[发明专利]锆纳米复合功能天丝面料及其织造、染整工艺与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种锆纳米复合功能天丝面料及其织造、染整工艺与应用。

背景技术

红外辐射对生物体和人体的医疗保健作用及机理，国内外有大量研究文献报道并已广泛应用。研究表明：9-11μm波段红外辐射易于被人体皮肤吸收，可用于保暖保健领域；10-16μm波段红外辐射射频率与人体有机观能团肽链固有振动频率相一致，因此可引起人体细胞的共振而产生热效应，促进药物的渗透和吸收，起到良好的辅助医疗效果；此外，一些特定波段范围的红外辐射还可以刺激人体的神经系统，使人体产生一系列如内脏活动加强、血管扩张、血流加快等的生理反应，从而增强人体新陈代谢，改善身体机能而提高免疫力。在中医经络与红外光的研究方面，实验证明：人体经络物质是由数种不同蛋白质分子构成的一种生物液晶态 (Bio-Liquid Crystal) 的胶原纤维，胶原纤维在径向对9-20微米的红外线具有近100% 的透光率，横向方面则几乎完全不透光，也就是说在该频率范围，人体经络物质胶原纤维具有光纤维的物理特性。

因此，将具有低温生物红外辐射功能材料与纺织材料结合，从而可以赋予纺织品具有对人体的防寒保暖、保健和医疗辅助功能。相关技术和应用有大量报道，如：中国发明专利ZL 96103486.6公开一种远红外布料的制备方法，是在聚丙烯中添加氧化铝、氧化钛、氧化镁和氧化锆系远红外陶瓷中的至少两种为原料，经纺丝及后续工序制成长丝并进一步制成布料加工成保健内衣裤具有良好的促进微循环和血液循环的功能，对微循环障碍引起的病症有明显的症状改善和辅助治疗作用；中国发明专利公开号CN00100837公开一种具远红外线放射的纤维的制造方法，主要步骤是将氧化镁、氧化钙、氧化锆、氧化硅、镨及铈研磨成1微米的粉末并混合制成远红外线陶瓷粉末，再与树脂、分散剂及湿润剂经由混合及研磨分散成预备料，将预备料及塑胶粒混合经压出机制成母粒，以聚酯粒及具远红外母粒混合，利用挤压机加温挤压，使其成为熔浆，经由过滤器将杂质分离，并经纺丝机纺丝后，即成为一种具有蓄热保温、促进血液循环、抗菌及防臭等功效的具远红外线放射的纤维。

近十多年来，随着纳米技术的飞速发展，人们发现将红外陶瓷材料制成纳米颗粒后，其红外发射峰发生了宽化，从而与人体辐射的生物波段重合得更好；此外，纳米级粒子粒径减小，散射系数减小，其发射率也有了提高；同时，颗粒具有更高的比表面，更强的活性，与聚合物载体的结合力更为牢固，从而具有理想的复合耐久性；因此采用纳米材料与纺织技术结合，开发制造纳米红外保健功能纤维和面料是该项技术发展的方向。但纳米材料与普通材料具有更为优异的物理化学特性，尤其是无机颗粒或粉体在应用时由于小尺寸团聚因素，目前还存在着许多关键性技术困境，特别是在与聚合物高分子材料复合时，如何最大限度保证颗粒的纳米级分散和复合，从而保持纳米材料优异特性，是当前纳米材料应用发展必须面对的课题。

理论上制造纳米红外保健功能纤维与面料的方法主要有三种途径：（1）涂覆法，是在面料表面涂覆含有纳米红外陶瓷粉的粘合剂，这种方法最明显的缺点是无法保证纳米粉末在纤维或织物表面的附着性和稳定性，尤其是织物的舒适性和多次水洗耐久效果。（2）复合纤维母料法，是将纳米功能陶瓷粉与有机聚合物共混形成纳米复合纤维母料，再按一定比例将其与纺丝原料混合纺丝，该方法工艺、技术和纤维质量可操作性良好，关键是如何保证有效地将纳米陶瓷粉以纳米粒子状态均匀分散在母料中，技术上有较大的难度，由于纳米材料天然的自团聚特性，目前通用的各种干法共混技术无法解决这个问题。（3）合成纤维母料(切片)法，是在纳米粉体存在下进行纤维原料的原位合成、形成包覆有纳米粒子的纤维大分子，构成纳米复合纤维母料，再以同（2）的方法纺丝，或直接切片纺丝，该方法的关键是合成纤维母料的技术、工艺和设备要求都非常复杂和困难，成本相对也很高。