CN115928249A - 一种远红外纤维的制备方法及远红外纤维和面料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种远红外纤维的制备方法及远红外纤维和面料，具体涉及纺织纤维制造领域。所述远红外纤维的制备方法至少包括以下步骤：提供远红外陶瓷粉和活性炭微粒；将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒原位混合，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料；将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合后造粒，得到功能性母粒；将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝，得到活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维。采用本发明的制备方法制备的远红外纤维既具有高效的远红外功能，又具有抗菌防螨等性能。
Description
技术领域
本发明涉及纺织纤维制造领域，具体涉及一种远红外纤维的制备方法及远红外纤维和面料。
背景技术
远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，被人体吸收后，可使体内水分子产生共振，使水分子活化，增强其分子间的结合力，提高身体的含氧量，细胞因而能恢复活力。这种作用强度，使毛细血管扩张，改善微循环系统，促进血液循环，强化各组织的新陈代谢，增加组织的再生能力，提高机体的免疫能力，平衡身体的酸碱度，从而起到医疗保健的作用。
随着社会环保和保健意识的增强，人们对健康和生活品质的追求也越来越高，远红外理疗的观念越来越强烈。而织物与身体时刻接触，赋予织物纤维远红外功能是远红外理疗最直接的方式。因此，远红外保健织物成为近年来纺织领域的研究热点，远红外保健整理织物可用来开发保健蓄热产品、医疗用品等，如内衣、贴身保暖服，床罩、床单、毛毯等床上用品，坐垫、护膝、腰带、抗菌防臭保健鞋袜和电热制品等。但是目前织物通常采用浸渍法将远红外材料粘着或吸附在织物纤维上，导致结合度不够，耐久性差，无法满足人们对健康、安全的要求。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种远红外纤维的制备方法及远红外纤维和面料，使纤维既具有高效的远红外疗效，又具有抗菌防螨性能，集低碳、环保、保健功能于一身，满足人们对健康、安全的要求。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种远红外纤维的制备方法，至少包括以下步骤：
提供远红外陶瓷粉和活性炭微粒；
将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒原位混合，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料；
将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合后造粒，得到功能性母粒；
将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝，得到活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维。
在本发明一示例中，所述远红外陶瓷粉的直径小于0.5μm，所述活性炭微粒的直径为0.1～0.5μm。
在本发明一示例中，将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒原位混合，包括：将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒按照质量比(3～6)：(4～7)混合均匀；将混合均匀的混合粉体用去离子水洗涤至无色，并将水洗后的混合粉体在硝酸中浸泡20～24h，以去除杂质；用去离子水将硝酸浸泡后的混合物料洗涤至中性，干燥，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料。
在本发明一示例中，将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合后造粒，包括：将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯按照(10～20％)：(80～90％)的质量配比混合均匀；将混合均匀的活性炭负载陶瓷粉的复合材料和熔融聚酯的通过螺杆造粒机进行造粒，制得功能性母粒。
在本发明一示例中，所述熔融聚酯为高温熔融聚酯，所述高温熔融聚酯的温度为225～255℃。
在本发明一示例中，将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝，包括：将所述功能性母粒与聚酯切片熔体按照(5～10％)：(90～95％)的质量配比混合均匀；再利用熔融纺丝设备将混合均匀的物料进行熔融纺丝，得到活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维，其中，所述熔融纺丝设备的螺杆挤压机内的温度为240℃～290℃，纺丝箱体内温度为220℃～280℃，纺丝箱体内喷丝板的孔径为0.2～0.5mm，纺丝的速度为3100m/min。
在本发明一示例中，将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝后，还包括吹风冷却和卷绕成形，其中，所述吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为20～30℃；所述卷绕成型时的卷绕速度为1000～1500m/min。
在本发明一示例中，所述远红外陶瓷包括氧化锆和氧化镧中的一种或两种。
本发明另一方面提供一种远红外纤维，所述远红外纤维采用本发明的制备方法制备而成。
本发明还提供一种面料，所述面料包括本发明的制备方法制备的远红外纤维。
本发明将远红外陶瓷粉与活性炭颗粒原位混合，制备活性炭负载陶瓷粉的复合材料，在熔融纺丝过程中将复合材料与聚酯切片熔体混合后进行纺丝获得活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维。远红外陶瓷粉能够辐射出比正常物体更多的远红外线，活性炭中具有大量的微孔、大的比表面积，还具有吸湿除味、产生负离子、发射远红外线、抗菌防螨等功能，将远红外陶瓷与活性炭复合，加入纤维中可赋予纤维高效的远红外疗效和抗菌防螨等性能。活性炭吸附性强，即可负载大量的远红外陶瓷粉，又能牢固附着在纤维上，提高远红外纤维的稳定性和耐久性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明远红外纤维的制备方法的流程图；
图2为本发明远红外纤维的制备方法中远红外陶瓷粉和活性炭颗粒原位混合的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1至图2，本发明提供一种远红外纤维的制备方法及远红外纤维和面料，在熔融纺丝过程中加入远红外陶瓷粉体和活性炭微粒，使得纤维既具有高效的远红外功能，又具有抗菌防螨等性能。
请参阅图1，本发明的远红外纤维的制备方法，至少包括以下步骤：
S1、提供远红外陶瓷粉和活性炭颗粒；
S2、将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭颗粒原位混合，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料；
S3、将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合后造粒，得到功能性母粒；
S4、将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝，得到活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维。
具体的，步骤S1中提供的远红外陶瓷粉的直径小于0.5μm，例如0.1μm、0.2μm、0.3μm等，远红外陶瓷粉通过气流粉碎机将陶瓷矿石充分研磨至粒径小于0.5μm，也可直接购买合适粒径的远红外陶瓷粉。远红外陶瓷粉包括氧化锆和氧化镧等混合物，对于混合物内各组分之间的比例不做限制。活性炭微粒的直径为0.1～0.5μm，例如0.1μm、0.3μm或0.5μm等。活性炭微粒可利用气流粉碎机将活性炭颗粒充分研磨至粒径0.1～0.5μm，其中，活性炭颗粒可通过购买获得，也可自行制备，例如将废弃的椰子外壳、咖啡渣等的纤维质加热到1200℃，高温煅烧制备成活性炭。
请参阅图1和图2，步骤S2将远红外陶瓷粉和活性炭微粒原位混合，具体包括：
S21、将远红外陶瓷粉和活性炭微粒按照(3～6)：(4～7)的质量比混合均匀；
S22、将混合均匀的混合粉体用去离子水洗涤至无色，并将水洗后的混合粉体在硝酸溶液中浸泡20～24h；
S23、用去离子水将硝酸浸泡后的混合粉体洗涤至中性，干燥，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料。
步骤S21中远红外陶瓷粉与活性炭微粒的质量比，例如选择为3:4、5:6、6:7、3:7或5:4等，本发明对于远红外陶瓷粉和活性炭微粒的混合方式不做限制，只需将两者混合均匀即可，例如利用混合机进行混合。
步骤S22用去离子水将混合均匀的远红外陶瓷粉与活性炭微粒混合粉体洗涤数次，直至洗涤后的水至无色；再将水洗后的混合粉体在硝酸中浸泡20～24h，例如20h、22h或24h等，以去除混合粉体中的有机物和其他杂质。
步骤S23用去离子水将硝酸浸泡后的混合粉体洗涤数次，直至洗后的水为中性，以去除混合粉体上的酸；之后在80℃的真空干燥箱内干燥，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料。由于活性炭多孔，且比表面积大，利用活性炭作为载体，可以更好的承载远红外陶瓷粉，让二者的远红外功效强强联合。
请参阅图1，步骤S3制备功能性母粒，将活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合，利用螺杆造粒机进行造粒，从而制得功能性母粒。其中，功能性母粒中，活性炭负载陶瓷粉的复合材料的质量占比为10～20％，熔融聚酯的质量占比为80～90％，例如活性炭负载陶瓷粉的复合材料的质量占比为10％，熔融聚酯的质量占比为90％；或者活性炭负载陶瓷粉的复合材料的质量占比为20％，熔融聚酯的质量占比为80％；或者活性炭负载陶瓷粉的复合材料的质量占比为15％，熔融聚酯的质量占比为85％，等等。熔融聚酯的温度为225～255℃，例如225℃、235℃、245℃或255℃。
请参阅图1，步骤S4制备远红外纤维，将步骤S3制备的功能性母粒与聚酯切片熔体按照(5～10％)：(90～95％)的质量配比共混后进行熔融纺丝，例如功能性母粒的质量占比为5％，聚酯切片熔体的质量占比为95％；或者功能性母粒的质量占比为7％，聚酯切片熔体的质量占比为93％；或者功能性母粒的质量占比为10％，聚酯切片熔体的质量占比为90％等，功能性母粒与聚酯切片熔体的比例可以为上述比例范围内任一数值，只需保证两者的质量占比之和为100％。熔融纺丝采用熔融纺丝设备进行，熔融纺丝设备包括螺杆挤压机和纺丝箱体，螺杆挤压机的作用是把固体高聚物熔融后以均质、恒定的温度和稳定的压力输出高聚物熔体；纺丝箱体的作用将高聚物熔体进行纺丝。其中，纺丝工艺的条件为：螺杆挤压机内的温度为240℃～290℃，例如，240℃、270℃或290℃等；纺丝箱体内温度为220℃～280℃，例如220℃、250℃或者290℃等；纺丝箱体内喷丝板的孔径为0.2～0.5mm，例如，0.2μm、0.3μm或0.5μm等；纺丝的纺速为3100m/min；卷绕速度为1000～1500m/min，例如，1000m/min、1200m/min或1500m/min等；吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为20～30℃，例如为20℃、25℃或30℃等。熔融纺丝的具体工艺可按照常规纤维纺丝的工艺执行。
本发明还提供一种远红外纤维，其采用本发明上述的制备方法制备而成。本发明的远红外纤维既具有高效的远红外功效，又具有抗菌防螨等性能、集低碳、环保、保健功能于一身。
本发明还提供一种面料，该面料包含本发明的制备方法制备而成的远红外纤维，由于面料包含远红外纤维，因此该面料具有远红外理疗功能。该面料可用于制备床上用品，如床单、被罩、被子等；也可用于制备贴身衣物等。
下面通过一些具体的实施例对本发明进行详细的说明，以下实施例中使用的活性炭微粒与远红外陶瓷粉末皆可通过气流粉碎机充分研磨制得。
实施例1
本实施例远红外纤维的制备方法包括：
步骤一：提供直径为0.4μm的远红外陶瓷粉末和直径为0.5μm的活性炭微粒；
步骤二：将步骤一的陶瓷粉体和活性炭微粒按照1:1的比例进行充分混合，使其混合均匀；利用去离子水洗涤至无色，再在硝酸中浸泡24h，以去除其中的有机物和其他杂质；再用去离子水洗涤混合粉料至中性，在80℃的真空干燥箱内干燥，制得活性炭负载陶瓷粉的复合材料。
步骤三：将步骤二得到的活性炭负载陶瓷粉的复合材料与高温熔融聚酯按照10％和90％的质量配比混合后通过螺杆造粒机造粒制得功能性母粒，其中，高温熔融聚酯的温度为225℃；
步骤四：将步骤三中得到的功能性母粒与聚酯切片熔体按照5％和95％的质量配比混合后经过熔融纺丝机进行熔融纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形、检验、包装，得到远红外纤维，其中，纺丝的纺速为3100m/min，螺杆挤压机内的温度为240℃，纺丝箱体内温度为220℃，纺丝箱体内喷丝板的孔径为0.2mm，卷绕速度为1000m/min，吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为20℃。
实施例2
本实施例远红外纤维的制备方法包括：
步骤一：提供直径为0.3μm的远红外陶瓷粉末和直径为0.4μm的活性炭微粒；
步骤二：将步骤一的陶瓷粉体和活性炭微粒按照3:7的质量比例进行充分混合，使其混合均匀；利用去离子水洗涤至无色，再在硝酸中浸泡20h，以去除其中的有机物和其他杂质；再用去离子水洗涤混合粉料至中性，在80℃的真空干燥箱内干燥，制得活性炭负载陶瓷粉的复合材料。
步骤三：将步骤二得到的活性炭负载陶瓷粉的复合材料与高温熔融聚酯按照15％和85％的质量配比混合后通过螺杆造粒机造粒制得功能性母粒，其中，高温熔融聚酯的温度为255℃；
步骤四：将步骤三中得到的功能性母粒与聚酯切片熔体按照7％和93％的质量配比混合后经过熔融纺丝机进行熔融纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形、检验、包装，得到远红外纤维，其中，纺丝的纺速为3100m/min，螺杆挤压机内的温度为290℃，纺丝箱体内温度为280℃，纺丝箱体内喷丝板的孔径为0.5mm，卷绕速度为1500m/min，吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为30℃。
实施例3
本实施例远红外纤维的制备方法包括：
步骤一：提供直径为0.1μm的远红外陶瓷粉末和直径为0.3μm的活性炭微粒；
步骤二：将步骤一的陶瓷粉体和活性炭微粒按照6:4的比例进行充分混合，使其混合均匀；利用去离子水洗涤至无色，再在硝酸中浸泡22h，以去除其中的有机物和其他杂质；再用去离子水洗涤混合粉料至中性，在80℃的真空干燥箱内干燥，制得活性炭负载陶瓷粉的复合材料。
步骤三：将步骤二得到的活性炭负载陶瓷粉的复合材料与高温熔融聚酯按照20％和80％的质量配比混合后通过螺杆造粒机造粒制得功能性母粒，其中，高温熔融聚酯的温度为240℃；
步骤四：将步骤三中得到的功能性母粒与聚酯切片熔体按照10％和90％的质量配比混合后经过熔融纺丝机纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形、检验、包装，得到远红外纤维，其中，纺丝的纺速为3100m/min，螺杆挤压机内的温度为260℃，纺丝箱体内温度为260℃，纺丝箱体内喷丝板的孔径为0.4mm，卷绕速度为1200m/min，吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为25℃。
按照行业标准GB/T 30127-2013《纺织品远红外性能的检测和评价》的方法测定纤维的远红外性能，结果如表1。
按照行业标准GB/T 30128-2013《纺织品负离子发生量的检测和评价》的方法测定纤维的负离子发生量，结果如表1。
按照行业标准GB/T24253-2009《纺织品防螨性能的评价》的方法测定纤维的螨虫驱避率，结果如表1。
表1：实施例1至3制备的远红外纤维的性能测试结果
实施例1至3制备的远红外纤维的远红外线发射率≥83％，负离子发生量≥2000个/m3,消臭率≥90％；抑菌率≥90％；螨虫驱避率≥80％，说明本发明制备的远红外纤维具有高效的远红外疗效，又具有优良的抗菌防螨等性能。
本发明将远红外陶瓷粉与活性炭颗粒原位混合，制备活性炭负载陶瓷粉的复合材料，并在熔融纺丝过程中将复合材料与聚酯切片熔体混合后进行纺丝获得活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维。所述的远红外纤维既具有高效的远红外疗效，又具有抗菌防螨等性能、集低碳、环保、保健功能于一身。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种远红外纤维的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
提供远红外陶瓷粉和活性炭微粒；
将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒原位混合，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料；
将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合后造粒，得到功能性母粒；
将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝，得到活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述远红外陶瓷粉的直径小于0.5μm，所述活性炭微粒的直径为0.1～0.5μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒原位混合，包括：
将所述远红外陶瓷粉和所述活性炭微粒按照质量比(3～6)：(4～7)混合均匀；
将混合均匀的混合粉体用去离子水洗涤至无色，并将水洗后的混合粉体在硝酸中浸泡20～24h；
用去离子水将硝酸浸泡后的混合粉体洗涤至中性，干燥，得到活性炭负载陶瓷粉的复合材料。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯混合后造粒，包括：将所述活性炭负载陶瓷粉的复合材料与熔融聚酯按照(10～20％)：(80～90％)的质量配比混合均匀；将混合后的活性炭负载陶瓷粉的复合材料和熔融聚酯通过螺杆造粒机进行造粒，制得功能性母粒。
5.根据权利要求4所述的制备方案，其特征在于，所述熔融聚酯为高温熔融聚酯，所述高温熔融聚酯的温度为225～255℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝，包括：将所述功能性母粒与聚酯切片熔体按照(5～10％)：(90～95％)的质量配比混合均匀；再利用熔融纺丝设备将混合均匀的物料进行熔融纺丝，得到活性炭负载陶瓷粉的远红外纤维，其中，所述熔融纺丝设备的螺杆挤压机内的温度为240℃～290℃，纺丝箱体内温度为220℃～280℃，纺丝箱体内喷丝板的孔径为0.2～0.5mm，纺丝的速度为3100m/min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将所述功能性母粒与聚酯切片熔体混合后进行纺丝之后，还包括吹风冷却和卷绕成形，其中，所述吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为20～30℃；所述卷绕成型时的卷绕速度为1000～1500m/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述远红外陶瓷包括氧化锆和氧化镧。
9.一种远红外纤维，其特征在于，采用权利要求1至8任一所述的制备方法制备而成。
10.一种面料，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的制备方法制备而成的远红外纤维。
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