一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备方法及设备
技术领域
1.本发明涉及纺丝技术领域，具体为一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备方法及设备。


背景技术：

2.乙酸纤维和锦纶纤维等合成纤维织物在相对的温度湿度条件下容易繁殖各种微生物，导致织物产生变色，产生霉菌，臭气等问题，随着生活水平的提高和科学技术的进步，抑菌纤维得到了很大的发展，当前社会抑菌纤维已经在生活的方方面面中得到了普及，形成了每年百亿规模的销售规模，市场需求迅速增长。
3.目前，用于制备抑菌纤维和织物的物理改性方法主要包括以下两种：
4.一是涂层法：用抑菌剂溶液或其他可挥发性载基在后处理工序浸渍按压处理纤维或织物，当通过高温干燥或其他注入烧结等方法进行蒸发时，不溶性或轻微可溶性的抑菌剂层会沉淀在织物上，从而获得相应的抑菌性能，或使用含有ag离子或其他银系抑菌剂完成纤维或织物表面涂覆形成金属涂层。但是这种表面处理方法容易因冲洗失去抑菌效果。且随着涂层的增厚会进一步降低后道服装的舒适性和透气性。
5.二是共聚法：是在纤维聚合阶段或纺织熔体输送过程中添加抑菌剂直接纺丝抑或是制备功能性纺丝切片，由于抑菌剂均匀分散在纤维中，可以慢慢渗透到织物外侧，过程更简单，面料舒适度不受影响，与涂层法技术相比，抑菌效果好，稳定性高。然而这种方法对于制造高质量的异形超细聚酯纤维在技术上还是非常困难，对工艺技术的要求很高，分散在纤维中的ag离子或ag元素随着使用年限的增加仍然会缓慢分解丢失，且ag离子和ag的单质由于光氧化作用会导致织物发生颜色变化，这种方法适用于以聚酯或聚丙烯等不具有反应性侧链的纤维为主的纤维。
6.传统的聚酯纤维的高分子链缺乏极性基，高分子链排列紧密，且因截面是圆形的，吸湿速度一般为0.4％，纤维的吸湿性和排汗性能差直接导致穿着舒适性差，银质抑菌剂在纤维熔纺过程中容易产生聚集，特别是在异形超细聚酯纤维的制备中，影响纤维成型，如目前广泛使用20-60nm沸石、磷酸氢锆或硅氧化合物的银锌复合抑菌剂制得粉体，但是容易因抑菌性粉末的分散性不可控直接影响纤维的可纺性。
7.另外，由于吹风冷却装置的风速、风量、风温均匀性和一致性以及稳定性对纺丝纤维的质量、纤度、可牵伸性能和伸长率等都会产生相应的影响，因而吹风冷却的风越均匀、越一致且稳定，对熔体丝条的冷却效果越好，越能得到均匀一致的卷绕丝束，原丝质量越好，越利于后纺牵伸的生产，最终越能得到高品质的产品
8.但是现有的纺丝设备环吹风冷却装置的周向风速仍存在不均匀，因为由进风管引入风道内的空气会出现靠近进风管处的风速与远离进风管处风速不一致的情形，而这种风速不一致的情形又无法通过环形的预整流板改变，于是影响丝条的整体一致的冷却效果，因为风速高、风量大和风温低，熔体状的丝条的冷却速度相对快，处于风速低、风量小和风温相对高的区域的熔体丝条被拉断而形成断头丝的几率增高。


技术实现要素：

9.(一)解决的技术问题
10.针对现有技术的不足，本发明提供了一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备方法及设备，解决了传统的纺丝中银质抑菌剂在纤维熔纺过程中容易产生聚集，特别是在异形超细聚酯纤维的制备中，影响纤维成型，容易因抑菌性粉末的分散性不可控直接影响纤维的可纺性的问题，以及纺丝过程中冷却不均匀导致的熔体丝条被拉断而形成断头丝的几率增高问题。
11.(二)技术方案
12.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备设备，包括纺丝柜；固定连接在所述纺丝柜上壁的进料柜，所述进料柜内侧下壁从左到右依次固定连接有抑菌母粒制备组件、混合进料组件以及计量泵，所述计量泵入口端与混合进料组件之间固定连接有第二静态混合器；呈左右设置在所述纺丝柜内侧上壁的冷却柜、纺丝箱，所述纺丝箱入口端通过管道与计量泵出口端固定连接，所述纺丝箱下壁设置有用于对纺丝进行风冷的冷却组件；设置在冷却柜内部用于对冷却组件产生冷却效果的冷却发生装置；自上而下设置在所述纺丝箱内部的过滤网、喷丝板，所述喷丝板内壁设置有多组喷丝孔；呈上下设置在所述纺丝柜内侧后壁且位于冷却组件下方的上油轮、预网络器以及第一gr导轮；转动连接在纺丝柜内侧后壁且位于预网络器左侧的第二gr导轮；固定连接在纺丝柜内侧后壁且位于第二gr导轮左侧的主网络器以及卷绕机。
13.优选的，所述抑菌母粒制备组件包括搅拌桶、第一静态混合器以及第一螺杆挤出机，所述搅拌桶以及第一螺杆挤出机均固定连接在进料柜内侧下壁，所述第一静态混合器固定连接在第一螺杆挤出机进口端与搅拌桶出口端之间。
14.优选的，所述混合进料组件包括混料筒、第二螺杆挤出机，所述第二螺杆挤出机固定连接在进料柜内侧下壁，所述第二螺杆挤出机出口端与第二静态混合器远离计量泵的一端固定连接，所述混料筒固定连接在第二螺杆挤出机进口端，所述混料筒上设置有两组进口端，所述混料筒其中一组进口端通过管道与第一螺杆挤出机出口端固定连接。
15.优选的，所述冷却组件包括冷却腔外壳、冷却腔内壳以及吸风罩，所述冷却腔外壳固定连接在纺丝箱下壁，所述冷却腔内壳固定连接在冷却腔外壳内侧壁，所述冷却腔内壳与冷却腔外壳之间还固定连接有匀风网，所述冷却腔内壳侧壁设置有多组吹风孔，多组所述吹风孔均呈朝冷却腔内壳中心一端向下倾斜的设置。
16.优选的，所述吸风罩固定连接在冷却腔外壳下壁，所述吸风罩内侧壁固定连接有挡风板。
17.优选的，所述冷却发生装置包括空压机、储气罐、抽风机以及第一气体分配器、第二气体分配器，所述空压机、储气罐以及抽风机从左到有依次固定连接在冷却柜内侧下壁，所述第一气体分配器、第二气体分配器呈上下分布固定连接在冷却柜内侧右壁，所述空压机、储气罐、第一气体分配器之间通过管道固定连接，所述抽风机与第二气体分配器之间通过管道固定连接，所述第一气体分配器、第二气体分配器远离储气罐、抽风机的一端均设置有多组出口，所述第一气体分配器、第二气体分配器远离储气罐、抽风机的一端分别通过多组管道与冷却腔外壳、吸风罩固定连接。
18.优选的，多组所述喷丝孔呈圆周阵列等分状设置在喷丝板内壁，多组所述喷丝孔
截面形状可以是三叶形、四叶形、十字形或五叶形中任一种。
19.一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
20.s1、将抑菌母料原料投入搅拌桶混合搅拌均匀，再将分散剂、聚酯载基投入搅拌桶共混40分钟，经第一静态混合器送入第一螺杆挤出机混合挤出，制得抑菌母粒；
21.s2、将20％的抑菌母粒和80％聚酯切片经混料筒进入第二螺杆挤出机共混熔融后挤出，熔体经第二静态混合器充分混合后由计量泵准确计量送到纺丝箱，通过喷丝孔挤出喷丝板，形成熔体细流；
22.s3、空压机产生冷却风经过储气罐恒压，再经过第一气体分配器进行均匀分配，通过多组管道输入冷却腔外壳，经过匀风网再次恒压后通过冷却腔内壳内壁的吹风孔吹出，熔体细流经吹风冷却固化而成为初生纤维，冷却风顺着初生纤维向下流动，经过挡风板，吸风罩外壁多组管道通过抽风机和第二气体分配器形成负压，将经过挡风板附近经过热交换的风抽走；
23.s4、初生纤维冷却固化后经上油轮上油，完成上油后，丝束经过预网络器、第一gr导轮、第二gr导轮以及主网络器，最终由卷绕机卷绕成poy丝饼。
24.优选的，所述抑菌母料原料配比为：银基无机抑菌剂21％，抗光氧化剂0.1％，分散剂1％，聚酯载基77.9％。
25.优选的，所述第一螺杆挤出机工作时螺杆温度为250～268℃。
26.优选的，所述银基无机抑菌剂是一种通过无机盐离子交换银粒子的功能性粉末，具体为银基无机抑菌剂在纳米过氧化物或磷酸氢锆或纳米硅藻土中携带，所述银基无机抑菌剂的平均粒径为10nm，所述分散剂是由pe制成的粉体，所述抗光氧化剂为2-(乙酰基硫醇)乙酰胺类化合物，化学式是c4h7no2s。
27.优选的，所述第二螺杆挤出机挤出温度为：一区238～245℃，二区250～258℃，三区265～270℃，四区273～280℃，五区272～275℃，六区265～270℃，所述第二螺杆挤出机螺杆压力为80～90kg/cm2。
28.优选的，所述冷却风相对湿度为85～95％，风速0.7～0.85m/s。
29.优选的，所述上油轮上油浓度为18％，所述上油轮转速为4～6rpm。
30.(三)有益效果
31.本发明提供了一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备方法及设备。具备以下有益效果：
32.1、通过银单质与无机盐的离子交换作用，无机银盐被用作纳米银基抑菌剂，使得银的释放缓慢，释放速率稳定且长期有效，此外，本发明所使用的纳米无机盐能在可见光和紫外光下对病毒进行杀菌，并能通过光催化作用完全分解去除细菌和病毒的残留，具有很高的耐水性和持久的杀菌效果。
33.2、该方法制得的纤维具有各种功能，如抗菌、超细、异形等，由超细纤维的毛细管效应和异形纤维自然产生的沟槽可以通过毛细管负压将身上的汗液排出体表，具有吸湿和排汗的优点，具有干燥、舒适、抑菌性等特点。
34.3、用于该方法制造的产品的纳米抗菌剂具有耐热性高的特点，在处理过程中使用抗光氧化剂防止银单质氧化变色，可以确保抗菌纤维不会变色。
35.4、经该方法纺制的单丝纤度≤0.5dtex，在35℃时，单根纤维的伸长率30％，断裂
强度2.5～3.8cn/dtex，沸水收缩率8％，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乙型肝炎病毒、口蹄疫、炭疽病等细菌和病毒的杀灭率均在99.9％以上，无毒副作用，杀菌率高，可在室温下清洗，可用于袜子、内衣、保健服、童装、床上用品等终端产品。
36.5、空压机产生的冷却风经过储气罐的恒压处理，再经过第一气体分配器进行均匀分配以及匀风网的再次分配，使得冷却风通过吹风孔吹向熔体时各方向非常均匀，风速一致，进行热交换之后的冷却风迅速被抽风机抽走，增加了冷却效果，大大减少丝束断头的发生。
附图说明
37.图1为本发明整体结构示意图；
38.图2为本发明进料柜内部结构示意图；
39.图3为本发明冷却柜内部结构示意图；
40.图4为本发明纺丝箱内部结构剖视图；
41.图5为本发明喷丝板结构俯视图；
42.图6为本发明图5中a处的局部放大图；
43.图7为本发明冷却腔外壳内部结构剖视图；
44.图8为本发明图7中b处的局部放大图；
45.图9为本发明吸风罩内部结构剖视图；
46.图10为本发明第一气体分配器结构俯视图。
47.其中，1、纺丝柜；2、进料柜；3、冷却柜；4、搅拌桶；5、第一静态混合器；6、第一螺杆挤出机；7、混料筒；8、第二螺杆挤出机；9、第二静态混合器；10、计量泵；11、纺丝箱；12、空压机；13、储气罐；14、抽风机；15、第一气体分配器；16、第二气体分配器；17、冷却腔外壳；18、匀风网；19、冷却腔内壳；20、吹风孔；21、吸风罩；22、上油轮；23、预网络器；24、第一gr导轮；25、第二gr导轮；26、主网络器；27、卷绕机；28、过滤网；29、喷丝板；30、喷丝孔；31、挡风板。
具体实施方式
48.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。
49.实施例：
50.如图1到图10所示，本发明实施例提供一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备设备，包括纺丝柜1；固定连接在纺丝柜1上壁的进料柜2，进料柜2内侧下壁从左到右依次固定连接有抑菌母粒制备组件、混合进料组件以及计量泵10，计量泵10入口端与混合进料组件之间固定连接有第二静态混合器9；呈左右设置在纺丝柜1内侧上壁的冷却柜3、纺丝箱11，冷却柜3前后壁均设置有用于通风的通风口，纺丝箱11入口端通过管道与计量泵10出口端固定连接，纺丝箱11下壁设置有用于对纺丝进行风冷的冷却组件；设置在冷却柜3内部用于对冷却组件产生冷却效果的冷却发生装置；自上而下设置在纺丝箱11内部的过滤网28、喷丝板29，喷丝板29内壁设置有多组喷丝孔30，多组喷丝孔30呈圆周阵列等分状设置在喷丝
板29内壁，多组喷丝孔30截面形状可以是三叶形、四叶形、十字形或五叶形中任一种；呈上下设置在纺丝柜1内侧后壁且位于冷却组件下方的上油轮22、预网络器23以及第一gr导轮24；转动连接在纺丝柜1内侧后壁且位于预网络器23左侧的第二gr导轮25；固定连接在纺丝柜1内侧后壁且位于第二gr导轮25左侧的主网络器26以及卷绕机27。
51.抑菌母粒制备组件包括搅拌桶4、第一静态混合器5以及第一螺杆挤出机6，搅拌桶4以及第一螺杆挤出机6均固定连接在进料柜2内侧下壁，第一静态混合器5固定连接在第一螺杆挤出机6进口端与搅拌桶4出口端之间，搅拌桶4用于搅拌制成抑菌母粒的多种原料。
52.混合进料组件包括混料筒7、第二螺杆挤出机8，第二螺杆挤出机8固定连接在进料柜2内侧下壁，第二螺杆挤出机8出口端与第二静态混合器9远离计量泵10的一端固定连接，混料筒7固定连接在第二螺杆挤出机8进口端，混料筒7上设置有两组进口端，混料筒7其中一组进口端通过管道与第一螺杆挤出机6出口端固定连接，抑菌母粒和聚酯切片在混料筒7中混合，再由第二螺杆挤出机8混合熔融挤出。
53.冷却组件包括冷却腔外壳17、冷却腔内壳19以及吸风罩21，冷却腔外壳17固定连接在纺丝箱11下壁，冷却腔内壳19固定连接在冷却腔外壳17内侧壁，冷却腔内壳19与冷却腔外壳17之间还固定连接有匀风网18，冷却腔内壳19侧壁设置有多组吹风孔20，多组吹风孔20均呈朝冷却腔内壳19中心一端向下倾斜的设置，吸风罩21固定连接在冷却腔外壳17下壁，吸风罩21内侧壁固定连接有挡风板31，冷却风从管道进入冷却腔外壳17，通过匀风网18再次匀风，再通过冷却腔内壳19内壁的吹风孔20吹向熔体，风压、风速非常均匀。
54.冷却发生装置包括空压机12、储气罐13、抽风机14以及第一气体分配器15、第二气体分配器16，空压机12、储气罐13以及抽风机14从左到有依次固定连接在冷却柜3内侧下壁，第一气体分配器15、第二气体分配器16呈上下分布固定连接在冷却柜3内侧右壁，空压机12、储气罐13、第一气体分配器15之间通过管道固定连接，抽风机14与第二气体分配器16之间通过管道固定连接，第一气体分配器15、第二气体分配器16远离储气罐13、抽风机14的一端均设置有多组出口，第一气体分配器15、第二气体分配器16远离储气罐13、抽风机14的一端分别通过多组管道与冷却腔外壳17、吸风罩21固定连接。
55.一种抑菌性异形超细聚酯poy丝的制备方法，制备方法包括如下步骤：
56.s1、将抑菌母料原料投入搅拌桶4混合搅拌均匀，再将分散剂、聚酯载基投入搅拌桶4共混40分钟，经第一静态混合器5送入第一螺杆挤出机6混合挤出，制得抑菌母粒，第一螺杆挤出机6工作时螺杆温度为250～268℃；
57.s2、将20％的抑菌母粒和80％聚酯切片经混料筒7进入第二螺杆挤出机8共混熔融后挤出，第二螺杆挤出机8挤出温度为：一区238～245℃，二区250～258℃，三区265～270℃，四区273～280℃，五区272～275℃，六区265～270℃，第二螺杆挤出机8螺杆压力为80～90kg/cm2，熔体经第二静态混合器9充分混合后由计量泵10准确计量送到纺丝箱11，通过喷丝孔30挤出喷丝板29，形成熔体细流；
58.s3、空压机12产生冷却风经过储气罐13恒压，再经过第一气体分配器15进行均匀分配，通过多组管道输入冷却腔外壳17，经过匀风网18再次恒压后通过冷却腔内壳19内壁的吹风孔20吹出，冷却风相对湿度为85～95％，风速0.7～0.85m/s，熔体细流经吹风冷却固化而成为初生纤维，冷却风顺着初生纤维向下流动，经过挡风板31，吸风罩21外壁多组管道通过抽风机14和第二气体分配器16形成负压，将经过挡风板31附近经过热交换的风抽走；
59.s4、初生纤维冷却固化后经上油轮22上油，上油轮22上油浓度为18％，上油轮22转速为4～6rpm，完成上油后，丝束经过预网络器23、第一gr导轮24、第二gr导轮25以及主网络器26，最终由卷绕机27卷绕成poy丝饼。
60.抑菌母料原料配比为：银基无机抑菌剂21％，抗光氧化剂0.1％，分散剂1％，聚酯载基77.9％。
61.银基无机抑菌剂是一种通过无机盐离子交换银粒子的功能性粉末，具体为银基无机抑菌剂在纳米过氧化物或磷酸氢锆或纳米硅藻土中携带，银基无机抑菌剂的平均粒径为10nm，分散剂是由pe制成的粉体，抗光氧化剂为2-乙酰基硫醇乙酰胺类化合物，化学式是c4h7no2s。
62.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。