專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抑菌聚丙烯纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑菌聚丙烯纖維及其制造方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中，抑菌纖維的報(bào)道較多，但一般都在聚合物中添加陶瓷微粉、芳香鹵素化合物，有機(jī)硅季銨類(lèi)、銅、鋅、銀等離子化合物等，有的是將纖維進(jìn)行后整理賦予其抑菌作用，上述方法的缺點(diǎn)是均對(duì)纖維物理性能或使用中的抑菌效果產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明所使用的抑菌劑—環(huán)烷酸咪唑啉類(lèi)化合物是一種具有多種優(yōu)異性能的精細(xì)化工品，60年代末國(guó)外就有作為殺菌劑和緩蝕劑的報(bào)道，美國(guó)Millmaster0nyx和Nalco公司分別開(kāi)發(fā)了環(huán)烷酸咪唑啉作殺菌劑、殺微生物劑和高效緩蝕劑產(chǎn)品，用于燃料、工業(yè)水、潤(rùn)滑油、化妝品中以防止微生物生長(zhǎng)，也可用于環(huán)氧樹(shù)脂固化劑及固化促進(jìn)劑場(chǎng)合，但迄今未見(jiàn)用作化學(xué)纖維抑菌劑的報(bào)道。美國(guó)US3705027專(zhuān)利報(bào)道，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的生長(zhǎng)稀釋試驗(yàn)方法(Stamdor Groth DintionTest Method)進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，1-氨乙基-2-環(huán)烷酸咪唑啉對(duì)大腸桿菌、綠膿桿菌、金黃葡萄球菌、鏈球菌類(lèi)、黑曲霉、水球藻類(lèi)、青霉素類(lèi)具有很好的殺菌作用，其最小抑制濃度10ppm-500ppm。
本發(fā)明的目的在于提供一種抑菌聚丙烯纖維及其制造方法，使用咪唑啉類(lèi)物質(zhì)作抑菌劑，并加入少量的相轉(zhuǎn)變劑(也是殺菌劑)，獲得抑菌效果良好的抑菌聚丙烯纖維，并提供一種纖維加工過(guò)程無(wú)變化、對(duì)纖維物理性能無(wú)影響，且不需任何后整理，即賦予纖維有顯著抑菌效果的抑菌聚丙烯纖維的制造方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的用咪唑啉類(lèi)物質(zhì)(抑菌劑A)和相轉(zhuǎn)變劑(B)(也是殺菌劑)與聚丙烯混合及造粒獲得聚丙烯抑菌母粒，然后將抑菌母粒與纖維級(jí)聚丙烯按一定比例混合，在230-280℃的溫度下紡絲，再經(jīng)卷繞、集束、牽伸、卷曲、定型等過(guò)程，即得抑菌聚丙烯纖維，這種新型抑菌纖維中含有500pp-1000ppm(重量)的抑菌劑。
本發(fā)明較好的技術(shù)方案是抑菌劑(A)選用化學(xué)式為 的咪唑啉類(lèi)物質(zhì)，式中的R為環(huán)烷基，R′為H，CH2CH2NH2，(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2，(n為1-2的正整數(shù))，如環(huán)烷酸咪唑啉(A1)、胺乙基環(huán)烷酸咪唑啉(A2)、三乙烯四胺基環(huán)烷酸咪唑啉(A3)及四乙基五胺環(huán)烷酸咪唑啉(A4)及其類(lèi)似物；相轉(zhuǎn)變劑(B)采用化學(xué)式為CnH2n＋1N+(CH3)mBr-類(lèi)物質(zhì)，式中的n為1-16的任意正整數(shù)，m為1-4的另一任意正整數(shù)，如溴化甲烷(B1)、溴化丁烷四甲基胺(B2)、溴化癸烷二甲基胺(B3)、溴化十六烷基三甲基胺(B4)及其類(lèi)似物，這類(lèi)物質(zhì)既是相轉(zhuǎn)變劑，同時(shí)也起殺菌作用。
在實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程中，抑菌劑(A)和相轉(zhuǎn)變劑(B)均分別可以是其中的一種或數(shù)種混合并用，都能起到同樣的效果。鑒于相轉(zhuǎn)變劑(B)的用量甚少，故在實(shí)施中往往只加入其中的一種，以簡(jiǎn)化操作。
本發(fā)明較好的技術(shù)方案也可以是抑菌母粒中抑菌劑(A)的含量為0.5％-1.0％(重量)，相轉(zhuǎn)變劑(B)的含量為0.05％-0.07％(重量)，聚丙烯含量為98.93％-99.45％(重量)，制備中抑菌劑(A)的用量不要過(guò)多或過(guò)少，所述的最高用量已完全能達(dá)到預(yù)期的抑菌效果，但若其用量過(guò)低時(shí)則不能達(dá)到所需的抑菌效果，尤其是對(duì)變形桿菌及綠膿桿菌等陰性桿菌失去抑菌效果。
本發(fā)明較好的技術(shù)方案又可以是在制造抑菌母粒時(shí)，需先向抑菌劑(A)和相轉(zhuǎn)變劑(B)的混合液中加入欲制備抑菌母?？傊亓?％-3％的水，使抑菌劑轉(zhuǎn)變成為乳液，便于抑菌劑在基料中有良好的分散，然后取所需聚丙烯總重量10％的聚丙烯粉料，攪拌均勻，并在100-110℃的溫度下干燥3-4小時(shí)，除去前述過(guò)程中所加的水，再將其余90％的聚丙烯粉料或粒料加入且均勻混合，用造粒螺桿鑄帶、切粒，即制得含有5000ppm-10000ppm(重量)抑菌劑的抑菌母粒。在實(shí)施過(guò)程中，所述的加水量并不嚴(yán)格，只要能使抑菌劑轉(zhuǎn)變成乳液，且便于使粉料分散、攪拌均勻即可。
本發(fā)明較好的技術(shù)方案還可以是取前述的抑菌母粒，按母粒5％-10％(重量)與90％-95％(重量)的纖維級(jí)聚丙烯粒料或粉料共混，在230-280℃的溫度下紡絲，然后再經(jīng)牽伸、卷曲及定型等一系列與制造普通聚丙烯纖維同樣的后加工，即獲得抑菌劑含量為500ppm-1000ppm(重量)的抑菌聚丙烯纖維。在具體實(shí)施過(guò)程中，需控制好抑菌母粒與聚丙烯的比例，保證纖維中的抑菌劑含量為500ppm-1000ppm(重量)。
本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)
1、抑菌效果顯著本發(fā)明產(chǎn)品由湖南醫(yī)科大學(xué)臨床藥理國(guó)家培訓(xùn)中心進(jìn)行體外抑菌實(shí)驗(yàn)分析。
(1)菌株金黃色葡萄球菌，溶血性鏈球菌，變形桿菌，大腸桿菌，綠膿桿菌，白色念株菌。
培養(yǎng)Mueler-Hinfon瓊脂培養(yǎng)基，沙保氏瓊脂培養(yǎng)基。
(2)方法接種瓊脂培養(yǎng)法(Qninn氏法，出自H.QninAppl Microbiol，1962；1075)調(diào)整菌濃度為1.5×108CFU/ml，接種于待測(cè)1×2cm大小的樣本上，37℃培養(yǎng)過(guò)夜并適當(dāng)干燥，將干燥后織物貼于上述瓊脂培養(yǎng)基表面上，棄織物。同時(shí)以相同大小無(wú)菌濾紙片按上法操作作為陰性對(duì)照，然后置于37℃孵育箱培養(yǎng)18小時(shí)，觀察結(jié)果。
(3)結(jié)果判斷以濾紙片陰性對(duì)照培養(yǎng)基上長(zhǎng)滿菌者，表明實(shí)驗(yàn)條件合格。結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)如下+++培養(yǎng)基上貼織物處長(zhǎng)滿細(xì)菌，為無(wú)抑菌能力。
++培養(yǎng)基上貼織物處約一半?yún)^(qū)域長(zhǎng)菌，為基本無(wú)抑菌能力。
+培養(yǎng)基上貼織物處長(zhǎng)＜5菌落，為部分抑菌。
-培養(yǎng)基上貼織物處不長(zhǎng)菌，為抑菌。
(4)結(jié)果項(xiàng)目 8號(hào)9號(hào) 10號(hào) 11號(hào) 0號(hào)金黃色葡萄球菌- -- ++ +++β-溶血性鏈球菌 - -- + +++變形桿菌 - +++++++++大腸桿菌 - -+ ++ +++綠膿桿菌 - -+ ++++++白色念株菌- -- ++ +++注樣品8號(hào)1000ppm抑菌劑聚丙烯織物9號(hào)500ppm抑菌劑聚丙烯織物10號(hào)250ppm抑菌劑聚丙烯織物
11號(hào)純聚丙烯織物0號(hào)濾紙(新華一號(hào))(陰性對(duì)照)抑菌劑在織品中高于500ppm時(shí)對(duì)測(cè)試的6種細(xì)菌均有顯著的抑菌作用。
2、本發(fā)明采用的抑菌劑高效無(wú)毒，它能均勻地分散在原料中，對(duì)纖維的可紡性無(wú)影響，纖維釋放抗菌劑均勻持久，不影響纖維本身的物理性能，耐皂洗，能有效殺滅附在織物上的細(xì)菌。
3、操作方便，生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，在現(xiàn)有聚丙烯纖維或聚丙烯塑料制品生產(chǎn)中，只要添加本發(fā)明的抑菌母粒，即可在纖維或制品表面對(duì)多種細(xì)菌產(chǎn)生顯著抑菌作用，對(duì)生產(chǎn)工藝沒(méi)有任何不良影響，也不需增加特殊的設(shè)備。
以下是本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1取抑菌劑A19.5克及相轉(zhuǎn)變劑B40.7克，加水30克，混合均勻后呈乳液狀，加入聚丙烯粉末90克，攪拌均勻，在100-108℃的溫度下干燥3.5小時(shí)，再向其中加入900克聚丙烯粒料，混合均勻后，用造粒螺桿鑄帶、切料得抑菌母粒996克，再將全部母粒與19000克聚丙烯粒料(纖維級(jí))共混均勻，在232-257℃的溫度下紡絲，并經(jīng)卷繞、集束、牽伸、卷曲及熱定型等后加工工序即得抑菌聚丙烯纖維產(chǎn)品。本例的抑菌母粒中含有抑菌劑A10.95％，相轉(zhuǎn)變劑B40.07％，聚丙烯含量為98.98％，抑菌纖維中含抑菌劑為500ppm。
實(shí)施例2步驟同前，加入A38克，B10.7克，水30克，制母粒兩次加入聚丙烯量分別為90克及904克，干燥時(shí)間為3.9小時(shí)，得母粒1001克，共混紡絲加聚丙烯12020克，紡絲溫度為249-264℃，本例的抑菌母粒中含有抑菌劑A30.8％，相轉(zhuǎn)變劑B10.07％，聚丙烯含量為99.13％，抑菌纖維中含抑菌劑為620ppm。
實(shí)施例3步驟同前，加入A45.5克，B30.51克，水10克，制母粒兩次加入聚丙烯量分別為90克及904克，干燥時(shí)間為3.1小時(shí)，得母粒1000克，共混紡絲加聚丙烯9000克，紡絲溫度為238-260℃，本例的抑菌母粒中含有抑菌劑A40.55％，含相轉(zhuǎn)變劑B3為0.051％，聚丙烯含量為99.43％，抑菌纖維中含抑菌劑550ppm。
實(shí)施例4步驟同前，加入A23.5克，A46.0克，B10.6克，水20克，制母粒兩次加入聚丙烯量分別為90克和903克，干燥時(shí)間為3.3小時(shí)，得母粒1000克，共混紡絲加聚丙烯9000克，紡絲溫度為253-278℃，本例的抑菌母粒中含抑菌劑A2及A4計(jì)為0.95％，含相轉(zhuǎn)變劑B1為0.06％，聚丙烯含量為99.02％，纖維中含抑菌劑950ppm。
實(shí)施例5步驟同前，加入A14.5克，A33.0克，B20.52克，水25克，制母粒兩次加聚丙烯量分別為90克和901克，干燥時(shí)間為3.7小時(shí)，得母粒997克，共混紡絲加聚丙烯9700克，紡絲溫度為247-266℃，本例的抑菌母粒中含有抑菌劑A1及A3計(jì)為0.75％，含相轉(zhuǎn)變劑B20.052％，聚丙烯含量為99.20％，纖維中含抑菌劑700ppm。
權(quán)利要求
1 一種抑菌聚丙烯纖維的制造方法，包括抑菌母粒的制造、母粒與聚丙烯共混、紡絲、卷繞、牽伸、卷曲、定型等過(guò)程，本發(fā)明的特征在于(1)抑菌母粒各組份的重量百分含量為抑菌劑(A)0.5％-1.0％，相轉(zhuǎn)變劑(B)0.05％-0.07％，聚丙烯98.93％-99.45％，其中抑菌劑(A)的化學(xué)式為 式中R為環(huán)烷基，R′為H、CH2CH2NH2、(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2，n為1-2的正整數(shù)相轉(zhuǎn)變劑(B)的化學(xué)式為CnH2n＋1N+(CH3)mBr-式中n為1-16的任意正整數(shù)，m為1-4的另一任意正整數(shù)；(2)將抑菌劑(A)、相轉(zhuǎn)變劑(B)與1％-3％的水(重量，按制備抑菌母?？偭坑?jì))混合，使抑菌劑轉(zhuǎn)變成為乳液，再加入所需聚丙烯總重量的10％粉料，攪拌均勻，在100-110℃的溫度下干燥3-4小時(shí)，再將其余90％(重量)的聚丙烯加入并混合均勻，用造粒螺桿鑄帶、切粒，制成抑菌劑含量為5000ppm-10000ppm(重量)的抑菌母粒，然后(3)將5％-10％(重量)的抑菌母粒與90％-95％(重量)的聚丙烯粒料共混，在230-280℃的溫度下紡絲，并經(jīng)后加工處理，制得含有500ppm-1000ppm(重量)抑菌劑的聚丙烯纖維。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑菌聚丙烯纖維制造方法所獲得的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抑菌聚丙烯纖維及其制造方法。該方法采用0.5％-1.0％(重量)咪唑啉類(lèi)物質(zhì)作抑菌劑(A)，0.05％-0.07％(重量)的溴化烷基銨類(lèi)物質(zhì)作相轉(zhuǎn)變劑(B)和98.93％-99.45％(重量)的聚丙烯制備抑菌母粒，再用5％-10％(重量)的抑菌母粒與90％-95％(重量)的聚丙烯混合紡絲制備發(fā)明產(chǎn)品，產(chǎn)品中含有500ppm-1000ppm(重量)的抑菌劑，解決了抑菌效果不佳問(wèn)題并避免了后整理工序。該產(chǎn)品對(duì)多種細(xì)菌具有顯著抑制作用且抗菌性持久，產(chǎn)品可用于衛(wèi)生保健領(lǐng)域及服裝、家用面料等各行業(yè)。
文檔編號(hào)D01F1/10GK1148106SQ96118358
公開(kāi)日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月26日
發(fā)明者林寶森, 任澤雄, 羅學(xué)謙, 張麗, 成惠 申請(qǐng)人:岳陽(yáng)石油化工總廠研究院