专利名称：一种抗菌聚酰胺及其纤维和制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有抗菌性能的聚酰胺及其纤维，以及制备方法。
背景技术：
常规的聚酰胺纤维，因其强度高、耐磨、性能好、延伸度小，而被广泛用于航天、航空、航海等的降落伞、救生船等的制作。随着人民的生活水平在不断提高，社会科学的不断进步，市场经济的不断发展，人们对服用纺织品的舒适性和卫生性提出了更高的要求，尤其是军队服装和在恶劣环境下的作业服装，对所采用的纺织材料的要求更为苛刻，所采用的材料不仅需要高的强度和耐磨性能，而且需要具有较强的抗菌和抑菌性能，以减少疾病的发生和伤员细菌感染而造成的减员。而目前广泛使用的抗菌合成纤维，但大都采用抗菌剂对纤维的表面进行后整理而成，工艺简单，加工方便，但存在问题多、手感差、抑菌效果不理想、耐水洗性差，不能满足有关领域的需要，尤其是抗菌聚酰胺纤维，由于聚酰胺和一般的有机或无机的抗菌剂难以配伍，制作难度高，因此，目前尚没有公开的文献报道。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种抗菌聚酰胺及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷；本发明需要解决的另一个技术问题是公开一种采用抗菌聚酰胺制备的纤维，以满足纺织领域发展的需要。
本发明所说的抗菌聚酰胺由聚酰胺和抗菌有效量的无机抗菌剂组成，优选的抗菌剂的重量百分比为聚酰胺重量的0.01％～5％，更优选的为0.05％～1％，抗菌剂的含量不能过高，过高将影响纤维的外观和强度，但是也不能太低，过低将影响抗菌和抑菌效果。
所说的无机抗菌剂为纳米级的颗粒状的银粒或/和铜粒，其粒径为100～7000nm；所说的聚酰胺包括聚己内酰胺、聚己二酸己二胺、聚己酸癸二胺或聚癸二酸癸二胺中的一种；优选聚己内酰胺，商品名称为尼龙6。
本发明还涉及一种采用上述抗菌聚酰胺为原料制成的纤维，商品名称为锦纶，其纤度为80～90dtex，其中，抗菌剂含量以纤维总重量计为0.01％～5％。
上述的抗菌聚酰胺可用于制备纤维，但是由于其中掺杂了纳米级别的无机抗菌剂，该无机抗菌剂容易团聚，因此，如将无机抗菌剂简单的与聚酰胺共混，采用常规的方法难以获得性能符合要求的纤维，为此发明人提出了如下所述的制备方法，该制备方法包括如下步骤(1)将包覆剂或其与表面活性剂的混合物配制成水溶液，其中，包覆剂重量含量为5～15％，表面活性剂含量为1～5％，然后将所说的抗菌剂浸渍与所说的水溶液中，浸渍温度为40～90℃，浸渍时间为10～90分钟，进行包覆处理，水溶液中包覆剂的重量含量为1.0～5.0％，然后从水溶液中收集经过表面包覆处理的抗菌剂；所说的包覆剂包括松香、氢化松香、歧化松香、钛酸酯、硅酸酯中的一种或其混合物；所说的表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、任基酚聚氧乙烯醚或土温中的一种或其混合物；(2)将步骤(1)的产物与聚酰胺置于共混机中共混挤出，共混温度为270～300℃，获得含有抗菌剂的抗菌聚酰胺母粒，其中，抗菌剂的重量含量为30％～60％；(3)将步骤(2)的抗菌母粒按照配比与聚酰胺共混，共混温度为110～130℃，然后在商业化的纺丝机中，采用常规的方法进行纺丝，并进行牵伸处理，即获得本发明的抗菌纤维。
由于本发明的抗菌聚酰胺中含有抗菌剂，因此，其纺丝和纺丝后的后处理的条件应当严格控制，按照本发明，可优选采用如下的工艺条件进行纺丝和牵伸处理纺丝温度为270～320℃，牵伸倍数为3～4倍，出丝速度为850～900米/分，牵伸温度为130～160℃。
采用本发明的方法所获得的抗菌聚酰胺纤维，其机械力学性能良好，采用WHB3002～2002标准对该纤维制成的纺织品进行检测，抑菌率大于92％，而且能够达到持久抗菌的效果，采用该纤维制作的纺织品手感好，具有广泛的应用前景。
具体实施例方式
实施例1将10克松香，1克十二烷基硫酸钠，89克水加热溶解，然后将5克粒径为30nm的银粒在其中浸渍，温度为60℃，浸渍时间为60分钟，过滤，干燥，获得经过表面包覆处理的银粒。
实施例2将40克采用实施例1的方法制备的银粒与60克尼龙6置于共混机中共混挤出，造粒，获得含有抗菌剂的抗菌尼龙66母粒，共混挤出温度为270℃。
实施例3将100公斤实施例2的抗菌母粒与1000公斤尼龙66置于共混机中共混挤出造粒，共混温度为125℃，然后采用上海二纺机厂生产的VC406纺丝机上纺丝，螺杆温度如下一区115℃，二区298，三区282，四区276，五区272，并采用日本日川16S牵伸机进行牵伸，倍数为3.4倍，出丝速度为875米/分，牵伸温度为150℃，即获得本发明的抗菌纤维。
采用Q/WFYH标准对所获得的纤维进行检测，结果如下纤度85.5dtex，CV值≤0.9％断裂强度4.2CN/dtex，CV值≤4.0％断裂伸长率31.8％，CV值≤4.9％。经中国人民解放军304医院对采用该纤维制作的袜子进行检测，结果如下大肠杆菌ATCC25922， 抑菌率 96.3％；绿脓杆菌ATCC27853， 抑菌率 99.9％；白色念珠菌， 抑菌率 100％；金黄色葡萄球菌ATCC29213，抑菌率 99.9％。
对该袜子洗涤50次后的检测结果如下其抑菌率与上述相同。
实施例4将10克钛酸丁酯，1克土温，89克水加热溶解，然后将2克粒径为50nm的银粒在其中浸渍，温度为60℃，浸渍时间为60分钟，过滤，干燥，获得经过表面包覆处理的银粒。
权利要求
1.一种抗菌聚酰胺，其特征在于，由聚酰胺和抗菌有效量的无机抗菌剂组成。
2.根据权利要求1所述的抗菌聚酰胺，其特征在于，抗菌剂的重量百分比为聚酰胺重量的0.01％～5％。
3.根据权利要求2所述的抗菌聚酰胺，其特征在于，抗菌剂的重量百分比为聚酰胺重量的0.05％～1％。
4.根据权利要求1、2或3所述的抗菌聚酰胺，其特征在于，所说的无机抗菌剂为颗粒状的银粒或/和铜粒，其粒径为100～700nm。
5.根据权利要求1、2或3所述的抗菌聚酰胺，其特征在于，所说的聚酰胺包括聚己内酰胺、聚己二酸己二胺、聚己酸癸二胺或聚癸二酸癸二胺中的一种。
6.一种以权利要求1～5任一项所述的原料制成的纤维，其特征在于，其纤度为80～90dtex。
7.根据权利要求6所述的抗菌聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将包覆剂或其与表面活性剂的混合物配制成水溶液，其中，包覆剂重量含量为5～15％，表面活性剂含量为1～5％，然后将所说的抗菌剂浸渍与所说的水溶液中，进行包覆处理，然后从水溶液中收集经过表面包覆处理的抗菌剂；所说的包覆剂包括松香、氢化松香、歧化松香、钛酸酯、硅酸酯中的一种或其混合物；所说的表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、任基酚聚氧乙烯醚或土温中的一种或其混合物；(2)将步骤(1)的产物与聚酰胺置于共混机中共混挤出，获得含有抗菌剂的抗菌聚酰胺母粒，其中，抗菌剂的重量含量为30％～60％；(3)将步骤(2)的抗菌母粒按照配比与聚酰胺置于共混，共混温度为110～130℃，然后在商业化的纺丝机中，采用常规的方法进行纺丝，并进行牵伸处理，即获得本发明的抗菌纤维。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，浸渍温度为40～90℃，浸渍时间为10～90分钟，水溶液中包覆剂的重量含量为1.0～5.0％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，纺丝温度为270～320℃，牵伸倍数为3～4倍，出丝速度为850～900米/分，牵伸温度为130～160℃。
全文摘要
本发明公开了一种抗菌聚酰胺及其纤维和制备方法。所说的抗菌聚酰胺由聚酰胺和抗菌有效量的无机抗菌剂组成，无机抗菌剂为纳米级的颗粒状的银粒或/和铜粒，其粒径为10～50nm；上述抗菌聚酰胺可制成纤维，其机械力学性能良好，采用WHB3220－2002标准对该纤维制成的纺织品进行检测，抑菌率大于92％，而且能够达到持久抗菌的效果，采用该纤维制作的纺织品手感好，具有广泛的应用前景。
文档编号C08L77/02GK1563192SQ200410017598
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月13日 优先权日2004年4月13日
发明者张蔚萍 申请人:上海宇航特种化学纤维厂