CN101328625B - 智能调温粘胶纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能调温粘胶纤维及其制备方法，所述智能调温粘胶纤维是在普通粘胶纤维生产过程中添加相变材料微胶囊制得，其中纤维重量百分比组成为：绝干纤维含量为84.7-92.85％，绝干纤维中相变材料微胶囊含量为2-25％；水份含量为7-15％；油剂含量为0.15-0.30％；该纤维在继承了粘胶纤维优良特性的同时，具有显著的蓄热、放热双向调温功能，其凝固放热焓值ΔH≥2.5J/g，熔融吸热焓值ΔH≥2.5J/g，可广泛应用于服装、内衣、床上用品等领域。

Description

智能调温粘胶纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种智能调温粘胶纤维及其制备方法，确切的说，是在粘胶纤维生产过程中添加具有一定相变温度范围的相变材料微胶囊，而获得工业化生产智能调温粘胶纤维。

技术背景

目前，科学技术飞速发展，相变调温材料以其独特的使用性能而被应用于各种有调温作用的功能性材料。将相变调温材料应用于粘胶纤维生产，可使所制纤维在继承普通粘胶纤维优良的吸湿、透气、染色性能的同时，还具有较强的蓄热、放热双向调温功能。以此增强纺织品的舒适性，全面提升纤维的使用价值和经济价值。

国内外一些研发机构先后对相变调温纤维及纺织品进行了研究开发。并研制出调温纤维和涂层面料，生产特种调温服装和床上用品，满足了纺织服装高舒适的要求。其技术主要应用于合成纤维，不具备民用纺织品对纤维吸湿、排汗、透气性的特殊要求。其涂层面料手感僵硬，粗糙，不适于广泛应用普通民用服装；同时国外调温纤维处于试生产阶段，并且销售价格较高，不适宜大面积的推广应用。国内对相变材料在纺织产品中的研究和应用大多还处于试验室阶段，尚未有大规模的工业化生产和成熟的产品。对调温粘胶纤维的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用相变材料微胶囊为添加剂生产的智能调温纤维及其制备方法，由于相变材料微胶囊在粘胶纤维生产过程中植入纤维内部，以及相变材料微胶囊所具有的优异特性，使得该纤维能经受多次水洗、高温、化学药品处理而长时间具有功能性。

本发明的方法生产的智能调温纤维具有的蓄热放热调温特性，其作用机理如下：

由于相变材料在外界温度变化时会通过吸收或放出热量而发生相转变，自身温度不发生改变。利用相变材料这一特性，将相变材料用微胶囊包裹，在纤维生产过程中混入纤维内部，从而使纤维具有蓄热放热调温作用。

本发明中所述的粘胶纤维为粘胶短纤维或粘胶长丝纤维。

本发明所使用的相变材料微胶囊是以脲醛、聚脲、环氧树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯、或聚丙烯酸树脂等高分子化合物复合膜为壁材，以相变材料、热记忆材料或塑性晶体材料为芯材制成的微胶囊。所用相变材料主要为直链烷烃；热记忆材料主要为聚乙二醇；塑性晶体材料主要为季戊四醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、和2-羧甲基-2-甲基-1，3-丙二醇等的一种或多种。其相变温度范围为-20℃～55℃，凝固放热焓值ΔH≥80J/g，熔融吸热焓值ΔH≥80J/g，平均粒径≤5微米。

本发明中所述的微胶囊可借助本领域普通技术人员已知的微胶囊制备方法来制备。

本发明所提供的智能调温粘胶纤维，其重量百分比组成为：绝干纤维含量为84.7-92.85％；水份含量为7-15％；油剂含量为0.15-0.30％。其中，绝干纤维中相变材料微胶囊含量为2-25％；该纤维凝固放热焓值ΔH≥2.5J/g，熔融吸热焓值ΔH≥2.5J/g。

此外，本发明还提供一种智能调温粘胶纤维的制备方法，包括：投料、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、混合、过滤、脱泡、纺丝、集束、切断、后处理等步骤；所用相变材料微胶囊为粉体或将粉体稀释为浓度大于10％的胶体，在粘胶纤维生产流程中压榨后至纺丝的各工艺环节加入，其中在使用相变材料微胶囊胶体时还可以采用纺前注射的方法将相变材料微胶囊混入粘胶。

利用本发明的方法生产的智能调温纤维具有的蓄热放热调温特性，所述特性作用机理如下：

由于相变材料，热记忆材料以及塑性晶体材料在外界温度变化时会通过吸收或放出热量而发生相转变，自身温度不发生改变。利用这一特性，将这些材料用微胶囊包裹，在纤维生产过程中混入纤维内部，从而使纤维具有蓄热放热调温作用。

在本发明制备方法中，除增加了添加相变材料微胶囊的步骤以外，采用粘胶纤维常规生产方法生产智能调温粘胶纤维，由于微胶囊具有耐高温、对酸碱稳定等特点，使其可以在纤维素胶液制备过程中如黄化、溶解、混合等工序中加入，也可采用纺前以注射的方式加入。为提高加入微胶囊后粘胶的过滤性能、可纺性能，在配制相变微胶囊胶体时使用分散剂，以保证微胶囊在粘胶中充分分散。

加入的微胶囊优选以粉体形式或配制成浓度大于10％的胶体溶液形式，溶剂可采用水或碱液，其中可加入本领域中常用的分散剂，并高速搅拌使微胶囊得以充分分散。

为保证所制智能调温粘胶纤维有较好的纺织性能，在纺丝后对粘胶纤维进行后处理，其中上油所用油剂为普通粘胶纤维使用的油剂。

在本发明制备方法中，由于增加了添加微胶囊的步骤，为提高加入微胶囊后粘胶的过滤性能、可纺性能，可在相变材料微胶囊加入的同时使用分散剂，以保证相变材料微胶囊在粘胶中的分散效果。

附图说明：

附图1是实施例1技术方案的流程图。

附图2是实施例2技术方案的流程图。

附图3是实施例3技术方案的流程图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方案对本发明进行更为详细的描述，应当指出的是，在此列出的实施方案仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定，本发明有权利要求书及其等同物的范围所限定。

实施例1  5D×64mm智能调温粘胶短纤维的生产方法

1.工艺流程如附图1所述。

本实施例是相变材料微胶囊粉体在后溶解工序混入粘胶，所用相变材料微胶囊平均粒径2.18微米，凝固放热焓值ΔH＝108/g，熔融吸热焓值ΔH＝110J/g。

2.纤维质量指标：

干断裂强度1.93CN/dtex  湿断裂强度0.98CN/dtex

纤维重量百分比组成为：

绝干纤维含量90％(其中绝干纤维中相变材料含量为5％)

水份含量9.78％         油剂含量为0.22％

结晶放热焓值2.67J/g    熔融吸热焓值2.88J/g

结晶温度：29.98℃      熔融温度：27.57℃

实施例2  1.5D×38mm智能调温粘胶短纤维的生产方法

1.工艺流程如附图2所述。

本实施例是采用浓度为20％相变材料微胶囊胶体采用纺前注射的方式混入粘胶，所用相变材料微胶囊平均粒径2.61微米，凝固放热焓值ΔH＝130J/g，熔融吸热焓值ΔH＝125J/g，分散剂加入量1.5％(相对于微胶囊质量)。

2.纤维质量指标：

干断裂强度2.11CN/dtex  湿断裂强度1.15CN/dtex

纤维重量百分比组成为：

绝干纤维含量89％(其中绝干纤维中相变材料含量为8％)

水份含量10.7％         油剂含量为0.30％

凝固放热焓值4.8J/g     熔融吸热焓值5.1J/g

结晶温度：39.2℃       熔融温度：38.3℃

实施例3  150D智能调温粘胶长丝纤维的生产方法

1.工艺流程如附图3所述。

本实施例是将浓度为30％的相变材料微胶囊胶体在粘胶纤维生产中的黄化工序混入，所用相变材料微胶囊平均粒径3.25微米，凝固放热焓值ΔH＝108J/g，熔融吸热焓值ΔH＝112J/g，分散剂加入量2.7％(相对于微胶囊质量)。

2.纤维质量指标：

干断裂强度1.51CN/dtex  湿断裂强度0.72CN/dtex

纤维重量百分比组成为：

绝干纤维含量88％(其中绝干纤维中相变材料含量为10％)

水份含量11.49％        油剂含量为0.31％

凝固放热焓值6.29J/g    熔融吸热焓值5.83J/g

结晶温度：22℃         熔融温度：30℃

Claims (3)

1.一种150D智能调温粘胶长丝纤维的制备方法，包括投料、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、混合、过滤、脱泡、纺丝、后处理、后加工步骤：其特征在于，采用浓度为30％相变材料微胶囊胶体在粘胶纤维生产中的黄化工序混入；

所述相变材料微胶囊平均粒径3.25微米，凝固放热焓值ΔH＝108J/g，熔融吸热焓值ΔH＝112J/g，相对于微胶囊质量，分散剂加入量为2.7％；

所述纤维质量指标：干断裂强度1.51CN/dtex 湿断裂强度0.72CN/dtex；

所述纤维重量百分比组成为：绝干纤维含量为88％；水份含量为11.49％；油剂含量为0.31％；其中，绝干纤维中相变材料含量为10％；该纤维凝固放热焓值ΔH为6.29J/g，熔融吸热焓值ΔH为5.83J/g，结晶温度为22℃，熔融温度为30℃。

2.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中的相变材料微胶囊壁材为脲醛，聚脲，环氧树脂，聚氨酯，聚酯，聚酰胺，聚苯乙烯，或聚丙烯酸树脂的高分子化合物复合膜，芯材为相变材料，热记忆材料或塑性晶体材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：相变材料为直链烷烃，热记忆材料为聚乙二醇，塑性晶体材料选自季戊四醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇和2-羧甲基-2-甲基-1，3-丙二醇的一种或多种。

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