CN104153203B - 一种智能调温纺织品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能调温纺织品及其制备方法。其特点是：本发明是采用涂层粘合剂对相变微胶囊进行包裹混合后，而涂布在纺织面料表面而制成；所述涂料的组份及重量的百分比为：相变微胶囊30-35%，乳液20-40%；分散剂0.2-2%，消泡剂0.1-1%，增稠剂2-8%，脱网剂0.1-0.5%，去离子水20-30%。本发明按如下步骤顺序进行：打浆→预整理→涂层→焙烘→冷却收卷。本发明由于相变材料采用相变微胶囊，因此，在发生吸热融熔时不会给织物外观带来似油浸状的负面影响；二是由于采用以点状均匀涂布，具有手感柔软、透气性能好；三是由于将最后一级热风烘箱温度控制在150-180℃，使得马来酸酐和相转变材料产生交联反应，使智能调温纺织品涂层牢度好更耐水洗。

Description

一种智能调温纺织品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种智能纺织品及其制备方法，特别是涉及一种智能调温纺织品及其制备方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，人们对于服装的要求已经从单纯的保暖性逐步转变为对其功能性、舒适性的追求，其中防静电、阻燃、防水等功能性纺织品的相继问世，极大地推动了纺织品后整理技术的发展，随着研究领域的不断拓展及纺织加工技术的不断发展，人们对服装最基本的保暖御寒作用有了新的认识和理解；将时尚、美感与服装保暖性能有机地结合起来，运用现代高新纺织加工技术而诞生的智能调温纺织品，打破了人们多年延续仅靠机械增、减着装厚度来抵御大自然四季轮回的传统观念，已成为人们的热门话题；

智能调温纺织品对外界环境温度具有独特的智能响应性，它超越了传统纺织品的单一保温功能，是一种具有双向温度调节作用的、以改善舒适性为主要目的的新型材料，它是将相变蓄热技术与纤维和纺织品制造技术相结合开发出的一种高技术产品，具有自动吸收、储存、分配和放出热量的功能，有智能调温的效果；

其调温原理是利用含有的相变物质随外界环境温度的变化发生液—固可逆变化，即环境温度升高时吸收储存热量，自身由固态变为液态；当温度降低时，放出储存的热量，相变物质由液态变为固态，从而实现纺织品的温度自调节，创造舒适的温度环境；

20世纪80年代中期，各国研究人员先后采用多种工艺路线研制开发智能调温纺织品，我国自20世纪初90年代初开始这方面的工作，现已经取得了很大的成绩；目前常用的制备方法主要有以下几种：

（一）、中空纤维填充法

中空纤维填充法是在织造前，将相变材料充填到中空纤维的中空部分，然后利用特殊方法将中空部分密封，从而赋予纤维蓄热保温、调温性能；但该种纤维调温效果的耐久性差，使用一段时间后其调温功能会降低，因此，这种纤维的实用性不强；

（二）、纺丝法

该方法是将相变材料与纺丝原液混合后进行纺丝；1993年日本酯公司提出了以脂肪族聚酯为芯成分或岛成分，以普通聚合物为皮成分或海成分，采用熔融复合纺丝方法制备具有吸热、放热功能纤维的专利申请；1994年日本东洋纺公司提出了以聚丁二醇为芯成分或岛成分，以普通聚合物为皮成分或海成分，采用熔融复合纺丝方法制备具有吸热、放热功能纤维的专利申请；2000年底，天津大学研制出了相变物质含量在16%以上，单丝纤度为5dtex的蓄热调温纤维，而且该技术方案获得了国家发明专利；但这种方法对设备的要求高，因此，难以实现产业化；

（三）、微胶囊法

微胶囊的制备技术起源于20世纪50年代，在70年代中期得到迅猛的发展，在此时期出现了许多微胶囊产品和工艺，如：药物、酶、香水、催化剂、染料等产品都应用了微胶囊化的封装形式；

相变微胶囊借鉴了这一技术，将相变材料分散成小颗粒，然后在表面封装一层性能稳定的壳材，最终形成相变微胶囊，并制成直径在1-100μm之间常态下稳定的固体微粒，囊壁材料采用高分子聚合物制成，相变微胶囊的芯材-相变材料在吸热时为液体，但外壳仍为固体，因此材料的外形仍为固态颗粒；将相变材料微胶囊化这一技术很好地解决了在纺织品中应用的问题与难点，如：固液相变材料相变时体积变化以及泄漏而产生对皮肤刺激，与织物的结核性；提供了大的传热面积改善传热；防止相变材料的性质变化等优点，对于制备智能调温纺织品至关重要；20世纪80年代，TraigleResearch＆DevelopmentCorporation公司的Colvin和Brandt申请了微胶囊相变材料技术的专利；1997年，美国Outlast公司获得了Traigle公司的专利利使用权，将相变材料包覆在微胶囊内，制成用于纺丝加工的相变材料微胶囊；这种纤维中相变微胶囊的质量分数为8%左右；这种将相变微胶囊包覆在微胶囊内用来纺丝织布制成的智能调温纺织品，具有穿着舒适的优点，但是，由于采用微胶囊内用来纺丝，所形成的纱线牢固度差；再由于这种纤维中相变微胶囊的质量分数为8%左右，因此调温效果效果也不太理想；

（四）、涂层法

涂层法是利用涂层加工手段，利用粘合剂将相变材料机械地粘接在纺织品上，具有简单易行的优点；目前现有技术一是将相变材料与粘合剂混合后直接涂覆于纺织品上而制成智能调温纺织品，但是，由于大多数相变材料发生相变时伴随有液相的产生，因此在发生吸热融熔时会给织物外观带来似油浸状的负面影响，从而降低了利用该法制成的产品服用性能，通常采用降低织物上的相变材料含量的方法来解决这一问题，但这同样会降低织物的调温效果；二是如专利号CN200710057493.2天津工业大学发明的:一种智能调温纺织品及其制备方法，将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水常温水解聚合成二氧化硅网状结构凝胶，然后加入醇类相变材料而制成的复合相变材料，最后将复合相变材料与粘合剂混合后涂布在纺织面料的表面制成智能调温纺织品；该方法通过凝胶对相变材料进行了有效的包裹，然后再利用粘合剂将相变材料机械地粘接在纺织品上，解决了在发生吸热融熔时会给织物外观带来似油浸状的负面影响，但是，由于涂层采用刮浆形成，故形成透气性能差，对织物手感以及使用中的稳定性都存在问题，所制成的智能调温纺织品服用性能差，用途受到限制，至今未能推广应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种相变过程无液态相变材料析出的；具有手感柔软、透气性能好、耐水洗的智能调温纺织品；

本发明的另一个目的在于提供一种上述智能调温纺织品的制备方法；

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：该种智能调温纺织品，其特征在于：所述的智能调温纺织品是采用涂层粘合剂对相变微胶囊进行包裹混合后，并调成涂料而涂布在纺织面料表面而制成；所述涂料的组份及重量的百分比为：相变微胶囊30-35%，乳液20-40%；分散剂0.2-2%，消泡剂0.1-1%，增稠剂2-8%，脱网剂0.1-0.5%，去离子水20-30%；

所述的智能调温纺织品的制备方法，其特征在于：所述的智能调温纺织品的制备方法是按如下步骤顺序进行：

第一步、打浆：

⑴、制备乳液：将马来酸酐接枝聚丙烯在挤压和乳化剂的作用下分散在水中，搅拌均匀；其中聚丙烯的接枝率为1-2%，熔融指数为50-200g/10min；乳液的固含量为20-40%；

⑵、按各组份重量的百分比，先将乳液、分散剂、消泡剂、脱网剂、去离子水加入容器中，充分搅拌均匀后，加入相变微胶囊，搅拌10分钟，再慢慢加入增稠剂；浆料粘度控制在50000Pas-60000Pas；

第二步、预整理：对纺织品面料进行亲水预处理，进一步降低甲醛含量；

第三步、涂层：引布进入涂层设备上浆，把浆料通过泵抽至涂层设备的圆网内，通过刮刀的压力，使浆料以点状均匀涂布在织物上；涂布量控制15-50g/m²；

第四步、焙烘：布涂层结束后，进入热风烘箱进行烘焙固化，烘干固化温度控制在130-150℃，车速控制在15-30m/min；将最后一级热风烘箱温度控制在150-180℃，使得马来酸酐和相转变材料产生交联反应，提高涂层材料之间及涂层与基布之间结合的牢固度；

第五步、冷却收卷：在布卷辊筒内腔采用冷却水循环冷却，同时室内配用空调使其冷到18℃以内，即制成智能调温纺织品。

本发明与现有技术相比的有益效果：

本发明一是由于将相变微胶囊通过与粘合剂混合后粘接在纺织品上，相变微胶囊的囊壁材料采用高分子聚合物制成，相变微胶囊的芯材-相变材料在吸热时为液体，但外壳仍为固体，因此相变材料的外形仍为固态颗粒，因此，该智能调温纺织品在发生吸热融熔时不会给织物外观带来似油浸状的负面影响；二是由于在涂层前对面料进行了亲水处理，使涂层容易与面料粘合为一体；三是本发明由于采用将相变微胶囊与粘合剂混合后以点状均匀涂布在织物上，因此不但使智能调温纺织品具有手感柔软、透气性能好，而且使得智能调温纺织品中的相变材料含量高，面料涂层上的相变微胶囊达30-35%，因此，使得本发明的智能调温纺织品调温性能好；四是由于在焙烘区将最后一级热风烘箱温度控制在150-180℃，使得马来酸酐和相转变材料产生交联反应，进一步提高了涂层材料之间及涂层与基布之间结合的牢固度，使该智能调温纺织品更耐水洗。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明提供的智能调温纺织品及其制备方法进行详细说明；下面所有实施例适用于所有纺织及无纺面料：

实施例1：

第一步、打浆：

⑴、制备乳液：将马来酸酐接枝聚丙烯在挤压和乳化剂的作用下分散在水中；其中聚丙烯的接枝率为2%，熔融指数为200g/10min；乳液的固含量为30%；

⑵、按各组份重量的百分比，先将乳液36kg、分散剂1kg、消泡剂1kg、脱网剂0.5kg、去离子水20kg加入容器中，充分搅拌均匀后，加入相变微胶囊35kg，搅拌10分钟，再慢慢加入增稠剂6.5kg；浆料粘度控制在55000Pas；

第二步、预整理：对纺织品面料进行亲水预处理，采用等离子体处理提高纺织品面料亲水性，在面料碱减量处理的溶液中，加入亲水试剂，按每1公斤处理液加入200克亲水试剂；在面料碱减量处理结束吋，亲水试剂即已经接枝到纺织品面料分子上，赋予纺织品面料以亲水性，同时也进一步降低了甲醛含量；

第三步、涂层：引布进入涂层设备上浆，采用热熔浆料点机涂布，圆网采用CP110的圆网，把浆料通过泵抽至涂层设备的圆网内，通过刮刀的压力，使浆料以点状均匀涂布在织物上；涂布量控制15-50g/m²；

第四步、焙烘：布涂层结束后，进入热风烘箱进行烘焙固化，烘干固化温度控制在130-150℃，车速控制在15-30m/min；将最后一级热风烘箱温度控制在150-180℃，使得马来酸酐和相转变材料产生交联反应，提高涂层材料之间及涂层与基布之间结合的牢固度；

第五步、冷却收卷：在布卷辊筒内腔采用冷却水循环冷却，同时室内配用空调使其冷到18℃以内，即制成智能调温纺织品；

本发明采用的相变微胶囊粒径在2-10μm，相变微胶囊芯材含量为72%-80%，潜热在130-140J/g之间；微胶囊在相变材料上的耐热性：150-180℃；本实施例中的相变材料的相变焓为：25J/g；相变温度为：32℃；

实施例2

第一步、打浆：

⑴、制备乳液：将马来酸酐接枝聚丙烯在挤压和乳化剂的作用下分散在水中；其中聚丙烯的接枝率为1%，熔融指数为100g/10min；乳液的固含量为20%；

⑵、按各组份重量的百分比，先将乳液30kg、分散剂0.5kg、消泡剂1kg、脱网剂0.5kg、去离子水30kg加入容器中，充分搅拌均匀后，加入相变微胶囊30kg，搅拌10分钟，再慢慢加入增稠剂8kg；浆料粘度控制在52000Pas；

本实施例除上述与第一实施例的第一步参数有不同外，其他步骤及条件不变；本实施例中的相变材料的相变焓为：18J/g；相变温度为：32℃；

实施例3

第一步、打浆：

⑴、制备乳液：将马来酸酐接枝聚丙烯在挤压和乳化剂的作用下分散在水中；其中聚丙烯的接枝率为1.5%，熔融指数为150g/10min；乳液的固含量为40%；

⑵、按各组份重量的百分比，先将乳液35kg、分散剂1kg、消泡剂1kg、脱网剂0.5kg、去离子水26kg加入容器中，充分搅拌均匀后，加入相变微胶囊32.5kg，搅拌10分钟，再慢慢加入增稠剂4kg；浆料粘度控制在52000Pas；

本实施例除上述与第一实施例的第一步参数有不同外，其他步骤及条件不变；本实施例中的相变材料的相变焓为：21J/g；相变温度为：32℃；

本发明试制的产品经西安国联质量检测技术有限公司检测，产品质量符合设计要求（见附后的其他证明文件《检测报告》）。

Claims (1)

1.一种智能调温纺织品的制备方法，其特征在于：所述的智能调温纺织品是采用涂层粘合剂对相变微胶囊进行包裹混合调成浆料后涂布在纺织面料表面上而成；所述的智能调温纺织品的制备方法是按如下步骤顺序进行：

第一步、打浆：

浆料的组份及重量的百分比为：相变微胶囊30-35%，乳液20-40%；分散剂0.2-2%，消泡剂0.1-1%，增稠剂2-8%，脱网剂0.1-0.5%，去离子水20-30%，各组分的和为100%；所述浆料组份中的乳液制备，是通过将马来酸酐接枝聚丙烯在挤压和乳化剂的作用下分散在水中，搅拌均匀；其中聚丙烯的接枝率为1-2%，熔融指数为50-200g/10min；乳液的固含量为20-40%；

先将乳液、分散剂、消泡剂、脱网剂、去离子水加入容器中，充分搅拌均匀后，加入相变微胶囊，搅拌10分钟，再慢慢加入增稠剂；浆料粘度控制在50000Pas-60000Pas；

第二步、预整理：对纺织品面料进行亲水预处理，进一步降低甲醛含量；

第三步、涂层：引布进入涂层设备上浆，把浆料通过泵抽至涂层设备的圆网内，通过刮刀的压力，使浆料以点状均匀涂布在织物上；涂布量控制15-50g/m²；

第四步、焙烘：布涂层结束后，进入热风烘箱进行烘焙固化，烘干固化温度控制在130-150℃，车速控制在15-30m/min；将最后一级热风烘箱温度控制在150-180℃，使得马来酸酐和相转变材料产生交联反应，提高涂层材料之间及涂层与基布之间结合的牢固度；

第五步、冷却收卷：在布卷辊筒内腔采用冷却水循环冷却，同时室内配用空调使其冷到18℃以内，即制成智能调温纺织品。