一种抗菌聚乳酸弹性纤维及其制备方法与流程

1.本发明涉及纤维生产领域，特别涉及一种抗菌聚乳酸弹性纤维及其制备方法。


背景技术：

2.目前的纤维形式除了传统的棉麻纤维之外，大多数都是化工纤维，多数纤维难以降解，经过数百年而不腐，并且演变为小颗粒造成土壤和水源的污染，所以具有良好环保功能的纤维面料则具有广泛的需求。
3.现有公开号为cn102046861b的中国专利，其公开了由热塑性组合物形成的生物可降解纤维，所述热塑性组合物包含聚乳酸、增塑剂和增容剂。所述增容剂包括聚合物和非极性组分，所述聚合物由与增塑剂相容的极性化合物改性，所述非极性组分由与聚乳酸相容的聚合物骨架提供。
4.上述专利中生产中的纤维具有容易降解的能力的优点，但是其依旧存在着一些缺点，如：其单一只是一根纤维，不具有多根纤维捻成的纤维的综合力学性能，且上述的纤维具有抑菌性差的缺点。


技术实现要素：

5.针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种抗菌聚乳酸弹性纤维及其制备方法，以解决背景技术中提到的问题。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种抗菌聚乳酸弹性纤维，包括螺旋混捻的三股子线，三股子线分别包括结构加强线、棉线和麻线。
8.较佳的，所述结构加强线为聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒混挤仿丝线。
9.本发明还公开了一种抗菌聚乳酸弹性纤维上的制备方法，包括以下步骤：
10.s1、制备聚乳酸切片：由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸，再脱水聚合而成的生物质材料，得到聚乳酸切片；
11.s2、制备聚乳酸母粒：将聚乳酸切片放在80℃-90℃的真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，匀速放入在氮气保护下的双螺杆挤出机中，其中聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末质量分数分别为80％和20％，将聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末的共混物通过挤出机水平安装的出口模形成条状熔融物，经水浴冷却，通过一个干燥段，用强制通风吹除水分，然后将条料送至造粒机，制成聚乳酸母粒；
12.s3、熔融纺丝：将聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒放入80℃-85℃真空干燥箱中干燥4h，使共混切片含水量降低至0.005％，然后进行熔融纺丝，其中熔体纺丝加工参数如下：喷丝板孔数30-66；喷丝板孔径0.25-0.65mm；泵供量34-42cm3/min；纺丝速度1000-1200r/min；冷却条件为侧吹风，冷却温度为12-25℃；
13.s4、后处理：纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸；之后对初生纤维上油、网络后卷绕成筒；之后将卷绕丝经过拉伸热定型
制得结构加强线；
14.s5、混捻：将处理后的结构加强线、棉线和麻线捻成一股线，得到抗菌聚乳酸弹性纤维线。
15.较佳的，所述s2中在制备聚乳酸母粒时，将聚乳酸切片放在真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，之后将混合后的颗粒中加入占据乳酸母粒质量15-20％的聚乙烯琥珀酸酯颗粒，并混合均匀，之后再用双螺杆挤出机挤出。
16.较佳的，所述s2中双螺杆挤出机的挤出温度为130-160℃，在挤出之后采用的水浴为质量分数为1-2％的盐水，水浴的温度为20-30℃。
17.较佳的，所述s1中，在由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸的过程中，采用的菌种包括酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉。
18.较佳的，所述s4中，纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸，在牵伸的过程中，对纤维进行加热，控制加热温度为50-60℃。
19.较佳的，所述s4中，在对初生纤维上油的过程中，采用的油为蓖麻油，在对卷绕丝进行拉伸热定型时，控制拉力为200-300n，热定型温度为65-75℃。
20.较佳的，所述s3中，将聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒放入82℃真空干燥箱中干燥4h，使共混切片含水量降低至0.005％，然后进行熔融纺丝，其中熔体纺丝加工参数如下：喷丝板孔数38；喷丝板孔径0.3mm；泵供量40cm3/min；纺丝速度1100r/min；冷却条件为侧吹风，冷却温度为18℃。
21.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
22.本抗菌聚乳酸弹性纤维制造的纤维具有不易变色、抗菌效果好的优点，具有稳定、安全、长效抗菌、广谱抗菌、耐热性能好等优点，可经受高温同时制品的力学性能得以增强，更有利于抗菌材料和产品的加工和使用，且具有良好的弹性和使用寿命。
附图说明
23.图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.参考图1，一种抗菌聚乳酸弹性纤维，包括螺旋混捻的三股子线，三股子线分别包括结构加强线、棉线和麻线。
27.其中，所述结构加强线为聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒混挤仿丝线。
28.本实施例还公开了一种抗菌聚乳酸弹性纤维上的制备方法，包括以下步骤：
29.s1、制备聚乳酸切片：由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸，再脱水聚合而成的生物质材料，得到聚乳酸切片；
30.s2、制备聚乳酸母粒：将聚乳酸切片放在80℃的真空干燥箱中干燥4h，然后与载银
磷酸锆粉末均匀混合，匀速放入在氮气保护下的双螺杆挤出机中，其中聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末质量分数分别为80％和20％，将聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末的共混物通过挤出机水平安装的出口模形成条状熔融物，经水浴冷却，通过一个干燥段，用强制通风吹除水分，然后将条料送至造粒机，制成聚乳酸母粒；
31.s3、熔融纺丝：将聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒放入80℃真空干燥箱中干燥4h，使共混切片含水量降低至0.005％，然后进行熔融纺丝，其中熔体纺丝加工参数如下：喷丝板孔数30；喷丝板孔径0.25mm；泵供量34cm3/min；纺丝速度1000r/min；冷却条件为侧吹风，冷却温度为12℃；
32.s4、后处理：纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸；之后对初生纤维上油、网络后卷绕成筒；之后将卷绕丝经过拉伸热定型制得结构加强线；
33.s5、混捻：将处理后的结构加强线、棉线和麻线捻成一股线，得到抗菌聚乳酸弹性纤维线。
34.其中，所述s2中在制备聚乳酸母粒时，将聚乳酸切片放在真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，之后将混合后的颗粒中加入占据乳酸母粒质量15-20％的聚乙烯琥珀酸酯颗粒，并混合均匀，之后再用双螺杆挤出机挤出。
35.其中，所述s2中双螺杆挤出机的挤出温度为130℃，在挤出之后采用的水浴为质量分数为1％的盐水，水浴的温度为20℃。
36.其中，所述s1中，在由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸的过程中，采用的菌种包括酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉。
37.其中，所述s4中，纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸，在牵伸的过程中，对纤维进行加热，控制加热温度为50℃。
38.其中，所述s4中，在对初生纤维上油的过程中，采用的油为蓖麻油，在对卷绕丝进行拉伸热定型时，控制拉力为200n，热定型温度为65℃。
39.其中，本抗菌聚乳酸弹性纤维制造的纤维具有不易变色、抗菌效果好的优点，具有稳定、安全、长效抗菌、广谱抗菌、耐热性能好等优点，可经受高温同时制品的力学性能得以增强，更有利于抗菌材料和产品的加工和使用，且具有良好的弹性和使用寿命。
40.实施例2
41.参考图1，一种抗菌聚乳酸弹性纤维上的制备方法，包括以下步骤：
42.s1、制备聚乳酸切片：由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸，再脱水聚合而成的生物质材料，得到聚乳酸切片；
43.s2、制备聚乳酸母粒：将聚乳酸切片放在90℃的真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，匀速放入在氮气保护下的双螺杆挤出机中，其中聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末质量分数分别为80％和20％，将聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末的共混物通过挤出机水平安装的出口模形成条状熔融物，经水浴冷却，通过一个干燥段，用强制通风吹除水分，然后将条料送至造粒机，制成聚乳酸母粒；
44.s3、熔融纺丝：将聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒放入85℃真空干燥箱中干燥4h，使共混切片含水量降低至0.005％，然后进行熔融纺丝，其中熔体纺丝加工参数如下：喷丝板孔数66；喷丝板孔径0.65mm；泵供量42cm3/min；纺丝速度1200r/min；冷却条件为侧吹风，
冷却温度为25℃；
45.s4、后处理：纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸；之后对初生纤维上油、网络后卷绕成筒；之后将卷绕丝经过拉伸热定型制得结构加强线；
46.s5、混捻：将处理后的结构加强线、棉线和麻线捻成一股线，得到抗菌聚乳酸弹性纤维线。
47.其中，所述s2中在制备聚乳酸母粒时，将聚乳酸切片放在真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，之后将混合后的颗粒中加入占据乳酸母粒质量20％的聚乙烯琥珀酸酯颗粒，并混合均匀，之后再用双螺杆挤出机挤出。
48.其中，所述s2中双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，在挤出之后采用的水浴为质量分数为2％的盐水，水浴的温度为30℃。
49.其中，所述s1中，在由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸的过程中，采用的菌种包括酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉。
50.其中，所述s4中，纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸，在牵伸的过程中，对纤维进行加热，控制加热温度为60℃。
51.其中，所述s4中，在对初生纤维上油的过程中，采用的油为蓖麻油，在对卷绕丝进行拉伸热定型时，控制拉力为300n，热定型温度为75℃。
52.其中，本抗菌聚乳酸弹性纤维制造的纤维具有不易变色、抗菌效果好的优点，具有稳定、安全、长效抗菌、广谱抗菌、耐热性能好等优点，可经受高温同时制品的力学性能得以增强，更有利于抗菌材料和产品的加工和使用，且具有良好的弹性和使用寿命。
53.实施例3
54.参考图1，一种抗菌聚乳酸弹性纤维上的制备方法，包括以下步骤：
55.s1、制备聚乳酸切片：由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸，再脱水聚合而成的生物质材料，得到聚乳酸切片；
56.s2、制备聚乳酸母粒：将聚乳酸切片放在85℃的真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，匀速放入在氮气保护下的双螺杆挤出机中，其中聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末质量分数分别为80％和20％，将聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末的共混物通过挤出机水平安装的出口模形成条状熔融物，经水浴冷却，通过一个干燥段，用强制通风吹除水分，然后将条料送至造粒机，制成聚乳酸母粒；
57.s3、熔融纺丝：将聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒放入83℃真空干燥箱中干燥4h，使共混切片含水量降低至0.005％，然后进行熔融纺丝，其中熔体纺丝加工参数如下：喷丝板孔数42；喷丝板孔径0.4mm；泵供量38cm3/min；纺丝速度1100r/min；冷却条件为侧吹风，冷却温度为20℃；
58.s4、后处理：纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸；之后对初生纤维上油、网络后卷绕成筒；之后将卷绕丝经过拉伸热定型制得结构加强线；
59.s5、混捻：将处理后的结构加强线、棉线和麻线捻成一股线，得到抗菌聚乳酸弹性纤维线。
60.其中，所述s2中在制备聚乳酸母粒时，将聚乳酸切片放在真空干燥箱中干燥4h，然
后与载银磷酸锆粉末均匀混合，之后将混合后的颗粒中加入占据乳酸母粒质量15-20％的聚乙烯琥珀酸酯颗粒，并混合均匀，之后再用双螺杆挤出机挤出。
61.其中，所述s2中双螺杆挤出机的挤出温度为140℃，在挤出之后采用的水浴为质量分数为1％的盐水，水浴的温度为25℃。
62.其中，所述s1中，在由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸的过程中，采用的菌种包括酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉。
63.其中，所述s4中，纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸，在牵伸的过程中，对纤维进行加热，控制加热温度为55℃。
64.其中，所述s4中，在对初生纤维上油的过程中，采用的油为蓖麻油，在对卷绕丝进行拉伸热定型时，控制拉力为220n，热定型温度为68℃。
65.其中，本抗菌聚乳酸弹性纤维制造的纤维具有不易变色、抗菌效果好的优点，具有稳定、安全、长效抗菌、广谱抗菌、耐热性能好等优点，可经受高温同时制品的力学性能得以增强，更有利于抗菌材料和产品的加工和使用，且具有良好的弹性和使用寿命。
66.实施例4
67.参考图1，一种抗菌聚乳酸弹性纤维上的制备方法，包括以下步骤：
68.s1、制备聚乳酸切片：由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸，再脱水聚合而成的生物质材料，得到聚乳酸切片；
69.s2、制备聚乳酸母粒：将聚乳酸切片放在87℃的真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，匀速放入在氮气保护下的双螺杆挤出机中，其中聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末质量分数分别为80％和20％，将聚乳酸切片与载银磷酸锆粉末的共混物通过挤出机水平安装的出口模形成条状熔融物，经水浴冷却，通过一个干燥段，用强制通风吹除水分，然后将条料送至造粒机，制成聚乳酸母粒；
70.s3、熔融纺丝：将聚乳酸母粒与聚羟基丁酸酯母粒放入82℃真空干燥箱中干燥4h，使共混切片含水量降低至0.005％，然后进行熔融纺丝，其中熔体纺丝加工参数如下：喷丝板孔数52；喷丝板孔径0.52mm；泵供量39cm3/min；纺丝速度1150r/min；冷却条件为侧吹风，冷却温度为20℃；
71.s4、后处理：纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管上,再经过拉伸辊牵伸；之后对初生纤维上油、网络后卷绕成筒；之后将卷绕丝经过拉伸热定型制得结构加强线；
72.s5、混捻：将处理后的结构加强线、棉线和麻线捻成一股线，得到抗菌聚乳酸弹性纤维线。
73.其中，所述s2中在制备聚乳酸母粒时，将聚乳酸切片放在真空干燥箱中干燥4h，然后与载银磷酸锆粉末均匀混合，之后将混合后的颗粒中加入占据乳酸母粒质量15-20％的聚乙烯琥珀酸酯颗粒，并混合均匀，之后再用双螺杆挤出机挤出。
74.其中，所述s2中双螺杆挤出机的挤出温度为140℃，在挤出之后采用的水浴为质量分数为2％的盐水，水浴的温度为25℃。
75.其中，所述s1中，在由淀粉或糖与菌种发酵成乳酸的过程中，采用的菌种包括酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉。
76.其中，所述s4中，纤维在纺丝牵伸过程中,将初生纤维经过导丝盘导丝到卷绕筒管
上,再经过拉伸辊牵伸，在牵伸的过程中，对纤维进行加热，控制加热温度为50-60℃。
77.其中，所述s4中，在对初生纤维上油的过程中，采用的油为蓖麻油，在对卷绕丝进行拉伸热定型时，控制拉力为220n，热定型温度为68℃。
78.其中，本抗菌聚乳酸弹性纤维制造的纤维具有不易变色、抗菌效果好的优点，具有稳定、安全、长效抗菌、广谱抗菌、耐热性能好等优点，可经受高温同时制品的力学性能得以增强，更有利于抗菌材料和产品的加工和使用，且具有良好的弹性和使用寿命。
79.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。