CN104562258A - 微胶囊相变调温纤维及其面料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微胶囊相变调温纤维的制备方法，采用直径小于10μm的相变材料微胶囊，以石蜡烃为囊芯、甲基丙烯酸甲酯为囊壁，石蜡的重量比为77%～85%，微胶囊的蓄热量为130～160J/g，耐热温度小于150℃；将相变材料微胶囊直接分散在纺丝熔体或溶液内，重量比为11%～13%，经过螺杆挤压机和箱体组件进行纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形，得到微胶囊相变调温纤维。本发明还公开了一种以上述微胶囊相变调温纤维为原料的面料制备方法，包括得到混合纤维、纺纱、织造、印染、后整理从而得到成品面料。本发明的微胶囊相变调温纤维生产的家纺产品具有远红外发射、调节温度、抗菌吸附异味等功能。

Description

微胶囊相变调温纤维及其面料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种微胶囊相变调温纤维的制备方法及以其为原料的面料制备方法，属于化学纤维，纺织品领域。

背景技术

随着科技的进步以及市场要求的提高，新型功能化纤维得到不断的发展。同时世界各国在环保领域不遗余力，循环再用、节省资源已成为全世界的目标方向，功能类纺织品的开发也深入人心，人们对纺织品需求也越来越个性化、功能化、保健化。

相变材料(PCM )在相变过程中能吸收和释放大量的相变潜热, 可广泛地应用于能量贮存和温度控制领域, 近20 年来在欧美国家得到了迅速的发展。根据相变方式分类, 相变材料可分为固-固相变材料和固-液相变材料; 而按物质属性, 可分为无机盐相变材料、有机小分子相变材料和高分子相变材料。不同种相变材料分别具有各自的特点, 但都存在一定的应用局限性。

微胶囊相变材料(MCPCM )的研究是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新的研究领域。MCPCM 从技术上克服了相变物质的应用局限性, 提高了相变材料的使用效率, 拓宽了相变材料的应用领域, 具有广阔的应用前景。

微胶囊技术是一种运用成膜材料将固体或液体包覆成具有核壳结构微粒的技术, 所得微粒称为微胶囊。微胶囊的粒径通常在2μm～1000μm 范围内, 外壳的厚度在0.2μm～ 10μm 范围内不等。微胶囊的外形多种多样, 多为球形。微胶囊技术起源于20 世纪50 年代, 并在以后的几十年间得到了迅猛的发展。目前微胶囊技术已广泛应用于化工、医药、轻工、农业等。

将MCPCM 与普通纤维共混后熔融纺丝可以制备调温纤维。2000年11月在德国法兰克福A van tex-高科技服装面料和时装工程的国际论坛上, A cordis 公司展示了一种新型纤维即OU TLA ST 纤维。该纤维具有调温和贮热保温功能, 可使人体皮肤处在外界温度和体温之间的舒适温度范围之内。其温度调节是以MCPCM 为基础的连续互动过程, 优越于以保温为基础的传统系统。目前,OU TLA ST 纤维已广泛用于袜类、家用装饰、户外运动服、军事或工业用防护服、防寒用品等。

此外，MCPCM 还可用于军事红外线伪装领域。将MCPCM 分散在基质中以涂料或遮障的形式用于军事目标上, 通过改变、调节相变物质的含量、组成等使其尽可能吸收目标放出的热量, 使得军事目标的温度与周围环境的温度保持相同, 从而可以达到最佳的伪装效果。

微胶囊的界面聚合法是将芯材乳化或分散在一个溶有壁材的连续相中，然后在芯材物料的表面上通过单体聚合反应而形成微胶囊。在界面聚合法工艺中，主要采用缩聚反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种微胶囊相变调温纤维的制备方法，该方法制备出来的纤维具有蓄热功能，提高了近红外发射率。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种以微胶囊相变调温纤维为原料的面料制备方法，利用这种面料制成的家纺产品增加了其功能性。

微胶囊相变调温纤维及其面料的制备方法，其特征在于：所述微胶囊相变调温纤维的制备方法步骤如下：

1）采用直径小于10μm的相变材料微胶囊，所述相变材料微胶囊以石蜡烃为囊芯、甲基丙烯酸甲酯为囊壁，所述相变材料微胶囊中石蜡的重量比为77%～85%，相变材料微胶囊的蓄热量为130～160J/g,耐热温度小于150℃；

2）将相变材料微胶囊直接分散在纺丝熔体或溶液内，所述相变材料微胶囊重量比为11%～13%，经过螺杆挤压机和箱体组件进行纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形，得到微胶囊相变调温纤维。

所述相变材料微胶囊的制备方法为界面聚合法。

所述纺丝的纺速为2800m/min，所述螺杆挤压机内的温度为250℃～290℃，所述箱体组件内温度为240℃～270℃，箱体组件内喷丝板的孔径为0.3～0.6mm，所述卷绕速度为1100～1600m/min，所述吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为15～20℃。

所述微胶囊相变调温纤维面料的制备方法步骤如下：

1）采用权利要求1所述的微胶囊相变调温纤维与棉纤维、羊毛纤维混纺，微胶囊相变调温纤维重量配比为30%～40%，棉纤维重量配比为45%～50%，羊毛纤维重量配比为10%～25%；

2）将步骤1）中得到的混纺纱线进行纺纱、织造、印染和后整理得到成品面料。

所述微胶囊相变调温纤维直径为1.5mm，长度为38mm。

所述纺纱依次经过的机器为：圆盘式抓棉机→混开棉机→梳针式开棉机→双振动给棉箱→单打手成卷机→梳棉机→并条机→带自调匀整→悬锭式粗纱机→细纱机→自动络筒机。

所述织造的工艺包括整经→浆纱→穿筘→提花织机→验布→折布→打包→入库。

所述印染包括前处理和染色。

所述前处理为采用双氧水6%-7%、液碱3%-4%、低泡精练剂 SF-1 0.2%-0.7%、浴中宝 C 0.5%-1.5%、除氧酶TZX YR 0.05%-0.15%和冰醋酸0.1%-0.4%组成的前处理剂在95℃下处理40-60min。

所述染色依次为面料染色、水洗、脱水、染棉、水洗、固色、水洗。

采用了本发明的技术方案制造的微胶囊相变调温纤维，生产出的家纺产品具有远红外发射、调节温度、抗菌吸附异味等功能，是新一代生态、保健产品。且微胶囊相变调温纤维的基础上加入其他纤维，使各种纤维的功能相得益彰，还具有良好的性价比。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：微胶囊相变调温纤维的制备方法，包括以下步骤：以石蜡烃为囊芯、甲基丙烯酸甲酯为囊壁，采用界面聚合法制备出直径小于10μm的相变材料微胶囊，其中，制得的相变材料微胶囊中石蜡的重量比为77%，相变材料微胶囊的蓄热量为130J/g,耐热温度为130℃；将相变材料微胶囊直接分散在纺丝熔体或溶液内，经过螺杆挤压机和箱体组件进行纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形，得到微胶囊相变调温纤维。其中，相变材料微胶囊重量比为11%，纺丝的纺速为2800m/min，螺杆挤压机内的温度为250℃，箱体组件内温度为240℃，箱体组件内喷丝板的孔径为0.3mm，卷绕速度为1100m/min，吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为15℃。

以实施例1制得的微胶囊相变调温纤维为原料的面料制备方法，包括以下步骤：采用微胶囊相变调温纤维与棉纤维、羊毛纤维混纺，其中，微胶囊相变调温纤维为直径为1.5mm，长度为38mm，微胶囊相变调温纤维重量配比为30%，棉纤维重量配比为45%，羊毛纤维重量配比为25%。

将得到的混纺纱线进行纺纱、织造、印染和后整理得到成品面料；纺纱依次进过的机器为：圆盘式抓棉机→混开棉机→梳针式开棉机→双振动给棉箱→单打手成卷机→梳棉机→并条机→带自调匀整→悬锭式粗纱机→细纱机→自动络筒机。

织造的工艺为整经→浆纱→穿筘→提花织机→验布→折布→打包→入库。

印染包括前处理和染色，前处理方法包括采用双氧水6%、液碱3%、低泡精练剂 SF-1 0.2%、浴中宝 C 0.5%、除氧酶TZX YR 0.05%和冰醋酸0.1%组成的前处理剂在95℃下处理40min。

染色依次为面料染色、水洗、脱水、染棉、水洗、固色、水洗。

实施例2，微胶囊相变调温纤维的制备方法，包括以下步骤：以石蜡烃为囊芯、甲基丙烯酸甲酯为囊壁，采用界面聚合法制备出直径小于10μm的相变材料微胶囊，其中，制得的相变材料微胶囊中石蜡的重量比为80%，相变材料微胶囊的蓄热量为145J/g,耐热温度为140℃；将相变材料微胶囊直接分散在纺丝熔体或溶液内，经过螺杆挤压机和箱体组件进行纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形，得到微胶囊相变调温纤维。其中，相变材料微胶囊重量比为12%，纺丝的纺速为2800m/min，螺杆挤压机内的温度为270℃，箱体组件内温度为255℃，箱体组件内喷丝板的孔径为0.4mm，卷绕速度为1200m/min，吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为17℃。

以实施例2制得的微胶囊相变调温纤维为原料的面料制备方法，包括以下步骤：

采用微胶囊相变调温纤维与棉纤维、羊毛纤维混纺，其中，微胶囊相变调温纤维为直径为1.5mm，长度为38mm，微胶囊相变调温纤维重量配比为35%，棉纤维重量配比为50%，羊毛纤维重量配比为15%。

将得到的混纺纱线进行纺纱、织造、印染和后整理得到成品面料；纺纱依次进过的机器为：圆盘式抓棉机→混开棉机→梳针式开棉机→双振动给棉箱→单打手成卷机→梳棉机→并条机→带自调匀整→悬锭式粗纱机→细纱机→自动络筒机。

织造的工艺为整经→浆纱→穿筘→提花织机→验布→折布→打包→入库。

印染包括前处理和染色，前处理方法包括采用双氧水6.5%、液碱3.5%、低泡精练剂 SF-1 0.5%、浴中宝 C 0.5%、除氧酶TZX YR 0.1%和冰醋酸0.3%组成的前处理剂在95℃下处理50min。

染色依次为面料染色、水洗、脱水、染棉、水洗、固色、水洗。

实施例3，微胶囊相变调温纤维的制备方法，包括以下步骤：以石蜡烃为囊芯、甲基丙烯酸甲酯为囊壁，采用界面聚合法制备出直径小于10μm的相变材料微胶囊，其中，制得的相变材料微胶囊中石蜡的重量比为85%，相变材料微胶囊的蓄热量为160J/g,耐热温度为150℃。

将相变材料微胶囊纤维直接分散在纺丝熔体或溶液内，经过螺杆挤压机和箱体组件进行纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形，得到微胶囊相变调温纤维。其中，相变材料微胶囊重量比为13%，纺丝的纺速为2800m/min，螺杆挤压机内的温度为290℃，箱体组件内温度为270℃，箱体组件内喷丝板的孔径为0.5mm，卷绕速度为1300m/min，吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为20℃。

以实施例3制得的微胶囊相变调温纤维为原料的面料制备方法，包括以下步骤：

采用微胶囊相变调温纤维与棉纤维、羊毛纤维混纺，其中，微胶囊相变调温纤维为直径为1.5mm，长度为38mm，微胶囊相变调温纤维重量配比为40%，棉纤维重量配比为50%，羊毛纤维重量配比为10%。

将得到的混纺纱线进行纺纱、织造、印染和后整理得到成品面料；纺纱依次进过的机器为：圆盘式抓棉机→混开棉机→梳针式开棉机→双振动给棉箱→单打手成卷机→梳棉机→并条机→带自调匀整→悬锭式粗纱机→细纱机→自动络筒机。

织造的工艺为整经→浆纱→穿筘→提花织机→验布→折布→打包→入库。

印染包括前处理和染色，前处理方法包括采用双氧水7%、液碱4%、低泡精练剂 SF-1 0.7%、浴中宝 C 1.5%、除氧酶TZX YR 0.15%和冰醋酸0.4%组成的前处理剂在95℃下处理60min。

染色依次为面料染色、水洗、脱水、染棉、水洗、固色、水洗。

上述各实施例中制得的微胶囊相变调温纤维的主要功能及技术指标如下：

保温率：86%；

透气率：42mm/s；

微胶囊的储热量在130～160J／g；

近红外发射率：近红外线发射≥90%。

所制得面料的指标均符合GB/T18401。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.微胶囊相变调温纤维及其面料的制备方法，其特征在于：所述微胶囊相变调温纤维的制备方法步骤如下：

1）采用直径小于10μm的相变材料微胶囊，所述相变材料微胶囊以石蜡烃为囊芯、甲基丙烯酸甲酯为囊壁，所述相变材料微胶囊中石蜡的重量比为77%～85%，相变材料微胶囊的蓄热量为130～160J/g,耐热温度小于150℃；

2）将相变材料微胶囊直接分散在纺丝熔体或溶液内，所述相变材料微胶囊重量比为11%～13%，经过螺杆挤压机和箱体组件进行纺丝，纺丝后再进行吹风冷却、上油、卷绕成形，得到微胶囊相变调温纤维。

2.根据权利要求1所述的微胶囊相变调温纤维的制备方法，其特征在于：所述相变材料微胶囊的制备方法为界面聚合法。

3.根据权利要求1所述的微胶囊相变调温纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝的纺速为2800m/min，所述螺杆挤压机内的温度为250℃～290℃，所述箱体组件内温度为240℃～270℃，箱体组件内喷丝板的孔径为0.3～0.6mm，所述卷绕速度为1100～1600m/min，所述吹风冷却采用稳定横吹风冷却模式，冷却风温度为15～20℃。

4.根据权利要求1所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于，所述微胶囊相变调温纤维面料的制备方法步骤如下：

1）采用权利要求1所述的微胶囊相变调温纤维与棉纤维、羊毛纤维混纺，微胶囊相变调温纤维重量配比为30%～40%，棉纤维重量配比为45%～50%，羊毛纤维重量配比为10%～25%；

2）将步骤1）中得到的混纺纱线进行纺纱、织造、印染和后整理得到成品面料。

5.根据权利要求4所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于：所述微胶囊相变调温纤维直径为1.5mm，长度为38mm。

6.根据权利要求4所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于：所述纺纱依次经过的机器为：圆盘式抓棉机→混开棉机→梳针式开棉机→双振动给棉箱→单打手成卷机→梳棉机→并条机→带自调匀整→悬锭式粗纱机→细纱机→自动络筒机。

7.根据权利要求4所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于：所述织造的工艺包括整经→浆纱→穿筘→提花织机→验布→折布→打包→入库。

8.根据权利要求4所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于：所述印染包括前处理和染色。

9.根据权利要求8所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于：所述前处理为采用双氧水6%-7%、液碱3%-4%、低泡精练剂 SF-1 0.2%-0.7%、浴中宝 C 0.5%-1.5%、除氧酶TZX YR 0.05%-0.15%和冰醋酸0.1%-0.4%组成的前处理剂在95℃下处理40-60min。

10.根据权利要求8所述的微胶囊相变调温纤维面料的制备方法，其特征在于：所述染色依次为面料染色、水洗、脱水、染棉、水洗、固色、水洗。