具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品的制作方法
【專利摘要】具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品屬于將二氧化鈦光催化劑表面用沒有光催化活性的陶瓷材料包覆的二氧化鈦光催化劑負載在纖維制品上的加工領域，是在纖維制品中及表面上添加一層包覆型二氧化鈦催化劑。本實用新型具有能夠分解除臭、抗菌、防污；具有耐洗滌、持久性效果。不會影響纖維制品的柔軟性和色澤。
【專利說明】具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于將二氧化鈦光催化劑表面用沒有光催化活性的陶瓷材料包覆的二氧化鈦光催化劑負載在纖維制品上的加工領域，具體地說是涉及包覆型二氧化鈦催化劑通過液浸燒結的方式負載在纖維制品中及表面上具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著服裝消費科學和衛(wèi)生學的不斷研究的發(fā)展，人們逐漸認識到了衣服的第三種污染源，即在生產制造過程中所使用的紡織材料和化學加工劑對服裝的污染。據“國際有機農業(yè)運動聯(lián)盟”統(tǒng)計，每生產3千克用于制造T恤和牛仔褲的原材料，大約需要消耗I千克的化學肥料和農藥。而占全球農業(yè)生產用地3%的棉花種植，卻使用了超過25%的農藥，因此可想而知人體在過多地接觸用此類原料生產的服飾，有可能在皮膚等方面造成不同程度的傷害。
[0003]二氧化鈦光催化劑幾乎可以分解所有的有機物，可用于環(huán)境領域的抗菌防霉，水處理，大氣凈化，除臭，自潔凈等各個方面。但將二氧化鈦光催化劑混合到纖維及塑料中，光催化作用會使纖維或塑料產生分解，因此不能直接用于纖維和塑料。
[0004]二氧化鈦作為白色顏料，已經廣泛使用在牙膏、化妝品、涂料等行業(yè)。通常在常溫常壓條件下，其化學、物理性質非常穩(wěn)定，不溶于堿、酸、水及一般有機溶劑，甚至不與氟化氫、氮、硫化氫等化學反應性極強的氣體發(fā)生反應。作為光催化劑噴植成膜后具有耐久性、抗磨耗性、安全、經濟和實用等優(yōu)點。
[0005]二氧化鈦有金紅石(rutile, R type)、銳鈦礦(anatase, A type)及板鈦礦(toookite)三種結晶結構。其中，金紅石是最穩(wěn)定的結晶體，銳鈦礦及板鈦礦在高溫下會轉換成金紅石結構，而且這種反應是不可逆的。
[0006]當二氧化鈦受到能量大于二氧化鈦能帶的光照射時，會產生電子和電洞，它們與水和氧發(fā)生反應會產生活性氫氧自由基(OH)及過氧基等活性氧(O2)成分。這些活性氧成分具有很強的反應性，特別是活性氫氧自由基，它具有120kal/mol的能量，而構成有機化合物的碳一碳(C一C)、碳一氣(C一N)、碳一氧(C一H)、氧一氧(O一H)、氣一氧(N —H)的共價鍵，結合鍵能100kal/mol左右；如果活性氫氧自由基及過氧基等作用于碳一碳、碳一氮、碳一氫、氧一氫、氮一氫的結合鍵之上。這些結合會被輕易破壞，并使有機化物分解。所以利用光催化技術幾乎可以使所有有害的有機化合物最終分解為二氧化碳和水等無毒性物質。
[0007]我們通常采用的光催化劑為銳鈦礦的二氧化鈦，在紫外線照射和可視光的條件下，能使其發(fā)生光催化反應。二氧化鈦具有分解全部有機化合物的神奇力量。
[0008]二氧化鈦受光線照射后，會產生活性氫氧自由基等活性氧。這種活性氧和氯氣、次氯酸、雙氧水、臭氧等氧化劑具相比有更強的氧化能力，因此利用光催化作用不僅可以進行殺菌和消毒，同時它還可以溶解水中及空氣中含有的各種有害有機化合物，并進行分解，使其變得無害。因此光催化技術可以用于水源處理、除臭、汽車廢氣處理、空氣凈化、土壤處理、抗菌、防霉、去污、防滑、解決住宅綜合癥候群，以及防止醫(yī)院的內部傳染等各種環(huán)境處理。
[0009]光觸媒是一類以二氧化鈦為代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱。光觸媒即是光催化劑。所謂催化劑就是用于降低化學反應所需的能量，促使化學反應加快速度，但其本身卻不因化學反應而產生變化的物質。
[0010]光觸媒功能
[0011]1、凈化空氣:因Ti02所產生的氫氧自由基會先行破壞有機氣體分子的能量鍵，使有機氣體成為單一的氣體分子，加快有機物質、氣體的分解，將空氣中的甲醛、苯等各種有機物、氮氧化物、硫氧化物以及氨等氧化，還原成為無害物質。它可將人體臭、動物臭、煙味去除，凈化空氣。光觸媒氧化鈦在接觸光時，能發(fā)揮消臭、抗菌、防污等優(yōu)良性能，尤其是在解決大氣環(huán)境惡化、新型建筑材料及家具中的化學物質對室內環(huán)境的影響、汽車尾氣產生的大氣污染等問題時，受到了人們的歡迎。
[0012]2、除臭:煙臭，垃圾臭，動物體臭，污泥臭，生活臭等除臭作用。
[0013]二氧化鈦Ti02比臭氧(03)負離子，有更強的氧化能力；比活性碳、HEAP有更強的吸附力，亦具有活性碳、HEAP所沒有的分解功效(分解細菌)。Ti02脫臭能力根據歐美國家權威實驗室測試，每一平方公分的Ti02與每一平方公分的高效能纖維活性碳比較，Ti02的脫臭能力為高效能纖維活性碳的150倍，相當于500個活碳冰箱除臭劑。
[0014]3、防污:防止香煙焦油，一般油污的附著及廁所馬桶發(fā)黃；防止金屬生銹，防止被涂物體的褪色。
[0015]4、殺菌
[0016]?以Ti02的超氧化能力破壞細胞的細胞膜使細胞質流失導致細菌死亡；
`[0017]?凝固病毒的蛋白質，抑制病毒的活性，并且捕捉、殺除空氣中的浮游細菌，其能力高達99.96% ；
[0018]?可殺除大腸桿菌、綠膿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲菌等；
[0019]?可分解空氣中的過敏源、減少過敏性疾病及氣喘，亦可分解細菌，
[0020]5、防霉抗菌:防止發(fā)霉及藻類的生成，防止水垢的附著。
[0021]6、經光觸媒處理后的物體表面會產生超親水特性，當灰塵污垢落在物體表面上后，只需以清水清洗，灰塵污垢會隨清水脫落，具有防污自凈的功能。

【發(fā)明內容】

[0022]為了解決上述纖維制品中存在的污染問題，本實用新型采用了將二氧化鈦光催化劑表面用沒有光催化活性的陶瓷材料包覆的二氧化鈦光催化劑添加在纖維制品中及表面上的具有抗菌、消臭、防污性能的高性能纖維制品。
[0023]本實用新型的技術方案是:具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品是在纖維制品中及表面上添加一層包覆型二氧化鈦催化劑。
[0024]所述的具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品，二氧化鈦的表面覆蓋陶瓷多孔膜。
[0025]有益效果:本實用新型具有能夠分解除臭、抗菌、防污；具有耐洗滌、持久性效果。不會影響纖維制品的柔軟性和色澤。
【專利附圖】

【附圖說明】:[0026]具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品的結構圖
[0027]圖中所示:1、纖維制品；2、包覆型二氧化鈦催化劑
【具體實施方式】
[0028]根據圖中所示具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品是在纖維制品I中及表面上附有一層包覆型二氧化鈦催化劑2。
[0029]所述的具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品，二氧化鈦的表面覆蓋陶瓷多孔膜。避免了二氧化鈦與纖維制品的直接接觸。
[0030]由于開發(fā)了這種包覆型二氧化鈦催化劑，光催化劑已開始應用于纖維，紙和塑料并已實現(xiàn)產品化。這些包覆型二氧化鈦光催化劑是多孔性的，表面積大，能夠在光催化劑表面吸附并濃縮惡臭物質等，可以長期高效率地進行分解處理。另外即使不存在光時也能吸附惡臭物質等，然后利用光照射進行分解。
【權利要求】
1.具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品，其特征在于:是在纖維制品(I)中及表面上添加一層包覆型二氧化鈦催化劑(2 )。
2.根據權利要求1所述的具有抗菌、消臭性能的高性能纖維制品，其特征在于:二氧化鈦的表面覆蓋陶瓷多孔膜。
【文檔編號】D06M11/46GK203383080SQ201320441448
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2013年7月23日
【發(fā)明者】馮澤云, 韓延昆 申請人:北京納琦環(huán)保科技有限公司