專利名稱：超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，尤其涉及有色功能化超細(xì)纖維的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
一般紡織品獲得色彩的途徑有1.織物染色整理；2.纖維染色后再進(jìn)行紡織加工；3.紗線染色后再進(jìn)行紡織加工。
一般而言超細(xì)纖維染色性能很差，可以用分散性染料染色，但通常需要高溫高壓或載體存在的條件下才能進(jìn)行，對(duì)纖維損傷大、色牢度差，而且染色色譜范圍比較窄，更為重要的是這些染色過程都產(chǎn)生大量的三廢，嚴(yán)重危害環(huán)境。
有人希望通過改性的方法得到有色的纖維。然而對(duì)于合成纖維而言，由于其分子結(jié)構(gòu)致密，染料分子不易進(jìn)入纖維的內(nèi)部，大多數(shù)合成纖維染色都很困難。為了改善合成纖維的染色性，研究者通過單體共聚、聚合物共混或嵌段共聚的方法來改變合成纖維的化學(xué)組織和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達(dá)到易染色的目的。但該方法成本太高，對(duì)纖維材料的選擇面太窄，同樣也污染環(huán)境。
在現(xiàn)有超細(xì)纖維的生產(chǎn)工藝中，一般都是將功能化的添加劑和染料分兩步處理，在紡絲前加入功能化的添加劑，在染整工序進(jìn)行染色，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且產(chǎn)生嚴(yán)重的三廢問題，因此，實(shí)現(xiàn)超細(xì)纖維一步功能化的生產(chǎn)工藝及其工業(yè)化具有十分重要的意義。
本發(fā)明的意義及優(yōu)點(diǎn)1.產(chǎn)品功能多樣化?？梢蕴砑硬煌δ艿募{米抗菌顆粒；2.省去后續(xù)工序的染色難題，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程，降低生產(chǎn)成本；3.提高染色色牢度，色牢度、鮮艷度、纖維強(qiáng)度高，生產(chǎn)的有色紗線與常規(guī)染色相比質(zhì)量?jī)?yōu)越，產(chǎn)品可用于生產(chǎn)高檔次的服裝面料；4.增加花色品種；5.利于環(huán)保，消除了纖維染色給環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，減少三廢污染，且利于環(huán)保，該技術(shù)被視為對(duì)傳統(tǒng)染色工藝的重大革新，具有巨大的社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種省去染整工序，降低生產(chǎn)成本，減少三廢污染，易于工業(yè)生產(chǎn)的功能化超細(xì)纖維材料及其生產(chǎn)工藝。
超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)方法，它包含以下步驟(1)原材料混合熔融制成纖維材料，(2)纖維材料通過堿水解法進(jìn)行剝離，得到超細(xì)纖維材料，其具體過程為將超細(xì)纖維原料與染料、助劑和功能化添加劑直接混合制成有色抗菌母料，得到的有色抗菌母料在高溫下熔融，通過雙螺桿擠出機(jī)(上海迅達(dá)橡塑機(jī)械制造有限公司的XD-雙金屬精密紡絲擠出機(jī))的作用，制成纖維材料后經(jīng)堿水解法進(jìn)行剝離，得到直徑在100納米～1微米之間的超細(xì)纖維。其中按重量百分比計(jì)算，高分子超細(xì)纖維占材料總重量的96％～99.9％，染料、助劑和添加劑分別占材料總重量的0.05％～1％、0.03％～1％和0.02％～2％。
上述超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)方法的具體過程也可采用以下過程取上述重量比的原材料，然后將超細(xì)纖維原料高溫熔融，在熔融狀態(tài)下與染料、助劑和功能化添加劑同時(shí)且充分混合后通過雙螺桿擠出機(jī)紡制，然后通過堿水解法進(jìn)行剝離，得到直徑在100納米～3微米之間的超細(xì)纖維。
所述的超細(xì)纖維原料選自聚酯、聚酰胺類高分子中的一種，或其中兩種或兩種以上聚酯、聚酰胺類高分子的共混物，高分子超細(xì)纖維的直徑在10納米～3微米之間。
所述的高分子超細(xì)纖維混合物中聚酯類高分子選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中的一種；所述的聚酰胺類高分子選自尼龍6、尼龍66中的一種。
所述的功能化添加劑為納米抗菌劑。其中納米抗菌劑選自以下物質(zhì)中的一種含銀離子、鋅離子或銅離子中的一種無機(jī)納米顆粒；或是含銀離子、鋅離子或銅離子中的一種無機(jī)沸石納米顆粒；或是氧化鋅納米顆粒、硫酸鋅納米顆粒、二氧化鈦納米顆粒和硫酸銅納米顆粒中的一種或多種的組合；或是甲殼素、殼聚糖納米顆粒，其粒度均小于1微米。
所述的染料選自乙烯砜/一氯均三嗪、乙烯砜/一氟均三嗪、雙一氯均三嗪雙活性基染料中的一種。
所述的助劑包括石蠟或液體石蠟，助劑作為表面活性劑，使染料容易分散。
超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)方法中的堿水解法又稱為化學(xué)剝離法，是滌錦復(fù)合超細(xì)纖維的剝離開纖中所用三種方法中的一種，另兩種方法分別是機(jī)械法和溶脹法，這三種方法均能達(dá)到降低纖維直徑的作用。堿水解法是利用復(fù)合纖維兩種組分均可被堿加速水解的機(jī)理，在堿水(或再加某些促進(jìn)劑)溶液中復(fù)合纖維兩組分的界面發(fā)生水解，減弱粘合力，使之易于剝離，達(dá)到開纖的目的，從而得到0.1微米～幾微米之間的超細(xì)纖維。
本發(fā)明的技術(shù)和生產(chǎn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下一些優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明提供的超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)工藝是超細(xì)纖維原料與染料、助劑和功能化添加劑直接混合制成有色抗菌母料，或母粒在熔融的狀態(tài)下與染料、助劑和功能化添加劑同時(shí)且充分混合后通過雙螺桿擠出機(jī)紡制而成超細(xì)纖維，將原先幾步完成的工藝一步完成，大大節(jié)省了生產(chǎn)成本。
2)本發(fā)明提供的超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)工藝不僅含有染料，還含有多納米孔道的銀或鋅或銅離子的無機(jī)納米顆粒，或是含銀或鋅或銅離子的多納米孔道的無機(jī)沸石納米顆粒，或是氧化鋅、硫酸鋅、二氧化鈦、硫酸銅納米顆粒中的一種或多種的混合物，或是甲殼素、殼聚糖納米顆粒，其粒度均小于1微米，因此均有顯著的抗菌功能。
3)本發(fā)明提供的超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)工藝具有加工工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣的特征，因此，在熔融紡絲、干法紡絲、濕法紡絲和靜電紡絲中都能適用，不需要對(duì)原有的工藝進(jìn)行太大的改動(dòng)。
4)本發(fā)明提供的超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)工藝有利于環(huán)保，消除了纖維染色給環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，減少三廢污染，且利于環(huán)保，該技術(shù)被視為對(duì)傳統(tǒng)染色工藝的重大革新，具有巨大的社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的生產(chǎn)方法包含以下兩部分(1)原材料混合熔融制成纖維材料，(2)纖維材料通過堿水解法進(jìn)行剝離，得到得到直徑在10納米～3微米之間的超細(xì)纖維。本發(fā)明的特點(diǎn)在于上述步驟的步驟(1)中，摒棄了現(xiàn)有技術(shù)中將功能化的添加劑和染料分兩步處理的方法，采用了兩個(gè)步驟融為一個(gè)步驟的方法，對(duì)有色功能化超細(xì)纖維的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，在由雙螺桿擠出機(jī)作用制得纖維材料后堿水解法進(jìn)行剝離過程中的原料和方法均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員和生產(chǎn)人員公知的技術(shù)內(nèi)容，因此在具體實(shí)施例中對(duì)這部分內(nèi)容予以省略。下述實(shí)施例中未對(duì)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行限定，是因?yàn)殡p螺桿擠出機(jī)的生產(chǎn)廠家和型號(hào)雖然不同，但并不影響有色納米抗菌超細(xì)纖維的制備。
實(shí)施例1在某化纖廠中將200公斤尼龍6、200公斤的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、0.5公斤尺寸為100納米的含多納米孔道銀離子的無機(jī)沸石納米顆粒、0.5公斤的有機(jī)染料乙烯砜/一氯均三嗪和0.5公斤的石蠟混合后，高溫下熔融，將所得的熔融混合液通過雙螺桿擠出機(jī)的作用后經(jīng)堿水解法剝離得到有色納米抗菌超細(xì)纖維。
實(shí)施例2在某化纖廠中將240公斤尼龍66、240公斤的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、10公斤尺寸為100納米的含多納米孔道銀離子的無機(jī)納米顆粒、5公斤的有機(jī)染料乙烯砜/一氟均三嗪和5公斤的石蠟混合后，高溫下熔融，將所得的熔融混合液通過雙螺桿擠出機(jī)的作用后經(jīng)堿水解法剝離得到有色納米抗菌超細(xì)纖維。
實(shí)施例3在某化纖廠中將500公斤尼龍66、0.2公斤粒度小于1微米的的氧化鋅納米顆粒、0.5公斤的有機(jī)染料雙一氯均三嗪和0.3公斤的液體石蠟混合后，高溫下熔融，將所得的熔融混合液通過雙螺桿擠出機(jī)的作用后經(jīng)堿水解法剝離得到有色納米抗菌超細(xì)纖維。
實(shí)施例4
在某化纖廠中將490公斤聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯高溫下熔融，然后將2.5公斤粒度小于1微米的含銅離子的無機(jī)納米顆粒、2.5公斤的有機(jī)染料乙烯砜/一氟均三嗪和5公斤的液體石蠟放入熔融的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中，均勻混合后，將所得的熔融混合液通過雙螺桿擠出機(jī)的作用后經(jīng)堿水解法剝離得到有色納米抗菌超細(xì)纖維。
實(shí)施例5在某化纖廠中將490公斤聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、2.5公斤粒度小于1微米的甲殼素納米顆粒、2.5公斤的有機(jī)染料乙烯砜/一氟均三嗪和5公斤的液體石蠟混合后，高溫下熔融，將所得的熔融混合液通過雙螺桿擠出機(jī)的作用后經(jīng)堿水解法剝離得到有色納米抗菌超細(xì)纖維。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)纖維一步功能化生產(chǎn)方法，它包含以下步驟(1)原材料混合熔融制成纖維材料，(2)纖維材料通過堿水解法進(jìn)行剝離，得到超細(xì)纖維材料，其特征在于所述的步驟(1)的方法為將超細(xì)纖維原料與染料、助劑和功能化添加劑按照重量百分比為96％～99.9％∶0.05％～1％∶0.03％～1％∶0.02％～2％的比例直接混合制成有色抗菌母料，得到的有色抗菌母料在高溫下熔融，通過雙螺桿擠出機(jī)的作用制成超細(xì)纖維。
2.權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟(1)還可以采用下述方法進(jìn)行取權(quán)利要求1中各重量比的原料，將超細(xì)纖維原料高溫熔融后，將染料、助劑和功能化添加劑放入熔融狀態(tài)的超細(xì)纖維原料中，充分均勻混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)的作用制成超細(xì)纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的超細(xì)纖維原料選自聚酯、聚酰胺類高分子中的一種，或其中兩種或兩種以上聚酯、聚酰胺類高分子的共混物，高分子超細(xì)纖維的直徑在10納米～3微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的聚酯類高分子選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中的一種；所述的聚酰胺類高分子選自尼龍6、尼龍66中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的功能化添加劑為納米抗菌劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的納米抗菌劑選自以下物質(zhì)中的一種(1)、含銀離子、鋅離子或銅離子中的一種無機(jī)納米顆粒；或，(2)、含銀離子、鋅離子或銅離子中的一種無機(jī)沸石納米顆粒；或，(3)、氧化鋅納米顆粒、硫酸鋅納米顆粒、二氧化鈦納米顆粒和硫酸銅納米顆粒中的一種或多種的組合；或，(4)、甲殼素納米顆粒、殼聚糖納米顆粒；以上物質(zhì)的粒度均小于1微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的染料選自乙烯砜/一氯均三嗪、乙烯砜/一氟均三嗪、雙一氯均三嗪雙活性基染料中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的助劑為石蠟或液體石蠟中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，尤其涉及有色功能化超細(xì)纖維的生產(chǎn)方法。將超細(xì)纖維原料與染料、助劑和功能化添加劑按比例直接混合制成有色抗菌母料，得到的有色抗菌母料在高溫下熔融，或?qū)⑺霰壤娜玖稀⒅鷦┖凸δ芑砑觿┓湃肴廴跔顟B(tài)的超細(xì)纖維原料中充分均勻混合后，由雙螺桿擠出機(jī)作用后經(jīng)堿水解法制成有色納米抗菌超細(xì)纖維。本發(fā)明的方法具有省去染整工序，降低生產(chǎn)成本，減少三廢污染，易于工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D01F1/02GK1888155SQ20061009928
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者韓玉平, 韓愛民, 吳書軍, 王莉莉 申請(qǐng)人:寧波新順化纖有限公司