CN112226878B - 一种远红外功能保健面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织品制备领域，具体关于一种远红外功能保健面料的制备方法；包括：远红外纤维的制备，加捻定型和织造等步骤；本发明使用制备的远红外纤维与棉纤维和罗布麻纱纤维混合加捻制备的远红外功能保健面料适合用于各种保暖内衣和保健衣料上，远红外功能结合棉纤维的舒适性和罗布麻纱纤维的抗菌保健性能，本发明的远红外功能保健面料具有优异的保健效果，是一款无刺激，无污染，温暖、健康、环保的绿色产品。

Description

一种远红外功能保健面料的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织品制备领域，尤其是一种远红外功能保健面料的制备方法。
背景技术
随着经济的发展以及人民生活水平的提高，人们对自身身体健康的要求越来越高，保健意识也日益增强。能够满足穿着舒适度及保健性能的功能性纺织面料及服装越来越受人们的青睐。
CN104305541B涉及一种红豆绒保健功能面料，其特征是，采用以下工艺：（1）采用全棉精梳纱线编织成面料，经精炼、漂白、染色后，采用弱阳离子柔软剂S200进行处理，再经平幅烘干进行磨绒前预处理后，在磨毛机上进行正反两面的磨绒加工，面料的车速为16～18m/min、碳刷毛辊的转速为1800～2000转/min；（2）将红豆绒面料在抗菌剂中进行整理；所述抗菌剂的成分为：纳米改性二氧化钛：1.5~5%o.w.f、渗透剂：2~5%o.w.f、分散剂：1~3%o.w.f；（3）进行拉幅定型整理；（4）有机硅、有机氟整理。该发明无需加入额外化学交联剂，使面料具有抗菌功能，并且抗菌性能优异、水洗牢度高、无色变、布面蓬松柔软。
CN105077788A公开了一种功能性保健面料，其创新点于：包括第一面料层、第二面料层和夹层，第二面料层的外表面粘合覆盖第一面料层内表面，第一面料层和第二面料层的中间缝制有一个夹层；夹层内填充有保健粉末。该发明的这种功能性保健面料具有按摩粉、中药粉的药理性能和磁粉磁性的共同作用，起到调节人体功能，维持人体正常机能，增加免疫力的作用；该发明的产品制作工艺简单，生产成本低，价格低廉，可以兼顾众多普通的消费者，帮助底层劳动人民也容易获得保健面料，提高全民身体素质。
CN104441806A公开了一种功能型保健面料，是由多层面料复合而成的，包括：内层护肤层、中间保暖层和外层抗辐射层，所述外层抗辐射层和内层护肤层分别连接在所述中间保暖层的上下两面，所述内层护肤层是由大豆蛋白纤维和竹纤维混纺交织而成的，所述中间保暖层为羊毛纤维织物，所述内层护肤层和所述中间保暖层均为平纹组织结构，所述外层抗辐射层为银纤维织物。通过上述方式，该发明面料保暖舒适，具有放射远红外线、增强免疫力等保健功能，同时具有抗电磁波辐射的功能。
人体血液及细胞内外的水分子在远红外波长的共振吸收下加剧热运动，能量升高，激活的水分子能够促进人体生物化学反应的速度以及组织对水分的吸收，从而达到体感升温以及促进新陈代谢和保健的目的。目前己经商品化的远红外纤维品类繁杂，质量也参差不齐。我国远红外技术应用到纺织服装领域的起步比较晚，始于上世纪年代初，目前市场上的远红外功能产品的效果一般，效果不佳，受到了许多消费者的质疑。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种远红外功能保健面料的制备方法。
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，按照质量份数，将80-120份的涤纶母粒，40-60份的锦纶6母粒混合额均匀后80-100℃真空干燥5-10h后与10-20份的改性远红外纳米粉体，0.5-1.8份的电气石粉和5-10份的海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温245-265℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与40%-65%的棉纤维和10%-15%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型120-180min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:按照质量份数，将15-20份的水滑石粉，0.2-0.8份的云母粉和0.5-1.2份的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为4-8℃/min，升温到500-700℃，保温处理120-180min，完成后将得到的固体粉末与4-8份的氧化锆粉末，5-10份的二氧化硅粉末，0.1-0.4份的氮化铝粉末和0.05-0.1份的碳化钛粉末加入到100-200份的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为2000-3000r/min，球磨60-120min后,冷却后将放入到400-500份的质量百分比浓度为2%-8%的氢氧化钠溶液中，控温60-70℃，处理30-100min，再加入KH-570硅烷偶联剂3-7份，然后控温60-70℃，搅拌反应2-5h，过滤,烘干,得到表面带有双键的纳米粉体;
步骤二:然后加入到高压搅拌釜中,通入氮气,加入1.2-3.5份油基甜菜碱, 2.2-4.5份丙烯酸镍,3-6份质量百分比浓度为4-8%的氯铂酸的异丙醇溶液，再加入100-120份的溶剂油，0.6-1.5份1,1`-二(二甲基硅基)铁,控温50-65℃，搅拌反应3-8h，过滤，滤液循环使用,固体经水洗，干燥，得到改性远红外纳米粉体。
其反应机理为:表面带有双键的纳米粉体以HTLe表示，与油基甜菜碱,丙烯酸镍,1,1`-二(二甲基硅基)铁发生硅氢加成反应,其部分反应示意如下,
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
所述的红外纤维规格为135-270dtrx/72-96F。
所述的熔融纺丝温度为280-290℃。
所述的加热定型热水温度为80-100℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为100-120g/m2。
本发明的一种远红外功能保健面料的制备方法，本发明改性远红外粉体使用的表面带有双键的纳米粉体HTLe与油基甜菜碱,丙烯酸镍,1,1`-二(二甲基硅基)铁发生硅氢加成反应，不仅能够接枝在远红外纳米粉体的表面，形成油性表面，提高远红外纳米粉体与纤维母粒的相容性，而且还能抑制远红外粉体吸收空气中的二氧化碳和水分，改变氧化物构型，本发明的改性远红外纳米粉体具有良好的稳定性，以及较宽的远红外发射波段，可是一种优秀的远红外剂成分，同时较弱的吸湿能力能保证在后续加工中系统的水分含量较低，以提高纤维的可纺性能。本发明使用制备的远红外纤维与棉纤维和罗布麻纱纤维混合加捻制备的远红外功能保健面料适合用于各种保暖内衣和保健衣料上，远红外功能结合棉纤维的舒适性和罗布麻纱纤维的抗菌保健性能，本发明的远红外功能保健面料具有优异的保健效果，是一款无刺激，无污染，温暖、健康、环保的绿色产品。
附图说明
图1为实施例2制备的改性远红外纳米粉体产品的付利叶红外光谱图；
在930cm-1附近存在硅酸根离子的吸收峰，说明水滑石粉参与了反应；在1056cm-1附近存在硅氧的吸收峰，说明二氧化硅粉末参与了反应；在451cm-1附近存在氧化锆的吸收峰，说明氧化锆粉末参与了反应；在1627cm-1附近存在羧酸根离子的吸收峰，说明丙烯酸镍参与了反应；在2917/2853cm-1附近存在碳氢键的伸缩吸收峰，说明油基甜菜碱参与了反应；在1378cm-1附近存在五元环的吸收峰，在788cm-1附近存在硅碳键的伸缩吸收峰，说明1,1`-二(二甲基硅基)铁参与了反应；在643cm-1附近存在氧化铝的吸收峰，说明云母粉参与了反应；在746cm-1附近存在氮化铝的吸收峰，说明氮化铝粉末参与了反应。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明
远红外辐射温升实验按照国标GB/T 30127-2013进行，裁剪40mm×40mm的纺织品作为检测样品，将样品平整的固定于玻璃基底上，并保证样品与玻璃完全贴合。将固定好的样品放置在样品基座上，打开红外加热灯，正常照射20秒后，样品表面温度的变化情况同步记录到计算机中，通过比较照射相同时间后织物的升温效果来衡量远红外性能。采用YG026F型万能电子强力仪，依据标准GB/T24218.3-2010《纺织品非织造布试验方法第3部分：断裂强力的测定》进行样品拉伸性能测试。
实施例1
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，将80kg涤纶母粒，40kg锦纶6母粒混合额均匀后80℃真空干燥5h后与10kg改性远红外纳米粉体，0.5kg电气石粉和5kg海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温245℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与40%的棉纤维和10%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型120min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:将15kg的水滑石粉，0.2kg的云母粉和0.5kg的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为4℃/min，升温到500℃，保温处理120min，完成后将得到的固体粉末与4kg的氧化锆粉末，5kg的二氧化硅粉末，0.1kg的氮化铝粉末和0.05kg的碳化钛粉末加入到100kg的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为2000r/min，球磨60min后,冷却后将放入到400kg的质量百分比浓度为2%的氢氧化钠溶液中，控温60℃，处理30min，再加入KH-570硅烷偶联剂3kg，然后控温60℃，搅拌反应2h，过滤,烘干,得到表面带有双键的纳米粉体;
步骤二:然后加入到高压搅拌釜中,通入氮气,加入1.2kg油基甜菜碱, 2.2kg丙烯酸镍,3kg质量百分比浓度为4-8%的氯铂酸的异丙醇溶液，再加入100kg的200#溶剂油，0.6kg1,1`-二(二甲基硅基)铁,控温50℃，搅拌反应3h，过滤，滤液循环使用,固体经水洗，干燥，得到改性远红外纳米粉体。
所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
所述的红外纤维规格为135dtrx/72F。
所述的熔融纺丝温度为280℃。
所述的加热定型热水温度为80℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为100g/m2。
实施例2
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，将100kg涤纶母粒，50kg锦纶6母粒混合额均匀后90℃真空干燥8h后与15kg改性远红外纳米粉体，1.2kg电气石粉和8kg海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温255℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与55%的棉纤维和13%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型150min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:将17kg的水滑石粉，0.4kg的云母粉和0.9kg的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为6℃/min，升温到600℃，保温处理170min，完成后将得到的固体粉末与5kg的氧化锆粉末，8kg的二氧化硅粉末，0.3kg的氮化铝粉末和0.08kg的碳化钛粉末加入到150kg的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为2600r/min，球磨90min后,冷却后将放入到450kg的质量百分比浓度为6%的氢氧化钠溶液中，控温64℃，处理80min，再加入KH-570硅烷偶联剂6kg，然后控温62℃，搅拌反应4h，过滤,烘干,得到表面带有双键的纳米粉体;
步骤二:然后加入到高压搅拌釜中,通入氮气,加入1.9kg油基甜菜碱, 3.2kg丙烯酸镍,4kg质量百分比浓度为6%的氯铂酸的异丙醇溶液，再加入110kg的200#溶剂油，1.4kg1,1`-二(二甲基硅基)铁,控温55℃，搅拌反应6h，过滤，滤液循环使用,固体经水洗，干燥，得到改性远红外纳米粉体。
所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
所述的红外纤维规格为220dtrx/80F。
所述的熔融纺丝温度为285℃。
所述的加热定型热水温度为90℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为110g/m2。
实施例3
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，将120kg涤纶母粒，60kg锦纶6母粒混合额均匀后100℃真空干燥10h后与20kg改性远红外纳米粉体，1.8kg电气石粉和10kg海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温265℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与65%的棉纤维和15%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型180min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:将20kg的水滑石粉，0.8kg的云母粉和1.2kg的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为8℃/min，升温到700℃，保温处理180min，完成后将得到的固体粉末与8kg的氧化锆粉末，10kg的二氧化硅粉末，0.4kg的氮化铝粉末和0.1kg的碳化钛粉末加入到200kg的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为3000r/min，球磨120min后,冷却后将放入到500kg的质量百分比浓度为8%的氢氧化钠溶液中，控温70℃，处理100min，再加入KH-570硅烷偶联剂7kg，然后控温70℃，搅拌反应5h，过滤,烘干,得到表面带有双键的纳米粉体;
步骤二:然后加入到高压搅拌釜中,通入氮气,加入3.5kg油基甜菜碱, 4.5kg丙烯酸镍,6kg质量百分比浓度为8%的氯铂酸的异丙醇溶液，再加入120kg的200#溶剂油，1.5kg1,1`-二(二甲基硅基)铁,控温65℃，搅拌反应8h，过滤，滤液循环使用,固体经水洗，干燥，得到改性远红外纳米粉体。
所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
所述的红外纤维规格为270dtrx/96F。
所述的熔融纺丝温度为290℃。
所述的加热定型热水温度为100℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为120g/m2。
以上实施例制备的织物的温升和纤维的断裂强度，其结果统计结果如下：
编号 温升(℃) 断裂强度（cN/dtex）
实施例1 3.8 4.1
实施例2 4.1 4.5
实施例3 4.2 4.7
对比例1
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，将80kg涤纶母粒，40kg锦纶6母粒混合额均匀后80℃真空干燥5h后与0.5kg电气石粉和5kg海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温245℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与40%的棉纤维和10%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型120min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的红外纤维规格为135dtrx/72F。
所述的熔融纺丝温度为280℃。
所述的加热定型热水温度为80℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为100g/m2。
对比例2
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，将80kg涤纶母粒，40kg锦纶6母粒混合额均匀后80℃真空干燥5h后与10kg改性远红外纳米粉体，0.5kg电气石粉混合后加入到双螺杆挤出机中，控温245℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与40%的棉纤维和10%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型120min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:将15kg的水滑石粉，0.2kg的云母粉和0.5kg的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为4℃/min，升温到500℃，保温处理120min，完成后将得到的固体粉末与4kg的氧化锆粉末，5kg的二氧化硅粉末，0.1kg的氮化铝粉末和0.05kg的碳化钛粉末加入到100kg的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为2000r/min，球磨60min后,冷却后将放入到400kg的质量百分比浓度为2%的氢氧化钠溶液中，控温60℃，处理30min，再加入KH-570硅烷偶联剂3kg，然后控温60℃，搅拌反应2h，过滤,烘干,得到改性远红外纳米粉体。
所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
所述的红外纤维规格为135dtrx/72F。
所述的熔融纺丝温度为280℃。
所述的加热定型热水温度为80℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为100g/m2。
对比例3
一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，将80kg涤纶母粒，40kg锦纶6母粒混合额均匀后80℃真空干燥5h后与10kg改性远红外纳米粉体，0.5kg电气石粉和5kg海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温245℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与40%的棉纤维和10%的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型120min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱等步骤最终制备出远红外功能保健面料。
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:将15kg的水滑石粉，0.2kg的云母粉和0.5kg的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为4℃/min，升温到500℃，保温处理120min，完成后将得到的固体粉末与4kg的氧化锆粉末，5kg的二氧化硅粉末，0.1kg的氮化铝粉末和0.05kg的碳化钛粉末加入到100kg的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为2000r/min，球磨60min后,冷却后将放入到400kg的质量百分比浓度为2%的氢氧化钠溶液中，控温60℃，处理30min，再加入KH-570硅烷偶联剂3kg，然后控温60℃，搅拌反应2h，过滤,烘干,得到表面带有双键的纳米粉体;
步骤二:然后加入到高压搅拌釜中,通入氮气,加入1.2kg油基甜菜碱, 2.2kg丙烯酸镍,3kg质量百分比浓度为4-8%的氯铂酸的异丙醇溶液，再加入100kg的200#溶剂油，控温50℃，搅拌反应3h，过滤，滤液循环使用,固体经水洗，干燥，得到改性远红外纳米粉体。
所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
所述的红外纤维规格为135dtrx/72F。
所述的熔融纺丝温度为280℃。
所述的加热定型热水温度为80℃。
所述的远红外功能保健面料的面密度为100g/m2。
以上对比例制备的织物的温升和纤维的断裂强度，其结果统计结果如下：
编号 温升(℃) 断裂强度（cN/dtex）
对比例1 2.3 3.7
对比例2 3.3 3.8
对比例3 3.5 4.1

Claims (6)

1.一种远红外功能保健面料的制备方法，其具体方案为：
远红外纤维的制备，按照质量份数，将80-120份的涤纶母粒，40-60份的锦纶6母粒混合额均匀后80-100℃真空干燥5-10h后与10-20份的改性远红外纳米粉体，0.5-1.8份的电气石粉和5-10份的海藻碳混合后加入到双螺杆挤出机中，控温245-265℃，挤出造粒，然后将得到的远红外母粒采用熔融纺丝技术制成远红外纤维；
加捻定型，按照质量份，将制备好的远红外纤维与40％-65％的棉纤维和10％-15％的罗布麻纱纤维，混合加捻，然后在热水中加热定型120-180min；
织造，热定型后的纤维经过整经、穿综、插箱步骤最终制备出远红外功能保健面料；
所述的改性远红外纳米粉体的制备方法如下：
步骤一:按照质量份数，将15-20份的水滑石粉，0.2-0.8份的云母粉和0.5-1.2份的堇青石粉混合均匀后加入到马弗炉中，控制升温速度为4-8℃/min，升温到500-700℃，保温处理120-180min，完成后将得到的固体粉末与4-8份的氧化锆粉末，5-10份的二氧化硅粉末，0.1-0.4份的氮化铝粉末和0.05-0.1份的碳化钛粉末加入到100-200份的无水乙醇中，搅拌分散均匀后加入到球磨机中，球磨转速为2000-3000r/min，球磨60-120min后,冷却后将放入到400-500份的质量百分比浓度为2％-8％的氢氧化钠溶液中，控温60-70℃，处理30-100min，再加入KH-570硅烷偶联剂3-7份，然后控温60-70℃，搅拌反应2-5h，过滤,烘干,得到表面带有双键的纳米粉体；
步骤二:然后加入到高压搅拌釜中,通入氮气,加入1.2-3.5份油基甜菜碱,2.2-4.5份丙烯酸镍,3-6份质量百分比浓度为4-8％的氯铂酸的异丙醇溶液，再加入100-120份的溶剂油，0.6-1.5份1,1`-二(二甲基硅基)铁,控温50-65℃，搅拌反应3-8h，过滤，滤液循环使用,固体经水洗，干燥，得到改性远红外纳米粉体。
2.根据权利要求1所述的一种远红外功能保健面料的制备方法，其特征在于：所述的粉体材料都是纳米级粉体材料。
3.根据权利要求1所述的一种远红外功能保健面料的制备方法，其特征在于：所述的远红外纤维规格为135-270D/72-96F。
4.根据权利要求1所述的一种远红外功能保健面料的制备方法，其特征在于：所述的熔融纺丝温度为280-290℃。
5.根据权利要求1所述的一种远红外功能保健面料的制备方法，其特征在于：所述的加热定型热水温度为80-100℃。
6.根据权利要求1所述的一种远红外功能保健面料的制备方法，其特征在于：所述的远红外功能保健面料的面密度为100-120g/m2。
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