有色可纺性多功能竹材粘胶纤维及其制法和制品 【技术领域】
本发明涉及一种竹材粘胶纤维的制造方法，特别涉及一种能释放负离子、发射远红外、产生生物电流的并具有抗菌保健作用的有色竹材粘胶纤维及其制造方法。
背景技术
近几年棉短绒供求矛盾日益尖锐，成为制约粘胶纤维行业发展的瓶颈。国外厂商多用针叶木为原料生产粘胶纤维，而在森林资源短缺的我国，随着木材砍伐给生态环境造成的危害已经逐渐被人认识，我国目前尚不可能效仿。于是开发竹材作为粘胶纤维的原料以替代木材已经成为当务之急。目前已经有竹材为原料的粘胶纤维浆粕问世。用竹材纤维制成的面料柔韧性好，透气性强，手感柔软，悬垂性好，清凉防暑，成为新一代服装面料。如中国专利公开1381620所述。但是，由于竹材粘胶纤维本身不具有功能性，作为现今新一代的面料，不能不是一种缺陷。
我们知道，负离子广泛存在于大自然中，含量高的地方如森林、海边、瀑布等地区，它能使人感到身心愉快。这是因为负离子能通过皮肤和吸收系统进入人体血液后，使细胞活性增加，从而提高人体的自愈力和免疫力，同时还会活化副交感神经，使人心神安宁、血压下降、心情得到放松。
红外线是介于可见光和微波之间的一种电磁波，波长在0.76～1000微米之间。其中波长在4-15微米波段最能被人体吸收，产生温热效应，从而扩张毛细血管，改善微循环，促进新陈代谢。
在现有技术中，已有不少国外文献对负离子远红外纤维进行了深入的论述和探讨。具备这种功能地纤维和织物也已进入市场，其中日本敷岛纺织的HOLIC”纤维、大和纺织的“10LINA”纤维、日清纺的“IONAGE”纤维比较具有代表性。这些纤维都采用共混纺丝的技术，用于涤纶、丙纶等合成纤维。也有不少中国专利申请对此进行了披露，如CN1266119“含有电气石颗粒的人造丝纤维及其制造方法”；再如CN1308149所述的“一种合成纤维及其制造方法”；又如CN1293278所述的“负离子远红外保健织物及其制法”。其中主要成分为天然硅酸盐矿物--托玛琳(电气石)，英文名tourmaline。它是自身永久具有电磁场的天然矿物，其晶体之间存在着极其微弱的电流0.06mA，电流虽然很弱，却与人体的生物电流相匹配。另外产生的电压可高达100万电子伏特，放出的电子使空气中的H2O电离，H+与电子结合生成氢气、OH-与周围的水分子结合生成H3O2-，产生负离子。因此，将上述电气石加入粘胶纤维中所形成的织物中负离子的生成和远红外的释放是永久性的。但是由于托玛琳的晶体形状为柱状结晶，截面呈六角形，经粉碎后呈各种形状的多梭体，而且硬度极高达7.3。这种多梭体材料在纤维中破坏了纤维本身表面光滑的特性，产生坚硬的刺，在纺纱织布过程中，会损坏纺织设备中的针布、导纱件、及棕片等，可纺性很差，从而影响最终纺织品的质量。在纤维的常规制法中，可加入的功能性矿物粉末的有很多种。通常使用的功能性粉末为两类，其第一是晶形为轴面体的矿物，如辉铜矿、白铁矿、金绿玉、钛铁矿、水镁石、滑石粉、钠云母、蒙脱石、蛇纹石、坡缕石等。；第二是晶形为棱柱体、菱面体、六面体的矿物，如锑银矿、刚玉、金红石、锆石、辉石、丝光沸石、玉、电气石等。这类矿物由于其晶形结构会影响纤维表面的光滑性，易造成纤维断头，并且会磨损纺织设备配件。晶形为轴面体的矿物晶形在纤维纺丝工艺的牵伸过程中，会随纤维取向而取向，由于它们的加入可改善单纯棱柱体矿物纤维的可纺性。
托玛琳尽管在负离子、远红外和生物电流产生等方面有较好的性能，但其抗菌防霉的性能却不尽如人意，或者说是托玛琳的一种缺憾。为此，人们将一些具有抗菌防霉功能的超细粉体加入纤维中。本申请人曾经将纳米银包埋在坡缕石这一轴面体中形成具有抗菌防霉作用的超细粉体，以此材料加入到粘胶纤维中，不仅可使纤维具有抗菌防霉作用，同时也将大大提高纤维的可纺性，提高纤维的生产效率。
再者，现有技术中所述的负离子远红外纤维多为本色纤维，要获得各种颜色通常需要进行后处理，虽然粘胶纤维有较好的染色性能，但染色加工成本较高，用常规染色法纤维的色泽对光的稳定性及干洗、水洗、摩擦牢度等方面都存在局限性。特别是粘胶后整理的用水量相当大，通常染色及后整理1吨粘胶纤维需要150-200吨的水。如此大的水量对中国这样一个缺水的国家，无疑是一种浪费，而且印染后整理中所排放的废水又会成为环境的污染源。
【发明内容】
本发明的目的之一是：提出一种不仅具有发生负离子、远红外和生物电流功能，而且具有优异的抗菌防霉保健作用的有色竹材粘胶纤维。
本发明的目的之二是：提出一种多功能有色竹材粘胶纤维的制造方法，以改善单纯棱面体矿物纤维的表面光滑性，在制造过程中不损坏设备配件如针布、导纱件、棕片等，进而提高可纺性和生产率。
本发明的目的之三是：提出一种可促进粘胶纤维中负离子释放的方法，在纤维中加入一定量的金属微粒可以作为负离子的释放通道，从而提高纤维的负离子释放量。
本发明的技术方案是：提供一种可纺性有色竹材粘胶纤维，其中纤维中至少含有A组份和B组份微粒。
其中，组份A为CSK-A是采用坡嵝石为载体的纳米银复合材料，所述的坡嵝石为轴面体。组份B为CSK-B为超细电气石粉末。
为了实现本发明的目的，首先制造组分A：CSK-A组分B：CSK-B。
A组分按下述配比及制造方法进行制造：
首先按以下重量份计为：
坡缕石 100
水溶性银盐 4-20
NaOH 0.5-3.0
浓NH3.H2O 7.0-45.0
还原剂 10-50
水 400-1000
制造步骤为：
a.先将水溶性银盐溶液与NaOH反应，再加入NH3.H2O在水溶液中形成银氨络合物；
b.将坡缕石粘土加入上述溶液中，经3-8小时搅拌，至胶体状溶液；
c.进一步添加还原剂并加温至50-95℃使坡缕石的表面及微孔中的银氨络离子还原成纳米银，其粒径为35纳米左右。
d.经脱水，加热烘干，再以与水(重量)1∶4之比加入砂磨机中，以湿法粉碎至平均粒径0.3-0.5微米，得到CSK-A浆料。
B组分的制备：选择托玛琳(电气石)晶体，通过回转破碎机破碎至8-25毫米大小的块状，在通过雷蒙粉碎机粉碎至20-40微米之间；最后以与水重量比为1∶4之比，通过砂磨机湿法磨，磨到水溶液中固体平均粒度为0.3-0.5微米的CSK-B浆料。
再将CSK-A组分和CSK-B组分以重量比1∶1-4.8之比混合，再与竹材粘胶纤维浆粕或高聚物充分混合后纺成纳米银/托玛琳(CSK-AB)粘胶纤维。
为获得有色竹材粘胶纤维，在生产中可将含有颜料的色浆和粘胶浆粕按比例混合，通过注射法然后纺出有色纤维。
其工艺为：
粘胶组成：甲纤8.9-9.2，含碱5.2-5.5，黏度3040秒；
粘胶进注射压力：0.2Mpa，粘胶出口压力：0.3Mpa以上；
色浆浓度：18.5-21％
色浆加入量(按甲纤)：5-22％
酸浴：H2SO4，100-104(g/l)；Zn2SO4. 9.0-10(g/l)；Na2SO4，325-335(g/l)；比重1.315。温度51-54℃。
其中CSK-A的晶形为单斜晶体，且载有纳米级金属银，其载体为坡嵝石，可作为轴面体；CSK-B的晶形为六面体。在纺成纤维后，CSK-A的层状结晶体随纤维的取向而取向，使得该纤维表面变得光滑，提高了单纯托玛琳(电气石)纤维的强度和可纺性。且不会对设备产生损伤，从而提高生产率。
在CSK-AB纳米银/托玛琳的特性功能作用下，致使该纤维不仅保持了其他电气石纤维所具有的发射4-14微米生物波(远红外线)功能，其发射率在85％以上；永久释放负离子功能，其释放量在4.0×103个/cm3及产生0.06毫安生物电流功能，并且具有显著的抗菌除臭功能。它集多种健康保健功能为一体，紧贴身体受体温及各部位活动摩擦刺激，激发载银电气石产生热电、压电效应。长期穿着可以收到多种功能共同作用而产生的综合保健效果。另外，由于纳米银具有极大的比表面积，表面结构又存在大量未健合的化学键，导致化学活泼性大增，实现其长效、广谱、抗菌、抗霉特性。因而纤维的抗菌除臭作用得以叠加、强化；尤其对易出汗、体味浓、皮肤瘙痒的人以及患妇科男科疾病的人可起到抗菌除异味的极佳效果。再者，纳米银中的金属银，可起到导电作用，在纤维中形成离子通道，促进了纤维的负离子释放。
另外，由于采用原液着色，所生产的有色纤维不仅色牢度好，色差少，而且可大大节省因为后整理而带来的能源、财力和人力等方面的浪费和对环境的污染。
【附图说明】
图1为本发明工艺流程图。
实施例
为了对本发明作详细的阐述，下面结合实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1：取AgNO3 4.0千克在搅拌下溶于600千克水中，加入NaOH 0.5千克和26％NH3.H2O 7.0千克，然后加入粉状的坡缕石100千克，在室温下搅拌3小时，使其充分反应，直至产物呈胶体状。取过氧化氢10.0千克加入其中，升温至70℃使载入于坡缕石微孔内的银氨络离子还原成纳米银。再将所得产物过滤，干燥，再与水以1∶4加入砂磨机中，以湿磨6-8小时粉碎至0.3-0.5微米，其中的银颗粒为30-50纳米，作为A组分备用。
将10KG黑色托玛琳(含铁电气石)经过回转破碎机破碎至15毫米大小的块状，在通过雷蒙粉碎机粉碎至30微米；最后以托玛琳(电气石)与水(重量)的比例为1∶4加入砂磨机中，以湿法磨8-10小时，得到水溶液中固体平均粒度为0.3-0.5微米的浆料，作为B组分备用。
将A、B组分混合，混合比为1∶3。控制其混合后制备液的含固量在25％，与粘胶浆粕原液充分混合后，纺制成纳米银坡嵝石/托玛琳有色竹材粘胶纤维。其流程如图1所示。
粘胶组成：甲纤9.0，含碱5。4，黏度35秒；
粘胶进注射压力：0.2Mpa，粘胶出口压力：0.3Mpa以上；黄色浆浓度：20％(含耐晒黄G颜料)，色浆加入量(按甲纤)：5％
酸浴：H2SO4，102(g/l)；Zn2SO4，9.5(g/l)； Na2SO4，330(g/l)；比重1.315。温度50℃。
品种：5.55dtex×70mm，纺丝速度52m/min。
实施例2：取AgNO3 4.2千克在搅拌下溶于600千克水中，加入NaOH 0.5千克和26％NH3.H2O 6.9千克，然后加入粉状的坡缕石100千克，在室温下搅拌3小时，使其充分反应，直至产物呈胶体状。取过氧化氢9.8千克加入其中，升温至70℃使载入于坡缕石微孔内的银氨络离子还原成纳米银。再将所得产物过滤，干燥，再与水以1∶4加入砂磨机中，以湿磨6-8小时粉碎至0.3-0.5微米，其中的银颗粒为30-50纳米，作为A组分备用。
将10KG白色托玛琳(含锂电气石)经过回转破碎机破碎至15毫米大小的块状，在通过雷蒙粉碎机粉碎至30微米；最后以托玛琳(电气石)与水(重量)的比例为1∶4加入砂磨机中，以湿法磨8-10小时，得到水溶液中固体平均粒度为0.3-0.5微米的浆料，作为B组分备用。
将A、B组分混合，混合比为1∶3。控制其混合后制备液的含固量在25％，与粘胶浆粕原液充分混合后，纺制成纳米银坡嵝石/托玛琳有色竹材粘胶纤维。
粘胶组成：甲纤9.0，含碱5.5，黏度35秒；
粘胶进注射压力：0.2Mpa，粘胶出口压力：0.3Mpa以上；黄色浆浓度：20％(含耐晒黄G颜料)，色浆加入量(按甲纤)：5％
酸浴：H2SO4，100(g/l)；Zn2SO4，9.0(g/l)； Na2SO4，320(g/l)；比重1.315。温度50℃。
品种：5.55dtex×70mm，纺丝速度52m/min。
实施例3：将实施例1或2中所得的纳米银/托玛琳粘胶纤维通过水刺法，经过开松，铺网，水刺，后整理得到水刺无纺布。克重在50-60克/平方米。