CN101191263B

CN101191263B - 抗菌竹炭纤维纱线的制造方法

Info

Publication number: CN101191263B
Application number: CN2006101618115A
Authority: CN
Inventors: 林家严
Original assignee: HUA MAO BIOTECH CO Ltd
Current assignee: HUA MAO BIOTECH CO Ltd
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: CN101191263A

Abstract

本发明涉及一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，是将具有抗菌效果的纳米氧化锌或银直接黏接于竹纤维上，再将该竹纤维直接进行高温炭化程序，以得表面具黏结抗菌粒子的抗菌竹炭纤维，因该抗菌竹炭纤维系为竹炭所构成，该抗菌竹炭纤维的特性与竹炭的特性相同，因此可克服该竹炭纤维所缺乏的抗菌能力；借由该多条抗菌竹炭纤维与其它纤维混纺，可制成高比例竹炭含量(＞10wt％)的竹炭纤维纱线，因此适用于多种类型的纱线制作；且该竹炭纤维纱线不仅具有传统竹炭纤维所缺乏的抗菌效果，并可因竹炭含量提高，进而大幅提升传统竹炭纤维所具竹炭相关功能特性，如消臭、远红外线及负离子等效果。

Description

抗菌竹炭纤维纱线的制造方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，尤其涉及一种有高竹炭含量的抗菌纤维与纱线，进而大幅提升传统竹炭纤维所具有的竹炭相关功能特性，如消臭、产生远红外线及负离子等效果。

背景技术

一般竹炭粉与纤维的结合方式，有使用粘结剂或者直接加入原料中抽成纤维丝两种，前者如专利CN1690300、CN2663487、JP2005068565、JP11323747等，后者如专利CN1607271、CN1558007等；

为增加功能特性，将竹炭粉混合不同功能的材料，以供提高整体产品的功能特性，如专利CN1690130、CN1689408、CN1618888、JP10043584等；

混合的粉体借由黏结剂形成涂层或特定外观结构的产品，如专利CN1718268、US6509294、CN1515199、CN1647915、CN1695931、CN2612530、JP2000343639、JP2004180864等；

将含竹炭的纤维以混纺方式形成功能性纤维，如专利CN1730741、CN1733985、JP2003118024、JP2004353133等；

一般与竹炭粉关连的既有产品，以混合黏结剂外加方式使用居多，在纤维中内含竹炭粉，延用既有的纤维工艺，将竹炭粉以添加物的方式来制作为主；由于竹炭粉体比重低，与纤维原料混合时容易产生分散不均的结果，虽然可经由分散剂的添加来改善，添加量仍受限于3wt％以下，导致添加于纤维中的竹炭粉含量无法太高，影响可以产生的功能效果；

此外，添加不同材料为增加纤维的功能特性的常用方法，利用混合后的粉体作为添加物，经既有的纤维工艺制作成多功能性的纤维；但整体添加量仍受限于分散不均问题；

如此，如何将上述等缺点加以摒除，并提供一种具高竹炭含量的抗菌竹炭纤维与纱线的制造方法的同时，进而大幅提升传统竹炭纤维所具竹炭相关功能特性如消臭、远红外线及负离子等的效果，即为本发明所欲解决的技术难点的所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法。

本发明是提供一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，是将具有抗菌效果的纳米氧化锌或银直接黏接于竹纤维上，再将该竹纤维或竹纤维纱线直接进行高温炭化程序，以得表面具黏结抗菌粒子的抗菌竹炭纤维，该抗菌竹炭纤维整体为竹炭构成，因此该抗菌竹炭纤维的特性与竹炭的特性相同，同时克服该竹炭纤维所缺乏的抗菌能力；借由该多条抗菌竹炭纤维与其它纤维混纺，可制成高比例竹炭含量(＞10wt％)的竹炭纤维纱线，因此可适用于多种类型的纱线制作；且该竹炭纤维纱线不仅具有传统竹炭纤维所缺乏的抗菌效果，并可因竹炭含量提高，进而大幅提升传统竹炭纤维所具有的竹炭相关功能特性，如消臭、远红外线及负离子等的效果。

具体说来，本发明的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，以抗菌粉体，例如纳米氧化锌或银的粉体调制成溶液，再将该抗菌粉体溶液喷涂或披覆黏结于竹纤维表面，并加以微波处理使其紧密黏接，再将竹纤维置入高温炭化炉，经低温预氧化程序后，以惰性气体保护，进行高温炭化，经降温形成抗菌竹炭纤维，并以多条抗菌竹炭纤维组成的竹炭纤维束与其它纤维束混纺形成具功能性的混纺纱线。

附图说明

图1是本发明的竹炭纤维束与其它纤维束经混纺形成的功能性纱线图。

图2是本发明的表面黏结纳米氧化锌的竹纤维图。

图3是本发明的表面黏结粉体的竹纤维于高温炭化图。

图4是本发明的竹炭纤维束与其它(PET)纤维束以70∶30比例混纺纱线的放大影像图。

图5是本发明的方法流程图。

附图标号说明：1-其它纤维束；2-竹炭纤维束；3-混纺纱线；4-抗菌粉体；501-纳米氧化锌或银；502-调制成溶液；503-喷涂或披覆黏结于该竹纤维表面；504-微波处理505-置入高温炭化炉；506-低温下进行预氧化程序；507-隋性气体保护；508-高温炭化；509-降温；510-抗菌竹炭纤维；511-混纱。

具体实施方式

为能方便简捷了解本发明的其它特征内容与优点及其所达成的功效，兹将本发明配合附图，详细说明如下：

本发明提供一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其主要是使用竹纤维炭化形成的竹炭纤维束2与其它纤维束1混纺形成具功能性的混纺纱线3，如图1所示，该竹纤维炭化而形成竹炭纤维，所述其它纤维可为天然纤维、内含功能性粉体的化学纤维或一般化学合成纤维，该抗菌粉体4可存在该竹炭纤维表面或其它纤维表面上，该竹炭纤维束2与其它纤维束1经挟捻混合形成高竹炭含量与抗菌的多功能性混纺纱线3；该竹炭纤维与其它纤维混纺后，可提供比现有的以竹炭粉添加方式制作的纤维具有更多的竹炭成分，同时确保竹炭与空气的接触，发挥竹炭既有的功能特性；

其中该竹炭纤维束是借由具抗菌效果的纳米氧化锌或银501粉体而具抗菌效果，请参阅图5所示，该纳米氧化锌或银粒径为10至100纳米的粉体，调制成水溶液502后，该抗菌粉体溶液喷涂或披覆黏结于该竹纤维表面503，再以300W～1000W的2.45GHz微波处理5041～100sec，使粉体热熔黏着于该纤维表面，请配合图2所示；再者，将抗菌粉体黏结的竹纤维置入高温炭化炉505中，且在低温下进行预氧化程序506，预氧化温度为200～600℃，时间为0.2～3小时，使该竹纤维结构收缩稳定，并增加其强度；该预氧化纤维进入高温炭化前，其是以惰性气体保护507该预氧化的竹纤维，以进行高温炭化508，其高温炭化508温度为600℃～1500℃，时间为0.2～3小时，该高温来源可为电热、微波加热、远红外线加热等方式进行加热；降温509后，即可得到纯竹炭所制作的纤维，即为抗菌竹炭纤维510，如图3所示；

借由图3所示，证实纳米级氧化锌或银在经过炭化后，会均匀且紧密的批覆黏着于炭化后的竹纤维上，因此在后续的混纺工艺及使用上，均可承受多次挟捻、洗涤、冲刷而不脱落，使竹炭纤维可维持优良的抗菌能力；

当多条表面黏结抗菌粉体的竹炭纤维交联一起形成竹炭纤维束2，借由该竹炭纤维束2与其它纤维束1混纺工艺，可制作不同竹炭含量的抗菌竹炭纤维纱线，竹炭含量可达70wt％以上；该其它纤维可为天然纤维、含功能性粉体的化学纤维或一般化学合成纤维；如图四所示，系使用两种不同纤维束混纺的抗菌竹炭纱线，将该竹炭纤维束2与PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维束，以70∶30重量比例混纺而得，且该PET纤维束表面黏结纳米银粉体；混纺比例和条件可依不同的纤维变化，以制得不同竹炭含量与尺寸的功能性的混纺纱线3；不同于传统竹炭纤维由粉体添加率决定竹炭比例，纯竹炭纤维的添加率以混纺时竹炭纤维成份比例决定，因此可以得到比现有技术更高竹炭含量的竹炭纤维；此外，使用竹炭纤维直接混纺，可确保竹炭材料与空气间的接触性，提供更高性能的竹炭纤维的纱线；

本发明的抗菌竹炭纤维以不同比例与PET纤维束混纺的纱线，其物理性质与相关功能性的测试结果，如表一所示；由于竹炭纤维的韧性虽高，但强度并不如PET纤维，因此两者混纺可增强纱线强度及韧性以符合产业应用的实际需求；传统的竹炭粉体添加型的竹炭纤维，竹炭粉体占纤维或纱线比例仅可达到约3wt％，其原因主要在于粉体含量过高时，会影响纤维成形后的拉伸强度，超过3wt％，纤维强度会急速降低，造成断丝等工程问题；本发明利用混纺方式制作竹炭纤维可避免此类问题，其纱线强度至少大于2800N，均比传统粉体添加率上限3wt％的竹炭纤维高；

在功能性表现方面，由于突破添加率及分散性的限制，所制作的竹炭纤维，其各项功能性表现均较传统竹炭纤维好，且可依混纺比例调整；混纺后的纤维其远红外线放射率相当接近纯竹炭的放射率值(最高92％)，负离子产生数也远比传统竹炭纤维高(2400～5000个/cc)，同时消臭率可达到100％效果；纳米氧化锌或银在经过混纺后证实仍具有非常优异的抗菌能力，间接证明其与竹炭纤维的附着性可承受加工工艺而保存。

表一、抗菌纯竹炭纤维的性质与功能性表现(以与PET混纺比例为划分参数)

混纺比例(竹炭纤∶PET)	纱线强度(N)	远红外线放射率(％)	负离子数(Pcs/cc)	消臭率(％)	抗菌值
						0∶10	4000	81	100～200	10	0
1∶9	3900	90	2400～3300	99.8	＞3.0
						3∶7	3500	91	2800～3700	100	＞3.4
5∶5	3000	92	3600～4000	100	＞4.2
						7∶3	2800	92	4100～4500	100	＞5.1
10∶0	1000	92	4500～5000	100	＞6.0
						传统竹炭纤维添加率上限(3％)	2600	88	1500～2000		0(氧化锌无法黏着)

注：抗菌测试以纺织综合研究所测试规范：JIS L1902-1998进行，杀菌值＞0代表有杀菌效果。为使本发明更加显现出其进步性与实用性，兹与现有技术作一比较分析如下：

现有技术缺点：

1、纤维中粉体添加量受粉体添加的饱和率及粉体分散性所限制。

2、粉体含量过高时，会影响纤维成形后的强度，而造成断丝等工程问题。

3、缺乏抗菌能力。

本发明优点：

1、混纺方式制作竹炭纤维，可避免粉体含量过高时，影响纤维成形后的强度，而造成断丝等工程问题。

2、具有抗菌能力。

3、具竹炭相关功能特性，如消臭、远红外线及负离子等效果。

Claims

1.一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，以抗菌粉体调制成溶液，将该抗菌粉体溶液喷涂或披覆黏结于竹纤维表面，并加以微波处理，再将竹纤维置入微波高温炭化炉，经低温预氧化程序后，以惰性气体保护，进行微波高温炭化，经降温形成抗菌竹炭纤维，并以多条抗菌竹炭纤维与其它纤维束混纺形成具功能性的混纺纱线。

2.如权利要求1所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，该抗菌粉体为纳米氧化锌或银的粉体。

3.如权利要求2所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，该纳米氧化锌或银的粉体，粒径为10至100纳米。

4.如权利要求1所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，该抗菌粉体预披覆黏结于竹纤维表面。

5.如权利要求1所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，该微波处理为300W～1000W/2.45GHz微波热处理1～100sec。

6.如权利要求1所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，所述其它纤维为天然纤维、内含功能性粉体的化学合成纤维或一般化学合成纤维。

7.如权利要求1所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，所用竹炭纤维为多条表面黏结抗菌粉体的竹炭纤维交联一起形成。

8.如权利要求1所述的一种抗菌竹炭纤维纱线的制造方法，其特征在于，该竹炭纤维为竹纤维以600℃以上高温炭化形成。