一种抗菌纱线的制备方法及抗菌纱线生产装置与流程

1.本发明属于抗菌纤维领域，具体涉及一种抗菌纱线的制备方法及抗菌纱线生产装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，人们越来越重视生活的质量，希望有舒适性、功能性的衣着，所以人们对于各种各样的纺织品要求越来越高，特别是需要具备安全、舒适、健康等性能，其中，使纺织品具有抗菌功效越来越受到人们的重视；目前，具有抗菌功能的纺织品大多数是纺织品后整理中添加，以获得具有抗菌性能的纺织品，但该操作均需要额外增加操作步骤，进而不同程度地增加了生产步骤，使工艺流程更复杂，增加了生产成本，不利于工业化地应用；或者，在生产纤维的过程中将抗菌材料添加至纤维原料中共同纺成具有抗菌功能的抗菌纤维，该操作对于部分抗菌剂而言，由于需要经历额外的纺丝流程，存在使抗菌剂失效的情况，限制了其应用范围。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新型的抗菌纱线的制备方法，该方法创新地将抗菌功效的实现结合在纱线张力处理过程中，实现对纱线的有效双重整理，精简了工艺步骤，而且还可使抗菌溶液充当润滑油剂，可省略原先张力处理过程中需要添加的油剂，进一步降低了生产成本。
4.本发明同时还提供了一种抗菌纱线生产装置。
5.为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种抗菌纱线的制备方法，该制备方法包括：
6.使纱线在被张力毛刷施加张力的过程中，通过所述张力毛刷将抗菌溶液涂覆在纱线的表面上。
7.根据本发明的一些优选方面，所述张力毛刷的延伸方向和所述纱线与所述张力毛刷相接触部分的延伸方向相交，且夹角角度为80
°‑
100
°
。根据本发明的一个具体方面，所述张力毛刷的延伸方向和所述纱线与所述张力毛刷相接触部分的延伸方向相交，且夹角角度约为90
°
，也即基本呈现垂直状态。
8.根据本发明的一些优选方面，所述制备方法还包括设置张力调节区，所述张力调节区至少包括沿上下方向依次设置的n组张力调节环，n为大于等于2的整数，每组所述张力调节环包括呈环型排列设置的多个所述张力毛刷；
9.其中，控制每组所述张力调节环中，各自所具有的多个所述张力毛刷的长度、延伸方向、两两相邻所述张力毛刷之间的距离均相同。
10.进一步地，控制各组所述张力调节环中，所述张力毛刷的长度不同，所述张力毛刷的延伸方向相同；
11.且在上下方向上，任意相邻两组所述张力调节环之间间距的变化具有规律性。
12.进一步地，所述的n组张力调节环沿上下方向上按照上疏下密的方式进行设置。
13.根据本发明的一些优选方面，所述张力毛刷的材质为选自尼龙、聚酯和聚丙烯中的一种或多种的组合。
14.根据本发明的一些优选方面，所述张力毛刷包括毛刷本体以及分别形成在所述毛刷本体上的抗菌溶液导入腔、与所述抗菌溶液导入腔连通的多个出液孔，所述抗菌溶液导入腔形成在所述毛刷本体内部且能够与外部连通，所述出液孔的出口形成在所述毛刷本体的外壁上，所述出液孔的孔径为200-400μm；
15.所述抗菌溶液从所述出液孔流出并流向所述毛刷本体的外周壁上，在纱线被所述张力毛刷施加张力的过程中，纱线通过与所述张力毛刷相接触而获得粘附在纱线表面上的所述抗菌溶液。
16.根据本发明的一些优选方面，控制所述抗菌溶液的粘度为3-5mpas。
17.本发明提供的又一技术方案：一种抗菌纱线生产装置，该生产装置包括：
18.抗菌溶液输入管，用于导入抗菌溶液；
19.抗菌溶液缓存容器，该抗菌溶液缓存容器能够上下运动且形成有与所述抗菌溶液输入管连通的抗菌溶液缓存腔；
20.n组张力调节环，n为大于等于2的整数，该张力调节环包括呈环型排列设置的多个张力毛刷，所述张力毛刷用于向纱线施加张力；
21.所述张力毛刷包括毛刷本体以及分别形成在所述毛刷本体上的抗菌溶液导入腔、与所述抗菌溶液导入腔连通的多个出液孔，所述毛刷本体设置在所述抗菌溶液缓存容器上，所述抗菌溶液导入腔形成在所述毛刷本体内部且与所述抗菌溶液缓存腔连通，所述出液孔的出口形成在所述毛刷本体的外壁上；
22.每组所述张力调节环中，各自所具有的多个所述张力毛刷的长度、延伸方向、两两相邻所述张力毛刷之间的距离均相同；
23.各组所述张力调节环中，所述张力毛刷的长度不同，所述张力毛刷的延伸方向相同；且在上下方向上，任意相邻两组所述张力调节环之间间距的变化具有规律性；
24.所述的n组张力调节环沿上下方向上按照上疏下密的方式进行设置。
25.根据本发明的一些优选方面，所述张力毛刷呈倾斜设置，且所述张力毛刷的远离所述抗菌溶液缓存容器的一端向下倾斜。
26.进一步地，根据本发明的一些具体且优选的方面，所述张力毛刷的延伸方向与水平方向的锐角夹角为40
°‑
50
°
，更进一步地，约为45
°
。
27.根据本发明的一些优选方面，该生产装置中，所述张力毛刷的材质为选自尼龙、聚酯和聚丙烯中的一种或多种的组合。
28.根据本发明的一些优选方面，该生产装置中，所述出液孔的孔径为200-400μm。
29.根据本发明的一些优选方面，所述生产装置还包括驱动组件，所述驱动组件用于带动所述抗菌溶液缓存容器进行上下方向的移动。
30.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
31.本发明基于现有制备抗菌纱线存在的问题，意外发现，在现有通过张力帽上的张力毛刷预加张力给纱线的过程中，张力帽上的一圈张力毛刷均分别不同程度地与纱线发生较为密切的接触，张力毛刷在与纱线接触过程中始终具有回复至初始状态的趋势力，使得
张力毛刷与纱线不断接触摩擦，现有技术中为了避免如此频繁地摩擦会损伤纱线，因此，通常会在张力毛刷上施加一些充当润滑剂的油剂，以减少对纱线的摩擦伤害，减少起球与毛刺现象，本发明发明人进一步想到，将润滑剂替换为同样具有润滑作用的抗菌溶液，一方面，能够继续充当润滑油剂减少纱线的损伤，另一方面，对张力毛刷进行改进，使其能够在对纱线施加张力的同时还能够将抗菌溶液持续输出，在纱线与张力毛刷接触的过程中实现对纱线表面上抗菌溶液的动作，从而获得了抗菌纱线，实现了对纱线的有效双重整理，可以提高工作效率，减少生产成本，且操作简单高效，克服了现有技术中存在的问题，同时还能够省略原先张力处理过程中需要添加的油剂，进一步降低了生产成本；此外，本发明方法或本发明生产装置处理后纱线的性能并未受到影响，甚至在抗菌溶液的作用下，纱线得以更好地被保护。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1为本发明实施例抗菌纱线生产装置的结构示意图；
34.图2为本发明实施例张力毛刷与纱线相互作用的示意图；
35.图3本发明实施例张力毛刷的剖面结构示意图；
36.其中，1、抗菌溶液输入管；2、抗菌溶液缓存容器；21、抗菌溶液缓存腔；211、排液口；22、提把；3、张力毛刷；31、毛刷本体；32、抗菌溶液导入腔；33、出液孔；4、丝卷固定组件；41、把手；5、纱线。
具体实施方式
37.目前，具有抗菌功能的纺织品大多数是纺织品后整理中添加，以获得具有抗菌性能的纺织品，但该操作均需要额外增加操作步骤，进而不同程度地增加了生产步骤，使工艺流程更复杂，增加了生产成本，不利于工业化地应用；或者，在生产纤维的过程中将抗菌材料添加至纤维原料中共同纺成具有抗菌功能的抗菌纤维，该操作对于部分抗菌剂而言，由于需要经历额外的纺丝流程，存在使抗菌剂失效的情况，限制了其应用范围。
38.本发明基于上述现有制备抗菌纱线存在的问题，意外发现，在现有通过张力帽上的张力毛刷预加张力给纱线的过程中，张力帽上的一圈张力毛刷均分别不同程度地与纱线发生较为密切的接触，张力毛刷在与纱线接触过程中始终具有回复至初始状态的趋势力，使得张力毛刷与纱线不断接触摩擦，现有技术中为了避免如此频繁地摩擦会损伤纱线，因此，通常会在张力毛刷上施加一些充当润滑剂的油剂，以减少对纱线的摩擦伤害，减少起球与毛刺现象，本发明发明人进一步想到，将润滑剂替换为同样具有润滑作用的抗菌溶液，进一步地，本发明提供了一种抗菌纱线的制备方法，该制备方法包括：使纱线在被张力毛刷施加张力的过程中，通过所述张力毛刷将抗菌溶液涂覆在纱线的表面上。
39.上述方法中，一方面，能够继续充当润滑油剂减少纱线的损伤，另一方面，对张力毛刷进行改进，使其能够在对纱线施加张力的同时还能够将抗菌溶液持续输出，在纱线与
张力毛刷接触的过程中实现对纱线表面上抗菌溶液的动作，从而获得了抗菌纱线，实现了对纱线的有效双重整理，可以提高工作效率，减少生产成本，且操作简单高效，克服了现有技术中存在的问题，同时还能够省略原先张力处理过程中需要添加的油剂，进一步降低了生产成本；此外，本发明方法或本发明生产装置处理后纱线的性能并未受到影响，甚至在抗菌溶液的作用下，纱线得以更好地被保护。
40.此外，本发明同时还基于上述方法提供了一种抗菌纱线生产装置，该装置能够契合本发明上述方法，实现纱线张力处理与抗菌整理的双重后整理效果。
41.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
42.下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
43.实施例：本发明实施例提供了一种抗菌纱线的制备方法，该制备方法包括：
44.使纱线在被张力毛刷施加张力的过程中，通过张力毛刷将抗菌溶液涂覆在纱线的表面上。
45.现有施加张力的操作过程中，纱线卷绕在卷绕筒上，在需要对纱线施加张力前，将卷绕有纱线的卷绕筒固定，使纱线伸出并在后道工艺的带动下从卷绕筒上退绕，在退绕的过程中，纱线会与张力毛刷相接触，而且纱线由于在卷绕筒上退绕，因此，纱线本身就会绕着卷绕筒不断的位移而退绕，而退绕的纱线会与呈环型排列的张力毛刷不断的接触，在张力毛刷的干预作用下，该纱线实现张力的获取，有利于后道工艺的操作。
46.而本例中，在前述使纱线在被张力毛刷施加张力的过程中，通过张力毛刷将抗菌溶液涂覆在纱线的表面上的发明构思条件下，对张力毛刷进行如下改进与排布方法设置；
47.本例中，使纱线与张力毛刷在预设预加张力的条件下，张力毛刷的延伸方向和纱线与张力毛刷相接触部分的延伸方向相交，且夹角角度为80
°‑
100
°
。具体地，本例实际操作过程中，张力毛刷的延伸方向和纱线与张力毛刷相接触部分的延伸方向相交，且夹角角度约为90
°
，也即基本呈现垂直状态，使纱线在获得较好张力的同时能够与张力毛刷充分接触而实现抗菌溶液的粘附。
48.进一步地，本例中，制备方法还包括设置张力调节区，张力调节区至少包括沿上下方向依次设置的n组张力调节环，n为大于等于2的整数，每组张力调节环包括呈环型排列设置的多个张力毛刷；
49.其中，控制每组张力调节环中，各自所具有的多个张力毛刷的长度、延伸方向、两两相邻张力毛刷之间的距离均相同；控制各组张力调节环中，张力毛刷的长度不同，张力毛刷的延伸方向相同；且在上下方向上，任意相邻两组张力调节环之间间距的变化具有规律性。上述设置使得在对纱线进行施加张力时，张力的大小可调，相比现有只能施加固定张力的张力帽，具有更好地变化与可调性，能够适于不同工况的应用；同时，纱线退绕的过程中，由于丝卷上的纱线不断被退绕，丝卷的尺寸不断缩小，则带来的变化即丝卷上的纱线在退绕过程中在空间位置上的位置会发生变化，而本例上述设置可以较好地契合纱线在退绕过程中处于不同的空间位置时均能够与张力毛刷发生作用，而且作用力可以保持不变。
50.进一步地，的n组张力调节环沿上下方向上按照上疏下密的方式进行设置，该设置的目的之一即在于可以认为主动调控纱线与不同位置的张力帽刷发生作用，进而实现不同的张力大小调节。
51.本例中，张力毛刷的材质为尼龙，尼龙具有良好的韧性和强度，既不会造成较大的回弹，进而不会造成抗菌溶液的大面积飞溅，而且不会对抗菌溶液造成影响。
52.基于上述操作，本例提供了一种示例性地张力帽刷设置方式，具体地，张力毛刷包括毛刷本体以及分别形成在毛刷本体上的抗菌溶液导入腔、与抗菌溶液导入腔连通的多个出液孔，抗菌溶液导入腔形成在毛刷本体内部且能够与外部连通，出液孔的出口形成在毛刷本体的外壁上，出液孔的孔径为200-400μm，该孔径不仅可以让抗菌溶液顺利导出粘附在毛刷本体的外周壁上，而且能够控制输出量，避免造成抗菌溶液的浪费，当然，在其它实施方式中，可以采用其他的收集桶进行收集滴落的抗菌溶液，进行二次利用；
53.抗菌溶液从出液孔流出并流向毛刷本体的外周壁上，在纱线被张力毛刷施加张力的过程中，纱线通过与张力毛刷相接触而获得粘附在纱线表面上的抗菌溶液。
54.本例中，控制抗菌溶液的粘度为3-5mpas，该粘度范围的抗菌溶液既能够较好地粘附在毛刷本体上，既不会太粘稠而难以从出液口导出，又不会因为太稀而容易滴落，减少收集滴落抗菌溶液的工作。
55.本例中，抗菌溶液的选择可以是载银海藻酸盐溶液、二氧化钛、壳聚糖溶液等。
56.下面结合附图对本发明上述具体实施例做进一步说明。
57.如图1-3，本发明提供了一种抗菌纱线5生产装置，该生产装置包括：
58.抗菌溶液输入管1，用于导入抗菌溶液；
59.抗菌溶液缓存容器2，该抗菌溶液缓存容器2能够上下运动且形成有与抗菌溶液输入管1连通的抗菌溶液缓存腔21；
60.n组张力调节环，n为大于等于2的整数，该张力调节环包括呈环型排列设置的多个张力毛刷3，张力毛刷3用于向纱线5施加张力；
61.张力毛刷3包括毛刷本体31以及分别形成在毛刷本体31上的抗菌溶液导入腔32、与抗菌溶液导入腔32连通的多个出液孔33，毛刷本体31设置在抗菌溶液缓存容器2上，抗菌溶液导入腔32形成在毛刷本体31内部且与抗菌溶液缓存腔21连通，出液孔33的出口形成在毛刷本体31的外壁上(具体可如图3所示的示例性结构)；
62.每组张力调节环中，各自所具有的多个张力毛刷3的长度、延伸方向、两两相邻张力毛刷3之间的距离均相同；
63.各组张力调节环中，张力毛刷3的长度不同，张力毛刷3的延伸方向相同；且在上下方向上，任意相邻两组张力调节环之间间距的变化具有规律性；
64.上述的n组张力调节环沿上下方向上按照上疏下密的方式进行设置。
65.该生产装置中，张力毛刷3呈倾斜设置，且张力毛刷3的远离抗菌溶液缓存容器2的一端向下倾斜，该设置方式能够较好地赋予纱线5张力，而且能够更好地施加抗菌溶液。进一步地，张力毛刷3的延伸方向与水平方向的锐角夹角为40
°‑
50
°
，本例中，张力毛刷3的延伸方向与水平方向的锐角夹角约为45
°
。
66.本例中，该生产装置中，张力毛刷3的材质为尼龙，出液孔33的孔径为200-400μm。具体可以为300μm。
67.本例中，生产装置还包括驱动组件，驱动组件用于带动抗菌溶液缓存容器2进行上下方向的移动，进而实现带动n组张力调节环发生上下方向的移动，从而实现使纱线5与不同位置以及不同状态的张力帽刷进行接触，最终实现不同的张力调节。
68.进一步地，如图1所示，本例的抗菌溶液从抗菌溶液输入管1中导入，并进入抗菌溶液缓存容器2中被缓存，本例中抗菌溶液输入管1可以伸入抗菌溶液缓存容器2的抗菌溶液缓存腔21中，且可以在抗菌溶液输入管1的下部开设多个孔结构，使抗菌溶液流出，避免直接由单一开口进入造成抗菌溶液的激荡，进而减少该作用力可能造成的抗菌溶液在特定时间输出较多。本例中还设置了丝卷固定组件4，可以将卷绕有纱线5的卷绕筒进行固定，避免在退绕过程中发生移动，例如可以通过不同的可张紧或可放松机构进行，具体地，本例的丝卷固定组件4包括固定支座，设置在固定支座上且可收缩的固定带以及可带动固定支座上下运动的把手41，把手41可以通过连接轴连接在固定支座上；进一步地，本例中的抗菌溶液输入管1上还设置有提把22和排液口211，排液口211在需要时例如停机检修维护期间，可以将内部的抗菌溶液排出，进而可以清理该容器，而提把22的设置便于与驱动组件连接，进而带动抗菌溶液缓存容器2发生上下移动，从而实现不同区域的张力毛刷3与纱线5接触作用。
69.如图2所示，本例中，纱线5在退绕过程中绕着抗菌溶液缓存容器2不停转动，进而实现与呈环型排列的特定位置的张力毛刷3发生接触，同时获得张力与抗菌性能。
70.按照上述方法制备如下两种抗菌纱线：
71.第一种：纱线为氨纶纱线，抗菌溶液为载银海藻酸盐溶液，粘度为4.3mpas，海藻酸钠用量为2％、银离子含量为0.8％，分散剂为去离子水。
72.第二种：纱线为涤纶纱线，抗菌溶液为含有二氧化钛的壳聚糖抗菌剂，粘度为3.8mpas，壳聚糖用量为5％，二氧化钛含量为0.4％，分散剂为质量分数为2％的醋酸水溶液。
73.性能测试
74.将上述两种抗菌纱线进行如下一些性能测试，具体结果参见表1所示。
75.表1
[0076][0077]
由上表可知，按照本发明方法制备的抗菌纱线，不仅抗菌能力优异，而且对于纱线
力学性能没有影响。
[0078]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0079]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。