专利名称：具有负离子功能的汽车内饰非织造布及其生产方法
技术领域：
本发明属于麻纤维为基料低熔点纤维为辅料的无纺织物生产技术领域，涉及无纺 织物进行功能性整理技术。同时，涉及具有能产生负离子化学品的高分散液体及其制备技 术。
背景技术：
随着社会的发展，汽车、火车、飞机、轮船等交通工具越来越深入人们的生活，特别 是汽车，逐渐成为人们生活中的必备出行工具，这就要求汽车内部的生活质量能贴近人心， 更多的考虑人体健康。对于汽车用纺织品，透气性、舒适性、美观性、气味都有严格要求，但 汽车内部的空间有限，车内空气污染问题成因比较简单，车内空气质量状况与车辆制造工 艺和零部件种类有直接关系，影响较大的主要为汽车仪表台板、门内饰板、地毯、顶棚、汽车 线束、座椅等。车内空气中挥发性有机物的成分较为复杂，有几百种之多，包括烃类、醛类、 酮类物质等。主要受到关注的是甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等几种。仅以汽车的内饰构造 而言，主要以皮质、纤维和各种工程塑料组成，而这些材料在生产时便需要使用到甲醛、苯 等有害物质[1]。有着完善质量管理系统的企业会在内饰组件出厂前进行一轮“消毒”处理， 但碍于成本并不是所有零件配套企业都会做足“消毒”的功夫。所以开发一种改善汽车内 空气的汽车内饰材料势在必行，生态负离子纺织品正是具备保健与环保功能的纺织品。电气石是一种很好的环境功能材料，用于室内涂料和家俱、电器等的涂层材料，可 产生负离子、净化室内空气。电气石是一种以含硼为特征、化学组成复杂的环状结构的硅 酸盐矿物，主要化学成分为 Si02、FeO+、Fe2O3> B2O3> A1203> Na2O, MgO, Li2O, MnO2 等。电气石 矿物的特点是具有压电性和热电性，在温度、压力变化的情况下，能引起电气石晶体的电势 差，使周围的空气发生电离，被击中的电子附着于邻近的水和氧分子并使它转化为空气负 离子。发生的负离子在空气中移动，将负电荷输送给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴等，电荷 与这些微粒相结合，达到清洁空气、消除有害气体等功能，同时还能调节人体微循环，消除 疲劳等功效。此外，因其热电性，随着温度的变化，矿物结晶体两端可产生电压，其极性离子 在平衡位置振动而引起偶极距变化产生远红外波段的电磁辐射，红外辐射可使人体产生热 效应和共振吸收效应，对人体有保健作用。据报道，在化学纤维内添加超细电气石粉体后， 其化学纤维动态和静态的负离子数可达1500 3500个/cm3，相当于都市公园内环境下的 负离子含量，可赋于纤维远红外保暖、释放负离子等功能[2_7]。电气石负离子的发生机理[8_13]空气中气体分子的电离主要靠外界催离素对气体的作用，催离素有紫外线、放射线、光电效应等。负离子粉末具有热电性和压电性，因此在有 温度和压力变化，即使微小的变化的情况下即能引起负离子晶体之间的电势差。目前生产 负离子纤维较为常用的方法是电气石法，其原理是由于自发极化效应，在电气石的周围存 在着以c轴轴面为两极的静电场，场强Eci = PsAeci，Ps为自发极化值，％为介电常数。据 Voigt给出的Ps值，得到EO = 6. 2X 106V/m。静电场随着远离中心迅速减弱，Er = (2/3) E^a/rM^为电气石微粒半径，r为距中心的距离。由此可知，在电气石表面厚度十几微米范围内存在IO7 104V/m的高场强。在静电场的作用下，水分子发生电解，形成H+和OH_，H+和水分子结合形成活性分子H3O+,活性分子具有极强的界面活性，可以节约洗涤剂的用量， 而且有助于环境的净化；0H—和水分子结合形成负离子H3O2-,可以增加空气中的负离子数， 改善人们的生活环境。负离子体放电H2O-H+or2H+2e"-H2 个OF+H2O-(H3O2) 1 负离子)丙纶非织造布广泛应用于服装、家居、医疗卫生、过滤材料等各个领域。由于丙纶 大分子链结构规整，结晶度高，缺乏官能团与极性基团，吸湿性、染色性差，限制了它的进一 步推广。但由于分子链比较柔顺，故聚丙烯的玻璃花温度在o°c以下，纤维用聚丙烯必须 采用等规聚合，是聚丙烯大分子中的各原子及集团在三维空间作有规律的排布，熔点可达 165 170°C，由于丙烯分子键吸引力小，故熔体粘度大[14]。针对丙纶的这些特点，在气流 成网过程中麻纤维与丙纶纤维以一定比例混合，优势互补，通过聚丙烯的热塑性进一步增 加铺网强力和纵横强力比，同时粘结负离子整理剂，有效的减少了汽车内饰材料上黏合剂 的使用，且工艺流程简单，节约成本经济环保。在现有技术中，负离子汽车氧吧或者负离子空气净化器教为普及但其需要通过电 源在压电和热释电效应下才能产生负离子。虽然起到提供负离子的功能但是加大了能源消 耗，不符合现在全世界所提倡的‘低碳生活’。公开号为CN1483704A中国发明申请专利公开 发明书中公开了一种生态健康处理剂及其制备和在汽车内饰材料上的应用整理剂，但因 其是一种整理剂其中含有很多对人体有害的化学物质，如苯甲醛、萘磺酸盐甲醛等有害物 质。因此本发明提出一种新型具有负离子功能性汽车内饰材料的生产方法，利用聚丙 烯的热塑性粘结电气石粉体，无需添加其他化学整理剂。这种材料可用于车顶衬垫和覆盖 材料、车门内侧模压板、轿车后部行李仓衬垫中，是一体化的负离子功能性汽车内饰材料。 从本质上改变汽车内环境。这种材料无需连接电源，在静止状态下即可释放负离子，具有良 好的保健、广谱杀菌、环保等多重功效。参考文献[1]车内空气污染案例频发暴露标准缺位[J].经济参考报2010[2]潘兆橹.结晶 学与矿物学(下册KM].北京地质出版社，1985.[3]Nakamura Tand Kubot. Tourmaline group crystals reactionwith water [J]. Ferroelectrics. 1992(137) :13_3L[4]黄云龙，郑水林，李杨，等.电气石的加工应用现状与发展前景[J].中国非金 属矿工业导刊，2003 (4) 18-21.[5]吴瑞华，汤云晖.电气石的电场效应及其在环境领域中的应用[J]岩石矿物学 杂志，2001，20 (4) 474-476.[6]张志湘，冯安生，郭珍旭.电气石的自发极化效应在环境与健康领域的应用 [J].中国非金属矿工业导刊，2003(1) =47-49.[7]王鸣义，俞明康，姚龙夫，等.用于棉纺织业的涤纶短纤维新产品开发[J].合 成纤维，2002，31(1) 46-47.
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发明内容
本发明的目的在与提供一种天然麻纤维与低熔点纤维复合，并且能够产生对人体 健康有益的负离子的汽车内饰非织造材料的原料配方和生产工艺流程技术。按比例将天然 纤维与低熔点纤维在混棉仓里混合，经针刺、热粘合工艺制成的能有效分解汽车内有害气 体的环保无纺非织造材料。纤网中混入少量的低熔点纤维，针刺后再经热处理，可显著提高 强力和改善布的纵横向强力比。同时利用低熔点纤维这种高分子材料的热塑性将电气石粉 体粘合在基料上。无需添加其他化学粘合剂，减少了污染，降低了生产成本，卫生性好且符 合环境保护的要求。本发明的技术方案是在基础麻纤维制成的非织造布上喷洒负离子整理剂而制 成。其中，所述的基础麻纤维是指天然麻纤维和低熔点纤维的混合纤维；天然麻纤维 为红麻纤维或黄麻纤维，低熔点纤维为丙纶纤维；其所占质量比例为天然麻纤维44 62%，低熔点纤维38 56% ；所述的负离子整理剂为以如下原料质量配比经搅拌分散而 成去离子水100份分散剂2 7份超细电气石粉体 6 12份所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、聚丙烯酸钠中的一种；超细电气石粉体粒径在 20nm以下。负离子整理剂的制作步骤是在去离子水中加入超细电气石粉体，通过高速搅拌， 加热，在50 130°C时加入分散剂之后反应1 2h。将所制得溶液通过超声波处理以转速 400 500r/min，频率50khz，处理3h，使超细电气石粉体能在溶液中彻底分散。本发明的负离子功能性汽车内饰非织造材料的生产方法，其生产工艺流程是称 量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然麻纤维44 62%，低熔点纤维 38 56% )—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 20 40，喷洒速度 0. 5^0. 7m/s喷洒在纤网上，每平方米喷洒了 250 350克负离子整理剂，喷洒量以将铺网浸 润为好)一针刺机(铺网、预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一切边一冷却箱一分切机一模 压定型一烘干后成品检验一成品包装。成为成品后水分因干燥而失去，干燥后每平方米含 有125 175克负离子整理剂，成品纤网重量500 3000g/m2，成品厚度为10 70mm。产 品负离子释放量为3500 8000个/cm2。本发明的负离子功能性内饰非织造布用于汽车内 顶棚、后台板、行李门内饰、衣帽架等部件，可以自动、长期释放负离子。同时也可以用于火 车、飞机、轮船等交通工具得内饰和装潢。其负离子释放量为3500 8000个/cm2。本发明的特点是1.选材优越天然麻纤维为基底材料利用其结晶度高的特点可储备更多的水分 子，根据负离子产生的电解水机理，负离子整理剂以单分子状态向纤维内部扩散，以化学键 与纤维上的羟基结合。同时利用低熔点纤维为辅料，利用其热塑性能将电气石粉体粘合在 铺网上。电气石微粒正极的电子接触到水分子就瞬间放电，水分子被电解成Off和H+。H+结 合电子e_形成氢原子以氢气的方式释放，而OH—与水分子结合形成H3O2-环境的湿度越高， 水分子和电气石的接触几率就越大，同时能有更多的OH—与水分子结合产生更多的负离子。2.工艺合理负离子整理剂的原料易得、制作方法简单；而且在制造传统汽车内 饰材料过程中，通过喷洒的方法添加负离子整理剂而达到具有释放负离子功能的内饰材 料。对原生产工艺不增加过多的设备和工艺过程。3.效果显著在汽车等交通工具的使用过程中的颠簸、震动时可更有利于自动地 永久释放负离子，改善车内空气质量，调解人体微循环。
具体实施例方式实施例1取10克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度60°C再加入亚甲基双萘磺 酸钠2mi，均勻搅拌lOmin，反应Ih后，最后将溶液通过超声波处理以转速400r/min，频率 50khz，处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然红麻纤维46%，低熔点纤维54%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 20，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/ m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放3500 8000个/cm3负离子。实施例2取7克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度50°C再加入聚丙烯酸钠4ml， 均勻搅拌15min，反应2h后，最后将溶液通过超声波处理以转速500r/min，频率50khz，处理 3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然红麻纤维52%，低 熔点纤维38% )—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 25，喷洒速度0. 6^0. 8m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(铺网、预针刺、主针刺加固)一 浸胶涂层一切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量 500 3000g/m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放2500 6000个/cm3负 罔子。实施例3取8克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度45°C再加入亚甲基双萘磺 酸钠3ml，均勻搅拌lOmin，反应Ih后，最后将溶液通过超声波处理以转速500r/min，频率 50khz，处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然黄麻纤维45%，低 熔点纤维55%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 30，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释 放3500 8000个/cm3负离子。实施例4取9克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度50°C再加入聚丙烯酸钠5ml， 均勻搅拌lOmin，反应2h后，最后将溶液通过超声波处理以转速400r/min，频率50khz，处理 3h。得到负离子整理剂。将制的负离子整理剂用水稀释4%，在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔 点纤维混合，天然红麻纤维50%，低熔点纤维50% )—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯 齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整 理剂(以浴比1 23，喷洒速度0. 5^0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)—针刺机 (预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成 品包装。成品纤网重量500 3000g/m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释 放3500 8000个/cm3负离子。实施例5取9克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度55°C再加入亚甲基双萘磺酸 钠4ml，均勻搅拌lOmin，反应1. 5h后，最后将溶液通过超声波处理以转速500r/min，频率 50khz，处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然黄麻纤维53%，低 熔点纤维47%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 35，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/ m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放3500 8000个/cm3负离子。实施例6取8克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度55°C再加入聚丙烯酸钠3ml，均勻搅拌lOmin，反应2h后，最后将溶液通过超声波处理以转速400r/min，频率50khz，处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然红麻纤维60%，低 熔点纤维40%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 33，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/ m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放3500 8000个/cm3负离子。实施例7取7克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度60°C再加入亚甲基双萘磺 酸钠3ml，均勻搅拌lOmin，反应Ih后，最后将溶液通过超声波处理以转速500r/min，频率 50khz，处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然红麻纤维62%，低 熔点纤维38%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 40，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/ m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放3500 6000个/cm3负离子。实施例8取10克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度65°C再加入聚丙烯酸钠 3ml，均勻搅拌lOmin，反应2h后，最后将溶液通过超声波处理以转速500r/min，频率50khz， 处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然黄麻纤维61%，低 熔点纤维39%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 23，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/ m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放4000 5000个/cm3负离子。实施例9取9克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度50°C再加入亚甲基双萘磺 酸钠6ml，均勻搅拌lOmin，反应Ih后，最后将溶液通过超声波处理以转速400r/min，频率 50khz，处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然红麻纤维59%，低 熔点纤维41%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 26，喷洒速度0.5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一 切边一冷却箱一分切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/ m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放4500 6000个/cm3负离子。实施例10
取8克超细电气石粉体加入IOOml去离子水中，温度60°C再加入聚丙烯酸钠5ml， 均勻搅拌lOmin，反应2h后，最后将溶液通过超声波处理以转速40(T500r/min，频率50khz， 处理3h。得到负离子整理剂。在称量机(按重量比例将天然麻纤维与低熔点纤维混合，天然黄麻纤维55%，低 熔点纤维45%)—混棉帘子开棉机一豪猪开棉机一锯齿辊筒开棉机一气压棉箱喂棉机(或 振动棉箱)一气流成网机一铺网过程中喷洒负离子整理剂(以浴比1 38，喷洒速度0. 5 0. 7m/s喷洒在纤网上，以纤网被浸润为止)一针刺机(预针刺、主针刺加固)一浸胶涂层一切边一冷却箱一分 切机一模压定型一成品检验一成品包装。成品纤网重量500 3000g/m2，成品厚度为10 70mm。成品在静止状态即可释放3500 6500个/cm3负离子。
权利要求
具有负离子功能的汽车内饰非织造布，其特征在于在基础麻纤维制成的非织造布成品纤网重量500～3000g/m2，厚度为10～70mm，上有负离子整理剂125～175g/m2，负离子释放量为3500～8000个/cm2；其中，所述的基础麻纤维是指天然麻纤维和低熔点纤维的混合纤维；天然麻纤维为红麻纤维或黄麻纤维，低熔点纤维为丙纶纤维；其所占质量比例为天然麻纤维44～62％，低熔点纤维38～56％；所述的负离子整理剂为以如下原料质量配比经搅拌分散而成去离子水 100份分散剂2～7份超细电气石粉体6～12份所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、聚丙烯酸钠中的一种；所述超细电气石粉体粒径在20nm以下。
2.根据权利要求1所述具有负离子功能的汽车内饰布的生产方法，其特征在于生产工 艺流程为选用天然麻纤维和低熔点纤维经称重混合、开棉、喂棉、气流成网、喷洒负离子整 理剂、针刺加固、浸胶涂层、切边、冷却、分切、模压定型、烘干而成；其中所述天然麻纤维和低熔点纤维称重混合为按质量比例将天然麻纤维与低熔点纤 维混合，其中天然麻纤维44 62%，低熔点纤维38 56%;所述天然纤维为红麻纤维或黄 麻纤维，低熔点纤维为丙纶纤维；所述喷洒负离子整理剂的以浴比1 20 40，喷洒速度0.5 0.7m/s喷洒在纤网上， 每平方米喷洒了 250 350克负离子整理剂；其中所述负离子整理剂为以如下原料质量配比经搅拌分散而成 去离子水100份分散剂2 7份超细电气石粉体6 12份所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、聚丙烯酸钠中的一种；超细电气石粉体粒径在20nm 以下；所述搅拌分散的工艺为在去离子水中加入超细电气石粉体，通过高速搅拌，加热，在 50 130°C时加入分散剂、偶联剂之后反应1 2h，将所制得溶液通过超声波处理以转速 400 500r/min，频率 50khz，处理 3h。
3.根据权利要求2所述具有负离子功能的汽车内饰布的生产方法，其特征在于生产工 艺流程中所述喷洒负离子整理剂，其喷洒量以将铺网浸润。
全文摘要
具有负离子功能的汽车内饰非织造布及其生产方法。选用天然麻纤维和低熔点纤维，经称重、混合、开松、气流成网、添加负离子整理剂、热轧加固、浸胶涂层、模压定型和烘干制成。其中负离子整理剂由去离子水(100份)、分散剂(2～7份)、超细电气石粉体(6～12份)通过超声波搅拌分散制成。利用低熔点纤维的热塑性固着负离子整理剂于铺网上。非织造布上有负离子整理剂125～175g/m2，负离子释放量为3500～8000个/cm2。产品用于汽车顶棚、后台板、行李门内饰、衣帽架等部件，可以自动、长期释放负离子。亦可用于火车、飞机、轮船等交通工具内饰和装潢。旅行途中能改善车内空气质量，调解人体微循环。
文档编号D04H1/544GK101818411SQ20101015453
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者何婷婷, 何泽寿, 杜冰, 郑来久, 闫俊, 高世会 申请人:大连工业大学