一种远红外抗菌纤维及其制备方法与流程

本发明涉及功能纤维制造，d01f1/10，尤其涉及一种远红外抗菌纤维及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对健康意识的提升，市场上已经涌现出了大量各种功能保健型的纤维及其纺织品，比如负离子发射纤维、远红外纤维、抑菌纤维等等。但是目前纤维的功能比较单一，无法实现一种纤维多个功能；再者，目前部分纤维的功能是通过浸渍和涂覆的方式而实现的，产品不耐水洗，水洗后功能显著降低甚至消失，另一部分是在纤维纺丝原液中添加相应功能的物质，但是这些物质特别是无机纳米粉体添加后容易产生聚集现象，不仅造成功能性效果下降，还容易堵塞纺丝机喷口，降低生产效率。

2、中国专利cn100348790c公开了炉甘石功能纤维及其制造方法，纤维由复合功能母粒和纤维级树脂切片组成，其中复合功能母粒由炉甘石功能粒子和氧化锌功能粒子构成，炉甘石功能粒子和氧化锌功能粒子中均包括偶联剂、分散剂和载体树脂，纤维原料通过熔融挤压纺丝后制成功能纤维，该纤维同时实现了收湿止痒等药用功效和抑菌功效，可用于制作保健内衣。中国专利cn100355953c公开了一种锦纶6磁性短纤维及其制造方法，该方法采用纳米级磁性粉体fe3o4作为功能粉体制备成磁性功能母粒，再与锦纶切片混合、纺丝，解决了磁性粉体的物理团聚和分散性的问题，并且纤维还具有较好的磁性功能。虽然以上专利方法所制备的纤维功能性良好，但是其仍然存在提升的空间，且功能性粉体的自发性聚集给纤维所带来的问题也需要被解决。

3、因此，制备出一种具有多种功能且功能表现优异的纤维具有非常重要的意义。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种远红外抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：

2、s1、切片和远红外抗菌母粒共混并干燥；

3、s2、熔融纺丝；

4、s3、上油、牵伸；

5、s4、卷曲、松弛定型。

6、进一步地，所述切片选自pet、pa、pp、pe中的至少一种。

7、优选地，所述切片为pet和/或pp。

8、进一步优选地，所述pp在230℃、2.16kg时的熔体流动速率为20-30g/10min。

9、进一步地，按总重量计，所述纤维包括：5-20％的远红外抗菌母粒、80-95％的切片；优选地，按总重量计，所述纤维包括：5-15％的远红外抗菌母粒、85-95％的切片。

10、在一种优选的实施方式中，按总重量计，所述纤维包括：8-10％的远红外抗菌母粒、90-92％的切片。

11、进一步地，所述远红外抗菌母粒包括：纳米功能粉体和聚乙烯树脂，两者重量比为1：(8-20)。

12、进一步地，所述纳米功能粉体和聚乙烯树脂的重量比为1：(10-15)。

13、进一步地，所述纳米功能粉体包括无机抗菌剂、矿石粉、硅铝酸钠中的至少一种。

14、进一步地，所述无机抗菌剂包括但不限于氧化银、氧化锌、氧化铜、氧化钛、载银活性炭中的至少一种。

15、优选地，所述无机抗菌剂为氧化锌和/或氧化银。

16、进一步地，所述无机抗菌剂的颗粒平均直径为15-100nm，优选为20-60nm；所述无机抗菌剂的比表面积≥100m2/g，优选为100-120m2/g。

17、进一步地，所述矿石粉包括但不限于炉眼石、马牙砂、代赭石、磁石、砭石、电气石中的至少一种。

18、优选地，所述矿石粉包括砭石和电气石。

19、在一种优选的实施方式中，所述矿石粉中砭石和电气石的颗粒平均直径＜150nm，更优选为20-100nm。

20、进一步地，所述电气石的制备方法为：(1)按照重量份计，将20-50份电气石粉体加入水中，使用酸调节ph为2.0-4.0，加入50-100份15-40wt％的氯化钛水溶液，再使用碱调节ph为3.2-3.5，得到电气石浆料；(2)将0.3-8份聚硅氧烷加入20-40份氧化钛粉末中混合搅拌，再加入15-30份电气石浆料，混合搅拌12-24h后过滤、洗涤、干燥即可。

21、进一步地，所述水的用量为50-150份。

22、进一步地，所述聚硅氧烷包括但不限于甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、丁烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

23、优选地，所述聚硅氧烷为乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、丁烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；更优选为乙烯基三乙氧基硅烷。

24、进一步地，所述聚硅氧烷的用量为0.3-5份，优选为0.3-3份。

25、进一步地，所述纳米功能粉体包括氧化锌、砭石、电气石和硅铝酸钠，重量比分别为(0.5-3)：(1-3)：(1-4)：(1-4)，优选为(1-2)：(2-3)：(2-3)：(2-3)。

26、进一步地，所述聚乙烯树脂在190℃、2.16kg下的熔指为0.8-10g/10min，优选为1-6g/10min，更优选为2-5g/10min。

27、进一步地，所述聚乙烯树脂的密度为0.5-1.1g/cm3。

28、进一步地，所述远红外抗菌母粒的制备工艺为：将远红外抗菌母粒的原料在260-350℃下熔融共混、切粒即可。

29、进一步地，所述步骤s1干燥后，切片和远红外抗菌母粒混合物的含水率低于0.02％，优选低于0.015％。

30、进一步地，所述步骤s2的熔融纺丝中，螺杆挤出机的各区温度为：一区250-270℃，二区265-285℃，三区275-295℃，四区280-300℃，五区270-290℃，六区270-290℃。

31、优选地，所述步骤s2的熔融纺丝中，螺杆挤出机的各区温度为：一区255-265℃，二区270-280℃，三区280-290℃，四区285-295℃，五区275-285℃，六区275-285℃。

32、在一种优选的实施方式中，所述步骤s2的熔融纺丝中，螺杆挤出机的各区温度为：一区260℃，二区275℃，三区285℃，四区290℃，五区280℃，六区280℃。

33、进一步地，所述步骤s3中上油量(即opu)为0.1～0.5％，牵伸总倍数为3.0-5.0。

34、进一步地，所述步骤s3中上油量为0.18～0.36％，牵伸总倍数为3.5-4.5倍，更优选为3.8-4.2倍。

35、其次，本技术还提供了根据所述制备方法制备的远红外抗菌纤维。

36、有益效果

37、1、本技术所制备的远红外抗菌纤维中添加有纳米功能粉体如无机抗菌剂、矿石粉和硅铝酸钠，使所制备的纤维可同时实现抗菌、远红外保温和负离子保健等多重功能。

38、2、本技术所使用的纳米功能粉体中包括多种无机金属氧化物，这些物质都具有一定的催化活性，其纳米粉体在水分、高温等条件下会使高分子材料如切片和聚乙烯树脂发生降解，从而不仅影响纤维的强度，还影响纳米功能粉体自身在纤维中的分散和分布，最终此纤维在后期牵伸时部分纳米功能粉体会脱落或者过度移位导致纤维的抗菌性、远红外保温和负离子功效显著下降；本技术中纳米功能粉体包括氧化锌、砭石、电气石和硅铝酸钠，规定其重量比分别为(0.5-3)：(1-3)：(1-4)：(1-4)，并进一步调控熔融纺丝的区间温度，避免纳米功能粉体对纤维中高分子材料的催化降解，并进一步控制牵伸工艺，避免了以上物质在纤维中的脱落，进一步提升所制备纤维的多重功效的发挥；

39、3、本技术严格控制无机抗菌剂的颗粒平均直径为15-100nm，所述矿石粉中砭石和电气石的颗粒平均直径＜150nm，并规定聚乙烯树脂在190℃、2.16kg下的熔指为0.8-10g/10min，提高了纳米功能性粉体在树脂中的物理分散性能，避免材料发生团聚造成相应功效下降、纺丝堵孔的现象；

40、4、本技术在电气石中加入一定含量的二氧化钛，不仅提高了纤维的白度，降低了电气石自身颜色对纤维明度的影响，还提升了纤维的抗菌效果，进一步使用一定量的聚硅氧烷，有效提升了电气石和其他纳米功能粉体在高分子材料中的稳定性和分散均匀性，所制备的纤维和其织物在多次水洗后也具有较好的功能持效性；

41、5、本技术优选使用比表面积≥100m2/g的无机抗菌剂，可保证在较少抗菌剂添加量的条件下还能保证纤维具有更高的抗菌活性，另外，这种比表面积还提升了所制备纤维对颜料的吸附，有助于纤维及其纺织品的染色和上色。