酯切片。本發明的另一任務在於提供一種抗菌多孔聚酯切片的製備方法，該方法無需依賴複雜而特殊的設備和無需遵從苛刻的操作規程並且能保障獲得的抗菌多孔聚酯切片具有所述的抗菌性和多孔吸溼排汗性。本發明的又一任務在於提供一種抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的方法，由該方法獲得的POY長絲、DTY絲能夠滿足人們對服飾的抗菌吸溼排汗要求而藉以體現舒適性及衛生性。為體現完成本發明的首要任務，本發明提供的技術方案是一種抗菌多孔聚酯切片，其是由以下重量份數的原料構成聚酯切片80-95份、改性抗菌添加劑O. 5-2份、致孔劑
O.5-10份和有機低分子量液體2-10份。在本發明的一個具體的實施例中，所述的聚酯切片為商業化的並且分子量為、20000的PET成纖樹脂；所述的改性抗菌劑為以氧化鋯為載體負載有銀離子的並且含有五氧化磷的抗菌粉體。在本發明的另一個具體的實施例中，所述的銀、五氧化二磷和氧化鋯的重量比為
O.05-0. I 1-1. 05 1-1. 05。在本發明的又一個具體的實施例中，所述的致孔劑為分解溫度高於紡絲加工溫度的水溶性聚合物。在本發明的再一個具體的實施例中，所述的高於紡絲加工溫度為高於紡絲加工溫度300°C ;所述的水溶性聚合物為聚氧乙烯。在本發明的還有一個具體的實施例中，所述的有機低分子量液體為高沸點的聚合物增塑劑，所述的高沸點的聚合物增塑劑為鄰苯二酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或兩者按任意比例相混合的混合物聚合物。本發明的另一任務是這樣來完成的，一種抗菌多孔聚酯切片的製備方法，包括以下步驟
A)製取造粒用原料，將按重量份數稱取的聚酯切片80-95份、改性抗菌添加劑O.5-2份、致孔劑O. 5-10份和有機低分子量液體2-10份投入螺杆式塑料造粒機共混並且混勻，得到造粒用原料；
B)造粒，將由步驟A)得到的造粒用原料由雙螺杆擠出機擠出，得到抗菌多孔聚酯切片。在本發明的更而一個具體的實施例中，步驟A)中所述的共混的溫度為255-265°C，螺杆轉速為 90-1 IOrmp。本發明的又一任務是這樣來完成的，一種抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的方法，包括以下步驟
a)製取POY長絲，將抗菌多孔聚酯切片由螺杆熔融紡絲紡取POY長絲，並且控制螺杆熔融紡絲溫度和紡絲速度；
b)製取DTY絲，將由步驟a)得到的POY絲牽伸並且控制牽伸倍數，得到抗菌多孔DTY絲。在本發明的進而一個具體的實施例中，步驟a)中所述的控制螺杆熔融紡絲溫度是將溫度控制為一區287-297°C、二區295-305°C、三區295_304°C、四區288_298°C和五區290-300°C和六區即機頭熔體溫度為300-305°C，所述的控制紡絲速度是將紡絲速度控制為3200-3500m/min ;所述的控制牽伸倍數是將牽伸倍數控制為I. 68-1. 78倍。本發明提供的抗菌多孔聚酯切片具有能夠保障製備的聚酯纖維形成貫通纖維界面的微孔組織結構而藉以體現理想的抗菌、多孔吸溼排汗效果的長處，使由該纖維製成服飾和/或寢裝用品後具有良好的衛生性；由於無需象已有技術那樣對纖維進行鹼或酸刻蝕，因而可以保障纖的力學性能不受影響；提供的抗菌多孔聚酯切片的製備方法工藝流程簡練並且能充分保障抗菌性和多孔吸溼排汗性；提供的POY長絲、DTY絲的加工方法同樣工藝步驟簡短，得到的DTY絲能最終滿足人們對服飾的抗菌吸溼排汗要求。
具體實施例方式實施例I :
A)製取造粒用原料，按重量份數稱取聚酯切片90份、改性抗菌添加劑I份、致孔劑5份和有機低分子量液體4份，並且投入到塑料造粒機混勻的混合溫度為260°C，螺杆轉速為IOOrpm，得到造粒用原料，在本步驟中，所述的聚酯切片為商業化的並且分子量為20000的PET成纖樹脂，該PET成纖樹脂優選而非絕對限於地使用由中國浙江省浙江大普化纖集團有限公司生產的PET成纖樹脂(分子量為2萬)，所述的改性抗菌劑為ZrO2吸附Ag離子的並 且還含有P2O5的抗菌粉體，該抗菌粉體中，Ag、P205和ZrO2的重量比為O. I I. 05 1.05，所述的致孔劑為分解溫度高於300°C (300°C以上為紡絲加工溫度)的水溶性聚合物，該水溶性聚合物為聚氧乙烯(ΡΕ0)，所述的有機低分子量液體為高沸點的聚合物即增塑劑，本實施例中，高沸點的致孔劑的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP );
B)造料，將由步驟A)得到的造粒用原料由螺杆擠出機擠出，得到抗菌多孔聚酯切片。實施例2
僅將步驟A)中的聚酯切片改為80份、改性抗菌添加劑改為2份、致孔劑改為10份和有機低分子量液體改為8份，將混合溫度改為265°C，將螺杆轉速改為90rmp，並且將Ag、P205和ZrO2的重量比改為O. 05 I 1，以及將高沸點的致孔劑的增塑劑改為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)與鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)兩者按任意比例混合的混合物，其餘均同對實施例I的描述。實施例3
僅將步驟A)中的聚酯切片的重量份數改為85份、改性抗菌添加劑改為I. 5份、致孔劑改為I份和有機低分子量液體改為6. 5份，將混合溫度改為255°C，將螺杆轉速改為llOrmp，並且將Ag、P2O5和ZrO2的重量比改為0.4 1.025 I. 025，以及將高沸點的致孔劑的增塑劑改用DBP，其餘均同對實施例I的描述。實施例4:
由實施例I得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的步驟如下
a)製取POY長絲，將抗菌多孔聚酯切片引入雙螺杆擠出機熔融擠出(熔融紡絲)，即紡取POY長絲，控制熔融紡絲溫度一區295°C、二區302°C、三區299°C、四區296°C、五區293°C和六區即機頭熔體溫度300°C，熔體壓力lOObar，由旋轉螺杆擠出的共混熔體經分配管、靜態混合器進入計量泵以55g/min輸送到噴絲組件，通過40目或60目的海砂層過濾、均化，均勻分配，壓入36f的噴絲板，形成熔體細流，在25°C絲室中冷卻成形，然後絲束表面包覆油劑，油劑泵電機頻率50Hz，通過3200m/min紡速預拉伸，以9%的卷繞超餵率卷裝成形，製得本發明所述抗菌、多孔聚酯POY長絲，質量指標纖度340dtex/36f X 2、CV%0. 96，斷裂強度2. 3CN/dtex, CV%6. 27，斷裂伸長率120. 6%，CV%4. 8，大腸桿菌抑菌率58%，金黃色葡萄球菌抑菌率58%。纖維間孔隙率可達40%，導溼率較普通滌綸提高10%以上，30分鐘爬高> 7. 5cm, 15分鐘快幹率超過99% ；
b)製取DTY絲，將由步驟a)得到的抗菌多孔聚酯POY長絲經如下工藝製備DTY彈力絲，加工速度為500m/min，牽伸倍率為I. 68，變形溫度為140°C，定型溫度為130°C，D/Y比為2.0。得到的抗菌多孔聚酯DTY彈力絲。該DTY彈力絲物理性能良好，具體指標纖度為IlOdtex,斷裂強度為3. 2 CN/dtex, CV%4. 72，斷裂伸長率為38. 3%, CV%5. 2，沸水收縮率為5. 4%，染色均勻性為4級，性能完全滿足服用纖維要求。實施例5:
由實施例2得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的步驟如下
a)製取POY長絲，將抗菌多孔聚酯切片引入雙螺杆擠出機熔融擠出(熔融紡絲)，即紡取POY長絲，控制熔融紡絲溫度一區287°C、二區295°C、三區304°C、四區288°C、五區300°C和六區即機頭熔體溫度305°C，其餘均同對實施例4的步驟a)的描述；
b)製取DTY絲，將由步驟a)得到的抗菌多孔聚酯POY長絲經如下工藝製備DTY彈力絲，加工速度為500m/min，牽伸倍率為I. 78，變形溫度為140°C，定型溫度為130°C，D/Y比為2.0。得到的抗菌多孔聚酯DTY彈力絲。該DTY彈力絲物理性能良好，具體指標纖度為IlOdtex,斷裂強度為3. 2 CN/dtex, CV%4. 72，斷裂伸長率為38. 3%, CV%5. 2，沸水收縮率為5. 4%，染色均勻性為4級，性能完全滿足服用纖維要求。實施例6:
由實施例3得到的抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的步驟如下
a)製取POY長絲，將抗菌多孔聚酯切片引入雙螺杆擠出機熔融擠出(熔融紡絲)，即紡取POY長絲，控制熔融紡絲溫度一區292°C、二區305°C、三區295°C、四區292°C、五區296°C和六區即機頭熔體溫度302°C，其餘均同對實施例4的步驟a)的描述；
b)製取DTY絲，將由步驟a)得到的抗菌多孔聚酯POY長絲經如下工藝製備DTY彈力絲，加工速度為500m/min，牽伸倍率為I. 72，變形溫度為140°C，定型溫度為130°C，D/Y比為2.0。得到的抗菌多孔聚酯DTY彈力絲。該DTY彈力絲物理性能良好，具體指標纖度為IlOdtex,斷裂強度為3. 2 CN/dtex, CV%4. 72，斷裂伸長率為38. 3%, CV%5. 2，沸水收縮率為
5.4%，染色均勻性為4級，性能完全滿足服用纖維要求。對比例I :
將實施例I中的紡絲體系中成孔劑和低分子量液體除去，重量百分比配方調整為
聚酯切片99
ZrO2吸附Ag離子改性抗菌粉體 I
其他工藝參數不變，所得抗菌POY長絲質量指標纖度320dteX/36fX2、CV%0. 92，斷裂強度2. 8CN/dtex, CV%6. 18，斷裂伸長率152. 4%，CV%4. 4，大腸桿菌抑菌率58%，金黃色葡萄球菌抑菌率58%。纖維間孔隙率為5%，30分鐘爬高I. 2cm, 15分鐘快幹率40. 2%。對比例2 將實施例2中的紡絲體系中抗菌粉體除去，重量百分比配方調整為
聚酯切片91
PEO5
DOP4 各組分之和為100%。
其他工藝參數不變，所得抗菌POY長絲質量指標纖度325dtex/36fX2、CV%0. 94，斷裂強度2. 6CN/dtex, CV%6. 04，斷裂伸長率140. 6%，CV%4. 2，大腸桿菌抑菌率8%，金黃色葡萄球菌抑菌率8%。纖維間孔隙率為42. 3%，30分鐘爬高> 8cm，15分鐘快幹率99%。對比例3:
將實施例I中的紡絲體系改成純聚酯切片，其他工藝參數不變，所得滌綸POY長絲質量指標纖度 285dtex/36fX2、CV%0. 88，斷裂強度 3. 6CN/dtex, CV%6. 26，斷裂伸長率 212. 8%,CV%4. 8，大腸桿菌抑菌率8%，金黃色葡萄球菌抑菌率8%。纖維間孔隙率為1%，30分鐘爬高I. Icm, 15分鐘快幹率38. 6%。實際應用表明，本發明提供的抗菌多孔聚酯POY長絲、DTY彈力絲及其生產方法，其紡絲及牽伸過程穩定，完全滿足大規模工業化生產之要求。該方法在同行業有著良好的 推廣使用價值。
權利要求
1.一種抗菌多孔聚酯切片，其特徵在於其是由以下重量份數的原料構成聚酯切片80-95份、改性抗菌添加劑O. 5-2份、致孔劑O. 5-10份和有機低分子量液體2_10份。
2.根據權利要求I所述的抗菌多孔聚酯切片，其特徵在於所述的聚酯切片為商業化的並且分子量為20000的PET成纖樹脂；所述的改性抗菌劑為以氧化鋯為載體負載有銀離子的並且含有五氧化磷的抗菌粉體。
3.根據權利要求2所述的抗菌多孔聚酯切片，其特徵在於所述的銀、五氧化二磷和氧化鋯的重量比為 O. 05-0. I 1-1. 05 1-1.05。
4.根據權利要求I所述的抗菌多孔聚酯切片，其特徵在於所述的致孔劑為分解溫度高於紡絲加工溫度的水溶性聚合物。
5.根據權利要求4所述的抗菌多孔聚酯切片，其特徵在於所述的高於紡絲加工溫度為高於紡絲加工溫度300°C ;所述的水溶性聚合物為聚氧乙烯。
6.根據權利要求I所述的抗菌多孔聚酯切片，其特徵在於所述的有機低分子量液體為高沸點的聚合物增塑劑，所述的高沸點的聚合物增塑劑為鄰苯二酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或兩者按任意比例相混合的混合物聚合物。
7.—種如權利要求I所述的抗菌多孔聚酯切片的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 A)製取造粒用原料，將按重量份數稱取的聚酯切片80-95份、改性抗菌添加劑O.5-2份、致孔劑O. 5-10份和有機低分子量液體2-10份投入螺杆式塑料造粒機共混並且混勻，得到造粒用原料； B)造粒，將由步驟A)得到的造粒用原料由雙螺杆擠出機擠出，得到抗菌多孔聚酯切片。
8.根據權利要求7所述的抗菌多孔聚酯切片的製備方法，其特徵在於步驟A)中所述的共混的溫度為255-265°C，螺杆轉速為90-110rmp。
9.一種如權利要求7所述的抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的方法，其特徵在於包括以下步驟 a)製取POY長絲，將抗菌多孔聚酯切片由螺杆熔融紡絲紡取POY長絲，並且控制螺杆熔融紡絲溫度和紡絲速度； b)製取DTY絲，將由步驟a)得到的POY絲牽伸並且控制牽伸倍數，得到抗菌多孔DTY絲。
10.根據權利要求9所述的抗菌多孔聚酯切片加工POY長絲、DTY絲的方法，其特徵在於步驟a)中所述的控制螺杆熔融紡絲溫度是將溫度控制為一區287-297 、二區295-305°C、三區295-304°C、四區288-298°C和五區290_300°C和六區即機頭熔體溫度為300-305°C，所述的控制紡絲速度是將紡絲速度控制為3200-3500m/min ;所述的控制牽伸倍數是將牽伸倍數控制為I. 68-1. 78倍。
全文摘要
一種抗菌多孔聚酯切片及其製備和加工POY長絲、DTY絲的方法，屬於紡絲原料及其製備技術領域。其是由以下重量份數的原料構成聚酯切片80-95份、改性抗菌添加劑0.5-2份、致孔劑0.5-10份和有機低分子量液體2-10份。優點能夠保障製備的聚酯纖維形成貫通纖維界面的微孔組織結構而藉以體現理想的抗菌、多孔吸溼排汗效果的長處，使由該纖維製成服飾和/或寢裝用品後具有良好的衛生性；可以保障纖的力學性能不受影響；提供的抗菌多孔聚酯切片的製備方法工藝流程簡練且能充分保障抗菌性和多孔吸溼排汗性；提供的POY長絲、DTY絲的加工方法同樣工藝步驟簡短，得到的DTY絲能最終滿足人們對服飾的抗菌吸溼排汗要求。
文檔編號B29C47/92GK102702692SQ20121016182
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者趙偉明 申請人:常熟市陽光針織布業有限公司