專利名稱：含有納米粉末材料的功能性人造棉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)人體肌膚、器官具有保健調(diào)節(jié)作用的人造纖維材料，具體地指一種含有納米粉末材料的功能性人造棉。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們從紡織消費(fèi)品生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，更加關(guān)心紡織品對(duì)消費(fèi)者身體的影響，由此引發(fā)了對(duì)各種功能性人造纖維材料的研究。目前，已研制開發(fā)出的功能性人造纖維或其紡織物主要由含三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅等工業(yè)用陶瓷粉末材料的粘膠纖維構(gòu)成，如公告號(hào)為CN1030536C的中國(guó)發(fā)明專利說明書提供的功能紡織物及其制造方法、公告號(hào)為CN1049941C的中國(guó)發(fā)明專利說明書提供的含有無機(jī)氧化物復(fù)合粉體的醫(yī)用無紡布等。這種功能性人造粘膠纖維一般僅具有抗紫外線功能、抗菌除臭功能和遠(yuǎn)紅外線輻射功能，缺乏釋放負(fù)離子的功能。由于其材料本身特性的限制，它們的遠(yuǎn)紅外線輻射性能也不高，其法向發(fā)射率一般不超過0.87，更多的是在0.85以下。公開號(hào)為CN1227205A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書提供了一種能夠誘發(fā)空氣負(fù)離子的無機(jī)氧化物復(fù)合粉體以及含其織物的技術(shù)，但該織物所采用的無機(jī)氧化物復(fù)合粉體是含稀土元素氧化物的復(fù)合粉體，如氧化鈰、氧化釷、三氧化二釹、三氧化二鏑、三氧化二鑭、三氧化二釔、氧化鈾等，這些稀土元素氧化物不但價(jià)格昂貴，且其中有些元素具有放射性，可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。另外，現(xiàn)有的功能性纖維及其紡織物所含的各種各樣的無機(jī)氧化物復(fù)合粉體的粒徑大多數(shù)都比較大，一般在500納米左右，有的甚至在50微米以下，這樣其中必然含有大量的微米粉末。而功能性纖維及其紡織物的無機(jī)氧化物復(fù)合粉體是包含在其主要組份人造粘膠纖維中的，人造粘膠纖維的直徑一般為幾十微米，如果加入的無機(jī)氧化物復(fù)合粉體粒徑大于500納米，其纖維的強(qiáng)度將會(huì)大幅降低。同時(shí)，無機(jī)氧化物復(fù)合粉體的粒徑過大，也會(huì)使其比表面積降低，即與外界接觸的面積降低，影響其負(fù)離子的釋放功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種含有納米粉末材料的功能性人造棉，這種人造棉含有許多帶永久電極且無放射性污染的納米粉末，能夠大幅提高電離空氣中的水份而產(chǎn)生的負(fù)離子量，并有著極其優(yōu)異的遠(yuǎn)紅外線輻射功能和抗紫外線輻射功能。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所研制的含有納米粉末材料的功能性人造棉，是將經(jīng)過反復(fù)研究、優(yōu)化組合而篩選出來的具有相關(guān)功能性的納米粉末材料均勻混合在人造粘膠溶液載體中，經(jīng)噴絲等處理而形成的對(duì)人體肌膚具有調(diào)節(jié)作用的功能性人造粘膠纖維。該功能性人造棉中各組份的重量配比為純?nèi)嗽煺衬z纖維96～98％，粒徑在100納米以下的天然電氣石粉末1.5～2.5％，粒徑在100納米以下的氧化鋅粉末0.5～1.5％。
進(jìn)一步地，該功能性人造棉中各組份優(yōu)選的重量配比為純?nèi)嗽煺衬z纖維97～97.7％，粒徑在100納米以下的天然電氣石粉末1.8～2.2％，粒徑在100納米以下的氧化鋅粉末0.5～0.8％。
上述天然電氣石粉末是由天然電氣石加工至納米級(jí)粒徑而成的一種功能性粉末。天然電氣石是一種三方晶系的硅酸鹽晶體，其化學(xué)通式為NaR5Al6(Si6O18)(BO3)3(OH，F(xiàn))4式中R代表金屬陽(yáng)離子，可以是Mg2+、Fe2+、Fe3+、Li2+、Mn2+、Sr2+、Cr2+等，而Na+也可被K+、Ca2+等離子所代替?，F(xiàn)代科學(xué)研究已證實(shí)天然電氣石具有極強(qiáng)的永久電極特性，能將空氣電離而產(chǎn)生大量的負(fù)離子。同時(shí)它還具有優(yōu)異的輻射遠(yuǎn)紅外線電磁波功能，試驗(yàn)表明天然電氣石粉末在4～15微米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的法向發(fā)射率在0.88～0.90之間。
上述氧化鋅粉末在其粉末粒徑細(xì)化到納米尺度時(shí)，對(duì)紫外線的屏蔽作用，尤其是對(duì)波長(zhǎng)為350～400納米的紫外線(即UV-A波段)的屏蔽作用特別強(qiáng)。同時(shí)納米級(jí)的氧化鋅粉末可使光生電子和空穴能力增強(qiáng)，當(dāng)其受到可見光或紫外線(Hv)照射時(shí)，能在空氣和水存在的體系中，自行分解出自由移動(dòng)的電子(e-)，同時(shí)留下帶正電的空穴(h+)，其逐步產(chǎn)生的反應(yīng)如下
氧化鋅粉末中產(chǎn)生的自由移動(dòng)的電子和帶正電的空穴，又可使天然電氣石粉末的極化程度進(jìn)一步提高，使其電離空氣中的水份而產(chǎn)生負(fù)離子的能力也相應(yīng)大幅提高。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所研制的功能性人造棉在人造粘膠纖維中利用了天然電氣石礦石和氧化鋅納米粉末各自的優(yōu)異物理特性，并將它們配合在一起使用，產(chǎn)生了良好的互補(bǔ)作用和明顯的協(xié)同效應(yīng)其一，天然電氣石粉末本身的永電極性在氧化鋅粉末光電分解的催化作用被大幅強(qiáng)化，而其100納米以下的粒徑分布也使其比表面積大為增加，自動(dòng)釋放負(fù)離子的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，從而可通過電離空氣中的水份產(chǎn)生大量的負(fù)離子；其二，天然電氣石和氧化鋅粉末的組合保持著比一般陶瓷粉末材料更強(qiáng)更穩(wěn)定的遠(yuǎn)紅外電磁波發(fā)射特性，其遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射率在0.88以上，同時(shí)具有良好的屏蔽紫外線輻射功能；其三，所選天然電氣石和氧化鋅粉末的粒徑為納米級(jí)，與人造粘膠纖維載體的直徑相比微不足道，既利于其均勻分布在粘膠纖維中發(fā)揮其內(nèi)在的功能，又不會(huì)影響粘膠纖維的各項(xiàng)強(qiáng)度和質(zhì)量指標(biāo)；其四，所選天然電氣石和氧化鋅粉末無任何放射性污染，無須消耗能源而可持久地發(fā)揮其特定的作用，特別適于制成對(duì)人體肌膚、器官具有保健調(diào)節(jié)作用的環(huán)保型紡織品。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的含有納米粉末材料的功能性人造棉作進(jìn)一步的詳細(xì)描述首先將篩選好的天然電氣石礦石通過破碎、風(fēng)選粉碎加工成200～325目的粉粒，將氧化鋅也加工成同樣的細(xì)度。其次按設(shè)定的重量配比將天然電氣石粉粒與氧化鋅粉粒混合，投入到攪拌球磨機(jī)中，加工成粒徑在100納米以下的混合粉末。然后將此混合粉末加入到設(shè)定重量配比的人造粘膠溶液中，充分混合均勻。再在一定的溫度和壓力下，將人造粘膠溶液噴射并凝固成含有納米粉末材料的粘膠纖維長(zhǎng)絲。最后經(jīng)拉伸、精練、水洗、上油等后處理工序，即可制成本發(fā)明所述的功能性人造棉。上述工藝過程與普通粘膠纖維的制作方法基本相同，只是所添加的各組份的重量配比差異，于此不再贅述。
下面列出了根據(jù)上述方法制作的不同重量配比的人造棉的實(shí)驗(yàn)性能數(shù)據(jù)實(shí)施例1粘膠纖維97.6％、電氣石粉末1.5％、氧化鋅粉末0.9％；遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射率0.87，負(fù)離子釋放量1800個(gè)/cm3。
實(shí)施例2粘膠纖維97.4％、電氣石粉末1.8％、氧化鋅粉末0.8％；遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射率0.88，負(fù)離子釋放量3500個(gè)/cm3。
實(shí)施例3粘膠纖維97.3％、電氣石粉末2.0％、氧化鋅粉末0.7％；遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射率0.885，負(fù)離子釋放量3600個(gè)/cm3。
實(shí)施例4粘膠纖維97.2％、電氣石粉末2.2％、氧化鋅粉末0.6％；遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射率0.88，負(fù)離子釋放量3700個(gè)/cm3。
實(shí)施例5粘膠纖維97.0％、電氣石粉末2.5％、氧化鋅粉末0.5％；遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射率0.875，負(fù)離子釋放量2400個(gè)/cm3。
上述所制成的功能性人造棉可以直接加工成為功能性無紡布，也可以按一定的重量百分比與天然棉混紡成為功能性混紡棉，并可相應(yīng)織成各種功能性織物。
這些功能性織物能發(fā)射人體所需要的4～15微米波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線電磁波，且其法向發(fā)射率在0.87以上。在該波段的遠(yuǎn)紅外線的輻射作用下，能擴(kuò)張人體皮膚血管，增加體表血流量，提高組織活性，并可明顯改善血液微循環(huán)，對(duì)動(dòng)脈硬化、高血壓等心血管疾病均有一定的輔助治療作用。
這些功能性織物中所含的數(shù)量巨大的微弱電極，能電離空氣中的水分，產(chǎn)生大量的負(fù)離子。由其制作的居室用紡織品因釋放負(fù)離子而可明顯改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。與此相應(yīng)的內(nèi)衣還可刺激皮膚穴位，產(chǎn)生興奮，經(jīng)自律神經(jīng)和大腦的傳導(dǎo)，對(duì)人體的皮膚和身體各個(gè)器官的功能進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)，促進(jìn)新陳代謝。
這些功能性織物還具有屏蔽紫外線波長(zhǎng)范圍寬、屏蔽率高的特點(diǎn)?？捎糜诟黝愓陉?yáng)傘、窗簾、帳篷用布等。也可用以生產(chǎn)滿足于婦女、老人、兒童和野外作業(yè)者所需的抗紫外線衣物。
權(quán)利要求
1.一種含有納米粉末材料的功能性人造棉，它是將具有相關(guān)功能的納米粉末材料均勻混合在人造粘膠溶液載體中，經(jīng)噴絲等處理而形成的對(duì)人體肌膚具有調(diào)節(jié)作用的功能性人造粘膠纖維，其特征在于該功能性人造棉中各組份的重量配比為純?nèi)嗽煺衬z纖維96～98％，粒徑在100納米以下的天然電氣石粉末1.5～2.5％，粒徑在100納米以下的氧化鋅粉末0.5～1.5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有納米粉末材料的功能性人造棉，其特征在于該功能性人造棉中各組份的重量配比為純?nèi)嗽煺衬z纖維97～97.7％，粒徑在100納米以下的天然電氣石粉末1.8～2.2％，粒徑在100納米以下的氧化鋅粉末0.5～0.8％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有納米粉末材料的功能性人造棉，它是將具有相關(guān)功能的納米粉末材料均勻混合在人造粘膠溶液載體中，經(jīng)噴絲等處理而形成的對(duì)人體肌膚具有調(diào)節(jié)作用的功能性人造粘膠纖維，該功能性人造棉中各組份的重量配比為純?nèi)嗽煺衬z纖維96～98％，粒徑在100納米以下的天然電氣石粉末1.5～2.5％，粒徑在100納米以下的氧化鋅粉末0.5～1.5％。這種人造棉含有許多帶永久電極且無放射性污染的納米粉末，能夠大幅提高電離空氣中的水份而產(chǎn)生的負(fù)離子量，并有著極其優(yōu)異的遠(yuǎn)紅外線輻射功能和抗紫外線輻射功能。極其適于制成對(duì)人體肌膚、器官具有保健調(diào)節(jié)作用的環(huán)保型紡織品。
文檔編號(hào)D01F1/10GK1401831SQ0112837
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2001年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月27日
發(fā)明者俞毓林, 劉邦耀, 夏新民, 羅雅琴, 劉淑萍, 梁忠民 申請(qǐng)人:武漢納寶新技術(shù)有限責(zé)任公司