包括织物层和球形活性炭层的复合结构及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能织物技术领域，具体涉及一种包括织物层和球形活性炭层的复合结构及其制备方法。本发明专利技术提供一种包括织物层和球形活性炭层的复合结构，其中所述织物层朝向球形活性炭的表面上设置有自所述表面向所述织物层内部延伸的凹陷，所述球形活性炭的至少一部分外表面与凹陷的至少一部分内表面粘合。该复合结构能够避免由于存在过多粘合剂而导致的织物堵塞以及皮肤呼吸困难，显著提高人体舒适度。并且，所述复合结构能够显著改善织物与活性炭的结合面积，极大地改善了防护服的水洗牢度。并且，该复合结构及服装的制备方法便捷，具有广泛的规模化生产前景。

Composite structure comprising fabric layer and spherical activated carbon layer and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of functional fabrics, in particular to a composite structure comprising a fabric layer and a spherical activated carbon layer and a preparation method thereof. The invention provides a composite structure comprising a fabric layer and a spherical activated carbon layer. The fabric layer faces the surface of the spherical activated carbon and is provided with a depression extending from the surface to the inside of the fabric layer. At least part of the outer surface of the spherical activated carbon is bonded to at least part of the inner surface of the depression. The composite structure can avoid clogging of fabric and difficulty in breathing of skin caused by excessive adhesives, and significantly improve human comfort. Moreover, the composite structure can significantly improve the binding area of the fabric and the activated carbon, and greatly improve the washing fastness of the protective clothing. Moreover, the preparation method of the composite structure and clothing is convenient and has wide scale production prospects.

【技术实现步骤摘要】
包括织物层和球形活性炭层的复合结构及其制备方法
本专利技术属于功能织物
，具体涉及一种包括织物层和球形活性炭层的复合结构及其制备方法。
技术介绍
随着化学工业的发展，出现了许多毒性很高的化学品，而且目前化工行业使用高危险性化学品的量很大。这些有毒化学品在生产、贮存及搬运过程中，会由于泄露或意外事故危及人们的生命安全。此外，人们还面临化学武器、生化武器及恐怖主义的威胁。1995年，日本邪教组织“奥母真理教”在东京地铁释放沙林毒气，是人类历史上第一次将化学战剂用于发动针对平民的恐怖袭击。2001年，美国炭疽邮件恐怖事件震惊世界。在生化战争、恐怖袭击、化工厂危险品泄露、有毒化学物质在运输过程中的意外事故等突发事件中，有效地保护军人、救援人员、生产人员的生命安全，是目前防毒服研究和生产面临的巨大挑战。防毒服是一种通过将人体与生化武器产生的化学毒剂、生物战剂造成的有毒环境相隔绝，防止通过皮肤引起伤害的个人防护器材。防毒服在研制过程中存在着防护性能与穿着生理性能之间的矛盾，内层材料是解决这一矛盾的关键性材料。作为防毒服的主体，内层材料一直发挥着举足轻重的作用，任何在内层材料上的技术革新都会从根本上推动防毒服的发展。球形活性炭防毒服被世界公认为较好的防护服装，主要是基于球形活性炭(SphericalActivatedCarbon，SAC)优异的吸附性能及其独特的特点：良好的滚动性、表面光滑、形状规整、机械强度高、对毒剂动态吸附容量大、吸附脱附速度快等。然而实践证明现有防护服的结构难以在保持上述优势的同时，具有一定的耐机洗黏结牢度。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种包括织物层和球形活性炭层的复合结构，其中所述织物层朝向球形活性炭的表面上设置有自所述表面向所述织物层内部延伸的凹陷，所述球形活性炭的至少一部分外表面与凹陷的至少一部分内表面粘合。根据本专利技术的实施方案，所述织物层的厚度可以为0.5mm以上，例如0.8-8mm，如1-6mm，如2、3、4、5mm。所述织物层的厚度可以大于所述凹陷的深度。例如，所述织物层的厚度与所述凹陷深度的差为0.05～4.0mm，例如所述差为0.1～3.5mm，如0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9mm。根据本专利技术的实施方案，所述凹陷在织物层表面的平面形状为圆形、椭圆形、正方形、长方形或其他形状，优选地，所述凹陷的深度≤球形活性炭的粒径；优选地，所述凹陷的深度可以为球形活性炭粒径的1/2或更低；例如，所述凹陷的深度为球形活性炭粒径的1/20至1/2，例如1/15、1/10、1/8、1/7、1/6、1/5、1/4、1/3。其中，所述凹陷的深度是指从织物层表面到所述凹陷内最深处的距离。根据本专利技术的实施方案，所述凹陷的宽度可以高于、等于或低于球形活性炭的粒径；作为实例，所述凹陷的宽度可以为球形活性炭粒径的1/20至3/2；例如，所述凹陷的宽度可以为球形活性炭粒径的1/15至2/3，例如1/10、1/8、1/7、1/6、1/5、1/4、1/3、1/2、2/3。其中，所述凹陷的宽度是指所述凹陷在织物层表面的平面形状中，距离最远的两点之间的距离。优选地，所述凹陷的内部形状可以设置为半球形状、1/3球体形状、1/4球体形状、1/5球体形状、1/6球体形状，或者也可以设置为适于与球形活性炭接触的其他形状，如半椭球体形状、1/3椭球体形状、1/4椭球体形状、1/5椭球体形状、1/6椭球体形状。根据本专利技术的实施方案，所述球形活性炭的至少一部分外表面与凹陷的至少一部分内表面可通过胶黏剂粘合。作为实例，所述球形活性炭的至少一部分水平方向的外表面与凹陷的至少一部分内表面粘合，和/或所述球形活性炭的至少一部分垂直方向的外表面与凹陷的至少一部分内表面粘合。优选地，所述球形活性炭的至少2个位置的外表面分别与凹陷的内表面粘合，例如，所述球形活性炭的3、4、5、6或更多个位置的外表面分别与凹陷的内表面粘合。更优选地，所述球形活性炭进入凹陷内部分的外表面与凹陷内表面结合。根据本专利技术，所述织物层材料可以选自任何已知可用于制备服装，特别是防护服的材料，例如为涤纶针织物、聚丙烯纤维织物、涤棉复合双层织物、锦纶纤维或涤纶混纺。本专利技术所述的球形活性炭可以是已知的或商购可得的活性炭产品。例如，球形活性炭可以是树脂基球形活性炭、煤基球形活性炭或沥青基球形活性炭。作为实例，所述球形活性炭的中值粒径可以为0.01mm以上，例如0.05至8.5mm；所述球形活性炭的BET可以为400m2/g以上，例如600至2800m2/g；所述球形活性炭的孔容可以为0.6cm3/g以上，例如0.8至3.5cm3/g。作为实例，所述球形活性炭可以商购自太原璀鸿科技有限公司、布卢彻有限责任公司(BLUECHERGMBH)或吴羽株式会社(KUREHA)的产品，或者根据其专利申请例如第200880008357.7号中国专利申请中公开的方法制备。作为选择，所述球形活性炭同样包括已知的负载有金属元素的球形活性炭。本专利技术进一步提供所述球形活性炭，其比表面积B低于1250m2/g。例如，600m2/g≤B≤1200m2/g。作为实例，700m2/g≤B≤1100m2/g。根据本专利技术，所述球形活性炭的中值粒径D50可以为0.2-1.5mm，例如0.5-1.3mm，如0.7-1.2mm，具体可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm。优选地，所述球形活性炭的中值孔径为1～4nm，例如1.5～3.8nm，如1.8～3.8nm。根据本专利技术，所述球形活性炭的抗压强度可以为10-300N，例如40-150N，如50-140N，如50-130N。所述抗压强度是指每粒球形活性炭能够承受的最大压力值。所述球形活性炭的开裂率可以为小于10.0％，如1.0～10.0％，如1.5～6.0％，优选小于5.0％，如3.0～5.0％。根据本专利技术，所述球形活性炭的堆密度可以为300-1000g/L，优选为400-800g/L，例如450-700g/L。根据本专利技术，所述球形活性炭的碘吸附值为400-1100mg/g，优选为500-1000mg/g，例如600-950mg/g。根据本专利技术，所述球形活性炭的制备原料为球形聚合物。本专利技术还提供一种所述球形活性炭的制备方法，包括如下步骤：1)将球形聚合物碳化；2)将步骤1)得到的产物活化。根据本专利技术，步骤1)中，所述聚合物可以通过将单体、引发剂混合进行聚合反应制备。作为实例，所述聚合物可以是均聚物或共聚物。其中，所述均聚物是指由一种单体发生聚合反应制备的聚合物，所述共聚物是指由两种或更多种的单体发生聚合反应制备的聚合物。根据本专利技术，所述单体可以选自具有2～60个碳原子，并且具有至少1个碳碳双键的化合物，例如具有2～20个碳原子，并且具有至少1个碳碳双键的化合物。例如，所述单体可以选自下列物质：乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、异戊烯、新戊烯、己烯、异己烯、新己烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括织物层和球形活性炭层的复合结构，其中所述织物层朝向球形活性炭的表面上设置有自所述表面向所述织物层内部延伸的凹陷，所述球形活性炭的至少一部分外表面与凹陷的至少一部分内表面粘合；所述织物层的厚度可以大于所述凹陷的深度，例如，所述织物层的厚度与所述凹陷深度的差为0.05～4.0mm，例如所述差为0.1～3.5mm；优选地，所述凹陷的深度≤球形活性炭的粒径；优选地，所述凹陷的深度可以为球形活性炭粒径的1/2或更低；所述凹陷的宽度可以高于、等于或低于球形活性炭的粒径；作为实例，所述凹陷的宽度可以为球形活性炭粒径的1/20至3/2；例如，所述凹陷的宽度可以为球形活性炭粒径的1/15至2/3；优选地，所述凹陷的内部形状可以设置为半球形状、1/3球体形状、1/4球体形状、1/5球体形状、1/6球体形状，或者也可以设置为适于与球形活性炭接触的其他形状，如半椭球体形状、1/3椭球体形状、1/4椭球体形状、1/5椭球体形状、1/6椭球体形状。

【技术特征摘要】
1.一种包括织物层和球形活性炭层的复合结构，其中所述织物层朝向球形活性炭的表面上设置有自所述表面向所述织物层内部延伸的凹陷，所述球形活性炭的至少一部分外表面与凹陷的至少一部分内表面粘合；所述织物层的厚度可以大于所述凹陷的深度，例如，所述织物层的厚度与所述凹陷深度的差为0.05～4.0mm，例如所述差为0.1～3.5mm；优选地，所述凹陷的深度≤球形活性炭的粒径；优选地，所述凹陷的深度可以为球形活性炭粒径的1/2或更低；所述凹陷的宽度可以高于、等于或低于球形活性炭的粒径；作为实例，所述凹陷的宽度可以为球形活性炭粒径的1/20至3/2；例如，所述凹陷的宽度可以为球形活性炭粒径的1/15至2/3；优选地，所述凹陷的内部形状可以设置为半球形状、1/3球体形状、1/4球体形状、1/5球体形状、1/6球体形状，或者也可以设置为适于与球形活性炭接触的其他形状，如半椭球体形状、1/3椭球体形状、1/4椭球体形状、1/5椭球体形状、1/6椭球体形状。2.根据权利要求1所述的复合结构，其特征在于，所述球形活性炭的至少2个位置的外表面分别与凹陷的内表面粘合，例如，所述球形活性炭进入凹陷内部分的外表面与凹陷内表面结合。3.根据权利要求1或2所述的复合结构，其特征在于，所述织物层材料选自涤纶针织物、聚丙烯纤维织物、涤棉复合双层织物、锦纶纤维或涤纶混纺；所述胶黏剂可以为非水溶性胶黏剂，例如可以选自热塑性胶黏剂或热固性胶黏剂，例如选自聚丙烯酸酯涂层胶、聚氨酯涂层胶、聚硅氧烷胶等中的一种、两种或多种。4.根据权利要求3所述的复合结构，其特征在于，所述球形活性炭包括树脂基球形活性炭、煤基球形活性炭或沥青基球形活性炭，例如负载有金属元素的球形活性炭。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：常明珠，
申请(专利权)人：深圳市环球绿地新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44