专利名称：二氧化硅分子筛复合纺织材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及纺织工业领域中生产的二氧化硅分子筛复合纺织材料及其制造方法，该材料具有吸附保洁功能。
背景技术：
通常的吸附保洁功能纺织材料采用活性炭无纺布。活性炭的主要成分是碳，制造工艺简单，原料易得，成本较低，是有效而廉价的吸附剂。活性炭也常作为催化剂载体，用于空气净化和饮水的净化处理等。上世纪70年代后迅速发展起来的纤维型活性炭，不仅用于吸附废气，净化环境，也用于回收溶剂及有机化合物、净化水，用于高效电容和各种电极材料等。但活性炭纤维的制造工艺十分繁复，价格昂贵。所以，作为普通的吸附过滤材料，长期来大多采用颗粒活性炭作材料表面处理的方法，即将颗粒活性炭喷涂于纺织材料，如无纺布的表面，形成材料表面的颗粒状吸附层。这种喷涂方法制得的吸附过滤材料的比表面积远小于活性碳纤维，故其吸附性能也远低于活性碳纤维；但由于制作工艺简单，成本低，所以这种活性炭喷涂法制得的无纺布吸附过滤材料长期被使用至今。
但是，活性炭有如下不足(1)杂吸附，即对环境中的气体杂乱吸附，缺乏选择性；(2)疏、亲水性不可调节，水吸附过甚；(3)色泽深黑，不适应医院等洁白的环境，污染加工环境，制成的吸附材料也因为活性炭无法遮盖的深黑色而无法上彩；(4)平均比表面积为800m2/g，小于二氧化硅分子筛的平均比表面积。
上述二氧化硅分子筛是一类比表面积大、具有特殊内部结构的微粒，通常用作气体的吸附、分离、净化，液体的吸附、分离、净化，用作催化剂，应用于环保、真空技术等。二氧化硅分子筛具有独特的择形选择吸附性、催化性，极优良的热稳定性以及特殊的离子交换选择性。但迄今为止，这类已在多个领域得到应用的功能性材料，在纺织工业领域中的应用还是空白。
发明内容
本发明要解决的问题是利用二氧化硅分子筛对甲醛等有毒有害气体优良的选择吸附性，建立以二氧化硅分子筛为功能性添加剂的新型保洁功能复合纺织材料，并提供所述复合纺织材料的制造方法。
本发明提出的二氧化硅分子筛复合纺织材料的特征在于所述复合纺织材料中含有占材料总质量0.5％～50％的二氧化硅分子筛，而这种纺织材料可以是梭织物、针织物或无纺布。
所述二氧化硅分子筛复合纺织材料的制造方法有以下三种。
a.采用泡沫喷涂工艺。该工艺包括以下步骤将表面活性剂、粘合剂、二氧化硅分子筛和水混合，制成亚稳态泡沫；用制成的泡沫喷涂纺织材料；喷涂后作烘干、定形处理，制成二氧化硅分子筛复合纺织材料。
b.采用固体二氧化硅分子筛喷涂工艺。该工艺包括以下步骤将纺织材料浸轧粘合剂，对浸轧过粘合剂的纺织材料喷涂固态二氧化硅分子筛，用轧辊压轧，烘干，制得二氧化硅分子筛复合纺织材料。
c.采用共混纺丝方法。该方法包括以下步骤把含有二氧化硅分子筛和聚合物的功能母粒和纯聚合物切片混合在螺杆挤出机上挤出纺丝，经气流牵伸、铺网、热轧后制得二氧化硅分子筛复合无纺布。
采用上述泡沫喷涂工艺时，泡沫中所含表面活性剂为十二烷基硫酸钠，含量为质量比0.5％～2％；所用粘合剂为PH-501F，含量为质量比20％～30％；所含二氧化硅分子筛为疏水型或亲水性，含量为质量比5％～50％；其余为水，含量为质量比18％～74.5％。将上述组分组成的泡沫在常规喷涂设备上于室温下喷涂在纺织材料表面，喷涂后烘燥温度100℃±3℃，定形温度150℃±5℃，定形时间3min±15s。
采用上述固体二氧化硅分子筛喷涂工艺时，将纺织材料在传统浸轧设备上浸轧粘合剂组分，所述粘合剂组分包括质量比为15％～50％的粘合剂PH-501F或PD-3和50％～85％的水，浸轧粘合剂的轧液率为60％～100％；对浸轧粘合剂后的纺织材料喷涂固态疏水或亲水性二氧化硅分子筛，喷涂量为纺织材料质量的10％～100％，并用轧辊压轧；在100℃±3℃条件下作烘干处理。
采用上述共混纺丝方法时，采用涤纶或丙纶与疏水二氧化硅分子筛混合的功能性母粒及纯涤纶或纯丙纶切片共混，功能性母粒中二氧化硅分子筛含量为质量比5％～30％，共混后二氧化硅分子筛含量为0.5％～3％；将所述母粒及切片作预干燥处理，使其含水率为30～40mg/kg；将预干燥后的母粒和切片混合后在螺杆挤出机上挤出纺丝，纺丝牵伸风风温40～50℃，牵伸速度5000～10000m/min。
本发明的优点在于，与活性炭相比，二氧化硅分子筛复合纺织材料有优良的选择吸附性，用英国生产的PPM Formaldemeter 400检测箱测试，测得对甲醛的去除率可达80％以上，同样条件下测试活性炭的甲醛去除率仅40％。有疏、亲水性可调节的优点；色泽洁白；平均比表面积极大，约为1000m2/g。
具体实施例方式
实施例1。泡沫喷涂工艺。
基材面密度为30g/m2的针刺无纺布，幅宽3m。
工艺流程泡沫制备→泡沫喷涂无纺布→烘燥→定形整理。
所用喷涂设备通用泡沫喷涂设备。
工艺条件(1)泡沫组成(均为质量百分比)表面活性剂十二烷基硫酸钠 1％无纺布粘合剂PH-501F(含固量30％)25％FX-2疏水二氧化硅分子筛 25％水 49％(2)泡沫喷涂量80g/m2；常温下喷涂。
(3)烘燥温度100℃。
(4)定形温度150℃，时间3min。
实施例2。固态二氧化硅分子筛喷涂工艺。
基材面密度为30g/m2的针刺无纺布，幅宽3m。
工艺流程无纺布浸轧粘合剂→喷涂固态二氧化硅分子筛→轧辊压制→烘干。
所用浸轧设备为通用浸轧设备。
工艺条件(1)粘合剂为PH-501F无纺布粘合剂(含固量30％)，加水稀释至30％。
(2)浸轧粘合剂的轧液率80％。
(3)固态二氧化硅分子筛为FX-2疏水型，喷涂量为无纺布质量的25％。
(4)单面浸轧。
(5)浸轧温度室温。
实施例3。固态二氧化硅分子筛喷涂工艺。
基材装饰用梭织布。
工艺流程和所用设备同实施例2。
工艺条件(1)粘合剂为PD-3型(含固量30％)，加水稀释至35％。
(2)浸轧粘合剂的轧液率70％；常温下单面浸轧。
(3)固态FX-2疏水型二氧化硅分子筛的喷涂量为梭织布质量的30％。
实施例4。固态二氧化硅分子筛喷涂工艺。
基材、工艺流程和所用设备同实施例2。
工艺条件(1)粘合剂为PD-3型(含固量30％)，加水稀释至35％。
(2)浸轧粘合剂的轧液率70％；常温下单面浸轧。
(3)固态二氧化硅分子筛为13X亲水性香型分子筛(上海市纺织科学研究院研制)，喷涂量为无纺布质量的50％。
实施例5。共混纺丝生产方法。
基材纯涤纶PET切片，质量比10％二氧化硅分子筛与90％PET混合的功能性母粒。
工艺流程上述切片和功能性母粒预干燥→螺杆挤出机共混纺丝→气流牵伸→铺网→热轧→纺粘法无纺布。
工艺条件(1)二氧化硅分子筛为复旦大学研制的FX-2疏水型，粒径1μm。
(2)PET切片与功能性母粒的共混比例为质量比90∶10。
(3)PET切片与功能性母粒预干燥后的含水率为35mg/kg。
(4)所生产的纺粘法无纺布气流牵伸一次成形，牵伸风温45℃，牵伸速度7000m/min。
权利要求
1.二氧化硅分子筛复合纺织材料，其特征在于所述复合纺织材料中含有占材料总质量0.5％～50％的二氧化硅分子筛。
2.如权利要求1所述的复合纺织材料，其特征在于所述纺织材料为梭织物、针织物或无纺布。
3.二氧化硅分子筛复合纺织材料的制造方法，其特征在于为如下三种制造方法中的一种a.采用泡沫喷涂工艺，包括将表面活性剂、粘合剂、二氧化硅分子筛混合制成亚稳态泡沫，用制成的泡沫喷涂纺织材料，随后作烘燥、定形，制成二氧化硅分子筛复合纺织材料。b.采用固体二氧化硅分子筛喷涂工艺，包括纺织材料浸轧粘合剂，对浸轧后的纺织材料喷涂固态二氧化硅分子筛，用轧辊压轧，烘干，制得二氧化硅分子筛复合纺织材料。c.采用共混纺丝方法，包括以下步骤把含有二氧化硅分子筛和聚合物的功能性母粒和纯聚合物切片混合在螺杆挤出机上挤出纺丝，经气流牵伸、铺网、热轧，制得二氧化硅分子筛复合无纺布材料。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于采用所述泡沫喷涂工艺时，泡沫中所含表面活性剂为十二烷基硫酸钠，含量为质量比0.5％～2％；所用粘合剂为PH-501F，含量为质量比20％～30％；所含二氧化硅分子筛为疏水型或亲水性，含量为质量比5％～50％；其余为水，含量为质量比18％～74.5％。
5.如权利要求3或4所述的制造方法，其特征在于将所述泡沫在常规喷涂设备上于室温下喷涂在纺织材料表面，喷涂后烘燥温度100℃±3℃，定形温度150℃±5℃，定形时间3min±15s。
6.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于所述固体二氧化硅分子筛喷涂工艺的特征在于将纺织材料在传统浸轧设备上浸轧粘合剂组分，所述粘合剂组分包括质量比为15％～50％的粘合剂PH-501F或PD-3和50％～85％的水，浸轧粘合剂的轧液率为60％～100％；对浸轧粘合剂后的纺织材料喷涂固态疏水或亲水性二氧化硅分子筛。
7.如权利要求3或6所述的制造方法，其特征在于对喷涂固态二氧化硅分子筛后的纺织材料用轧辊压轧，并在100℃±3℃条件下烘干。
8.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于所述共混纺丝方法采用涤纶或丙纶与疏水二氧化硅分子筛混合的功能性母粒及纯涤纶或纯丙纶切片共混，混合后在螺杆挤出机上挤出纺丝。
9.如权利要求3或8所述的制造方法，其特征在于挤出纺丝前对功能性母粒和切片作预干燥处理，使其含水率为30～40mg/kg。
10.如权利要求3或8所述的制造方法，其特征在于所述挤出纺丝的牵伸风风温为40～50℃，牵伸速度5000～10000m/min。
全文摘要
纺织工业生产的有吸附保洁功能的二氧化硅分子筛复合纺织材料及其制造方法。该材料中含有占材料总质量0.5％～50％的二氧化硅分子筛，纺织材料为梭织物、针织物或无纺布。制造方法为泡沫喷涂，即将表面活性剂、粘合剂、二氧化硅分子筛和水混合制成亚稳态泡沫后喷涂于材料表面，随后烘干，定型；固体二氧化硅分子筛直接喷涂，即先将纺织材料浸轧粘合剂后喷涂，随后压轧、烘干；共混纺丝，即将含二氧化硅分子筛和聚合物的功能性母粒和纯聚合物切片混合后在螺杆挤出机上挤出纺丝，经气流牵伸、铺网、热轧后制成纺粘无纺布材料。优点是材料对有毒有害气体有优良的选择吸附性，对甲醛的去除率达80％以上，疏、亲水性可以调节，色泽洁白，比表面积大。
文档编号D01F1/10GK1563552SQ200410017139
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月23日 优先权日2004年3月23日
发明者周菊先, 龙英才, 周宝官 申请人:上海市纺织科学研究院