一种等离子改性接枝抗菌纤维及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于纺织工业技术领域，具体涉及一种等离子改性接枝抗菌纤维及其制备方法、应用；其中，等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：S1、对单股纤维分别进行等离子处理和抗菌处理；S2、将经过步骤S1处理后的单股纤维卷绕成型。本发明专利技术与传统母料共混抗菌剂或电镀抗菌剂或后整理浸泡抗菌剂等抗菌工艺相比较，本发明专利技术的工艺能耗更小，效率更高，工艺简单；更重要的是，抗菌剂与纤维结合更加牢固，能够极大地提高抗菌纤维及纺织品的抗菌效果。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子改性接枝抗菌纤维及其制备方法、应用
本专利技术属于纺织工业
，具体涉及一种等离子改性接枝抗菌纤维及其制备方法、应用。
技术介绍
抗菌纤维能够对抗金黄色葡萄菌、大肠杆菌、白色念球菌等，在袜子、内衣、医用、军用、污水处理等有广泛的应用领域。目前市场上的抗菌纤维的生产工艺主要包括：一、通过母料共混抗菌剂的方式将抗菌剂植入纤维内部，但共混植入的抗菌剂大多无规律且随机性分布在纤维中和表面。而抗菌剂要在纤维表面才能发挥抗菌效果，为了提高抗菌性能只能增加抗菌剂的加入量。如此，相对纤维而言，增加了杂质，必然损害纤维本身的力学性能；例如：常规75D/36F涤纶DTY的拉伸断裂强力大于3.9cN/dtex，加入有应用价值的抗菌剂剂量后，拉伸断裂强力下降至3.0cN/dtex，远低于常规涤纶力学指标，极大影响纺织品的耐用性能。二、通过电镀抗菌剂的方式在纤维表面镀上一层银。虽然抗菌效果好，且也解决了纤维力学问题，但是过量的银随之而来的氧化发黑变色问题和成本问题，镀银的纤维表面含有一层单质银，俗称银纤维；当银纤维暴露在空气中不到一个月的时间就容易开始氧化发黑；在成本方面，以75D/36F涤纶DTY举例，常规12元/KG左右，共混加入抗菌剂的在30元/KG左右，而镀银的在1000元/KG左右，很难在抗菌纺织品领域得到广泛应用。三、通过后整理浸泡抗菌剂的方式在纤维表面交联一层抗菌剂。抗菌效果好、成本低，但是耐用性、时效性、环保性都无法满足要求。这是因为抗菌剂通过交联剂的方式与纤维结合，与纤维材料并非一个整体，在使用过程中容易摩擦脱落和洗涤脱落，据研究表明，洗涤50次后抗菌性能下降50％以上，所以要加入高剂量才能达到应用效果，但是未被吸附的抗菌剂又会带来环境污染问题。随着环保责任的加强，有污染的方式必然受到摒弃。公开号为CN109680495A的专利文献公开的一种纳米颗粒抗菌纺织品的制备方法及抗菌纺织品，虽然也使用了等离子处理，但其要点在于：(1)其是纺织品即纤维制品，而本专利技术针对的是单股纤维，完全不同的应用领域；(2)其在已经成品纤维制品的基础上进行改性接枝需要额外增加大量工序过程(等离子活化-通氮气-密封-加热-清洗-加抗菌剂浸泡-再加热)，而本专利技术是在纤维生产成型过程中直接改性一步成型(不需要额外增加工序或时间)；(3)其需要在密闭容器中低温等离子长时间活化(20分钟)，且一个批次、一个批次的处理，不可连续，处理完后再进入下一个过程氧化锌(抗菌剂)浸泡，由于等离子体及其活性的衰退期很短几分钟后就失效，所以其需要中间介质(环氧基团)，整个过程如同上述第三种方式后整理浸泡抗菌剂，而本专利技术是低温等离子体对纤维瞬间连续处理，利于低温等离子体的高能粒子轰击使纤维直接与抗菌剂接枝。因此，本专利技术提供了新的方法，通过等离子改性使得抗菌剂直接与纤维结合在一起。通过低温等离子体的高能粒子轰击形成物理、化学反应活化官能团(自由基)，从而在纤维表面接枝抗菌剂，让抗菌剂和纤维的分子链是通过化学键的方式结合形成一个整体，从而解决了纤维不降低基本力学性能，解决了成本问题，也解决了耐洗耐用性及环保问题。
技术实现思路
基于现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种等离子改性接枝抗菌纤维及其制备方法、应用。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：S1、对单股纤维分别进行等离子处理和抗菌处理；S2、将经过步骤S1处理后的单股纤维卷绕成型。作为优选方案，所述步骤S1具体包括：对单股纤维先进行等离子处理，再进行抗菌处理，然后高温反应及烘干；或者，对单股纤维先进行抗菌处理，再进行等离子处理，然后高温反应及烘干。其中，等离子处理，一方面，使纤维表面粗糙形成大量凹槽，有利于吸附液体抗菌剂；另一方面，使纤维表面分子链引入活性基团(如-OH、-COOH、-C＝O等)，再将液体抗菌剂覆于纤维之上，然后高温反应及烘干，采用的是气相-液相接枝处理过程。也可以先将液体抗菌剂覆于纤维之上，再通过等离子处理，一方面是使液体抗菌剂和纤维表面分子链同时引入活性基团，另一方面是等离子体的高能粒子成为催化中心直接引发抗菌剂与纤维分子链的反应，然后高温反应及烘干，采用的是直接液相接枝处理过程。作为优选方案，所述等离子处理的工艺参数包括：等离子为低温等离子，功率为1～100w，压力为大气常压，使用气体为空气，气体流量和处理时间根据纤维通过的速度确定，单股纤维通过的速度为50～6000m/min。作为优选方案，所述等离子处理使用了单个或多个矩形的低温等离子放电电极，等离子处理区域的有效长度为0.5～10cm，可以对经过的纤维进行瞬时处理。作为优选方案，所述抗菌处理包括：将液体抗菌剂覆于单股纤维之上。作为优选方案，所述液体抗菌剂在纤维喷丝冷却过程中或纤维牵伸变形前或纤维牵伸变形后覆于单股纤维之上。作为优选方案，所述液体抗菌剂通过雾化喷涂或油嘴浇注或油轮滚涂覆于单股纤维之上。作为优选方案，所述液体抗菌剂选自含银化合物、含铜化合物、含锌化合物中的一种或多种组合溶液；所述单股纤维选自聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、ES纤维、再生纤维素纤维或复合纤维。作为优选方案，所述液体抗菌剂中银离子、铜离子和锌离子占抗菌纤维的干重比例为：银元素0～200ppm，铜元素0～1000ppm，锌元素0～5000ppm。作为优选方案，所述高温反应及烘干的温度为80～300℃。本专利技术还提供一种等离子改性接枝抗菌纤维，由如上任一方案所述的制备方法制得。本专利技术还提供一种纺织品，由如上方案所述的等离子改性接枝抗菌纤维织造而成。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：(1)本专利技术与传统母料共混抗菌剂或电镀抗菌剂或后整理浸泡抗菌剂等抗菌工艺相比较，本专利技术的工艺能耗更小，效率更高，工艺简单；更重要的是，抗菌剂与纤维结合更加牢固，能够极大地提高单股纤维、抗菌纤维及纺织品的抗菌效果。(2)本专利技术的工艺绿色环保无污染，流程简单，降低生产成本和人工成本，产品具有良好的抗菌效果，以及良好的经济效益。(3)本专利技术的等离子改性接枝抗菌纤维具有高强度、高耐洗和强抗菌的效果，能满足日本抗菌标准JISL1902、美国抗菌标准AATCC-100和国内FZ/T73023、QB/T2881等各种纺织品抗菌标准，以及GBT31713-2015《抗菌纺织品安全性卫生要求》等各国安全标准；而且在制备工艺流程简单，能耗小，成本低，具有国际先进性。附图说明图1是本专利技术等离子改性接枝抗菌纤维制备生产线的示意图一；图中：纤维1、等离子处理装置2、抗菌剂加入装置3、高温装置4。图2是本专利技术等离子改性接枝抗菌纤维制备生产线的示意图二；图中：纤维1、抗菌剂加入装置3、等离子处理装置2、高温装置4。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、对单股纤维分别进行等离子处理和抗菌处理；/nS2、将经过步骤S1处理后的单股纤维卷绕成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对单股纤维分别进行等离子处理和抗菌处理；
S2、将经过步骤S1处理后的单股纤维卷绕成型。


2.根据权利要求1所述的一种等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：对单股纤维先进行等离子处理，再进行抗菌处理，然后高温反应及烘干；或者，对单股纤维先进行抗菌处理，再进行等离子处理，然后高温反应及烘干。


3.根据权利要求2所述的一种等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，其特征在于，所述等离子处理的工艺参数包括：等离子为低温等离子，功率为1～100W，压力为大气常压，使用气体为空气，气体流量和处理时间根据纤维通过的速度确定，单股纤维通过的速度为50～6000m/min。


4.根据权利要求2所述的一种等离子改性接枝抗菌纤维的制备方法，其特征在于，所述抗菌处理包括：将液体抗菌剂覆于单股纤维之上。


5.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣飞，
申请(专利权)人：浙江康洁丝新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33