本發(fā)明屬于聚酯纖維領(lǐng)域,特別是涉及一種將納米鍺礦石、納米銀及聚酯纖維復(fù)合得到的多功能聚酯纖維的制備方法,及其由所得的聚酯纖維制備多功能聚酯纖維被墊的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù):
聚酯纖維(polyesterfiber)由有機二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維,是目前合成纖維的第一大品種。聚酯纖維常用于化纖服裝面料、制瓶塑料以及道路瀝青的補強增韌等方面,其具有較高的強度與彈性恢復(fù)能力、耐各種化學(xué)品性能良好、在40~250℃的溫度內(nèi)不發(fā)生脆化和變形等優(yōu)點,但是其仍然存在含水率低、透氣性差、染色性差、容易起球起毛、易沾污等缺點。為了改善這些缺陷,目前已經(jīng)有多種成熟的方法對聚酯纖維進行改性,例如為了提高纖維的吸濕率,向其中添加有親水基團的單體或低聚體聚乙二醇等進行共聚;為了提高纖維的抗靜電和抗沾污性能,向其中添加具有抗靜電性能的單體進行共聚;為了提高抗起球性能,采用較低聚合度的聚酯紡絲等。中國專利CN102162151B中公開了一種共聚改性的聚酯纖維,其以帶側(cè)鏈且碳原子數(shù)為6以下的脂肪族二元醇為第三單體共聚而成,可以得到具有良好收縮性、良好染色性能的聚酯纖維。中國專利CN101984154A中公開了一種拒水聚酯纖維的制備方法,其將撥水劑、架橋劑等直接加入紡絲油劑中,直接紡絲制備拒水聚酯纖維,可以實現(xiàn)聚酯纖維連續(xù)、高效、無污染的拒水整理。此外,以聚酯纖維為材料所得到的被墊,與其它材料生產(chǎn)的被墊相比具有不易受潮、不易變質(zhì)、基本無異昧、不易霉變、軟硬適中、彈性好、耐用使用壽命長等特點。但是為了進一步給聚酯纖維被墊賦予更多的功能,例如保健、抗菌等性能,需要對現(xiàn)有的聚酯纖維進行進一步地改性以實現(xiàn)這些功能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明公開了一種由納米鍺礦石、納米銀與聚酯纖維復(fù)合得到的功能復(fù)合纖維,并以其為材料制造具有抗菌、保健、防老化作用的多功能聚酯纖維被墊。本發(fā)明的技術(shù)方案包括聚酯纖維原料母粒和聚酯纖維的制備方法,以及利用聚酯纖維制得的多功能聚酯被墊。聚酯纖維原料母粒的制備方法是:將初級原料經(jīng)熔融擠出、切粒、干燥得到原料母粒,所述原料母粒是由下述重量配比的初級原料制成:納米鍺礦石5~10、納米銀5~10、偶聯(lián)劑1~3、潤滑劑1~3、分散劑1~3、聚酯切片載體71~87;其中:所述納米鍺礦石的粒徑為75~150nm;所述納米銀為粒徑為50~100nm的納米銀膠粒;所述潤滑劑為八異丁基籠狀倍半硅氧烷與白油的混合物,當八異丁基籠狀倍半硅氧烷與白油的重量比為(0.1~1)∶100時效果更好;所述聚酯切片載體為有機二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯材料;所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或多種;所述分散劑為十六烷基三甲基溴化銨。本發(fā)明技術(shù)方案的第二個目的是介紹聚酯纖維制備方法,該方法包括:(1)將制得的原料母粒與聚酯切片載體按1∶(5~35)的重量份配比,進行清洗、混合、剪碎、干燥;(2)將步驟(1)中干燥后的原料放入螺桿擠壓機里進行擠壓、熔融,形成可紡絲的熔體,其中:螺桿擠壓機中一區(qū)至六區(qū)的溫度分別為:一區(qū)298±1℃、二區(qū)294±1℃、三區(qū)290±1℃、四區(qū)286±1℃、五區(qū)284±1℃、六區(qū)282±1℃。將制備好的熔體先經(jīng)過法蘭區(qū),法蘭區(qū)的溫度控制在270±1℃,再經(jīng)過濾器進行過濾,過濾過程中的溫度控制在276±1℃,過濾采用兩層過濾網(wǎng)過濾,兩層過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔分別為80目和50目,過濾后的熔體經(jīng)過彎管進入保溫箱體中,彎管的溫度控制在278±1℃,保溫箱體的溫度控制在262±1℃;(3)保溫箱內(nèi)的熔體經(jīng)計量泵計量后從噴絲板中噴出,計量泵的轉(zhuǎn)速為20~40r/min;(4)采用環(huán)吹風(fēng)急驟冷卻的方式對熔體進行冷卻,風(fēng)壓控制在620~720Pa,風(fēng)溫控制在18~22℃;(5)將冷卻后的熔體進行牽引,牽引的速度為900~1000m/min,同時進行紡絲、落筒、集束、牽伸、卷曲、于100~120℃之間進行熱定型、干燥、切斷即得成品多功能聚酯纖維。本發(fā)明最終目的是將得到的多功能聚酯纖維制成一種聚酯纖維被墊,所述被墊是由墊芯層、行縫線、表面定型膠層和面料層組成的,將所得含有納米鍺、納米銀的聚酯纖維做成墊芯層和行縫線,墊芯層作為里層,行縫線從橫向和縱向兩個方向行縫在墊芯層的外表面;所述表面定型膠層黏在聚酯纖維層和聚酯纖維行縫線的外表面;所述面料層為無紡布面料層,包裹在最外面,為外層。其中,八異丁基籠狀倍半硅氧烷的分子式為C32H72O12Si8,CAS號為221326-46-1,密度0.63g/mL,溶解溫度263℃,易溶于低極性有機溶劑如四氫呋喃、二氯甲烷、己烷中,在乙腈、丙酮、甲醇等強極性溶劑中溶解度較差,是一種形狀類似于球形的有機無機雜化分子,不僅與聚酯纖維、聚酯切片載體、納米鍺礦石及納米銀無機填料具有較好的相容性,而且其分子具有非常好的潤滑性。因此,通過添加微量的八異丁基籠狀倍半硅氧烷,可以輔助增強分散劑對無機納米填料的分散作用,從而使硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯、鈦酸酯等偶聯(lián)劑更有效、更充分地在聚酯纖維本體與納米鍺礦石、納米銀的有機-無機界面形成鍵合,促進界面融合,從而增強無機填料在聚酯纖維本體中的分散性和穩(wěn)定性。另外,在經(jīng)過聚酯纖維原料母粒、聚酯纖維以及多功能聚酯纖維被墊的多道生產(chǎn)工序后,八異丁基籠狀倍半硅氧烷仍可留存于聚酯纖維體中繼續(xù)發(fā)揮作用,從而使本法生產(chǎn)得到的被墊表面更加柔軟光滑,能夠帶來更好的使用體驗。由于納米銀具有較高的催化能力,高氧化態(tài)銀的還原電勢極高,足以使周圍空間產(chǎn)生原子氧,原子氧具有強氧化性可以滅菌;銀離子與細菌體中的蛋白酶具有很高的親和性,能夠迅速與其結(jié)合在一起,使蛋白酶喪失潔性,致使細菌死亡。當細菌死亡后,銀離子又由細菌尸體中游離出來,基本無消耗并且可以再與其它菌體接觸,周而復(fù)始的進行上述過程,從而保證了持久的抗菌、抑菌能力。納米鍺礦石中含有人體所需的硒、鋅、鎳、鈷、錳、鎂、鈣等30多種對人體有益的微量元素,這些元素散發(fā)的啟動波和人體細胞的啟動波是同一種波動狀態(tài),人體細胞會隨著從鍺礦石中散發(fā)出的波動產(chǎn)生共鳴和共振,從而使人體細胞變得更具活力。此外,納米鍺礦石還能促進血液循環(huán)、增強新陳代謝,促進體內(nèi)的廢物排出。...