CN109505122A - 一种耐久发热整理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐久发热整理剂，属于纺织技术领域，其技术要点包括如下重量份数的组分：发热基质材料20‑40份、环糊精20‑40份、粘合剂5‑10份、乙醇溶剂2‑10份，以及水余量补足。本发明不仅安全可靠、性价比高，而且还提高了织物吸湿发热暖感的耐久性能，以及织物的耐洗耐久功能。

Description

一种耐久发热整理剂
技术领域
本发明属于纺织技术领域，更具体地说，它涉及一种耐久发热整理剂。
背景技术
近年来，纺织面料的吸湿发热性能受到国内外的广泛关注。有资料测试证明，人体在静止时通过皮肤向外蒸发水分约为15g/m2·h；运动时，有大量汗水排出，即有液体，也有气体，约为100g/m2·h。纺织品吸湿发热的原理正是利用纤维较强的吸湿性能，捕捉人体释放的含有较高动能的气态水分子，将其吸附在纤维的表面，使水分子的动能降低并转化为热能而达到吸湿发热的效果。通常，吸湿发热性能与回潮率有很大关系，纤维的回潮率大则吸湿发热性能优，回潮率小，则吸湿发热性能差，比如羊毛、莫代尔纤维的吸湿发热效果好；腈纶和涤纶的吸湿发热效果差。
目前提高吸湿发热性能的方法有以下几种：(1)对纤维进行高亲水化处理，分子链中引入氨基和羧基等亲水基团，并进行交联处理，得到强吸湿性能的纤维；(2)通过增加纤维的裂缝、微孔等方式增加纤维的比表面积，从而增加表面能、提高吸湿性；(3)将纤维素纤维与超细旦合成纤维组合在一起，纺出的纱线具有较高的吸湿性和毛细效应，能够迅速吸收汗液并将其扩散；(4)在纤维内部添加或者在纤维表面涂敷某种物理性物质，通过与皮肤的接触，对皮肤产生刺激，从而有发热放入感觉；(5)在纤维内部添加或者在纤维表面涂敷某种化学物质，此物质吸收水分后，发生化学反应并释放热量。
但是，以上几种方法都存在着不足点，方法1和5，由于氨基和羧基等亲水基团和水有着强烈的亲和作用，极易溶于水，所以很难具有耐洗性，加工成产品之后，经过洗涤之后，不再具有此项功能；方法2和3，要求多纤维的加工技术要求极高，目前很难达到，且投资成本巨大。方法4会对某些皮肤敏感的人群造成伤害。
所以，要开发出安全可靠，性价比高，具有耐久功能的吸湿发热暖感加工整理剂是市场的迫切需要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐久发热整理剂，它不仅安全可靠、性价比高，而且还提高了织物吸湿发热暖感的耐久性能，以及织物的耐洗耐久功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种耐久发热整理剂，包括如下重量份数的组分：
水余量补足。
通过采用上述技术方案，发热基质材料是指溶解焓(△solH)<0，数值较小，所以遇水发热起到吸湿发热功能；同时，其内部含有羟基(-OH)基团的化合物，例如多元醇及其聚合物。随后采用环糊精，由于环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构的特性，可以将发热基质材料包裹在其中，同时再将其固定在织物上，从而起到支撑发热基质材料的载体功能，提高了织物与发热基质材料之间连接的稳定性。接着采用粘合剂进一步将被包裹在环糊精内的发热基质材料粘合在在织物上，从而提高了织物的耐洗，耐久功能。随后在将发热基质材料包裹到环糊精内的过程中，乙醇溶剂的加入起到了助溶的作用，使得发热基质材料能够均匀地分散在环糊精形成的空腔内。
由此采用环糊精将发热基质材料包裹在内，同时再进一步采用粘合剂进一步将上述环糊精和发热基质材料一起固定在织物上，不仅安全可靠、性价比高，而且还提高了织物吸湿发热暖感的耐久性能，以及织物的耐洗耐久功能。
本发明进一步设置为：所述发热基质材料包括多元醇和/或多元醇聚合物。
通过采用上述技术方案，多元醇(例如，乙二醇等)，而多元醇聚合物(例如聚乙二醇等)，乙二醇和聚乙二醇的溶解焓为负值，此时化学变化中放出的热量大于物理变化中吸收的热量，净过程是放热的，由此能够达到吸湿发热的功能。
本发明进一步设置为：所述多元醇包括乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，乙二醇、丙二醇和丙三醇均是常见的多元醇，它们中的任意一种均能在吸水后进行放热，由此可以作为发热基质材料使用。
本发明进一步设置为：所述多元醇聚合物包括聚乙二醇、聚丙三醇中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇、聚丙三醇均是常见的多元醇聚合物，它们中的任意一种均能在吸水后进行放热，由此可以作为发热基质材料使用。
本发明进一步设置为：所述环糊精包括有β-环糊精、羟丙基β环糊精中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，β-环糊精，又名环七糖、环麦芽七糖，它不具有吸湿性，但是容易形成稳定的水合物，能够作为药物分子或其他物质的包合物进行使用；而羟丙基β环糊精，羟丙基的引入打破了β-环糊精的分子内环状氢键，在保持环糊精空腔的同时克服了β-环糊精水溶性差的主要缺点，使其具有一定的相对吸湿性。
本发明进一步设置为：所述粘合剂包括丙烯酸聚合物粘合剂、聚氨酯粘合剂中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，丙烯酸聚合物粘合剂可以是由丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)及其众多衍生物单体的聚合物与共聚物所制成的胶粘剂，其具有良好的耐候性、耐水性和耐碱性能。而聚氨酯粘合剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)的胶粘剂，它具有良好的耐水、耐介质性能，同时还具有粘结强度高，初粘力大的优点。
本发明进一步设置为：还包括10-20份的粘胶纺丝液。
通过采用上述技术方案，粘胶纺丝液的加入，与其他的吸湿发热整理剂成分进行共混相容，在生物显微镜下，共混纺丝液膜与普通吸湿发热整理剂膜无较大差异，说明吸湿发热整理剂在纺丝也中分布均匀。拉伸断裂强度也随着吸湿发热整理剂的增加呈现变小的趋势，但是拉伸断裂伸长率有一定的提高；随着吸湿发热整理剂的加入，共混膜的稀释发热性能会逐渐提高，在接近8g/50ml时达到最佳。
本发明进一步设置为：所述上粘胶纺丝液经由湿法纺丝得到吸湿发热粘胶纤维，其主要工艺参数为：喷丝速度为15-17m/min，卷绕速度为20-25m/min，牵伸倍数为1.4-1.5，烘干温度为130±3℃。
通过采用上述技术方案，经过对生产的优化，此时经由湿法纺丝得到的稀释发热粘胶纤维，与普通粘胶纤维相比较可知，吸湿发热粘胶纤维横截面呈不规则锯齿状，具有较多的沟槽且深度较深，锯齿状明显。吸湿发热粘胶纤维结晶度为38.46％，取向度为81％，相比普通粘胶纤维结晶度降低，取向度稍微增大，断裂强度降低，拉伸断裂伸长率稍有增大，回潮率增大，摩擦系数增大。在耐久发热整理剂中加入粘胶纺丝液，不仅没有破坏原纤维素的结果，还为纤维素结构中引入了稀释发热的基团，由此提高了其吸湿发热性能。
本发明进一步设置为：所述吸湿发热粘胶纤维至少包括有盐酸肼交联羧甲基化粘胶纤维。
通过采用上述技术方案，盐酸肼交联羧甲基化粘胶纤维是由盐酸肼与羧甲基化粘胶纤维的原料制备得到。与现有技术相比，采用盐酸肼与羧甲基化粘胶纤维交联，制得含有酰肼结构的发热型粘胶纤维，以粘胶纤维为载体的发热纤维具有较好的发热效果。由此将这种发热纤维制成的热感面料，使制备得到的热感面料也具有较好的发热效果。
本发明进一步设置为：其制备方法包括如下操作步骤：
步骤一、先将发热基质材料和环糊精以摩尔比例1.05:1加入水中，再加入乙醇溶剂，在40-45℃下缓慢搅拌4-6小时；
步骤二、将经过所述步骤一处理后的部分经过抽滤，排除可溶性物质后取出滤渣，静置备用；
步骤三、将滤渣和水搅匀后加入粘合剂，得到成品的耐久发热整理剂。
通过采用上述技术方案，首先将发热基质材料和环糊精加入到水中进行混合，随后加入乙醇溶液，此时在乙醇溶剂的助溶下，能够将发热基质材料包复在环糊精的空腔内。随后再将溶解在水中的物质排除后，再在滤渣中加入水和粘合剂，由此即可得到成品的耐久发热整理剂。其制备方法不仅操作简单方便，而且还能得到具有良好的吸湿发热性能，从而提高了织物的吸湿发热性能，以及耐洗和耐久性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明不仅安全可靠、性价比高，而且还提高了织物吸湿发热暖感的耐久性能，以及织物的耐洗耐久功能；
2、优化的，粘胶纺丝液的加入，与其他的吸湿发热整理剂成分进行共混相容，随着吸湿发热整理剂的加入，共混膜的稀释发热性能会逐渐提高，从而在一定程度上提高了织物的吸湿发热性能；
3、优化的，其制备方法不仅操作简单方便，而且还能得到具有良好的吸湿发热性能，从而提高了织物的吸湿发热性能，以及耐洗和耐久性能。
附图说明
图1为本发明中实施例1的工艺流程图；
图2为本发明中实际生产例的红外测温效果图；
图3为本发明中实际生产例的吸湿发热检测的温度-时间变化曲线。
具体实施方式
以下结合附图和各实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种耐久发热整理剂，如图1所示，包括如表1所示的重量份数的组分。其制备方法，包括如下操作步骤：
步骤一、预混合：先将发热基质材料和环糊精以摩尔比例1.05:1加入水中，再加入乙醇溶剂，在40-45℃下缓慢搅拌4-6小时；
步骤二、抽滤：将经过所述步骤一处理后的部分经过抽滤，排除可溶性物质后取出滤渣，静置备用；
步骤三、成品混合：将滤渣和水搅匀后加入粘合剂，得到成品的耐久发热整理剂。
实施例2-10：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：其重量份数的组分不同，如表1所示。
表1一种耐久发热整理剂中实施例1-10的重量份数的组分
实施例11：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂还包括有10份的粘胶纺丝液。其中，上粘胶纺丝液经由湿法纺丝得到吸湿发热粘胶纤维，其主要工艺参数为：喷丝速度为15m/min，卷绕速度为25m/min，牵伸倍数为1.4，烘干温度为130℃。
实施例12：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂还包括有20份的粘胶纺丝液。其中，上粘胶纺丝液经由湿法纺丝得到吸湿发热粘胶纤维，其主要工艺参数为：喷丝速度为17m/min，卷绕速度为20m/min，牵伸倍数为1.5，烘干温度为129℃。
实施例13：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂还包括有15份的粘胶纺丝液。其中，上粘胶纺丝液经由湿法纺丝得到吸湿发热粘胶纤维，其主要工艺参数为：喷丝速度为16m/min，卷绕速度为22m/min，牵伸倍数为1.45，烘干温度为133℃。
实施例14：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂还包括有18份的粘胶纺丝液。其中，上粘胶纺丝液经由湿法纺丝得到吸湿发热粘胶纤维，吸湿发热粘胶纤维可以为盐酸肼交联羧甲基化粘胶纤维。
对比例1：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂不含有β-环糊精和羟丙基β环糊精。
对比例2：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂不含有丙烯酸聚合物粘合剂和聚氨酯粘合剂。
对比例3：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：上述耐久发热整理剂不含有乙醇溶剂。
试验一：吸湿发热的耐久性测试
试验对象：将实施例1-14作为对照样品1-14，而将对比例1-3作为对照样品1-3。
试验方法：
(1)测试过程：20cmx20cm试验织物4折后，内部插入热电偶温度感应器，在恒温恒湿机中、20℃,40％RH环境下调控2小时后，在20℃，90％RH环境中测试每分钟的温度变化，持续测试15分钟。同时测试未加工和加工织物，比较温度上升程度。
(2)评价标准：温感处理织物和未处理织物相比，温差超过0.5℃认为有效或有意义。
试验结果：如表2所示，实施例1-14的在水洗3次、水洗10次，以及水洗20次后的温差均大于0.5℃，说明其吸湿发热性能均为良好；而对比例1-3可知，水洗3次时温差已经小于等于0.5℃，说明其吸湿发热性能较差。
表2吸湿发热的耐久性的评价结果
实际生产例：一种耐久发热整理剂，与实施例1的不同之处在于：
加工织物为：100％涤纶拉绒布样(146g/m2)；
加工工艺和处方：SANITEX HOT 100g/L)；浸轧法加工，一浸一轧，轧余率(100％)，焙烘160℃*90s；
加工后布样手感：与标样一致；
吸湿发热检测结果(红外测温效果图)：如图2所示，其中图2中的SP1指的是：未加工品，其检测的红外测温的结果为：23.0℃；而SP2指的是：加工品，其检测的红外测温的结果为：25.3℃；两者的温差ΔT＝2.3℃；
吸湿发热检测结果：如图3所示，通过新产品和新工艺应用，到实际生产后进行效果的验证发现：吸湿发热暖感加工处理织物和未处理织物相比，温差超过2.3℃；水洗可达20次。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种耐久发热整理剂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
发热基质材料 20-40份；
环糊精 20-40份；
粘合剂 5-10份；
乙醇溶剂 2-10份；
水余量补足。
2.根据权利要求1所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述发热基质材料包括多元醇和/或多元醇聚合物。
3.根据权利要求2所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述多元醇包括乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述多元醇聚合物包括聚乙二醇、聚丙三醇中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述环糊精包括有β-环糊精、羟丙基β环糊精中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述粘合剂包括丙烯酸聚合物粘合剂、聚氨酯粘合剂中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，还包括10-20份的粘胶纺丝液。
8.根据权利要求7所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述粘胶纺丝液经由湿法纺丝得到吸湿发热粘胶纤维，其主要工艺参数为：喷丝速度为15-17m/min，卷绕速度为20-25m/min，牵伸倍数为1.4-1.5，烘干温度为130±3℃。
9.根据权利要求8所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，所述吸湿发热粘胶纤维至少包括有盐酸肼交联羧甲基化粘胶纤维。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种耐久发热整理剂，其特征在于，其制备方法包括如下操作步骤：
步骤一、先将发热基质材料和环糊精以摩尔比例1.05:1加入水中，再加入乙醇溶剂，在40-45℃下缓慢搅拌4-6小时；
步骤二、将经过所述步骤一处理后的部分经过抽滤，排除可溶性物质后取出滤渣，静置备用；
步骤三、将滤渣和水搅匀后加入粘合剂，得到成品的耐久发热整理剂。
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