專利名稱：一種含有超細(xì)爐甘石微粒的纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種功能性的纖維及其制備方法，具體涉及一種含有超細(xì)爐甘石微粒的功能 性纖維及制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知爐甘石為一種常見的中藥材(詳見中藥大辭典1986年第1版，第1450頁爐甘 石條記載)，原為碳酸鹽類礦物、菱鋅礦的礦石，其主要成份為碳酸鋅，煅燒后成粉末狀的氧 化鋅，由于它對皮膚的創(chuàng)傷具有防腐、收斂、保護(hù)作用，故醫(yī)學(xué)上常作為治療皮膚病的藥材 用來防治皮膚病與皮膚的意外創(chuàng)傷。
纖維，主要包括天然纖維和合成纖維兩大類。其中天然纖維包括以棉代表的植物纖維，
以羊絨為代表的動物纖維等;合成纖維是一類由合成高分子化合物制得的化學(xué)纖維的總稱(參 見化學(xué)詞典，上海辭書出版社，1989年9月版-P322《合成纖維條》)，主要包括滌綸(聚
酯纖維)、錦綸(聚酰胺纖維)、腈綸(聚丙烯腈纖維)、維綸(聚乙烯醇縮甲醛纖維)、丙掄
(聚丙烯纖維)和氯綸(聚氯乙烯纖維)，以及半合成性質(zhì)的大豆蛋白纖維等。
此外，隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，近幾年來出現(xiàn)了一類功能性的纖維，如含竹炭的 纖維，含電氣石(托瑪琳)的纖維等。
眾所周知，人體的最大器官——皮膚，具有許多特殊的功能，如具有保護(hù)功能、感覺功 能、調(diào)節(jié)體溫、排泄功能、吸收功能、代謝功能、免疫功能，固此保護(hù)皮膚健康亦愈來愈引 起人們的關(guān)注。因而產(chǎn)業(yè)部門和科技工作者很自然地遵照治未病的科技發(fā)展觀把注意力轉(zhuǎn)移 到創(chuàng)造保護(hù)皮膚健康的環(huán)境方面，來優(yōu)化人們的生活質(zhì)量，不斷地做好保護(hù)皮膚健康這篇"表 面"文章。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含有超細(xì)爐甘石微粒的纖維，由于該類纖維對人體皮膚具有 一定的防腐、抗炎功能，所以它亦是一種功能性纖維。當(dāng)它進(jìn)一步被加工成服飾后能優(yōu)化人 們的生活環(huán)境，有利于皮膚病患者的康復(fù)和保健。此外含有超細(xì)爐甘石微粒的棉纖維還可以 直接作為衛(wèi)生用品，它不僅為創(chuàng)傷患者的皮膚進(jìn)行消炎和防腐，而且還為皮膚代謝提供必要 的鋅元素，從而加速愈合。本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的
選擇中藥材爐甘石(煅燒后的爐甘石為粉體)作為纖維改性的原料，經(jīng)改性的纖維具有 爐甘石的特有功能，為此需要對爐甘石進(jìn)行超細(xì)加工和表面處理，使?fàn)t甘石與纖維良好地"結(jié) 合"起來，形成一種含有爐甘石超細(xì)微粒(納米級微粒)的纖維。
按照上述構(gòu)思，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
首先將爐甘石進(jìn)行超細(xì)加工和表面處理
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)煅燒后爐甘石粉體其粒徑通常在45微米左右，當(dāng)它粉碎到數(shù)個微米時，這種小 微粒的爐甘石具有很強(qiáng)的團(tuán)聚現(xiàn)象， 一旦團(tuán)聚就很難進(jìn)一步粉碎，所以爐甘石在超細(xì)加工時， 必須借助表面活性劑進(jìn)行處理(或稱表面改性)，防止這種團(tuán)聚現(xiàn)象的出現(xiàn)，使?fàn)t甘石被超細(xì) 加工至粒徑1.0 0.1微米，并被分散在水相中，形成一種穩(wěn)定的漿料。
具體加工過程描述如下
將市售的粒徑為45Mm的爐甘石置于球磨機(jī)中，先按爐甘石重量比的0. 5 1. 0%加入表面 活性劑，再加入水配制成含固量為10 35% (wt)的混合物，然后借助氧化鋁(或剛玉)制 成的球(球徑0.5 3.0mm)球磨24 48小時；取出后置于沿降式離心分級機(jī)中進(jìn)行分級處 理，將未達(dá)標(biāo)的組分，即粒徑>1剛的爐甘石顆粒從分級機(jī)中的外圈引出，返回球磨機(jī)中繼 續(xù)進(jìn)行球磨加工；達(dá)標(biāo)的組分，即粒徑<1剛的爐甘石漿料，從分級機(jī)中心引出，作為中間 產(chǎn)品供下一步使用。其中所說的表面活性劑是以Si離子為代表的一類陽離子型表面活性劑， 或以Si和Al離子為代表的一類中性表面活性劑中的一種，或它們的混合物。分級所得的合 格產(chǎn)品最大得率為投料量(以爐甘石重量計，下同)的60% (wt)。實(shí)驗(yàn)表明表面活性劑的 用量多少，對達(dá)標(biāo)組份的得率有較大的影響，如表面活性劑用量為0.2%時，在用同樣的球磨 條件下，其達(dá)標(biāo)的爐甘石的得率僅為20% (wt);當(dāng)表面活性劑用量為0.5% (wt)，同樣球磨 48小時，達(dá)標(biāo)爐甘石的得率可達(dá)60% (wt),可見表面活性劑對爐甘石顆粒的超細(xì)加工和分散 有較大的影響，如果沒有足夠的表面活性劑來幫助分散，即使已被破碎的爐甘石顆粒，亦會 自行團(tuán)聚成較大的"顆粒"，影響它的合格品的得率；當(dāng)表面活性劑用量達(dá)到1.0 1.5%時， 分散物會更加穩(wěn)定，但得率基本不變，所以表面活性劑的用量以0.5 1.0% (wt)是適宜的。
球磨時間的長短對產(chǎn)品的得率亦有很大的影響；當(dāng)球磨時間為24小時，即使表面活性劑 用量達(dá)到1. 0%，其達(dá)標(biāo)爐甘石產(chǎn)品得率亦僅為30%左右。
綜上可見表面活性劑的用量在0.5 1.0%，球磨時間為48小時是一種比較經(jīng)濟(jì)適宜的選擇。如果產(chǎn)品部門愿意選擇較短的球磨時間，如24小時，是可以生產(chǎn)合格的漿料的，但由 于未達(dá)標(biāo)的組份所占比例較大，通過分級處理后返回再加工的爐甘石物料較多，需要耗費(fèi)較 多的輔助時間，總體來看，經(jīng)濟(jì)上未必合算。其次，將上述所得的爐甘石漿料，用活性水稀 釋，使稀釋后的漿料中爐甘石的含量為2 3% Ut)，它可以作為一種穩(wěn)定的漿料供下一步使 用(可作為一種中間產(chǎn)品供應(yīng)市場)。
下面就含有爐甘石超細(xì)微粒的纖維的制備方法，分別描述如下
(-)含有爐甘石超細(xì)微粒的天然纖維
取棉纖維稱重后(其它天然纖維亦同，為描述簡便以棉纖維作為天然纖維為代表)，將上 述爐甘石超細(xì)微粒的漿料，噴淋入棉纖維中，其噴淋量控制爐甘石含量為0.5 1.0% (wt%， 以棉纖維為基準(zhǔn)的重量百分比)為度，噴完后平衡二小時，利用爐甘石超細(xì)微粒和活性水的 高滲透力，使?fàn)t甘石植入纖維組織的微孔中，形成一種相對穩(wěn)定的含有爐甘石超細(xì)微粒的纖 維，然后再烘干或曬干，從而獲得一種爐甘石超細(xì)微粒的天然纖維產(chǎn)品。
其中所說的活性水，系指締合度《6的"小分子"水。眾所周知我們?nèi)粘Ｓ玫乃?于環(huán)境的污染，其締合度通常都很高，常常達(dá)到46，它是一種"大基團(tuán)的惰性水"，其滲透 力和去污力都是很差的。本發(fā)明中所說的活性水。系在實(shí)驗(yàn)中將日常用水通過電氣石凈化裝 置或普及型的臭氧凈化裝置激活并除去水中微量的污染物，得到一種締合度小于6的小基團(tuán) 的水，我們稱它為活性水?；钚运牧硪粋€特征為，其中PH為7.2左右，自然界中存在的優(yōu) 質(zhì)水，其締合度亦小于6，如農(nóng)夫山泉水就是一中締合度小于6的小基團(tuán)的水，其PH值為7. 2 左右，所以對純水如其PH值為7.2左右，可以認(rèn)為它就是小基團(tuán)的活性水。
此外，含有爐甘石超細(xì)微粒的天然纖維的制備方法還包括已將天然纖維加工成紗布的物， 將它浸入上述爐甘石的超細(xì)微粒的漿料中，并平衡4小時，然后取出后曬干或烘干即可(它 可以作為醫(yī)用紗布或衛(wèi)生內(nèi)衣用品)。此外以羊絨為代表的天然動物纖維同樣可按上述方法制 得含爐甘石超細(xì)微粒的纖維產(chǎn)品。
(=)含有爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維
含有爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維，除了包括合成纖維類產(chǎn)品外，還包括含有爐甘石超細(xì) 微粒的合成纖維母粒(作為一種中間產(chǎn)品，以下簡稱爐甘石母粒)
(l)含有爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維母粒的制備及其應(yīng)用將上述所得的爐甘石超細(xì)微粒漿料(指未用活性水稀釋的原始漿料)進(jìn)行烘干，制得爐 甘石超細(xì)微粒粉體產(chǎn)品，將它按10 35% (wt)比例與合成纖維切片(包括漆綸、丙綸或其 它合成纖維切片，即背景技術(shù)中所列的全部纖維切片)混合，然后通過混煉、擠壓加工等常 規(guī)工序，制成含爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維母粒，簡稱"爐甘石母粒"，它作為一種合成纖維 加工用中間產(chǎn)品，供應(yīng)市場。
當(dāng)"爐甘石母粒"作為中間產(chǎn)品使用時，系將上述"爐甘石母粒"再與合成纖維原料切 片配料混煉，然后按常規(guī)工藝在拉絲工段制成一類含爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維，包括制成 滌綸或丙綸等的細(xì)旦纖維(《1.0 L5旦)、中旦纖維(>1.5旦)、三維中孔纖維以及五孔 和七孔纖維，其中"爐甘石母粒"的用量以控制纖維中爐甘石超細(xì)微粒的含量在0.5 1.0% 為度。
(2)含有爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維制備
除了以"爐甘石母粒"作為中間產(chǎn)品，然后再加工成合成纖維產(chǎn)品外，很多場合系將爐 甘石超細(xì)微粒漿料直接加入到合成纖維原漿料中，包括常見的粘膠、腈綸等一類合成纖維原 漿料，以及半合成性質(zhì)大豆蛋白制成的原漿料，控制漿料中爐甘石的含量為0.5 1.0%"0， 經(jīng)充分混均后(可借助助劑攪拌分散或砂磨機(jī)分散)，然后按常規(guī)的方法在化纖廠的拉絲工段 制成一類含爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維產(chǎn)品，簡稱"爐甘石合成纖維"，供服飾工業(yè)加工成各 種具有保健功能的制品，以滿足市場需要。
上述所說合成纖維，除了包括聚酯纖維(即滌綸)、聚丙烯纖維(即丙綸)夕卜，還包括聚 酰胺纖維(錦綸)、聚丙烯腈纖維(腈綸)、聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸)和聚氯乙烯纖維(氯 綸)，以及半合成性質(zhì)的大豆蛋白纖維。此外，還可以和"竹炭"、"電氣石"之類的功能材料 一起加入到上述合成纖維中制成一類多功能纖維產(chǎn)品，從而使人類的生活環(huán)境更加豐富多彩。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
爐甘石超細(xì)微粒(粒徑為1.0 0. lm)產(chǎn)品的制備
將市售的粒徑為45Mm爐甘石250克，置于球磨機(jī)中，再加入2. 5克表面活性劑(或稱分 散劑)以及500毫升(相當(dāng)于含固量為33. 4%)水，借助氧化鋁或剛玉制成的球(球徑為0. 5 3.0mm)球磨48小時，得到爐甘石漿狀物料，取出后置于高速離心沉降分級機(jī)中，進(jìn)行分級 處理，其中達(dá)標(biāo)的組分(即粒徑《lMm的爐甘石漿料)集中于分級機(jī)的中部，引出后存放于 槽中，未達(dá)標(biāo)的粗顆粒爐甘石(粒徑>1陶的漿料組分)以漿料的形式集中分級機(jī)外側(cè)，引 出后返回球磨機(jī)中繼續(xù)加工。上述所說的達(dá)標(biāo)的組分，可以以漿料的形式直接供下一步加工 使用，亦可經(jīng)烘干、包裝后作為粉體產(chǎn)品供應(yīng)市場。
所說的表面活性劑(或分散劑)為一種以Si離子為代表的陽離子型表面活性劑，或一種 以Si和Al離子為代表的中性表面活性劑中的一種，或它們的混合物，具體由于下一步使用 對象的不同而不同，產(chǎn)業(yè)部門可根據(jù)自己實(shí)際情況自行選定。
上述所說的達(dá)標(biāo)組分其得率為60% (wt)，以投入實(shí)驗(yàn)時的爐甘石重量計。
實(shí)施例2
含有爐甘石超細(xì)微粒的天然纖維的制備
首先將實(shí)施例1所得的達(dá)標(biāo)的爐甘石漿料(粒徑為0.1 1.0Mm)用活性水稀釋，控制爐 甘石的含量(重量百分濃度)為2 3% (wt)，然后噴淋入己稱重為1000克的棉纖維中(以 棉纖維為代表的天然纖維)，其噴淋量以控制棉纖維中含爐甘石含量為0.5 1.0% (以棉纖維 重量計)，并繼續(xù)平衡2小時，使?fàn)t甘石超細(xì)微粒隨活性水一起滲入或者植入棉纖維的組織中， 最后曬干或烘干即可得到含有爐甘石超細(xì)微粒的棉纖維(作為天然纖維的代表)產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn) 證明
雖然以植入方式制備成含有爐甘石超細(xì)微粒的天然纖維，其爐甘石微粒只吸附在纖維組 織上，在其后的使用中當(dāng)然會脫附(特別是水洗時)，但這個特征，當(dāng)它制成衛(wèi)生棉球清理傷 口時，能釋放出鋅氧化物，發(fā)揮清理傷口、消炎凈化與營養(yǎng)皮膚的作用。
實(shí)施例3
含有爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維母粒(簡稱"爐甘石母粒")的制備
將實(shí)施例1所得的爐甘石超細(xì)粉體產(chǎn)品添加至2Kg的合成纖維切片中，爐甘石的添加量 可在10 35% (rt)范圍內(nèi)選取，所說的合成纖維切片為滌綸、丙綸或其它纖維切片中的一 種，置于小型的實(shí)驗(yàn)室用捏合機(jī)中于160'C下充分捏合半小時，然后再置于螺桿機(jī)中于260 'C下擠壓造粒成含爐甘石微粒的合成纖維母粒，簡稱"爐甘石母粒"，可作為中間產(chǎn)品供應(yīng)市 場。實(shí)施例4
一種含爐甘石超細(xì)微粒的合成纖維(或簡稱"爐甘石纖維")的制備
將實(shí)施例3所得的"爐甘石母粒"與相應(yīng)的合成纖維切片按一定的比例混合，其中所說 的合成纖維切片包括滌綸、丙綸或其它合成纖維切片，所說的"一定比例"系指以相應(yīng)的合 成纖維原料按總重量計時，控制爐甘石的含量為0.5 1.0% (wt)，將混合物充分捏合后然后 按化纖廠的常規(guī)拉絲工藝制成纖維產(chǎn)品，如加工成細(xì)旦(《1. 0 1. 5旦)、中旦(1. 5旦以上)、 三維中孔纖維、五孔或七孔等功能性纖維產(chǎn)品，作為服飾工業(yè)的加工原料，供應(yīng)市場。
實(shí)施例5
一種將實(shí)施例1所得的爐甘石超細(xì)微粒的粉體產(chǎn)品直接加入合成纖維原漿料中制備成纖 維產(chǎn)品的方法。
將實(shí)施例l所得的爐甘石超細(xì)粉體產(chǎn)品直接添加入合成纖維原料漿液中，包括粘膠、腈 綸等合成化纖原料漿液或其它合成或半合成性的原料漿液，通過攪拌等常規(guī)分散工藝處理后， 然后在化纖廠的拉絲工段按常規(guī)工藝加工成一類具有爐甘石特性的功能性纖維產(chǎn)品，作為服 飾工業(yè)的原料，供應(yīng)市場，其中超細(xì)爐甘石粉體產(chǎn)品的添加量宜控制在0.5 1.0% (wt)范 圍內(nèi)(以漿液中所含合成纖維原料計)；所說的功能性纖維產(chǎn)品，除了指能加工成實(shí)施例4所 說的產(chǎn)品外，還可以加工成細(xì)旦長絲，從而進(jìn)一步滿足服飾工業(yè)對原料選擇上的要求。
總之，只要在技術(shù)上解決了爐甘石超細(xì)粉碎的技術(shù)難點(diǎn)后，就可以方便地將爐甘石超細(xì) 微粒產(chǎn)品(包括漿料和粉體)，滲入到纖維類原料中，制成一類具有保健功能纖維產(chǎn)品(或稱 功能性纖維產(chǎn)品)，再加工成各種功能性制品，來改善和優(yōu)化人們生活環(huán)境。
權(quán)利要求
1. 一種含有爐甘石超細(xì)微粒的纖維，其特征在于首先將爐甘石加工成粒徑1.0～0.1μm的超細(xì)產(chǎn)品，然后將前述產(chǎn)品植入或滲入纖維中，控制纖維中的爐甘石的含量(以纖維凈重計)為0.5～1.0％，制成一類具有爐甘石特性的功能性纖維，其中所說的纖維包括天然纖維和合成纖維兩大類。
2、 如權(quán)利要求l所述的纖維，其特征在于其中所說的天然纖維包括以棉為代表的天然植物 纖維和以羊絨為代表的天然動物纖維。
3、 如權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于其中所說的合成纖維包括聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇縮甲醛纖維、聚丙烯纖維和聚氯乙烯纖維，以及半合成性質(zhì)的大豆 蛋白纖維。
4、 如權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于其中所說爐甘石超細(xì)產(chǎn)品包括爐甘石粒徑為 1. 0 0. lMm含固量為2 3% (wt)的漿料和爐甘石粒徑為1. 0 0. lMm的粉體產(chǎn)品。
5、 如權(quán)利要求1或4所述的纖維，其特征在于其中所說的爐甘石超細(xì)產(chǎn)品，為一種以中藥 材爐甘石為原料置于球磨機(jī)中，加入表面活性劑和水，配成含固量為10 35% (wt)的物系， 再球磨24~48小時所得的一種粒徑為1.0 0. l陶的漿料，然后進(jìn)一步配制成含固量為2 3% (wt)的漿料或烘干成粉體產(chǎn)品，其中所說的表面活性劑是以Si離子為代表的一類陽離子 型表面活性劑，或以Si和Al離子為代表的一類中性表面活性劑中的一種，或它們的混合物， 其用量為爐甘石的0.5 1.0% (wt)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有爐甘石超細(xì)微粒的纖維，屬于一種功能性的纖維，系將爐甘石在一定的條件下加工成粒徑為1.0～0.1μm的超細(xì)產(chǎn)品后再滲入纖維中，從而制成一類具有保健功能的纖維。其中所說的纖維包括天然纖維和合成纖維兩大類。
文檔編號A41B17/00GK101280471SQ200810036508
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者季建平, 海 王, 胡文虎, 葛曉陵, 洪 錢 申請人:華東理工大學(xué)