金属离子光能激发的纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及纤维技术领域，具体涉及一种金属离子光能激发的纤维和金属离子光能激发的纤维制造方法。

背景技术

目前，随着人们生活水平的提高以及对健康意识的抬头，具有抗菌防霉、除臭等效果的机能型纺织品越来越受到消费者及市场的重视。众所周知，包含金属材料的机能型纤维制造方法，可以将金属材料与黏着剂混合后直接涂布至纤维表面以制得具有远红外线功能的纤维。

然而，上述众所周知的纤维制造方法，由于黏着剂的黏性会随着时间而削减，导致纤维表面的金属材料含量也会日渐减少，进而降低由该纤维所制成的纺织品的远红外线效果。

有鉴于此，有必要提供一种金属离子光能激发的纤维及其制造方法，以解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属离子光能激发的纤维制造方法，可以制造出具有远红外线功能的纤维。

本发明的另一目的在于提供一种金属离子光能激发的纤维制造方法，可以制造出用于产生远红外线功能的添加物、且不易脱落的纤维。

本发明的再一目的在于提供一种金属离子光能激发的纤维，应用金属离子光能激发的纤维制造方法所制成。

为达成上述目的，本发明一实施例提供一种金属离子光能激发的纤维制造方法，包括：将粒径大小不超出48nm的干燥的纳米铜粉末混合后加入至一纤维浆液中，以形成一第一混合液；将该第一混合液及一添加物置于一搅拌槽中混合搅拌，并进行电化学反应，以形成一第二混合液，该添加物包含一离子液体，且该离子液体中包含石墨烯、锗离子及锆离子的其中至少一种，并与该纳米铜粉末中的铜离子形成链结；对该第二混合液进行能量激发，以形成一混合材料；对该混合材料以介于100℃至150℃之间的温度进行烘干，以去除该混合材料所含水分；将烘干后的混合材料输入至一抽丝设备中，使该抽丝设备由该混合材料中挤出至少一纤维纺丝；将该至少一纤维纺丝通过多个辊轮，使该多个辊轮对该至少一纤维纺丝进行拉伸；及对拉伸后的至少一纤维纺丝进行冷却定型加工，以形成一纤维成品。

在本发明的一个实施例中，所述对该第二混合液进行能量激发，以形成一混合材料具体为：对该第二混合液以辐射能或是辐射能搭配机械能的组合进行能量激发，以形成该混合材料。如此，具有以不同能量激发该第二混合液，使其发出远红外线的功效。

在本发明的一个实施例中，对烘干后的该混合材料先进行远红外线特性检测，以测量该混合材料的远红外线分光放射率是否不低于标准值，若量测结果为否，对该混合材料再次进行能量激发，且在能量激发后输入至该抽丝设备中。如此，具有能够使该混合材料发出足量的远红外线的功效。

在本发明的一个实施例中，所述对该混合材料再次进行能量激发，且在能量激发后输入至该抽丝设备中具体为：对该混合材料以辐射能或是辐射能搭配机械能的组合再次进行能量激发，且在能量激发后输入至该抽丝设备中。如此，具有能够使该混合材料发出足量的远红外线的功效。

在本发明的一个实施例中，该添加物中具有多个热可塑性聚氨酯胶粒，该抽丝设备的一出料口具有该多个该热可塑性聚氨酯胶粒，该多个热可塑性聚氨酯胶粒经由该抽丝设备热熔融后，包覆在通过该出料口的至少一纤维纺丝的外环周面，以形成一包覆层，对该至少一纤维纺丝进行冷却后，再使该至少一纤维纺丝通过该多个辊轮。如此，可以在该纤维成品的外周环面形成具有黏性的表层的功效。

在本发明的一个实施例中，该添加物中具有多个热可塑性聚氨酯胶粒，该抽丝设备的一出料口具有烘干前的混合材料，该烘干前的混合材料经由该抽丝设备热熔融后，包覆在通过该出料口的至少一纤维纺丝的外环周面，以形成一包覆层，对该至少一纤维纺丝进行冷却后，再使该至少一纤维纺丝通过该多个辊轮。如此，可以在该纤维成品的外周环面形成具有黏性的表层的功效。

本发明另一实施例提供一种金属离子光能激发的纤维，包含：一芯部，内部包含一纤维材料、粒径大小不超出48nm的干燥的纳米铜粉末，以及石墨烯、锗离子及锆离子的其中至少一种，并与该纳米铜粉末中的铜离子形成链结；及一包覆部，环设在该芯部的外环周面。

在本发明的一个实施例中，该芯部内部具有多个热可塑性聚氨酯胶粒。如此，能够提升纤维成品的抗拉强度、延伸度及弹性等功效。

在本发明的一个实施例中，该包覆部由多个热可塑性聚氨酯胶粒所组成。如此，可以通过该多个热可塑性聚氨酯胶粒包覆该芯部，使其具有延长防臭抗菌效果的功效。

在本发明的一个实施例中，该包覆部由多个热可塑性聚氨酯胶粒、该纤维材料、该纳米铜粉末，以及该石墨烯、该锗离子及该锆离子的其中至少一种所组成。如此，可以通过该多个热可塑性聚氨酯胶粒包覆该芯部，使其具有延长防臭抗菌效果的功效。

本发明实施例公开的金属离子光能激发的纤维及其制造方法具有下列特点：本发明实施例将纳米铜粉末加入至纤维浆液中，以及添加石墨烯、锗离子及锆离子的其中至少一种添加物，并进行电化学反应及能量激发，使该添加物与该纳米铜粉末的铜离子产生链结而不易脱落，并形成可发出远红外线的混合材料，随后，对该混合材料进行烘干、拉伸及冷却定型加工，以形成具有远红外线功能的纤维成品。由于，该些添加物与该纳米铜粉末及该纤维浆液混炼形成，因此，该些添加物相较于现有工艺通过黏着剂黏着在纤维表面的方式，不容易产生脱落，再者，在能量激发的影响下，还可以进一步提高纤维的抗拉强度及伸长率，如此，本发明实施例公开的金属离子光能激发的纤维及其制造方法，可以达到延长防臭抗菌、提升人体保健以及提高纤维抗拉强度及伸长率的功效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的金属离子光能激发的纤维制造方法的流程示意图。

图2为本发明一实施例提供的金属离子光能激发的纤维制造方法对应的设备系统示意图。

图3为本发明另一实施例提供的金属离子光能激发的纤维制造方法对应的设备系统示意图。

图4为本发明实施例提供的金属离子光能激发的纤维的立体截面示意图。

主要元件符号说明：

1为搅拌槽；2为烘炉；3为抽丝设备；31为出料口；4为纤维纺丝；5为拉伸设备；51为辊轮；6为纤维成品；61为芯部；62为包覆部；7为冷却设备；8为滚筒；9为冷却设备；S1为原料混合步骤；S2为纺丝步骤；S21为能量激发步骤；S22为烘干步骤；S23为拉伸步骤；S24为冷却定型步骤；S25为检测步骤；S26为包覆及冷却步骤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“上”、“下”、“前”、“后”等，仅用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包含”将被理解为意指包含所述组件，但是不排除任何其它组件。

参见图1，本发明实施例公开的金属离子光能激发的纤维制造方法，包含：一原料混合步骤S1及一纺丝步骤S2。

该原料混合步骤S1用于将粒径大小不超出48nm的干燥的纳米铜粉末混合后加入至一纤维浆液中，以形成一第一混合液，在本实施例中，该纤维浆液可以选自于由棉纤维、涤纶纤维、粘胶纤维、莫代尔纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、伸展链聚乙烯醇纤维、伸展链聚丙烯腈纤维、聚苯并恶唑纤维、聚苯并噻唑纤维、液晶共聚酯纤维、刚性杆纤维、玻璃纤维、结构级玻璃纤维及抗性级玻璃纤维中的至少一种纤维所组成。举例而言，该纳米铜粉末(QF-NCu-35)的比表面积可以为30～70m

请一并参照图2所示，该纺丝步骤S2例如包含一能量激发步骤S21、一烘干步骤S22、一拉伸步骤S23及一冷却定型步骤S24，其中，该能量激发步骤S21用于将该第一混合液及一添加物置于一搅拌槽1中混合搅拌，并进行电化学反应(Electrochemistry)，以形成一第二混合液。其中，该电化学反应为本发明所属相关领域中具有通常知识者可以理解，在此不多加赘述。

其中，该添加物包含一离子液体(Ionic liquid，IL)，且该离子液体中包含石墨烯(Graphene)、锗离子(Ge Ion)及锆离子(Zr Ion)的其中至少一种，并通过电化学反应与该纳米铜粉末中的铜离子(Cu Ion)形成链结，使该添加物不易产生脱落。随后，对该第二混合液进行能量激发，以形成可发出远红外光的一混合材料。具体地，该能量激发步骤S21可以通过辐射能(Radiant Energy)，或是辐射能搭配机械能(Mechanical Energy)的组合，以对该第二混合液进行能量激发，以形成该混合材料。值得一提的是，该辐射能可以为不可见光(Invisible Light)，该机械能可以为动能(Kinetic Energy)。

具体而言，石墨烯具有红外线吸收的功能，属于远红外线吸收材料，也属于优良的远红外线辐射材料，可用于吸收外界的光能、动能等能量，并将其转化为对人体有益的远红外光，以照射人体皮肤，可以达到加速人体血液循环、新陈代谢、缓解疲劳、抗氧化等作用。另一方面，锗离子与锆离子也可以发出远红外线，并可以具有抗菌、防止人体老化及改善人体体质等作用。

进一步地，该烘干步骤S22用于对该混合材料以介于100℃至150℃之间的温度进行烘干，以去除该混合材料所含水分。具体地，该烘干步骤S22可以将该混合材料置于一烘炉2中进行该烘干步骤S22，并将该烘炉2的温度设定介于100℃至150℃之间。此外，该混合材料的烘干时间可以设定为48小时，但不以此作为本发明的限制。

进一步地，该拉伸步骤S23用于将烘干后的混合材料输入至一抽丝设备3中，使该抽丝设备3由该混合材料中挤出至少一纤维纺丝4。随后，将该至少一纤维纺丝4通过具有多个辊轮51的拉伸设备5，使该多个辊轮51对该至少一纤维纺丝4进行拉伸。具体地，该抽丝设备3可以对该混合材料进行熔融抽丝(Melt Spinning)，使由该抽丝设备3中挤出该至少一纤维纺丝4。该至少一纤维纺丝4可以集成为一纤维纺丝束，并经由该多个辊轮51拉伸，以控制该至少一纤维纺丝4的线径大小成适合尺寸。

进一步地，该冷却定型步骤S24用于对拉伸后的至少一纤维纺丝4进行冷却定型加工，以形成一纤维成品6。举例而言，该冷却定型步骤S24可以通过如自然风冷或是水冷等方式，以一冷却设备7对拉伸后的至少一纤维纺丝4进行冷却降温，以对该至少一纤维纺丝4的内部进行定型，并可以通过绕卷方式将该纤维成品6卷收在一滚筒8上。值得一提的是，该至少一纤维纺丝4进行冷却降温之后，还可以进一步通过另一拉伸设备5进行拉伸，其属本发明相关领域中具有通常知识者可以理解。

进一步地，在本发明金属离子光能激发的纤维制造方法中，还可以具有一检测步骤S25，该检测步骤S25用于对烘干后的混合材料先进行远红外线特性检测，以测量该混合材料的远红外线分光放射率是否不低于标准值，若测量结果为是，则不需要执行额外步骤；若测量结果为否，则对烘干后的混合材料再次进行前述能量激发，才将该混合材料输入至该抽丝设备3中。该能量激发可以通过辐射能，或是辐射能搭配机械能的组合，以对该混合材料进行能量激发。值得一提地，该辐射能可以为不可见光，该机械能可以为动能。

进一步地，在本发明金属离子光能激发的纤维制造方法中，还可以具有一包覆及冷却步骤S26，该包覆及冷却步骤S26可用于在该能量激发步骤S21的添加物中加入多个热可塑性聚氨酯胶粒(TPU)，也即在该能量激发步骤S21可以将该第一混合液、该离子液体及该多个热可塑性聚氨酯胶粒一同置于该搅拌槽1中混合搅拌，并进行电化学反应，以形成该第二混合液。在一些实施例中，该热可塑性聚氨酯胶粒可以为热塑性聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、乙烯-醋酸、乙烯酯共聚合物或尼龙。该第二混合液进行能量激发，以形成该混合材料，并以介于100℃至150℃之间的温度进行烘干，以去除该混合材料所含水分。

参见图2，在本发明金属离子光能激发的纤维制造方法的一实施例中，前述抽丝设备3的一出料口31可以具有多个热可塑性聚氨酯胶粒，该多个热可塑性聚氨酯胶粒可以在该拉伸步骤S23时，经由该抽丝设备3热熔融并部分或完全包覆在通过该出料口31的至少一纤维纺丝4的外环周面，以形成一包覆层。随后，对该至少一纤维纺丝4以另一冷却设备9进行冷却后，再使该至少一纤维纺丝4通过该拉伸设备5，使该多个辊轮51对该至少一纤维纺丝4进行拉伸，并对拉伸后的至少一纤维纺丝4以该冷却设备7再次进行冷却定型加工，以形成该纤维成品6。

参见图3，在本发明金属离子光能激发的纤维制造方法的又一实施例中，还包含一搅拌槽1，该搅拌槽1中容置前述混合材料，并连接至前述抽丝设备3的出料口31，该混合材料可以在该拉伸步骤S23时，经由该抽丝设备3热熔融并部分或完全包覆在通过该出料口31的至少一纤维纺丝4的外环周面，以形成一包覆层。随后，对该至少一纤维纺丝4以另一冷却设备9进行冷却后，再使该至少一纤维纺丝4通过该拉伸设备5，使该多个辊轮51对该至少一纤维纺丝4进行拉伸，并对拉伸后的至少一纤维纺丝4以该冷却设备7再次进行冷却定型加工，以形成该纤维成品6。

在一实施例中，该纤维成品6所包含的纳米铜粉末、石墨烯、锗离子、锆离子及热可塑性聚氨酯胶粒的重量百分比，可以如下列表一所示：

表一：重量百分比

请参照图4所示，本发明实施例公开的金属离子光能激发的纤维，包含：一芯部61及一包覆部62，其中，该芯部61内部包含一纤维材料、粒径大小不超出48nm的干燥的纳米铜粉末，以及石墨烯、锗离子及锆离子的其中至少一种，并与该纳米铜粉末中的铜离子形成链结，其中，该纤维材料可以由上述纤维浆液所构成。优选地，该芯部61内部还可以具有多个热可塑性聚氨酯胶粒。在一实施例中，该芯部61内部的纳米铜粉末、石墨烯、锗离子、锆离子及热可塑性聚氨酯胶粒的重量百分比，可以如上列表一所示。

其中，该包覆部62环设在该芯部61的外环周面，在一实施例中，该包覆部62由多个热可塑性聚氨酯胶粒所组成。在另一实施例中，该包覆部62由多个热可塑性聚氨酯胶粒、该纤维材料、该纳米铜粉末，以及该石墨烯、该锗离子及该锆离子的其中至少一种所组成。

承上所述，本发明金属离子光能激发的纤维及其制造方法，可以将纳米铜粉末加入至纤维浆液中，以及添加石墨烯、锗离子及锆离子的其中至少一种添加物，并进行电化学反应及能量激发，使该添加物与该纳米铜粉末的铜离子产生链结而不易脱落，并形成可发出远红外线的混合材料，随后，对该混合材料进行烘干、拉伸及冷却定型加工，以形成具有远红外线功能的纤维成品。由于，该些添加物与该纳米铜粉末及该纤维浆液混炼形成，因此，该添加物相较于现有工艺通过黏着剂黏着在纤维表面的方式，不容易产生脱落，再者，在能量激发的影响下，还可以进一步提高纤维的抗拉强度及伸长率，如此，本发明金属离子光能激发的纤维及其制造方法，可以达到延长防臭抗菌、提升人体保健以及提高纤维抗拉强度及伸长率的功效。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。