除臭纖維及其制備方法

專利名稱：除臭纖維及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種功能纖維及其制備方法，特別是指能夠消除惡臭物質的除臭纖維及其制備方法。
背景技術：
長期以來人們對治理惡臭物質和惡臭氣體投入極大的力量。為了保證人們的身體健康和提高生活的質量，現代科技將除臭的問題提到了議事日程上來。70年代發達國家相繼建立惡臭防止法，研究檢測臭氣的方法，探索消除臭氣的途徑。除臭紡織品和其它功能紡織品一樣也是從后整理技術開始。80年代初期除臭后整理織物在日本興起，除臭纖維也于其中嶄露頭角。由于用后整理技術開發的除臭紡織品耐洗滌性差這一不爭的事實。除臭纖維研究后來者居上，從除臭耐久性，服用性和安全性優于除臭后整理產品著手。80年代后期除臭纖維競相涌現。其技術特點還是將后整理技術與紡絲技術相結合即以共混或復合的紡絲技術紡出纖維再進行后整理。隨著時代的發展目前只采用共混紡絲方法研制除臭纖維已成為開發除臭纖維的主要方法。
目前國內外除臭的方法主要有1.感覺除臭法此法是用一些芳香劑等具有濃烈氣味的物質將臭氣掩蓋或中和達到去除臭氣的作用。缺點是臭氣并沒有完全消失。2.物理除臭法此法是將具有高吸附作用的材料如活性碳、沸石、硅膠等微分摻加到紡絲液中制成的纖維以物理吸附臭氣的方法達到除臭的目的但吸附作用容易飽和降低除臭效果及臭氣再釋放的問題，采用風吹日曬再生處理則能恢復些除臭功能。3.化學除臭法此法是通過散發惡臭氣味的分子與除臭劑發生化學反應生成沒有惡臭氣味的物質的方法。反應機理涉及脫硫反應、氧化還原反應、離子交換反應、加聚反應等等。除臭劑一般為硫酸亞鐵或硫酸亞鐵與L—抗壞血酸溶液的混合液，因L—抗壞血酸俗稱維生素C對熱和水較敏感，遇熱會分解升華起不到協同效應所以不太適宜熔融紡絲。
目前常用的除臭纖維制備方法是浸漬法生產除臭纖維，除臭劑只是附著在纖維的表面或空穴上，極易脫落且不耐洗滌從而限制了使用次數。增加了垃圾的污染。隨著使用次數的增加除臭效果減弱。

發明內容
本發明旨在解決上述的技術問題，提供一種反應快，效果好，循環反應，使用壽命長，且無二次公害的除臭纖維。
本發明還提供了這種除臭纖維的制備方法使得除臭劑均勻植入在纖維內部中，不易脫落不怕洗滌。
本發明的上述目的是通過如下技術方案實現的。
本發明提供一種除臭纖維，主要是由載體聚丙烯樹脂和EVA(乙烯—醋酸乙烯酯共聚物)樹脂及除臭劑混合制成，其中EVA樹脂含量為0.5～3％，優選為1.8～2％，除臭劑含量為0.5～18％，優選為2.7～6％。
其中聚丙烯為熔融指數MFI≥35的流動性好的高速紡切片，EVA樹脂MFI≥250。其中除臭劑是由酞箐鐵和硅酸鋁及光觸媒二氧化鈦構成，各組分重量比為1∶1～5∶0.2～1，優選為1∶1∶0.35，其中硅酸鋁為無結晶水硅酸鋁，除臭劑的粒徑≤1μm。
本發明所提供的除臭纖維是采用生物除臭方法。這種纖維添加了類似人體氧化酶的能以化學反應的方式分解和催化惡臭物質的除臭劑，所以這種纖維與一般僅靠高吸附為主的除臭纖維有本質上的不同，其消除惡臭的流程是1.高價離子除臭劑+惡臭物質→分解反應→除臭劑變為低價離子；2.低價離子除臭劑+氧氣→氧化反應→除臭劑變為高價離子；3.繼續與惡臭物質進行分解反應；4.這樣往復循環下去直至去除惡臭。
本發明所提供的除臭纖維，同現有的除臭纖維相比，具有除臭反應快，效果好，循環反應，使用壽命長，且無二次公害的優點。
本發明不同與國外生產除臭纖維的最大區別在于，我們是采用常規的熔融法生產出除臭纖維。而國外采用濕法或熔融法紡絲后進行染色浸漬的方法制成除臭纖維的。之所以國外不采用熔融法紡絲是因為紡絲難度太大。高溫分解和產生氣體是熔融紡中不可迂躍的障礙。
本發明還提供所述除臭纖維的一種制備方法，包括如下步驟
a.除臭劑的制備將酞箐鐵和硅酸鋁混合進行超細粉碎研磨，粒度控制在≤1μm，后加入粒徑在10～30nm的光觸媒二氧化鈦，其中各組分重量比為1∶1～5∶0.2～1；b.除臭劑進行活化處理偶聯劑中加入液臘稀釋，將配好的偶聯劑均勻地灑在除臭劑上，高速攪拌15～20分鐘，使之撞擊，充分潤濕，分散；c.向活化處理好的除臭劑中添加載體聚丙烯和EVA樹脂并攪拌，加入表面活性劑和分散劑，攪拌直至充分包裹后由造粒機制得除臭劑濃縮母粒；d.濃縮母粒干燥使得含水量不大于500ppm，然后與載體聚丙烯混合經熔融紡絲制得除臭纖維。
其中偶聯劑為硅烷偶聯劑和/或鈦酸脂偶聯劑，優選為硅烷偶聯劑和鈦酸脂偶聯劑按1∶1混合，偶聯劑用量是除臭劑重量的2～3％，表面活性劑是硬脂酸鹽，分散劑是聚乙烯臘，聚丙烯臘，液臘，其中所述除臭劑濃縮母粒中除臭劑含量為10～60％，優選為15～30％。其中步驟d所述紡絲原料中除臭劑濃縮母粒含量以重量計為5～30％，優選為18～20％。熔體溫度的最佳控制范圍在200～210℃。可有效地保證纖維的各項性能。所制得的除臭纖維可以是長纖維、短纖維、熔噴、紡粘無紡布。
本發明提供的熔融法生產的除臭纖維不同于采用染色浸漬方法生產的除臭纖維。最大的特點是除臭劑被均勻的植入在纖維內部中，不易脫落不怕洗滌，屬于永久型，應用范圍廣泛。織物或用具可反復使用提高了使用效率減少了垃圾的污染。而浸漬方法生產的除臭纖維，除臭劑只是附著在纖維的表面或空穴上，極易脫落且不耐洗滌從而限制了使用次數。增加了垃圾的污染。隨著使用次數的增加除臭效果減弱。
同時，了保持熔融紡絲時除臭劑在纖維中的含量，本發明選用容納性特別強的EVA樹脂這種樹脂不僅容納性非常好而且還是非常好的熱熔膠，可以有效地將添加劑牢牢握持住，并且與聚丙烯樹脂有良好的相容性。良好地起到保護除臭劑物性和含量的作用。
本發明還選用了煅燒型無結晶水的硅酸鋁粉體。這種材料比表面積大且表面空穴微孔多對添加劑的吸附能力極強。可有效地保持添加劑的成分。
為保證除臭劑在熔融紡絲中不產生氣體并不被熱損耗揮發掉，紡絲原料要選用高流動性的高速紡切片和要在低速紡的設備上低速紡絲，這樣就可以有效地降低紡絲工藝溫度的設定從而保證了低溫紡絲，以至于不影響紡絲和纖維的性能。
具體實施例方式下面通過幾個實施例對本發明進行詳細說明，這些實施例只為更好的說明本發明，而非限制本發明的保護范圍，所有基于本發明的基本思想做出的修改，都是本發明要求保護的范圍。
除臭劑的制備將25kg的酞箐鐵微粉與25kg的硅酸鋁微粉混合在一起進行研磨粒徑控制在小于1μm。把粒徑在10～30nm的光觸媒二氧化鈦8.7kg加入其中使之充分混合，得到除臭劑I。
將20kg的酞箐鐵微粉與30kg的硅酸鋁微粉混合在一起進行研磨粒徑控制在小于1μm。把粒徑在10～30nm的光觸媒二氧化鈦4kg加入其中使之充分混合，得到除臭劑II。
將10kg的酞箐鐵微粉與50kg的硅酸鋁微粉混合在一起進行研磨粒徑控制在小于1μm。把粒徑在10～30nm的光觸媒二氧化鈦10kg加入其中使之充分混合，得到除臭劑III。
實施例一按如下配比準備原料除臭劑微粉I(粒徑10～1000nm)5kg聚丙烯(MFI≥35)985kgEVA(28/400)5kg鈦酸脂偶聯劑(DZ201)0.06kg硅烷偶聯劑(KH-550) 0.06kg液臘 0.1kg硬脂酸鋅 0.5kg聚乙烯臘 4kga.在100～120℃下干燥除臭劑微粉，含水量不高與于300ppm；b.高速攪拌下向除臭劑微粉中加入配好的偶聯劑，高速攪拌活化15～20分鐘；c.向活化后的除臭劑微粉中添加EVA樹脂和35kg的載體聚丙烯；d.加入表面活性劑以及分散劑，攪拌至充分包裹后由造粒機制得除臭濃縮母粒；
e.將除臭濃縮母粒干燥后與剩余載體聚丙烯切片混合再經造粒機造粒制成紡絲除臭切片；f.將除臭紡絲切片在螺桿紡絲機熔化，熔體經噴絲板紡絲并卷繞成型。然后再經后加工加彈制成除臭長纖維。
實施例二按如下配比準備原料除臭劑微粉II(粒徑10～1000nm)20kg聚丙烯(MFI≥35) 700kgEVA(28/400) 20kg鈦酸脂偶聯劑(DZ201) 0.35kg硅烷偶聯劑(KH-550) 0.35kg液臘0.7kg硬脂酸鋅0.45kg聚乙烯臘2kga.在100～120℃下干燥除臭劑微粉，含水量不高與于300ppm；b.高速攪拌下向除臭劑微粉中加入配好的偶聯劑，高速攪拌活化15～20分鐘；c.向活化后的除臭劑微粉中添加EVA樹脂和90kg載體聚丙烯；d.加入表面活性劑以及分散劑，攪拌至充分包裹后由造粒機制得除臭濃縮母粒；e.將除臭濃縮母粒干燥后與剩余載體切片混合再經造粒機造粒制成紡絲除臭切片；f.將除臭紡絲切片在螺桿紡絲機熔化，熔體經噴絲板紡絲并卷繞成型；g.將卷繞成型的絲平衡8小時；h.將絲束集束經兩次牽伸后由卷曲機卷曲加工；i.將卷曲絲束烘干定型；經切斷機切成所要求尺寸的除臭短纖維。
實施例三按如下配比準備原料除臭劑微粉III(粒徑10～1000nm) 20kg聚丙烯(MFI≥35)85kgEVA(28/400)3kg
鈦酸脂偶聯劑(DZ201)0.5kg液臘 0.5kg硬脂酸鋅 0.25kg聚乙烯臘 1.75kga.在100～120℃下干燥除臭劑微粉，含水量不高與于300ppm；b.高速攪拌下向除臭劑微粉中加入配好的偶聯劑，高速攪拌活化15～20分鐘；c.向活化后的除臭劑微粉中添加EVA樹脂和40kg載體聚丙烯；d.加入表面活性劑以及分散劑，攪拌至充分包裹后由造粒機制得除臭濃縮母粒；e.將除臭濃縮母粒與剩余載體切片混合再經造粒機熔化混合分散制成紡絲切片；f.將除臭紡絲切片在螺桿紡絲機熔化，熔體經高壓熱空氣混合后高速噴到收集板上；g.切邊壓薄整理制得除臭無紡布。
實施例四按如下配比準備原料除臭劑微粉III(粒徑10～1000nm)20kg聚丙烯(MFI≥35) 300kgEVA(28/400) 3kg鈦酸脂偶聯劑(DZ201) 0.5kg液臘 0.5kg硬脂酸鋅 0.25kg聚乙烯臘 1.75kga.在100～120℃下干燥除臭劑微粉，含水量不高與于300ppm；b.高速攪拌下向除臭劑微粉中加入配好的偶聯劑，高速攪拌活化15～20分鐘；c.向活化后的除臭劑微粉中添加EVA樹脂和8kg載體聚丙烯；d.加入表面活性劑以及分散劑，攪拌至充分包裹后由造粒機制得除臭濃縮母粒；e.將除臭濃縮母粒與剩余載體切片混合再經造粒機熔化混合分散制成紡絲切片；f.將除臭紡絲切片在螺桿紡絲機熔化，熔體經高壓熱空氣混合后高速噴到收集板上；g.切邊壓薄整理制得除臭無紡布。
上述實施例中參考工藝參數如下a.一區 二區 三區 四區 五區 六區聯笨箱175℃ 195℃ 200℃ 205℃ 210℃ 205℃ 208℃b.紡絲速度750m/min；油輪12rpm；側吹風28℃；風速0.35m/s加彈拉伸2倍；上熱箱105℃；下熱箱110℃
權利要求
1.一種除臭纖維，其特征在于主要由聚丙烯樹脂和乙烯-醋酸乙烯樹脂及除臭劑混合制成，其中乙烯-醋酸乙烯樹脂含量為0.5～3％，除臭劑含量為0.5～18％。
2.如權利要求1所述除臭纖維，其中乙烯-醋酸乙烯樹脂含量為1.8～2％，除臭劑含量為2.7～6％。
3.如權利要求1所述的除臭纖維，其中聚丙烯為熔融指數MFI≥35的高速紡切片，乙烯-醋酸乙烯樹脂的熔融指數MFI≥250。
4.如權利要求1所述的除臭纖維，其中除臭劑是由酞箐鐵和硅酸鋁及光觸媒二氧化鈦組成，各組分重量比為1∶1～5∶0.2～1，除臭劑的粒徑≤1μm。
5.如權利要求4所述的除臭纖維，其中除臭劑的各組分重量比為1∶1∶0.35，其中硅酸鋁為無結晶水硅酸鋁。
6.一種如權利要求1所述除臭纖維的制備方法，包括如下步驟a.除臭劑的制備將酞箐鐵和硅酸鋁混合進行超細粉碎研磨，粒度控制在不大于1μm，加入粒徑在10～30nm的光觸媒二氧化鈦，其中各組分重量比為1∶1～5∶0.2～1；b.除臭劑進行活化處理向偶聯劑中加入液臘稀釋，將配好的偶聯劑與除臭劑混合，高速攪拌15～20分鐘；c.向活化處理好的除臭劑中添加載體聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯樹脂并攪拌，加入表面活性劑和分散劑，攪拌直至充分包裹后由造粒機制得除臭劑濃縮母粒；d.濃縮母粒干燥使其含水量不大于500ppm，然后與載體聚丙烯混合經熔融紡絲制得除臭纖維。
7.如權利要求6所述的除臭纖維制備方法，其中硅酸鋁為無結晶水硅酸鋁，偶聯劑為硅烷偶聯劑和/或鈦酸脂偶聯劑，優選為硅烷偶聯劑和鈦酸脂偶聯劑按1∶1混合，偶聯劑的用量是除臭劑重量的2～3％，表面活性劑是硬脂酸鹽是1～2％，分散劑是聚乙烯臘，聚丙烯臘是8～10％，液臘是2～3％。
8.如權利要求6所述的除臭纖維制備方法，其中所述除臭劑濃縮母粒中除臭劑含量為10～60％，優選為15～30％。
9.如權利要求6所述的除臭纖維制備方法，其中步驟d所述紡絲原料中除臭劑濃縮母粒含量以重量計為5～30％，優選為18～20％。
10.如權利要求6所述的除臭纖維制備方法，其中步驟d所述制得的除臭纖維可以是長纖維、短纖維、熔噴、紡粘無紡布。
全文摘要
本發明提供一種除臭纖維，主要由聚丙烯樹脂和EVA樹脂及除臭劑混合制成，其中EVA樹脂含量為1～3％，除臭劑含量為1～18％，本發明所提供的除臭纖維，同現有的除臭纖維相比，具有除臭反應快，效果好，循環反應，使用壽命長，且無二次公害的優點，本發明還提供所述除臭纖維的一種制備方法，包括如下步驟將酞箐鐵和無結晶水硅酸鋁混合研磨后加入光觸媒二氧化鈦，與配好的偶聯劑攪拌混合添加聚丙烯和EVA樹脂并攪拌，加入表面活性劑和分散劑，攪拌制得除臭劑濃縮母粒干燥后與載體聚丙烯混合經熔融紡絲制得除臭纖維，本發明所提供制備方法生產的除臭纖維特點是除臭劑不易脫落不怕洗滌，織物可反復使用減少污染。
文檔編號D01F1/10GK1873065SQ20051007350
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月1日 優先權日2005年6月1日
發明者張洪澤, 孔勉, 李樹海, 張勇軍 申請人:張洪澤