一种十字异型铜抗菌纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种十字异型铜抗菌纤维，包括纳米铜和聚酯，所述纳米铜的中值粒径D50≤0.3μm，最大粒径≤0.5μm。本发明专利技术的十字异型铜抗菌纤维通过将纳米铜、添加剂和聚酯混合，制得功能性母粒；再将功能性母粒与聚酯混合后进行纺丝处理制得。本发明专利技术十字异型铜抗菌纤维的抗菌性能良好，对金黄色葡萄球菌菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率都较高，并且在水洗50次之后依然具有很好的抑菌率；同时由于本发明专利技术铜抗菌纤维的截面为十字异型，使其具有良好的吸湿速干性、柔软性、回弹性和平滑性并且不受织物洗涤次数的影响；本发明专利技术的纤维的制备方法，减少了化学改性剂的使用，缩短了工艺流程，适合大规模工业化生产。

A cross shaped copper antibacterial fiber

The invention discloses a cross shaped copper antibacterial fiber, including nano copper and polyester, the nano copper median diameter of D50 is less than or equal to 0.3 m, the maximum particle size of less than or equal to 0.5 mu m. The cross shaped copper antibacterial fiber of the invention is prepared by mixing nano copper, additives and polyester, and then preparing functional masterbatch. Then the functional master batch is mixed with polyester, and then processed by spinning. The cross shaped copper antibacterial fiber good antibacterial properties, antibacterial activity on Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Candida albicans were higher, and still has a very good antibacterial rate after washing 50 times; at the same time as the section of the invention of copper antibacterial fiber of ten words profiled, so it has good moisture absorption fast drying, softness, elasticity and smoothness and without fabric washing effect; the preparation method of the invention of fiber, reduce the use of chemical modifiers, shorten the process, suitable for large-scale industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
一种十字异型铜抗菌纤维
本专利技术涉及一种十字异型铜抗菌纤维，属于纤维制备

技术介绍
现有的抗菌纺织品主要分为两大类，一类是经后整理加工而成的抗菌纺织品，由于其工艺简单、抗菌剂选择余地大、适用性广等特点而得到广泛应用。但此类抗菌纺织品在应用中也显示出许多问题，如抗菌效果持久性、溶出物对人体的安全性等的问题。另一类是由抗菌纤维制成的抗菌纺织品，与后整理抗菌纺织品相比，抗菌纤维显示出更大的优势。由于铜能抑制细菌、病毒及真菌的生长，促进人体皮肤的新陈代谢，因此铜基抗菌纤维在具有良好抗菌性能的同时，对皮肤有很好的保健功能。临床试验证明铜基抗菌纤维在制备功能性抗菌纺织品、功能性医用敷料等领域有很高的应用价值。现在市场上的抗菌纤维的截面大都是圆形的，已经不能满足功能服装的需求。近几年来，异形纤维的用途日益广泛，异形纤维在衣着、装饰及产业用纺织品三大领域内有着广阔的市场前景，也是非织造布及仿皮涂层的理想原料。人们发现，异形纤维越来越多地显示出普通纤维无以伦比的优越性。例如，在运动服装领域，十字形纤维在吸湿速干、透气性、柔软性、回弹性等方面都比圆形纤维好得多。同时，现有技术在制备铜抗菌纤维时，通常需要对铜进行改性，制备工艺复杂。综上所述，虽然目前抗菌纤维应用在纺织领域已经较为广泛，但现有的抗菌纤维普遍存在抗菌性能不一、持久性差，制备抗菌纤维的生产成本高，纺丝时加工难度大，工艺复杂的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种十字异型铜抗菌纤维，本专利技术将纳米铜粉与聚酯复合制备截面为十字异型的抗菌纤维，制得的抗菌纤维既具有良好的抗菌效果、抗菌性能持久，又具有良好的吸湿速干性、柔软性、回弹性和平滑性；同时，本专利技术不需要对铜进行改性，直接将纳米铜粉与聚酯熔融混合，既减少化学改性剂的使用，缩短了工艺流程，降低了设备和工艺投资，降低了成本，又简单易行，适合大规模工业化生产。根据本专利技术的一个方面，提供一种十字异型铜抗菌纤维，包括纳米铜和聚酯，所述铜抗菌纤维的截面为十字异型。根据本专利技术的十字异型铜抗菌纤维，所述纳米铜与聚酯的质量比为(2-4):(93-100)。根据本专利技术的十字异型铜抗菌纤维，所述纳米铜的中值粒径D50≤0.3μm，最大粒径≤0.5μm。根据本专利技术的十字异型铜抗菌纤维，即保证了铜的抗菌性，又保证了原料的可纺织性；如果铜过多，则原料的可纺织性不好，不能纺丝，如果铜过少，则制得的纤维抗菌性不好。本专利技术中的抗菌纤维中，纳米铜无须改性，均匀的分布在聚酯中，得到的织物不仅抗菌性能良好，并且具有良好的吸湿速干性、柔软性、回弹性和平滑性。根据本专利技术的十字异型铜抗菌纤维，其通过包含以下步骤的方法制备：步骤1：将纳米铜、添加剂和聚酯混合，制得功能性母粒；步骤2：将所述功能性母粒与聚酯混合后进行纺丝处理，制得所述十字异型铜抗菌纤维。根据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维，所述步骤1包括：将纳米铜、添加剂和聚酯在130-165℃的温度下搅拌混合；然后造粒，得到功能性母粒。据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维的制备，步骤1中所述纳米铜占所述功能性母粒总质量的百分比为25-45％，优选为30-40％，如32-38％，又如35％。根据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维，在步骤1，所述纳米铜的中值粒径D50≤0.3μm，最大粒径≤0.5μm。本专利技术选择特定粒径的纳米铜粉体作为原料，无须对纳米铜粉体进行改性，通过与添加剂的直接混合，得到母粒；将母粒与聚酯混合后，熔融纺丝，得到的十字异型铜抗菌纤维中，纳米铜粉分散良好；并且在后续的印染及处理环节中，遇酸碱不会析出，可以保证铜抗菌纤维的稳定性和抗菌持久性。根据本专利技术，纳米铜粉体在聚酯中的分散性好，与聚酯可以均匀混合，提高了材料的纺丝性。据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维的制备，步骤1中所述添加剂占所述功能性母粒总质量的百分比为2-8％，优选为4-6％，如4.5-5.5％，又如5％。其中，根据本专利技术，所述添加剂包括表面活性剂和硅烷偶联剂。特别是，所述表面活性剂没有特别限定，为本行业公知的表面活性剂。表面活性剂包裹在纳米铜粉的表面，可以增加纳米铜粉表面活性和流动性，使其均匀的分布在聚酯中。所述表面活性剂可以选择如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂等本行业公知的表面活性剂。具体地，所述表面活性剂包括硬脂酸、十二烷基磺酸钠类表面活性剂、季铵类表面活性剂、氨基酸类表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂、脂肪酸甘油酯类表面活性剂、脂肪酸山梨坦类表面活性剂、卵磷脂类表面活性剂和吐温系列表面活性剂中的至少一种。硅烷偶联剂可以保证纳米铜粉颗粒之间的分散性，防止其在混合时发生相互团聚。所述硅烷偶联剂可以选择如硅烷、钛酸酯等本行业公知的硅烷偶联剂。所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂A-150、硅烷偶联剂A-151、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂A-172、硅烷偶联剂A-1100、硅烷偶联剂A-187、硅烷偶联剂A-174、硅烷偶联剂A-1891、硅烷偶联剂A-189、硅烷偶联剂A-1120、硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-580、硅烷偶联剂KH-590、硅烷偶联剂KH-902、硅烷偶联剂KH-903、硅烷偶联剂KH-792、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、钛酸酯偶联剂101、钛酸酯偶联剂102和钛酸酯偶联剂105中的至少一种。由于纳米铜粉的颗粒较细，因此在混合时，若不处理，纳米铜粉之间容易发生团聚，从而不能均匀的分散在聚酯中。因此，本专利技术采用表面活性剂和硅烷偶联剂加入其中，来增加纳米铜粉的表面活性和流动性，保证纳米铜粉颗粒之间的分散性，防止其在混合时发生相互团聚，从而均匀的分布在聚酯中。根据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维，步骤1中所述聚酯占所述功能性母粒总质量的百分比为50-70％，优选54-66％，如57-63％，又如60％。本专利技术步骤1中的混合没有没有特别的限定，采用本行业公知的混合手段即可；优选为将纳米铜、添加剂和聚酯共混干燥，并经螺杆挤压熔融、挤出、冷却、拉条、切粒和干燥制成铜母粒。本专利技术步骤1中的搅拌没有特别的限定，能使各原料混合均匀，保证纳米铜粉均匀的分布在聚酯中即可；优选所述搅拌速度为100±10r/min，搅拌时间为1-2min。根据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维，所述步骤2包括：将步骤1的功能性母粒与聚酯在210-260℃的温度下搅拌混合，制得混合原料；将所述混合原料加入螺杆挤出机中，通过十字异型喷丝板纺丝，即制得截面为十字异型的铜抗菌纤维。根据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维，步骤2中所述功能性母粒占所述混合原料总质量的百分比为5-15％，优选为6-10％，如7-9％，再如8％。根据本专利技术提供的十字异型铜抗菌纤维，步骤2中所述聚酯占所述混合原料总质量的百分比为85-95％，优选为90-94％，如91-93％，又如92％。本专利技术步骤2中的混合没有没有特别的限定，采用聚酯切片和铜抗菌母粒，经干燥、熔融为纺丝熔体，经螺杆挤出机输送到纺丝箱体内进行纺丝制成铜抗菌聚酯纤维。本专利技术步骤2中的搅拌没有特别的限定，能使各原料混合均匀即可；优选所述搅拌速度为100±10r/min，搅拌时间为1-2min。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字异型铜抗菌纤维，包括纳米铜和聚酯，所述纳米铜的中值粒径D50≤0.3μm，最大粒径≤0.5μm。

【技术特征摘要】
1.一种十字异型铜抗菌纤维，包括纳米铜和聚酯，所述纳米铜的中值粒径D50≤0.3μm，最大粒径≤0.5μm。2.根据权利要求1所述的十字异型铜抗菌纤维，其特征在于，所述纳米铜与聚酯纤维的质量比为(2-4):(93-100)。3.根据权利要求1或2所述的十字异型铜抗菌纤维，其特征在于，其通过包含以下步骤的方法制备：步骤1：将纳米铜、添加剂和聚酯混合，制得功能性母粒；步骤2：将所述功能性母粒与聚酯混合后进行纺丝处理，制得所述十字异型铜抗菌纤维。4.根据权利要求3所述的十字异型铜抗菌纤维，其特征在于，在步骤1中，所述纳米铜占所述功能性母粒总质量的百分比为25-45％，优选为30-40％；和/或所述添加剂占所述功能性母粒总质量的百分比为2-8％，优选为4-6％；和/或所述聚酯占所述功能性母粒总质量的百分比为50-70％，优选为54-66％。5.根据权利要求3或4所述的十字异型铜抗菌纤维，其特征在于，所述步骤1包括：将纳米铜、添加剂和聚酯在130-165℃的温度下搅拌混合，然后造粒，得到功能性母粒。6.根据权利要求3-5任一项所述的铜抗菌纤维，其特征在于，在步骤1中，所述添加剂包括硅烷偶联剂和表面活性剂。7.根据权利要求6所述的十字异型铜抗菌纤维，其特征在于，所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的至少一种，优选包括硬脂酸、十二烷基磺酸钠类表面活性剂、季铵类表面活性剂、氨基酸类表面活性剂、甜菜碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：董波，
申请(专利权)人：董波，
类型：发明
国别省市：浙江,33