专利名称：：纤维调湿板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种湿度调控材料，尤其是可以调控小环境中相对湿度的纸板状产品——纤维调湿板。调湿板属于一种用于控制相对密闭空间湿度范围的产品，是一种"高精度"的调湿材料，不仅仅通过吸湿干燥来调节湿度，也会通过放湿来平衡湿度。
背景技术：
：文物的安全保存，食品的保鲜，药品、货物的保质等对保存环境的相对湿度要求较高，需要有一个相对稳定的湿度值。当前，环境相对湿度调节方式按是否消耗人工能源可以分为主动式方法和被动式方法。主动式方法主要是现有的暖通技术，它主要用于调节货物仓库、文物库房等室内环境的湿度，该方法需要消耗大量能源，且控制的平稳性和精度受设备的工作原理、通风管路的布置等因素的影响。而被动式方法则是利用某些材料的吸放湿特性来调控环境的湿度，这种方式具有节能、控制平稳、安全等优点，特别适用于对相对密闭小环境中湿度的平稳控制。被动式湿度调控方式己经得到广泛应用，目前大部分湿度调控材料属于干燥剂范畴，以干燥功能为主，即能够不断吸收环境中多余水汽；而当环境湿度较低的时候需要释放出水分来平衡环境湿度，这个"放湿"功能是干燥剂产品没有的技术指标。这大大影响了其应用范围。每种物质都有其最佳的保存湿度范围，如对某些珍贵的文物，湿度太低会引起开裂变形，湿度太高则会滋生霉菌，控制其保存环境的湿度，并非是简单的干燥，这就需要真正意义上在某个湿度区间能吸放平衡的调湿剂。调湿剂作为一种被动湿度控制调节的手段，指不需要借助任何人工能源和机械设备，依靠自身的吸放湿性能，感应所在空间空气湿度的变化，自动调节空气相对湿度的材料。目前主要有以下四种类型硅胶类、无机盐类、无机矿物类、有机高分子材料类。但这些调湿剂都有一定的不足之处，如吸放湿特性不好；吸放湿容量有限；本身带有有毒、有害物质等，无法直接应用于食品、药品的储存环境和文物保存环境的湿度控制。另外，作为调湿剂的产品形式，目前主要为颗粒状。一般采用透气性的小袋包装。在实际使用时，必须预留相当的空间来放置调湿剂。这样的使用形式，有时会因为品质不良或被碰撞而破裂，导致颗粒状调湿剂外泄，污染保存物品，存在一定的安全隐患。因此，一种具有良好调湿性能、无污染、使用方便的调湿材料具有广阔的应用前景和巨大的市场容量。
发明内容本发明需解决的技术问题是提供一种占用空间小，尤其适用于微小封闭空间使用的纤维调湿板，其用于文物保护、食品药品保存应兼具安全无害、无污染、节能、调湿性良好的特点。本发明解决上述技术问题的方案是一种纤维调湿板，由经羧基化处理的纤维材料以及分散在纤维材料中的多孔无机颗粒构成的复合板，经调湿液浸润而获得，其中，所述无机颗粒的质量是纤维固含量的530%，所述的多孔无机颗粒为硅胶、粘土、凹凸棒、硅藻土、活性炭、木炭、竹炭等中的一种或其组合物。吸附颗粒的主要目的是补充纤维基材的固水能力和调湿能力。无机颗粒的质量具体可以为纤维固含量的5，8，10，12，15，18，20,22，25，28或30%。本发明可根据应用空间大小和湿度要求来任意裁切大小，使用方便、不占空间，调湿能力强。以处理后的纤维材料为吸湿基材，先后通过加入多孔吸附颗粒和浸渍于调湿液，然后高温灭菌，蒸干而制得。本发明所述的纤维羧基化处理是利用带有酰基的有机化合物与纤维中的羟基发生反应，先脱去l个小分子后，再将纤维放入碱性溶液中水解，处理通式为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，R和R'代表碳氢链；X代表N分子官能团，如一C1，一OH，一NH2。在处理中，可采用丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、阳専子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非阳离子丙烯酰胺、聚酰胺衍生物等酰胺类化合物中的一种或其组合物，酰胺类化合物的质量浓度为0.525%;其中，碱性溶液为碱性溶质在水溶液中配成，所述的碱性溶质包括氢氧化钠、次氯酸钠、氢氧化钾、氢氧化钙等中的一种或其组合，碱性溶质的质量浓度为0.140%。本发明所述的纤维材料包括长纤维和短纤维，所述的长纤维和短纤维为木纤维、纤维素衍生物、棉花、稻草、芦苇、棉纺废料、木浆废料、膨化成品棉废料、合成高聚物中的二种或以上的组合物，其中，长纤维和短纤维的质量比为15:1。长纤维和短纤维的质量比具体可以为1，1.2，1.5，1.8，2，2.2，2.5，2.8，3，3.2，3.5，3.8，4，4.2，4.5，4.8或5:1。本发明所述的合成高聚物为聚酯、聚丙烯、聚酰胺、尼龙中的一种或以上的组合。本发明所述的调湿液为调湿剂在水溶液中配成，所述的调湿剂为氯化钙、氯化钠、氯化锂、氢氧化钙中的一种或以上的组合物。其中，按重量百分比计，氯化钙的用量为调湿液的530%;氯化钠的用量为调湿液的0.55%;氯化锂的用量为调湿液的0.55%;氢氧化钙的用量为调湿液的520%。按重量百分比计，具体的，氯化钙的用量可以为调湿液的5，6，8，10，12，15，18，20，22,25，28或30%;氯化钠的用量可以为调湿液的O.5，0.8，1，1.2，1.5，1.8，2，2.2，2.5，2.8，3，3.2，3.5，3.8，4，4.2，4.5，4.8或5%;氯化锂的用量可以为调湿液的O.5，0.8，1，1.2，1.5，1.8，2，2.2，2.5，2.8，3，3.2，3.5，3.8，4，4.2，4.5，4.8或5%;氢氧化钙的用量可以为调湿液的5，6，7，8，9，10，11，12，13，14,15，16，17，18，19或20%。调湿液中盐类溶质的质量百分比优选在2540%，浸渍时间1530分钟。由于某些纤维材料结构松散，为了增加制备过程中的粘结力，本发明所述的调湿液中还可以包含湿强剂，按重量百分比计，湿强剂用量为调湿液的0.010.1%。湿强剂可以用RS-05(PAE)、RS-07(PPE)等。本发明所述的多孔无机颗粒可以先分散在羧基化处理的纤维材料的水分散液中，再成型脱水型坯，然后，型坯浸渍于调湿液中充分吸附调湿液溶质。本发明的优越性在于纤维调湿板是一种精确的湿度调控产品，在环境湿度发生变化时，能快速的作出反应，通过吸收、释放水汽平衡环境湿度，保持环境中湿度的恒定。使得保存物品在所调控的环境内不发生受潮、霉变或干燥、开裂等现象。采用片状的纤维调湿板，可任意裁切；在功能上，可以进行湿度调节，其湿容量达到并超过国际同类调湿产品；在选材上，都采用无毒无害、可回收的原料，为新一代的绿色环保产品。图1为本发明的纤维调湿板与其他吸湿材料的湿容量比较图。图2为本发明的纤维调湿板各湿度段的湿容量曲线图。图3为本发明的纤维调湿板的吸湿曲线图。图4为本发明的纤维调试板的放湿曲线图。具体实施例方式1、纤维材料的选择在植物类的纤维中，木纤维和棉纤维是最基本的两大纤维，它们的性能比较如表l所示表l<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>将几种样品基材分别打碎搅拌、加水稀释、脱水成型、烘干处理后得到的产品进行比较，结果如表2纤维原料选择比较表所示表2<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>纤维调湿板的调湿机理包括多孔物质的吸附和盐类物质结晶水的潮解。吸附多孔无机颗粒是在成型工序中加入。一般情况下，多孔无机颗粒的加入量占纤维固含量的质量百分比为530%。调湿液为调湿剂在水溶液中配成，所述的调试剂为氯化钙、氯化钠、氯化锂、氢氧化钙中的一种或以上的组合物，其中，按重量百分比计，氯化钙的用量为调湿液的530%，氯化钠的用量为调湿液的0.55%，氯化锂的用量为调湿液的0.55%，氢氧化钙的用量为调湿液的520%。调湿液中还可以包含湿强剂，用量为调湿液的0.010.1%。当调湿液中盐类溶质质量百分比在33%左右时(主要是氯化转、氯化钠和少量氯化锂调制而成)，将压榨后的纤维基材在该浓度的调湿液中完全浸透，然后该基材所能得到的固含量，在烘干后的成品就能达到较好的吸湿能力(在90%相对湿度，吸湿率能达到100%)，同时纤维基材的固水能力也达到最佳。如果调湿液浓度低于33%，尤其低于25%时，则吸湿率会低于100%;如果调湿液浓度高于33。％，尤其大于40%时，则纤维基材的固水能力会降低，也就是说吸湿饱和后，用力挤压纤维会出现反渗水的现象。所以，除非客户有特殊需求(对吸湿率的具体要求)，否则，该调湿液浓度应控制在2540%。本发明纤维调湿板与其他同类干燥剂产品比较，并在各个相对湿度下测了它们的平衡吸湿率，结果如表4:表4<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>请参阅图1为本发明的纤维调湿板与其他吸湿材料的湿容量比较图所示，从以上数据可见本发明的纤维调湿板在3050%、4060%和6080%湿度范围内的湿容量都是达到30%左右。只是在5070%的范围内，湿容量是20%左右。而其他普通干燥剂产品的湿容量都较小。2、调湿液的选择纤维材料基材在成型过程中加入硅胶为多孔无机颗粒，并采用不同配方的调湿液对纤维材料基材进行浸渍，浸渍后经干燥、烘干等工艺制成纤维调湿板，具体如表5所示表5<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>请参阅图2为本发明的纤维调湿板各湿度段的湿容量曲线图，可见湿容量的大小和硅胶量、氯化钙、氯化锂的不同比例有关。当氯化钙含量增加，硅胶含量减少时，本发明的纤维调湿板的湿容量就会增加，而且中低湿度的增加情况较为明显。图3为本发明的纤维调湿板的吸湿曲线图和图4为本发明的纤维调试板的放湿曲线图所示。当氯化钙含量增加，硅胶含量减少时，吸湿和放湿的速度都有所增加，而且在高湿度下，速度增加情况更为明显。纤维调湿板的成型可按下述工艺进行羧基化处理后的纤维原料——加水稀释至一定比例一一进入成型池并加入粉末状多孔无机颗粒一一脱水成型一一浸渍于调湿液中一一高温灭菌干燥——覆膜或分切——裁切至所需规格——填装成型——抽检合格后包装——出厂上述工艺中，包材采用专利号ZL2007200678509透气防返渗包材结构。本发明可以应于下述领域医药、保健品、生物试剂、食品等行业；精密仪器制造、电子、光学、元器件制造、通讯设备等行业；纺织业、皮革业、工艺品、乐器、玩具制造等行业；原料制造业、精细化工、金属粉末、医药原料、各种粉末原料；粮油制品、食品原料、土特产、种子、中药材；文物字画收藏、图书档案保管；家庭日常生活，如食品罐、茶叶罐、保健品、化妆品、衣柜。纤维调湿产品的性价比优于硅胶产品，有着更大的潜力。本产品的优点(1)、调湿范围广(可以满足低、中、高几个湿度范围的控制)；(2)、调湿效率高；(3)、安全卫生、不易误食；(4)、不占用包装空间(可以按需求改变各种形状大小)；(5)、环保性好，可降解、可反复利用(干燥后可达到原有调湿能力)；(6)、工艺性强，适合于大批量生产。_结论1、纤维调湿板是以林产品附产品、下角料为原料生产的高技术含量，高附加值的高新技术产品。2、比同类产品具有明显的技术先进性，低成本性和经济合理性。3、具有广阔的推广和应用前景，是目前国家提倡的循环经济的典范。权利要求1、一种纤维调湿板，由经羧基化处理的纤维材料以及分散在纤维材料中的多孔无机颗粒构成的复合板，经调湿液浸润而获得，其中，所述无机颗粒的质量是纤维固含量的5～30％，所述的无机颗粒为硅胶、粘土、凹凸棒、硅藻土、活性炭、木炭、竹炭中的一种或其组合物。2、根据权利要求1所述的纤维调湿板，其特征在于所述的纤维材料为木纤维、纤维素衍生物、棉花、稻草、芦苇、棉纺废料、木浆废料、膨化成品棉废料、合成高聚物中的二种或以上的组合物，包括长纤维和短纤维，所述的长纤维和短纤维的质量比为15:1。3、根据权利要求2所述的纤维调湿板，其特征在于所述的合成高聚物为聚酯、聚丙烯、聚酰胺、尼龙中的一种或以上的组合。4、根据权利要求1所述的纤维调湿板，其特征在于所述的调湿液为调湿剂的水溶液，所述的调湿剂为氯化钙、氯化钠、氯化锂、氢氧化钙中的一种或以上的组合物。一5、根据权利要求4所述的纤维调湿板，其特征在于所述的调湿液中调湿剂的量按质量百分比计，氯化钙的用量为调湿液的530%;氯化钠的用量为调湿液的0.55%;氯化锂的用量为调湿液的0.5~5%;氢氧化钙的用量为调湿液的520%。6、根据权利要求5所述的纤维调湿板，其特征在于所述的调湿液中盐类溶质的质量百分比为2540%。7、根据权利要求1所述的纤维调湿板，其特征在于所述的纤维材料为经过羧基化处理的纤维。8、根据权利要求7所述的纤维调湿板，其特征在于所述的纤维羧基化处理是利用带有酰基的有机化合物与纤维中的羟基发生反应，先脱去l个小分子后，再将纤维放入碱性溶液中水解，处理通式为<formula>seeoriginaldocumentpage3</formula>其中，R和R'代表碳氢链；X代表N分子官能团，包括一Cl，—0H，_NH2。全文摘要本发明一种纤维调湿板，由经羧基化处理的纤维材料以及分散在纤维材料中的多孔无机颗粒构成的复合板，经调湿液浸润而获得，其中，所述无机颗粒的质量是纤维固含量的5～30％，所述的无机颗粒为硅胶、粘土、凹凸棒、硅藻土、活性炭、木炭、竹炭中的一种或其组合物。优点是纤维调湿板是一种精确的湿度调控产品，在环境湿度发生变化时，能快速的作出反应，通过吸收、释放水汽平衡环境湿度，保持环境中湿度的恒定，使得保存物品在所调控的环境内不发生受潮、霉变或干燥、开裂等现象。采用片状的纤维调湿板，可任意裁切；功能上可以进行湿度调节，其湿容量达到并超过国际同类调湿产品；选材采用无毒无害、可回收的原料，为新一代的绿色环保产品。文档编号C08B15/00GK101343850SQ20081003907公开日2009年1月14日申请日期2008年6月17日优先权日2008年6月17日发明者吴来明,徐方圆,沈跃华,解玉林申请人:上海衡元高分子材料有限公司;上海博物馆