CN110952218A - 一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,通过添加纳米远红外陶瓷颗粒改性中空纤维素纤维和羊毛纤维混纺纱经过针织织造而成,组织为毛圈组织,所述纤维素纤维通过加入包覆纳米远红外陶瓷粉体的β‑环糊精制备得到。本发明的具有纳米增强的远红外保暖面料通过湿法纺丝制备的中空纤维,和羊毛混纺,再结合毛圈组织,使得织物的保温性能更好。

Description

一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法
技术领域
本发明涉及功能性面料,具体涉及一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法。
背景技术
保暖织物种类繁多,一般按材料来源可分为天然纤维和化学纤维两大类,或按英美习惯将化学纤维分为人造和合成纤维两类,共三类。保暖织物也存在其他分类,如按保暖方式,保暖机理分类等。
目前,保暖内衣的种类繁多,新产品层出不穷,其发展方向主要有如下几点:一、舒适型内衣始终为广大消费者所需求。 二、时尚装饰型内衣将深受消费者青睐,如T恤胸衣及无肩带胸衣的设计是为了便于搭配外衣,使内衣更好地表达外衣的美丽和韵律,更能贴近消费者的需求。三、保健型内衣将进一步流行,如利用天然纤维,牛奶纤维,甲壳素纤维,远红外纤维,中草药提取物加入纤维中等制成的保健内衣。四、 生态环保型内衣将成为消费时尚,近年来一些发达国家已开始致力于开发无毒、无污 染的所谓环保服装。五、功能型针织内衣将得到进一步发展,如保暖、防过敏、防细菌、防异味、抗静电、抗紫外线、抗辐射和导湿等。纳米远红外纯棉针织保暖内衣正是迎合了这些发展趋势,故吸引了众多的研究者。目前远红外粘胶长丝制备方法,一个是通过后处理法,在成形丝后处理中增加一道工序,粘胶长丝在远红外陶瓷粉浴液中处理,此方法的优点为:工艺路线操作简便、成本较低,对远红外陶瓷粉的要求较宽松,其工艺难度取决于浴液各成分,抗洗牢度差是其最大缺陷;另一个是纺丝法将远红外陶瓷粉均匀地分散粘胶溶液中,然后用常规的纺丝方法制备远红外粘胶长丝,其优点是用此法制备可得到持久性远红外粘胶长丝,工艺路线较长。其工艺难点在于远红外陶瓷粉在粘胶溶液中的分散等综合质量,以及陶瓷粉对粘胶可纺性、成品丝的机械性能的影响。
发明内容
要解决的技术问题:本发明的目的是提供具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法制备得到远红外内衣针织面料.使远红外纺织品获得更好的应用推广。
技术方案:一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,通过添加纳米远红外陶瓷颗粒改性中空纤维素纤维和羊毛纤维混纺纱经过针织织造而成,组织为毛圈组织,所述纤维素纤维通过加入包覆纳米远红外陶瓷粉体的β-环糊精制备得到。
进一步的,所述纳米远红外陶瓷粉体包括碳化物ZrC、SiC、Ni、Fe、ZrO2、MgO和Fe2O3
进一步的,所述纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维的制备方法为:
S1. 将纳米远红外陶瓷粉体加入β-环糊精的水溶液中,超声并搅拌,烘干得到β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体;
S2. 将β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体加入至纤维素纤维的纺丝液中,进行湿法纺丝,湿法纺丝的凝固浴为含有环氧氯丙烷的NaOH溶液,得到中空纤维素纤维。
进一步的,所述步骤S1中的超声时间为50-100min,搅拌时间为4-8h,β-环糊精和纳米远红外陶瓷粉体的质量比为10-20:1。
进一步的,所述纤维纤维纺丝液的浓度为15-20%,所述β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体和纤维素纤维的质量比为1:10-20。
进一步的,所述湿法纺丝喷丝孔的挤出速度为0.43-0.75m/min,牵伸速度为0.65-1.5m/min。
进一步的,所述凝固浴的温度为20-25℃,NaOH溶液的浓度为15-22wt%,所述环氧氯丙烷的浓度为2-5wt%。
进一步的,所述纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维和羊毛纤维的混纺比为2-4:4-7。
有益效果:本发明的具有纳米增强的远红外保暖面料具有以下优点:
1、本发明中将远红外陶瓷粉通过β-环糊精包覆后再加入纤维素纤维纺丝液中,改善了以往直接加入远红外陶瓷在纺丝液中分散性差的问题;
2、在加入β-环糊精包覆的远红外陶瓷粉以后,在含有环氧氯丙烷中水浴中凝固并进行接枝,使得β-环糊精能和纤维素纤维通过化学键结合,保证纤维的力学性能;
3、通过湿法纺丝制备的中空纤维,和羊毛混纺,再结合毛圈组织,使得织物的保温性能更好。
具体实施方式
实施例1
纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维的制备方法为:
S1. 将纳米远红外陶瓷粉体加入β-环糊精的水溶液中,超声并搅拌,烘干得到β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体;
S2. 将β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体加入至纤维素纤维的纺丝液中,进行湿法纺丝,湿法纺丝的凝固浴为含有环氧氯丙烷的NaOH溶液,得到中空纤维素纤维;
其中,所述步骤S1中的超声时间为50min,搅拌时间为4h,β-环糊精和纳米远红外陶瓷粉体的质量比为10:1;
所述纤维纤维纺丝液的浓度为15%,所述β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体和纤维素纤维的质量比为1:20;
所述湿法纺丝喷丝孔的挤出速度为0.75m/min,牵伸速度为1.5m/min;
所述凝固浴的温度为20℃,NaOH溶液的浓度为22wt%,所述环氧氯丙烷的浓度为2wt%。
实施例2
纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维的制备方法为:
S1. 将纳米远红外陶瓷粉体加入β-环糊精的水溶液中,超声并搅拌,烘干得到β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体;
S2. 将β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体加入至纤维素纤维的纺丝液中,进行湿法纺丝,湿法纺丝的凝固浴为含有环氧氯丙烷的NaOH溶液,得到中空纤维素纤维;
其中,所述步骤S1中的超声时间为100min,搅拌时间为8h,β-环糊精和纳米远红外陶瓷粉体的质量比为20:1;
所述纤维纤维纺丝液的浓度为20%,所述β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体和纤维素纤维的质量比为1:10;
所述湿法纺丝喷丝孔的挤出速度为0.43m/min,牵伸速度为0.65m/min;
所述凝固浴的温度为25℃,NaOH溶液的浓度为15wt%,所述环氧氯丙烷的浓度为5wt%。
实施例3
纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维的制备方法为:
S1. 将纳米远红外陶瓷粉体加入β-环糊精的水溶液中,超声并搅拌,烘干得到β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体;
S2. 将β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体加入至纤维素纤维的纺丝液中,进行湿法纺丝,湿法纺丝的凝固浴为含有环氧氯丙烷的NaOH溶液,得到中空纤维素纤维;
其中,所述步骤S1中的超声时间为60min,搅拌时间为7h,β-环糊精和纳米远红外陶瓷粉体的质量比为14:1;
所述纤维纤维纺丝液的浓度为16%,所述β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体和纤维素纤维的质量比为1:12;
所述湿法纺丝喷丝孔的挤出速度为0.55m/min,牵伸速度为1.2m/min;
所述凝固浴的温度为20℃,NaOH溶液的浓度为20wt%,所述环氧氯丙烷的浓度为3wt%。
实施例4
纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维的制备方法为:
S1. 将纳米远红外陶瓷粉体加入β-环糊精的水溶液中,超声并搅拌,烘干得到β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体;
S2. 将β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体加入至纤维素纤维的纺丝液中,进行湿法纺丝,湿法纺丝的凝固浴为含有环氧氯丙烷的NaOH溶液,得到中空纤维素纤维;
其中,所述步骤S1中的超声时间为80min,搅拌时间为5h,β-环糊精和纳米远红外陶瓷粉体的质量比为16:1;
所述纤维纤维纺丝液的浓度为18%,所述β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体和纤维素纤维的质量比为1:16;
所述湿法纺丝喷丝孔的挤出速度为0.70m/min,牵伸速度为1.2m/min;
所述凝固浴的温度为25℃,NaOH溶液的浓度为16wt%,所述环氧氯丙烷的浓度为4wt%。
根据实施例1-实施例4制备的纤维进行性能测试,采用纤维细度仪和纤维强伸仪测定纤维的线密度、断裂强度和 断裂伸长率。纤维夹持长度为 20mm,拉伸速度为 20mm·min-1,每个样品重复测定20 次,结果取平均值。
Figure 119573DEST_PATH_IMAGE002
实施例5
一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,通过实施例1至实施例4中制备的纳米远红外陶瓷颗粒改性中空纤维素纤维和羊毛纤维混纺纱经过针织织造而成,组织为毛圈组织,其中实施例1至实施例4中制备的纤维素纤维和羊毛纤维的混纺比依2:7,1:2,3:7,1:1。
对实施例1至实施例4中制备的织物进行织物保暖性能测试
1、红外温升测试
采用250W红外灯(辐射波长为0.78-14μm),以及红外热像仪进行测试。测试条件:试样
调湿24h后在温度20℃、相对湿度65%条件下测试。
2、织物热性能测试
采用织物热性能测试仪进行测试。测试条件:环境温度20℃,相对湿度65%,仪器设定温度30℃,样品大小20mm×20mm。
Figure 436154DEST_PATH_IMAGE004

Claims (8)

1.一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于,通过添加纳米远红外陶瓷颗粒改性中空纤维素纤维和羊毛纤维混纺纱经过针织织造而成,组织为毛圈组织,所述纤维素纤维通过加入包覆纳米远红外陶瓷粉体的β-环糊精制备得到。
2.根据权利要求1所述一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于:所述纳米远红外陶瓷粉体包括碳化物ZrC、SiC、Ni、Fe、ZrO2、MgO和Fe2O3
3.根据权利要求2所述一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于,所述纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维的制备方法为:
S1. 将纳米远红外陶瓷粉体加入β-环糊精的水溶液中,超声并搅拌,烘干得到β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体;
S2. 将β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体加入至纤维素纤维的纺丝液中,进行湿法纺丝,湿法纺丝的凝固浴为含有环氧氯丙烷的NaOH溶液,得到中空纤维素纤维。
4.根据权利要求3所述的一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中的超声时间为50-100min,搅拌时间为4-8h,β-环糊精和纳米远红外陶瓷粉体的质量比为10-20:1。
5.根据权利要求3所述的一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于:所述纤维纤维纺丝液的浓度为15-20%,所述β-环糊精包覆的纳米远红外陶瓷粉体和纤维素纤维的质量比为1:10-20。
6.根据权利要求3所述的一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于:所述湿法纺丝喷丝孔的挤出速度为0.43-0.75m/min,牵伸速度为0.65-1.5m/min。
7.根据权利要求3所述的一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于:所述凝固浴的温度为20-25℃,NaOH溶液的浓度为15-22wt%,所述环氧氯丙烷的浓度为2-5wt%。
8.根据权利要求1所述的一种具有纳米增强的远红外保暖面料的制备方法,其特征在于:所述纳米远红外陶瓷颗粒改性纤维素纤维和羊毛纤维的混纺比为2-4:4-7。
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