CN102220655B

CN102220655B - 防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN102220655B
Application number: CN 201110102968
Authority: CN
Inventors: 王朝生; 王华平; 张玉梅; 江振林; 刘佳林; 王琼
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: CN102220655A

Abstract

本发明涉及一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维及其制备方法，该聚酯纤维原料按重量百分比包括：负载BaSO₄的活性碳0.1～10％，纳米级银系抗菌剂0.1～3％，远红外线发射剂0.1～3％，其余为纤维切片。本发明的聚酯纤维柔软、质轻，具有防辐射、负离子和远红外发射等保健功能，应用前景广阔；本发明的聚酯纤维的制备方法简单，成本较低，对设备要求低，适合大规模生产。

Description

防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于聚酯纤维及其制备领域，特别涉及一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

辐射已被世界卫生组织列为继水源、大气、噪音之后的第四大环境污染源，成为危害人类健康的隐形“杀手”，防护辐射已成为当务之急。防辐射材料已成为当今材料学科的一大课题，随着各种高辐射设备的出现和广泛应用，防辐射材料的研究已引起了人们的普遍关注。而各种医用检测设备中高辐射源的使用也越来越普遍，为了保护医护人员健康，防辐射纤维及其织物也是一种必不可少的材料。

目前对于防辐射纤维大多采用的是质量较重的金属纤维，因而也必然带来质重，柔软性差、舒适性较差，染色性差等众多缺点；同时在兼具防辐射性能的同时，又具有保健功能的纤维尚无人开发，因此开发一种具有防辐射和保健功能的纤维即满足当前防辐射纤维的发展趋势，也符合纤维差别化、多功能化的要求。

活性碳是在2000℃高温条件下对高含量木质纤维进行炭化处理得到，具有高的比表面积，优异的吸附性能，抗菌，抑菌，兼具负离子、远红外发射性能和抗紫外线辐射等性能；在环境废水处理、贵金属提取、空气净化、保健等领域的研究已经取得一定的成果，并应用于工业生产和人们生活各个方面。如中国专利CN200510024952.8(活性碳纤维/纳米银复合医用抗菌材料及其制备方法)、CN02129358.9(利用纳米银与活性碳纤维的结合制作抗菌材料的方法)、CN200810224632.0(一种在活性碳纤维上负载纳米银的方法)利用活性炭的吸附性能负载纳米银，作为抗菌材料。同时中国专利CN200510014991.X报道了一种新型碳纤维吸波复合材料的制备方法，通过碳纤维的掺杂，提高本体纤维的导电性能，使其具有吸波性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维及其制备方法，该聚酯纤维质轻、舒适，具有防负离子和远红外发射等保健功能，应用前景广阔；该纤维的制备方法简单，成本较低，对设备要求低，适合大规模生产。

本发明的一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维，其原料按重量百分比包括：

所述的负载BaSO₄的活性碳的粒径为10～500nm。

所述的纤维切片为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)切片、PTT(聚对苯二甲酸丙二酯)切片中的一种或两种的混合切片。

所述的纳米级银系抗菌剂购自上海润河纳米材料科技有限公司，其主要成分为一种以磷酸锆为载体，银为活性组分的高效、安全和耐热的广谱性抗菌剂，产品外观为粒度均匀的白色超细粉末。

远红外线发射剂购自杭州万景新材料开发有限公司，其主要成分为多种无机粉体复配而成，能发射几种波长为8-15微米的远红外线，其法向光谱的辐射力达到85％以上。

本发明的一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维的制备方法，包括：

将远红外线发射剂、纳米级银系抗菌剂、负载BaSO₄的活性碳和纤维切片进行熔融纺丝，即得防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维，其中远红外线发射剂的重量百分比为0.1～3％，纳米级银系抗菌剂的重量百分比为0.1～3％，负载BaSO₄的活性碳的重量百分比为0.1～10％，其余为纤维切片；纺丝工艺条件为：纺丝温度270～300℃，纺速900～1600m/min，侧吹风温度26～28℃，送风相对湿度70～80％，风速0.4～0.5m/s。

所述的负载BaSO₄的活性碳的制备工艺为：先将活性碳酸化，然后将酸化后的活性碳浸入BaCl₂溶液中使其吸附BaCl₂，再浸入到硫酸溶液中0.3～3h，在活性碳的微孔中生成BaSO₄颗粒，即得到负载BaSO₄的活性碳。

所述的活性碳是将竹木、咖啡渣、茶叶渣、椰子果、甘蔗渣中的一种作为原料，在2000℃下高温炭化后，通过研磨制得的。

所述的BaCl₂溶液的浓度为0.05～5mol/L。

所述的酸化后的活性碳与BaCl₂溶液中金属离子的摩尔比为1∶1～1∶5。

所述的硫酸溶液中硫酸的浓度为0.1～5mol/L。

本发明的一种具有防辐射和负离子、远红外发射功能的聚酯纤维采用活性碳的大的比表面积，高效的吸附性能，对Ba(II)进行动态或者静态吸附，使Ba(II)固定在活性碳的微孔及其表面，然后通过酸处理生成对高能射线具有防护功能的BaSO₄，再用负载BaSO₄的活性碳与聚酯进行共混纺丝；解决了目前防辐射纤维中使用金属粉末或者是与金属丝进行纺丝，所带来的纤维柔软性差、舒适性不好、量重、无保健功能等问题。

本发明可用于防辐射服装以及防辐射增强材料，具有柔软性好、质轻、穿着舒适和抗负离子、远红外发射保健功能等特点。

本发明的聚酯纤维由纳米级银系抗菌剂分散到熔体中加工而成，纤维中纳米银与细菌体内的酶蛋白结合后使其失去活性，从而抑制了细菌的再繁殖。本发明的聚酯纤维对金黄葡萄球菌抑菌率99.9％，对大肠杆菌抑菌率99.9％。

与传统的后整理方法相比，本发明的聚酯纤维纤维由于是在纺丝过程中将抗菌剂与纤维基体进行了充分的混合，所以纤维在经多次洗涤后，仍具有良好的抗菌性能，能广谱抗菌，对几百种细菌都能有效抑制。

本发明的聚酯纤维内置先进的纳米技术银离子，能永久防护细菌侵蚀，且对人和环境高安全；经银纶织成的面料可与皮肤直接接触，表现出优秀的耐洗性，银纶面料长期使用期间抗菌效果持续有效；安全卫生保护性：抗菌、除臭、吸味，避免面料因细菌影响而表现出的强度下降、弹性降低、褪色。

有益效果：

(1)本发明的聚酯纤维具有质轻、服用舒适性、防护频带宽等优点，还具有防负离子和远红外发射等保健功能，解决了目前防辐射服装柔软性差、质量重，无保健功能等缺点。

(2)本发明的聚酯纤维应用广泛，可应用于孕妇、儿童以及医院防辐射服装，也可以作为增强材料用于建筑填充材料、核辐射防护材料等，应用前景广阔。

(3)本发明纤维的制备方法简单，成本较低，对设备要求低，适合大规模生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

称取粒径为10-20nm的活性碳500g，投入到5L 0.5mol/L的HCl溶液中，在酸液中浸渍10min，过滤，用2L水清洗，烘干，得酸化后的活性碳；

在10L 0.5mol/L的BaCl₂的溶液中投入500g上述酸化后的活化活性碳，采用静态吸附的方法，在35℃，吸附1.5h后过滤，然后投入到0.5mol/L的H₂SO₄浸渍30min，再过滤，烘干得到负载BaSO₄的活性碳；

一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维，其原料重量百分比为：

所述的纤维切片为PET切片；

按上述比例进行投料，然后进行共混熔融纺丝；纺丝工艺条件为：纺丝温度270℃，纺速900m/min，侧吹风温度26℃，送风相对湿度70％，风速0.4m/s，得到防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维。

实施例2

称取粒径约为200nm的活性碳500g，投入到5L 0.5mol/L的HCl溶液中，在酸液中浸渍10min，过滤，用2L水清洗，烘干，得酸化后的活性碳；

在10L 0.5mol/L的BaCl₂的溶液中投入500g上述酸化后的活性碳，采用动态吸附的方法，在35℃，吸附1.5h后过滤，然后投入到0.1mol/L的H₂SO₄浸渍30min，再过滤，烘干得到负载BaSO₄的活性碳；

所述的纤维切片为PTT切片；

按上述比例进行投料，然后进行共混熔融纺丝；纺丝工艺条件为：纺丝温度275℃，纺速1200m/min，侧吹风温度27℃，送风相对湿度75％，风速0.45m/s，得到防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维。

实施例3

称取粒径约为500nm的活性碳500g，投入到5L 0.5mol/L的HCl溶液中，在酸液中浸渍10min，过滤，用2L水清洗，烘干，得酸化后的活性碳；

在10L 0.5mol/L的BaCl₂的溶液中投入500g上述酸化后的活性碳，采用静态吸附的方法，在35℃，吸附1.5h后过滤，然后投入到5mol/L的H₂SO₄浸渍30min，再过滤，烘干得到负载BaSO₄的活性碳；

所述的纤维切片为PET切片和PTT切片，二者的重量比1∶1；

按上述比例进行投料，然后进行共混熔融纺丝；纺丝工艺条件为：纺丝温度300℃，纺速1600m/min，侧吹风温度28℃，送风相对湿度80％，风速0.5m/s，得到防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维。

Claims

1.一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维，该聚酯纤维原料按重量百分比包括：

负载BaSO₄的活性碳 0.1～10%

纳米级银系抗菌剂 0.1～3%

远红外线发射剂 0.1～3%

纤维切片余量；

所述的负载BaSO₄的活性碳的粒径为10～500nm。

2.根据权利要求1所述的一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维，其特征在于：所述的纤维切片为PET切片、PTT切片中的一种或两种的混合切片。

3.一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维的制备方法，包括：

将远红外线发射剂、纳米级银系抗菌剂、负载BaSO₄的活性碳和纤维切片进行熔融纺丝，即得防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维，其中远红外线发射剂的重量百分比为0.1～3%，纳米级银系抗菌剂的重量百分比为0.1～3%，负载BaSO₄的活性碳的重量百分比为0.1～10%，其余为纤维切片；纺丝工艺条件为：纺丝温度270～300℃，纺速900～1600m/min，侧吹风温度26～28℃，送风相对湿度70～80%，风速0.4～0.5m/s；

所述的负载BaSO₄的活性碳的制备工艺为：先将活性碳酸化，然后将酸化后的活性碳浸入BaCl₂溶液中使其吸附BaCl₂，再浸入到硫酸溶液中0.3～3h，即得到负载BaSO₄的活性碳。

4.根据权利要求3所述的一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的活性碳是将竹木、咖啡渣、茶叶渣、椰子果、甘蔗渣中的一种作为原料在高温炭化后，通过研磨制得的。

5.根据权利要求3所述的一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的BaCl₂溶液的浓度为0.05～5mol/L。

6.根据权利要求3所述的一种防辐射、负离子和远红外发射的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：所述的硫酸溶液中硫酸的浓度为0.1～5mol/L。