可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲被被芯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲被被芯的制備方法，特別涉及一種基于溶 膠-凝膠制備及紡織品整理技術(shù)的可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲被被芯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 最早在學(xué)術(shù)上證明負(fù)離子對(duì)人體功效的是德國(guó)物理學(xué)家菲利浦?萊昂納德。他認(rèn) 為在地球的自然環(huán)境中，對(duì)人類健康有益的負(fù)離子存在最多的地方是瀑布的周圍，瀑布的 小水汽有負(fù)離子效果。基于他的這個(gè)發(fā)現(xiàn)，人們把在瀑布周圍吸入負(fù)離子時(shí)心情舒暢的狀 態(tài)叫作萊昂納德效應(yīng)。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了能自身產(chǎn)生負(fù)離子的天然 礦石，并把它引入紡織品中，取得較好的效果。
[0003] 正常大氣中的分子大部分是相互結(jié)合在一起，每個(gè)分子從整體上來(lái)看是電中性。 當(dāng)外界某種因素作用于氣體分子，則其外層電子擺脫原子核的束縛從軌道中躍出，此時(shí)氣 體分子呈正電性，變?yōu)檎x子，所躍出的自由電子，自由程極短（約Inrn)，它很快就附著在 某些氣體分子或原子上（特別容易附著在氧或水分子上），成為空氣負(fù)離子（Aeroanion)。 根據(jù)大地測(cè)量學(xué)和地理物理學(xué)國(guó)際聯(lián)盟大氣聯(lián)合委員會(huì)采用的理論，空氣負(fù)離子的分子式 是O 2-(H2O)n或OH-(H2O) η或CO4-(H2O) η。負(fù)離子在空氣中的含量多少是衡量空氣好壞的 關(guān)鍵，負(fù)離子空氣是人類提神醒腦的保健空氣。負(fù)離子像食物中的維生素一樣重要，被稱為 "空氣維生素"、"長(zhǎng)壽素"。根據(jù)預(yù)防醫(yī)學(xué)專家研究證明：充滿負(fù)離子的空氣對(duì)支氣管炎、冠 心病、腦血管病、心絞痛、神經(jīng)衰弱、潰瘍病等多種疾病均有較好的保健功效。
[0004] 空氣負(fù)離子是對(duì)人體健康非常有益的一種物質(zhì)。當(dāng)人們通過呼吸將負(fù)離子空氣送 進(jìn)肺泡時(shí)，能刺激神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生良好效應(yīng)，經(jīng)血液循環(huán)把所帶電荷送到全身組織細(xì)胞中，能 改善心肌功能，增強(qiáng)心肌營(yíng)養(yǎng)和細(xì)胞代謝，提高免疫能力促進(jìn)健康。人吸入一定濃度的負(fù)離 子空氣能調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能，促進(jìn)血液循環(huán)，使人精力充沛，健康長(zhǎng)壽。如吸入相當(dāng)量的負(fù) 離子空氣，還能驅(qū)除哮喘、高血壓、神經(jīng)衰弱、肺氣腫、冠心病等疾患。由于這種負(fù)離子對(duì)機(jī) 體的明顯作用，故它的濃度直接影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量，因此，它將成為一種重要的室內(nèi)衛(wèi)生 狀況的評(píng)價(jià)指標(biāo)。表1列出了負(fù)離子含量與健康的關(guān)系。
[0005] 表1負(fù)離子含量與健康的關(guān)系
美國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在20世紀(jì)初期，地球大氣中正負(fù)離子的比例為I: I. 2,而現(xiàn)在地球 大氣中正負(fù)離子的比例為1.2:1。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，地球大氣中的正負(fù)離子平衡狀態(tài)發(fā)生了 顯著變化，使得人類生存環(huán)境被濃厚的正離子所包圍〃在現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)中必須遏制正離子 的發(fā)生量，并采取積極有效的措施來(lái)增加大氣環(huán)境中負(fù)離子的比例，從而使得人類賴以生 存的地球環(huán)境得到改善。因此，負(fù)離子問題越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外專家和學(xué)者的重視。
[0006] 社會(huì)進(jìn)步和生活水平的提高使得人們對(duì)紡織品的要求也越來(lái)越高，已經(jīng)不僅僅是 滿足其基本功能，更加注重的是其內(nèi)涵。當(dāng)空氣負(fù)離子與人體健康的關(guān)系日益被認(rèn)清之后， 具有負(fù)離子功能的紡織品吸引了國(guó)內(nèi)外研究者的眼球，各種負(fù)離子紡織品應(yīng)運(yùn)而生。負(fù)離 子紡織品是指在一定物理刺激下能夠激發(fā)產(chǎn)生負(fù)離子的紡織品，包括通過物理、化學(xué)等方 法加工得到的含有負(fù)離子發(fā)生體的紡織材料，其應(yīng)用涉及到服用、家用、醫(yī)用、裝飾、過濾材 料等領(lǐng)域。
[0007] 負(fù)離子發(fā)生材料主要有以下幾種： (1)電氣石、蛋白石、奇才石、奇冰石等材料。
[0008] 電氣石是三方晶系硅酸鹽物質(zhì)；蛋白石是含水非晶質(zhì)或膠質(zhì)的活性SiO2，還含有 少量的Fe 304、A1203、Mn及有機(jī)物的硅酸欲；奇才石是以硅酸鹽和鋁、鐵等氧化物為主要成 分的無(wú)機(jī)系多孔礦物質(zhì)；奇冰石主要含硼、少量鋁、鎂、鐵、鉀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽。
[0009] 含有微量放射性物質(zhì)的天然礦物。
[0010] 研究發(fā)現(xiàn)，含天然釷、鈾的放射性礦石所釋放的微弱放射線能不斷將空氣中的微 粒離子化，產(chǎn)生負(fù)離子。同時(shí)這種微量放射線的輻射作用對(duì)人體有益，有微量放射線刺激效 果。
[0011] 珊瑚化石、海底沉積物、海藻炭、木炭等。
[0012] 這些物質(zhì)為無(wú)機(jī)系多孔物質(zhì)，都具有永久的自發(fā)電極，在受到外界微小變化時(shí)能 使周圍空氣電離，是一種天然的負(fù)離子發(fā)生器。
[0013] 負(fù)離子紡織品的加工方法主要分為兩大類：一類是應(yīng)用具有負(fù)離子發(fā)射特性的 材料對(duì)纖維進(jìn)行加工，另類是應(yīng)用后整理技術(shù)對(duì)紡織品進(jìn)行加。
[0014] 負(fù)離子纖維的產(chǎn)生始于20世紀(jì)90年代末期，其主要的生產(chǎn)方一法有共混紡絲法、 表面涂覆改性法和共聚法。目前，國(guó)內(nèi)外負(fù)離子紡織品大多屬于負(fù)離子纖維。
[0015] 共混紡絲法：采用物理和化學(xué)方法將負(fù)離子發(fā)生材料超微化制成與高聚物材料 有良好相溶性的納米級(jí)粉體，經(jīng)表面處理后，與高聚物載體按一定比例混合，采用共混紡絲 法進(jìn)行紡絲，制備負(fù)離子纖維。
[0016] 表面涂覆改性法：是在纖維的后加工過程中，利用表面處理技術(shù)和樹脂整理技術(shù) 將含有負(fù)離子發(fā)生材料的無(wú)機(jī)物微粒處理液固著在纖維表面。
[0017] 共聚法：是把負(fù)離子添加劑在聚合過程中加入制成離子切片后紡絲，屬于化學(xué)反 應(yīng)。一般共聚法所得切片添加劑分布均勻，紡絲成形性好。
[0018] 負(fù)離子纖維的加工方法，技術(shù)層次高，成本也高。負(fù)離子纖維的優(yōu)點(diǎn)是功能耐久性 較長(zhǎng)，對(duì)服裝面料手感風(fēng)格的負(fù)面影響較小。其不足是由于超細(xì)粉末的比表面積較大，在紡 絲液中很容易發(fā)生團(tuán)聚，使紡出來(lái)的絲帶有缺陷，產(chǎn)生應(yīng)力集中，破壞了纖維的機(jī)械性能。 [0019] 后整理技術(shù)是指通過某種方法將含有無(wú)機(jī)物微粒的處理液固著在織物表面，從而 使織物具有負(fù)離子特性的方法。
[0020] 浸乳-烘燥-焙烘法、循環(huán)淋澆法、噴霧法或上膠涂覆法將含有無(wú)機(jī)物微粒和有機(jī) 載體的水溶液作用到纖維制品上； (2) 面料浸漬在含有無(wú)機(jī)物微粒和粘合劑樹脂的溶液中，用擠壓的方式使面料中的無(wú) 機(jī)物微粒達(dá)到一定的附著量； (3) 浸漬法、層壓法或印花法將處理液作用到紡織品上。處理液含有電氣石、陰離子分 散劑、非離子樹脂乳液粘合劑等高分子物質(zhì)和適量的水； (4) 離子交換物質(zhì)及紅外線放射物質(zhì)加工成微米級(jí)粉末，混入油墨中，這種油墨被覆蓋 到床上用品的布料表面產(chǎn)生負(fù)離子； (5) 溶膠-凝膠法制備無(wú)機(jī)氧化物的溶膠整理液，可以在織物表面生成含納米粒子和 微孔的凝膠層，具有很大的表面積，有很強(qiáng)的吸附能力，可以在摩擦狀態(tài)下使織物釋放負(fù)離 子。
[0021] 后整理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以應(yīng)用于所有類型的紡織面料中，但是其整理功能耐久 性較差，經(jīng)過多次水洗后負(fù)離子發(fā)生能力明顯下降甚至消失，另外對(duì)織物的手感和透氣性 也有一定的影響。
[0022] 以上分析可見，負(fù)離子材料可用于各類紡織品的開發(fā)，但負(fù)離子產(chǎn)品的開發(fā)顯得 越來(lái)越重要。一般人平均每天最少有8 h睡眠，所以床上用品包括床單、被單、褥子、被子、枕 頭等，如具有負(fù)離子產(chǎn)生功能將對(duì)人體健康保健、預(yù)防疾病、治療某些慢性疾病十分有益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲被被芯的制備方 法。
[0024] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲被被芯的制備方法，其特征在于，依次包括如下步驟： A、 將有機(jī)醇、水、前驅(qū)體和硅烷偶聯(lián)劑混合并調(diào)整pH值為2~4,再滴加鈦酸四正丁酯， 攪拌，靜置制得硅溶膠； B、 將蠶絲被被芯在步驟A制得的硅溶膠中浸漬，烘干制得可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲； 其中，所述有機(jī)醇的碳數(shù)大于等于2,所述前驅(qū)體為正硅酸四乙酯或鈦酸四正丁酯，所 述硅烷偶聯(lián)劑為十六烷基三甲氧基硅烷、γ -氯丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅 烷中的一種或二種。
[0025] 優(yōu)選地，所述有機(jī)醇、水、前驅(qū)體和硅烷偶聯(lián)劑的摩爾份數(shù)依次為14~16份、1份、5 份、0. 10~0. 50份。
[0026] 優(yōu)選地，所述有機(jī)醇為乙醇。
[0027] 優(yōu)選地，步驟A中，將有機(jī)醇、水、前驅(qū)體和硅烷偶聯(lián)劑混合，在攪拌速度為 450~550rpm的條件下攬摔 20~40min。
[0028] 更優(yōu)選地，向攪拌后的有機(jī)醇、水、前驅(qū)體和硅烷偶聯(lián)劑混合液中滴加酸，調(diào)整pH 值為 3. 0,攪拌 1.5~2. 5h。
[0029] 進(jìn)一步地，所述酸為lmol/L的鹽酸。
[0030] 進(jìn)一步地，向滴加酸后的有機(jī)醇、水、前驅(qū)體和硅烷偶聯(lián)劑混合液中滴加0. 1~0. 3 摩爾份數(shù)的鈦酸四正丁酯，在攪拌速度為350~450rpm的條件下攪拌36~60h，靜置96~144h 制得娃溶月父。
[0031 ] 優(yōu)選地，所述蠶絲被被芯為經(jīng)過脫膠、精煉后的蠶絲被被芯。
[0032] 優(yōu)選地，蠶絲被被芯在硅溶膠中浸漬3~5min后，經(jīng)甩干、50~70 °C下預(yù)烘 20~30min、80~100°C下焙烘5~10min后制得可產(chǎn)生負(fù)離子的蠶絲被被芯，蠶絲被被芯甩干 后的含液率為50~70%。
[0033] 優(yōu)選地，所述硅溶膠的濃度為50g/L~80g/L。
[0034] 本發(fā)明采用以上方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：利用溶膠-凝膠技術(shù)開發(fā)具有激發(fā)負(fù)離子 產(chǎn)生的蠶絲被被芯，用本發(fā)明方法制得的蠶絲被被芯在使用過程中由于人的翻身及摩擦等 加速負(fù)離子的產(chǎn)生。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被 本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍作出更為清楚明確的界定。實(shí)施例中采 用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條 件。另外，沒有特殊說明時(shí)，檢測(cè)溫、濕度無(wú)具體要求和限制。
[0036] 實(shí)施例1 A、TiOJI位雜化硅溶膠的制備。在反應(yīng)器中加入乙醇16mol、TE0S(正硅酸四乙酯，以下 簡(jiǎn)稱TE0S)lmol、水5mol和HTEOS(十六烷基三甲