CN1277005C - 活性炭远红外功能纤维及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种活性炭远红外功能纤维及其制造方法，其纤维由功能母粒和纤维级树脂切片经熔融纺丝制成，所述的功能母粒包含下列组分，活性炭粉体：10～40%，偶联剂：5～10%，分散剂：10～20%，载体树脂：30～75%。其方法如下：(1)制备功能母粒：将活性炭粉体材料烘干，按上述比例在烘干后的活性炭粉体中依次加入偶联剂、载体树脂、分散剂，经双螺杆熔融挤出，冷却，切粒，制成功能母粒。(2)纺丝：将上述功能母粒进行干燥，加入纤维级树脂切片，通过计量装置，控制功能母粒在纤维中的含量为2～10%，经熔融挤压纺丝，制成活性炭远红外功能纤维。其有益之处在于：解决了活性炭与原料树脂混合后可纺性差的问题；使活性炭在原料树脂中能够均匀分布，并与原料树脂稳固结合，使其功能更加持久；纤维能够有效地吸附人体分泌的有害物质，净化皮肤，是一种适合于制作保健服装、内衣的“洁肤纤维”。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能合成纤维，特别是涉及一种活性炭远红外功能纤维及其制造方法。
背景技术
活性炭具有很强的吸附性能，已被广泛应用于化工、环保、电子、能源等领域。为了充分发挥活性炭的吸附性能，一般都是将活性炭制成活性炭纤维，通过增大比表面积来提高其吸附效率。目前制造活性炭纤维的方法很多，但所制成的活性炭纤维普遍不适用于纺织服装领域，即可纺性和服饰性较差。将活性炭纤维和其它纤维混纺制成的无纺布，同样存在服饰性差的缺陷。
US2003/0102594A1公开了一种活性合成纤维的制造方法，该方法将活性炭和含银无机抗菌剂的混合粉末与原料树脂混合熔融纺丝，虽在一定程度上解决了可纺性的问题，但仍存在明显的缺陷，确切地讲，由于该方法没有应用助纺剂(偶联剂和分散剂)，致使其可纺性仍然较差，所纺纤维强度较低，易断裂，而且其做为一种功能性纤维，稳定性和持久性均不理想。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明拟解决活性炭与原料树脂混合后的可纺性和活性炭在原料树脂中均匀分布使其功能稳固、持久的问题，提供了一种能够有效吸附人体分泌的有害物质且同时具有远红外功能的活性炭远红外功能纤维及其制造方法。
本发明的技术方案是这样实现的：该纤维由功能母粒和纤维级树脂切片经熔融纺丝制成，所述的功能母粒包含下列组分，均为重量百分比：
活性炭粉体： 10～40％
偶联剂： 5～10％
分散剂： 10～20％
载体树脂： 30～75％
所述活性炭粉体为竹活性炭粉末，粉体材料的粒径要求达到亚微米级，最大粒径为2微米。
所述偶联剂为硅烷、铝酸酯、钛酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种。
所述分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种。
所述载体树脂为聚酰胺、改性聚酰胺、PP树脂中的任一种。
本发明的原理在于：利用偶联剂对活性炭粉体材料表面进行处理，因偶联剂分子结构同时含有亲无机基团和亲有机基团两类性质不同的化学基团，其两类基团分别通过化学反应或物理化学作用，一端与粉体材料表面结合，另一端与高分子树脂缠结或反应，使粉体材料与高分子树脂能够稳定、牢固地结合，以利于纺丝过程的进行。同时，利用分散剂的作用，使处于聚结状态的粉体材料颗粒易于被分散成单个粒子并能够依靠偶联剂的作用均匀稳定地分布在载体树脂中。
本发明的方法包括下列步骤：
(1)制备功能母粒：将活性炭粉体材料进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为8～12小时，使活性炭粉体材料中水分的含量在40～50ppm；按上述比例在烘干后的活性炭粉体中加入偶联剂，搅拌，对活性炭粉体进行活化，然后加入载体树脂，搅拌，再加入分散剂，搅拌；最后经双螺杆熔融挤出，冷却，切粒，制成功能母粒。
(2)纺丝：将上述功能母粒进行干燥，使其含水量小于30ppm，然后加入纤维级树脂切片，通过计量装置，控制功能母粒在纤维中的含量为2～10％，最后通过熔融挤压纺丝，制成活性炭远红外功能纤维。
本发明的有益之处在于：①有效地解决了活性炭与原料树脂混合后可纺性差的问题；②使活性炭在原料树脂中能够均匀分布，并与原料树脂稳固结合，使其功能更加持久；③该纤维能够有效地吸附人体分泌的有害物质，净化皮肤，是一种适合于制作保健服装、内衣的“洁肤纤维”。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步描述。
实施例1：
制备功能母粒：将活性炭粉体材料进行烘干，烘干温度为115～120℃，烘干时间为10小时，活性炭粉体材料中水分的含量约为50ppm；按重量百分比，取烘干后的活性炭粉体材料10％，加入偶联剂5％，搅拌，然后加入载体树脂PP75％，搅拌，再加入分散剂10％，经双螺杆熔融挤出，冷却，切粒，制成功能母粒。
纺丝：将上述功能母粒进行干燥，其干燥后的含水量约30ppm，加入纤维级PP树脂切片，通过计量装置，控制功能母粒在纤维中的含量为2％，通过熔融挤压纺丝，制成活性炭远红外功能纤维。
实施例2：
制备功能母粒：将活性炭粉体材料进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为12小时，活性炭粉体材料中水分的含量约为40ppm；按重量百分比，取烘干后的活性炭粉体材料40％，加入偶联剂10％，搅拌，然后加入载体树脂PP30％，搅拌，再加入分散剂20％，经双螺杆熔融挤出，冷却，切粒，制成功能母粒。
纺丝：将上述功能母粒进行干燥，其干燥后的含水量约30ppm，加入纤维级PP树脂切片，通过计量装置，控制功能母粒在纤维中的含量为10％，通过熔融挤压纺丝，制成活性炭远红外功能纤维。
实施例3：
制备功能母粒：将活性炭粉体材料进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为12小时，活性炭粉体材料中水分的含量约为40ppm；按重量百分比，取烘干后的活性炭粉体材料20％，加入偶联剂8％，搅拌，然后加入载体树脂聚酰胺57％，搅拌，再加入分散剂15％，经双螺杆熔融挤出，冷却，切粒，制成功能母粒。
纺丝：将上述功能母粒进行干燥，其干燥后的含水量约30ppm，加入纤维级聚酰胺树脂切片，通过计量装置，控制功能母粒在纤维中的含量为5％，通过熔融挤压纺丝，制成活性炭远红外功能纤维。
下表所示为三个实施例及纯丙纶纺丝以及各项性能对比。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 纯丙纶 | |
| 所用树脂 | PP | PP | 聚酰胺 | PP |
| 可纺性 | 优 | 良 | 优 | 优 |
| 纤维中功能母粒含量％ | 2 | 10 | 5 | 0 |
| 氨去除率％ | 68 | 85 | 73 | 0 |
| 红外线法向发射率％ | 85 | 85 | 88 | 76 |
| 发射负离子个/厘米^3 | 7100 | 7600 | 7000 | 0 |
| 纤维比电阻Ω.cm | 8.9×107 | 9.2×106 | 8.6×107 | 7.0×1019 |
| 纤维吸湿性％ | 0.9 | 1.4 | 1.2 | 0 |
通过实施例1、实施例2和实施例3证实，所述功能母粒在纤维中的含量在2～10％时，有良好可纺性能，以及优异的吸附洁肤性能和远红外保健功能。
Claims (6)
1、一种活性炭远红外功能纤维，其特征在于：该纤维由功能母粒和纤维级树脂切片经熔融纺丝制成，所述的功能母粒包含下列组分，均为重量百分比：
活性炭粉体： 10～40％
偶联剂： 5～10％
分散剂： 10～20％
载体树脂： 30～75％。
2、根据权利要求1所述的一种活性炭远红外功能纤维，其特征在于：所述活性炭粉体为竹活性炭粉末，其粒径≤2微米。
3、根据权利要求1所述的一种活性炭远红外功能纤维，其特征在于：所述偶联剂为硅烷、铝酸酯、钛酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种。
4、根据权利要求1所述的一种活性炭远红外功能纤维，其特征在于：所述分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种。
5、根据权利要求1所述的一种活性炭远红外功能纤维，其特征在于：所述载体树脂为聚酰胺、改性聚酰胺、PET、PP树脂中的任一种。
6、一种活性炭远红外功能纤维的制造方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：(1)制备功能母粒：将活性炭粉体材料进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为8～12小时，使活性炭粉体材料中水分的含量在40～50ppm；按上述比例在烘干后的活性炭粉体中加入偶联剂，搅拌，对活性炭粉体进行活化，然后加入载体树脂，搅拌，再加入分散剂，搅拌；最后经双螺杆熔融挤出，冷却，切粒，制成功能母粒。(2)纺丝：将上述功能母粒进行干燥，使其含水量小于30ppm，然后加入纤维级树脂切片，通过计量装置，控制功能母粒在纤维中的含量为2～10％，最后通过熔融挤压纺丝，制成活性炭远红外功能纤维。
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