CN110219066A - 内衣用抗静电竹炭纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内衣用抗静电竹炭纤维，属于纺织品领域，该纤维的制备方法，包括，对毛竹进行高温炭化处理的炭化工序；对炭化所得竹炭的匀浆工序；纺丝原液制备工序；以及，纺丝工序；上述纺丝工序所得竹炭纤维的断裂干强可达2.0～4.5cN/dtex，断裂湿强可达1.8～3.8cN/dtex。本发明提供的竹炭纤维能防止表面电荷累积、抗静电作用及抗静电持久性能增加，塑形持久性和保型性优良，耐热性能和耐洗性能提升，穿着舒适度增加；其制备方法能提升纤维的断裂强度、尤其是断裂湿强，能避免纺丝时出现断丝、堵塞现象，能缓解纤维的暴晒损伤，能使纤维承受搓洗、拧绞而不变形，提升了纤维的可纺性和成品品质。

Description

内衣用抗静电竹炭纤维
技术领域
本发明属于纺织品领域，具体涉及内衣用抗静电竹炭纤维。
背景技术
内衣素有“人体第二皮肤”之称，是人们生活中唯一时刻不离的服装，对人体具有保护、装饰、修正等功效。进入21世纪，随着人们对健康、环保意识的增强，消费者对于内衣是否“绿色”、“生态”，穿着是否安全等方面，投入了相当大的关注。由于内衣紧贴人体皮肤，因此面料的选择尤为重要，特别是对于敏感性皮肤或有患疾的皮肤，如果内衣面料选择不当，就可能会造成对人体的伤害。同时贴身衣物的汗水、皮屑等为营养而大量繁殖，对人体健康造成威胁，甚至会诱发各种疾病。靠近人体处是一个温暖、潮湿的小气候，有许多的细菌食物，如汗液和其他分泌液、皮屑、脂肪和磨损的线头，所以纺织品与人体构成的微环境给微生物的繁殖生长提供了理想的条件，能轻而易举地繁殖大量微生物，而且微生物可以耐高温，即使是很剧烈的洗涤条件，仍然会有微生物幸存，在以后的穿着过程中继续迅速繁殖。
竹炭全身都是宝，被美名为“黑钻石”，在国际上被誉为“二十一世纪环保新卫士”；由于竹炭主要由炭、氢、氧等元素组成，质地坚硬，细密多孔，且表面积高，吸附能力强，其吸附能力是同体积木炭的10倍以上，所含矿物质是同体积木炭的5倍以上，因此具有良好的除臭、防腐、吸附异味的功能。纳米级竹炭微粉还具有良好的抑菌、杀菌的功效，可以吸附并中和汗液所含有的酸性物质，达到美白皮肤的功效。不仅如此，竹炭还是很好的远红外和负离子的发射材料。竹炭纤维是以毛竹为原料，经过纯氧800℃高温炭化及氮气煅烧的新工艺，形成竹炭，并运用纳米技术将竹炭微粉化，使其具有的微孔更加蜂窝化，然后经熔融纺丝，即可制备出竹炭纤维。竹炭纤维满足了人们对保健产品的多样选择，同时也满足了面料制造商的要求，是具有磁性保健纤维、远红外纤维、抗菌纤维等诸多功能型纤维优点的升级换代新产品，市场前景广阔。
面料是由纱线织成的，而纱线是由纤维组成的。因此面料的特性与组成面料的纤维有密切的关系。一般来说，纤维分天然纤维和化学纤维两种。天然纤维包括棉、麻、丝、羊毛等，化学纤维包括再生纤维和合成纤维。再生纤维有粘胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维等；合成纤维有涤纶、腈纶、锦纶等。目前，传统内衣面料多采用棉、丝、麻、粘胶、涤纶、尼龙等。天然纤维中棉、丝、麻都具有很好的吸湿性和透气性，是内衣的理想面料，尤其是棉麻混纺具有很好的吸湿和透气功能。但是，天然纤维的保型性和伸缩性差，在洗涤中要避免大力拧绞、暴晒等诸多事项，对于内衣而言，天然纤维就显得力不从心，有待改进了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提升纤维的断裂强度、尤其是断裂湿强，能避免纺丝时出现断丝、堵塞现象，能缓解纤维的暴晒损伤，能使纤维承受搓洗、拧绞而不变形的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法。
本发明的目的还在于提供一种能防止表面电荷累积、抗静电作用及抗静电持久性能增加，塑形持久性和保型性优良，耐热性能和耐洗性能提升，穿着舒适度增加的内衣用抗静电竹炭纤维。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，包括，
对毛竹进行高温炭化处理的炭化工序；对炭化所得竹炭的匀浆工序；纺丝原液制备工序；以及，纺丝工序；
上述纺丝工序所得竹炭纤维的断裂干强可达2.0～4.5cN/dtex，断裂湿强可达1.8～3.8cN/dtex。该方法将竹炭进行超细化处理，形成微粉状至纳米级，然后再将纳米级的竹炭加入到纤维素形成的原液中，利用纺织工艺制备成纤维，保留了竹炭纤维的吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线的功能，同时对竹炭纤维的断裂强度和弹性、耐热和耐水洗性能、塑形持久性以及抗静电性能进行了改善，增加了其可纺性和成品品质。
在优选的实施方案中，匀浆工序前还包括辐照处理步骤；辐照处理步骤为：将块状竹炭置于光触媒悬液中，然后用60Co-γ射线辐照，完成后取出并干燥即可。60Co-γ射线具有很强的穿透性，是一种高能电磁波，对竹炭进行辐照，射线对部分结构会形成创伤，打破了竹炭内部的致密结构，使得光触媒能镶嵌进竹炭结构中，光触媒在光线的作用下产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中有毒有害气体和杀灭多种细菌，在光照条件下，竹炭吸附细菌后，光触媒可将其灭杀，增强了竹炭、竹炭纤维及纤维纺织成的面料的抗菌效果，同时缓解了光照对竹炭纤维的损伤，减轻了竹炭纤维及面料在暴晒下因热量聚集而出现变形的现象，耐热性能增强，提升纤维及织物的塑形持久性。
进一步地，60Co-γ射线的剂量为10～35Gy；上述光触媒悬液中含有重量占比为0.1～0.5％的光触媒；光触媒悬液中还含有重量占比分别为0.02～0.08％的氨基乙酸和0.05～0.1％的苯磺酸。在60Co-γ射线对竹炭形成创伤以后，光触媒悬液中的氨基乙酸和苯磺酸先插入创口，然后在电磁波影响下光触媒将聚集并镶嵌在竹炭创口及附近的孔隙中，而由竹炭形成的纤维内部分子中的创口，使得内部竹炭分子间的放电距离增大，从而提升了竹炭纤维的抗静电作用，另一方面创口上的光触媒在光照下优先反应，降低了纤维表面的热量聚集，使得纤维耐热性增强，而且创口及创口上氨基乙酸和苯磺酸的存在，对竹炭材料起到了软化作用，使得竹炭进行纺丝时不易出现断丝现象，纤维及面料也更柔软，耐洗性能增强，起到了提升纤维及面料的塑形持久性的作用。
在优选的实施方案中，匀浆工序中块状竹炭破碎粒度达到50～300nm，所得浆料中竹炭重量占比为30～50％。竹炭粒度控制在纳米级，在纺丝时喷丝板孔眼不易堵塞。
在优选的实施方案中，纺丝原液制备工序中所用原料为纤维素和离子液体；纺丝原液中纤维素重量占比为20～25％。进一步地，纤维素选自竹浆粕、棉浆粕、木浆粕中的至少一种。植物类纤维素是一种能代替石油裂解纤维产品的可再生资源，普遍存在于大自然中，而含有竹炭和纤维素颗粒的纤维，其不仅具有吸附异味的功能，其还能散发木质淡雅的清香，同时具有防菌抑菌的功能。
进一步地，离子液体为1-烯丙基-3-甲基氯咪唑盐、1-丁基-3-甲基氯咪唑盐、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑、3-甲基-N-丁基氯代吡啶或苄基二甲基十四烷基氯化铵制成的温度为80～90℃、浓度为0.1～20％的离子水溶液。纤维素中存在广泛的氢键作用，具有较高的结晶度，因而不能溶解于常用有机溶剂和水中，而离子液体作为一种具有不挥发性、足够大的导电率的盐，可以将纤维素溶解其中，故而取离子液体作为纤维素静电纺丝的溶剂。
在优选的实施方案中，纺丝原液中还含有下述通式(Ⅰ)所示的聚合物A：
式中，m表示2～30之间的整数，n表示10～20之间的整数；
R1表示具有苯环的烃基，R2表示亚甲基或含有一个苯环的次甲基，
PA代表聚酰胺嵌段，其重复单元由下述式(Ⅱa)或(Ⅱb)表示：
其中R3，R4，R5是含有3～15个碳原子的脂肪族或芳香族基团。该聚合物A应用于纤维中，特别地具有抗静电性能，尤其是限制了灰尘在纤维表面的积累，防止电荷的累积，且抗静电持续性优良，同时聚合物的加入也增加了纤维及面料的耐洗涤性和保型性，可以承受大力的搓洗、拧绞而不变形，另外地引入了多种亲水性基团，使得纤维的断裂强度，尤其是断裂湿强显著增加，提升了纤维的可纺性和成品品质。
进一步地，通式(Ⅰ)所示的聚合物A，具体地说，是含有使具有含苯环的取代基的酚类化合物与甲醛的脱水缩合物与含PA嵌段的酰胺结构加成得到的化合物作为单体单元的聚合物。
其中，R1表示的具有苯环的烃基中的苯环为苯基、异丙苯基或苯乙基。作为具有这种基团的酚类，包括但不限于邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、苄基苯酚、对异丙苯基苯酚等。
其中，PA嵌段的平均分子量为500～1800g/mol。式(Ⅱa)的嵌段是通过由内酰胺和/或氨基酸开始的聚合作用而获得的一类酰胺，式(Ⅱb)是通过二羧酸在胺上的所具作用而获得的。
其中，含PA嵌段的聚酰胺结构的部分，其单体单元是通过由PA嵌段的胺基端与含有R2的氨基酸的羧基端之间聚合形成的一类酰胺缩聚而成。优选地，含PA嵌段的聚酰胺结构是上述含PA嵌段的酰胺单体单元10～30个的缩合物。
其中，通式(Ⅰ)所示聚合物A的单体单元，可通过采用甲醛使具有R1取代基的酚类缩合后，加成含PA嵌段的聚酰胺结构而制得的，另外的，该聚合物A是含有通式(Ⅰ)所示单体单元至少2个以上，优选3～30个的缩合物。
进一步地，聚合物A与纤维素的重量比为0.1:6～9。该比例的聚合物A与纤维素混合后，不会引起纺丝原液粘度的增大，有利于生产操作的进行。
在优选的实施方案中，纺丝工序中，竹炭浆料与纺丝原液的重量比为1:6～12，纺丝采用湿法纺丝。加入适量的竹炭，能保障纤维及面料的吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线等功能，同时不会使混合浆料的可纺性变差，纤维强力得以保持较高的水平。
一种上述的制备方法制得的内衣用抗静电竹炭纤维。该竹炭纤维既保留了其吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线的功能，又具有优异的断裂强度，尤其是断裂湿强有益增强，另外，其耐热和耐水洗性能显著提升，抗菌效果、抗静电作用及抗静电持久性能增强，纤维及面料更柔软有弹性，可以承受大力的搓洗、拧绞及暴晒而不变形，纤维及面料的塑形持久性和保型性优良，故而纤维的可纺性和成品品质显著增加。
本发明的有益效果为：
1)本发明中竹炭纤维具有优异的断裂强度，尤其是断裂湿强有益增强，且耐热、耐浸泡和耐水洗性能显著提升，抗菌效果、抗静电作用及抗静电持久性能增强，纤维及面料更柔软光滑，提升了穿着舒适度，同时可以承受大力的搓洗、拧绞及暴晒而不变形，纤维及面料的塑形持久性和保型性优良，故而纤维的可纺性和成品品质显著增加；
2)本发明中竹炭纤维的制备方法中加入光触媒对竹炭进行改造，增强了竹炭、竹炭纤维及纤维纺织成的面料的抗菌效果和抗静电作用，同时缓解了光照对竹炭纤维的损伤，减轻了竹炭纤维及面料在暴晒下因热量聚集而出现变形的现象，耐热性能增强，并且使得竹炭进行纺丝时不易出现断丝现象，在喷头处不易发生堵塞现象，对水分的容忍度也有所提高，耐洗性能增强，起到了提升纤维及面料的塑形持久性的作用，纤维表面摩擦力减小，提高了贴身穿着的舒适度；
3)本发明中竹炭纤维的制备方法中加入聚合物A特别地增强了纤维的抗静电性能，尤其是限制了灰尘在纤表面的积累，防止电荷的累积，且抗静电持续性优良，同时聚合物的加入也增加了纤维及面料的耐洗涤性和保型性，可以承受大力得搓洗、拧绞而不变形，另外地引入了多种亲水性基团，使得纤维的断裂强度，尤其是断裂湿强显著增加，提升了纤维的可纺性和成品品质。
本发明采用了上述技术方案提供内衣用抗静电竹炭纤维，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
附图说明
图1为实施例2和5所制竹炭纤维在常温干态下的拉伸曲线示意图；
图2为实施例2和5所制竹炭纤维在常温湿态下的拉伸曲线示意图；
图3为实施例2所制竹炭的扫描电镜照片示意图；
图4为实施例2所制竹炭纤维的扫描电镜照片示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，包括，
对毛竹进行高温炭化处理的炭化工序；对炭化所得竹炭的匀浆工序；纺丝原液制备工序；以及，纺丝工序；
上述纺丝工序所得竹炭纤维的断裂干强可达2.0～4.5cN/dtex，断裂湿强可达1.8～3.8cN/dtex。该方法将竹炭进行超细化处理，形成微粉状至纳米级，然后再将纳米级的竹炭加入到纤维素形成的原液中，利用纺织工艺制备成纤维，保留了竹炭纤维的吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线的功能，同时对竹炭纤维的断裂强度和弹性、耐热和耐水洗性能、塑形持久性以及抗静电性能进行了改善，增加了其可纺性和成品品质。
在优选的实施方案中，炭化工序通过以下步骤实现：选用5年以上的毛竹，温度保持在150～190℃干燥5～7天，然后升温至280～460℃进行预炭化3～4天，再升温850～980℃炭化4～5天，冷却，得到块状竹炭。5年以上的毛竹烧制的竹炭硬度较高，且竹材中的钾、钙、钠、镁、铁、锰硅、锗等有益于身体健康的矿物质的含量较多，抗电磁波性能较好。
在优选的实施方案中，匀浆工序前还包括辐照处理步骤；辐照处理步骤为：将块状竹炭置于光触媒悬液中，然后用60Co-γ射线辐照，完成后取出并干燥即可。60Co-γ射线具有很强的穿透性，是一种高能电磁波，对竹炭进行辐照，射线对部分结构会形成创伤，打破了竹炭内部的致密结构，使得光触媒能镶嵌进竹炭结构中，光触媒在光线的作用下产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中有毒有害气体和杀灭多种细菌，在光照条件下，竹炭吸附细菌后，光触媒可将其灭杀，增强了竹炭、竹炭纤维及纤维纺织成的面料的抗菌效果，同时缓解了光照对竹炭纤维的损伤，减轻了竹炭纤维及面料在暴晒下因热量聚集而出现变形的现象，耐热性能增强，提升纤维及织物的塑形持久性。
进一步地，60Co-γ射线的剂量为10～35Gy；上述光触媒悬液中含有重量占比为0.1～0.5％的光触媒；光触媒悬液中还含有重量占比分别为0.02～0.08％的氨基乙酸和0.05～0.1％的苯磺酸。在60Co-γ射线对竹炭形成创伤以后，光触媒悬液中的氨基乙酸和苯磺酸先插入创口，然后在电磁波影响下光触媒将聚集并镶嵌在竹炭创口及附近的孔隙中，而由竹炭形成的纤维内部分子中的创口，使得内部竹炭分子间的放电距离增大，从而提升了竹炭纤维的抗静电作用，另一方面创口上的光触媒在光照下优先反应，降低了纤维表面的热量聚集，使得纤维耐热性增强，而且创口及创口上氨基乙酸和苯磺酸的存在，对竹炭材料起到了软化作用，使得竹炭进行纺丝时不易出现断丝现象，纤维及面料也更柔软，耐洗性能增强，起到了提升纤维及面料的塑形持久性的作用。
在优选的实施方案中，匀浆工序中块状竹炭破碎粒度达到50～300nm，所得浆料中竹炭重量占比为30～50％。竹炭粒度控制在纳米级，在纺丝时喷丝板孔眼不易堵塞。进一步地，将块状竹炭进行先破碎到粒度为10mm及以下后进行气流磨，气流磨后进行分级，对粒度小于300nm的颗粒收集备用，粒度大于300nm的颗粒返回再进行气流磨。再进一步地，匀浆工序可以通过以下步骤实现：在纳米竹炭中加入分散剂，再加入去离子水研磨60～90min，制得竹炭浆料，上述分散剂为水杨酸及其盐，添加量为竹炭重量的0.1～1.5％。
在优选的实施方案中，纺丝原液制备工序中所用原料为纤维素和离子液体；纺丝原液中纤维素重量占比为20～25％。进一步地，纤维素选自竹浆粕、棉浆粕、木浆粕中的至少一种。植物类纤维素是一种能代替石油裂解纤维产品的可再生资源，普遍存在于大自然中，而含有竹炭和纤维素颗粒的纤维，其不仅具有吸附异味的功能，其还能散发木质淡雅的清香，同时具有防菌抑菌的功能。
进一步地，离子液体为1-烯丙基-3-甲基氯咪唑盐、1-丁基-3-甲基氯咪唑盐、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑、3-甲基-N-丁基氯代吡啶或苄基二甲基十四烷基氯化铵制成的温度为80～90℃、浓度为0.1～20％的离子水溶液。纤维素中存在广泛的氢键作用，具有较高的结晶度，因而不能溶解于常用有机溶剂和水中，而离子液体作为一种具有不挥发性、足够大的导电率的盐，可以将纤维素溶解其中，故而取离子液体作为纤维素静电纺丝的溶剂。
在优选的实施方案中，纺丝原液中还含有下述通式(Ⅰ)所示的聚合物A：
式中，m表示2～30之间的整数，n表示10～20之间的整数；
R1表示具有苯环的烃基，R2表示亚甲基或含有一个苯环的次甲基，
PA代表聚酰胺嵌段，其重复单元由下述式(Ⅱa)或(Ⅱb)表示：
其中R3，R4，R5是含有3～15个碳原子的脂肪族或芳香族基团。该聚合物A应用于纤维中，特别地具有抗静电性能，尤其是限制了灰尘在纤维表面的积累，防止电荷的累积，且抗静电持续性优良，同时聚合物的加入也增加了纤维及面料的耐洗涤性和保型性，可以承受大力的搓洗、拧绞而不变形，另外地引入了多种亲水性基团，使得纤维的断裂强度，尤其是断裂湿强显著增加，提升了纤维的可纺性和成品品质。
进一步地，通式(Ⅰ)所示的聚合物A，具体地说，是含有使具有含苯环的取代基的酚类化合物与甲醛的脱水缩合物与含PA嵌段的酰胺结构加成得到的化合物作为单体单元的聚合物。
其中，R1表示的具有苯环的烃基中的苯环为苯基、异丙苯基或苯乙基。作为具有这种基团的酚类，包括但不限于邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、苄基苯酚、对异丙苯基苯酚等。
其中，PA嵌段的平均分子量为500～1800g/mol。式(Ⅱa)的嵌段是通过由内酰胺和/或氨基酸开始的聚合作用而获得的一类酰胺，式(Ⅱb)是通过二羧酸在胺上的所具作用而获得的。
其中，含PA嵌段的聚酰胺结构的部分，其单体单元是通过由PA嵌段的胺基端与含有R2的氨基酸的羧基端之间聚合形成的一类酰胺缩聚而成。优选地，含PA嵌段的聚酰胺结构是上述含PA嵌段的酰胺单体单元10～20个的缩合物。
其中，通式(Ⅰ)所示聚合物A的单体单元，可通过采用甲醛使具有R1取代基的酚类缩合后，加成含PA嵌段的聚酰胺结构而制得的，另外的，该聚合物A是含有通式(Ⅰ)所示单体单元至少2个以上，优选3～30个的缩合物。
进一步地，聚合物A与纤维素的重量比为0.1:6～9。该比例的聚合物A与纤维素混合后，不会引起纺丝原液粘度的增大，有利于生产操作的进行。
在优选的实施方案中，纺丝工序中，竹炭浆料与纺丝原液的重量比为1:6～12，纺丝采用湿法纺丝。加入适量的竹炭，能保障纤维及面料的吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线等功能，同时不会使混合浆料的可纺性变差，纤维强力得以保持较高的水平。
一种上述的制备方法制得的内衣用抗静电竹炭纤维。该竹炭纤维既保留了其吸附、除臭、吸湿排汗、蓄热保暖、抑菌防霉和良好的远红外与负离子发射、抗紫外线的功能，又具有优异的断裂强度，尤其是断裂湿强有益增强，另外，其耐热和耐水洗性能显著提升，抗菌效果、抗静电作用及抗静电持久性能增强，纤维及面料更柔软有弹性，可以承受大力的搓洗、拧绞及暴晒而不变形，纤维及面料的塑形持久性和保型性优良，故而纤维的可纺性和成品品质显著增加。
在下文中，为了帮助理解本发明，提供了以下实施例。然而，以下实施例仅用于使本发明更容易理解，而本发明的范围并不限制于在以下实例中。
实施例1：
聚合物A的其中一种产品的制备具体通过如下步骤实现：
1)取己二酸置于2～3倍量的氯化亚砜溶液中，水浴加热至30～50℃，去除溶剂后，将所得沉淀置于含有重量占比分别为2～10％的三乙胺和1～15％的4-二甲氨基吡啶的乙腈溶液中，然后向其中滴加苯二胺，并缓慢搅拌，反应完全后，用稀盐酸洗涤，去除溶剂后，即得如上文中式(Ⅱb)的嵌段；
2)将丝氨酸和Boc酸酐加入含有氢氧化钾的四氢呋喃溶液中，于0～4℃下过夜，然后向其中加入上述嵌段，并添加5～8倍量的多聚磷酸溶液，再置于冰浴中30～60min，然后升温至80～95℃反应1～3h，即得含PA嵌段的酰胺结构，然后将含PA嵌段的酰胺结构于120～140℃下进行缩聚，形成含PA嵌段的聚酰胺结构；
3)取对苯基苯酚215～250g、多聚甲醛40～60g及作为溶剂的三甲基苯100～150g，在120～150℃进行缩合反应5～6h，把该反应物加到加压反应装置中，加入含PA嵌段的聚酰胺结构和氢氧化钾，在150～170℃下反应2～3h，然后减压蒸馏去除溶剂，制得聚合物A-1。
上述聚合物A-1的结构通式如下：
同样地，对反应条件以及酚类、可共缩合的其他成分、多聚甲醛的加入量进行各种改变，可制备出聚合物A-2～A-5，其结构通式如下：
聚合物A-2；
聚合物A-3；
聚合物A-4；
聚合物A-5。
实施例2：
内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其具体步骤如下：
1)选用5年以上的毛竹，温度保持在160℃干燥6天，然后升温至360℃进行预炭化4天，再升温880℃炭化5天，冷却，得到块状竹炭；
2)将块状竹炭置于含有重量占比为0.35％的光触媒的悬液中，然后用剂量为30Gy的60Co-γ射线辐照45s，完成后取出并干燥即可，上述光触媒悬液中还含有重量占比分别为0.06％的氨基乙酸和0.08％的苯磺酸；
3)将块状竹炭进行先破碎到粒度为10mm及以下后进行气流磨，气流磨后进行分级，对粒度小于300nm的颗粒收集备用，粒度大于300nm的颗粒返回再进行气流磨，然后在纳米竹炭中加入占竹炭重量0.5％的分散剂水杨酸钠，再加入去离子水研磨70min，制得竹炭浆料，所得浆料中竹炭重量占比为40.5％；
4)将竹浆粕纤维素破碎后，与温度为80℃、浓度为15％的1-烯丙基-3-甲基氯咪唑盐离子水溶液混合，再添加与纤维素的重量比为0.1:7.5的实施例1所制聚合物A-1，然后在90℃下形成均一稳定的纺丝原液，纺丝原液中纤维素重量占比为22.5％；
5)将配置的纺丝原液与竹炭浆料混合并搅拌均匀，竹炭浆料与纺丝原液的重量比为1:9，上述混合好的溶液经脱泡、过滤后，经由温度55℃的1-烯丙基-3-甲基氯咪唑盐离子水溶液的凝固浴纺丝成型，得到竹炭纤维。
实施例3：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
步骤3)所用分散剂为水杨酸；
步骤4)所用纤维素为木浆粕，离子液体为1-丁基-3-甲基氯咪唑盐溶液，以及实施例1所制聚合物A-5；
步骤5)所用离子液体为1-丁基-3-甲基氯咪唑盐溶液；
其他步骤与实施例2中一致，制得竹炭纤维。
实施例4：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
步骤2)中未用60Co-γ射线辐照在光触媒悬液中的块状竹炭，即毛竹经炭化后直接破碎制浆；
其他步骤与实施例2中一致，制得竹炭纤维。
实施例5：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
步骤4)所用纺丝原液中未添加聚合物A；
其他步骤与实施例2中一致，制得竹炭纤维。
实施例6：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
步骤4)所用纺丝原液中未添加聚合物A，而是在离子液体中添加占纺丝原液中纤维素重量分别为0.1％丙烯酸和0.05％的六偏磷酸钠，离子液体中含有的丙烯酸和六偏磷酸钠分散性能良好，能在混合过程中与纤维素混溶，并附着在纤维素表面形成柔韧且致密的膜层，且亲水基团排布在膜层外侧，因而使得纺丝原液具有良好的润滑性能，在喷头处不易发生堵塞现象，可纺性能增强，同时所得竹炭纤维由于亲水基团的增加使得纤维对水分的容忍度也有所提高，进而使得纤维及面料耐洗涤耐浸泡，膜层的存在使得纤维表面摩擦力减小而更加光滑，提高了贴身穿着的舒适度；
其他步骤与实施例2中一致，制得竹炭纤维。
实施例7：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
步骤2)所用光触媒悬液中未添加有氨基乙酸和苯磺酸；
步骤4)所用纺丝原液中未添加聚合物A；
其他步骤与实施例2中一致，制得竹炭纤维。
实施例8：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
步骤2)中未用60Co-γ射线辐照在光触媒悬液中的块状竹炭，即毛竹经炭化后直接破碎制浆；
步骤4)所用纺丝原液中未添加聚合物A；
其他步骤与实施例2中一致，制得竹炭纤维。
实施例9：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
未进行步骤1)、2)和3)，仅采用步骤4)制得的纤维素纺丝原液，经步骤5)中相同工艺条件制得无炭纤维。
实施例10：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
未进行步骤1)、2)和3)；
步骤4)制得的纤维素纺丝原液中未添加聚合物A；
经步骤5)中相同工艺条件制得无炭纤维。
试验例1：
竹炭纤维尘埃试验
试验方法：为了研究尘埃积聚，将所得纤维样品暴露在含有卷扬起尘埃的大气中。为此，在带有80mm长的具有三角形横截面的磁性搅拌棒的2升玻璃烧瓶中装入约1cm高的尘埃，借助于磁性搅拌器将尘埃扬起，搅拌器停止后，将试验样品暴露在这个含尘大气中10秒长的时间。根据使用的试验样品，较多或较少量的尘埃沉积在试验样品上。目视进行尘埃积聚(尘埃造型)的评估，具有尘埃造型的纤维被评价为负(-)，而实质上没有尘埃造型的纤维被标为(+)。
试验样品：实施例4和8所制竹炭纤维，实施例9和10所制无炭纤维。
试验结果：如下表1所示。
表1竹炭纤维尘埃试验结果
实施例5 实施例9 实施例10 实施例11
尘埃试验评估 + + + -
结果表明，竹炭纤维具有良好的防尘埃覆盖及聚集效果，表明其具有抗静电作用；实施例9和10的结果表明，在纤维中不含有竹炭的情况下，含有聚合物A的样品显示出几乎没有尘埃覆盖，而不含聚合物A的样品表面积有尘埃，说明本发明中聚合物A限制了灰尘在纤维表面的积累，防止电荷的累积，具有良好的抗静电性能。
试验例2：
竹炭纤维水洗试验
试验方法：在经两次洗涤之前和之后测量纤维的抗静电性能。每次洗涤是将纤维浸入装有95℃的软化水的浴槽中30min，纤维重量与水的重量比是1:25。重复洗涤两次，洗涤操作是模拟产品可能必须经历的处理：染色和洗涤。水分的吸收通过称重来测量。将纤维在相对湿度(RH)为95％、温度为30℃的环境箱中处理24小时，测量其湿质量，然后将纤维放入85℃的真空烘箱中24h，再测量其干质量。水分的吸收用下式计算：
水分吸收增量＝(湿质量-干质量)/干质量；
洗涤后水分吸收增量的降低用下式计算：
水分吸收增量的降低＝(洗涤前的水分吸收增量％-洗涤后的水分吸收增量％)/洗涤前的水分吸收增量％。
试验样品：实施例2、3、5、6、7、8所制竹炭纤维。
试验结果：如下表2所示。
表2竹炭纤维水洗试验结果
由上表可知，实施例2和3中虽然采用了不同的聚合物A，但两者性能在抗静电及耐水洗性能方面相差不大，较实施例8所得竹炭纤维在抗静电和耐水洗性能上有显著提高；实施例2和5比较而言，则重点体现出了聚合物A在抗静电和耐水洗方面的突出效果；实施例5和7比较而言，两者抗静电性能差异不明显，在耐水洗方面，实施例5表现更为突出；实施例5和6比较而言，则体现出了实施例6所制竹炭纤维在耐洗涤方面的有益效果。
试验例3：
竹炭纤维强伸性能试验
试验仪器：LLY-06E型电子单纤维强力仪。
试验条件：拉伸速度10mm/min，预加张力0.2cN，夹持距离10mm测试次数50次。
试验样品：实施例2、4、5、6、8所制竹炭纤维。
试验结果：如下表3及附图1、2所示，其中附图1为实施例2和5所制竹炭纤维在常温干态下的拉伸曲线示意图，附图2为实施例2和5所制竹炭纤维在常温湿态下的拉伸曲线示意图。
表3竹炭纤维强伸性能试验结果
由上表可知，实施例2、4、5、6较实施例8所制竹炭纤维在常温干态、常温湿态下的断裂强度、断裂强力、断裂伸长率及初始模量都有较大的差异；其中湿态较干态的各项性能有所下降，而实施例8下降幅度最明显，实施例2下降幅度最小，实施例4、5和6的下降幅度居中，结合附图1和2，说明制备过程中聚合物A的添加使得所得纤维的抗变形能力增强，尤其是断裂湿强较其它有显著优势，提升了纤维及面料的成品品质和耐洗涤性能。
试验例4：
竹炭纤维性能表征试验
试验方法：扫描电镜观察：将样品在105℃下烘干20min，然后将导电胶先粘到样品台上，再取少量样品粘到导电胶上，在30mA条件下喷金处理6min，以增强表面的导电能力，将样品台放入扫描电子显微镜中观察，测试电压为5kV，测试电流为10mA。
试验样品：实施例2所制竹炭及竹炭纤维。
试验结果：如附图3、4所示，其中图3为实施例2所制竹炭的扫描电镜照片示意图，图4为实施例2所制竹炭纤维的扫描电镜照片示意图。
由图3可知，竹炭不仅具有天然的孔隙和凹槽结构，而且竹炭上分布着大小不一的微孔，且不均匀散布于竹炭的表面，竹炭上还分布着创口，这些创口上聚集并镶嵌了光触媒，这些结构使得竹炭具有极大的比表面积，这使得竹炭具有很强的吸附能力。
由图4可知，竹碳纤维表面较平滑，无明显的沟槽、凹凸纹鼓泡、裂痕等缺陷，竹炭细密多孔，吸咐力强，具有除臭、吸附异味、抑菌性能，可有效地分解有害物质，具有发射远红外线和负离子释放等功能，适用于内衣及运动休闲等服装面料上。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，包括，
对毛竹进行高温炭化处理的炭化工序；对炭化所得竹炭的匀浆工序；纺丝原液制备工序；以及，纺丝工序；
所述纺丝工序所得竹炭纤维的断裂干强可达2.0～4.5cN/dtex，断裂湿强可达1.8～3.8cN/dtex。
2.根据权利要求1所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述匀浆工序前还包括辐照处理步骤；所述辐照处理步骤为：将块状竹炭置于光触媒悬液中，然后用60Co-γ射线辐照，完成后取出并干燥即可。
3.根据权利要求2所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述60Co-γ射线的剂量为10～35Gy；所述光触媒悬液中含有重量占比为0.1～0.5％的光触媒；所述光触媒悬液中还含有重量占比分别为0.02～0.08％的氨基乙酸和0.05～0.1％的苯磺酸。
4.根据权利要求1所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述匀浆工序中块状竹炭破碎粒度达到50～300nm，所得浆料中竹炭重量占比为30～50％。
5.根据权利要求1所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝原液制备工序中所用原料为纤维素和离子液体；所述纺丝原液中纤维素重量占比为20～25％。
6.根据权利要求1所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝原液中还含有下述通式(Ⅰ)所示的聚合物A：
式中，m表示2～30之间的整数，n表示10～20之间的整数；
R1表示具有苯环的羟基，R2表示亚甲基或含有一个苯环的次甲基，
PA代表聚酰胺嵌段，其重复单元由下述式(Ⅱa)或(Ⅱb)表示：
其中R3，R4，R5是含有3～15个碳原子的脂肪族或芳香族基团。
7.根据权利要求6所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述R1中的苯环为苯基、异丙苯基或苯乙基。
8.根据权利要求6所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述PA嵌段的平均分子量为500～1800g/mol。
9.根据权利要求6所述的内衣用抗静电竹炭纤维的制备方法，其特征在于：所述聚合物A与纤维素的重量比为0.1:6～9。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的内衣用抗静电竹炭纤维。
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