CN1865544A - 负离子远红外腈纶纱的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负离子远红外腈纶纱的制造工艺，其特征在于，提供一种腈纶纱，其纤维中含有粒径在30－100纳米的二氧化钛和电气石复合微粒添加剂，具体说是在聚丙烯腈熔体中加入具有超细纳米级的二氧化钛和电气石复合微粒添加剂，复合微粒添加剂对聚丙烯腈熔体的重量比为0.1－6％(o.w.f)之间；复合微粒添加剂中二氧化钛和电气石的重量比为20∶1－1∶80，本发明的优点是制造的腈纶纱可以使其周围空气产生负离子(H₃O₂)^－及发射远红外电磁波，释放人体所需的微量元素，起到净化空气、改善环境、增进人体健康的作用。

Description

负离子远红外腈纶纱的制造工艺

技术领域

本发明涉及一种负离子远红外腈纶纱的制造工艺，尤其涉及一种含有超细纳米级的天然矿物质微粒添加剂的具有持久释放负离子、发射远红外电磁波的富有保健功能的腈纶纱的制造工艺，可用于制作服装面料、玩具面料、毛毯、装饰布等，属于纺织技术领域。

背景技术

随着当今地球上的生态环境日益恶化、人口膨胀、工业化迅速发展，致使现代都市人生活的空间受到诸如尘埃、烟雾、花粉、毛屑、霉菌、病毒等有害物质的严重侵害。当人体持续吸入这些悬浮在空气中的有害颗粒，就容易出现咳嗽、支气管炎、过敏、头昏脑胀等症状，久而久之，就会导致呼吸道、心血管类慢性疾病的发生。据医学资料表明：大气中弥漫的有害物质多为带正电的矿物离子及有机体与水复合正离子，而空气负离子很容易吸附到这些有害的带正电的悬浮粒子上，与其产生中和作用，使之沉淀降落，达到“消烟除尘、净化空气”的作用。

大自然中，广泛地存在着负离子。负离子含量较高的地方有森林、海滨、瀑布等地区。这些地区每立方厘米的负离子含量可达到10-50万个，它能使人感受到身心愉快，心神气爽的感觉，这是由于负离子能通过人皮肤的接触及呼吸系统的吸入而进入人的血液后，细胞活性会得到加强，Na+、K+等电解质及废物的传输、交换的频率也会加快，使体内的离子保持平衡，从而提高人体的自愈力和免疫力，同时活化副交感神经，使人心神安定、血压下降、心情得到放松，有利健康。

而红外线是一种介于可见光和微波之间的电磁波，波长在0.76-1000微米之间，其中波长在4-15微米波段的远红外线对人体最为有益。人体吸收这一区间波段的远红外线后能在皮下3-5cm深处产生温热效应，使细胞组织中的水分子活化，处于高能状态，有助于生物酶的合成，增进肌体免疫功能和再生能力，扩张毛细管，改善微循环，促进新陈代谢和血液流动。

在现有的科学技术中，已有不少国内外文献对负离子远红外纤维进行了深入的论述和探讨。其中，日本Kanebo Synthetic Fibers，LTD公司2002年6月研究成功的一种负离子发生腈纶纤维及其制备技术，采用纺液纺制的方法，将平均粒径0.1-0.5微米的托玛琳固着在纤维上，但此托玛琳粒径要大于纳米，其次，上海石化生产的负离子腈纶纤维，采用的是纳米级奇冰石复合材料作为添加剂，加到腈纶纺丝液中。上海戴彦彤先生研究的负离子远红外保健产品织物及其制备方法，虽然公开了织物的至少一面或织物的纤维、纱线间固着为30-100纳米级电气石和远红外粉的技术，其中含有可用于包括腈纶在内的合成纤维，但纳米级电气石是固着在织物的表面，不能产生永久性的效果。

发明内容

本发明的目的是发明一种能释放人体所需的微量元素，起到净化空气、改善环境、增进人体健康的作用的具有释放负离子和发射远红外电磁波功能的腈纶纱及其负离子远红外腈纶纱的制造工艺。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种负离子远红外腈纶纱的制造工艺，其特征在于，提供一种腈纶纱，其纤维中含有粒径在30-100纳米的二氧化钛和电气石复合微粒添加剂，具体说是在聚丙烯腈熔体中加入具有超细纳米级的二氧化钛和电气石复合微粒添加剂，复合微粒添加剂对聚丙烯腈熔体的重量比为0.1-6％(o.w.f)之间；复合微粒添加剂中二氧化钛和电气石的重量比为20∶1-1∶80，其工艺为：

一.首先制造钠米二氧化钛组分A：

A组分的制备：

配方：(o.w.f)        钛铁矿精矿(325目)    20-75％

                     浓硫酸               1-30％

                     Na₂CO₃             20-50％

                     ZnSO₄               0.5-5％

制备过程如下：

取磨细(325目)的钛铁精矿，放在反应釜中，加入浓硫酸，搅拌均匀，加热升温，并不断经常搅拌，当温度升至110℃-130℃时，保温20-40分钟，并要不停搅动反应物，生成Ti(SO₄)₂溶液，使其充分反应后逐渐降温到50℃-70℃，保温50-70分钟后，再在连续搅拌的条件下，缓缓地加入Na₂CO₃溶液，生成Ti(OH)₄后，再将ZnSO4溶液加入其中，形成ZnCO₃/Ti(OH)₄包覆体，升温至160℃-170℃，焙烧50-70分钟后，使其转化为ZnO/H₂TiO₃过复合粉体，

焙烧ZnO/H₂TiO₃复合粉体，生成TiO₂粉体的同时，还有微量ZnTiO₃产生。ZnTiO₃可促进TiO₂粒子由锐钛向金红石型转化，有利于实现低温处理，从而有效抑制TiO₂粒子的长大，不会产生硬团聚现象，最终制得粒径在100钠米以下的金红石型TiO₂粉末。

反应式：

二.然后制备电气石B组分：

将电气石晶体，通过回转粉碎机粉碎至粒径在5-20mm之间的粉粒，再运用雷蒙磨粉机磨到粒径在10-30μm之间，通过砂磨机湿法磨至液相中，生成粒径在0.1-0.5μm的浆料，再用高剪切乳化机乳化1-3小时，使浆料充分细化均匀，将此乳化液送入雾化器中，由喷嘴高速喷到干燥室内，经140℃-160℃、20-40分钟焙烧后，经纳米搅拌磨精碾，最后得到粒径在75-100纳米的电气石粉体B。

三.最后制备成负离子远红外晴纶纱

再将组分A和组分B以20∶1-1∶80的比例混合，配制成二氧化钛和电气石超细纳米级复合微粒添加剂，将复合微粒添加剂与溶剂NaSCN混和后加入到聚丙烯腈熔体中，复合微粒添加剂与聚丙烯腈熔体的重量比为0.1-6％(o.w.f)，经过喷丝、欠伸、卷曲、定型后制成腈纶长丝。此腈纶长丝通过丝束拉断机拉断制条、纺成具有释放负离子和发射远红外线功能的特种腈纶纱。

本发明采用电气石纳米材料固着在腈纶纤维的内部，负离子在织物上的生成永久性比其持久的多得多，从而提高了产品的服用性能。是一种具有持久释放负离子、发射远红外电磁波的产品。

本发明是精选自然界宝石级电气石和二氧化钛组合制成具有超细纳米级(30-100nm)的复合微粒添加剂，再将此添加剂与聚丙烯腈共混纺丝，使负离子微粒牢固地吸附、固着在纤维内部，最后经制条、纺纱工序后制成腈纶纱。

运用此腈纶纱作为原料，进行深加工制作，制成的毛绒、毛毯、服装、玩具等织物，在使用过程中，经过与使用者接触、摩擦，纤维能释放负离子和发射远红外线。这是因为纤维中的电气石可视为极性结晶体，其本身就有电分极功能，即：自然地在晶体两端产生“正负极”，由于此正极和负极常常处于不稳定状态，可产生电势差即电压，此静电压很高，可达100万伏特，而且能随着电气石粒子的细化而加强，其能量能使空气中的分子发生电离，由此，在外力和TiO₂活化剂作用下，通过腈纶纤维中的电气石超细晶体粉末两端所具有的永久正负极性，与空气中的水分子或人的皮肤表面水分子接触后，就能够产生瞬间放电电离效应，将水分子电离为H+和OH-。H+与电气石释放出的电子结合而被中和为H原子，OH-与其它水分子结合，可连续生成羟基负离子(H₃O₂)^-，同时也使极性离子在平衡位置振动而引起偶极距变化产生远红外波段的电磁辐射，TiO₂活化剂的存在也能牵动有机与无机分子铰链的离子键极性振动，形成较强的辐射宽带，发射率在85％以上，其波长为4-15微米的对人体有益的远红外线。

由于本发明所使用的复合微粒添加剂，粒径级细小，比表面积非常大，故只需添加极少的量就能达到极好的效果，而且，对聚丙烯腈的手感、舒适性、可纺性几乎均没有太大的影响。

本发明的优点是制造的腈纶纱可以使其周围空气产生负离子(H₃O₂)^-及发射远红外电磁波，释放人体所需的微量元素，起到净化空气、改善环境、增进人体健康的作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例

取75份磨细(325目)的钛铁精矿，放在反应釜中，加入15份的浓硫酸，搅拌均匀，加热升温，并不断经常搅拌，当温度升至120℃时，保温30分钟，并要不停搅动反应物，使其充分反应后逐渐降温到60℃，保温60分钟后，再在连续搅拌的条件下，缓缓地加入8份Na₂CO₃溶液，生成Ti(OH)₄后，再将2份ZnSO4溶液加入其中，升温至150℃，焙烧60分钟后，降温、冷却，把所得的产物水洗、过滤、干燥、碾粉后，制成粒径在30-50纳米的TiO₂超细粉体组分A。

取5Kg电气石，经过回转粉碎机破碎到粒径在15mm左右的粉粒，再通过雷蒙粉碎机粉碎到20μm左右，在砂磨机中湿法磨3小时后，生成平均粒径在0.3μm的浆料，用高切乳化机乳化2小时，使浆料充分细化均匀，最后将此乳化液送入雾化器中，由喷嘴高速喷到干燥室内，经150℃、30分钟焙烧后，冷却，经纳米搅拌磨精磨后，得到粒径在80纳米左右的电气石超细粉体组分B。

将组分A和组分B以2∶8的比例混合，配制成二氧化钛和电气石超细纳米级复合微粒添加剂，将复合微粒添加剂与溶剂NaSCN混和后加入到聚丙烯腈熔体中，复合微粒添加剂与聚丙烯腈熔体的重量比为2％(o.w.f)。经过喷丝、欠伸、卷曲、定型后制成腈纶长丝，此腈纶长丝通过丝束拉断机拉断制条、纺成具有释放负离子和发射远红外线功能的特种腈纶纱。

工艺流程：

二氧化钛和电气石超细纳米级复合微粒添加剂+NaSCN溶剂+聚丙烯腈熔体→高速混和机→过滤→纺丝→预牵伸→水洗→上油→卷曲→铺丝→定型→腈纶长丝→长丝机拉断→制条→混条→经4道针梳→粗纱→细纱→并线→捻线→槽筒→摇绞→腈纶纱。

经此工艺流程生产出的腈纶纱，送经中国化纤工业协会化纤产品检验中心作

负离子效果测试，结果含量达到4900个/CM³，经30次洗涤后，含量仍保持在3800个/CM³，完全超过2000个/CM³的国际标准。

Claims (1)

1.一种负离子远红外腈纶纱的制造工艺，其特征在于，提供一种腈纶纱，其纤维中含有粒径在30-100钠米的二氧化钛和电气石复合微粒添加剂，具体说是在聚丙烯腈熔体中加入具有超细纳米级的二氧化钛和电气石复合微粒添加剂，复合微粒添加剂对聚丙烯腈熔体的重量比为0.1-6％(o.w.f)之间；复合微粒添加剂中二氧化钛和电气石的重量比为20∶1-1∶80，其工艺为：

一.首先制造钠米二氧化钛组分A：

A组分的制备：

配方：(o.w.f)    钛铁矿精矿(325目)    20-75％

                 浓硫酸               1-30％

                 Na₂CO₃            20-50％

                 ZnSO₄               0.5-5％

制备过程如下：

取磨细(325目)的钛铁精矿，放在反应釜中，加入浓硫酸，搅拌均匀，加热升温，并不断经常搅拌，当温度升至110℃-130℃时，保温20-40分钟，并要不停搅动反应物，生成Ti(SO₄)₂溶液，使其充分反应后逐渐降温到50℃-70℃，保温50-70分钟后，再在连续搅拌的条件下，缓缓地加入Na₂CO₃溶液，生成Ti(OH)₄后，再将ZnSO4溶液加入其中，形成ZnCO₃/Ti(OH)₄包覆体，升温至160℃-170℃，焙烧50-70分钟后，使其转化为ZnO/H₂TiO₃过复合粉体，焙烧ZnO/H₂TiO₃复合粉体，生成TiO₂粉体的同时，还有微量ZnTiO₃产生。ZnTiO₃可促进TiO₂粒子由锐钛向金红石型转化，有利于实现低温处理，从而有效抑制TiO₂粒子的长大，不会产生硬团聚现象，最终制得粒径在100钠米以下的金红石型TiO₂粉末。

二.然后制备电气石B组分：

将电气石晶体，通过回转粉碎机粉碎至粒径在5-20mm之间的粉粒，再运用雷蒙磨粉机磨到粒径在10-30μm之间，通过砂磨机湿法磨至液相中，生成粒径在0.1-0.5μm的浆料，再用高剪切乳化机乳化1-3小时，使浆料充分细化均匀，将此乳化液送入雾化器中，由喷嘴高速喷到干燥室内，经140℃-160℃、20-40分钟焙烧后，经纳米搅拌磨精碾，最后得到粒径在75-100纳米的电气石粉体B。

三.最后制备成负离子远红外晴纶纱

再将组分A和组分B以20∶1-1∶80的比例混合，配制成二氧化钛和电气石超细纳米级复合微粒添加剂，将复合微粒添加剂与溶剂NaSCN混和后加入到聚丙烯腈熔体中，复合微粒添加剂与聚丙烯腈熔体的重量比为0.1-6％(o.w.f)，经过喷丝、欠伸、卷曲、定型后制成腈纶长丝。此腈纶长丝通过丝束拉断机拉断制条、纺成具有释放负离子和发射远红外线功能的特种腈纶纱。