CN111186184B - 一种单向导水纯棉织物 - Google Patents

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Abstract

一种单向导水纯棉织物，包括亲水层、紧贴亲水层布置的疏水层及贯穿亲水层和疏水层的多个贯穿孔，所述贯穿孔呈梯形，贯穿孔位于亲水层的开口小于位于疏水层的开孔，所述梯形孔的上端直径为1～20μm，上端直径与下端直径的比例为1:1.5～1:20；所述亲水层的水接触角60.0～90.0度，疏水层的水接触角为93.0～148.0度；通过在织物上开设梯形导水孔，并划分两个不同触水角的功能层，具备较强的导水能力；织物单向导水能力可调节，不受织造结构限制。

Description

一种单向导水纯棉织物
技术领域
本发明涉及纯棉织物，具体涉及一种单向导水纯棉织物。
背景技术
在经济稳步增长、科技日益发展的今天，功能性织物的需求量急剧拔高。纯棉织物由于其较好的吸湿性、良好的保湿性、耐热耐碱、且卫生性能良好，受到了家家户户的喜爱。随着人们对生活舒适性的要求提高，传统纯棉织物已满足不了人们对健康、舒适的追求。传统纯棉织物在吸水后，易贴附皮肤，且不能及时将水分导出。因此，开发单向导水纯棉织物才能适应市场需求的变化。
中国专利公开号是CN107974756A，公开日期为2018年05月01日，发明名称为：一种涤盖丙单向导湿织物及其加工方法，该发明将丙纶作为里纱、涤纶作为面纱，在28针34英寸的双面织机上织造坯布，使涤纶在织物的纵剖面形成强毛细力Y型结构单向导湿通道，织物后经亲水整理，得到最终产品。该发明单向导湿效果明显，性能持久，且产品定位灵活，适于大批量生产。但是该发明的工艺流程长，投入大，生产效率受坯布织造限制。中国专利公开号是CN103821000A，公开日期为2014年05月28日，发明名称为：一种外表面防水单向导湿的服装面料及其制作方法，该发明通过在亲水基层的内外表面设置不同的疏水性图案，使得外表面与内表面间产生毛细管效应，将内表面上液体输送至外表面。该发明不仅实现了单向导湿的功能，还获得防水表面。但是该发明的工艺复杂，成本高，生产效率不高。
目前单向导水织物在大批量生产应用中存在以下问题。织物结构模型受限，为达到有效单向导湿效果常需织造多层织物复合。导水能力有限，仅适用于导水量需求不大的场合。导水能力不可调节，如需其他导水能力的织物，需重新设计织造工艺。
发明内容
本发明解决的问题:单向导水织物在大批量生产应用中存在需织造多层织物复合。导水能力有限，仅适用于导水量需求不大的场合。导水能力不可调节，如需其他导水能力的织物，需重新设计织造工艺的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种单向导水纯棉织物，包括亲水层、紧贴亲水层布置的疏水层及贯穿亲水层和疏水层的多个贯穿孔，所述贯穿孔呈梯形，贯穿孔位于亲水层的开口小于位于疏水层的开孔，所述梯形孔的上端直径为1～20μm，上端直径与下端直径的比例为1:1.5～1:20；所述亲水层的水接触角为60.0～90.0度，疏水层的水接触角为93.0～148.0度。
进一步的，单向导水纯棉织物的纱支为20～100支，经纬密度为12*12～150*150根/in，织物克重为60～300g/m2。
进一步的，单向导水纯棉织物的组织结构为平纹或者斜纹或者缎纹。
进一步的，所述的亲水层与疏水层的厚度比例为1:0.1～1:10。
进一步的，所述的梯形孔在单向导水纯棉织物上的数量分布密度为4～2*10^5个/mm2。
由于采用了以上技术方案，本发明的单向导水纯棉织物在不增加其他层，不受织造结构限制的前提下，设计了一种梯形孔结构一体双功能层单向导水织物。本发明结构设计巧妙，依靠梯形孔自上而下芯吸能力不同获得单向导水能力。本发明可根据使用场景的不同，调节织物单向导水能力。
为实现单向导水的功能，本发明使用了两层具有不同亲疏水能力结构叠加，一层为亲水层，其中水接触角为60.0～90.0度，确保该层结构可以顺利的将水吸入到材料内部。对于疏水层的接触角设置为93.0～148.0度，在这个范围内该层无法有效的将水吸入到结构内部，因此可以实现对水的阻挡作用，防止出现水的回流现象。
对于孔的结构直接影响到水在孔内的芯吸能力，孔的直径越小，芯吸高度越高，代表吸水的能力增加。为了控制水在孔内的走向，本发明设计的梯形孔，一端孔径大，一端孔径小，孔径小的结构能够产生足够的吸力将水由孔径大的区域引入到孔径小的区域，形成水的单行传递作用。在孔径设计方面，梯形孔的上端直径为1～20μm，如果孔径小于1μm，会阻挡液态水的正常流动，不利于传递。如果孔径大于20μm，芯吸的能力有所下降，产生的毛细效应较小，不利于控制水的单向运输。考虑芯吸的吸力和正常液态水的传递，梯形孔上端直径与下端直径的比例设置为1:1.5～1:20。如果上端直径与下端直径的比例大于1：1.5，上下端孔径相差较小，能够形成的芯吸差也比较小，很难推动水的定向流动。如果上端直径与下端直径的比例小于1：20，上下端孔径相差太大，下端水的堆积量增大，芯吸速度无法快速将储存的水传递出去，导致水任意方向上传递，不能获得单向传递的作用。
亲疏水层厚度比例的选择，亲水层与疏水层的厚度比例为1:0.1～1:10。当厚度比例高于1:0.1，疏水层过薄，容易造成织物对物体的贴服。如果厚度比例低于1:10，单向导水效果将会丧失。因此，选择亲水层与疏水层的厚度比例为1:0.1～1:10。
梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度的选择，梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为4～2*10^5个/mm2。当分布密度低于4个/mm2时，导水通道太少，无法及时将水分导出。如果分布密度高于2*10^5个/mm2，会造成织物力学性能损失严重。因此，选择梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为4～2*10^5个/mm2。
综上所述，本发明的有益效果和特点:
(1)在不增加其他层，不受织造结构限制的前提下，通过在织物上开设梯形导水孔，划分两个不同水接触角的功能层，具备较强的导水能力；
(2)织物单向导水能力可调节，依靠梯形孔中芯吸能力进行调节，梯形孔的大小直接影响到芯吸高度和芯吸能力，因此改变梯形孔的大小变可以改变芯吸力的大小，从而实现导水能力的调控，不受织造结构限制。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的整体结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明：
实施例一
一种单向导水纯棉织物，单向导水纯棉织物划分为亲水层和疏水层以及上下贯穿梯形孔。亲水层为纯棉织物原本具有特性，疏水层的获得可经过将纯棉织物下表面经疏水剂处理得到。梯形孔的获得可经圆锥体刺钉刺破，同时加以热定型处理获得；梯形孔是纱线交织中间形成的，不会破坏结构，所以不会影响到织物的强度，且孔的直径较小，不会产生降低力学性能的问题。
单向导水纯棉织物的纱支为20支，经纬密度为150*150根/in(本材料中所有乘号用*表示)，织物克重为300g/m2，组织结构为平纹。
所述的亲水层与疏水层的厚度比例为1:0.1。
其中，亲水层的水接触角为60.0度，疏水层的水接触角为93.0度。
所述的梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为2*10^5个/mm2。
其中，梯形孔的上端直径为1μm，上端直径与下端直径的比例为1:1.5。
实施例二
一种单向导水纯棉织物，单向导水纯棉织物划分为亲水层和疏水层以及上下贯穿梯形孔。亲水层为纯棉织物原本具有特性，疏水层的获得可经过将纯棉织物下表面经疏水剂处理得到。梯形孔的获得可经圆锥体刺钉刺破，同时加以热定型处理获得。
单向导水纯棉织物的纱支为100支，经纬密度为12*12根/in，织物克重为200g/m2，组织结构为斜纹。
所述的亲水层与疏水层的厚度比例为1:10。
其中，亲水层的水接触角为90.0度，疏水层的水接触角为148.0度。
所述的梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为4个/mm2。
其中，梯形孔的上端直径为10μm，上端直径与下端直径的比例为1:10。
实施例三
一种单向导水纯棉织物，单向导水纯棉织物划分为亲水层和疏水层以及上下贯穿梯形孔。亲水层为纯棉织物原本具有特性，疏水层的获得可经过将纯棉织物下表面经疏水剂处理得到。梯形孔的获得可经圆锥体刺钉刺破，同时加以热定型处理获得。
单向导水纯棉织物的纱支为50支，经纬密度为60*100根/in，织物克重为60g/m2，组织结构为平纹。
所述的亲水层与疏水层的厚度比例为1:1。
其中，亲水层的水接触角为80.0度，疏水层的水接触角为100.0度。
所述的梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为1*10^4个/mm2。
其中，梯形孔的上端直径为20μm，上端直径与下端直径的比例为1:20。
实施例四
一种单向导水纯棉织物，单向导水纯棉织物划分为亲水层和疏水层以及上下贯穿梯形孔。亲水层为纯棉织物原本具有特性，疏水层的获得可经过将纯棉织物下表面经疏水剂处理得到。梯形孔的获得可经圆锥体刺钉刺破，同时加以热定型处理获得。
单向导水纯棉织物的纱支为80支，经纬密度为130*90根/in，织物克重为100g/m2，组织结构为缎纹。
所述的亲水层与疏水层的厚度比例为1:5。
其中，亲水层的水接触角为70.0度，疏水层的水接触角为120.0度。
所述的梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为2*10^3个/mm2。
其中，梯形孔的上端直径为15μm，上端直径与下端直径的比例为1:5。对比例1:
一种单向导水纯棉织物，包括亲水层1、紧贴亲水层布置的疏水层2及贯穿亲水层1和疏水层2的多个贯穿孔3，所述贯穿孔3呈梯，贯穿孔位于亲水层1的开口小于位于疏水层2的开孔，所述梯形孔3的上端直径为0.5μm，上端直径与下端直径的比例为1:1；所述亲水层1的水接触角为50度，疏水层2的水接触角为85度；单向导水纯棉织物的纱支为15支，经纬密度为10*10根/in，织物克重为50g/m2；单向导水纯棉织物的组织结构为平纹或者斜纹或者缎纹；所述的亲水层1与疏水层2的厚度比例为1:0.05；所述的梯形孔3在单向导水纯棉织物上的数量分布密度为10^5个/mm2。
对比例2:
一种单向导水纯棉织物，包括亲水层1、紧贴亲水层布置的疏水层2及贯穿亲水层1和疏水层2的多个贯穿孔3，所述贯穿孔3呈梯，贯穿孔位于亲水层1的开口小于位于疏水层2的开孔，所述梯形孔3的上端直径为25μm，上端直径与下端直径的比例为1:30；所述亲水层1的水接触角为100度，疏水层2的水接触角为160度；单向导水纯棉织物的纱支为120支，经纬密度为170*170根/in，织物克重为360g/m2；单向导水纯棉织物的组织结构为平纹或者斜纹或者缎纹；所述的亲水层1与疏水层2的厚度比例为1:16；所述的梯形孔3在单向导水纯棉织物上的数量分布密度为6*10^5个/mm2。
试验结果证明，实施例1、2、3的单向导水效果均优于对比例1、2，具体分析如下:
为实现单向导水的功能，本发明使用了两层具有不同亲疏水能力结构叠加，一层为亲水层，其中水接触角为60.0～90.0度，确保该层结构可以顺利的将水吸入到材料内部。对于疏水层的接触角设置为93.0～148.0度，在这个范围内该层无法有效的将水吸入到结构内部，因此可以实现对水的阻挡作用，防止出现水的回流现象。
对于孔的结构直接影响到水在孔内的芯吸能力，孔的直径越小，芯吸高度越高，代表吸水的能力增加。为了控制水在孔内的走向，本发明设计的梯形孔，一端孔径大，一端孔径小，孔径小的结构能够产生足够的吸力将水由孔径大的区域引入到孔径小的区域，形成水的单行传递作用。在孔径设计方面，梯形孔的上端直径为1～20μm，如果孔径小于1μm，会阻挡液态水的正常流动，不利于传递。如果孔径大于20μm，芯吸的能力有所下降，产生的毛细效应较小，不利于控制水的单向运输。考虑芯吸的吸力和正常液态水的传递，梯形孔上端直径与下端直径的比例设置为1:1.5～1:20。如果上端直径与下端直径的比例大于1：1.5，上下端孔径相差较小，能够形成的芯吸差也比较小，很难推动水的定向流动。如果上端直径与下端直径的比例小于1：20，上下端孔径相差太大，下端水的堆积量增大，芯吸速度无法快速将储存的水传递出去，导致水任意方向上传递，不能获得单向传递的作用。
亲疏水层厚度比例的选择，亲水层与疏水层的厚度比例为1:0.1～1:10。当厚度比例高于1:0.1，疏水层过薄，容易造成织物对物体的贴服。如果厚度比例低于1:10，单向导水效果将会丧失。因此，选择亲水层与疏水层的厚度比例为1:0.1～1:10。
梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度的选择，梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为4～2*10^5个/mm2。当分布密度低于4个/mm2时，导水通道太少，无法及时将水分导出。如果分布密度高于2*10^5个/mm2，会造成织物力学性能损失严重。因此，选择梯形孔在单向导水纯棉织物上的分布密度为4～2*10^5个/mm2。
在单向导水纯棉织物表面形成不同数量的孔能够改变织物导水的能力，随着织物表面梯形孔数量的增加，水由一面向另外一面传递的通道增加，此时织物的单向导水能力提高，单位时间内传递水的量增加。
本单向导水纯棉织物中的梯形孔结构是利用改变纱线的弯曲程度来实现，不会破坏纱线原有的结构，因此纱线的力学性能依然保持，故织物的力学性能保持良好；
本单向导水纯棉织物结构中的梯形孔实现方式多，可以通过物理的穿刺法和加量减量法等方式实现，实现后的结构通过定形将其固定，保持时间长，使用效果好；且在加工过程中未使用有毒有害的物质，不会对环境造成污染和伤害。
由于采用了以上技术方案，本发明的单向导水纯棉织物在不增加其他层，不受织造结构限制的前提下，设计了一种梯形孔结构一体双功能层单向导水织物。本发明结构设计巧妙，依靠梯形孔自上而下芯吸能力不同获得单向导水能力。本发明可根据使用场景的不同，调节织物单向导水能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。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结构关系及原理，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 (5)

1.一种单向导水纯棉织物，其特征在于：包括亲水层(1)、紧贴亲水层布置的疏水层(2)及贯穿亲水层(1)和疏水层(2)的多个贯穿孔(3)，所述贯穿孔(3)呈梯形，贯穿孔位于亲水层(1)的开口小于位于疏水层(2)的开孔，所述梯形孔(3)的上端直径为1～20μm，上端直径与下端直径的比例为1:1.5～1:20；所述亲水层(1)的水接触角为60.0～90.0度，疏水层(2)的水接触角为93.0～148.0度。
2.根据权利要求1所述的一种单向导水纯棉织物，其特征在于：单向导水纯棉织物的纱支为20～100支，经纬密度为12*12～150*150根/in，织物克重为60～300g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种单向导水纯棉织物，其特征在于：单向导水纯棉织物的组织结构为平纹或者斜纹或者缎纹。
4.根据权利要求1所述的一种单向导水纯棉织物，其特征在于：所述的亲水层(1)与疏水层(2)的厚度比例为1:0.1～1:10。
5.根据权利要求1所述的一种单向导水纯棉织物，其特征在于：所述的梯形孔(3)在单向导水纯棉织物上的数量分布密度为4～2*10^5个/mm2。
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