CN115748002A - 一种高效蜂窝负离子纤维及其制备工艺与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效蜂窝负离子纤维及其制备工艺与应用，涉及纤维，旨在解决的问题，其技术方案要点是：包括纤维主体，纤维主体内设有若干贯穿纤维主体内外的蜂窝状微孔，纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁均设有负离子粉体材料。本发明中负离子粉体材料嵌入纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁内，从而使得一方面加入纤维中的负离子粉体材料没有被包裹起来，能起到其功能性作用，另一方面，由于负离子粉体材料部分位于纤维主体内部的蜂窝状微孔内，提高了纤维主体和负离子粉体材料的结合强度，极大的增加了负离子粉体材料利用的效率，使得负离子纤维具有真正安全高效的作用。
Description
技术领域
本发明涉及纤维，更具体地说，它涉及一种高效蜂窝负离子纤维及其制备工艺与应用。
背景技术
大气中的分子和原子在外界作用下发生空气电离，使得外层电子脱离原子核，脱离的电子与其他中性分子或原子结合从而带有负电荷，称为负离子，而得到电子的气体带有负电荷，称为空气负离子。空气负离子被称为空气维生素，对人体具有重要的生物学效应，其对人体的保健作用已被医学界证实，也越来越多地被消费者熟知。
负离子纺织品是负离子纤维的集合体，负离子纤维中含有能够释放负离子的粉体，当负离子纺织品与人体皮肤产生摩擦时就会源源不断地产生空气负离子，起到消除异味、净化空气的作用，从而改善人体周围微环境的空气质量，有利于人体健康。
目前我国多采用表面涂覆改性法和共混纺丝法制备负离子纤维。表面涂覆法是将无机物颗粒处理液涂覆并固着在纤维表面，但这种方法制备的负离子纤维手感偏硬、不耐洗涤，因此使用得越来越少。共混纺丝法是将负离子功能粉体制成负离子母粒，再与切片进行熔融纺丝，这种方法是目前我国纤维企业制备负离子纤维的主要方法，但高含量的负离子粉体在聚合物基体中不易分散，导致可纺性能较差，而纤维中负离子添加量较低时又会使纺织品的负离子释放效果较差，纤维中负离子添加量较高时，负离子粉体大部分会被包裹起来，功能性材料发挥的功效有限，综上，目前市场上真正高效安全的负离子纤维是空白的。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效蜂窝负离子纤维及其制备工艺与应用。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效蜂窝负离子纤维，包括纤维主体，所述纤维主体内设有若干贯穿纤维主体内外的蜂窝状微孔，所述纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁均设有负离子粉体材料。
通过采用上述技术方案，负离子粉体材料嵌入纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁内，从而使得一方面加入纤维中的负离子粉体材料没有被包裹起来，能起到其功能性作用，另一方面，由于负离子粉体材料部分位于纤维主体内部的蜂窝状微孔内，提高了纤维主体和负离子粉体材料的结合强度，极大的增加了负离子粉体材料利用的效率，使得负离子纤维具有真正安全高效的作用，负离子粉体材料能释放负离子，可使大脑皮层功能及脑力活动加强，精神振奋，工作效益提高，能使睡眠质量得到改善，负离子还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧气，负离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，达到降低血压的目的，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复，且负离子有使血液凝聚流速变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，另外负离子通过呼吸道进入人体的，它可以提高人的肺活量改善和增加肺功能的作用。
一种高效蜂窝负离子纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1将负离子功能粉体制成负离子母粒，再与涤纶改性切片混合放入密闭容器内进行熔融；
S2通过在密闭容器内对负离子母粒和涤纶改性切片的熔融混合物进行高温高压处理，并进行保压用以实现气体分子充分渗透到熔融混合物内部；
S3使密闭容器快速泄压,气体在熔融混合物内膨胀做功形成若干气泡；
S4通过高倍牵伸工艺将熔融混合物制成纤维，并使纤维内的气泡被拉长并破裂，最后制成有蜂窝状微孔结构的负离子纤维。
本发明进一步设置为：所述步骤S4包括：
A1添加催化剂和助剂至熔融混合物中；
A2熔融混合物经过排气、增压和过滤，通过螺杆推进并通过喷丝板挤出纺丝；
A3通过冷却浴冷却纺丝，得到原丝；
A4原丝高倍加热拉伸，使内部气泡破裂，并热定型后卷绕成纤维主体。
本发明进一步设置为：所述纤维主体的线密度小于2dtex。
通过采用上述技术方案，等质量情况下，纤维越细，纤维表面存在越多的负离子粉体与空气接触，因而纤维释放的负离子浓度更高，使得其负离子功能远优于线密度大于2dtex的负离子纤维。
本发明进一步设置为：所述负离子母粒内掺杂有纳米二氧化钛以及稀土氧化物。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛以及稀土氧化物均能诱发负离子粉体材料的电离子，提高纤维释放电离子的量，起到更好的效果，对人体更加有益。
本发明进一步设置为：所述负离子母粒内掺杂有多孔吸附颗粒。
通过采用上述技术方案，多孔吸附颗粒能在纤维使用时，吸附空气中的异味分子，使得纤维能起到更好的除臭作用，且其依附在负离子母粒中，能提高与纤维主体之间的结合强度，更加耐用。
一种高效蜂窝负离子纤维的应用，
应用于功能性服饰；
应用于家居纺织用品；
应用于医疗纺织用品；
应用于工业环保设备。
通过采用上述技术方案，高效蜂窝负离子纤维应用于功能性服饰时以及家居纺织用品均能提高人体周围负离子的含量，对人体的神经系统、心血管系统、血液系统以及呼吸道系统均能到保护加强作用，应用于医疗纺织用品时，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复，应用于工业环保设备时，该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境具有明显的作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：负离子粉体材料嵌入纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁内，从而使得一方面加入纤维中的负离子粉体材料没有被包裹起来，能起到其功能性作用，另一方面，由于负离子粉体材料部分位于纤维主体内部的蜂窝状微孔内，提高了纤维主体和负离子粉体材料的结合强度，极大的增加了负离子粉体材料利用的效率，使得负离子纤维具有真正安全高效的作用，负离子粉体材料能释放负离子，可使大脑皮层功能及脑力活动加强，精神振奋，工作效益提高，能使睡眠质量得到改善，负离子还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧气，负离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，达到降低血压的目的，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复，且负离子有使血液凝聚流速变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，另外负离子通过呼吸道进入人体的，它可以提高人的肺活量改善和增加肺功能的作用。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种高效蜂窝负离子纤维，包括纤维主体，纤维主体内设有若干贯穿纤维主体内外的蜂窝状微孔，纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁均设有负离子粉体材料，其中，纤维主体为涤纶改性纤维。
一种高效蜂窝负离子纤维的制备工艺，包括如下步骤：
S1将负离子功能粉体制成负离子母粒，再与涤纶改性切片混合放入密闭容器内进行熔融；
S2通过在密闭容器内对负离子母粒和涤纶改性切片的熔融混合物进行高温高压处理，并进行保压用以实现气体分子充分渗透到熔融混合物内部；
S3使密闭容器快速泄压,气体在熔融混合物内膨胀做功形成若干气泡；
S4通过高倍牵伸工艺将熔融混合物制成纤维，并使纤维内的气泡被拉长并破裂，最后制成有蜂窝状微孔结构的负离子纤维，具体的，步骤S4包括：A1添加催化剂和助剂至熔融混合物中；A2熔融混合物经过排气、增压和过滤，通过螺杆推进并通过喷丝板挤出纺丝；A3通过冷却浴冷却纺丝，得到原丝；A4原丝高倍加热拉伸，使内部气泡破裂，并热定型后卷绕成纤维主体，纤维主体拉伸至其线密度为1.56dtex。
负离子功能粉体制备如下:
1)将电气石材料粉碎至150～400目，并在650～800℃下焙烧0.5～1h；
2)将焙烧后的电气石材料加入研磨设备中进行超细粉碎，直至粒径分布为200～500nm；
3)在对电气石材料研磨处理即将结束时，加入表面处理剂进行表面处理；
4)添加半导体催化材料，并研磨至粒径分布小于0.5μm、添加辅助激发材料，并研磨至粒径分布小于0.2μm；
5)将经过步骤3)和步骤4)后的材料按配比投入到高速分散机中分散，过筛，干燥即得所述可以生成负离子的粉体材料。
一种高效蜂窝负离子纤维的应用，
应用于功能性服饰，如内衣、袜子；
应用于家居纺织用品，如沙发套、桌布；
应用于医疗纺织用品，如病号服、病床床单；
应用于工业环保设备，如过滤布、挡尘布。
有益效果：负离子粉体材料嵌入纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁内，从而使得一方面加入纤维中的负离子粉体材料没有被包裹起来，能起到其功能性作用，另一方面，由于负离子粉体材料部分位于纤维主体内部的蜂窝状微孔内，提高了纤维主体和负离子粉体材料的结合强度，极大的增加了负离子粉体材料利用的效率，使得负离子纤维具有真正安全高效的作用，负离子粉体材料能释放负离子，可使大脑皮层功能及脑力活动加强，精神振奋，工作效益提高，能使睡眠质量得到改善，负离子还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧气，负离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，达到降低血压的目的，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复，且负离子有使血液凝聚流速变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，另外负离子通过呼吸道进入人体的，它可以提高人的肺活量改善和增加肺功能的作用。
且纤维主体的线密度小于2dtex，等质量情况下，纤维越细，纤维表面存在越多的负离子粉体与空气接触，因而纤维释放的负离子浓度更高，使得其负离子功能远优于线密度大于2dtex的负离子纤维。
高效蜂窝负离子纤维应用于功能性服饰时以及家居纺织用品均能提高人体周围负离子的含量，对人体的神经系统、心血管系统、血液系统以及呼吸道系统均能到保护加强作用，应用于医疗纺织用品时，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复，应用于工业环保设备时，该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境具有明显的作用。
实施例2：与实施例1作为区别的：负离子母粒内掺杂有纳米二氧化钛以及稀土氧化物，其负离子功能粉体制备如下:
1)将电气石材料粉碎至150～400目，并在650～800℃下焙烧0.5～1h；
2)焙烧后的电气石材料加入研磨设备中进行超细粉碎，直至粒径分布为 200～500nm；
3)在对电气石材料研磨处理即将结束时，加入表面处理剂进行表面处理；
4)添加稀土氧化物材料，并研磨至粒径分布小于1μm、添加半导体催化材料并研磨至粒径分布小于0.5μm、添加辅助激发材料，并研磨至粒径分布小于 0.2μm，并添加纳米二氧化钛粉料；
5)将经过步骤3)和步骤4)后的材料按配比投入到高速分散机中分散，过筛，干燥即得所述可以生成负离子的粉体材料。
其中稀土氧化物包括但不限于氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕。
有益效果：纳米二氧化钛以及稀土氧化物均能诱发负离子粉体材料的电离子，提高纤维释放电离子的量，起到更好的效果，对人体更加有益。
实施例3：与实施例1作为区别的：负离子母粒内掺杂有多孔吸附颗粒，具体的，在研磨好的负离子粉体材料中添加多孔吸附颗粒，其中多孔吸附颗粒包括但不限于竹炭、硅藻土颗粒。
有益效果：多孔吸附颗粒能在纤维使用时，吸附空气中的异味分子，使得纤维能起到更好的除臭作用，且其依附在负离子母粒中，能提高与纤维主体之间的结合强度，更加耐用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高效蜂窝负离子纤维，其特征在于：包括纤维主体，所述纤维主体内设有若干贯穿纤维主体内外的蜂窝状微孔，所述纤维主体表面以及蜂窝状微孔内壁均设有负离子粉体材料。
2.一种高效蜂窝负离子纤维的制备工艺，应用于制备权利要求1的高效蜂窝负离子纤维，其特征在于：包括如下步骤：
S1将负离子功能粉体制成负离子母粒，再与涤纶改性切片混合放入密闭容器内进行熔融；
S2通过在密闭容器内对负离子母粒和涤纶改性切片的熔融混合物进行高温高压处理，并进行保压用以实现气体分子充分渗透到熔融混合物内部；
S3使密闭容器快速泄压,气体在熔融混合物内膨胀做功形成若干气泡；
S4通过高倍牵伸工艺将熔融混合物制成纤维，并使纤维内的气泡被拉长并破裂，最后制成有蜂窝状微孔结构的负离子纤维。
3.根据权利要求2所述的一种高效蜂窝负离子纤维的制备工艺，其特征在于：所述步骤S4包括：
A1添加催化剂和助剂至熔融混合物中；
A2熔融混合物经过排气、增压和过滤，通过螺杆推进并通过喷丝板挤出纺丝；
A3通过冷却浴冷却纺丝，得到原丝；
A4原丝高倍加热拉伸，使内部气泡破裂，并热定型后卷绕成纤维主体。
4.根据权利要求3所述的一种高效蜂窝负离子纤维的制备工艺，其特征在于：所述纤维主体的线密度小于2dtex。
5.根据权利要求3所述的一种高效蜂窝负离子纤维的制备工艺，其特征在于：所述负离子母粒内掺杂有纳米二氧化钛以及稀土氧化物。
6.根据权利要求3所述的一种高效蜂窝负离子纤维及其制备工艺，其特征在于：所述负离子母粒内掺杂有多孔吸附颗粒。
7.一种高效蜂窝负离子纤维的应用，采用权利要求1的高效蜂窝负离子纤维，其特征在于：
应用于功能性服饰；
应用于家居纺织用品；
应用于医疗纺织用品；
应用于工业环保设备。
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