CN112385921A - 皮芯复合纤维单向导湿面料及其制备方法 - Google Patents

皮芯复合纤维单向导湿面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种皮芯复合纤维单向导湿面料及其制备方法。该皮芯复合纤维单向导湿面料为一种磨毛面料，磨毛面料包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构，且芯层的吸湿性高于皮层。磨毛层面料的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。如此设置，利用皮层的多孔结构，将水分通过基层面料远离磨毛层的一侧集中传输至芯层纤维中，然后再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而形成多通道导湿结构，面料的导湿性显著提高。

Description

皮芯复合纤维单向导湿面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织加工技术领域，尤其涉及一种皮芯复合纤维单向导湿面料及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的进步和人们生活品质的提高，人们对纺织品性能的要求也不断提高，功能性纺织品越来越受到消费者的青睐。在日常生活或户外运动时，身体排泄的汗水会被布料吸收，普通布料制成的服饰会使汗水与布料粘贴在人体皮肤上，汗水无法迅速排出蒸发。随着近年来生活品质的提高，服饰的舒适性要求越来越高；具有吸湿排汗功能的布料受到人们的重视并得到了广泛地应用。
导湿排汗功能性织物，由于吸湿排汗性能良好，适合运动休闲服装使用。织物导湿是指水分或汗液从织物内层(贴身层)流动到织物外层(非贴身层、扩散层)，并在外层蒸发扩散。
利用吸湿排汗的化学助剂是技术手段之一，但它不耐水洗，这种方案不符合环保性要求，实用性不够高。近年来开发的吸湿排汗纱是由特殊纤维组成，例如一般吸水排汗纱的纤维是十字形状，十字凹槽能够吸收水分，由此制成的布料虽然也具有吸湿排汗的功能，但水份附着在十字凹槽上，布料的正反两面都能接触到水份，并使与皮肤直接接触，这将导致穿着时的黏着感仍较强，舒适度欠佳。这些是现有技术的缺陷。此外，现有的导湿排汗织物散湿速度慢，扩散到外层的水分或汗液容易反渗到内层，导湿、放湿效果不佳，无法保证织物内层的干爽舒适感。
有鉴于此，有必要设计一种改进的皮芯复合纤维单向导湿面料，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种皮芯复合纤维单向导湿面料及其制备方法。该皮芯复合纤维单向导湿面料为一种磨毛面料，磨毛面料包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构，且芯层的吸湿性高于皮层。如此设置，利用皮层的多孔结构，将水分通过基层面料远离磨毛层的一侧集中传输至芯层纤维中，然后再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而形成多通道导湿结构，面料的导湿性显著提高。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种皮芯复合纤维单向导湿面料，包括磨毛面料，所述磨毛面料包括基层面料和磨毛层面料，所述磨毛层面料由所述基层面料经磨毛得到；所述基层面料包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构，以使水分经所述基层面料中皮层的一侧传递至芯层，再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而形成多通道导湿结构。
作为本发明的进一步改进，所述皮芯纤维的皮层厚度与芯层直径的比值为1:(1～5)。
作为本发明的进一步改进，所述皮层为聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；所述芯层为聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述皮芯纤维芯层的吸湿性高于皮层的吸湿性。
作为本发明的进一步改进，所述磨毛层面料的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。
一种以上所述的皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.通过溶剂相分离法得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维，将所述皮芯纤维纺成纱线，然后将所述纱线纺织，得到基层面料；
S2.将步骤S1得到的所述基层面料进行磨毛处理，得到包含磨毛层的皮芯复合纤维单向导湿面料。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述皮芯纤维的制备方法包括以下步骤：
a.将热塑性聚合物与醋酸丁酸纤维素按质量比99％:1％～80％:20％混合均匀，得到皮层原料；
b.将所述皮层原料与芯层原料通过双组份皮芯型复合纺丝机进行熔融纺丝，得到皮芯复合纤维；
c.将所述皮芯复合纤维在丙酮溶液中进行萃取相分离，去除皮层纤维中的所述醋酸丁酸纤维素，得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维。
作为本发明的进一步改进，所述热塑性聚合物为聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；所述芯层原料为聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；且所述芯层原料的亲水性吸湿性高于皮层原料的吸湿性。
作为本发明的进一步改进，所述在步骤S1中，所述皮芯纤维的直径为0.5～20μm，所述纱线的细度为1～2D。
作为本发明的进一步改进，所述在步骤S2中，所述磨毛层的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的皮芯复合纤维单向导湿面料，为一种磨毛面料，磨毛面料包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构，且芯层的吸湿性高于皮层。如此设置，本发明巧妙的通过皮芯纤维基层面料和磨毛层面料，构造出多通道单向导湿结构；此外，磨毛层的绒毛结构有利于提高纤维的有效比表面积，在磨毛时，磨毛层面料的皮芯纤维的芯层与基层面料的芯层仍处于连通结构，能够使水分经所述基层面料中皮层的一侧传递至芯层，再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而显著提高面料的导湿性。
2.本发明提供的皮芯复合纤维单向导湿面料，皮芯纤维中的皮层是将热塑性聚合物与醋酸丁酸纤维素复合纺丝，通过溶剂相分离法得到多孔结构。由于醋酸丁酸纤维素的含量远小于热塑性聚合物的含量，因此在皮层原料中，热塑性聚合物充当连续相，醋酸丁酸纤维素充当分散相，在熔融纺丝时，热塑性聚合物形成连续的皮层结构，醋酸丁酸纤维素均匀的分散于其中，最后在丙酮中萃取时，醋酸丁酸纤维素溶解去除，形成多孔结构。通过控制热塑性聚合物与醋酸丁酸纤维素的质量比，能够控制皮层的孔径大小和孔隙率，进而控制导湿速率。
附图说明
图1为本发明皮芯复合纤维单向导湿面料的结构示意图。
附图标记
10-基层面料；11-芯层；12-皮层；13-多孔结构；20-磨毛层面料。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，本发明提供的一种皮芯复合纤维单向导湿面料，包括磨毛面料，所述磨毛面料包括基层面料10和磨毛层面料20，所述磨毛层面料20由所述基层面料10经磨毛得到；所述基层面料10包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层12具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构13。如此设置，本发明巧妙的通过皮芯纤维基层面料10和磨毛层面料20，构造出多通道单向导湿结构；此外，磨毛层的绒毛结构有利于提高纤维的有效比表面积，在磨毛时，磨毛层面料20的皮芯纤维的芯层与基层面料的芯层仍处于连通结构，能够使水分经所述基层面料10中皮层12的一侧传递至芯层11，再经由基层面料10中的芯层11传递至递至磨毛层面料20的芯层11，最后通过磨毛层面料20的皮层12散发出去，从而显著提高面料的导湿性。
优选地，所述皮芯纤维的皮层12厚度与芯层11直径的比值为1:(1～5)。将芯层厚度控制为小于芯层直径，如此设置，能够加快水分从皮层传递至芯层中。
优选地，所述皮芯纤维芯层11的吸湿性高于皮层12的吸湿性。如此设置，能够提高面料的单向导湿性，由于芯层11的吸湿性高于皮层12的吸湿性，因此芯层11和皮层12形成梯度亲水性，能够加速水分从皮层12传递至芯层11中。
优选地，所述磨毛层面料20的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。磨毛层的绒毛过长或过密，不利于水分的导出，因此，需要合理调控。
一种以上所述的皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.通过溶剂相分离法得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维，将所述皮芯纤维纺成纱线，然后将所述纱线纺织，得到基层面料10；
S2.将步骤S1得到的所述基层面料进行磨毛处理，得到包含磨毛层20的皮芯复合纤维单向导湿面料。
在步骤S1中，所述皮芯纤维的制备方法包括以下步骤：
a.将热塑性聚合物与醋酸丁酸纤维素按质量比99％:1％～80％:20％混合均匀，得到皮层原料；
b.将所述皮层原料与芯层原料通过双组份皮芯型复合纺丝机进行熔融纺丝，得到皮芯复合纤维；
c.将所述皮芯复合纤维在丙酮溶液中进行萃取相分离，去除皮层纤维中的所述醋酸丁酸纤维素，得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维。
通过上述技术方案，由于醋酸丁酸纤维素的含量远小于热塑性聚合物的含量，因此在皮层原料中，热塑性聚合物充当连续相，醋酸丁酸纤维素充当分散相，在熔融纺丝时，热塑性聚合物形成连续的皮层结构，醋酸丁酸纤维素均匀的分散于其中，最后在丙酮中萃取时，醋酸丁酸纤维素溶解去除，形成多孔结构。通过控制热塑性聚合物与醋酸丁酸纤维素的质量比，能够控制皮层的孔径大小和孔隙率。
所述热塑性聚合物为聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；所述芯层原料为聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；且所述芯层原料的亲水性吸湿性高于皮层原料的吸湿性。为了使所述芯层原料的亲水性吸湿性高于皮层原料的吸湿性，可以对芯层原料进行亲水改性。
所述在步骤S1中，所述皮芯纤维的直径为0.5～20μm，所述纱线的细度为1～2D。将皮芯纤维制成纱线，能够提高面料强度，但纱线细度不宜过大。
所述在步骤S2中，所述磨毛层的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。
本发明中织物的透气性根据JIS 1096-1的方法进行测定。
本发明中织物的吸水性能用JIS L 1907-5.1.2方法测定：将垂直吊挂的实验样品下端浸入到水中，放置10min后，测定水的上升高度(mm)(芯吸高度)表示吸水速度。
本发明中织物的干燥性能用AATCC79：2000测定：将6cm×6cm的试样置于20±1℃、湿度65％±2％的环境下24小时，以滴定管口距试样织物表面1cm的距离，滴0.05ml水于织物非磨毛层的表面后(织物湿重为W0)，置于准确度0.001g的微量天平悬空测试12分钟后(织物重为W1)其水分蒸发率。
水分蒸发率＝(W0-W1)/0.05×100％
实施例1
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，包括磨毛面料，所述磨毛面料包括基层面料10和磨毛层面料20，所述磨毛层面料20由所述基层面料10经磨毛得到；所述基层面料10包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层12具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构13。具体通过以下步骤制备：
S1.制备基层面料10
a.将热塑性聚酯与醋酸丁酸纤维素按质量比90％:10％混合均匀，得到皮层原料；
b.将所述皮层原料与聚酰胺通过双组份皮芯型复合纺丝机进行熔融纺丝，得到直径为5μm的皮芯复合纤维；其中，皮层厚度与芯层直径的比值为1:2，即皮层厚度约为1.25μm，芯层直径约为2.5μm；
c.将所述皮芯复合纤维在丙酮溶液中进行萃取相分离，去除皮层纤维中的所述醋酸丁酸纤维素，得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维；孔径大小约为2μm；
将所述皮芯纤维纺成细度为1.5D的纱线，然后将所述纱线纺织，得到机织基层面料10；
S2.将步骤S1得到的所述基层面料进行磨毛处理，得到包含磨毛层的皮芯复合纤维单向导湿面料。其中，磨毛层的绒毛长度为0.5mm，绒面平均密度为30根/cm2。
实施例2
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤a中，将热塑性聚酯替换为与皮层原料相同的聚酰胺。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
实施例3-4
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤a中，热塑性聚酯与醋酸丁酸纤维素质量比如表1所示。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
表1实施例1-4的制备条件及性能测试结果
Figure BDA0002756220370000071
Figure BDA0002756220370000081
从表1可以看出，随着热塑性聚酯与醋酸丁酸纤维素质量比的减小，即随着醋酸丁酸纤维素含量的增加，皮芯纤维的吸水高度和通气量逐渐增大，面料的水分蒸发率先增大后略有减小，纤维强度逐渐减小。这是因为醋酸丁酸纤维素的含量增加时，皮层孔隙率增大，有助于提高纤维的芯吸速率和透气性；但面料的水分蒸发率却并未随着孔隙率的增大而逐渐增大，这可能是因为皮层孔隙率过高时，单向导湿的单向性减弱，因此在穿着服用时，织物与皮肤接触一侧的爽肤感会减弱。此外，皮层孔隙率过大时，纤维的强度也降低。
实施例5-8
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S2中，磨毛层的绒毛长度及绒面平均密度如表2所示。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
表2实施例5-8的制备条件及性能测试结果
Figure BDA0002756220370000082
从表2可以看出，绒毛长度或平均密度增大时，水分蒸发率先升高后降低，通气量逐渐减小。说明绒毛过长或过密时，织物的透气性会下降，也不利于单向导湿性的提高。绒毛过短或过稀疏时，单向导湿性也变差，说明本发明通过皮芯纤维基层面料与磨毛层结构，形成了多通道单向导湿结构，能够显著提高面料的单向导湿性。
对比例1
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，与实施例1相比，不同之处在于，该单向导湿面料不含磨毛层面料20。即不包含步骤S2。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
对比例2
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，与实施例1相比，不同之处在于，将皮芯纤维替换为普通纤维。通过以下步骤制备：
S1.制备基层面料10
将聚酰胺通过单组份纺丝机进行熔融纺丝，得到直径为5μm的纤维；
将所述纤维纺成细度为1.5D的纱线，然后将所述纱线纺织，得到机织基层面料10；
S2.将步骤S1得到的所述基层面料进行磨毛处理，得到包含磨毛层的皮芯复合纤维单向导湿面料。其中，磨毛层的绒毛长度为0.5mm，绒面平均密度为30根/cm2。
对比例3
一种皮芯复合纤维单向导湿面料，与实施例1相比，不同之处在于，皮芯纤维的皮层不具有多孔结构。通过以下步骤制备：
S1.制备基层面料10
a.将热塑性聚酯作为皮层原料；
b.将所述皮层原料与聚酰胺通过双组份皮芯型复合纺丝机进行熔融纺丝，得到直径为5μm的皮芯复合纤维；其中，皮层厚度与芯层直径的比值为1:2，即皮层厚度约为1.25μm，芯层直径约为2.5μm；
将所述皮芯复合纤维纺成细度为1.5D的纱线，然后将所述纱线纺织，得到机织基层面料10；
S2.将步骤S1得到的所述基层面料进行磨毛处理，得到包含磨毛层的皮芯复合纤维单向导湿面料。其中，磨毛层的绒毛长度为0.5mm，绒面平均密度为30根/cm2。
表3实施例1及对比例1-3的制备条件及性能测试结果
Figure BDA0002756220370000091
Figure BDA0002756220370000101
从表3可以看出，当不对基层面料进行磨毛处理时，织物水分蒸发率显著降低。当皮芯纤维替换为普通纤维时，水分蒸发率、吸水高度及透气性均显著降低，但纤维强度增大。说明本发明通过皮芯纤维基层面料与磨毛层结构，形成了多通道单向导湿结构，能够显著提高面料的单向导湿性。当皮层不具有多孔结构时，水分蒸发率、吸水高度及透气性也均显著降低，说明皮层的多孔结构有利于水分从皮层进入芯层，再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而形成多通道导湿结构。
综上所述，本发明提供的一种皮芯复合纤维单向导湿面料为一种磨毛面料，磨毛面料包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构，且芯层的吸湿性高于皮层。如此设置，利用皮层的多孔结构，将水分通过基层面料远离磨毛层的一侧集中传输至芯层纤维中，然后再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而形成多通道导湿结构，面料的导湿性显著提高。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种皮芯复合纤维单向导湿面料，包括磨毛面料，其特征在于，所述磨毛面料包括基层面料和磨毛层面料，所述磨毛层面料由所述基层面料经磨毛得到；所述基层面料包括皮芯纤维，所述皮芯纤维的皮层具有通过溶剂相分离法得到的多孔结构，以使水分经所述基层面料中皮层的一侧传递至芯层，再经由基层面料中的芯层传递至递至磨毛层面料的芯层，最后通过磨毛层面料的皮层散发出去，从而形成多通道导湿结构。
2.根据权利要求1所述的皮芯复合纤维单向导湿面料，其特征在于，所述皮芯纤维的皮层厚度与芯层直径的比值为1:(1～5)。
3.根据权利要求1或2所述的皮芯复合纤维单向导湿面料，其特征在于，所述皮层为聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；所述芯层为聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种。
4.根据权利要求1或3所述的皮芯复合纤维单向导湿面料，其特征在于，所述皮芯纤维芯层的吸湿性高于皮层的吸湿性。
5.根据权利要求1所述的皮芯复合纤维单向导湿面料，其特征在于，所述磨毛层面料的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。
6.一种权利要求1至5中任一项权利要求所述的皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.通过溶剂相分离法得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维，将所述皮芯纤维纺成纱线，然后将所述纱线纺织，得到基层面料；
S2.将步骤S1得到的所述基层面料进行磨毛处理，得到包含磨毛层的皮芯复合纤维单向导湿面料。
7.根据权利要求6所述皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述皮芯纤维的制备方法包括以下步骤：
a.将热塑性聚合物与醋酸丁酸纤维素按质量比99％:1％～80％:20％混合均匀，得到皮层原料；
b.将所述皮层原料与芯层原料通过双组份皮芯型复合纺丝机进行熔融纺丝，得到皮芯复合纤维；
c.将所述皮芯复合纤维在丙酮溶液中进行萃取相分离，去除皮层纤维中的所述醋酸丁酸纤维素，得到皮层具有多孔结构的皮芯纤维。
8.根据权利要求7所述皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚合物为聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；所述芯层原料为聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈中的一种或多种；且所述芯层原料的亲水性吸湿性高于皮层原料的吸湿性。
9.根据权利要求6所述皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，其特征在于，所述在步骤S1中，所述皮芯纤维的直径为0.5～20μm，所述纱线的细度为1～2D。
10.根据权利要求6所述皮芯复合纤维单向导湿面料的制备方法，其特征在于，所述在步骤S2中，所述磨毛层的绒毛长度为0.1～1mm，绒面平均密度为10～100根/cm2。
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