專利名稱：負離子纖維及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種新型保健纖維，特別是一種能發(fā)射負離子的保健纖維。
背景技術：
近年來隨著人們對健康意識的不斷上升，各種功能保健的紡織纖維及其紡織制品大量涌現(xiàn)?？諝庵胸撾x子濃度是衡量空氣質(zhì)量好壞的標志之一。世界衛(wèi)生組織規(guī)定清新空氣的負離子標準濃度為每立方厘米空氣中不能低于1000～1500個。我國清潔空氣的標準為空氣中有害物質(zhì)如CO，HS，飄塵不超過國家允許標準，負離子與正離子比例為1∶1.2?？諝庵胸撾x子濃度多少不僅預示著空氣質(zhì)量的好壞，同時高負離子濃度的大氣環(huán)境，對人類的健康有一定的醫(yī)療保健作用。如何人為掌握和控制空氣中負離子濃度分布規(guī)律，及其形成，保持條件，以自主的方式創(chuàng)造和建立空氣中負離子濃度來改善小氣候環(huán)境，增強人體健康消除疾病，成為研究的課題，同樣紡織品如何增加負離子發(fā)生濃度成為保健纖維領域研究的主要課題。中國專利99122002.1介紹了負離子遠紅外線合成纖維。然而其纖維負離子發(fā)射數(shù)較少而且在紡織后加工中易損壞機針，大大地增加了加工成本，限制了保健纖維的發(fā)展和利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種高發(fā)射負離子濃度的負離子纖維。
本發(fā)明的目的還在于提供一種這種負離子纖維的不易損壞機器設備的制備方法。
本發(fā)明的上述目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的。
本發(fā)明所提供的負離子纖維，主要由聚丙烯或聚酰胺與離子催效素組成，其中離子催效素的含量以重量計為總重的1～8％，其中所述的離子催效素主要組分是蛋白石40-60％；硅藻土15-25％；海藻炭5-10％；竹木炭2-4％；麥飯石2-4％；貝殼3-6％；鈦白粉4-10％；氧化鋁3％，其中所述的離子催效素的粒徑不大于3μm最優(yōu)為0.2μm～1.0μm。
本發(fā)明所提供的負離子纖維中還可以添加占總重的2～8％磁性微粉，其中磁性微粉組成參見99125506.2號中國發(fā)明專利。
本發(fā)明還提供上述負離子纖維的制造方法，其中包括如下步驟1)將離子催效素原料加工成離子催效素微粉；2)在高速攪拌機中加入上述離子催效素微粉以及偶聯(lián)劑、分子潤滑劑和分散劑進行活化處理；3)加入載體聚丙烯或聚酰胺，在高速攪拌器內(nèi)與活化后的粉體充分混合并捏合成小球，其中以重量計離子催效素占2.5～80％，偶聯(lián)劑1.5～4％，分子潤滑劑0.5～1％，分散劑10～20％，載體5～80％；4)將處理好的小球經(jīng)造粒制得離子催效素母粒；5)對離子催效素母粒進行干燥處理，使得含水率小于250ppm；6)將母粒與聚丙烯或聚酰胺混合加入紡絲機中進行紡絲。
其中步驟1中加工成的微粉粒徑不大于3μm，步驟2中添加的偶聯(lián)劑為硅烷和鈦酸脂偶聯(lián)劑，潤滑劑為硬脂酸鋅，分散劑為聚乙烯臘和液蠟，步驟6中母?？偺砑恿繛榭傊氐?0％～40％。工藝設定以紡絲熔體成流情況為參考依據(jù)設定工藝參數(shù)。微粉含量越多，則工藝溫度相對應拉低些。紡速高中低都行，推薦中高速為好。
其中步驟6中還可以添加由占總重2～8％的磁性微粉制成的磁性母粒，磁性母粒經(jīng)過干燥處理，含水率小于250ppm，磁性微粉組成及磁性母粒的制備方法參見99125506.2號中國發(fā)明專利。
國外研究表明，通過物理吸附，化學吸附和光催化等多元協(xié)同反應優(yōu)勢，可以提高粉體材料的負離子發(fā)生量。本發(fā)明所提供的離子催效素就是基于這個原理，將具有納米微孔結構和光催化功能的活性組分，進行參雜和復配，利用外層電子的不飽和價態(tài)和材料結構的不對稱性及化學協(xié)同反應，達到激活增效，提高粉體的負離子發(fā)生量的效果。
本發(fā)明所提供的負離子磁性纖維，所用的離子催效素的主要成分蛋白石學名為蛋白石頁巖又名硅藻巖，是一種稀有礦石，礦石呈灰色泥質(zhì)結構，微層理構造、內(nèi)部充滿納米級微孔具有能自然發(fā)射高負離子濃度的功能和高遠紅外線發(fā)射及抗菌抑菌能力。
保健纖維因添加了這種離子催效劑粉體，使得纖維能較高的發(fā)射負離子，其單位負離子濃度大于4千個，甚至達到6、7千個。遠紅外線發(fā)射率高達90％以上。并具有抗菌功能，對金黃色葡萄球菌作用24小時，達98％。這大大提升了保健纖維的保健功能。
本發(fā)明的負離子保健纖維織成的面料經(jīng)北京“國家棉紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”檢測負離子發(fā)射濃度為每立方厘米達4400個。效果非常好。空氣達到如同在公園和郊外一樣。
同時與現(xiàn)有的負離子纖維相比，本發(fā)明所提供的負離子纖維優(yōu)點是1.機器磨損小便于加工；2.降低制造成本；3.提高成品制成率。當前國內(nèi)負離子發(fā)射材料的使用常以電氣石為主要方案，電氣石是以含硼為特征的鋁，鐵，鈉，鋰環(huán)狀結構的硅酸鹽礦物。電氣石硬度為7.0～7.5具脆性，本發(fā)明所提供的負離子磁性纖維所用的離子催效素的主要成分蛋白石其硬度在3.5～5之間。其余組分也屬較軟材料之類。因此，現(xiàn)有的加工負離子遠紅外纖維紡織工藝很容易造成機針磨壞，需經(jīng)常更換機針，進口機針，換一套成本為2萬塊錢左右，而且織布速度減慢，每分鐘十幾轉并需要隨時檢查導絲器，效率低，成本高。本發(fā)明所提供的負離子纖維紡織對機針磨損大幅下降，織布速度提高，速度可達每分鐘40多轉。
具體實施例方式下面通過幾個實施例對本發(fā)明進行詳細說明，這些實施例只為更好的說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的保護范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想做出的修改，都是本發(fā)明要求保護的范圍。
實施例1.
準備如下原料離子催效素 0.55kg φ1μm～3μm聚丙烯 50kg MFI≥18鈦酸脂偶聯(lián)劑 0.3kg DZ-301液蠟 0.3kg硬脂酸鋅 0.1kg聚乙烯蠟 1.5kg鍶氧鐵 1.1kg 0.5μm～2μm其中所述的離子催效素微粉由是蛋白石40％；硅藻土25％；海藻炭10％；竹木炭4％；麥飯石4％；貝殼6％；鈦白粉8％；氧化鋁3％組成。
1)將離子催效素原料研磨加工成離子催效素微粉；2)在高速攪拌機中加入離子催效素微粉以及偶聯(lián)劑、分子潤滑劑和分散劑進行活化處理；3)加入載體聚丙烯，在高速攪拌器內(nèi)與粉體充分混合并捏合成小球，其中以重量計離子催效素占2.5％，偶聯(lián)劑1.5％，分子潤滑劑0.5％，分散劑13％，載體82.5％；
4)將處理好的小球經(jīng)雙螺桿擠出機進行造粒得離子催效素母粒；5)對離子催效素母粒進行干燥處理，使其含水率小于250ppm；6)將鍶氧鐵微粒加工成磁性母粒；7)將離子催效素母粒和磁性母粒與剩余聚丙烯切片混合；8)將混合物在螺桿擠出機熔化混合并攪拌，經(jīng)噴絲頭噴出后由卷繞機卷裝成型后加彈成型得長絲負離子纖維。
實施例2.
準備如下原料離子催效素 4.5kgφ0.5μm～0.8μm聚丙烯 50kg MFI≥35硅烷偶聯(lián)劑 0.2kgKH-550鈦酸脂偶聯(lián)劑0.15kg DZ-301液蠟0.2kg硬脂酸鋅0.1kg聚乙烯蠟1.0kg鍶氧鐵 4.7kgφ0.5μm～2μm其中所述的離子催效素由蛋白石60％；硅藻土15％；海藻炭5％；竹木炭2％；麥飯石2％；貝殼6％；鈦白粉7％；氧化鋁3％組成。
1)加工離子催效素微粉；2)在高速攪拌機中加入離子催效素微粉以及偶聯(lián)劑、分子潤滑劑和分散劑進行活化處理；3)加入載體聚丙烯，在高速攪拌器內(nèi)與粉體充分混合并捏合成小球，其中以重量計離子催效素占80％，偶聯(lián)劑4％，分子潤滑劑1％，分散劑10％，載體5％；4)將處理好的小球經(jīng)雙螺桿擠出機進行造粒得離子催效素母粒；5)對離子催效素母粒進行干燥處理，使其含水率小于250ppm；6)將鍶氧鐵微粒加工成磁性母粒；7)將離子催效素母粒和磁性母粒與剩余聚丙烯切片混合；8)將混合物在螺桿擠出機熔化混合并攪拌，熔體噴絲經(jīng)卷繞機卷裝成型后平衡8小時，將絲束集合兩次牽伸后由卷曲機加工，烘干定型后卷曲絲束切斷得短絲負離子纖維。
實施例3.
準備如下原料離子催效素微粉3kg φ0.5μm ～1μm聚酰胺50kg硅烷偶聯(lián)劑0.24kgKH-550液蠟 0.2kg硬脂酸鋅 0.06kg硬脂酸鈣 0.04kg聚乙烯蠟 1.2kg其中所述的離子催效素由蛋白石58％；硅藻土20％；海藻炭5％；竹木炭3％；麥飯石2％；貝殼3％；鈦白粉6％；氧化鋁3％組成。
1)將離子催效素原料，加工成微粉；2)在高速攪拌機中加入上述原料以及偶聯(lián)劑、分子潤滑劑和分散劑進行活化處理；3)加入載體聚酰胺，在高速攪拌器內(nèi)與粉體充分混合并捏合成小球，其中以重量計離子催效素占40％，偶聯(lián)劑2％，分子潤滑劑1％，分散劑20％，載體37％；4)將處理好的小球經(jīng)雙螺桿擠出機進行造粒得離子催效素母粒；5)對離子催效素母粒進行干燥處理，使其含水率小于250ppm；6)將母粒與剩余聚酰胺混合；7)將混合物在螺桿擠出機熔化混合并攪拌；熔噴紡絲，整理后得負離子纖維無紡布。
權利要求
1.一種負離子纖維，其特征在于主要由載體聚丙烯或聚酰胺與離子催效素組成，其中離子催效素的含量以重量計為總重的1～8％，其中所述的離子催效素主要由蛋白石40-60％；硅藻土15-25％；海藻炭5-10％；竹木炭2-4％；麥飯石2-4％；貝殼3-6％；鈦白粉4-10％；氧化鋁3％組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的負離子纖維，其中離子催效素由蛋白石58％；硅藻土20％；海藻炭5％；竹木炭3％；麥飯石2％；貝殼3％；鈦白粉6％；氧化鋁3％組成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的負離子纖維，其中所述的離子催效素的粒徑不大于3μm。
4.根據(jù)權利要求3所述的負離子纖維，其中所述的離子催效素的粒徑在0.2μm～1.0μm之間。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的負離子纖維，其特征在于主要由聚丙烯或聚酰胺與離子催效素和磁性微粉組成，其中磁性微粉的含量以重量計為總重的2～8％。
6.一種制備如權利要求1所述的負離子纖維的制造方法，其中包括如下步驟1)將蛋白石40-60％、硅藻土15-25％、海藻炭5-10％、竹木炭2-4％、麥飯石2-4％、貝殼3-6％、鈦白粉4-10％、氧化鋁3％組成的原料加工成離子催效素微粉；2)在高速攪拌機中加入離子催效素微粉以及偶聯(lián)劑、分子潤滑劑和分散劑進行活化處理；3)加入載體聚丙烯或聚酰胺，在高速攪拌器內(nèi)與粉體充分混合并捏合成小球，其中以重量計離子催效素占2.5～80％，偶聯(lián)劑1.5～4％，分子潤滑劑0.5～1％，分散劑10～20％，載體5～80％；4)將處理好的小球經(jīng)造粒制得離子催效素母粒；5)對離子催效素母粒進行干燥處理，使其含水率小于250ppm；6)將母粒與聚丙烯或聚酰胺混合加入紡絲機中進行紡絲。
7.根據(jù)權利要求6所述的負離子纖維的制造方法，其中步驟2中添加的偶聯(lián)劑為硅烷和鈦酸脂偶聯(lián)劑，分子潤滑劑為硬脂酸鋅，分散劑為聚乙烯臘和液蠟。
8.根據(jù)權利要求6所述的負離子纖維的制造方法，其中步驟6中還可以添加由占總重2～8％的磁性微粉制成的磁性母粒，磁性母粒經(jīng)過干燥處理，含水率小于250ppm。
9.根據(jù)權利要求6所述的負離子纖維的制造方法，其中步驟6中母粒總添加量為總重的10％～40％。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種負離子纖維，主要由載體聚丙烯或聚酰胺與離子催效素組成，其中離子催效素的含量以重量計為總重的1～8％，其中所述的離子催效素主要由蛋白石40－60％；硅藻土15－25％；海藻炭5－10％；竹木炭2－4％；麥飯石2－4％；貝殼3－6％；鈦白粉4－10％；氧化鋁3％組成，離子催效素的粒徑在0.2μm～1.0μm之間，所述的負離子纖維還可以含有占總重的2～8％磁性微粉的，本發(fā)明還提供了這種負離子制造方法，包括如下步驟加工成離子催效素微粉，與偶聯(lián)劑、分子潤滑劑和分散劑混合活化后與載體聚丙烯或聚酰胺混合造粒干燥后與載體混合紡絲，與現(xiàn)有的負離子纖維相比，本發(fā)明所提供的負離子纖維單位負離子發(fā)射高，其制備方法對機器磨損小便于加工，制造成本低，成品制成率高。
文檔編號D01F6/06GK1827868SQ20051005121
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權日2005年3月2日
發(fā)明者張洪澤, 孔勉, 李樹海, 張勇軍 申請人:張洪澤