一種智能調溫型功能紗線的製備方法
2023-05-29 09:26:21
專利名稱：：一種智能調溫型功能紗線的製備方法
技術領域：
：本發明涉及紡織材料，尤其是涉及一種智能調溫型功能紗線的製備方法。技術背景服裝作為人類生活的必需品和人類文明的象徵是與社會進步和科學技術的發展息息相關的，並隨著時代的發展而發展。上世紀90年代以來，新型保溫調溫紗線和織物的開發研製驟然興起，它是一種極富生命力的高科技產品，智能調溫紗線及其製品可隨環境溫度變化而自動可逆得調節自身溫度，不僅能夠提高服裝的舒適性，而且具有高附加值，能實現高效益。因此，近年來各種新型的保溫調溫紡織品相繼問世，例如遠紅外紗線、降溫織物、在原絲液中填加特殊的陶瓷粉末或塗層法將陶瓷粉末塗布在織物上。中國專利ZL96105229.5公開了一種採用聚醚、脂肪族聚酯、聚酯醚等聚合物作為紗線的芯或島成分，並以成纖聚合物為鞘或海成分，複合經熔融紡絲製成自動調溫紗線的方法。該方法中，由於芯與鞘物質間的不相容性，發生相分離後，極易引起芯材在紡絲以及織物服用過程中的逸出，使紡絲過程難以進行甚至得不到設計的複合紗線產品。中國專利ZL00105837.1公開了將相變材料的微膠囊與成纖聚合物共混造粒後，經熔融紡絲製備調溫紗線的方法。該方法中的微膠囊的平均粒徑在110nm之間，與紗線的細度相當，因此對紡絲工藝影響較大。且熔融紡絲工藝要求微膠囊壁材具有優異的熱穩定性，條件限制嚴格，工業化實施難度較大。中國專利ZL200610013870.8公開了將相變材料的微膠囊與丙烯腈等共聚單體混合併聚合後，經雙螺杆擠出製備調溫紗線的方法。該方法中的對微膠囊粒徑要求嚴格，微膠囊粒徑過大易堵塞噴絲頭。選用的微膠囊粒徑在l10nm之間，與紗線的細度相當，因此對紡絲工藝以及紗線的強度影響較大。此外，該工藝僅適用於可熔融紡絲的合成紗線。
發明內容本發明的目的在於提供一種智能調溫型功能紗線的製備方法，選用平均粒徑為100nm的相變微膠囊，經二浸二軋或漿紗工藝將其塗敷於紗線止，製得可智能調溫的紗線。本發明採用的技術方案如下1)工作液的重量百分如下A-微膠囊分散液9099%B:黏合劑(0.55%)C:增稠劑(0.55%)其中A的濃度為30。/。，其相變溫度為3337'C，B的濃度為30。/。，C的濃度為30%;2)製備方法紗線與工作液的浴比1:501:10，通過二浸二軋或漿紗工藝將工作液黏結在紗線上。所述的二浸二軋工藝為室溫，軋餘率50150%，預烘8010(TCxl2小時，焙烘10015(TCxl10分鐘。所述的漿紗工藝為行速100200米/分鐘，烘房溫度6090。C。所述的粘合劑為聚丙烯酸酯類粘合劑或聚氨酯類粘合劑。所述的增稠劑為聚丙烯酸類增稠劑。所述的紗線為棉，麻，粘膠，腈綸，滌綸，錦綸以及上述兩種或兩種以上紗線的混紡紗線。所述的聚丙烯酸酯類粘合劑為粘合劑UDT、粘合劑BA或粘合劑SH-821;所述的聚氨酯類粘合劑為粘合劑WX-351。所述的聚丙烯酸類增稠劑為增稠劑PAE、增稠劑HD-70、增稠劑AST-X或增稠劑HIT。本發明是通過中國發明專利ZL200410017942.7，ZL200510049797.5,ZL200510049796.0製備得到微膠囊分散液，在此基礎上，充分利用微膠囊性能穩定、無毒、無汙染等優點，將其應用到紡織品的功能整理上來，從而提高紡織品的附加值。本發明主要是利用紗線後整理加工技術，將配製成的相變微膠囊功能整理劑經過浸、軋、烘、焙工藝步驟將其整理到紗線上，而後通過織造技術製得調溫紡織品。並且通過測定微膠囊的熱性能和整理前後紡織品的傳熱係數、手感、耐洗性能發現相變微膠囊整理到紡織品上後具有極佳的調溫效果。本發明具有的有益效果是選用的膠囊為水分散液，環境有好；膠囊的尺寸為100nm左右，僅為紗線細度的十至百分之一，因此可在大大提高其在紗線中用量的同時保持紗線原有機械性能的不變；此外，採用二浸二軋或槳紗工藝，加工方便靈活，可操作性強，且基本不影響織物手感和透氣性。通過性能檢測表明，整理後紡織品具有明顯的蓄熱調溫效果。圖1是實施例12中樣品的DSC曲線。圖2是實施例14中樣品的DSC曲線。圖3是實施例1中紗線未經微膠囊工作液整理時的掃描電鏡照片。圖4是實施例1中紗線經微膠囊工作液整理後的掃描電鏡照片。圖5是實施例12和實施例14中經微膠囊工作液整理後與未經整理的樣品(對比樣)在降溫過程中的溫度變化曲線。圖6是實施例12和實施例14中經微膠囊工作液整理後與未經整理的樣品(對比樣)在升溫過程中的溫度變化曲線。具體實施方式1、浸軋工作液的製備-在相變微膠囊水分散液中，加入一定量的粘合劑和增稠劑，攪拌均勻製成具有一定粘稠度的相變微膠囊功能整理劑。2、浸軋工藝將紗線浸入微膠囊整理液中，浸漬15小時，紗線經充分溶脹後，微膠囊不僅粘附在紗線表面，還滲透到紗線內部。3、預烘及焙烘對經過上述加工的織物進行烘乾定型處理，預烘(5090'Cxl2小時)—焙烘(110130。Cxl5分鐘)。一是為了去除水份，二是為了經過高溫焙烘後粘合劑將微膠囊固著在紗線上，提高耐水洗和耐摩擦牢度。4、織布採用機織或針織工藝，將整理好的紗線製成紡織品。5、測試方法和性能評價目前主要採用以下幾種方法測定相變膠囊在整理織物上的效果，具體方法如表l。表l測定整理織物蓄熱調溫效果的方法tableseeoriginaldocumentpage5實施例l:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度33'C，平均粒徑100nm，用量為95.5%;粘合劑(WX-351)，濃度比例3%;增稠劑(HIT)，用量1.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝純棉紗線(28.6x3tex);浴比1:30，軋餘率150%，預烘(80。Cx2h)—(焙烘130。Cx2min)。實施例2:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度37'C，平均粒徑100nm，用量為95.5%;粘合劑(WX-351)，用量3%;增稠劑(HIT)，用量1.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝純棉紗線(28.6x3tex);浴比1:30，軋餘率100%，預烘(80。Cxl.5h)—(焙烘130。Cx3min)。實施例3:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度33r:，平均粒徑100nm，用量為96.0%;粘合劑粘合劑(SH-821)，用量2.0%;增稠劑(HD-70)，用量2.0%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝粘膠紗線(18.4x3tex);浴比1:30，軋餘率100%，預烘(80。Cx2h)—(焙烘130。Cxlmin)。實施例4:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度33'C，平均粒徑100nm，用量為92%;;粘合劑粘合劑(UDT)，用量3%;增稠劑(AST-X)，用量5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。應用工藝實驗樣品為錦綸紗線(32x2tex);浴比1:30，整理工藝流程為浸漬整理液(室溫，浸漬2h)—甩幹—預烘(8(TCx2h)—(焙烘13(TCx3min)。二浸二軋工藝錦綸紗線G2x2tex);浴比1:30，軋餘率100%，預烘(150。Cxl.5h)—(焙烘130。Cxlmin)。實施例5:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度35'C，平均粒徑100nm，用量為93.5%;粘合劑粘合劑(BA)，用量5%;增稠劑(PAE)，用量1.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝滌綸紗線(28x2tex);浴比1:10，軋餘率80%，預烘(8(TCxl.5h)—(焙烘130。Cxlmin)。實施例6:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度37i:，平均粒徑100nm，用量為95.5%;粘合劑粘合劑(WX-351)，用量3%;增稠劑(HIT)，用量1.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝麻紗線(32x2tex);浴比1:50，軋餘率100%，預烘(80。Cx2h)—(焙烘13(TCx3min)。實施例7:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度37'C，平均粒徑100nm，用量為90.5%;粘合劑粘合劑(WX-351)，用量5。/^;增稠劑(HIT)，用量4.5。丄製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝滌棉混紡紗線(50/50，32x2tex);浴比1:50，軋餘率100%，預烘(8(TCx2h)—(焙烘13(TCx3min)。實施例8:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度33'C，平均粒徑100nm，用量為98.5%;粘合劑粘合劑(UDT)，用量1.0%;增稠劑(HIT)，用量0.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。二浸二軋工藝腈棉混紡紗線(50/50,32x2tex);浴比1:50，軋餘率100%，預烘(80。Cx2h)—(焙烘130。Cx3min)。實施例9:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度35T:，平均粒徑100nm,用量為98.5%;粘合劑粘合劑(UDT)，用量1.0%;增稠劑(HIT)，用量0.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。漿紗工藝腈棉混紡紗線(50/50，32x2tex);行速100米/分鐘，烘房溫度60'C。實施例10:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度37X:，平均粒徑100nm，用量為95.5%;粘合劑(WX-351)，用量3%;增稠劑(HIT)，用量1.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。槳紗工藝純棉紗線(28.6x3tex);行速200米/分鐘，烘房溫度90。C。實施例ll:工作液配方納米相變膠囊，相變溫度35i:，平均粒徑100nm，用量為95.5%;粘合劑(WX-351)，用量3%;增稠劑(HIT)，用量1.5%。製備工藝將稱量好的增稠劑置於容器中後，攪拌狀態下，將微膠囊分散乳液分三批加入，繼續攪拌30分鐘，加入粘合劑，繼續攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能工作液。漿紗工藝純棉紗線(28.6x3tex);行速160米/分鐘，烘房溫度7(TC。實施例12:將實施例l整理得到的紗線機織成平紋布，經緯密236x236;然後將織成後的布經過水洗、柔軟等後處理，測試其性能並與未整理織物進行比較。實施例13:將實施例1和實施例5中整理的紗線採用針織的方法混紡織造成平布，經諱密245x196;然後將織成後的布經過水洗、柔軟等後處理，測試其性能並與未整理織物進行比較。實施例14:將實施例2整理得到的紗線機織成平紋布，經緯密236x236;然後將織成後的布經過水洗、柔軟等後處理，測試其性能並與未整理織物進行比較。測試方法和性能評價1、圖1為實施例12中樣品的DSC曲線。由調溫紗線織造得到布表現出相變微膠囊特有的吸熱峰，因此具有優異的調溫性能。調溫區間為2033"C，熱焓為10.1J/g。2、圖2為實施例14中樣品的DSC曲線。由調溫紗線織造得到布表現出相變微膠囊特有的吸熱峰，因此具有優異的調溫性能。調溫區間為2533。C，熱焓為16.7J/g。3、微膠囊塗附效果圖3為實施例1中純棉紗線表面與橫截面經相變膠囊工作液整理前的掃描電鏡照片。圖4為實施例1中純棉紗線表面與橫截面經相變膠囊工作液整理與後掃描電鏡照片。對比兩圖可以明顯得看出，整理後棉紗線表面負載有大量的相變微膠囊；棉紗線之間的空隙被微膠囊整理液充分填充。4、降溫曲線的測試；實驗樣品為實施例12和14中純棉機織布的降溫過程。測試方法如下此調溫織物樣品和普通未整理布樣分別在4rc烘箱中加熱1小時達到穩定溫度後取出，自然冷卻測試其降溫曲線，室溫24"C。如圖5所示，降溫過程中，高於相變溫度時，整理後的布與白布的降溫曲線重合，表明此階段內相變微膠囊未對布的熱性能產生影響。隨著溫度的進一步降低，在相變溫度附近(實施例12:33°C;實施例14:37°C)，整理後布的溫度變化明顯滯後於對比樣。因此，該布具有優異的調溫功能。5、升溫曲線的測試；實驗樣品為實施例12和14中純棉機織布的升溫過程。測試方法如下將此調溫織物樣品和普通未整理布樣放在恆溫恆溼(溫度20'C，溼度60%)環境中平衡24小時後，將其分別放在4(TC平板保溫儀上測試其升溫曲線。測試結果如圖6所示。可見，升溫過程中，相變溫度之下時，整理後的布與白布的升溫曲線重合，表明此階段內相變微膠囊未對布的熱性能產生影響。隨著溫度的進一步升高，在相變溫度附近(實施例12:33°C;實施例14:37°C)，整理後的布則表現出明顯的升溫滯後現象。這是因為，微膠囊中的相變材料受熱熔化，由固態變為液態，吸收大量的潛熱，但溫度保持恆定。從而實現了對織物的溫度調節功能。5、透氣性能測試；測試儀器採用YG461B型織物透氣量儀對整理前後試樣的傳熱性能進行測試比較。測試條件溫度20'C，相對溼度60%。試樣實驗樣品為實施例12和14中純棉機織布；30cmx30cm，(離布邊8cm以上)；試驗次數每種試樣各取10塊測試。對透氣性的測試結果見表2。表2.實施例12和實施例14透氣性能測試結果試樣類型未整理實施例12實施例14平均透氣量/1Vm2求s841.8797.6785.8相比未經整理的織物，實施例12和14中的樣品透氣性略有下降。6、熱阻測試；採用YG(B)606D型平板保溫儀，將未整理的布、實施例12和實施例16中織造的並布進行傳熱性能測試比較，測試結果見附表3測試條件溫度2(TC，相對溼度60%。試樣規格30cmx30cm。相比未經整理的織物，實施例12和14中的樣品導熱性能明顯提高。表3傳熱性能測試結果tableseeoriginaldocumentpage10權利要求1.一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於1)工作液的重量百分如下A微膠囊分散液90～99％B黏合劑0.5～5％C增稠劑0.5～5％其中A的濃度為30％，其相變溫度為33～37℃，B的濃度為30％，C的濃度為30％；2)製備方法紗線與工作液的浴比1∶50～1∶10，通過二浸二軋或漿紗工藝將工作液黏結在紗線上。2.根據權利要求1所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於所述的二浸二軋工藝為常溫，軋餘率50150%，預烘80100。Cxl2小時，焙烘100150'Cx110分鐘。3.根據權利要求1所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於所述的漿紗工藝為行速100200米/分鐘，烘房溫度6090"C。4.根據權利要求1所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於所述的粘合劑為聚丙烯酸酯類粘合劑或聚氨酯類粘合劑。5.根據權利要求1所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於所述的增稠劑為聚丙烯酸類增稠劑。6.根據權利要求1所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於所述的紗線為棉，麻，粘膠，腈綸，滌綸，錦綸以及上述兩種或兩種以上紗線的混紡紗線。7.根據權利要求4所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於所述的聚丙烯酸酯類粘合劑為粘合劑UDT、粘合劑BA或粘合劑SH-821;所述的聚氨酯類粘合劑為粘合劑WX-351。8.根據權利要求1所述的一種智能調溫型功能紗線的製備方法，其特徵在於:所述的聚丙烯酸類增稠劑為增稠劑PAE、增稠劑HD-70、增稠劑AST-X或增稠劑HITo全文摘要本發明公開了一種智能調溫型功能紗線的製備方法。將相變微膠囊分散液，加入粘合劑和增稠劑，攪拌均勻製成具有粘稠度的相變微膠囊功能整理劑。其中粘合劑含量為整理劑重量的0.5～5％，增稠劑含量為整理劑含量的0.5～5％。製成的相變微膠囊功能整理液經過二浸二軋或漿紗工藝將其整理到紗線上，而後通過織造技術製得調溫紡織品。選用的膠囊為水分散液，環境友好；膠囊的尺寸為100nm左右，僅為紗線細度的十至百分之一，因此可在大大提高其在紗線中用量的同時保持紗線原有機械性能的不變；此外，採用二浸二軋或漿紗工藝，加工方便靈活，可操作性強，且基本不影響織物手感和透氣性。通過性能檢測表明，整理後紡織品具有明顯的蓄熱調溫效果。文檔編號D06M15/37GK101250818SQ200810061268公開日2008年8月27日申請日期2008年3月20日優先權日2008年3月20日發明者張扣鎖,戚棟明,雷楊,羅英武,賴冬志申請人:浙江理工大學;浙江大學;杭州求是實業有限公司