一种抗菌性聚酯纤维及其制造方法和用途
阅读：15发布：2021-06-10
专利汇可以提供一种抗菌性聚酯纤维及其制造方法和用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种抗菌性聚酯 纤维 及其制造方法和用途。该聚酯纤维由聚酯与季铵盐共混形成，聚酯与季铵盐的重量比为99.5～93∶0.5～7.0。该聚酯纤维具有缓释、长效、低毒、安全的抗菌性能，且广谱抗菌，可广泛应用于制备抗菌服、抗菌内衣内裤、抗菌袜或寝室用品。，下面是一种抗菌性聚酯纤维及其制造方法和用途专利的具体信息内容。
1.一种抗菌性聚酯纤维，其特征在于：该聚酯纤维由聚酯与季铵盐共混形成，聚酯与季铵盐的重量比为99.5～93∶0.5～7.0，季铵盐成分具有以下结构：
R1、R2、R3、R4为烃基，其中任意两个烃基为C原子数不小于10的烃基，其它两个烃基至-
少含有一个C原子；X 为卤素阴离子或磺酸烃基衍生阴离子。
2.根据权利要求项1或2所述的抗菌性聚酯纤维，其特征在于：所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或对苯二甲酸丁二醇酯中的任意一种。
3.一种权利要求项1所述的抗菌性聚酯纤维的制造方法，其特征在于：将聚酯与季铵盐按99.5～93∶0.5～7.0的比例进行共混、熔融纺丝，纺丝温度为250～290℃，卷取速度为800～3500m/min；丝束在牵伸过程中一热辊温度为70～100℃，二热辊温度为110～
130℃；或者丝束进行加捻，加热区170～190℃，热定型区150～170℃；单丝纤度为1.0～
5.0dtex。
4.权利要求项1所述的抗菌性聚酯纤维在制备抗菌服、抗菌内衣内裤、抗菌袜或寝室用品中的应用。
一种抗菌性聚酯纤维及其制造方法和用途
技术领域
[0001] 本发明涉及一种功能性纤维，具体是一种抗菌性聚酯纤维及其制造方法及其应用。
背景技术
[0002] 自然界的有害细菌、真菌和病毒等微生物是使人类遭受传染、诱发疾病的主要原因。作为与人类生活密切相关的纺织品，在其使用过程中无时无刻不受到微生物的侵蚀，在纤维织物的使用过程中不可避免地接触到菌类，而且容易交差感染，因而人们对广谱抗菌、抗菌性能持久的功能性纤维及其制品产生了需求。
[0003] 在纺织品的抗菌处理过程中，使用的抗菌剂一般分为三类：无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。无机抗菌剂起效慢，具有广谱抗菌、对皮肤刺激性小的特点。无机抗菌剂中银系、铜系、锌系抗菌剂等，其原理是依靠形成的金属离子与细菌内部的蛋白质成分进行作用，造成细菌内的蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，使细胞丧失分裂能力，从而使细胞死亡。由于是金属离子与细菌的细胞进行作用，金属离子较容易溶出，致使其耐久性差，即抗菌效果不持久。无机抗菌剂中光催化类抗菌剂，如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2、Fe2O3等，-其原理则是靠表面吸附的OH 和H2O在光照的条件下成·OH，·OH具有强氧化作用，可以有效破坏细菌、病毒、真菌的膜结构，降解细胞产生的毒素。有机抗菌剂具有抗菌力强，作用迅速的特点，但多数有机抗菌剂不耐高温，且有毒性，对皮肤刺激性较大，耐候性差。有机抗菌剂的抗菌机理分为几大类：①作用于细胞壁和细胞膜系统，如季铵盐类、醇类、双胍类抗菌剂。②作用于生化反应酶或其他活性物质，如季铵盐、双乙酸钠、吡咯类、嘧啶胺类、嘌呤类抗菌剂。③作用于遗传物质或遗传微粒结构，如异苯嗪、吩噻嗪类抗菌剂。天然抗菌剂为有机物，无毒性，但耐高温性较差。
[0004] 通常采用下述三种方法来赋予聚酯纤维抗菌性能：(1)采用纤维的表面接枝法，使具有抗菌作用基团通过化学键与纤维相连接，最终使聚酯纤维具有抗菌作用。这种方法得到的抗菌纤维抗菌持久性强，但成本较高。(2)表面涂覆法①将抗菌剂加入到纺丝过程所用油剂中；②将抗菌剂加入到纺纱所用浆料中。表面涂覆法操作简单，但存在耐洗性差、易溶出、作用不持久的特点。(3)将抗菌剂或抗菌粉体直接加入到基体树脂中，进行共混熔融纺丝。这个方法简单易行，可操作性强，对抗菌剂的耐高温性能要求比较高。
[0005] 中国专利CN1394999提出在纤维表面接枝季铵盐，得到具有抗菌性能的纤维素或壳糖纤维的方法。该方法作用持久，但是成本较高。CN101189971提出对纤维在后整理过程中用季铵盐和无机抗菌剂进行整理，从而得到具有抗菌性能的合成纤维。该方法得到的纤维抗菌持久性较差。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服一般抗菌剂耐热性差或耐久性差的不足，提供一种添加具有良好耐热性和耐水洗的季铵盐抗菌剂的、具有持久抗菌性能的抗菌性聚酯纤维及其制备方法。
[0007] 本发明是通过以下技术方案来实施的，一种抗菌性聚酯纤维，该聚酯纤维由聚酯与季铵盐共混形成，聚酯与季铵盐的重量比为99.5～93∶0.5～7.0，季铵盐成分具有以下结构：
[0008]
[0010] 聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或对苯二甲酸丁二醇酯中的任意一种。
[0011] 季铵盐类可吸附带负电荷的细菌，溶解侵蚀菌类的细胞壁与细胞膜引起胞壁结构破坏，使内容物漏出，从而破坏细胞结构，同时也有抑制细菌脱氢酶、氧化酶等作用，从而使细胞死亡。其杀菌率高，起效迅速。普通的季铵盐容易溶解于水，使添加季铵盐得到的抗菌制品的耐洗性差，容易洗脱，作用不持久；且存在耐热性差，高温下容易发生降解的特点。本发明使用的季铵盐抗菌剂为具有较高的降解温度，且不溶解于水，且具有缓释、长效、低毒、安全的抗菌性能，且广谱抗菌，与聚酯树脂进行共混、熔融纺丝后得到的纤维耐水洗性好，从而使抗菌效果更加持久。本发明采用非水溶性季铵盐作为抗菌剂，起效快，且耐水洗，使纤维具有耐久的抗菌性能。
[0012] 抗菌性聚酯纤维的制造方法，采用非水溶性且高耐热季铵盐为抗菌有效成分，将干燥后的聚酯与季铵盐按99.5～93∶0.5～7.0的比例进行共混、熔融纺丝，纺丝温度250～290℃，卷取速度为800～3500m/min；丝束在牵伸过程中一热辊温度为70～100℃，二热辊温度为110～130℃；或者丝束进行加捻，加热区170～190℃，热定型区150～
170℃；单丝纤度为1.0～5.0dtex，得到具有优良抗菌性能的聚酯纤维。
170℃；单丝纤度为1.0～5.0dtex，得到具有优良抗菌性能的聚酯纤维。
[0013] 将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌服、抗菌内衣内裤、抗菌袜或寝室用品等。
[0014] 纤维抗菌性能评价方法：
[0015] JISL1902：2002的菌液吸收法的方法介绍：该方法适用于具有一定吸水性能的材料，如：纤维、织物、羽绒、海绵等制品。通过将抗菌加工样品及未经抗菌加工的对照样品定量吸收一定的已知微生物菌悬液，进行0接触时间立即洗脱，以及在37±1℃下放置18±1小时后的洗脱，对洗脱液进行微生物平板计数，计算残留在样品上的微生物数量，最后通过比较0接触时间样品上的微生物数量及经过一段接触时间后抗菌加工样品上残留的细菌数，计算抗菌产品的杀菌性能；通过比较一段接触时间后未经抗菌加工的对照样品上的微生物数量及经过一段接触时间后抗菌加工样品上残留的细菌数，计算抗菌产品的抑菌性能。
具体实施方式
[0016] 实施例1
[0017] 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PET以0.5∶99.5的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度285℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.33Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次，其抗菌效果如
[0018] 表2。将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌袜。
[0019] 实施例2
[0020] PET在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PET以5∶95的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度285℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.28Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌内衣。
[0021] 实施例3
[0022] PET在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PET以7∶93的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度285℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.25Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌床单。
[0023] 实施例4
[0024] 聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)在120℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PTT以5∶95的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度265℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度70℃，二热辊温度120℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.27Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌床单。
[0025] 实施例5
[0026] 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在120℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PET以5∶95的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度265℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度70℃，二热辊温度110℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.28Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌工作服。
[0027] 实施例6
[0028] PET在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基氯化铵与PET以5∶95的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度265℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.33Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。将该抗菌性聚酯纤维制成抗菌工作服。
[0029] 比较例1
[0030] PET在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm，再将PET进行熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度285℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.36Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。
[0031] 比较例2
[0032] PET在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PET以0.3∶99.7的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度285℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.34Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。
[0033] 比较例3
[0034] PET在130℃下在真空干燥箱干燥48小时，使其水分低于100ppm。将季铵盐N，N-二甲基-N，N二癸基三氟甲基磺酸铵与PET以9.0∶91.0的重量比进行共混、熔融纺丝。纺丝条件为：纺丝温度285℃，侧吹风25m/min，1、2辊速度及卷取速度都为3000m/min。延伸时一热辊温度90℃，二热辊温度130℃，卷曲速度500m/min，得到单纤纤度为2.21Dtex的FDY纤维，强伸度如表1。所得纤维进行筒编后测得的抗菌效果如表2。将得到的纤维筒编物依照常规方法(用水洗涤、漂白、干燥)洗涤10次的抗菌效果如表2。
[0035] 表1
[0036]纤度 强度 伸度
序号 成纤聚合物
(dtex) (CN/dtex) (％)
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例1 83.9 4.01 28.4
甲基磺酸铵0.5wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例2 82.1 3.48 31.4
甲基磺酸铵5.0wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例3 81.0 2.92 32.3
甲基磺酸铵7.0wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例4 81.9 2.50 32.6
甲基磺酸铵5.0wt％的PTT纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例5 82.0 2.41 34.3
甲基磺酸铵5.0wt％的PBT纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基氯化
实施例6 82.1 3.47 32.6
铵5.0wt％的PET纤维
未添加N，N-二甲基-N，N二癸基三
比较例1 84.9 4.15 27.1
氟甲基磺酸铵的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
比较例2 84.2 4.06 27.8
甲基磺酸铵0.3wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
比较例3 79.6 2.26 33.6
甲基磺酸铵9.0wt％的PET纤维
序号 成纤聚合物
(dtex) (CN/dtex) (％)
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例1 83.9 4.01 28.4
甲基磺酸铵0.5wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例2 82.1 3.48 31.4
甲基磺酸铵5.0wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例3 81.0 2.92 32.3
甲基磺酸铵7.0wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例4 81.9 2.50 32.6
甲基磺酸铵5.0wt％的PTT纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
实施例5 82.0 2.41 34.3
甲基磺酸铵5.0wt％的PBT纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基氯化
实施例6 82.1 3.47 32.6
铵5.0wt％的PET纤维
未添加N，N-二甲基-N，N二癸基三
比较例1 84.9 4.15 27.1
氟甲基磺酸铵的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
比较例2 84.2 4.06 27.8
甲基磺酸铵0.3wt％的PET纤维
添加N，N-二甲基-N，N二癸基三氟
比较例3 79.6 2.26 33.6
甲基磺酸铵9.0wt％的PET纤维
[0037] 表2
[0038]
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