CN112663192A - 含Outlast调温纤维混纺纱、织物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含Outlast调温纤维混纺纱，按质量分数计，混纺纱包括15%～51%棉纤维、15%～42%天丝、15%～75%Outlast调温纤维。本发明含Outlast调温纤维混纺纱、织物及其织造方法，通过将棉纤维、天丝、Outlast调温纤维混纺并制成织物，可以使纺织品具有调节温度的功能，使穿着更加舒适，并为粘胶基Outlast调温纤维混纺纱产品的开发和研究奠定良好的基础。

Description

含Outlast调温纤维混纺纱、织物及其制造方法

技术领域

本发明涉及纺织材料技术领域，尤其是一种含Outlast调温纤维混纺纱、织物及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展和人们生活质量的不断提高，以及特殊行业中对纺织品功能性的要求，有着遮体御寒作用的传统纺织品已难以满足现代化多功能性的需求。从而，功能性纤维以及先进的功能整理技术应时而生，纺织品的温度调节功能便成为其中之一，Outlast调温纤维，作为一种智能纤维，可以使纺织品具有调节温度的功能，使穿着更加舒适；针对传统的纺织产品主要是通过抑制人体与外界环境之间发生热传递、热对流和热辐射从而发挥保温作用的，其受外界环境的影响很大，所以存在一些明显的缺点，所以，人们希望现代纺织产品能够根据使用时所处环境的变化来自动实现温度调节的功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种含Outlast调温纤维混纺纱、织物及其制造方法，实现纺织产品温度调节的功能。

Outlast调温纤维的关键在于它实现了将传统的纤维制备方法技术与包含有相变材料的微胶囊制造技术进行了有效地结合。

当所处环境温度升高时，微胶囊内的相变材料会吸收热量，并从固态转变为液态；然而，当所处环境温度降低时，微胶囊内的相变材料会释放热量，并从液态转变为固态；相变材料属于功能性材料，通常在一定的温度范围内，材料虽然会发生固-液相态的转变，并且能够从所处环境吸收或者释放出热量，但是其自身的温度仍能保持不变；采用微胶囊化技术将相变材料包覆起来，形成一定的微细颗粒，从而制成相变微胶囊，它是由囊芯和囊壁组成，直径一般在微米至毫米之间；Outlast调温纤维具有温度调节的能力，它是借助微胶囊技术将相变材料放置于直径大约在几微米以下的微胶囊中，然后将这些含有相变材料的微胶囊分布在聚合物纺丝液中，经过纺丝制成Outlast调温纤维。

Outlast调温纤维的调温机理根源于纤维里所存在的相变材料，该材料能够根据所处环境温度的改变滋生出固-液态的转变，同时从所处环境条件下吸收或者释放出一定的热量，进而在纺织产品周围形成温度相对稳定的环境，实现温度调节的功能。

为了研究生产出具有温度调节功能的床上用品面料，选用Outlast粘胶基调温纤维作为研究对象，测试Outlast调温纤维的基本性能，然后选择适合的生物质纤维与Outlast调温纤维进行混纺。

借助将性能各异的纤维混纺、优化混纺比以及调整和优化纺纱工艺以此来获得调节温度效果最佳、力学性能、条干、毛羽都较好的混纺纱线，利用所纺制的混纺纱，通过变化织物组织结构，结合应用实际，确定最佳的织物组织规格，织造出力学性能和调节温度性能都较好的机织面料。

本发明采用的技术方案是：

一种含Outlast调温纤维混纺纱，其中，按质量分数计，所述混纺纱包括15％～51％棉纤维、15％～42％天丝、15％～75％Outlast调温纤维。

一种含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其中，包括以下步骤：原料预处理→清梳工序→并条工序→粗纱工序→细纱工序→产品；所述的步骤中的原料预处理为：将Outlast调温纤维均匀铺放在塑料薄膜上，向纤维上喷洒一定量的抗静电剂，并在密封状态下放置12～24h；

所述清梳工序为：道夫转速14～20/r·min^-1,刺辊转速560～600r·min^-1，锡林转速转速200～300r·min^-1；

所述并条工序为：头并罗拉中心距为(42～45)×(47～48)mm，二并罗拉中心距为(42～45)× (47～48)mm，后区牵伸倍数为1.4～1.6；

所述粗纱工序为：捻度控制在44～48捻/m；

所述细纱工序为：捻度控制在340～380捻/m。

优选的是，所述的含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其中，所述清梳工序的张力牵伸为1.19，锡林-道夫隔距为0.1mm。

优选的是，所述的含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其中，所述粗纱罗拉中心距为(42～45) ×(47～50)mm，后区牵伸倍数为1.26～1.30。

优选的是，所述的含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其中，所述粗纱罗拉中心距为(41～42) ×(47～49)mm，锭速为10000～14000r/min。

一种由混纺纱制得的织物。

一种织物的制造方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法得到混纺纱；

(2)将步骤(1)得到的混纺纱织成坯布；

(3)将步骤(2)得到的坯布进行后加工，得到织物。

本发明的优点在于：本发明含Outlast调温纤维混纺纱、织物及其织造方法，通过将棉纤维、天丝、 Outlast调温纤维混纺并制成织物，可以使纺织品具有调节温度的功能，使穿着更加舒适，并为粘胶基 Outlast调温纤维混纺纱产品的开发和研究奠定良好的基础。

附图说明

图1为本发明相同原料不同组织结构织物升温曲线示意图。

图2为本发明相同原料不同组织结构织物降温曲线示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

一种含Outlast调温纤维混纺纱，其中，按质量分数计，所述混纺纱包括15％～51％棉纤维、15％～42％天丝、15％～75％Outlast调温纤维。

一种含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其中，包括以下步骤：原料预处理→清梳工序→并条工序→粗纱工序→细纱工序→产品；

由于Outlast调温纤维比电阻较大，为使纺纱顺利进行，需对其进行抗静电处理，具体处理办法是：将 Outlast调温纤维均匀铺放在塑料薄膜上，向纤维上喷洒一定量的抗静电剂，并在密封状态下放置12～24h，采用环锭纺工艺，纺制21s混纺纱；

具体纺纱工艺流程如下：棉纤维、天丝、Outlast调温纤维经原棉杂质分析机去除杂质，再经梳棉试验机梳棉分别写出棉生条、天丝生条、Outlast生条，经二道并条后，粗纱、细纱，得产品；

根据实验条件，本文纺纱工艺流程设计如下：

A076C开棉机→FA204C梳棉机→FA305C型并条机(二道)→FA422型粗纱机→EJM128K型细纱机。

操作过程中，应尽可能地减少Outlast调温纤维层的厚度，使其抗静电性能均匀。

表1 清梳棉工艺主要参数

表2 清梳棉工艺测试结果

表3 头并工艺主要参数

表4 二并工艺主要参数

表5 粗纱工序因素水平表

表6 粗纱工序正交试验方案表

表7 细纱工序因素水平表

表8 细纱工序正交试验方案表

本发明不仅具有良好的调温性能，而且具有较好的强伸性能、条干均匀和毛羽指标。

表9 细纱性能测试结果

在清梳联工序中，适当放慢道夫速度能够使梳理时的负荷得到减缓，将有利于纤维顺利转移，道夫转速为18.0r/min时最合理；Outlast调温纤维断裂强度较低、断裂伸长率较高，微胶囊在梳理过程中容易破损，因此建议梳棉工序采用“定量偏轻、速率减慢、张力偏小、隔距适中、加压偏轻”的工艺原则。

在并条工艺中，并条机前区罗拉中心距比后区罗拉中心距对条干的影响较显著，较小的前区罗拉中心距不利于并条时纤维的伸直与平行，可偏大掌握后区罗拉中心距；经本文研究得，并条工序最优工艺配置为：罗拉中心距45×47mm，头并后区牵伸倍数1.6，二并后牵伸倍数1.4。

在粗纱工序中，采用三因素三水平的正交试验，并结合极差分析综合方差分析的方法，对粗纱工艺进行优化，得出最佳工艺参数配置为：罗拉中心距为45×47mm，捻度为44.44捻/m，后区牵伸倍数为1.3。

在细纱工序中，采用三因素三水平的正交试验，并结合直观分析法综合方差分析的方法，得到细纱工艺的优化配置为：A1B3C2，即捻系数为380，罗拉中心距为41×47mm，锭速为12000r/min。

混纺纱调温性能测试

表10 棉/天丝/Outlast调温纤维混纺纱DSC数据

混纺纱的热焓值随着混纺纱线中Outlast调温纤维的比例的增加而增大，表明其温度调节效果越好；当Outlast调温纤维比例在30％及30％以下时，其升温和降温的热焓值相对较小(0.81J/g和1.45J/g以下) 这主要是由于混纺纱中调温纤维含量较少的缘故；当Outlast调温纤维含量由30％增到40％时，其升温和降温的热焓值明显升高达2.31J/g和2.59J/g；当Outlast调温纤维含量由40％增加到50％时，其热焓值的增幅明显减小，这主要是由于纺制混纺纱的过程中随着Outlast调温纤维继续增多其静电现象渐渐突显出来，从而导致部分调温纤维微胶囊损坏，混纺纱的热焓值增幅降低。

进一步的，当Outlast调温纤维的占比为40％时，即棉/天丝/Outlast调温纤维比例为36/24/40时，从纱线综合性能及经济因素考虑，混纺纱的DSC调温性能、断裂强度、断裂伸长率、条干均匀度、毛羽均可达最优状态，且可以得出Outlast调温纤维不适合纺高占比混纺纱线。

一种由混纺纱制得的织物。

一种织物的制造方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法得到混纺纱；

(2)将步骤(1)得到的混纺纱织成坯布；

(3)将步骤(2)得到的坯布进行后加工，得到织物。

一种由棉/天丝/Outlast调温纤维按36/24/40比例纺制的21S混纺纱作为经纱和纬纱，以三种不同基础组织：平纹、斜纹、缎纹为组织，设计制备调温织物小样，其测试结果如图1和图2所示。

表11 调温织物小样组织规格参数

由图1可知，不同组织机织物的升温曲线变化趋势基本一致，调温织物表面温度都随着时间的变化而渐渐上升，且升温速度均呈现出开始快后期慢的一个规律。其中5号织物的升温速度最快，说明单位时间内 Outlast调温纤维温度上升最大，从而调温效果最差；4号织物的升温速度次之；3号织物的升温速度又次之； 2号织物和1号织物的升温速度相近，1号织物升温速度最慢，说明单位时间内Outlast调温纤维温度上升最小，从而调温效果最好。

由图2可知，Outlast调温纤维不同基础组织机织物的降温曲线变化趋势基本一致，表面温度都随着时间的变化而下降，且降温速度均呈现出开始快后期慢的一个规律。其中5号织物降温速度最快，说明单位时间内Outlast调温纤维温度降低最多，从而调温效果最差；4号织物和5号织物的降温速度相近；3号织物的降温速度次之；2号织物的降温速度又次之；1号织物的降温速度最慢，说明单位时间内Outlast调温纤维温度降低最少，从而调温效果最好。

由于相同Outlast调温纤维含量的机织物中，平纹织物虽然测试出厚度比较大，但在交织过程中纱线弯曲次数多导致部分微胶囊破损，其调温效果反而没有斜纹织物明显；缎纹组织机织物交织虽然点比较少，但其浮长较大，织物表面孔隙比较大，所以调温性能比较差。

本发明通过对生物质含outlast调温纤维混纺纱制成机织物的调温性能进行实验研究表明，织物小样的升温速率明显变缓，这就说明调温机织物中的微胶囊芯材此时发生了相变，吸热熔融，减缓了升温速率，调温机织物的降温速率明显变缓，这就说明机织物中的微胶囊芯材此时发生了相变，放热凝固，减缓了降温速率。

以上对本发明重点围绕一种新型Outlast调温纤维混纺纱及其织物的原料配备、纺制工艺进行详尽的描述，对于本领域专业技术人员依据本发明的提示，结合现有混纺设备和工艺条件，是完全可以实现的。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种含Outlast调温纤维混纺纱，其特征在于，按质量分数计，所述混纺纱包括15%～51%棉纤维、15%～42%天丝、15%～75%Outlast调温纤维。

2.一种含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：原料预处理→清梳工序→并条工序→粗纱工序→细纱工序→产品；所述的步骤中的原料预处理为：将Outlast调温纤维均匀铺放在塑料薄膜上，向纤维上喷洒一定量的抗静电剂，并在密封状态下放置12～24h；

所述清梳工序为：道夫转速14～20/r·min^-1,刺辊转速560～600r·min^-1，锡林转速转速200～300r·min^-1；

所述并条工序为：控制头并罗拉中心距为（42～45）×（47～48）mm，二并罗拉中心距为（42～45）×（47～48）mm，后区牵伸倍数为1.4～1.6；

所述粗纱工序为：捻度控制在44～48捻/m；

所述细纱工序为：捻度控制在340～380捻/m。

3.如权利要求2所述的含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其特征在于，所述清梳工序的张力牵伸为1.19，锡林-道夫隔距为0.1mm。

4.如权利要求2所述的含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其特征在于，所述粗纱罗拉中心距为（42～45）×（47～50）mm，后区牵伸倍数为1.26～1.30。

5.如权利要求2所述的含Outlast调温纤维混纺纱的制备方法，其特征在于，所述粗纱罗拉中心距为（41～42）×（47～49）mm，锭速为10000～14000r/min。

6.一种由权利要求1所述的混纺纱制得的织物。

7.一种织物的制造方法，该方法包括以下步骤：

（1）按照权利要求2所述的制备方法得到混纺纱；

（2）将步骤（1）得到的混纺纱织成坯布；

（3）将步骤（2）得到的坯布进行后加工，得到织物。

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