CN1401831A - 含有纳米粉末材料的功能性人造棉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有纳米粉末材料的功能性人造棉，它是将具有相关功能的纳米粉末材料均匀混合在人造粘胶溶液载体中，经喷丝等处理而形成的对人体肌肤具有调节作用的功能性人造粘胶纤维，该功能性人造棉中各组份的重量配比为：纯人造粘胶纤维96～98％，粒径在100纳米以下的天然电气石粉末1.5～2.5％，粒径在100纳米以下的氧化锌粉末0.5～1.5％。这种人造棉含有许多带永久电极且无放射性污染的纳米粉末，能够大幅提高电离空气中的水份而产生的负离子量，并有着极其优异的远红外线辐射功能和抗紫外线辐射功能。极其适于制成对人体肌肤、器官具有保健调节作用的环保型纺织品。
Description
技术领域
本发明涉及对人体肌肤、器官具有保健调节作用的人造纤维材料，具体地指一种含有纳米粉末材料的功能性人造棉。
背景技术
随着科学技术的不断发展，人们从纺织消费品生态学的观点出发，更加关心纺织品对消费者身体的影响，由此引发了对各种功能性人造纤维材料的研究。目前，已研制开发出的功能性人造纤维或其纺织物主要由含三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锌等工业用陶瓷粉末材料的粘胶纤维构成，如公告号为CN1030536C的中国发明专利说明书提供的功能纺织物及其制造方法、公告号为CN1049941C的中国发明专利说明书提供的含有无机氧化物复合粉体的医用无纺布等。这种功能性人造粘胶纤维一般仅具有抗紫外线功能、抗菌除臭功能和远红外线辐射功能，缺乏释放负离子的功能。由于其材料本身特性的限制，它们的远红外线辐射性能也不高，其法向发射率一般不超过0.87，更多的是在0.85以下。公开号为CN1227205A的中国发明专利申请公开说明书提供了一种能够诱发空气负离子的无机氧化物复合粉体以及含其织物的技术，但该织物所采用的无机氧化物复合粉体是含稀土元素氧化物的复合粉体，如氧化铈、氧化钍、三氧化二钕、三氧化二镝、三氧化二镧、三氧化二钇、氧化铀等，这些稀土元素氧化物不但价格昂贵，且其中有些元素具有放射性，可能会对人体产生不良影响。另外，现有的功能性纤维及其纺织物所含的各种各样的无机氧化物复合粉体的粒径大多数都比较大，一般在500纳米左右，有的甚至在50微米以下，这样其中必然含有大量的微米粉末。而功能性纤维及其纺织物的无机氧化物复合粉体是包含在其主要组份人造粘胶纤维中的，人造粘胶纤维的直径一般为几十微米，如果加入的无机氧化物复合粉体粒径大于500纳米，其纤维的强度将会大幅降低。同时，无机氧化物复合粉体的粒径过大，也会使其比表面积降低，即与外界接触的面积降低，影响其负离子的释放功能。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术中的不足之处，提供一种含有纳米粉末材料的功能性人造棉，这种人造棉含有许多带永久电极且无放射性污染的纳米粉末，能够大幅提高电离空气中的水份而产生的负离子量，并有着极其优异的远红外线辐射功能和抗紫外线辐射功能。
为实现此目的，本发明所研制的含有纳米粉末材料的功能性人造棉，是将经过反复研究、优化组合而筛选出来的具有相关功能性的纳米粉末材料均匀混合在人造粘胶溶液载体中，经喷丝等处理而形成的对人体肌肤具有调节作用的功能性人造粘胶纤维。该功能性人造棉中各组份的重量配比为：纯人造粘胶纤维96～98％，粒径在100纳米以下的天然电气石粉末1.5～2.5％，粒径在100纳米以下的氧化锌粉末0.5～1.5％。
进一步地，该功能性人造棉中各组份优选的重量配比为：纯人造粘胶纤维97～97.7％，粒径在100纳米以下的天然电气石粉末1.8～2.2％，粒径在100纳米以下的氧化锌粉末0.5～0.8％。
上述天然电气石粉末是由天然电气石加工至纳米级粒径而成的一种功能性粉末。天然电气石是一种三方晶系的硅酸盐晶体，其化学通式为：
NaR5Al6(Si6O18)(BO3)3(OH，F)4
式中R代表金属阳离子，可以是Mg2+、Fe2+、Fe3+、Li2+、Mn2+、Sr2+、Cr2+等，而Na+也可被K+、Ca2+等离子所代替。现代科学研究已证实天然电气石具有极强的永久电极特性，能将空气电离而产生大量的负离子。同时它还具有优异的辐射远红外线电磁波功能，试验表明天然电气石粉末在4～15微米波长范围内的法向发射率在0.88～0.90之间。
上述氧化锌粉末在其粉末粒径细化到纳米尺度时，对紫外线的屏蔽作用，尤其是对波长为350～400纳米的紫外线(即UV-A波段)的屏蔽作用特别强。同时纳米级的氧化锌粉末可使光生电子和空穴能力增强，当其受到可见光或紫外线(Hv)照射时，能在空气和水存在的体系中，自行分解出自由移动的电子(e-)，同时留下带正电的空穴(h+)，其逐步产生的反应如下：
氧化锌粉末中产生的自由移动的电子和带正电的空穴，又可使天然电气石粉末的极化程度进一步提高，使其电离空气中的水份而产生负离子的能力也相应大幅提高。
本发明的优点在于：所研制的功能性人造棉在人造粘胶纤维中利用了天然电气石矿石和氧化锌纳米粉末各自的优异物理特性，并将它们配合在一起使用，产生了良好的互补作用和明显的协同效应：其一，天然电气石粉末本身的永电极性在氧化锌粉末光电分解的催化作用被大幅强化，而其100纳米以下的粒径分布也使其比表面积大为增加，自动释放负离子的能力进一步增强，从而可通过电离空气中的水份产生大量的负离子；其二，天然电气石和氧化锌粉末的组合保持着比一般陶瓷粉末材料更强更稳定的远红外电磁波发射特性，其远红外线法向发射率在0.88以上，同时具有良好的屏蔽紫外线辐射功能；其三，所选天然电气石和氧化锌粉末的粒径为纳米级，与人造粘胶纤维载体的直径相比微不足道，既利于其均匀分布在粘胶纤维中发挥其内在的功能，又不会影响粘胶纤维的各项强度和质量指标；其四，所选天然电气石和氧化锌粉末无任何放射性污染，无须消耗能源而可持久地发挥其特定的作用，特别适于制成对人体肌肤、器官具有保健调节作用的环保型纺织品。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明所述的含有纳米粉末材料的功能性人造棉作进一步的详细描述：
首先将筛选好的天然电气石矿石通过破碎、风选粉碎加工成200～325目的粉粒，将氧化锌也加工成同样的细度。其次按设定的重量配比将天然电气石粉粒与氧化锌粉粒混合，投入到搅拌球磨机中，加工成粒径在100纳米以下的混合粉末。然后将此混合粉末加入到设定重量配比的人造粘胶溶液中，充分混合均匀。再在一定的温度和压力下，将人造粘胶溶液喷射并凝固成含有纳米粉末材料的粘胶纤维长丝。最后经拉伸、精练、水洗、上油等后处理工序，即可制成本发明所述的功能性人造棉。上述工艺过程与普通粘胶纤维的制作方法基本相同，只是所添加的各组份的重量配比差异，于此不再赘述。
下面列出了根据上述方法制作的不同重量配比的人造棉的实验性能数据：
实施例1：粘胶纤维97.6％、电气石粉末1.5％、氧化锌粉末0.9％；远红外线法向发射率：0.87，负离子释放量：1800个/cm3。
实施例2：粘胶纤维97.4％、电气石粉末1.8％、氧化锌粉末0.8％；远红外线法向发射率：0.88，负离子释放量：3500个/cm3。
实施例3：粘胶纤维97.3％、电气石粉末2.0％、氧化锌粉末0.7％；远红外线法向发射率：0.885，负离子释放量：3600个/cm3。
实施例4：粘胶纤维97.2％、电气石粉末2.2％、氧化锌粉末0.6％；远红外线法向发射率：0.88，负离子释放量：3700个/cm3。
实施例5：粘胶纤维97.0％、电气石粉末2.5％、氧化锌粉末0.5％；远红外线法向发射率：0.875，负离子释放量：2400个/cm3。
上述所制成的功能性人造棉可以直接加工成为功能性无纺布，也可以按一定的重量百分比与天然棉混纺成为功能性混纺棉，并可相应织成各种功能性织物。
这些功能性织物能发射人体所需要的4～15微米波长的远红外线电磁波，且其法向发射率在0.87以上。在该波段的远红外线的辐射作用下，能扩张人体皮肤血管，增加体表血流量，提高组织活性，并可明显改善血液微循环，对动脉硬化、高血压等心血管疾病均有一定的辅助治疗作用。
这些功能性织物中所含的数量巨大的微弱电极，能电离空气中的水分，产生大量的负离子。由其制作的居室用纺织品因释放负离子而可明显改善室内空气质量。与此相应的内衣还可刺激皮肤穴位，产生兴奋，经自律神经和大脑的传导，对人体的皮肤和身体各个器官的功能进行双向调节，促进新陈代谢。
这些功能性织物还具有屏蔽紫外线波长范围宽、屏蔽率高的特点。可用于各类遮阳伞、窗帘、帐篷用布等。也可用以生产满足于妇女、老人、儿童和野外作业者所需的抗紫外线衣物。
Claims (2)
1.一种含有纳米粉末材料的功能性人造棉，它是将具有相关功能的纳米粉末材料均匀混合在人造粘胶溶液载体中，经喷丝等处理而形成的对人体肌肤具有调节作用的功能性人造粘胶纤维，其特征在于：该功能性人造棉中各组份的重量配比为：纯人造粘胶纤维96～98％，粒径在100纳米以下的天然电气石粉末1.5～2.5％，粒径在100纳米以下的氧化锌粉末0.5～1.5％。
2.根据权利要求1所述的含有纳米粉末材料的功能性人造棉，其特征在于：该功能性人造棉中各组份的重量配比为：纯人造粘胶纤维97～97.7％，粒径在100纳米以下的天然电气石粉末1.8～2.2％，粒径在100纳米以下的氧化锌粉末0.5～0.8％。
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