專利名稱：負離子遠紅外腈綸紗的制造工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種負離子遠紅外腈綸紗的制造工藝，尤其涉及一種含有超細納米級的天然礦物質微粒添加劑的具有持久釋放負離子、發(fā)射遠紅外電磁波的富有保健功能的腈綸紗的制造工藝，可用于制作服裝面料、玩具面料、毛毯、裝飾布等，屬于紡織技術領域。
背景技術：
隨著當今地球上的生態(tài)環(huán)境日益惡化、人口膨脹、工業(yè)化迅速發(fā)展，致使現(xiàn)代都市人生活的空間受到諸如塵埃、煙霧、花粉、毛屑、霉菌、病毒等有害物質的嚴重侵害。當人體持續(xù)吸入這些懸浮在空氣中的有害顆粒，就容易出現(xiàn)咳嗽、支氣管炎、過敏、頭昏腦脹等癥狀，久而久之，就會導致呼吸道、心血管類慢性疾病的發(fā)生。據(jù)醫(yī)學資料表明大氣中彌漫的有害物質多為帶正電的礦物離子及有機體與水復合正離子，而空氣負離子很容易吸附到這些有害的帶正電的懸浮粒子上，與其產生中和作用，使之沉淀降落，達到“消煙除塵、凈化空氣”的作用。
大自然中，廣泛地存在著負離子。負離子含量較高的地方有森林、海濱、瀑布等地區(qū)。這些地區(qū)每立方厘米的負離子含量可達到10-50萬個，它能使人感受到身心愉快，心神氣爽的感覺，這是由于負離子能通過人皮膚的接觸及呼吸系統(tǒng)的吸入而進入人的血液后，細胞活性會得到加強，Na+、K+等電解質及廢物的傳輸、交換的頻率也會加快，使體內的離子保持平衡，從而提高人體的自愈力和免疫力，同時活化副交感神經，使人心神安定、血壓下降、心情得到放松，有利健康。
而紅外線是一種介于可見光和微波之間的電磁波，波長在0.76-1000微米之間，其中波長在4-15微米波段的遠紅外線對人體最為有益。人體吸收這一區(qū)間波段的遠紅外線后能在皮下3-5cm深處產生溫熱效應，使細胞組織中的水分子活化，處于高能狀態(tài)，有助于生物酶的合成，增進肌體免疫功能和再生能力，擴張毛細管，改善微循環(huán)，促進新陳代謝和血液流動。
在現(xiàn)有的科學技術中，已有不少國內外文獻對負離子遠紅外纖維進行了深入的論述和探討。其中，日本Kanebo Synthetic Fibers，LTD公司2002年6月研究成功的一種負離子發(fā)生腈綸纖維及其制備技術，采用紡液紡制的方法，將平均粒徑0.1-0.5微米的托瑪琳固著在纖維上，但此托瑪琳粒徑要大于納米，其次，上海石化生產的負離子腈綸纖維，采用的是納米級奇冰石復合材料作為添加劑，加到腈綸紡絲液中。上海戴彥彤先生研究的負離子遠紅外保健產品織物及其制備方法，雖然公開了織物的至少一面或織物的纖維、紗線間固著為30-100納米級電氣石和遠紅外粉的技術，其中含有可用于包括腈綸在內的合成纖維，但納米級電氣石是固著在織物的表面，不能產生永久性的效果。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種能釋放人體所需的微量元素，起到凈化空氣、改善環(huán)境、增進人體健康的作用的具有釋放負離子和發(fā)射遠紅外電磁波功能的腈綸紗及其負離子遠紅外腈綸紗的制造工藝。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種負離子遠紅外腈綸紗的制造工藝，其特征在于，提供一種腈綸紗，其纖維中含有粒徑在30-100納米的二氧化鈦和電氣石復合微粒添加劑，具體說是在聚丙烯腈熔體中加入具有超細納米級的二氧化鈦和電氣石復合微粒添加劑，復合微粒添加劑對聚丙烯腈熔體的重量比為0.1-6％(o.w.f)之間；復合微粒添加劑中二氧化鈦和電氣石的重量比為20∶1-1∶80，其工藝為一.首先制造鈉米二氧化鈦組分AA組分的制備配方(o.w.f)鈦鐵礦精礦(325目)20-75％濃硫酸 1-30％Na2CO320-50％ZnSO40.5-5％制備過程如下取磨細(325目)的鈦鐵精礦，放在反應釜中，加入濃硫酸，攪拌均勻，加熱升溫，并不斷經常攪拌，當溫度升至110℃-130℃時，保溫20-40分鐘，并要不停攪動反應物，生成Ti(SO4)2溶液，使其充分反應后逐漸降溫到50℃-70℃，保溫50-70分鐘后，再在連續(xù)攪拌的條件下，緩緩地加入Na2CO3溶液，生成Ti(OH)4后，再將ZnSO4溶液加入其中，形成ZnCO3/Ti(OH)4包覆體，升溫至160℃-170℃，焙燒50-70分鐘后，使其轉化為ZnO/H2TiO3過復合粉體，焙燒ZnO/H2TiO3復合粉體，生成TiO2粉體的同時，還有微量ZnTiO3產生。ZnTiO3可促進TiO2粒子由銳鈦向金紅石型轉化，有利于實現(xiàn)低溫處理，從而有效抑制TiO2粒子的長大，不會產生硬團聚現(xiàn)象，最終制得粒徑在100鈉米以下的金紅石型TiO2粉末。
反應式
二.然后制備電氣石B組分將電氣石晶體，通過回轉粉碎機粉碎至粒徑在5-20mm之間的粉粒，再運用雷蒙磨粉機磨到粒徑在10-30μm之間，通過砂磨機濕法磨至液相中，生成粒徑在0.1-0.5μm的漿料，再用高剪切乳化機乳化1-3小時，使?jié){料充分細化均勻，將此乳化液送入霧化器中，由噴嘴高速噴到干燥室內，經140℃-160℃、20-40分鐘焙燒后，經納米攪拌磨精碾，最后得到粒徑在75-100納米的電氣石粉體B。
三.最后制備成負離子遠紅外晴綸紗再將組分A和組分B以20∶1-1∶80的比例混合，配制成二氧化鈦和電氣石超細納米級復合微粒添加劑，將復合微粒添加劑與溶劑NaSCN混和后加入到聚丙烯腈熔體中，復合微粒添加劑與聚丙烯腈熔體的重量比為0.1-6％(o.w.f)，經過噴絲、欠伸、卷曲、定型后制成腈綸長絲。此腈綸長絲通過絲束拉斷機拉斷制條、紡成具有釋放負離子和發(fā)射遠紅外線功能的特種腈綸紗。
本發(fā)明采用電氣石納米材料固著在腈綸纖維的內部，負離子在織物上的生成永久性比其持久的多得多，從而提高了產品的服用性能。是一種具有持久釋放負離子、發(fā)射遠紅外電磁波的產品。
本發(fā)明是精選自然界寶石級電氣石和二氧化鈦組合制成具有超細納米級(30-100nm)的復合微粒添加劑，再將此添加劑與聚丙烯腈共混紡絲，使負離子微粒牢固地吸附、固著在纖維內部，最后經制條、紡紗工序后制成腈綸紗。
運用此腈綸紗作為原料，進行深加工制作，制成的毛絨、毛毯、服裝、玩具等織物，在使用過程中，經過與使用者接觸、摩擦，纖維能釋放負離子和發(fā)射遠紅外線。這是因為纖維中的電氣石可視為極性結晶體，其本身就有電分極功能，即自然地在晶體兩端產生“正負極”，由于此正極和負極常常處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可產生電勢差即電壓，此靜電壓很高，可達100萬伏特，而且能隨著電氣石粒子的細化而加強，其能量能使空氣中的分子發(fā)生電離，由此，在外力和TiO2活化劑作用下，通過腈綸纖維中的電氣石超細晶體粉末兩端所具有的永久正負極性，與空氣中的水分子或人的皮膚表面水分子接觸后，就能夠產生瞬間放電電離效應，將水分子電離為H+和OH-。H+與電氣石釋放出的電子結合而被中和為H原子，OH-與其它水分子結合，可連續(xù)生成羥基負離子(H3O2)-，同時也使極性離子在平衡位置振動而引起偶極距變化產生遠紅外波段的電磁輻射，TiO2活化劑的存在也能牽動有機與無機分子鉸鏈的離子鍵極性振動，形成較強的輻射寬帶，發(fā)射率在85％以上，其波長為4-15微米的對人體有益的遠紅外線。
由于本發(fā)明所使用的復合微粒添加劑，粒徑級細小，比表面積非常大，故只需添加極少的量就能達到極好的效果，而且，對聚丙烯腈的手感、舒適性、可紡性幾乎均沒有太大的影響。
本發(fā)明的優(yōu)點是制造的腈綸紗可以使其周圍空氣產生負離子(H3O2)-及發(fā)射遠紅外電磁波，釋放人體所需的微量元素，起到凈化空氣、改善環(huán)境、增進人體健康的作用。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例取75份磨細(325目)的鈦鐵精礦，放在反應釜中，加入15份的濃硫酸，攪拌均勻，加熱升溫，并不斷經常攪拌，當溫度升至120℃時，保溫30分鐘，并要不停攪動反應物，使其充分反應后逐漸降溫到60℃，保溫60分鐘后，再在連續(xù)攪拌的條件下，緩緩地加入8份Na2CO3溶液，生成Ti(OH)4后，再將2份ZnSO4溶液加入其中，升溫至150℃，焙燒60分鐘后，降溫、冷卻，把所得的產物水洗、過濾、干燥、碾粉后，制成粒徑在30-50納米的TiO2超細粉體組分A。
取5Kg電氣石，經過回轉粉碎機破碎到粒徑在15mm左右的粉粒，再通過雷蒙粉碎機粉碎到20μm左右，在砂磨機中濕法磨3小時后，生成平均粒徑在0.3μm的漿料，用高切乳化機乳化2小時，使?jié){料充分細化均勻，最后將此乳化液送入霧化器中，由噴嘴高速噴到干燥室內，經150℃、30分鐘焙燒后，冷卻，經納米攪拌磨精磨后，得到粒徑在80納米左右的電氣石超細粉體組分B。
將組分A和組分B以2∶8的比例混合，配制成二氧化鈦和電氣石超細納米級復合微粒添加劑，將復合微粒添加劑與溶劑NaSCN混和后加入到聚丙烯腈熔體中，復合微粒添加劑與聚丙烯腈熔體的重量比為2％(o.w.f)。經過噴絲、欠伸、卷曲、定型后制成腈綸長絲，此腈綸長絲通過絲束拉斷機拉斷制條、紡成具有釋放負離子和發(fā)射遠紅外線功能的特種腈綸紗。
工藝流程二氧化鈦和電氣石超細納米級復合微粒添加劑+NaSCN溶劑+聚丙烯腈熔體→高速混和機→過濾→紡絲→預牽伸→水洗→上油→卷曲→鋪絲→定型→腈綸長絲→長絲機拉斷→制條→混條→經4道針梳→粗紗→細紗→并線→捻線→槽筒→搖絞→腈綸紗。
經此工藝流程生產出的腈綸紗，送經中國化纖工業(yè)協(xié)會化纖產品檢驗中心作負離子效果測試，結果含量達到4900個/CM3，經30次洗滌后，含量仍保持在3800個/CM3，完全超過2000個/CM3的國際標準。
權利要求
1.一種負離子遠紅外腈綸紗的制造工藝，其特征在于，提供一種腈綸紗，其纖維中含有粒徑在30-100鈉米的二氧化鈦和電氣石復合微粒添加劑，具體說是在聚丙烯腈熔體中加入具有超細納米級的二氧化鈦和電氣石復合微粒添加劑，復合微粒添加劑對聚丙烯腈熔體的重量比為0.1-6％(o.w.f)之間；復合微粒添加劑中二氧化鈦和電氣石的重量比為20∶1-1∶80，其工藝為一.首先制造鈉米二氧化鈦組分AA組分的制備配方(o.w.f)鈦鐵礦精礦(325目)20-75％濃硫酸 1-30％Na2CO320-50％ZnSO40.5-5％制備過程如下取磨細(325目)的鈦鐵精礦，放在反應釜中，加入濃硫酸，攪拌均勻，加熱升溫，并不斷經常攪拌，當溫度升至110℃-130℃時，保溫20-40分鐘，并要不停攪動反應物，生成Ti(SO4)2溶液，使其充分反應后逐漸降溫到50℃-70℃，保溫50-70分鐘后，再在連續(xù)攪拌的條件下，緩緩地加入Na2CO3溶液，生成Ti(OH)4后，再將ZnSO4溶液加入其中，形成ZnCO3/Ti(OH)4包覆體，升溫至160℃-170℃，焙燒50-70分鐘后，使其轉化為ZnO/H2TiO3過復合粉體，焙燒ZnO/H2TiO3復合粉體，生成TiO2粉體的同時，還有微量ZnTiO3產生。ZnTiO3可促進TiO2粒子由銳鈦向金紅石型轉化，有利于實現(xiàn)低溫處理，從而有效抑制TiO2粒子的長大，不會產生硬團聚現(xiàn)象，最終制得粒徑在100鈉米以下的金紅石型TiO2粉末。二.然后制備電氣石B組分將電氣石晶體，通過回轉粉碎機粉碎至粒徑在5-20mm之間的粉粒，再運用雷蒙磨粉機磨到粒徑在10-30μm之間，通過砂磨機濕法磨至液相中，生成粒徑在0.1-0.5μm的漿料，再用高剪切乳化機乳化1-3小時，使?jié){料充分細化均勻，將此乳化液送入霧化器中，由噴嘴高速噴到干燥室內，經140℃-160℃、20-40分鐘焙燒后，經納米攪拌磨精碾，最后得到粒徑在75-100納米的電氣石粉體B。三.最后制備成負離子遠紅外晴綸紗再將組分A和組分B以20∶1-1∶80的比例混合，配制成二氧化鈦和電氣石超細納米級復合微粒添加劑，將復合微粒添加劑與溶劑NaSCN混和后加入到聚丙烯腈熔體中，復合微粒添加劑與聚丙烯腈熔體的重量比為0.1-6％(o.w.f)，經過噴絲、欠伸、卷曲、定型后制成腈綸長絲。此腈綸長絲通過絲束拉斷機拉斷制條、紡成具有釋放負離子和發(fā)射遠紅外線功能的特種腈綸紗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種負離子遠紅外腈綸紗的制造工藝，其特征在于，提供一種腈綸紗，其纖維中含有粒徑在30－100納米的二氧化鈦和電氣石復合微粒添加劑，具體說是在聚丙烯腈熔體中加入具有超細納米級的二氧化鈦和電氣石復合微粒添加劑，復合微粒添加劑對聚丙烯腈熔體的重量比為0.1－6％(o.w.f)之間；復合微粒添加劑中二氧化鈦和電氣石的重量比為20∶1－1∶80，本發(fā)明的優(yōu)點是制造的腈綸紗可以使其周圍空氣產生負離子(H
文檔編號D01F6/18GK1865544SQ20051002590
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權日2005年5月18日
發(fā)明者張勇 申請人:上海海欣集團股份有限公司