聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法及聚乳酸锦纶复合纤维

技术领域

本发明涉及了一种新材料及其制备，其采用一般的物理或化学方法制备该材料，具体地，采用了使原料颗粒化的一般方法，并且采用熔化手段和胶体化学手段等获得新材料。此外，本发明还涉及一种具备抗菌抑菌功能的功能纺织材料，尤其涉及一种聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法及聚乳酸锦纶复合纤维。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对纺织品的要求也越来越高，目前市面上的锦纶纤维存在手感粗糙、柔韧性差、透气性差、吸水性差、易起球等问题。随之市面上开始出现超细锦纶纤维，手感柔软、穿着舒服，但是市面上的超细锦纶纤维的质量不高、不易染色、等级低、次品率高、经济效益差。因此，亟需一种新的聚乳酸锦纶超细复合纤维。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

（1）目前市面上的锦纶纤维存在手感粗糙、柔韧性差、透气性差、吸水性差、易起球等问题。

（2）市面上的超细锦纶纤维的质量不高、不易染色、等级低、次品率高、经济效益差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法及聚乳酸锦纶复合纤维。

本发明是这样实现的，一种聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法，所述聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将锦纶切片、陶瓷粒子和分散剂共混造粒，制备得锦纶母粒；将预干燥的锦纶6切片与锦纶母粒置于混料装置中混合，得混合物A；

步骤二，将混合物A、纳米二氧化硅和抗氧化剂干燥并均匀混合后，在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体，挤出纺丝溶体；

步骤三，将步骤二中得到的纺丝熔体经计量泵定量后，通过熔体管道输送到纺丝箱体内，之后经喷丝板喷出，在纺丝箱体内冷却凝固形成丝束；

步骤四，将聚乳酸加溶剂配制成聚乳酸溶液后，加入至含聚烯烃和分散剂的反应器中，搅拌混合均匀，得混合物B；

其中，步骤四包括如下子步骤：

（1）向聚烯烃和分散剂中加入配制的聚乳酸溶液，形成浆料；

（2）调节浆料的pH值；

（3）提供配浆装置，配浆装置包括一对转向相反的驱动装置、安装有配浆叶片的旋转轴及配浆池体，将浆料加入配浆池体内，开启配浆装置的驱动装置，使配浆装置的配浆叶片转动，进行浆料双向搅拌，其中浆料加入配浆池体后浆料的高度不超过距离配浆池体的池顶0.2~0.4m；

（4）持续搅拌5~15分钟后，得到混合物B；

步骤五，将混合物B在螺杆挤压机中进行熔融反应，反应后将产物通过熔体管道输送到纺丝箱体内进行纺丝，得聚乳酸纤维；

其中，步骤五中的纺丝包括如下子步骤：

1）将混合物B的熔体挤出；

2）利用辐射传热冷却的方法进行冷却；

3）进行集束、上油和卷绕，即得聚乳酸纤维；

步骤六，通过包覆纺丝将35~55份聚乳酸纤维包覆至55~65份锦纶上，并在侧风中进行冷却凝固；

步骤七，冷却凝固后，放入100℃水中保持30~50min，取出后放入真空烘箱内，室温条件下干燥至恒重，即得到聚乳酸锦纶复合纤维。

根据本发明的一个优选实施例，步骤一中，所述锦纶母粒占总质量的2%~5%。

根据本发明的一个优选实施例，步骤二中，锦纶6切片与锦纶母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，5个阶段的温度分别为245~255℃、255~265℃、265~275℃、270~275℃、265~270℃。

根据本发明的一个优选实施例，步骤三中，所述纺丝箱体的纺丝温度为265~275℃；在纺丝箱体内冷却凝固的温度为16~20℃、湿度为55~60%。

根据本发明的一个优选实施例，步骤五中，所述熔融反应的温度为225~250℃，熔融反应时间为2~3h。

根据本发明的一个优选实施例，步骤六中，所述侧风温度为18~22℃、湿度为55%~60%。

一种利用如前述实施例中任一项所述聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法制备的聚乳酸锦纶复合纤维，所述聚乳酸锦纶复合纤维是以锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述锦纶按重量份数由60~75份的锦纶6切片、30~40份的纳米二氧化硅、5~8份的抗氧化剂和3~5份的分散剂组成，所述锦纶6切片的切片相对粘度为2.40~2.45；所述聚乳酸纤维按质量份数由50~60份的聚乳酸、30~35份的溶剂、15~25份的聚烯烃和3~5份的分散剂组成。

根据本发明的一个优选实施例，所述抗氧化剂为Irganox 1010、Irganox 168、Irganox 245中的一种。

根据本发明的一个优选实施例，所述溶剂为二氯甲烷、二氯甲烷/乙酸乙酯或二氯甲烷/N，N-二甲基甲酰胺中的任一种。

根据本发明的一个优选实施例，所述分散剂为偏磷酸钠、偏磷酸钾、次硫酸钠中的一种。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明制备得到的聚乳酸锦纶超细复合纤维，通过聚乳酸纤维和超细锦纶的复合，使得两者互补，制得的复合纤维手感舒适、较同规格的普通纤维具有更高的强度且手感更加柔软；弹性好、可降解，有一定的抗菌性。本发明提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法，能够大幅度降低成本，性价比高，附加值高，市场发展前景好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种聚乳酸锦纶复合纤维的制备方法及聚乳酸锦纶复合纤维，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维按质量份数由超细锦纶55~65份、聚乳酸纤维35~55份组成；所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述超细锦纶按重量份数由锦纶6切片60~75份、纳米二氧化硅30~40份、抗氧化剂5~8份、分散剂3~5份组成，所述锦纶6切片的切片相对粘度为2.40~2.45；所述聚乳酸纤维按质量份数由聚乳酸50~60份、溶剂30~35份、聚烯烃15~25份、分散剂3~5份组成。

本发明中提到的份数之和并不要求总数为100份，只要成分之间满足份数比即可，但各成分之和为100%。

本发明实施例提供的抗氧化剂为Irganox 1010、Irganox 168、Irganox 245中的一种。

本发明实施例提供的溶剂为二氯甲烷、二氯甲烷/乙酸乙酯或二氯甲烷/N，N-二甲基甲酰胺其中的任一种。

本发明实施例提供的分散剂为偏磷酸钠、偏磷酸钾、次硫酸钠中的一种。

如图1所示，本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法包括以下步骤：

S101，将锦纶切片、陶瓷粒子和3~5份分散剂共混造粒，制备得锦纶母粒；将预干燥的锦纶6切片与锦纶母粒置于混料装置中混合，得混合物A。

S102，将混合物A、30~40份纳米二氧化硅和5~8份抗氧化剂干燥并均匀混合后，在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体，挤出纺丝溶体。

S103，将S102中得到的纺丝熔体经高精度计量泵定量后，通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，之后经喷丝板喷出，在纺丝箱体内冷却凝固形成丝束。

S104，将50~60份聚乳酸加30~35份溶剂配制成浓度在5~13%之间的聚乳酸溶液后，加入至含15~25份聚烯烃和3~5份分散剂的反应器中，搅拌混合均匀，得混合物B。

S105，将混合物B在螺杆挤压机中进行熔融反应，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内进行纺丝，得聚乳酸纤维。

S106，通过包覆纺丝将35~55份聚乳酸纤维包覆至55~65份超细锦纶上，并在侧风中进行冷却凝固。

S107，冷却凝固后，放入100℃水中保持30~50min，取出后放入真空烘箱内，室温条件下干燥至恒重，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。

本发明实施例提供的步骤S101中，所述原料中陶瓷粒子的含量为10%~15%；所述锦纶母粒占总质量的2%~5%。

本发明实施例提供的步骤S102中，所述锦纶6切片与锦纶母粒在螺杆挤压机中经过5个阶段的挤压，5个阶段的温度分别为245~255℃、255~265℃、265~275℃、270~275℃、265~270℃。

本发明实施例提供的步骤S103中，所述纺丝箱体的纺丝温度为265~275℃；在纺丝箱体内冷却凝固的温度为16~20℃、湿度为55~60%。

本发明实施例提供的步骤S105中，所述熔融反应的温度为225~250℃，熔融反应时间为2~3h。

本发明实施例提供的步骤S106中，所述侧风温度为18~22℃、湿度为55%~60%。

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维按质量份数由超细锦纶55份、聚乳酸纤维45份组成；所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述超细锦纶按重量份数由锦纶6切片60份、纳米二氧化硅30份、抗氧化剂5份、分散剂5份组成，所述锦纶6切片的切片相对粘度为2.40；所述聚乳酸纤维按质量份数由聚乳酸50份、溶剂30份、聚烯烃15份、分散剂5份组成。

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法包括：

（1）将锦纶切片、陶瓷粒子和5份分散剂共混造粒，制备得锦纶母粒；将预干燥的锦纶6切片与母粒置于混料装置中混合，得混合物A。

（2）将混合物A、30份纳米二氧化硅和5份抗氧化剂干燥并均匀混合后，在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体，挤出。

（3）将（2）中得到的纺丝熔体经高精度计量泵定量后，通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，之后经喷丝板喷出，在纺丝箱内冷却凝固形成丝束。

（4）将50份聚乳酸加30份溶剂配制成浓度在5%之间的聚乳酸溶液后，加入至含15份聚烯烃和5份分散剂的反应器中，搅拌混合均匀，得混合物B。

（5）将混合物B在螺杆挤压机中进行熔融反应，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内进行纺丝，得聚乳酸纤维。

（6）通过包覆纺丝将45份聚乳酸纤维包覆至55份份超细锦纶上，并在侧风中进行冷却凝固。

（7）冷却凝固后，放入100℃水中30min，取出后放入真空烘箱内，室温条件下干燥至恒重，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。

对制得的聚乳酸锦纶超细复合纤维进行检测，断裂强度为4.81cN/dtex，断裂强度变异系数为2.58%；100%伸长下恢复率为95.2%；抑菌圈试验结果表明，本实施例所得的聚乳酸锦纶超细复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.97%。

实施例2

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维按质量份数由超细锦纶60份、聚乳酸纤维40份组成；所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述超细锦纶按重量份数由锦纶6切片60份、纳米二氧化硅30份、抗氧化剂6份、分散剂4份组成，所述锦纶6切片的切片相对粘度为2.42；所述聚乳酸纤维按质量份数由聚乳酸50份、溶剂30份、聚烯烃16份、分散剂4份组成。

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法包括：

（1）将锦纶切片、陶瓷粒子和4份分散剂共混造粒，制备得锦纶母粒；将预干燥的锦纶6切片与母粒置于混料装置中混合，得混合物A。

（2）将混合物A、30份纳米二氧化硅和6份抗氧化剂干燥并均匀混合后，在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体，挤出。

（3）将（2）中得到的纺丝熔体经高精度计量泵定量后，通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，之后经喷丝板喷出，在纺丝箱内冷却凝固形成丝束。

（4）将50份聚乳酸加30份溶剂配制成浓度在10%之间的聚乳酸溶液后，加入至含16份聚烯烃和4份分散剂的反应器中，搅拌混合均匀，得混合物B。

（5）将混合物B在螺杆挤压机中进行熔融反应，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内进行纺丝，得聚乳酸纤维。

（6）通过包覆纺丝将40份聚乳酸纤维包覆至60份份超细锦纶上，并在侧风中进行冷却凝固。

（7）冷却凝固后，放入100℃水中40min，取出后放入真空烘箱内，室温条件下干燥至恒重，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。

对制得的聚乳酸锦纶超细复合纤维进行检测，断裂强度为4.75cN/dtex，断裂强度变异系数为2.65%；100%伸长下恢复率为94.9%；抑菌圈试验结果表明，本实施例所得的聚乳酸锦纶超细复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.95%。

实施例3

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维按质量份数由超细锦纶62份、聚乳酸纤维38份组成；所述聚乳酸锦纶超细复合纤维是以超细锦纶为芯线，在芯线外包覆有聚乳酸纤维；其中，所述超细锦纶按重量份数由锦纶6切片60份、纳米二氧化硅32份、抗氧化剂5份、分散剂3份组成，所述锦纶6切片的切片相对粘度为2.40~2.45；所述聚乳酸纤维按质量份数由聚乳酸51份、溶剂30份、聚烯烃16份、分散剂3份组成。

本发明实施例提供的聚乳酸锦纶超细复合纤维的制备方法包括：

（1）将锦纶切片、陶瓷粒子和3份分散剂共混造粒，制备得锦纶母粒；将预干燥的锦纶6切片与母粒置于混料装置中混合，得混合物A。

（2）将混合物A、32份纳米二氧化硅和5份抗氧化剂干燥并均匀混合后，在螺杆挤压机的加热剪切下进行熔融，得到纺丝熔体，挤出。

（3）将（2）中得到的纺丝熔体经高精度计量泵定量后，通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，之后经喷丝板喷出，在纺丝箱内冷却凝固形成丝束。

（4）将51份聚乳酸加30份溶剂配制成浓度在13%之间的聚乳酸溶液后，加入至含16份聚烯烃和3份分散剂的反应器中，搅拌混合均匀，得混合物B。

（5）将混合物B在螺杆挤压机中进行熔融反应，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内进行纺丝，得聚乳酸纤维。

（6）通过包覆纺丝将38份聚乳酸纤维包覆至62份份超细锦纶上，并在侧风中进行冷却凝固。

（7）冷却凝固后，放入100℃水中50min，取出后放入真空烘箱内，室温条件下干燥至恒重，即可得到聚乳酸锦纶超细复合纤维。

对制得的聚乳酸锦纶超细复合纤维进行检测，断裂强度为4.82cN/dtex，断裂强度变异系数为2.65%；100%伸长下恢复率为95.3%；抑菌圈试验结果表明，本实施例所得的聚乳酸锦纶超细复合纤维对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达99.96%。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。