阅读说明：本技术 一种皮芯结构抗菌锦纶的制备方法 (Preparation method of skin-core structure antibacterial chinlon ) 是由 石学兵 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于化纤加工技术领域,具体涉及一种皮芯结构抗菌锦纶的制备方法,包括以下步骤：(1)对银粉进行包覆处理,所使用的银粉粒径为3-20μm,得到表面包覆SiO2的银粉；(2)抗菌锦纶母粒的制备：将经过包覆处理的银粉与锦纶切片熔融,通过切粒机切成掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶母粒；(3)使用两台螺杆挤压机分别给皮芯喷丝板组件供料,芯层成分为锦纶,皮层成分为掺杂经表面包覆处理银粉的抗菌锦纶母粒,经纺丝及后处理工序,完成皮芯结构抗菌锦纶的制备。通过对使用的银粉进行了包覆处理,减少了银粉的团聚,使生产出锦纶纤维抗菌效果更好,且纤维中的银粉不易脱落,皮芯结构的纤维在保证抗菌效果的前提下,降低了材料成本。(The invention belongs to the technical field of chemical fiber processing, and particularly relates to a preparation method of antibacterial nylon with a skin-core structure, which comprises the following steps: (1) coating the silver powder, wherein the particle size of the used silver powder is 3-20 mu m, so as to obtain the silver powder with the surface coated with SiO 2; (2) preparing the antibacterial nylon master batch: fusing the coated silver powder and nylon chips, and cutting into antibacterial nylon master batches doped with the coated silver powder by a granulator; (3) and respectively feeding the sheath-core spinneret plate assembly by using two screw extruders, wherein the core layer comprises nylon, the skin layer comprises antibacterial nylon master batch doped with silver powder subjected to surface coating treatment, and the preparation of the sheath-core antibacterial nylon is finished through spinning and post-treatment processes. Through carrying out cladding processing to the silver powder that uses, having reduced the reunion of silver powder, make the antibiotic effect of polyamide fibre of producing better, and the silver powder in the fibre is difficult for droing, and the fibre of skin-core structure has reduced material cost under the prerequisite of guaranteeing antibiotic effect.)

一种皮芯结构抗菌锦纶的制备方法

技术领域：

本发明属于化纤加工技术领域，具体涉及一种皮芯结构抗菌锦纶的制备方法，利用银离子杀菌的特性，制备具有抗菌功能的锦纶纤维。

背景技术：

锦纶学名聚酰氨纤维，俗称尼龙，具有强度高，耐磨性能优异，回弹性好的优点。锦纶有热定型特性，能保持住加热时形成的弯曲变形。锦纶面料以其优异的耐磨性著称，并且质地轻薄，所以它是运动衣、游泳衣、健美服、羽绒服、登山服衣料的最佳选择。随着人们物质生活水平的提高，以及对健康纺织品的逐渐了解，人们对一些功能性的服装的需求越来越大，生态环保并且又具有抗菌功能的纳米银纺织品市场前景非常看好。皮芯结构抗菌锦纶由于其独特的截面结构，皮层可以起到很好的抗菌效果，芯层为锦纶，既保证了锦纶的强度高的特点，又节约了经表面包覆处理的银粉的用量，因此具有较好的市场应用前景。

现有技术中，申请号为201310280988.7的发明专利，公开了一种皮芯型锦纶抗菌纤维，它具有皮芯结构，其中皮层成份由锦纶抗菌母粒和聚酰胺6切片混合而成，其重量百分比为：抗菌母粒：4-15％，聚酰胺6：85％-96％，芯层为聚酰胺6切片；皮层和芯层的重量百分比为：皮层20-40％，芯层60-80％。本发明提高了纤维表面局部纳米银的含量，达到持久、高效、广谱的抗菌效果，纤维经过100次洗涤后，抗菌率≥99％，大大降低锦纶抗菌母粒的使用量，节约了成本，提高了抗菌效果。申请号为201811188000.3的发明专利，公开了一种抗菌锦纶纤维的生产方法，包括如下步骤：1)将抗菌母粒与锦纶6切片进行干燥；2)利用母粒输出注射泵添加抗菌母粒，与锦纶6切片按照一定的比例混合熔融；3)纺丝：将熔融的熔体从喷丝孔压出，凝固成丝；4)将制成的纤维进行牵伸和加弹。所述的步骤1)中，抗菌母粒为载银纳米氧化锌或喹啉系抗菌剂；所述的步骤2)中，母粒与锦纶6切片的重量比为1：5-10；所述的步骤3)中，纺丝温度为260-270摄氏度。上述现有技术中均使用纳米银作为抗菌剂，但纳米银容易在纤维表面析出，能够通过呼吸道及皮肤进入人体，人体排出纳米粒子比宏观粒子具有更大的难度，会对人体造成一定的伤害。同时，由于银粒子的粒径较小，及易在加工和存储过程中产生团聚现象，从而造成成品的抗菌效果低于预期。

发明内容

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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对现有技术中掺杂纳米银的皮芯结构纤维纳米银易脱落，危害健康及环境，抗菌性能不持久，以及银粒子易团聚造成抗菌效果下降的缺点，在能够批量生产制造前提下，设计寻求一种皮芯结构抗菌锦纶的制备方法，包括锦纶低弹长丝及锦纶短纤，使锦纶纤维具有抗菌性能以及抗菌持久性。

为了实现上述发明目的，本发明涉及的皮芯结构抗菌锦纶的制备方法，包括以下步骤：

(1)银粉的处理：使用三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐与银粉进行混和搅拌,消除银粉之间静电力，三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐与银粉的重量比为(0.3-2):100，银粉粒径为3-20μm；将正硅酸乙酯与去离子水、乙醇进行混合，加盐酸溶液调节pH为2-6，在温度为15-40℃下，反应10-60min，制得透明状的硅溶胶；将混和处理后的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，然后用去离子水清洗；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，即得到表面包覆SiO₂的银粉；

(2)抗菌锦纶母粒的制备：利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与干燥过后的锦纶切片混合熔融，通过控制螺杆挤压机将混合熔融的溶体经过喷孔挤出，经水浴冷却后，通过切粒机切成一定规格的掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶母粒；然后用真空转鼓干燥机对抗菌锦纶母粒进行干燥，烘干温度设定为120-200℃，使锦纶切片的含水量为10-35ppm；

(3)使用两台螺杆挤压机分别给皮芯喷丝板组件供料，芯层成分为锦纶，皮层成分为掺杂经表面包覆处理银粉的抗菌锦纶母粒，纺丝机使用具有两组同轴导丝孔的皮芯型复合喷丝板，经纺丝及后处理工序，完成皮芯结构抗菌锦纶的制备。

本发明涉及的步骤(1)中正硅酸乙酯、去离子水、乙醇的重量比为1:(1-3.5):(4-8)。

本发明涉及的步骤(2)中，经过包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为(0.03-15):100。

本发明涉及的步骤(3)中，芯层与皮层的用料比的重量百分比为：芯层50％-95％，皮层5％-50％。

本发明涉及的步骤(3)中，所述纺丝及后处理工序为：纺丝→侧吹风冷却→集束上油→拉伸→加弹→卷绕成型→包装入库，制得的皮芯结构抗菌锦纶为低弹长丝。

本发明涉及的步骤(3)中，所述纺丝及后处理工序为：纺丝→侧吹风冷却→集束上油→拉伸→加弹→切断→包装入库，制得的皮芯结构抗菌锦纶为短纤。

本发明涉及的步骤(3)中，纺丝温度为260-320℃，侧吹风风速为0.3-5m/s，牵伸温度为140-190℃，牵伸倍数1.5-7倍，D/Y比为1.5-2.5，牵伸比为0.5-1.5，加弹速度为350-800m/min。

本发明与现有技术相比，其制备皮芯结构抗菌锦纶的工艺方法简便高效，通过对使用的银粉进行了包覆处理，减少了银粉的团聚，使生产出纤维抗菌效果更好，且银粉不易脱落，利用较低的成本得到优异的抗菌性能及抗菌持久性，其原理可靠，生产过程自动化程度高，产品质量好，能够推广使用。

具体实施方式

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下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的皮芯结构抗菌锦纶的制备方法，包括以下步骤：

(1)银粉的处理：使用三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐与银粉进行混和搅拌,消除银粉之间静电力，三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐与银粉的重量比为2:100，银粉粒径为3-20μm；将正硅酸乙酯与去离子水、乙醇按照重量比1:3.5:7进行混合，加盐酸溶液调节pH为6，在温度为30℃下，反应20min，制得透明状的硅溶胶；将混和处理后的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，然后用去离子水清洗；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，即得到表面包覆SiO₂的银粉；

(2)抗菌锦纶母粒的制备：利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与干燥过后的锦纶切片混合熔融，经过包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为13:100，通过控制螺杆挤压机将混合熔融的溶体经过喷孔挤出，经水浴冷却后，通过切粒机切成一定规格的掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶母粒；然后用真空转鼓干燥机对抗菌锦纶母粒进行干燥，烘干温度设定为200℃，使锦纶切片的含水量为10-35ppm；

(3)使用两台螺杆挤压机分别给皮芯喷丝板组件供料，芯层成分为锦纶，皮层成分为掺杂经表面包覆处理银粉的抗菌锦纶母粒，芯层与皮层的用料比的重量百分比为：芯层90％，皮层10％。纺丝机使用具有两组同轴导丝孔的皮芯型复合喷丝板，经过纺丝→侧吹风冷却→集束上油→拉伸→加弹→卷绕成型→包装入库的步骤，制得皮芯结构抗菌锦纶低弹长丝。其中纺丝温度为310℃，侧吹风风速为5m/s，牵伸温度为190℃，牵伸倍数6倍，D/Y比为2.5，牵伸比为1.5，加弹速度为800m/min。

实施例2：

本实施例涉及的皮芯结构抗菌锦纶的制备方法，包括以下步骤：

(1)银粉的处理：使用三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐与银粉进行混和搅拌,消除银粉之间静电力，三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐与银粉的重量比为0.5:100，银粉粒径为3-20μm；将正硅酸乙酯与去离子水、乙醇按照重量比1:1:6进行混合，加盐酸溶液调节pH为2，在温度为15℃下，反应50min，制得透明状的硅溶胶；将混和处理后的银粉加入到硅溶胶里进行搅拌，待形成均匀的悬浊液时加入质量分数为28％的浓氨水，直至搅拌形成凝胶状态，然后用去离子水清洗；最后把得到的凝胶放进真空干燥箱内进行烘干处理，即得到表面包覆SiO₂的银粉；

(2)抗菌锦纶母粒的制备：利用输出注射泵添加经过包覆处理的银粉，与干燥过后的锦纶切片混合熔融，经过包覆处理的银粉与锦纶切片的重量比为1:100，通过控制螺杆挤压机将混合熔融的溶体经过喷孔挤出，经水浴冷却后，通过切粒机切成一定规格的掺杂经过包覆处理的银粉的抗菌锦纶母粒；然后用真空转鼓干燥机对抗菌锦纶母粒进行干燥，烘干温度设定为150℃，使锦纶切片的含水量为10-35ppm；

(3)使用两台螺杆挤压机分别给皮芯喷丝板组件供料，芯层成分为锦纶，皮层成分为掺杂经表面包覆处理银粉的抗菌锦纶母粒，芯层与皮层的用料比的重量百分比为：芯层60％，皮层40％。纺丝机使用具有两组同轴导丝孔的皮芯型复合喷丝板，经过纺丝→侧吹风冷却→集束上油→拉伸→加弹→切断→包装入库的步骤，制得皮芯结构抗菌锦纶短纤。其中纺丝温度为260℃，侧吹风风速为1m/s，牵伸温度为140℃，牵伸倍数1.5倍，D/Y比为1.5，牵伸比为0.5，加弹速度为400m/min。