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白竹炭纖維的性能及應用
1. 前言
隨著生活水平的提高,消費者對紡織品的欣賞水平和使用要求有了很大改變,考慮的因素已經從注重紡織品的壽命,如面料的耐磨、結實等性能指標,轉向紡織品的觀賞性、舒適性和功能性,如何開發功能型或綜合功能型紡織原料纖維成為一種社會發展趨勢和要求。
河北吉藁化纖有限責任公司于2009 年開發出了綜合功能型白竹炭纖維,該纖維是將納米復合竹炭粉添加在粘膠纖維膠液中,經紡絲而成。白竹炭纖維繼承了粘膠纖維良好的吸放濕功能,同時具有良好的遠紅外發射功能、釋放負離子功能,是一種具有復合功能的新型纖維。同時,該纖維采用的是復合納米竹炭粉,制備出的纖維呈純白色,白度大于76%,徹底改變了普通竹炭纖維的深灰色,可以經過染色成各種色調紡織品,廣泛應用于紡織服裝等領域。
2. 白竹炭纖維的制備方法
竹炭是以多年生竹材為原料,在400-1200℃條件下高溫碳化,經研磨、篩選形成納米竹炭粉。此時的竹炭粉為黑色,在纖維等材料中的應用受到一定限制,應用面較窄。為提高竹炭的應用領域,將納米竹炭粉的表面覆一層白色的復合材料,形成白色復合竹炭粉。應用于粘膠纖維領域的白竹炭微粉要求粒徑必須在5微米以下,并且粒徑分布相對較小。隨著復合納米白竹炭粉粒徑的下降,發射遠紅外線、釋放負離子功能顯著增強。功能型纖維的加工方法一般包括涂層法和共混法兩種,涂層法是指將功能材料超微粉體、分散劑、粘合劑等配成分散液,在纖維生產的后處理過程中涂敷于纖維的表面制成功能型纖維。采用涂層法生產的功能性纖維雖然工藝路線短、操作簡單、生產成本低,但所制纖維手感發硬、耐洗滌性差。共混法是指將功能型材料的超微粉體在粘膠纖維生產過程中混入,使功能性材料植入纖維內部而使纖維獲得功能性。共混法生產的纖維外表上和普通纖維基本沒有區別,經受多次使用洗滌后,仍具有較強的功能性,從根本上解決了涂層法功能纖維功能不持久的缺點。白竹炭纖維是采用共混法生產,利用平均粒徑在0.3?3 微米的白竹炭粉,在粘膠纖維生產的過程中植入纖維的內部,使纖維在具有粘膠纖維特性的同時還具有較強的功能性。制備工藝流程為:粘膠+復合竹炭纖維→混合 →成熟→紡絲 → 后處理→干燥
3. 白竹炭纖維的性能
3.1 發射遠紅外線功能原理
紅外線是波長范圍為0.78μm~1 000μm 的電磁波,其中,波長為 2.5μm~1 000μm 的稱為遠紅外線。遠紅外纖維可輻射的遠紅外線的波長范圍一般為 2. 5μm~30μm而 4μm~30μm 的區間波段常常被稱之為“生育光線”或“培育光線”,該波長的電磁波可提供人體細胞組織所需要的微弱能量。
遠紅外輻射加熱的機理是光譜匹配。即當輻射源的輻射波長與被輻射物的吸收波長相一致時,該被輻射物體就吸收紅外輻射能,從而加劇其分子的運動,達到發熱升溫的加熱作用。人體是一個有機體,具有對遠紅外線吸收率、傳導率高的特點。當將某種能夠高效吸收人體紅外輻射的材料制成服用材料,該物質分子在諧振中能夠吸收人體以紅外輻射向外釋放的能量,還能吸收太陽和人體周圍環境所釋放的為人體所需要的波長在4μm~14μm 的紅外輻射能量,同時這些能量以人體放熱相同的頻率反饋給人體,從而達到體感升溫效果,并通過細胞內水分子的活動激活人體組織細胞,將沉淀在細胞內的廢棄物質排出體外,增強新陳代謝,改善人體血液微循環和體液微循環,促進人體各部位獲得更多氧和營養成分,保持人體細胞的健康,消除微循環障礙,達到保健、輔助治療、
康復疾病的目的。
臺灣工業研究院(ITRI)曾對竹炭顆粒遠紅外輻射進行研究,發現竹炭顆粒粒徑越小,遠紅外輻射率越高,粒徑為35~46um 的竹炭粉,遠紅外輻射率可高達0.85,而納米級竹炭粉粒遠紅外輻射率可超過0.9,紅外線使身體保溫并促進微循環,對人體有保健作用。
經中國棉紡織產品檢驗監督中心檢測,白竹炭纖維的遠紅外法向發射率在85%?87%,具有較好的發射遠紅外線功能,其制品對人體具有較好的保暖、保健作用。
3.2釋放負離子功能原理
負離子是指空氣中帶負電的粉塵粒子以及大氣電離產生的O-2、O-2(H2O)n和水化羥基離子(H3O2)等。被稱為“空氣維生素”,對生命活動有著十分重要的影響??諝庵胸撾x子濃度的高低,對人們的健康和生活環境有著重要的影響。

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