CN103120375B - 一种吸湿性织物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸湿性织物及其用途，该织物中含有吸湿性聚酯纤维，所述吸湿性聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量为5～15wt％，且吸湿性聚酯纤维横断面为3叶以上的多叶形状，其异型度为1.7～3.0。所述织物的吸水高度为70～78mm，且干燥速度为0.014～0.019cc/min，具有清凉、吸湿、吸水速干等效果，可应用于内衣等贴身衣用领域，所制成的内衣在保持美感以及机能性的同时，也改善了内衣的舒适性，穿着时不会有粘腻的感觉。

Description

一种吸湿性织物及其用途

技术领域

本发明涉及一种吸湿性织物及其用途。

背景技术

以棉、羊毛为代表的天然纤维由于其柔软的手感，良好的吸湿性以及穿着舒适度，在内衣等与皮肤直接接触的衣料中得到广泛的使用。但是，由棉做成的内衣缺乏悬垂感和光泽度，在表面接触时无光滑感，作为女性内衣使用时缺乏审美感。

聚酯纤维以及聚酰胺纤维织物由于具有光滑、光泽度高、悬垂等特性正代替天然纤维在内衣方面得到使用。但是聚酯纤维的吸湿性极低，当用于直接接触皮肤或贴近皮肤穿着的内衣、运动衣料等时，由于皮肤出汗不能及时排出，会产生发粘的感觉，在穿着舒适性上比天然纤维差，因此限制了聚酯纤维在衣料用途方面的发展。

为了提高聚酯纤维织物的吸湿性能使其具有天然纤维织物的穿着舒适性，常用的方法有化学改性和物理改性。化学改性的方法主要是通过共聚的方法在分子链中引入醚键、羟基、磺酸等亲水基团，但是生产速度慢、易产生大量废水，且会导致聚酯纤维织物的强度及耐候性下降；或者用亲水性整理剂对纤维进行涂层处理以提高其吸湿性能，然而这种方法常因亲水剂与纤维结合不牢导致吸湿没有耐久性，也会导致织物的手感、耐光性不良等问题。物理改性方法包括纤维的超细化、中空多空化和异型截面，都是利用虹吸效应来提高纤维的吸湿性，其中以纤维的异型断面化应用最为广泛。如美国杜邦公司于1998年推出的Coolmax异型断面纤维，其表面有四道凹槽，具有虹吸效应。该纤维所制成的织物能将湿气从皮肤排到织物表层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有清凉、吸湿、吸水速干效果的吸湿性织物，该织物可应用于内衣等贴身衣用领域，所制成的内衣在保持美感以及机能性的同时，也改善了内衣的舒适性，穿着时不会有粘腻的感觉。

本发明的技术解决方案是：

一种吸湿性织物，该织物中含有吸湿性聚酯纤维，所述吸湿性聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量为5～15wt％，且吸湿性聚酯纤维横断面为3叶以上的多叶形状，其异型度为1.7～3.0。

吸湿性聚酯纤维横断面为3叶以上的多叶形状，通过将纤维断面设计成3叶以上的多叶断面形状，使单根纤维之间形成更多的毛细管，从而增加所得织物的吸水性以及干燥速度。同时通过使用多叶断面的吸湿性聚酯纤维，所得衣物在穿着时与皮肤的接触面积变小，在夏天出汗时内衣的发粘感得到改善，提高了其穿着的舒适性。

本发明所述的吸湿性织物中吸湿性聚酯纤维的异型度为1.7～3.0，采用断面异型度为1.7～3.0的吸湿性聚酯纤维使单根纤维之间形成毛细管，由于毛细管原理所得织物的吸水性高，同时其干燥速度也变快。随着湿性聚酯纤维异型度的增大，纤维的表面积也相应增大，这种变化使得所得织物的吸湿速度也变快。

所述异型度优选2.4～3.0，使用这种吸湿性聚酯纤维所制得的织物具有更好的吸湿速度以及吸水性。

聚乙烯吡咯烷酮作为上述吸湿性聚酯纤维中的吸湿成分，为了获得良好的吸湿性能，其含量为相对于吸湿性聚酯纤维为5～15wt％。相对于吸湿性聚酯纤维，当聚乙烯吡咯烷酮的含量小于5wt％时，所得到的织物吸湿性低，且由其制成的衣物在穿着时舒适感差；当聚乙烯吡咯烷酮的含量大于15wt％时，所得织物的物性下降、接触有粘感，由其制成的衣物无法达到穿着舒适性的要求。上述含量优选7～12wt％。

所述吸湿性织物中吸湿性聚酯纤维的含量相对于织物总量的30wt％以上。

所述吸湿性聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径为200nm以下。平均分散径在200nm以下可以使得聚乙烯吡咯烷酮与聚酯很好的络合，一般将聚乙烯吡咯烷酮通过二轴挤出机进行混炼，降低聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径使其在200nm以下，使聚乙烯吡咯烷酮在聚酯中得到很好的分散，并通过分子间的氢键作用力，提高两者的络合能力，从而抑制混合后聚乙烯吡咯烷酮的溶出，防止纤维及其织物在使用过程中吸湿性变差。

上述聚乙烯吡咯烷酮的K值优选15～90，更优选20～60。如果聚乙烯吡咯烷酮的K值过低，则聚乙烯吡咯烷酮即使与聚酯的络合能力不强，在挤出后水冷过程中容易溶出，致使纤维得不到很好的吸湿性。而如果其K值过高，则聚酯体系的粘度大大增加，混炼吐出不良，很难造粒，导致生产效率低下。

所述吸湿性聚酯纤维的吸湿率差ΔMR为1.0～4％，优选1.5～4％。

所述吸湿性聚酯纤维经过130℃热水30分钟处理后，其中聚乙烯吡咯烷酮的溶出率为3％以下，优选2％以下。聚乙烯吡咯烷酮的水溶性极好，通过控制聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径在200nm以下，从而提高其与聚酯的络合能力，降低织物中聚乙烯吡咯烷酮的溶出率，提高织物的吸湿性耐久性。

聚乙烯吡咯烷酮在高温下的耐热性较差，与聚酯共混后由于聚乙烯吡咯烷酮的受热分解使所得到的组合物色调变黄。因此，本发明通过低温混炼及低温纺丝，得到的吸湿性聚酯纤维的色调b值为5.0以下，使得吸湿性织物具有良好的色调，同时达到吸水高度为70～78mm，且干燥速度为0.014～0.019cc/min。

本发明所述吸湿性聚酯纤维的具体生产方法如下：

在长径比L/D为40以上的二轴挤出机上，将聚酯和K值为15～90的聚乙烯吡咯烷酮在真空条件下进行低温共混，其中聚乙烯吡咯烷酮的添加量以其在聚酯纤维中占聚酯重量的5～15wt％计，得到聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径在200nm以下的聚酯和聚乙烯吡咯烷酮组合物，将该组合物通过熔融纺丝进行制丝，得到初生纤维，将该初生纤维进一步进行拉伸，得到延伸丝。

对于聚乙烯吡咯烷酮的混炼而言，一般的混炼方法下，由于聚乙烯吡咯烷酮的凝集，无法达到很好的分散性，因此本发明采用在长径比L/D为40以上的二轴挤出机上进行低温混炼达到平均分散径在200nm以下的聚酯和聚乙烯吡咯烷酮组合物。所述的低温混炼是指在混炼时，控制熔融部温度为聚酯熔点以上10～20℃，混炼部温度为180～230℃。另外，由于聚乙烯吡咯烷酮在空气中极易吸水发粘，容易在喂料口受热造成堵料，因此通过在挤出机喂料口添加水冷装置，把喂料部温度控制在80℃以下，优选60℃以下，从而使喂料顺利进行。

本发明中的吸湿性聚酯纤维织物，可以由吸湿性聚酯纤维与其他纤维混纤通过机织或针织编织而成，作为与吸湿性聚酯纤维混纤的纤维可以是以棉为代表的天然纤维，也可以是纤维素类的纤维或聚酰胺、聚氨酯等合成纤维。吸湿性织物中吸湿性聚酯纤维的含量为30wt％以上。通过此方法得到的吸湿性织物的吸水高度在70mm以上，且干燥速度为0.014cc/min以上。在该吸湿性织物用于内衣时，具有很好的清凉感、吸湿、吸水速干等特性，即使大量出汗也能很好的改善穿着时的发粘感，提高穿着舒适性，具有良好的生产性和市场前景。

评价方法：

1、纤维异型度：

求出单纤维的断面形状的重心位置到断面外周的距离中的最长距离和最短距离，

异型度＝最长距离/最短距离。

2、聚乙烯吡咯烷酮的溶出率：

纤维未处理时60℃干燥2h后重量为W₁，经过加压130℃处理30min后重量为W₂，聚乙烯吡咯烷酮的溶出率由下式算出：

溶出率＝(W₁-W₂)/W₁×100％。

3、聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径：

通过扫描电镜SEM或透射电镜TEM对切片以及纤维的表面和断面进行观察，得到电子图像，再通过winrof软件处理得到聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径。

4、聚乙烯吡咯烷酮的K值：

将聚乙烯吡咯烷酮制成浓度1％的水溶液，测定其相对粘度，再用fikentscher求得其K值，

logZ＝C[75K²/(1+1.5KC)+K]

其中K：K值×10³、C：水溶液浓度(W/V％)、Z：浓度为C的水溶液的相对粘度。

5、吸放湿性参数ΔMR：

(1)选取约1g重量的织物样本3份，将其放置于已知质量的称量瓶中，放入60℃的干燥机中，拿下瓶盖，预备干燥30分钟后，盖上瓶盖将称量瓶取出；

(2)将称量瓶放入20℃×65％RH环境的恒温恒湿机中，拿下瓶盖，平衡24小时后，盖上瓶盖，取出称量瓶，使用精密天平称重，称得的质量减去称量瓶的质量即为样本重量W₁；

(3)将称量瓶放入30℃×90％RH环境的恒温恒湿机中，拿下瓶盖，平衡24小时后，盖上瓶盖，取出称量瓶，使用同台精密天平称重，称得的质量减去称量瓶的质量即为样本重量W₂；

(4)将称量瓶放在105℃的干燥机中，拿下瓶盖，干燥2小时后，盖上瓶盖取出，并在干燥皿中常温冷却后，使用同台精密天平称重，称得的质量减去称量瓶的质量即为样本重量W₃；

(5)计算：

MR₁＝(W₁-W₃)/W₃

MR₂＝(W₂-W₃)/W₃

吸湿率差ΔMR(％)＝MR₂-MR₁，结果取3个样本的平均值。

6、纤维和织物的干燥速度：

将纤维或者织物通过精炼除去油剂，然后称取约1g放入重量为F的玻璃称量瓶。110℃干燥2h后将称量瓶密封，在干燥器里面放冷平衡30min，称量样品(绝干)与称量瓶的总重为K，接着将1cc的蒸馏水滴入样品中称得重量为W₁，然后放置在20℃、65％RH的恒温恒湿机里，每隔10分钟测定一次样品与称量瓶的总重(W_t)，重复9次。各干燥时间t的水分率通过下面的公式求得，

时间t时的水分率＝[(W_t-K)/(W₁-K)]×100％

然后通过时间t与Wt做出干燥曲线，所得到曲线的斜率即为干燥速度(cc/min)。

7、织物的吸水高度：

在织物的经向、纬向各取5块宽1cm×长20cm的样品，将样品的一端固定，另一端长约2cm左右的部分浸入20℃的蒸馏水中，浸入开始后10分钟，记录由于毛细管现象水上升的距离(mm)。

8、内衣制品的闷热感以及发粘感：

在20℃、65％RH的恒温恒湿的房间内，10名的实验者穿上本发明的内衣制品，进行评价。评价等级如下，

(1)有闷热感以及发粘感×

(2)有一些闷热感以及发粘感△

(3)基本没有闷热感以及发粘感○

(4)完全没有闷热感以及发粘感◎

在实验者穿着衣服的情况下通过以下的实验方法进行测定，

穿衣状态：运动长裤+内衣+长袖宽松上衣(聚酯制)

实验顺序：20min(安静状态)→10min(步行、跑步机使用80m/min)→5min(安静状态)

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1

将K值为30的聚乙烯吡咯烷酮(下称PVP)，与聚对苯二甲酸乙二醇酯，使用二轴挤出机(、L/D：52)，温度设定为熔融部260℃、混炼部200℃、喂料部控制在80℃，进行挤出。PVP的添加量分别以聚酯纤维中PVP占聚酯重量的5％计，挤出状况良好。所得组合物中PVP的平均分散径分别为100nm。将该组合物进行纺丝实验，纺丝温度为270℃，口金部加热筒温度设定为290℃，使用24孔的Y型口金进行吐出，纺丝速度为1000m/min，得到断面异型度为2.6的3叶型断面的初生纤维。再通过4.4倍延伸加工，得到纤度56dtex、单丝数24的延伸丝。测试该吸湿性聚酯纤维的PVP溶出率、PVP分散经及吸湿率差ΔMR。

将所得到纤维与棉或锦纶或氨纶混纤后，用普通方法的进行编织，得到吸湿性织物，测试其吸水高度及干燥速度。将织物制成内衣，测试其穿着特性。具体数据见表1。

实施例2～3

改变PVP的添加量，其他同实施例1制备吸湿性聚酯纤维，测试该所得纤维的PVP溶出率、PVP分散经及吸湿率差ΔMR。

将所得到纤维与棉或锦纶或氨纶混纤后，用普通方法的进行编织，得到吸湿性织物，测试其吸水高度及干燥速度。将织物制成内衣，测试其穿着特性。具体数据见表1。

比较例1～2

改变PVP的添加量使得聚酯纤维中PVP含量为2％、18％计，同实施例1制备聚酯纤维，挤出状况良好，所得纤维中PVP的平均分散径分别为100nm、180nm，并测试其PVP溶出率、PVP分散经及吸湿率差ΔMR。将所得到纤维与棉或锦纶或氨纶混纤后，用普通方法的进行编织，得到吸湿性织物，测试其吸水高度及干燥速度。将织物制成内衣，测试其穿着特性。吸湿性纤维中PVP含量2wt％的织物的吸湿性低，而吸湿性纤维中PVP含量为18wt％的织物干燥速度慢，穿着时会有发粘、闷热的感觉，并且制品的手感不好。具体数据见表1。

实施例4～9

添加PV使得聚酯纤维中PVP含量为10wt％，通过改变口金吐出孔的形状，改变吸湿性纤维断面形状为3叶、5叶、8叶，其他同实施例1制备得到56dtex、单丝24吸湿性聚酯纤维。将所得到纤维与棉或锦纶或氨纶混纤后，用普通方法的进行编织，得到吸湿性织物，测试其吸水高度及干燥速度。将织物制成内衣，测试其穿着特性。具体数据见表2。

比较例3～4

添加PV使得聚酯纤维中PVP含量为10wt％，通过改变口金吐出孔的形状，改变吸湿性纤维断面形状为3叶型并使得异性度为1.5、圆型，其他同实施例1制备得到56dtex、单丝24吸湿性聚酯纤维。将所得到纤维与棉或锦纶或氨纶混纤后，用普通方法的进行编织，得到吸湿性织物，测试其吸水高度及干燥速度。将织物制成内衣，测试其穿着特性。具体结果如表2所示，纤维断面异型度在1.7以上的时候，织物的吸水高度优异，并且发粘感得到改善。

表1

表2

Claims (7)

1.一种吸湿性织物，其特征是：织物中含有吸湿性聚酯纤维，所述吸湿性聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的含量为5～15wt%，且吸湿性聚酯纤维横断面为3叶以上的多叶形状，其异型度为1.7～3.0；所述吸湿性聚酯纤维中聚乙烯吡咯烷酮的平均分散径为200nm以下。

2.根据权利要求1所述的吸湿性织物，其特征是：织物中吸湿性聚酯纤维的含量相对于织物总量的30wt%以上。

3.根据权利要求1或2所述的吸湿性织物，其特征是：所述吸湿性聚酯纤维横断面的异型度为2.4～3.0。

4.根据权利要求1或2所述的吸湿性织物，其特征是：所述吸湿性聚酯纤维经过130℃热水30分钟处理后，其中聚乙烯吡咯烷酮的溶出率为3%以下。

5.根据权利要求1或2所述的吸湿性织物，其特征是：所述吸湿性聚酯纤维的吸湿率差ΔMR为1.0～4%。

6.根据权利要求1或2所述的吸湿性织物，其特征是：所述织物的吸水高度为70～78mm，且干燥速度为0.014～0.019cc/min。

7.权利要求1所述吸湿性织物在制备吸湿性内衣上的应用。