CN101368296A - 调温调湿植物纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及调温调湿植物纤维及其制备方法，所述调温调湿植物纤维是24℃±8℃调温元素，经过特殊工艺加入棉短绒、木材、竹或其他植物叶杆等作为原料提取的α－纤维素，经加工成纺丝原液，再经湿法纺丝制成调温调湿植物纤维。调温调湿植物纤维重量百分比组成为：绝干纤维含量为85－93％；水份含量为7－15％；绝干纤维中24℃±8℃调温元素含量为8～24％；其他含量为0.15－0.32％；调温调湿植物纤维回潮率7～15％，该纤维潜热3～15J/g。调温调湿植物纤维中24℃±8℃调温元素含量为8～24％，潜热≥3J/g，具有较高的聚合度、强力和湿模量，该纤维的潜热特性，将使人体皮肤微气候得到质的改善。

Description

调温调湿植物纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及调温调湿植物纤维及其制备方法，在各类植物纤维生产过程中融入24℃±8℃调温元素，调温调湿植物纤维显著的潜热特性和技术，近似人体体温的黄金分割点(人体最舒适的感觉温度)，调节肌体的新陈代谢，赋予所有高科技布料、服装、床品、中间体与室内饰材与人体皮肤微气候得到质的改善。为纺织服装领域注入新的元素。

技术背景

服装的款式设计已经位居次要位置，纺织面料的功能性受到国际市场的欢迎。自然调温纤维的调温特性，使人们不再受极端温度的困扰，同时满足了既保暖又使身体凉快的需要，具有神奇的效果。

迄今为止，只有美国Oustlast技术公司与德国特种纤维制造商Kelheim纤维公司采用Outlast技术共同研制出第一个拥有专利权的调温粘胶纤维。可根据人体温度吸收、储存及释放热能，这种纺织品可根据室内及室外的温度变化调节穿者的体温。

“24℃”服装有助人的健康与长寿。现代生理学家研究表明，长期在空调环境里工作、学习和生活的人，因室内外温度差较大，容易患感冒、皮肤病、关节炎和肠胃病等，严重危及人们的健康与寿命。空调技术还带来的电力紧缺、温室气体排放，给世界增加新的负担。

潜热技术研究始于1982年，由美国能源部太阳司发起应用于建筑节能，自然调温墙使建筑的负荷趋于均匀化，可使空调设备选型减少约30％，有效解决大量的能源消耗导致的环境污染和温室效应。

巨龙博方科学研究院专家自主开发的自然调温元素，承担遏制全球气候变暖“十一五”国家科技支撑计划重点项目。

发明内容

本发明的目的在于提供24℃±8℃调温元素为核心生产调温调湿植物纤维，本发明的创新在于24℃±8℃调温元素在植物纤维生产过程中融入纤维内部，调温调湿植物纤维具有近似人体最舒适的感觉温度，调节肌体的新陈代谢，调温调湿植物纤维耐高温，耐酸碱等优异特性，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。

潜热值5～15J/g可调，规格品种1.5D—5D任意切长，既可纯纺，也可与棉、毛、丝、麻等各类纤维混纺，可以梭织也可针织，

有专家在《人造纤维》撰文称：人体皮肤表层水份在12—15％时，皮肤光滑而有弹性。一旦皮肤缺水就会变得干燥，继之粗燥，久之就会出现皱纹。

由于24℃±8℃调温元素在外界温度变化时，吸收或放出热量温度不变，由此特性将24℃±8℃调温元素分散在纤维生产过程中融入纤维内部，从而使纤维具有蓄热放热调温作用。

本发明中所述的调温调湿植物纤维包括各类天然植物纤维及人工合成的再生纤维素纤维。

本发明所使用的24℃±8℃调温元素采用专利申请号为200710119981.1(24℃调温元素及制备方法)的24℃调温元素。

本发明所制备的调温调湿植物纤维，其重量百分比范围为：绝干纤维含量为84.7—92.85％；水份含量为7—15％；其他含量为0.15—0.30％。其中，绝干纤维中自然调温元素含量为2—25％；该纤维凝固放热焓值范围为ΔH≥2.5J/g，熔融吸热焓值范围为ΔH≥2.5J/g。

在本发明制备方法中，采用常规生产方法生产调温调湿纤维，由于自然调温元素具有耐高温、对酸碱稳定等特点，使其可以在纤维素胶液制备过程中加入，也可采用纺前以注射或其他的方式加入。为提高自然调温元素加入后粘胶的过滤性能、可纺性能，在配制自然调温元素胶体时可使用分散剂，以保证自然调温元素在纤维中均匀分散。

加入的自然调温元素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。

自然调温元素的添加不改变原有的纤维生产方法。

附图说明

图1为1.5D调温调湿植物纤维DSC测试结果。

图2为3.33分特31mm调温调湿植物纤维DSC测试结果。

图3为5D调温调湿植物纤维DSC测试结果。

图4为一种调温调湿植物纤维扫面电镜测试结果。

图5为一种调温调湿植物纤维扫面电镜测试结果。

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  调温调湿植物纤维(粘胶纤维为例)的生产方法

工艺流程：

自然调温元素优选以粉体形式或配制成浓度大于10％的胶体溶液形式，加入前采用高速搅拌及使用有分散偶联功能的助剂配制成一定浓度且分散均匀的胶体。制备好的粉体按照2.5％的比例在粘胶纤维初始投料工序混入，按照原有生产流程投料、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、混合、过滤、脱泡、纺丝制备。

所用自然调温元素平均粒径2.18微米，凝固放热焓值ΔH＝108/g，熔融吸热焓值ΔH＝110J/g。

制备得到的调温调湿植物纤维质量指标：

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  调温调湿植物纤维(再生纤维素纤维为例)的生产方法

工艺流程：

首先制备纤维素浆粕，溶解得到粘度适宜的纺丝液，喷纺前将自然调温元素(经分散处理的含有偶联剂的胶液)混入，经干喷湿纺法纺丝，经后处理工艺凝固成形。

本实施例是采用浓度为20％自然调温元素胶体采用纺前注射的方式混入。所用自然调温元素平均粒径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)。

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℃

Claims (5)

1.调温调湿植物纤维，其特征在于：24℃±8℃调温元素，经过特殊工艺加入棉短绒、木材、竹或其他植物叶杆等作为原料提取的α—纤维素，经加工成纺丝原液，再经湿法纺丝制成的调温调湿植物纤维，24℃±8℃调温元素含量为8～24％，潜热≥3J/g，具有较高的聚合度、强力和湿模量，该纤维的潜热特性，将使人体皮肤微气候得到质的改善。

2.调温调湿植物纤维的制备方法，其特征在于：由植物纤维素原料提取出纯净的α—纤维素(称为浆粕)，在粘胶的制备工序中，强化溶解工艺条件，使用偶联剂以保证24℃±8℃调温元素和纤维素分子有较好的相容性，得到性能优良的产品(黄化、溶解、熟成工艺中，溶解时加入24℃±8℃调温元素胶体)，或采用湿法纺丝前加入的方式加入24℃±8℃调温元素(纺丝时调整酸浴各组分含量及纺丝牵伸分配)，粘胶经湿法纺丝和一系列后处理工序即成调温调湿植物纤维。

3.根据权利要求2所述的调温调湿植物纤维的制备方法，其特征在于，先制备出24℃±8℃调温元素的胶体，24℃±8℃调温元素高速搅拌及使用有分散偶联功能的助剂配制成一定浓度且分散均匀的胶体，增强了24℃±8℃调温元素和纤维素分子的相容性，使24℃±8℃调温元素最大程度地保留在纤维之中，因而提高了纤维的调温功能和干湿强度；

调温调湿植物纤维重量百分比组成为：绝干纤维含量为85—93％；水份含量为7—15％；绝干纤维中24℃±8℃调温元素含量为8～24％；其他含量为0.15—0.32％；调温调湿植物纤维回潮率7～15％，该纤维潜热3～15J/g。

4.根据权利要求2所述的调温调湿植物纤维的制备方法，其特征在于包括混料、浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、混合、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、切断、后处理、干燥、打包等工艺，将混好的纤维素浆粕在30～50℃的温度条件下浸渍在浓度230g/L左右的碱液中，再经压榨机压榨、粉碎后，达到碱纤中甲纤含量为26～33％，碱含量16～19％，密度为120-140Kg/m³，老成工序使用带式老成机，碱纤按照先进先出原则进行；所述的黄化溶解工序采用干法恒温黄化法。

5.根据权利要求2所述的调温调湿植物纤维的制备方法，其特征在于：纺丝工序是指将经过溶解混合过滤的纤维经连续纺丝机进行纤维的再生牵伸纤维素大分子结晶和重排、丝条成型纤维；纺丝成型技术采用湿纺工艺或干喷湿纺法纺丝，主要工艺参数：酸浴液组成(硫酸105-150g/L，硫酸钠310-345g/L，硫酸锌10-15g/L)，牵伸1.45—2.25倍。

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