專(zhuān)利名稱(chēng)：母粒和纖維及其制造方法
母粒和纖維及其制造方法本申"i青是申請(qǐng)?zhí)枮?00610014896.4、申請(qǐng)日為2006年7月24日、發(fā)明 名稱(chēng)為《多功能納米安全高效抑菌纖維》的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。 4支術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種具有多種保健功能性的纖維，特別是涉及能釋放負(fù)離子、 發(fā)射遠(yuǎn)紅外及具有抑菌效果的母粒和纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及人民生活水平的提高，紡織行業(yè)的技術(shù)也在 日新月異地進(jìn)步，繼差別化纖維之后,近年來(lái)市場(chǎng)上合成纖維又涌現(xiàn)出了多 功能性的纖維。出現(xiàn)較多的有遠(yuǎn)紅外線發(fā)射纖維、負(fù)離子發(fā)射纖維、紫外線 阻斷纖維、抑菌纖維等多種單功能纖維。伴隨人們生活的改善，健康意識(shí)不 斷增強(qiáng)，加之多種功能性纖維的出現(xiàn)，使得人們?cè)谝轮喜辉僦皇潜Ｅ驼?體，而是期望著具有多功能性。于是，具有保健功能的纖維產(chǎn)品越來(lái)越受到 人們的青睞。以功能性纖維為原料織造的織物深受市場(chǎng)的歡迎。隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)功能纖維織物體會(huì)到了其相應(yīng)的弱點(diǎn)，如纖維功能單一，即一 種纖維， 一個(gè)功能；抑菌纖維抑菌效率低下，特別是對(duì)人體個(gè)別部位產(chǎn)生的 真菌難以^^制。另外，有些功能是以浸漬和涂附的方式賦予纖維織物，經(jīng)過(guò) 多次水洗，功能就會(huì)消失，持久性差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明4是供了一種母粒和纖維及其制造方法，以解決如上功能纖維功能 性單一、纖維抑菌效果低下、纖維功能缺乏持久等問(wèn)題。本發(fā)明提供了 一種遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑，該遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑包括納米級(jí)固態(tài)氧化鋯和二氧化鈦，且氧化鋯的重量百分比為45%, 二氧化鈦的重量百分比 為55%。本發(fā)明提供了一種負(fù)離子發(fā)射劑，該負(fù)離子發(fā)射劑包括納米級(jí)電氣石粉 體和二氧化鈦，且電氣石粉體的重量百分比為75%， 二氧化鈦的重量百分比 為25%。本發(fā)明提供了一種抑菌劑，該抑菌劑包括可溶性銀和二氧化鈦，且銀的 重量百分比為6.5%， 二氧化鈦的重量百分比為93.5%。 本發(fā)明提供了一種母粒的制造方法，該方法包括在抑菌劑中加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入的硅烷基偶聯(lián)劑占抑菌劑重量的3 %，在140~ 160。C下除水處理4 ~ 6小時(shí)，在140~ 16(TC及4000rpm混和， 形成抑菌劑混合物；在遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑中加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入的硅烷基偶聯(lián)劑占遠(yuǎn)紅外 線發(fā)射劑重量的3%,在40 16(TC下除水處理4~6小時(shí)，在140 - 160。C 及4000rpm下混和，形成遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑混合物；在負(fù)離子發(fā)射劑中加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入的硅烷基偶聯(lián)劑占負(fù)離子發(fā) 射劑重量的3%,在130~ 140。C下除水處理3-4小時(shí)，在130 - 140。C及4 OOOrpm下)'昆和，形成負(fù)離子發(fā)射劑混合物；將抑菌劑混合物、遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑混合物和負(fù)離子發(fā)射劑混合物按 1: 1: 0. 75高速攪拌混合活化，在135°C ~ 145。C及4000rpm下攪拌20分鐘；加入耐氧劑PKB中B215在4000rpm下攪拌5分鐘；在低速500rpm下加入高聚物載體切片，加入比例為高聚物混劑 =72. 5: 27. 5,溫度在載體軟化點(diǎn)以上并低于熔點(diǎn)40 - 50°C,在高速4000rpm 下攪拌20分鐘；加入有機(jī)分散劑，加入量為切片量的5 % ,高速攪拌5 ~ 7分鐘，再轉(zhuǎn)入 低速200rpm攪拌；在室;顯下冷卻至28°C;在雙螺桿擠壓機(jī)上擠壓成條，溫度為高聚物熔點(diǎn)+ (10-15°C );在30X:的水中水浴冷卻；用風(fēng)刀式吹干4幾吹干。本發(fā)明提供了一種纖維的制造方法，該方法包括聚合物干切片加入母粒，紡PA-6絲需用氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入紡絲擠壓機(jī)，溫 度較常纟見(jiàn)纖維紡絲溫度低8 ~ l(TC;經(jīng)熔體過(guò)濾器，到紡絲箱體，箱體溫度低于常規(guī)纖維用的5~8°C;在紡絲組件上調(diào)整紡絲；紡絲冷卻；初纖維第一道加油加水，油水高于常規(guī)紡的5%; 經(jīng)網(wǎng)^各初纖維第二道加油加水，油水高于常規(guī)紡的5%; 紡出多功能予取向纖維、多功能彈力纖維或多功能全牽伸纖維； 采取內(nèi)牽伸〗叚捻加熱加彈方法將POY原絲加工成DTY加彈絲，再加油加 水，重量占DIY加彈絲的3~ 3. 5%;得出產(chǎn)品DTY即多功能納米抑菌彈力纖維。采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①纖維的功能性是通過(guò)把具有功能 的無(wú)機(jī)鹽加入來(lái)獲得。為了解決功能纖維功能性單一的問(wèn)題，本方案加入 了三種功能無(wú)機(jī)鹽，使纖維具有多種功能性，這三種無(wú)機(jī)鹽分別是a負(fù)離 子發(fā)射劑b高效抑菌劑c遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑，由于這三種無(wú)機(jī)鹽同時(shí)加入纖 維之中，^f吏纖維同時(shí)具有殺菌抑菌作用以及對(duì)人體有益的遠(yuǎn)紅外線和負(fù)離 子發(fā)射功能的作用；②一般的抑菌纖維只對(duì)陰性菌如大腸桿菌、陽(yáng)性菌如 金色葡萄J求菌有抑制作用，而對(duì)真菌如白色念球菌缺乏抑菌作用。本方案 使用高含量的Ag+抑菌劑含量在6.5%，這樣就使本方案的纖維對(duì)白色念 球菌的抑制作用可達(dá)到99%以上；③將上述三種無(wú)機(jī)鹽溶于紡絲熔體之中 進(jìn)行紡絲，使纖維中的無(wú)機(jī)鹽不會(huì)失掉其功能，從而使纖維功能持久不變；④本方案充分體現(xiàn)出織物的保健功能，具有多功能、安全、高效抑菌特性。其抑菌率高達(dá)95%以上，遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射率為85%以上，負(fù)離子發(fā)射率 在7000個(gè)/cm'以上(見(jiàn)檢測(cè)報(bào)告)。三種功能無(wú)機(jī)鹽組合，均以納米級(jí)粉 體組成，并且通過(guò)工藝解決各組分在高聚物中的分散性，避免了紡絲熔體 中的熔膠粒子產(chǎn)生。這樣不但充分顯示了小尺寸、大比表面積的活化特性， 又能使各功能的作用發(fā)揮更加充分，經(jīng)熔融紡絲可順利進(jìn)行。


圖1是本方案多功能納米高效抑菌母粒制作工藝過(guò)程流程圖。 圖2是本方案多功能納米高效抑菌纖維紡絲工藝過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 *本方案的纖維加入的三種功能無(wú)機(jī)鹽配方組合① 遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑納米級(jí)氧化鋯占遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑重量的45%、 二 氧化鈦占遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑重量的55%,硅烷基偶聯(lián)劑(占以上物質(zhì)重量的 3 %);② 負(fù)離子發(fā)射劑納米級(jí)電氣石粉體占負(fù)離子發(fā)射劑重量的75%、 二 氧化鈦占負(fù)離子發(fā)射劑重量的25%,硅烷基偶聯(lián)劑(占以上物質(zhì)重量的3 %);③ 高效抑菌劑Ag+占高效抑菌劑重量的6.5%、占高效抑菌劑重量的 二氧化鈦93.5%,硅烷基偶聯(lián)劑(占以上物質(zhì)重量的3%);④ 耐氧劑PKB中B215(瑞士商品牌號(hào))，其中，PKB為復(fù)合抗氧劑系列, B215是抗氧劑四季戊四醇酯(ky-7910)和抗氧劑亞磷酸三酯(pky-168) 的復(fù)配物；⑤ 有機(jī)分散劑高分子聚乙烯。*本方案改進(jìn)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)在于① 為了達(dá)到纖維具有多功能，本方案經(jīng)過(guò)研究將高效遠(yuǎn)紅外線發(fā)射 劑、高效負(fù)離子發(fā)射劑和高效抑菌劑，按其在纖維中的比例分別為2%、 2 %、 1.5%,加入紡絲熔體中進(jìn)行紡絲，目的是將含量多的無(wú)機(jī)鹽能夠充 分的與紡絲熔體相容；選擇了合適的硅烷基偶聯(lián)劑作為無(wú)機(jī)鹽的粒子表面 處理劑，il使無(wú)機(jī)鹽與高分子進(jìn)行界面反應(yīng)；功能無(wú)機(jī)鹽在進(jìn)行水洗使用 過(guò)程中不會(huì)析出，從而以保持纖維的多功能性，使纖維功能更加持久。② 纖維中含有少量的Ag+將難以抑制真菌，而大比例的Ag+又難以加 入到高聚物中去。本方案采用非晶體的絮狀二氧化鈦?zhàn)鳛锳g+的植入床而 加入，解決了大比例Ag+的加入問(wèn)題，達(dá)到了纖維對(duì)真菌的抑制功效。③ 納米材料的使用本方案使用無(wú)機(jī)鹽納米材料，納米材料的小尺寸、大比表面積反映出 其較大的活性，充分地發(fā)揮了多功能無(wú)機(jī)鹽的功能性。較小的比例的加入 便可得到大的效果。但使用納米級(jí)粒子加入紡絲熔體中就存在分散困難問(wèn) 題。本方案采取各種粒子單獨(dú)處理，即用表面處理劑處理，再用一次粉劑 來(lái)做分散劑，如負(fù)離子發(fā)射劑是以電氣石為主用二氧化鈦為分散體來(lái)進(jìn)行 初步分散。然后再混入熔體前再加入高分子聚乙烯作為熔體分散劑，進(jìn)而 制成紡絲熔體。經(jīng)如上單獨(dú)處理納米級(jí)粉體及兩次分散，則可得到不存在 凝膠粒子且分散性極好的熔體，有利于紡絲的正常進(jìn)行。④ 母粒法生產(chǎn)多功能纖維作為母粒法是將多功能無(wú)機(jī)鹽首先分散在少量載體中(PP、 PET或PA)制成母粒，然后再按定比摻入紡絲的熔體中去進(jìn)行紡絲。這樣不但又增加 一次熔體分散而且可根據(jù)市場(chǎng)需要進(jìn)行多品種少批量安排生產(chǎn)。 *多功能納米安全高效抑菌母粒制作工藝參數(shù)的確定 ①高效抑菌配方組合(J)及高強(qiáng)負(fù)離子和遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑(F)高溫除水活化溫度14(TC-160。C; 時(shí)間3 ~ 6h; J: F=l: 2。溫度高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)有組分結(jié)塊；溫度低，時(shí)間過(guò)短則會(huì)使粉劑失水 不足，達(dá)不到活化目的。② 能配方組分表面處理(高攪處理) 溫度140。C ±5。C;處理劑硅烷基表面處理劑； 高攪轉(zhuǎn)數(shù)4000rpni; 時(shí)間20分鐘。溫度同上①的溫度；處理劑加入量過(guò)大會(huì)造成粉劑粘結(jié)，高攪轉(zhuǎn)數(shù)不 足，時(shí)間過(guò)短會(huì)造成粉劑結(jié)塊，分散不勻。③ 高聚物栽體的加入(低速加入高速攪拌)溫度在高聚物軟化點(diǎn)之上低于高聚物熔點(diǎn)40°C-50°C; 低速2 00rpm; 高速4000rpm; 時(shí)間20分鐘。溫度過(guò)低會(huì)降低粉劑的活化，溫度過(guò)高會(huì)使高聚物接近熔點(diǎn)，影響粉 劑分散。在低速短時(shí)間攪拌會(huì)使粉劑分散不均。④ 高速攪拌加入有機(jī)分散劑及耐溫耐氧助劑分散劑 選取高分子聚乙烯，溫度高于分散劑熔劑熔點(diǎn)10°C; 時(shí)間5 ~ 7分鐘助劑加入量高聚物重量*(3~ 5%)。高分子分散劑聚乙烯其熔點(diǎn)在iirc左右，熔點(diǎn)溫度采用分散劑熔點(diǎn)+10°C。溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)分散劑教度過(guò)低，則包裹不均；反之黏度太高， 高聚物切片無(wú)法包裹。助劑加入量過(guò)少，聚合物黏度損失過(guò)大；反之聚合 物易變色。⑤雙螺桿溫度雙螺桿溫度一般取高聚物熔點(diǎn)+ (10-15 。C); 溫度過(guò)低不利于成條(成粒)，粉劑及助劑分散不均。 *多功能納米安全高效抑菌纖維制作工藝參數(shù)的確定① 紡絲溫度紡絲溫度比常規(guī)紡絲溫度低8-15°C:一般加入粉劑及助劑的高聚物熔點(diǎn)低于常規(guī)紡絲高聚物溫度的8 -10°C;過(guò)高過(guò)低紡絲溫度都會(huì)影響紡絲熔體流動(dòng)性，造成紡絲困難。② 紡絲冷卻條件風(fēng)速、風(fēng)壓略低于常規(guī)紡絲； 風(fēng)濕、風(fēng)溫高于常規(guī)紡絲；由于含粉劑高聚物熔點(diǎn)略低于常規(guī)高聚物熱函較低，加快冷卻會(huì)影響 紡絲牽伸。③ 紡絲一、二道油劑紡絲一、二道油劑應(yīng)略高于常規(guī)紡絲的5%左右； 含粉劑高聚物吸水性較強(qiáng)，油水低會(huì)影響紡絲牽伸和P0Y的成型。 參本方案的工作原理在于將三種功能無(wú)機(jī)鹽同時(shí)賦于一種纖維之中使其具備多功能以更加全面的促進(jìn)人體保健作用。①高效抑菌其原理多以活性極強(qiáng)的Ag+呈游離，其到達(dá)帶負(fù)電荷的微生物細(xì)胞時(shí)，由于庫(kù)侖引力兩者牢固吸附，Ag+透過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞并與 " SH"反應(yīng)，破壞細(xì)胞合成酶的活性，細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。(見(jiàn)檢測(cè)報(bào)告)。② 納米級(jí)負(fù)離子無(wú)機(jī)鹽，具有發(fā)射高強(qiáng)負(fù)離子的功能(7000個(gè)/ci^以 上)。人體接受后，達(dá)到活化血液、解除疲勞、平衡植物神經(jīng)的功效。負(fù) 離子的吸入引起人體生物效應(yīng)，調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)和植物神經(jīng)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)大腦 皮層的功能對(duì)循環(huán)系統(tǒng)有著很好的改善作用。由于負(fù)離子的存在，則可吸 附臭味改善環(huán)境條件。③ 遠(yuǎn)紅外與無(wú)機(jī)鹽的配方組合可發(fā)射出人體能吸收的2 ~ 14um的遠(yuǎn)紅 外線。以上三種納米級(jí)無(wú)機(jī)鹽功能配方組合，通過(guò)具體工藝分散在高聚合物 載體中，制成母粒。將母粒又定量分散在高聚物中制成功能高聚熔體。再 通過(guò)特殊紡絲工藝，高速紡成功能纖維FDY即多功能全欠身向纖維、POY 即多功能予取向纖維、HOY即多功能取向纖維、DTY即多功能納米安全高 效抑菌彈力纖維。為紡絲織物企業(yè)開(kāi)發(fā)新的功能織物提供良好的紡織原 料。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì) 其中部分4支術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方 案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑，其特征在于包括納米級(jí)固態(tài)氧化鋯和二氧化鈦，且氧化鋯的重量百分比為45％，二氧化鈦的重量百分比為55％。
2、 一種負(fù)離子發(fā)射劑，其特征在于包括納米級(jí)電氣石粉體和二氧化鈦， 且電氣石4分體的重量百分比為75%, 二氧化鈦的重量百分比為25%。
3、 一種抑菌劑，其特征在于包括可溶性銀和二氧化鈦，且銀的重量百 分比為6. 5 % ， 二氧化鈦的重量百分比為93. 5 % 。
4、 一種母粒，其特征在于包括抑菌劑混合物，占母粒的重量百分比為10%,其中，該抑菌劑混合物中 硅烷基偶聯(lián)劑占抑菌劑重量的3 % ;遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑混合物，占母粒的重量百分比為10%,其中，該遠(yuǎn)紅外 線發(fā)射劑混合物中硅烷基偶聯(lián)劑占遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑重量的3 % ;負(fù)離子發(fā)射劑混合物，占母粒的重量百分比為7.5%，其中，該負(fù)離子 發(fā)射劑混合物中硅烷基偶聯(lián)劑占負(fù)離子發(fā)射劑重量的3 %;高聚物載體切片，占母粒的重量百分比為72. 5%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的母粒，其特征在于所述高聚物載體切片為PP、 PET或PA。
6、 一種母粒的制造方法，其特征在于包括在抑菌劑中加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入的硅烷基偶聯(lián)劑占抑菌劑重量的3 %，在140 160。C下除水處理4-6小時(shí)，在140~ 16(TC及4000rpm混和， 形成抑菌劑混合物；在遠(yuǎn)^L外線發(fā)射劑中加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入的硅烷基偶聯(lián)劑占遠(yuǎn)紅外 線發(fā)射劑重量的3%，在140 16(TC下除水處理4~6小時(shí)，在140~160 及4000rpm下混和，形成遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑混合物；在負(fù)離子發(fā)射劑中加入硅烷基偶聯(lián)劑，加入的硅烷基偶聯(lián)劑占負(fù)離子發(fā) 射劑重量的3%，在130~ 140。C下除水處理3~4小時(shí)，在130 14(TC及4000^111下^<和，形成負(fù)離子發(fā)射劑混合物；將抑菌劑混合物、遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑混合物和負(fù)離子發(fā)射劑混合物按 1: 1: 0. 75高速攪拌混合活化，在135°C ~ 145。C及4000rpm下攪拌20分鐘；加入耐氧劑PKB中B215在4000rpm下攪拌5分鐘；在低速500rpm下加入高聚物載體切片，加入比例為高聚物混劑 =72.5:27.5，溫度在載體軟化點(diǎn)以上并低于熔點(diǎn)40 ~ 50°C ，在高速4000rpm 下攪拌20分鐘；加入有機(jī)分散劑，加入量為切片量的5%,高速攪拌5 7分鐘，再轉(zhuǎn)入 低速200卬m攪拌；在室溫下冷卻至28°C;在雙螺桿擠壓機(jī)上擠壓成條，溫度為高聚物熔點(diǎn)+ (10-15°C );在30'C的水中水浴冷卻；用風(fēng)刀式吹干機(jī)吹干。
7、 才艮據(jù)權(quán)利要求6所述的母粒的制造方法，其特征在于所述高聚物載 體切片為PP、 PET或PA。
8、 才艮據(jù)權(quán)利要求6或7所述的母粒的制造方法，其特征在于所述有機(jī) M劑為高分子聚乙烯。
9、 一種纖維的制造方法，其特征在于包括聚合物干切片加入母粒，紡PA-6絲需用氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入紡絲擠壓機(jī)，溫 度較常規(guī)纖維紡絲溫度低8 ~ IO'C;經(jīng)熔體過(guò)濾器，到紡絲箱體，箱體溫度低于常規(guī)纖維用的5~8°C;在紡絲組件上調(diào)整紡絲；紡絲^令卻；初纖維第一道加油加水，油水高于常規(guī)紡的5%;經(jīng)網(wǎng)纟各初纖維第二道加油加水，油水高于常規(guī)紡的5%;紡出多功能予取向纖維、多功能彈力纖維或多功能全牽伸纖維；采取內(nèi)牽伸假搶加熱加彈方法將P0Y原絲加工成DTY加彈絲，再加油加 水，重量占DIY加彈絲的3~ 3. 5%;得出產(chǎn)品DTY即多功能納米抑菌彈力纖維。
10、 一種應(yīng)用權(quán)利要求9的制造方法制造的纖維，其特征在于包括母粒 和聚合物干切片。
全文摘要
本發(fā)明涉及母粒和纖維及其制造方法，其中，母粒的制造方法為將上述抑菌劑、遠(yuǎn)紅外線發(fā)射劑和負(fù)離子發(fā)射劑混合物按1∶1∶0.75高速攪拌混合活化，在一定溫度、速度下攪拌一定時(shí)間；加入耐氧劑進(jìn)行攪拌；加入高聚物載體切片在一定溫度、速度下攪拌一定時(shí)間，加入比例為高聚物∶混劑＝72.5∶27.5；加入有機(jī)分散劑，加入量為切片量的5％，高速攪拌5～7分鐘，再轉(zhuǎn)入低速200rpm攪拌；在室溫下冷卻至28℃；在雙螺桿擠壓機(jī)上擠壓成條，溫度為高聚物熔點(diǎn)+(10-15℃)；在30℃的水中水浴冷卻；吹干。上述方法使用遠(yuǎn)紅外線、負(fù)離子發(fā)射劑、抑菌劑制造的母粒，及使用上述母粒制造的纖維具有多種功能。
文檔編號(hào)D01D5/00GK101255329SQ20081000743
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者劉燕平 申請(qǐng)人:劉燕平