CN103147143B

CN103147143B - 一种保温隔热纤维及由该纤维制成的纺织品

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Publication number: CN103147143B
Application number: CN201310069914.9A
Authority: CN
Inventors: 毛盈军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: EP2966198A1; CN103147143A; EP2966198A4; WO2014134857A1; US20160017517A1

Abstract

本发明涉及一种保温隔热纤维及由该纤维制成的纺织品，所述的保温隔热纤维为在常规纺织纤维中添加占常规纺织纤维总重量0.1～3%重量份的纳米单元提高纤维的保温率，所述纳米单元包括300～8000纳米的微粒子，所述的微粒子包括至少Ti和Ce的混合物、或者Ti和Mg的混合物、或者Ti、Ce、Mg、Si、Ca的混合物。由于本发明在常规纺织纤维中加入了一定比例的300～8000纳米微粒子纳米单元，使得本发明的纤维在对比相同克重和织法的纺织品时，能够大幅提高纺织品的保温性和克罗值，并且本发明相对于现有的保温纤维而言，具有制造成本较低、制造工艺简单、易于工业化生产等优点。

Description

一种保温隔热纤维及由该纤维制成的纺织品

技术领域

本发明涉及一种纺织纤维及纺织品，特别是涉及一种保温隔热纤维及由该纤维制成的纺织品。

背景技术

现有技术中，绝大多数传统纺织纤维及纺织品的保温是通过增加纤维的用量以及提高纤维纺织品的厚度和重量来提高其保温性能的；例如，目前市场销售的主流保暖内衣均具有重量较大、厚度较厚的问题，在穿着的舒适性方面，具有难以弥补的缺陷。

另外，也有部分现有技术采用了蓄热材料来提高纤维纺织品的保温性。所谓蓄热材料就是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。其原理和技术方案与保温隔热具有显著的差异性；例如，吸湿发热纤维便是其中一种。吸湿发热纤维具有良好的吸湿性，能将人体排出的水分子的动能转化为热能，从而提高体感温度，由于温度的升高又使得排出的水汽更易蒸发掉。

但是，吸湿发热纤维对纺织品保温性的提高也比较有限，同时，该种纤维的成本也较为高昂。

发明内容

本发明的目的是提出一种保温性更好、成本更加低廉、并且方便制造、易于产业化实施的保温隔热纤维及由该纤维制成的纺织品。

为实现上述目的，本发明提供了一种保温隔热纤维，在常规纺织纤维中添加占常规纺织纤维总重量0.1～3%重量份的纳米单元提高纤维的保温率，所述纳米单元包括300～8000纳米的微粒子，所述的微粒子包括至少Ti和Ce的混合物、或者Ti和Mg的混合物、或者Ti、Ce、Mg、Si、Ca的混合物。

优选地，所述常规纺织纤维包括化学纤维，所述的化学纤维包括人造纤维和/或合成纤维。

优选地，所述保温隔热纤维包括占总重量1.5～3%重量份的300～4000纳米的微粒子。

优选地，在所述的纳米单元中，所述微粒子包括500～10000重量单元的Ti和60～300重量单元的Ce，或者500～10000重量单元的Ti和10～500重量单元的Mg，或者500～10000重量单元的Ti、60～300重量单元的Ce、50～500重量单元的Ca、10～500重量单元的Mg、50～3000重量单元的Si。

优选地，所述保温隔热纤维包括占总重量0.1～1.5%重量份的4000～8000纳米的微粒子。

优选地，在所述的纳米单元中，所述的微粒子还包括50～100重量单元的K、100～500重量单元的Sn和50～100重量单元的S。

本发明的另一目的在于提供一种保温隔热的纺织品，该纺织品至少包括部分上述的保温隔热纤维。

本发明的又一目的在于提供一种含有纳米单元的纤维在制备保暖纺织品中的应用，所述含有纳米单元的纤维为上述任意的保温隔热纤维。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

由于本发明在常规纺织纤维中加入了一定比例的300～8000纳米微粒子纳米单元，使得本发明的纤维在对比相同克重和织法的纺织品时，能够大幅提高纺织品的保温性和克罗值，并且本发明相对于现有的保温纤维而言，具有制造成本较低、制造工艺简单、易于工业化生产等等优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1中检测结果的保温率对照图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1：

参见表1和图1，其中示出本发明一种保温隔热纤维保温效果的检测实施例。

（1）检测名称：保温性实验

（2）实验目的：对纤维制品及面料对保温性进行测试，为了提高制品及面料的保温性，将对纤维之间注入不易传热的空气，来抑制其散热。

（3）实验方法：以“JIS L1096织物及编物的生地实验方法”为基础而进行的实验。使用保温性实验机，设定一定温度（36±0.5℃）热板和实验片为一组；2小时后，求出实验片所放散的热量a。另外，再求出实验片不与热板配组的状态下，经过2小时后放散出的热量b，按下式算出保温率（％）：

保温率（％）＝（1－a/b）×100

（4）检测单位：日本法定检测机构——一般财团法人BOKEN纺检品质评价机构东部事业所

（5）检测样品：

5.1－本发明纤维样品：

在常规纺织纤维中加入了约占常规纺织纤维总重量2.9%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约300纳米；所述微粒子包括9000重量单元的钛（Ti）和60重量单元的铈（Ce），以及按照现有技术需要添加的其他微量元素。

本发明的纳米单元可以采用现有纺织纤维制造技术中的任意一种进行添加。本发明所采用的制备方法包括如下步骤：A、将天然的高分子物质或无机物（如：粘胶纤维）、或者合成的高分子物质或无机物（如：锦纶或腈纶）制成纺丝熔体或溶液；B、在所述纺丝熔体或溶液中添加上述的纳米单元Ti和Ce；C、经喷丝机构挤出，形成纤维。其他工艺步骤与现有技术的纤维制备方法相同，在此不再赘述。

需要说明的是，上述纳米单元Ti和Ce的重量单元比率也可以为其他任意比率，本发明的发明人进行了大量的重复试验，各种比例的纳米单元均使得纤维制品具有较好的保温性，本实施例仅选择了众多实验中的一组实验数据做出说明（下同）。

此外，本发明的微粒子可以为常温状态下的氧化物或氮化物，也可以为其他能够稳定存在的形式，例如化合物或单体。

需要说明的是：本发明所述的“重量单元”优选为“微克/公斤”的重量比值，当然也可以根据实际需求量按照其他的重量单位进行称量（下同）。

5.2－对比实验：

对比实验1的样品：永旺销售的吸湿发热内衣，检测方法与上述的“实验方法”相同；

对比实验2的样品：优衣库销售的吸湿发热内衣，检测方法与上述的“实验方法”相同；

对比实验3的样品：饰梦乐销售的吸湿发热内衣，检测方法与上述的“实验方法”相同；

对比实验4的样品：伊藤洋华堂销售的全羊毛内衣，检测方法与上述的“实验方法”相同；

对比实验5的样品：优衣库销售的100％羊绒衫，检测方法与上述的“实验方法”相同。

（6）检测结果：

表1：纺织品保温性实测数据

上述检测结果的保温率对照图参见附图1所示，其中，从本发明与对比试验1、2、3的比较中可以看出：在相同的克重下，本发明纤维制得的纺织品的保温率，是其他市场销售吸湿发热内衣保温率的2倍多；需要说明的是：“克重”是纺织丝绸产品评价常用单位，是每平方米织物的重量，单位是“克/平方米”；克重是针织面料的一个重要的技术指标。

进一步，对比试验1、2、3中纺织品的保温率已经比市场上绝大多数内衣的保温率高出很多。

根据我国《FZ/T73022-2004针织保暖内衣》的规定，保暖内衣的成品外包装上均须标示保温率、含量等指标，其中“保温率”不得低于30%；事实上，绝大多数所谓的保暖内衣，均是通过增加克重数（即通过增加内衣的厚度和重量）来提高其保温率。

而由本发明保温隔热纤维制得的纺织品，所获得意想不到的技术效果是：本发明采用普通内衣的克重数，却达到了远远高于保暖内衣的保温率。

甚至于参见表1和图1中，从本发明与对比试验4、5的比较中可以看出：在远小于羊毛制品和羊绒制品的克重下，本发明纤维制得的纺织品的保温率，比羊毛制品和羊绒制品的保暖率还要高出许多。换言之，本发明保温隔热纤维制得的内衣，可以具有替代羊毛衫和羊绒衫的用途。

需要说明的是本发明的“保温隔热”与现有技术中“蓄热保温”之间的差别：蓄热是只由外部热源（或内部产生热量的物质）向蓄热产品提供能量，并由蓄热产品进行储存热量的过程；而本发明保温隔热纤维的工作原理是将人体的热量尽可能多地经由纳米单元反射回来，并与外界环境保持隔离。此外，本发明的上述实验均是针对内衣纺织品的保温性实验，并无外界热源（例如阳光等光源）的能量补充或供给，因此，本发明亦属于含有纳米单元的纤维在制备保暖纺织品中的应用。

实施例2：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，检测样品是在常规纺织纤维中加入了约占常规纺织纤维总重量0.2%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约8000纳米；所述微粒子包括500重量单元的钛（Ti）和300重量单元的铈（Ce），以及100重量单元的钾（K）、100重量单元的锡（Sn）和100重量单元的硫（S）。本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

本实施例的检测结果为：克重为150（g/m2）的含有本发明保温隔热纤维的纺织品，其保温率为43.2％；其他对比实验与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例检测结果的保温率对照图：略。

实施例3：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，检测样品是在常规纺织纤维中加入了约占总重量1.5%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约4000纳米；所述微粒子包括10000重量单元的钛（Ti），以及10重量单元的镁（Mg），本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

本实施例的检测结果为：克重为150（g/m2）的含有本发明保温隔热纤维的纺织品，其保温率为43.5％；其他对比实验与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例检测结果的保温率对照图：略。

实施例4：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，检测样品是在常规纺织纤维中加入了约占总重量1.6%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约5000纳米；所述微粒子包括500重量单元的钛（Ti）和500重量单元的镁（Mg），以及80重量单元的钾（K）、300重量单元的锡（Sn）和70重量单元的硫（S），本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

本实施例的检测结果为：克重为150（g/m2）的含有本发明保温隔热纤维的纺织品，其保温率为43.1％；其他对比实验与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例检测结果的保温率对照图：略。

此外，本实施例还采用了另一种保温隔热纤维的制备方法，包括纺织纤维化纤母粒的制备步骤，在化纤母粒的制备过程中，添加上述的纳米单元，然后生产出纤维。本实施例纤维制备方法的其他工艺步骤与现有技术的纤维制备方法相同，在此不再赘述。

实施例5：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，检测样品是在常规纺织纤维中加入了约占总重量1.8%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约3000纳米；所述微粒子包括500重量单元的钛（Ti）、500重量单元的镁（Mg）、100重量单元的铈（Ce）、300重量单元的钙（Ca）和1700重量单元的硅（Si）；以及50重量单元的钾（K）、500重量单元的锡（Sn）和50重量单元的硫（S），本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

本实施例的检测结果为：克重为150（g/m2）的含有本发明保温隔热纤维的纺织品，其保温率为43.7％；其他对比实验与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例检测结果的保温率对照图：略。

此外，本发明的另一目的是提供一种保温隔热的纺织品，例如针织或梭织产品，在该纺织品中，至少包括部分上述的纤维，当然，也可以全部使用本发明的保温隔热纤维制成。

本发明的又一目的在于提供一种含有纳米单元的纤维在制备保暖纺织品中的应用，所述含有纳米单元的纤维为上述任意的保温隔热纤维。本发明的保温隔热纤维抑或在其他领域或相似领域具有其他用途，但在本发明中，通过上述多组实验足以证明，本发明的保温隔热纤维在相同的条件下（例如克重相同）具有更好的保温隔热性能，因此，能够有效地应用在制备保暖纺织品领域当中。

显而易见，本领域的普通技术人员，可以用本发明一种保温隔热纤维及由该纤维制成的纺织品，构成各种类型的纺织纤维、纺织品及相应的制备方法。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种微粒子在制备保温隔热纤维中的应用，其特征在于：在常规纺织纤维中添加占常规纺织纤维总重量0.1～3％重量份的纳米单元提高纤维的保温率，所述纳米单元包括300～8000纳米的微粒子，所述的微粒子包括至少Ti和Ce的混合物、或者Ti和Mg的混合物、或者Ti、Ce、Mg、Si、Ca的混合物。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述常规纺织纤维包括化学纤维，所述的化学纤维包括人造纤维和/或合成纤维。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：包括占总重量1.5～3％重量份的300～4000纳米的微粒子。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：在所述的纳米单元中，所述微粒子包括500～10000重量单元的Ti和60～300重量单元的Ce，或者500～10000重量单元的Ti和10～500重量单元的Mg，或者500～10000重量单元的Ti、60～300重量单元的Ce、50～500重量单元的Ca、10～500重量单元的Mg、50～3000重量单元的Si。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：包括占总重量0.1～1.5％重量份的4000～8000纳米的微粒子。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：在所述的纳米单元中，所述微粒子包括500～10000重量单元的Ti和60～300重量单元的Ce，或者500～10000重量单元的Ti和10～500重量单元的Mg，或者500～10000重量单元的Ti、60～300重量单元的Ce、50～500重量单元的Ca、10～500重量单元的Mg、50～3000重量单元的Si。

7.根据权利要求4或6所述的应用，其特征在于：在所述的纳米单元中，所述的微粒子还包括50～100重量单元的K、100～500重量单元的Sn和50～100重量单元的S。

8.一种保温隔热的纺织品，其特征在于：该纺织品至少包括部分上述任意一项权利要求所述的保温隔热纤维。

9.一种含有纳米单元的纤维在制备保暖纺织品中的应用，其特征在于，所述含有纳米单元的纤维为上述任意一项权利要求所述的保温隔热纤维。