CN107326530A - 一种增材制造棉纤维面料的制备方法 - Google Patents

一种增材制造棉纤维面料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种增材制造棉纤维面料的制备方法，选择棉纤维作为面料；选择N‑甲基吗啉‑N‑氧化物或[BMIM]Cl离子液体作为溶剂；将棉纤维浸泡在溶剂中，使棉纤维达到半溶解状态，既保持棉纤维的主要性能不受损伤，又利用其半溶解后的粘性使纤维间相互粘结，即制备出具有柔软性、透气性和穿着舒适性的增材制造棉纤维面料。本发明选用棉纤维和适当溶剂，创新性地应用半溶解技术，既保持棉纤维的主要性能不受损伤，又利用其半溶解后的粘性使纤维间相互粘结，必要时再加上辅助弹性粘合剂的作用，使其不经过传统纺织所需的冗长加工过程而直接形成面料，并且得到的面料具有一定的传统纺织品柔软、透气和舒适的性能。

Description

一种增材制造棉纤维面料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种增材制造棉纤维面料的制备方法，属于纺织面料技术领域。
背景技术
工业4.0和智能制造对传统制造业的产业升级提出了挑战，也提供了难得的机遇。再加上人们越来越热衷于快时尚和个性化的生活方式，越来越热关注可持续发展，以3D打印为代表的增材制造加工技术应运而生并快速兴起，走进了包括纺织服装业在内的各行各业。
目前，在纺织服装业，从纤维到纺织面料再到服装要经过几十道工序。所以，纺织服装业已在探索面料制备增材制造技术，也有了3D打印服装面世。但目前的3D打印服装材料一般为塑料树脂，服装材质近似塑料布或者硬质塑料，不柔软贴体，只具有观赏价值，不存在服用价值，不符合纺织品的基本标准，达不到服装面料的柔软性、透气性和穿着舒适性等基本要求，不能称为真正意义上的服装。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何使增材制造纺织面料具有服装面料要求的柔软性、透气性和穿着舒适性等基本性能。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：选择棉纤维作为原料；选择N-甲基吗啉-N-氧化物或[BMIM]Cl离子液体作为溶剂；将棉纤维浸泡在溶剂中，使棉纤维达到半溶解状态，既保持棉纤维的主要性能不受损伤，又利用其半溶解后的粘性使纤维间相互粘结，即制备出具有柔软性、透气性和穿着舒适性的增材制造棉纤维面料。
棉纤维的主要性能不受损伤是指棉纤维的柔软性、透气性和穿着舒适性不受损伤。
选择N-甲基吗啉-N-氧化物，简称NMMO，作为溶剂时，具体包括如下步骤：
步骤1：配置NMMO溶液；
步骤2：将配置好的NMMO溶液均匀地喷涂在棉纤维网上，保证每一根棉纤维均浸泡在NMMO溶液中；
步骤3：将棉纤维网放置在加热装置上进行加热处理；加热过程保证棉纤维网密封，不存在NMMO溶剂损失和水汽进入；
步骤4：将被加热后的棉纤维网浸入水浴中进行固化处理，清洗去除棉纤维网中多余的NMMO溶剂，得到棉纤维面料；
步骤5：对棉纤维面料进行塑化处理，最后将塑化处理后的棉纤维面料烘干，得到所需的增材制造棉纤维面料。
优选地，所述步骤3中，对棉纤维网进行加热时要均匀加热。
选择[BMIM]Cl离子液体作为溶剂时，具体包括如下步骤：
步骤1：对[BMIM]Cl离子液体进行加热处理；
步骤2：将烘燥过后的夹持在金属网之间的棉纤维网置于经加热的[BMIM]Cl离子液体中浸渍；
步骤3：取出棉纤维网，并对浸渍后的棉纤维网进行挤压，将多余的[BMIM]Cl离子液体挤出；
步骤4：对棉纤维网进行加热处理，得到棉纤维面料；
步骤5：将加热后的棉纤维面料放入冷水中凝固，再用洗涤剂和清水洗涤，接着，将洗净的棉纤维面料烘燥；
步骤6：用水性聚氨酯对棉纤维面料进行涂覆，或者用天然乳胶溶液对棉纤维面料进行涂覆，得到所需的增材制造棉纤维面料。
优选地，所述步骤1中，将[BMIM]Cl离子液体在100～130℃的烘箱中加热1～3h。
优选地，所述步骤2中，浸渍时间为30～70s。
优选地，所述步骤4中，将棉纤维网放入100-130℃的烘箱中进行加热。
优选地，所述步骤5中，棉纤维面料从烘箱中取出后立即放入冷水中凝固1～3min，再用洗涤剂和清水洗涤2～6次，接着将洗净的棉纤维面料放在烘箱中烘燥。
优选地，所述步骤6中，用30％-70％含固量的水性聚氨酯对棉纤维面料进行涂覆，加重率为30％-80％；或者用20％-70％的天然乳胶溶液对棉纤维面料进行涂覆，加重率为30％-80％。
本发明选用具有良好人体亲和性的天然纤维——棉纤维，采用适当溶剂，溶剂可以是N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)或[BMIM]Cl离子液体，创新性地应用半溶解技术，使棉纤维达到最佳的半溶解状态，既保持棉纤维的主要性能不受损伤，又利用其半溶解后的粘性使纤维间相互粘结，必要时再加上辅助弹性粘合剂的作用，使其不经过传统纺织所需的冗长加工过程而直接形成面料，并且得到的面料具有一定的传统纺织品的柔软性、透气性和穿着舒适性等性能，为纺织面料增材制造快速成型技术提供了一种新的方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
溶剂采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)。
将配置好的一定浓度的NMMO溶液均匀地喷涂在棉纤维网上，保证每一根棉纤维均浸泡在NMMO溶液中。然后将棉纤维网放置在自制的加热装置上进行加热处理，保证棉纤维网密封，不存在NMMO溶剂损失和水汽进入，加热均匀。接着将加热处理一定时间后的棉纤维网浸入水浴中进行固化处理，清洗去除纤维网中的NMMO溶剂，然后对面料进行塑化处理，最后将塑化处理后的面料烘干，得到的面料具有服装面料要求的柔软性、透气性和穿着舒适性等基本性能。
实施例2
溶剂采用[BMIM]Cl离子液体。
将[BMIM]Cl离子液体在100-130℃的烘箱中加热1-3h，将烘燥过后的夹持在金属网之间的棉纤维网置于经加热的[BMIM]Cl离子液体中浸渍30-70s后取出，然后对浸渍后的棉纤维网进行挤压，将多余的离子液体挤出；接着将试样放入100-130℃的烘箱中加热若干分钟。然后把面料取出后立即放入冷水中凝固1-3min，再用洗涤剂和清水洗涤2-6次，接着，将洗净的面料放在烘箱中烘燥30-80min。最后，用30％-70％的含固量的水性聚氨酯对面料进行涂覆，加重率为30％-80％，或者用20％-70％的天然乳胶溶液对面料进行涂覆，加重率为30％-80％。得到的面料具有服装面料要求的柔软性、透气性和穿着舒适性等基本性能。

Claims (9)

1.一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：选择棉纤维作为面料；选择N-甲基吗啉-N-氧化物或[BMIM]Cl离子液体作为溶剂；将棉纤维浸泡在溶剂中，使棉纤维达到半溶解状态，既保持棉纤维的主要性能不受损伤，又利用其半溶解后的粘性使纤维间相互粘结，即制备出具有柔软性、透气性和穿着舒适性的增材制造棉纤维面料。
2.如权利要求1所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：选择N-甲基吗啉-N-氧化物，简称NMMO，作为溶剂时，具体包括如下步骤：
步骤1：配置NMMO溶液；
步骤2：将配置好的NMMO溶液均匀地喷涂在棉纤维网上，保证每一根棉纤维均浸泡在NMMO溶液中；
步骤3：将棉纤维网放置在加热装置上进行加热处理；加热过程保证棉纤维网密封，不存在NMMO溶剂损失和水汽进入；
步骤4：将被加热后的棉纤维网浸入水浴中进行固化处理，清洗去除棉纤维网中多余的NMMO溶剂，得到棉纤维面料；
步骤5：对棉纤维面料进行塑化处理，最后将塑化处理后的棉纤维面料烘干，得到所需的增材制造棉纤维面料。
3.如权利要求2所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，对棉纤维网进行加热时要均匀加热。
4.如权利要求1所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：选择[BMIM]Cl离子液体作为溶剂时，具体包括如下步骤：
步骤1：对[BMIM]Cl离子液体进行加热处理；
步骤2：将烘燥过后的夹持在金属网之间的棉纤维网置于经加热的[BMIM]Cl离子液体中浸渍；
步骤3：取出棉纤维网，并对浸渍后的棉纤维网进行挤压，将多余的[BMIM]Cl离子液体挤出；
步骤4：对棉纤维网进行加热处理，得到棉纤维面料；
步骤5：将加热后的棉纤维面料放入冷水中凝固，再用洗涤剂和清水洗涤，接着，将洗净的棉纤维面料烘燥；
步骤6：用水性聚氨酯对棉纤维面料进行涂覆，或者用天然乳胶溶液对棉纤维面料进行涂覆，得到所需的增材制造棉纤维面料。
5.如权利要求4所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，将[BMIM]Cl离子液体在100～130℃的烘箱中加热1～3h。
6.如权利要求4所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，浸渍时间为30～70s。
7.如权利要求4所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，将棉纤维网放入100-130℃的烘箱中进行加热。
8.如权利要求7所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，棉纤维面料从烘箱中取出后立即放入冷水中凝固1～3min，再用洗涤剂和清水洗涤2～6次，接着将洗净的棉纤维面料放在烘箱中烘燥。
9.如权利要求1所述的一种增材制造棉纤维面料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中，用30％-70％的含固量的水性聚氨酯对棉纤维面料进行涂覆，加重率为30％-80％；或者用20％-70％的天然乳胶溶液对棉纤维面料进行涂覆，加重率为30％-80％。
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