專利名稱：抗菌聚乳酸纖維的生產方法
技術領域：
本發明涉及聚乳酸纖維的生產方法，尤其涉及具有抗菌功能的聚乳酸纖維的生產方法，屬于高分子材料合成與加工技術領域。
背景技術：
聚乳酸原料來源于天然可再生綠色植物，具有可生物降解性，是一種新型綠色環保高分子材料。聚乳酸纖維集天然纖維和合成纖維的特點于一體，在吸濕排汗、阻燃、耐紫外線性能等方面有其獨特的性能，可廣泛應用于服裝、無紡布、地毯等領域。2002年聚乳酸纖維被美國聯邦貿易委員會(FTC)認定為與棉、羊毛、絲綢、尼龍、滌綸等相并列的一種新型纖維。聚乳酸是熱塑性聚合物，聚乳酸的紡絲成型可以采用溶液紡絲和熔融紡絲的方式來實現。聚乳酸的溶液紡絲主要采用“干紡—熱拉伸”工藝，紡絲原液的制備一般采用二氯甲烷、三氯甲烷或甲苯作溶劑。由于溶液紡絲法的工藝較為復雜，存在溶劑回收難紡絲環境惡劣的問題，從而限制了其應用。目前，聚乳酸主要采用熔融紡絲的方式，紡絲工藝有高速紡絲一步法、“紡絲—拉伸”二步法等。
隨著人們近年來環保、健康、衛生意識的不斷增強，人們對抗菌聚乳酸纖維的需求也將日益增加。國內外研制生產抗菌纖維的很多，但尚未有研制和生產抗菌聚乳酸纖維的報道。制備抗菌纖維的方法主要有化學接枝改性、共混紡絲、物理改性和復合紡絲等。US6037057提供了一種復合紡絲生產抗菌聚酯滌綸纖維的方法，采用芯殼結構，殼層含有抗菌劑；CN01106855.8提供了一種功能型聚酰胺聚丙烯復合超細纖維的制造方法，其中聚丙烯皮層中含有抗菌劑；JP200290834、JP2191780提供了一種化學改性生產抗菌聚酯滌綸纖維的方法，在聚酯中將兩種不同的含有磺酸基的物質(或含有三價磷基團的混合物)進行共聚，以達到化學改性的目的；JP2000119960提供了一種浸漬整理生產聚酯抗菌纖維的方法，該方法是將聚酯纖維浸入含有抗菌劑的羥基吡啶硫酮溶液中，然后對纖維進行熱處理；CN1070019中討論了將纖維浸入含有銅離子、碘離子的溶液中染浴處理，借助硫代硫酸鈉改變溶液中硫、碘、銅離子濃度來生產抗靜電抗菌纖維。

發明內容
本發明的目的是提供一種可生物降解、性能獨特、廣譜抗菌、綠色環保的聚乳酸纖維的生產方法。
本發明的目的通過以下技術方案來實現抗菌聚乳酸纖維的生產方法，包括以下步驟——①抗菌粉體處理將平均粒徑為0.05～1.0微米的含銀無機超細抗菌粉體，在100～200℃下干燥1～10小時，然后與同時含有親油和親水基團的表面處理劑在捏合機中進行捏合處理，處理后二次干燥，干燥溫度80～160℃，時間1～5小時；②抗菌母粒制備將聚乳酸切片粉碎成碎粒，在80～110℃下干燥10～24小時，然后與步驟①處理后的抗菌粉體混合，所述抗菌粉體的加入量占聚乳酸切片重量的5～60％，再加入重量為抗菌粉體重量1～10％的潤滑劑，注入雙螺桿擠出機擠出造粒制成抗菌聚乳酸母粒，螺桿加工溫度為190～260℃；③聚乳酸抗菌纖維制造將普通聚乳酸切片與步驟②制得的抗菌母粒分別在80～150℃溫度下干燥10～24小時，計量后按照每份重量的抗菌母粒使用5～100份重量的普通聚乳酸切片的比例注入紡絲箱體進行紡絲，紡絲溫度200～300℃、紡絲卷繞速度為800～4000m/min，制得的初生纖維再經過牽伸后加工即制成抗菌聚乳酸纖維，牽伸速度800～1200m/min，熱盤溫度70～90℃，熱板溫度120～135℃。
上述抗菌聚乳酸纖維的生產方法中，步驟①所述的表面處理劑包括但不限于以下物質烷基磺酸鹽、烷基苯基磺酸鹽、磷酸酯表面活性劑、脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚及其硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚及其硫酸鹽、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚、鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、有機硅氧烷。用這些表面活性劑處理后的抗菌粉體在聚乳酸高分子材料中具有良好的分散性能。
本發明提供的抗菌聚乳酸纖維生產方法具有如下優點(1)紡絲成型好，纖維品質優良；(2)產品廣譜抗菌，且持久耐洗，它對于金黃色葡萄球菌的抑菌率超過60.0％，對于白色念珠菌的抑菌率超過90.0％；(3)其生產原料來自于天然可再生綠色植物，產品可生物降解，屬綠色環保健康纖維。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明技術方案作進一步說明。這些例子僅是一些應用范例，不能理解為對本發明權利要求保護范圍的一種限制。
實施例一抗菌粉體的處理取2Kg平均粒徑為0.25微米的含銀類無機抗菌超細粉體(HN-300；江蘇河海納米材料股份有限公司生產)，放入真空干燥烘箱中，130℃下干燥4小時，將上述粉體放入20立升的高速捏合機中，加入80g的25％的石油磺酸鈉的乙醇溶液，在300rpm條件下，捏合處理100分鐘，再放入真空干燥烘箱中100℃干燥10小時，得到經表面處理的功能性抗菌粉體。
或者——取2Kg平均粒徑為0.5微米的含銀類無機抗菌超細粉體(HN-300；江蘇河海納米材料股份有限公司生產)，放入真空干燥烘箱中，110℃下干燥6小時，將上述粉體放入20立升的高速捏合機中，加入70g的35％的十二烷基磷酸酯鉀鹽的乙醇溶液，在300rpm條件下，捏合處理80分鐘，再放入真空干燥烘箱中130℃干燥8小時，得到經表面處理的功能性抗菌粉體。
實施例二抗菌聚乳酸母粒制備將粉碎后的8Kg聚乳酸切片在110℃干燥20小時，與上述處理后的2Kg抗菌粉體進行混合，并加入100克60#石蠟作為潤滑劑，在235℃條件下，在雙螺桿擠出機上擠出造粒，得到具有抗菌功能的聚乳酸母粒。
實施例三抗菌聚乳酸纖維生產制造切片干燥首先將聚乳酸切片和抗菌母粒通過精確計量，按50∶1加入到真空干燥設備中，在95℃下真空干燥10h，再升溫至110℃真空干燥4h，然后冷卻至90℃真空干燥2h即可。
紡絲在復合紡絲機(日本ABE公司制造)上，以紡絲溫度240℃、卷繞速度1200M/min進行紡絲，然后在Barmag3013牽伸機上進行牽伸后加工，牽伸倍率3.5，熱盤溫度為80℃，熱板溫度為130℃，制得抗菌聚乳酸纖維。
將紡絲制得的抗菌聚乳酸纖維進行抗菌試驗，結果表明該抗菌聚乳酸纖維對于金黃色葡萄球菌的抑菌率超過60.0％，對于白色念珠菌的抑菌率超過90.0％。
權利要求
1.抗菌聚乳酸纖維的生產方法，包括以下步驟①抗菌粉體處理將平均粒徑為0.05～1.0微米的含銀無機超細抗菌粉體，在100～200℃下干燥1～10小時，然后與同時含有親油和親水基團的表面處理劑在捏合機中進行捏合處理，處理后二次干燥，干燥溫度80～160℃，時間1～5小時；②抗菌母粒制備將聚乳酸切片粉碎成碎粒，在80～110℃下干燥10～24小時，然后與步驟①處理后的抗菌粉體混合，所述抗菌粉體的加入量占聚乳酸切片重量的5～60％，再加入重量為抗菌粉體重量1～10％的潤滑劑，注入雙螺桿擠出機擠出造粒制成抗菌聚乳酸母粒，螺桿加工溫度為190～260℃；③聚乳酸抗菌纖維制造將普通聚乳酸切片與步驟②制得的抗菌母粒分別在80～150℃溫度下干燥10～24小時，計量后按照每份重量的抗菌母粒使用5～100份重量的普通聚乳酸切片的比例注入紡絲箱體進行紡絲，紡絲溫度200～300℃、紡絲卷繞速度為800～4000m/min，制得的初生纖維再經過牽伸后加工即制成抗菌聚乳酸纖維，牽伸速度800～1200m/min，熱盤溫度70～90℃，熱板溫度120～135℃。
2.根據權利要求1所述的抗菌聚乳酸纖維的生產方法，其特征在于步驟①所述的表面處理劑是以下物質中的一種或多種，烷基磺酸鹽、烷基苯基磺酸鹽、磷酸酯表面活性劑、脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚及其硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚及其硫酸鹽、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚、鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、有機硅氧烷。
全文摘要
本發明提供了一種抗菌聚乳酸纖維的生產方法。它首先對含銀無機超細抗菌粉體進行處理，然后與粉碎后的聚乳酸切片一起制備抗菌母粒，再將抗菌母粒與聚乳酸切片按一定比例進行共混熔融紡絲，制得的聚乳酸抗菌纖維廣譜抗菌、持久耐洗，纖維成型好、品質優良、可生物降解。
文檔編號D01F1/10GK1891870SQ20051004089
公開日2007年1月10日 申請日期2005年7月5日 優先權日2005年7月5日
發明者江志榮, 孫國良, 季平, 張景臣, 張黎 申請人:中國石化儀征化纖股份有限公司