CN102704274A

CN102704274A - 一种相变调温家纺面料及其制备方法

Info

Publication number: CN102704274A
Application number: CN2012101660781A
Authority: CN
Inventors: 俞建辉; 管新海; 郑文娟; 左保齐
Original assignee: JIANGSU LANSIYU HOME TEXTILE CO Ltd
Current assignee: JIANGSU LANSIYU HOME TEXTILE CO Ltd
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及一种纺织面料的后整理技术，特别涉及一种具有相变调温功能的家纺面料及其制备方法，属于纺织材料及加工技术领域。本发明的技术方案是：在聚乙二醇溶液中分别加入催化剂MgCl₂·6H₂O和柠檬酸的混合物及交联剂二羟甲基二羟基乙烯脲，制备浸轧液，采用聚乙二醇交联沉积法，通过浸轧工艺和焙烘等后整理方式，在适宜交联剂作用下，使聚乙二醇与棉织物的纤维素之间发生交联反应而沉积到纺织面料上，从而获得相变调温家纺面料。本发明提供的具有相变调温功能的家纺面料的制备方法工艺简单，操作方便，适合工业化生产。获得的调温家纺面料具有耐水洗性、耐久性好的特点，及双向温度调节和适应性广的功能，性价比优势明显。

Description

一种相变调温家纺面料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纺织面料的后整理技术，特别涉及一种具有相变调温功能的家纺面料及其制备方法，属于纺织材料及加工技术领域。

背景技术

目前，国内外主要通过以下几种技术途径来制备温度感应及自动调节功能的纺织材料：（1）空纤维填充法，利用真空技术将多元醇固-固相变材料（三羟甲基乙烷/新戊二醇二元体系）填充到涤纶中空纤维内部，由于中空纤维的直径较大，封口技术较难，相变材料很容易析出或溢出而沾在纤维表面，做为服用纤维使用还有很大的局限性，因此该种方法工业化的推广价值较小；（2）涂层后整理法，采用涂覆或后整理的方法将相变材料及其它助剂附着在纺织品表面，从而使纺织品获得相变调温功能。此方法制备出的调温织物手感较硬，穿着舒适性以及耐洗性都较差，不适合服用；（3）复合纺丝法，是将聚合物和相变材料熔体（溶液）按照一定比例，采用复合纺丝技术直接纺制成皮芯型相变纤维，其中，相变材料为芯成分，成纤聚合物为皮成分，复合纺丝法制备出的调温纤维中，相变材料含量很高，但纤维皮层聚合物很难保证对芯层相变材料具有很好的密封性。在不断的穿着使用后，相变材料会从纤维中不断渗透流失，调温性能也随之变差，影响其应用；（4）微胶囊纺丝法：是将直径在5μm以下的相变材料微胶囊分散于聚合物熔体或者溶液中，经纺丝而得到相变调温纤维，制得的纤维具备一定的热性能，但其力学性能较差，纤维直径也偏大，限制了其应用。但用上述几种工艺技术方法制备的调温面料的透气性较差、手感粗糙，相变材料分散不均匀，易不断渗透流失，使用后不耐洗涤，调温性能和调温效果较差，因此不能达到家纺面料保暖舒适的要求，同样不适于作为家纺产品面料。因此，在制备方法以及工艺上亟需解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种相变调温家纺面料的制备方法及工艺，获得的相变调温家纺面料在外界环境温度变化时，不仅具有通过相变材料感应吸收或放出热量转换功能，而且具有双向温度相变感应调节和适应性，能在温度振荡环境中反复循环使用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为提供一种相变调温家纺面料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在质量浓度为10～60%的聚乙二醇溶液中分别加入催化剂和交联剂，制备浸轧液，聚乙二醇与催化剂按质量比为99.5～99.95：0.5～0.05，聚乙二醇与交联剂按质量比为85～95：5～15；所述的催化剂为MgCl₂·6H₂O和柠檬酸的混合物，所述的交联剂为二羟甲基二羟基乙烯脲；

（2）将棉织物在步骤（1）制备的浸轧液中浸轧处理, 浸轧工艺为二浸二轧，轧液率为75～90%；

（3）进行后整理，预烘温度为40～70℃，预烘时间为5～9min，焙烘温度为130～150℃，焙烘时间为2～5 min，再经充分水洗后烘干，得到一种相变调温家纺面料。

所述的聚乙二醇的平均分子量为400～5000中的一种。

所述的催化剂MgCl₂·6H₂O和柠檬酸的混合物，它们的质量比为3～8:0.5～1.5。

采用上述制备方法得到的相变调温家纺面料。

本发明的原理是：由于聚乙二醇是一种有机高分子类相变材料，具有较高的结晶度和相变潜热，且其感应相变温度恰好在人们感觉舒适的范围内，因此，利用聚乙二醇交联沉积法获得相变调温舒适型家纺面料具有智能可控的调温作用和人体舒适性的特征以及反复循环使用功能。本发明采用聚乙二醇交联沉积法，通过浸轧工艺和焙烘等后整理方式，在适量催化剂作用下，使聚乙二醇（PEG）与交联剂及棉织物的纤维素之间发生交联反应，使聚乙二醇（PEG）与二羟甲基二羟基乙烯脲（2D树脂）之间发生反应，生成PEG-2D交联产物，然后再与纤维素纤维之间发生交联反应，在PEG与纤维素之间形成化学键，最终生成PEG-2D-Cell产物，使PEG沉积、固着在纤维上，从而获得相变调温家纺面料，并具有较好的耐水洗性。

若仅将PEG浸轧在织物上而不使其发生任何交联反应，这样的织物虽具有好的热调节能力，但不耐水洗，耐久性差，调温性能很快会消失，故没有实际意义。而PEG在交联剂的存在下，可与交联剂、纤维素纤维之间发生交联反应，形成纤维—聚合物线性或网状粘接模式，沉积、固着在纤维上，此方法因PEG与纤维素之间形成了化学键，整理后的织物耐水洗性、耐久性都较好。交联反应分两步进行，首先PEG与交联剂之间反应，生成PEG-2D交联产物，反应式如下：

；

这种交联产物可以沉积在纤维之间，也可能与纤维发生进一步交联，最终生成PEG-2D-Cell产物反应式如下：

。

聚乙二醇交联沉积法相变调温家纺面料是一种具有温度感应及自动调节功能的纺织材料，它可以在外界环境温度变化时，通过相变材料感应进行热量吸收或放出转换，激发启动吸热或放热，主动有效地控制和调节人体体表温度，达到服用舒适的目的。本发明具有工艺简单、流程短、操作方便、性价比优势明显等特点和双向温度调节以及适应性广的功能，可以在温度振荡环境中反复循环使用。因此，可广泛应用于服装面料、床上用品、装饰用品、皮革制品等中高端市场消费领域。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明获得的相变调温家纺面料，在外界环境温度变化时，产生双向温度相变感应调节功能，相变潜热高，对热变化的响应快，相变过程完全可逆，可循环使用，使产品具有良好的吸湿、散湿性能和含气、透气性能以及性价比优势明显等特点，具有智能可控的调温作用和人体舒适性的功能特征。

2、整理后的织物耐水洗性、耐久性都好。

3、本发明工艺简单，操作方便，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的一种相变调温家纺面料进行纤维的热性能分析的DSC曲线图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种相变调温家纺面料进行纤维的热性能分析的DSC曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

在质量浓度为35%的PEG(

Figure 2012101660781100002DEST_PATH_IMAGE003

=3000)中，按与PEG质量比为90:9、99.85:0.15分别加入交联剂二羟甲基二羟基乙烯脲（2D树脂）以及催化剂MgCl₂·6H₂O/柠檬酸(质量比为5/1)进行反应，生成PEG-2D交联产物为浸轧液；将待处理棉样品采用浸轧→预烘→焙烘→水洗→烘干的工艺以及后整理方式，棉织物经二浸二轧 (轧液率90%)处理后，使生成的PEG-2D交联产物与纤维素纤维之间发生交联反应，在PEG与纤维素之间形成化学键，于60℃预烘7min，140℃焙烘3 min，再经充分水洗后烘干，最终生成PEG-2D-Cell产物，获得聚乙二醇交联沉积法相变调温家纺面料，经测试，样品的增重率为13.5%。

对所制得的样品用DSC差示扫描量热仪进行纤维的热性能分析，试样量在4mg左右，粉末状，用高纯氮气保护，氮气流量40mL/min，扫描温度为0～100℃及100～0℃，升降温速率均为10℃/min，其结果参见附图1。

参见附图1，本实施例提供的样品其相变温度在33.1～50.8℃范围内，已接近于用于炎热地区或大运动量条件下的相变温度32.22～43.33℃。

实施例2：

在质量浓度为30%的PEG(

=5000)溶液中，按与PEG质量比为85:15、99.9:0.1分别加入与交联剂2D树脂以及催化剂MgCl₂·6H₂O/柠檬酸(质量比为5/1)进行反应，生成PEG-2D交联产物为浸轧液；将待处理棉样品采用浸轧→预烘→焙烘→水洗→烘干的工艺以及后整理方式，参照实施例1工艺条件，使生成PEG-2D交联产物再与纤维素纤维之间发生交联反应，在PEG与纤维素之间形成化学键，最终生成PEG-2D-Cell产物，获得的聚乙二醇交联沉积法相变调温家纺面料，其增重率为14.2%。

参见附图2，按实施例1对所制得的样品用DSC差示扫描量热仪进行纤维的热性能分析，其相变温度在36.2～59.2℃范围内。

实施例3：

在质量浓度为 45%的PEG(

=1000)溶液中，按与PEG质量比为95:10、99.9:0.1分别加入交联剂2D树脂以及催化剂MgCl₂·6H₂O/柠檬酸(质量比为5/1)进行反应，生成PEG-2D交联产物，采用浸轧→预烘→焙烘→水洗→烘干的工艺以及后整理方式，参照实施例1工艺条件，使PEG-2D交联产物再与纤维素纤维之间发生交联反应，在PEG与纤维素之间形成化学键，最终生成PEG-2D-Cell产物，获得的聚乙二醇交联沉积法相变调温家纺面料，其增重率为10.7%，对所制得的样品按实施例1用DSC差示扫描量热仪进行纤维的热性能分析，相变温度在29.3～48.6℃范围内。

实施例4：

在质量浓度为 45%的PEG(=800)溶液中，按与PEG质量比为90:5、99.9:0.1分别加入交联剂2D树脂以及催化剂MgCl2·6H2O/柠檬酸(质量比为5/1)进行反应，生成PEG-2D交联产物，采用浸轧→预烘→焙烘→水洗→烘干的工艺以及后整理方式，参照实施例1工艺条件，使PEG-2D交联产物再与纤维素纤维之间发生交联反应，在PEG与纤维素之间形成化学键，最终生成PEG-2D-Cell产物，获得的聚乙二醇交联沉积法相变调温家纺面料，其增重率为10.7%、相变温度在27.5～47.2℃范围内。

Claims

1. 一种相变调温家纺面料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2. 根据权利要求1所述的一种相变调温家纺面料的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇的平均分子量为400～5000中的一种。

3. 根据权利要求1所述的一种相变调温家纺面料的制备方法，其特征在于：所述的催化剂MgCl₂·6H₂O和柠檬酸的混合物，它们的质量比为3～8:0.5～1.5。

4. 采用权利要求1的制备方法得到的相变调温家纺面料。