[发明专利]高白度消臭白炭粉及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种白炭粉的制造方法，特别是指一种消臭白炭粉体的制造方法。

背景技术

传统含炭纤维制作主要以炭块研磨成粉体后，添加在抽丝过程中或以黏结剂披覆纤维表面方式制作；为了维持纤维远红外线、消臭等功能特性，添加率需达一定的比例；但无论添加率的多寡，添加炭对纤维均会造成成品纤维白度降低，即黑灰色，而后加工染色也会影响原本的功能，使得含碳纤维应用面大幅缩减；

再如，一般将所述的碳粉直接加入纤维原料中抽成纤维丝，所述的炭粉与纤维的结合，如专利CN1690300、CN2663487、JP2005068565、JP11323747等；

为增加功能特性，将所述的炭粉混合不同功能的材料来提高整体产品的功能特性，如专利CN1690130、CN1689408、CN1618888、JP10043584等；

为解决含碳纤维的白度问题，过去有许多解决方案，加入有机盐类如专利00005158、CN01817919.3使白度提高，以漂白剂处理如专利00300930、CN200410092441.5，加入含TiO2消光剂遮蔽原本的纤维颜色如00422862等；

但由于各类炭粉的白度均极低(约1～5)，因此无论如何在纤维上处理均无法将白度提高至如一般或功能性纤维的白度(70～95)；然有人将煤烧二氧化硅俗称为白炭黑，则与本发明的白炭属不同材料；

但是，目前含碳纤维作法是利用微细化后炭粉，延用既有的纤维工艺，将所述的炭粉以添加物的方式来制作；由于所述的炭粉体白度低，所述的炭粉体与纤维原料混合时如混合不均，容易产生色差的结果，其虽然可经由分散剂的添加、染色来改善，但为维持炭材料原本的特性如远红外线、吸臭等，导致添加在纤维中的竹炭粉含量无法降低，因此处理后能提高白度的空间相当有限；

所以，如何将上述等缺失加以摒除，并提供一种消臭白炭粉的制造方法的同时，进而因白度提高而大幅提升白炭粉体所制作而成的白碳纤维与纱线的色彩变化性，同时具有原本含碳纤维所提供的功能特性，即为本案实用新型设计人所欲 解决的技术困难点的所在。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种高白度消臭白炭粉及其制造方法和应用，利用所述的白炭粉添加在纤维原料熔融抽丝过程中，制作成所述的白炭纤维，可大幅提高传统碳纤维的白度，同时表面碳层可保留传统含碳纤维的功能性如远红外线、消臭等；而高孔隙介孔材料特性可使白炭纤维在染色程序后仍保有大部分的功能效果；白炭纤维与纱线的色彩变化性因白度提高而大幅提升，在织物色彩应用性上更胜传统含碳纤维。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种消臭白炭粉与其纤维的制造方法，将白度高的高孔隙介孔材料粉体作为介孔母材，再将所述的介孔母材与纤维素溶液均匀搅拌混和，所述的介孔母材的原始白度为50～95，而所述的介孔母材的粉体粒径为50nm～2000nm，所述的介孔母材的表面孔隙为10nm～1000nm，其中所述的高孔隙介孔材料粉体可为硅藻土、海泡石、沸石、高岭土、大理石、方解石、滑石、玉等天然材料，或是以硅、铝、镁、钠、钙等氧化物、磷化物、氮化物、硅酸盐类等经由表面处理后所制成的人工高孔隙材料等，经由清洗、研磨、过滤、干燥等程序得到；

所述的纤维素溶液以纤维素溶解在水溶液中，比例为0.1～1wt％，所述的纤维素为水溶性高分子溶液，所述的高分子为甲基纤维素、天然植物纤维素(例如：竹浆、椰浆)、天然纤维萃取物、或是油溶性的人造纤维素或是碳链数n满足1<n<3000的合成高分子聚合物，加热搅拌使所述的纤维素完全溶解形成所述的纤维素溶液，所述的纤维素溶液为透明水溶液；

所述的介孔母材与纤维素溶液均匀搅拌混和后，将所述的母材溶液取出烘干或以低温干燥后，所述的介孔母材表面披覆一层高分子薄膜(即纤维素溶液的薄膜)，所述的高分子薄膜厚约50nm～500nm，所述的高分子薄膜填入大部分介孔母材的孔隙内而非遮蔽覆盖，由于厚度极薄，因此可维持所述的介孔母材的孔隙度与介孔母材的原始白度；

再者，将披覆高分子薄膜的高孔隙介孔材料放置在保护气氛的高温炉中，所述的气氛为氮气或氩气，以300～1200℃进行高温碳化，碳化时间10min～6hr；经由高温碳化后使表面高分子薄膜层裂解碳化而形成高分子薄膜碳化层，所述的高分子薄膜碳化层依高分子选择不同，可为竹炭或椰炭膜等；