一种柔性导电抗菌纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)切片制备，选择聚酯原料，在双螺杆挤出机中进行熔融造粒，在造粒过程中加入发泡剂，得到纺丝原料切片；(2)纤维制备，之后使用步骤(1)得到的切片制备纺丝液，通过熔融纺丝得到初生纤维，经过牵伸，过水，得到表面及内部形成微型孔洞的合成纤维。(3)去油处理。(4)基材前处理；(5)真空溅射步骤，得到柔性导电抗菌纤维。所得到的柔性导电纤维可作为柔性电缆、医用防护纺织品、电磁屏蔽材料和日常抗菌材料。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性导电抗菌纤维及其制备方法
本专利技术涉及纺织材料领域，尤其是涉及一种柔性导电抗菌纤维及其制备方法。
技术介绍
细菌的生存能力极强，在生活中无处不在，而这一类生物对我们人体健康也会产生较大的影响，有的细菌容易引发我们人体的感染。皮肤是我们人体最大的能够抵御这些病毒和细菌的一个屏障，但是假如皮肤出现问题，我们则很容易受到细菌和病毒的侵扰。纺织品作为日程生活中人们接触较多的一类材料，其能有效的阻止病毒细菌以及污物对我们人体皮肤屏障的侵扰。但是较早的纺织材料并没有多少引入功能化，因此，其隔离病毒和细菌主要是通过物理隔绝，物理隔绝的方式存在一个弊端就是病毒和细菌虽然在第一时间难以接触上我们皮肤，但是这类纺织面料也难以事细菌或病毒失活，因此，此类纺织品很容易成为二次污染源而侵扰人类健康。之后人们发现无功能化的纺织面料存在二次污染的情况后，对纺织面料进行了抗菌功能性整理，包括通过后整理的方式向纤维负载抗菌剂使纤维具有抗菌性能，另外一种方式就是针对合成纤维的，在纺丝前段，将抗菌剂加入到纺丝原液中，之后经过纺丝得到的纤维中含有抗菌剂进而具备抗菌性。相对于两种赋予纤维的抗菌方法而言，后处理的方式相对而言操作简单，但是抗菌剂的固着牢度差，耐久性不能得到保证，而在纺丝过程中添加抗菌剂，虽然能够提高抗菌耐久性，但是主要针对合成纤维，以及对纺丝的要求会较高，操作会相对复杂。而对于金属溅射工艺，指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜。现有技术中已经有利用金属溅射工艺，将金属原子溅射到织物基材上，这种在织物或纤维表面溅射的金属薄膜可以有效的赋予织物正电荷的能力，进而赋予织物优异持久的抗菌性。另外，对于磁溅射后的基材，由于基层是以金属薄膜形式存在，其电阻率急剧下降，具有优良的导电性，也扩展了纤维的应用领域。现有技术中，如公开号为CN110106474A的专利技术专利公开了以芳纶纤维为基材，蒋经国除油处理：将芳纶纤维置于丙酮中超声波15min进行除油，除油后取出用蒸馏水清洗多次，直至无刺激性气味，置于70℃烘箱中干燥备用；和表面处理：将待处理纤维置于低温等离子体改性设备中，抽真空至6Pa，充入氧气至30Pa，处理功率30W，处理时间10min。之后通过磁控溅射镀银：采用99.99％高纯银靶材，将表面处理后的芳纶纤维置于样品架，样品架以10r/min的卷绕速度旋转，真空溅射室的真空度控制在4×10-3Pa，在磁控溅射镀银沉积过程中，通入高纯氩气作为轰击气体，氩气流量为20sccm，压力保持在3.3×10-1Pa，溅射电流2.4A，溅射电压580V，溅射时间8min，获得芳纶纤维导电织物。该方法主要是针对现有技术中没有大面积的针对芳纶类特殊基材进行的金属镀层，并且采用了低温等离子体对芳纶的表观进行修饰，使得附着的镀膜能够更加牢固的固着在纤维表面。从现有技术所公开的信息来看，现有技术中已经存在对合成纤维进行磁溅射附着金属膜的技术方案，但是对于由于溅射过程属于一个物理的附着过程，而对于合成纤维而言，其表面较为光滑，溅射过程存在一个难以附着的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种镀层均匀无杂质、附着力好，成本低且具有良好抗菌抑菌和导电性能优异的合成纤维及其制备方法。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：使用真空溅射的方法向纤维基材表面镀上金属薄膜。进一步的，对纤维基材进行合适的选择，所述的纤维基材为合成纤维，优选为涤纶、锦纶、芳纶、氨纶中的一种或多种。进一步的，所述的纤维基材经过去油处理。合成纤维在进行纺丝过程中，由于合成纤维的导电性和吸湿性较小，在高速的纺丝过程中由于纤维之间的摩擦容易产生静电，产生的静电对纺丝过程会带来一定的影响，因为，为了解决这个问题，我们在纺丝过程中会对纤维进行上油步骤，但是在进行真空溅射过程中，纤维表层存在的部分油脂存在溅射的金属薄膜与纤维之间，进而使得金属薄膜在纤维基材上的附着力，因此，我们在对基材进行真空溅射前会对基材进行前处理，使得纤维表面不存在杂质。进一步的，所述基材还经过前处理，所述的前处理主要是使纤维表面形状发生变化，使纤维表面变得粗糙。进一步的，所述的前处理包括化学前处理和物理前处理方法。具体的，化学前处理的方法包括使用浓碱液对纤维进行前处理，所述的碱液浓度为20-200g/L。具体的，物理前处理方法为等离子刻蚀。具体的，等离子体处理是在现有介质阻挡放电低温等离子体机上进行，工艺条件为：低温等离子体处理时间：0.5～5min，气体温度：200～350K。对于纤维的选择，合成纤维相对于天然纤维而言，其机械性能明显的优于天然纤维，而真空溅射金属镀层纤维的成本较高，使用领域也较为高端，因此，选择机械性能更加优异的合成纤维是普遍需求，另外，对于天然纤维，其结构不易控制，存在粗细不均一的问题，在进行真空溅射镀层是，得到的镀层不均一，最终得到的产品性能差异大，因此本专利技术所针对的基材为合成纤维。对于合成纤维，主要是高分子原料进行熔融纺丝获得，纺丝液会经过喷丝板，因此得到的纤维表面光滑，规格也统一，但是光滑的表面并不有利于真空溅射的金属镀层稳定的附着，因此，本专利技术提出了对纤维表面进行刻蚀的构思，主要是使用物理和/或化学的方法改变纤维的表面，使其表面粗糙，有利于镀层的附着，如，使用浓碱液可以使得纤维高分子发生水解，进而达到刻蚀的效果，而等离子体技术主要是使用离子的轰击，使得纤维表面结构变化。更进一步的，所述的所述的基材纤维为一种具有多孔结构的纤维。具体的，选择制备合成纤维的原料；然后，在双螺杆挤出机中进行熔融造粒，在造粒过程中加入发泡剂，得到纺丝原料切片；之后只用含有前步得到的切片制备纺丝液，通过熔融纺丝得到初生纤维，经过牵伸，过水，得到表面及内部形成微型孔洞的合成纤维。更进一步，发泡剂为发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)、发泡剂DPT(N，N-二亚硝基五次甲基四胺)、发泡剂ABIN(偶氮二异丁腈)、发泡剂OBSH(4，4-二磺酰肼二苯醚)、发泡剂NTA(N，N-二甲基-N，N-二亚对苯二甲酰胺)中的一种或多种组合。优选为发泡剂DPT。所述发泡剂的用量为0.05-0.2％(wt)。本专利技术的另外一个构思是在纺丝原液中，加入发泡剂，利用发泡剂的性能，使制备得到的纤维表面具有微孔结构，而这种微孔结构为溅射金属的原子提供更多的锚点，进而得到的溅射金属薄膜与基材之间有更好的牢度，同时能够显著的提高基材的导电性能。对于多孔纤维，相对于传统的纤维而言，其具有更多的微孔结构，在真空溅射时候，金属原子能够进入到纤维内部，而不仅仅是停留在纤维的表面，进一步的使得纤维具有更优异的导电性能。进一步的，对纤维基材进行真空溅射步骤。真空溅射金属银的步骤时，激发气体：氩气；溅射镀银时间：5min；工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤，使用真空溅射的方法向纤维基材表面镀上金属薄膜；所述的纤维基材为合成纤维，优选为涤纶、锦纶、芳纶、氨纶中的一种或多种；所述的纤维基材经过去油处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤，使用真空溅射的方法向纤维基材表面镀上金属薄膜；所述的纤维基材为合成纤维，优选为涤纶、锦纶、芳纶、氨纶中的一种或多种；所述的纤维基材经过去油处理。


2.如权利要求1所述的一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于：所述基材还经过前处理，所述的前处理包括化学前处理和物理前处理方法。


3.如权利要求2所述的一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于：化学前处理的方法包括使用浓碱液对纤维进行前处理，所述的碱液浓度为20-200g/L；物理前处理方法为等离子刻蚀；等离子体处理是在现有介质阻挡放电低温等离子体机上进行，工艺条件为：低温等离子体处理时间：0.5～5min，气体温度：200～350K。


4.如权利要求1所述的一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于：所述的所述的基材纤维为一种具有多孔结构的纤维。


5.如权利要求4所述的一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于：多孔结构的纤维的制备方法包括以下步骤，选择制备合成纤维的原料；然后，在双螺杆挤出机中进行熔融造粒，在造粒过程中加入发泡剂，得到纺丝原料切片；之后只用含有前步得到的切片制备纺丝液，通过熔融纺丝得到初生纤维，经过牵伸，过水，得到表面及内部形成微型孔洞的合成纤维。


6.如权利要求5所述的一种柔性导电抗菌纤维的制备方法，其特征在于：发泡剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春梅，
申请(专利权)人：烟台康康纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37