一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法技术

一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法，将纤维级聚乳酸PLLA粉体和负离子粉体按59～70wt％：30～41wt％混合，经挤压熔融等制得负离子聚乳酸母粒；将PLLA切片和负离子聚乳酸母粒按90～96wt％：4～10wt％混合，经挤压熔融纺丝、环吹冷却、卷绕、成型落桶制得原丝；再将原丝经集成、后纺集束、一级油浴牵伸、二级牵伸、紧张热定型、叠丝上油、预热箱中预热、卷曲、切断、成包制得负离子聚乳酸纤维。该纤维综合了聚乳酸纤维在一定条件下可完全生物降解以及电气石可释放负离子的优点，是一种可释放负离子的环境友好型纤维，由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境等具有积极作用，用该纤维可制备绿色环保功能纺织品。

A negative ion polylactic acid fiber and its preparation method

A kind of negative ion polylactic acid fiber and its preparation method are introduced. The fiber grade PLLA powder and negative ion powder are mixed in 59-70wt%:30-41wt% and extruded and melted to produce negative ion PLLA masterbatch. The PLLA chip and negative ion PLLA masterbatch are mixed in 90-96wt%:4-10wt% and the raw silk is prepared by extrusion melt spinning, ring blowing cooling, winding and shaping drum. Anionic polylactic acid fibers were prepared by integration, post-spinning clustering, first-level oil bath drafting, second-level drafting, tension heat setting, filament overlapping oil, preheating, crimping, cutting and package. The fiber combines the advantages of polylactic acid fiber which can be completely biodegraded under certain conditions and tourmaline which can release negative ions. It is an environmentally friendly fiber which can release negative ions. The negative ions released by the fiber have a positive effect on improving air quality and environment. Green environmental protection functional textiles can be prepared with the fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法
本专利技术属于聚乳酸纤维制备
，具体涉及一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法。
技术介绍
传统的合成纤维大多以不可再生的石油为资源加工而成，由于原料来源的不可持续性及合成纤维固废物很难降解会对环境造成严重污染，因此，开发对环境友好的可降解、原料可再生的合成材料已经成为各国的共识。聚乳酸纤维是一种原料来源可再生、生产过程低碳节能、废弃物在一定条件下可完全生物降解和具有优良生物相容性的合成高分子材料，但由于聚乳酸切片的价格目前远高于普通聚酯，结合聚乳酸纤维的特性开发功能性聚乳酸纤维以提高产品使用的附加值是聚乳酸纤维的发展趋势之一。目前市场上尚无负离子聚乳酸纤维产品，负离子聚乳酸纤维是通过选择合适的电气石粉体材料作为功能性材料，将其与聚乳酸载体共混制成聚乳酸基负离子母粒，再将该母粒与聚乳酸切片共混熔融纺丝制成负离子聚乳酸纤维，将该纤维制成水刺无纺布，可用于制作负离子湿巾等一次性用品，也可制作功能性聚乳酸纺织品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种负离子聚乳酸纤维及其制备方法，为后道开发具有负离子功能的聚乳酸纺织品提供具有负离子功能的聚乳酸纤维。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种负离子聚乳酸纤维的制备方法，其包括如下步骤：步骤S1：负离子聚乳酸母粒的制备1)高速混合机在800～1000rpm高速搅拌下，将硬脂酸钙粉体加入到负离子粉体中充分混合，硬脂酸钙粉体添加量为负离子粉体重量的0.05％～0.06％；然后将混合物升温至65～75℃(优选70℃)干燥1～3小时(优选2h)，再升温至110～130℃(优选120℃)干燥1～3小时(优选2h)，随后将处理过的负离子粉体放入袋内并封口备用；2)将纤维级聚乳酸PLLA切片研磨成90～110目(优选100目)粉体，然后升温至55～65℃(优选60℃)干燥0.5～2h(优选1h)，70～75℃(优选70℃)干燥2～4h(优选3h)，110～130℃(优选120℃)干燥1～3h(优选2h)，随后将处理过的PLLA粉体放入袋内并封口；3)将纤维级聚乳酸PLLA粉体和负离子粉体按重量百分比59～70wt％：30～41wt％混合，经螺杆挤出机挤压熔融、牵条过水槽冷却、切粒、过筛混合、干燥制得负离子聚乳酸母粒，并待母粒冷却后装袋。步骤S2：负离子聚乳酸纤维的制备1)原料的干燥将纤维级聚乳酸PLLA切片干燥至含水率不超过120ppm；将步骤S1制备的负离子聚乳酸母粒干燥至含水率不超过120ppm；2)将干燥后的纤维级聚乳酸PLLA切片和干燥后的负离子聚乳酸母粒按重量百分比90～96wt％：4～10wt％混合，经螺杆挤出机挤压熔融、纺丝、环吹冷却、卷绕、成型落桶制得原丝；再将原丝经集成、后纺集束、一级油浴牵伸、二级牵伸、紧张热定型、叠丝上油、预热箱中预热、卷曲、切断、成包制得负离子聚乳酸纤维。进一步，本专利技术选择粉体粒径D50＝0.500～0.600μm、D97＝1.500μm，负离子释放浓度静态平均值不低于4000ions/cm3，有效含量为97～98％的米白色电气石粉体作为负离子粉体。优选的，步骤S1的1)启动高速混合机先低速运转再切换至高速运转，将负离子粉体加入高速混合机，再加入硬脂酸钙粉体混合均匀，将高速混合机升温至70℃干燥2小时，120℃干燥2小时，随后将处理过的负离子粉体放入袋内并封口备用。优选的，步骤S1的2)将纤维级聚乳酸PLLA切片研磨成100目粉体，将该粉体倒入混合机，将混合机温度升至60℃运转1h，70℃运转3h，120℃运转2h，随后将处理过的PLLA粉体放入袋内并封口。优选的，步骤S1的3)分别将预处理过的负离子粉体和纤维级聚乳酸PLLA粉体倒入单独的料仓，经失重式计量器计量，将纤维级聚乳酸PLLA粉体和负离子粉体按59～70wt％：30～41wt％(优选65wt％：35wt％)落入带搅拌机的喂料仓混合，经螺杆挤出机挤压熔融、牵条过水槽冷却、切粒、过筛混合、干燥制得负离子聚乳酸母粒，并待母粒冷却后装袋。优选的，步骤S2的1)中：将真空转鼓机干燥机彻底清洁并冷却至60℃后，投入纤维级聚乳酸PLLA切片，投料完毕，加入硬脂酸钙粉体后合上盖子抽真空运转，先60℃运转1小时，再70℃运转3h，随后升温至130℃运转7h，控制切片含水率不超过120ppm。更优选的，硬脂酸钙粉体与纤维级聚乳酸PLLA切片重量比为25～85g：1000kg。优选的，步骤S2的1)中：将真空转鼓机彻底清洁后投负离子聚乳酸母粒，随后合上盖子抽真空，直接升温至130℃运转10h，控制母粒含水率不超过120ppm。优选的，步骤S2的2)中，所述纺丝纺前温度为220～245℃，纺丝箱体温度235～240℃，纺丝中纺速1000～1100m/min，原丝线密度3.80～4.38dtex。优选的，步骤S2的2)中，所述一级油浴牵伸中油槽温度60～64℃，二级牵伸温度0～100℃，牵伸总倍数3.36～3.44，一级牵伸、二级牵伸共需3道牵伸机，第三道牵伸机高速不超过120m/mim；紧张热定型温度130～140℃，预热箱温度0～80℃。本专利技术还提供一种负离子聚乳酸纤维，其由上述任一种制备方法制得。本专利技术在母粒制备中控制纤维级聚乳酸粉体和负离子粉体的质量百分比59～70wt％：30～41wt％：聚乳酸属于高分子有机物难以与无机物如负离子粉体很好地相容：聚乳酸太多、负离子粉体少，则没有负离子功能；负离子粉体多、聚乳酸少，则纤维易断或不能形成，因此二者的比例控制非常关键。本专利技术在母粒制备中限定纤维级聚乳酸粉体和负离子粉体的质量百分比59～70wt％：30～41wt％，能较好解决相容性问题而使得纤维具有负离子相关功能，获得了可工业化应用的负离子聚乳酸纤维。经检测，本专利技术制备的负离子聚乳酸纤维性能指标如下：纤维线密度1.3～1.6dtex、断裂强度：3.5～4.5cn/dtex、断裂伸长率42～48％、卷曲数9～10个/25mm、卷曲率9～10％、纤维比电阻3.5～5×106Ω.cm，将纤维制成纯织物，在温度20℃、湿度67.2％时，按SN/T2558.2-2011标准，用IMH01空气负离子检测仪检测纯负离子聚乳酸织物的负离子含量≥3300个/cm3。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的负离子聚乳酸纤维综合了聚乳酸纤维在一定条件下可完全生物降解以及电气石可释放负离子的优点，是一种可释放负离子的环境友好型纤维，由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境等具有积极作用，用该纤维可制备绿色环保功能纺织品。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例11.33dtex×38mm负离子聚乳酸纤维的制备S1：负离子聚乳酸母粒的制备1)选择粉体粒径D50＝0.510μm、D97＝1.500μm，负离子释放浓度静态平均值4220ions/cm3，有效含量为97％的米白色电气石粉体作为负离子粉体。2)启动高速混合机先低速运转再切换至高速运转，转速为900rpm，将负离子粉体加入高速混合机，再加入负离子粉体重量0.05％的硬脂酸钙粉体混合，将高速混合机升温至70℃干燥2小时，120℃干燥2小时，随后将处理过的负离子粉体放入袋内并封口备用。3)将纤维级PLLA切片研磨成100目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负离子聚乳酸纤维的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：负离子聚乳酸母粒的制备1)在800～1000rpm高速搅拌下，将硬脂酸钙粉体加入到负离子粉体中充分混合，硬脂酸钙粉体添加量为负离子粉体重量的0.05～0.06％；然后将混合物升温至65～75℃干燥1‑3h，再升温至110～130℃干燥1～3h，随后将处理过的负离子粉体放入袋内并封口备用；2)将纤维级聚乳酸PLLA切片研磨成90～110目粉体，然后升温至55～65℃干燥0.5～2h，再升温至70～75℃干燥2～4h，继续升温至110～130℃干燥1～3h，随后将处理过的聚乳酸PLLA粉体放入袋内并封口备用；3)将处理过的聚乳酸PLLA粉体和负离子粉体按重量百分比59～70wt％：30～41wt％混合，经螺杆挤出机挤压熔融、牵条过水槽冷却、切粒、过筛混合、干燥制得负离子聚乳酸PLLA母粒，并待母粒冷却后装袋。步骤S2：负离子聚乳酸纤维的制备1)原料的干燥将纤维级聚乳酸PLLA切片干燥至含水率不超过120ppm；将步骤S1制备的负离子聚乳酸PLLA母粒干燥至含水率不超过120ppm；2)将干燥后的纤维级聚乳酸PLLA切片和干燥后的负离子聚乳酸PLLA母粒按重量百分比90～96wt％：4～10wt％混合，经螺杆挤出机挤压熔融纺丝、环吹冷却、卷绕、成型落桶制得原丝；再将原丝经集成、后纺集束、一级油浴牵伸、二级牵伸、紧张热定型、叠丝上油、预热箱、卷曲、切断、成包制得负离子聚乳酸纤维。...

【技术特征摘要】
1.一种负离子聚乳酸纤维的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：负离子聚乳酸母粒的制备1)在800～1000rpm高速搅拌下，将硬脂酸钙粉体加入到负离子粉体中充分混合，硬脂酸钙粉体添加量为负离子粉体重量的0.05～0.06％；然后将混合物升温至65～75℃干燥1-3h，再升温至110～130℃干燥1～3h，随后将处理过的负离子粉体放入袋内并封口备用；2)将纤维级聚乳酸PLLA切片研磨成90～110目粉体，然后升温至55～65℃干燥0.5～2h，再升温至70～75℃干燥2～4h，继续升温至110～130℃干燥1～3h，随后将处理过的聚乳酸PLLA粉体放入袋内并封口备用；3)将处理过的聚乳酸PLLA粉体和负离子粉体按重量百分比59～70wt％：30～41wt％混合，经螺杆挤出机挤压熔融、牵条过水槽冷却、切粒、过筛混合、干燥制得负离子聚乳酸PLLA母粒，并待母粒冷却后装袋。步骤S2：负离子聚乳酸纤维的制备1)原料的干燥将纤维级聚乳酸PLLA切片干燥至含水率不超过120ppm；将步骤S1制备的负离子聚乳酸PLLA母粒干燥至含水率不超过120ppm；2)将干燥后的纤维级聚乳酸PLLA切片和干燥后的负离子聚乳酸PLLA母粒按重量百分比90～96wt％：4～10wt％混合，经螺杆挤出机挤压熔融纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王缘，冯忠耀，顾惠琴，杨卫忠，陆育明，李东华，陈辉华，赵学东，王佳欢，沈飞，杨成，
申请(专利权)人：上海德福伦化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31