CN113186620A - 一种快速吸热透气的面料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及面料制备技术领域，具体涉及一种快速吸热透气的面料。包括以下原料：相变材料混合液10～30份，合成纤维20～60份，天然纤维30～60份，助剂1～10份；本发明采用相变材料与合成纤维、天然纤维相结合，助剂辅助，混纺制成纺线，制成面料，面料中的相变材料在相变温度附近发生固‑固相变过程，当身体出汗发热时，相变材料快速吸热，维持温度的恒定；制得的面料具有很好的舒适性和柔软性，具有快速吸热透气性能。
Description
技术领域
本发明涉及面料制备技术领域，具体涉及一种快速吸热透气的面料。
背景技术
运动是工作之余常见的放松或锻炼方式，通常会伴随着身体发热，大量出汗的情况，运动服装需要快速将身体产生的热量吸收后传导到周围环境中，对身体进行散热，此外，运动服装还需透气，使得运动人员身体表面产生的汗与衣服外的空气接触，快速蒸发，保持运动人员身体的干爽、恒温。对于喜欢运动的人员来说，四季的变化阻挡不了运动的激情，温度的变化需要对应的运动服装。目前，市面上，有针对性的夏季运动服，春秋季运动服、冬季运动服，种类繁多，季节针对性强，却少有一套衣服可四季运动。
面料是运动服装的基本组成之一，往往针对运动服装特殊的要求，承担相应的功能，吸热、快干、透气是运动服面料的基本要求，此外，春秋两季、冬季还要求面料保温性能好，运动服面料应具有一定的耐磨性能，结实、耐穿也是其通常要求。现有户外运动服，往往只能满足某一个或者某几个运动服需求，运动服面料在材料组成和纺织结构上较难兼顾快速吸热、透气性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速吸热透气的面料，具有很好的舒适性和柔软性，及具有快速吸热透气性能。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种快速吸热透气的面料，包括以下重量份数的原料：相变材料混合液10～30份，合成纤维20～60份，天然纤维30～60份，助剂1～10份；
所述相变材料混合液由无机相变材料和高分子相变材料按照重量比例无机相变材料：高分子相变材料＝3：7组成；
所述相变材料混合液的制备方法为：
步骤一：取无机相变材料加入到无水乙醇中分散均匀后，均质乳浊，得到无机相变材料预混液，其中无水乙醇的重量为无机相变材料重量的6～8倍；
步骤二：取高分子相变材料加入到乙二醇溶液中，在80～250℃高温下密闭加热，并持续搅拌，得到高分子相变材料预混液，其中乙二醇溶液的体积分数为60％，乙二醇溶液加入的重量为高分子相变材料重量的3～6倍；
步骤三：取步骤一的无机相变材料预混液、步骤二的高分子相变材料预混液按重量比例3：7依次加入到高压反应釜中，温度为200～300℃，反应2～3h,得到相变材料混合液；
所述快速吸热透气面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量份数的合成纤维破碎，过10目筛后，加入到熔炼机中，升高温度至250～300℃使其熔化，得到合成纤维熔融液；再加入重量份数的相变材料混合液，持续加热30～60min,并以100～200r/min的速度搅拌，使得相变材料混合液与合成纤维熔融液混合均匀，加入重量份数的助剂，继续搅拌30min,得到合成纤维混合溶液；
步骤二：将步骤一中得到的合成纤维混合溶液放入纺丝机中，进行纺丝，得到合成纤维纱线；
步骤三：将重量份数的天然纤维进行纺丝，制成天然纤维纱线；
步骤四：将步骤二中得到合成纤维纱线与步骤三中得到的天然纤维纱线间隔排列，纺织成混合纱线；
步骤五：将步骤四中得到的混合纱线进行织布，得到半成品布料，对半成品布料进行染色、定型和整理得到成品的面料，成品面料的调温范围为20～30℃。
所述无机相变材料为相变微胶囊；所述相变微胶囊用原位聚合法制备，以环氧树脂或多壁碳纳米管为壁材，以十二醇和/或十四醇为芯材，壁材与芯材的重量比例为1：1～2，将壁材放在容器中进行水浴加热，温度为40～70℃，将pH调节为8～10，再加入芯材，持续搅拌，反应2～3h后，经过洗涤、喷雾干燥得到相变微胶囊，相变微胶囊的相变温度为24～27℃。
所述无机相变材料还包括纳米金属粉，所述纳米金属粉采用有机壳层、高分子有机壳层或碳膜包覆。
所述无机相变材料还包括纳米硅或二氧化硅、六水氯化锶、六水氯化钙、石墨烯中的一种或多种。
所述高分子相变材料为三羟甲基乙烷-环氧树脂、石蜡、月桂酸-硬脂酸、聚乙二醇、聚氨酯中的一种或多种。
所述合成纤维由聚酯纤维和聚酰胺纤维按照重量比例聚酯纤维：聚酰胺纤维＝1：1～3组成。
所述天然纤维为棉纤维、竹纤维、动物毛中的一种或多种。
所述助剂为防氧化剂、耐磨剂、柔化剂中的一种或多种。
本发明的有益效果：
1、本发明采用相变材料与合成纤维、天然纤维相结合，助剂辅助，混纺制成纺线，制成面料，面料中的相变材料在相变温度附近发生固-固相变过程，快速吸热或放热，当身体出汗发热时，相变材料快速吸热，维持温度的恒定；天然纤维的加入，使得面料具有更好的舒适性和柔软性，具有快速吸热透气性能。
2、相变材料采取无机相变材料和高分子相变材料配合使用的方式，并调节不同相变材料的配比，充分发挥不同相变材料的优势，降低单一或单种相变材料的不足，使得无机相变材料不易团聚，高分子相变材料不易损耗，相变材料与合成纤维相容性好，且相变材料温度调节区间可以精确控制。
3、相变材料混合液的制备，先单独分散均匀无机相变材料和高分子相变材料后，再将两者混合均匀，从制备过程上，把控相变材料的均一性，使得最终制备的相变材料均一，制成的面料快速吸热时单位面积面料吸热均匀稳定。
4、相变材料与合成纤维混合制成纱线，再与天然纤维纱线混纺制成混合纱线，使用混合纱线织布的过程，将相变材料植入纤维中，使得相变材料与纤维材料合一，相变材料在面料种分布均匀，使得相变材料与布料充分结合；利用相变材料的优点，在相变点附近通过相变过程实现吸热或者放热过程，从技术上使得面料本身具有快速吸热或者放热功能；此外，结合不同合成纤维和天然纤维的优势，兼顾了面料的舒适性、柔软性，极大的改变运动服的体验质量。
5、本发明制备的一种快速吸热透气面料，使得服装自身温度恒定，使得服装类似于一种“微空调”，不使用其它外加能源，实现衣服与身体间的热稳定；面料本身具有温度调节功能，快速与运动人员实现热交换，快速吸热或者放热，维持热稳定与热平衡；此外，混纺的纱线制作方法和织布方式，使得最终得到的面料线与线之间有微小的网格结构，有利于面料的透气。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种快速吸热透气的面料，包括以下重量份数的原料：相变材料混合液10份，合成纤维20份，天然纤维30份，助剂1份；
所述相变材料混合液由无机相变材料和高分子相变材料按照重量比例无机相变材料：高分子相变材料＝3：7组成；所述无机相变材料为相变微胶囊；所述高分子相变材料为三羟甲基乙烷-环氧树脂；
所述合成纤维由聚酯纤维和聚酰胺纤维按照重量比例聚酯纤维：聚酰胺纤维＝1：1组成；所述天然纤维为棉纤维；所述助剂为耐磨剂；
所述快速吸热透气面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量份数的合成纤维破碎，过10目筛后，加入到熔炼机中，升高温度至250℃使其熔化，得到合成纤维熔融液；再加入重量份数的相变材料混合液，持续加热30min,并以100r/min的速度搅拌，使得相变材料混合液与合成纤维熔融液混合均匀，加入重量份数的助剂，继续搅拌30min,得到合成纤维混合溶液；
步骤二：将步骤一中得到的合成纤维混合溶液放入纺丝机中，进行纺丝，得到合成纤维纱线；
步骤三：将重量份数的天然纤维进行纺丝，制成天然纤维纱线；
步骤四：将步骤二中得到合成纤维纱线与步骤三中得到的天然纤维纱线间隔排列，纺织成混合纱线；
步骤五：将步骤四中得到的混合纱线进行织布，得到半成品布料，对半成品布料进行染色、定型和整理得到成品的面料。
实施例2：
一种快速吸热透气的面料，包括以下重量份数的原料：相变材料混合液30份，合成纤维60份，天然纤维60份，助剂10份；
所述相变材料混合液由无机相变材料和高分子相变材料按照重量比例无机相变材料：高分子相变材料＝3：7组成；所述无机相变材料为相变微胶囊和纳米金属粉；所述高分子相变材料为三羟甲基乙烷-环氧树脂、石蜡；
所述合成纤维由聚酯纤维和聚酰胺纤维按照重量比例聚酯纤维：聚酰胺纤维＝1：3组成；所述天然纤维为棉纤维、竹纤维；所述助剂为防氧化剂、耐磨剂；
所述快速吸热透气面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量份数的合成纤维破碎，过10目筛后，加入到熔炼机中，升高温度至300℃使其熔化，得到合成纤维熔融液；再加入重量份数的相变材料混合液，持续加热60min,并以200r/min的速度搅拌，使得相变材料混合液与合成纤维熔融液混合均匀，加入重量份数的助剂，继续搅拌30min,得到合成纤维混合溶液；
步骤二：将步骤一中得到的合成纤维混合溶液放入纺丝机中，进行纺丝，得到合成纤维纱线；
步骤三：将重量份数的天然纤维进行纺丝，制成天然纤维纱线；
步骤四：将步骤二中得到合成纤维纱线与步骤三中得到的天然纤维纱线间隔排列，纺织成混合纱线；
步骤五：将步骤四中得到的混合纱线进行织布，得到半成品布料，对半成品布料进行染色、定型和整理得到成品的面料。
实施例3：
一种快速吸热透气的面料，包括以下重量份数的原料：相变材料混合液20份，合成纤维40份，天然纤维45份，助剂5份；
所述相变材料混合液由无机相变材料和高分子相变材料按照重量比例无机相变材料：高分子相变材料＝3：7组成；
所述无机相变材料为相变微胶囊、纳米金属粉、石墨烯混合；所述高分子相变材料为月桂酸-硬脂酸；
所述合成纤维由聚酯纤维和聚酰胺纤维按照重量比例聚酯纤维：聚酰胺纤维＝1：2组成；所述天然纤维为棉纤维、竹纤维、动物毛；所述助剂为防氧化剂、耐磨剂、柔化剂；
所述快速吸热透气面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量份数的合成纤维破碎，过10目筛后，加入到熔炼机中，升高温度至270℃使其熔化，得到合成纤维熔融液；再加入重量份数的相变材料混合液，持续加热45min,并以150r/min的速度搅拌，使得相变材料混合液与合成纤维熔融液混合均匀，加入重量份数的助剂，继续搅拌30min,得到合成纤维混合溶液；
步骤二：将步骤一中得到的合成纤维混合溶液放入纺丝机中，进行纺丝，得到合成纤维纱线；
步骤三：将重量份数的天然纤维进行纺丝，制成天然纤维纱线；
步骤四：将步骤二中得到合成纤维纱线与步骤三中得到的天然纤维纱线间隔排列，纺织成混合纱线；
步骤五：将步骤四中得到的混合纱线进行织布，得到半成品布料，对半成品布料进行染色、定型和整理得到成品的面料。
实施例4：
一种快速吸热透气的面料，包括以下重量份数的原料：相变材料混合液25份，合成纤维50份，天然纤维50份，助剂7份；
所述相变材料混合液由无机相变材料和高分子相变材料按照重量比例无机相变材料：高分子相变材料＝3：7组成；所述无机相变材料为相变微胶囊，相变微胶囊用原位聚合法制备，以多壁碳纳米管为壁材，以十二醇和十四醇为芯材，壁材与芯材的重量比例为1：1，将壁材放在容器中进行水浴加热，温度为70℃，将pH调节为9，再加入芯材，持续搅拌，反应2h后，经过洗涤、喷雾干燥得到相变微胶囊；所述高分子相变材料为三羟甲基乙烷-环氧树脂；
所述合成纤维由聚酯纤维和聚酰胺纤维按照重量比例聚酯纤维：聚酰胺纤维＝1：1组成；所述天然纤维为棉纤维；所述助剂为耐磨剂；
所述快速吸热透气面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量份数的合成纤维破碎，过10目筛后，加入到熔炼机中，升高温度至300℃使其熔化，得到合成纤维熔融液；再加入重量份数的相变材料混合液，持续加热30min,并以200r/min的速度搅拌，使得相变材料混合液与合成纤维熔融液混合均匀，加入重量份数的助剂，继续搅拌30min,得到合成纤维混合溶液；
步骤二：将步骤一中得到的合成纤维混合溶液放入纺丝机中，进行纺丝，得到合成纤维纱线；
步骤三：将重量份数的天然纤维进行纺丝，制成天然纤维纱线；
步骤四：将步骤二中得到合成纤维纱线与步骤三中得到的天然纤维纱线间隔排列，纺织成混合纱线；
步骤五：将步骤四中得到的混合纱线进行织布，得到半成品布料，对半成品布料进行染色、定型和整理得到成品的面料。
面料检测数据为：
经检测，面料具有很好的快速吸热性能及透气性能，具有一定的强度和耐磨性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种快速吸热透气的面料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：相变材料混合液10～30份，合成纤维20～60份，天然纤维30～60份，助剂1～10份；
所述相变材料混合液由无机相变材料和高分子相变材料按照重量比例无机相变材料：高分子相变材料＝3：7组成；
所述相变材料混合液的制备方法为：
步骤一：取无机相变材料加入到无水乙醇中分散均匀后，均质乳浊，得到无机相变材料预混液，其中无水乙醇的重量为无机相变材料重量的6～8倍；
步骤二：取高分子相变材料加入到乙二醇溶液中，在80～250℃高温下密闭加热，并持续搅拌，得到高分子相变材料预混液，其中乙二醇溶液的体积分数为60％，乙二醇溶液加入的重量为高分子相变材料重量的3～6倍；
步骤三：取步骤一的无机相变材料预混液、步骤二的高分子相变材料预混液按重量比例3：7依次加入到高压反应釜中，温度为200～300℃，反应2～3h,得到相变材料混合液；
所述快速吸热透气面料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量份数的合成纤维破碎，过10目筛后，加入到熔炼机中，升高温度至250～300℃使其熔化，得到合成纤维熔融液；再加入重量份数的相变材料混合液，持续加热30～60min,并以100～200r/min的速度搅拌，使得相变材料混合液与合成纤维熔融液混合均匀，加入重量份数的助剂，继续搅拌30min,得到合成纤维混合溶液；
步骤二：将步骤一中得到的合成纤维混合溶液放入纺丝机中，进行纺丝，得到合成纤维纱线；
步骤三：将重量份数的天然纤维进行纺丝，制成天然纤维纱线；
步骤四：将步骤二中得到合成纤维纱线与步骤三中得到的天然纤维纱线间隔排列，纺织成混合纱线；
步骤五：将步骤四中得到的混合纱线进行织布，得到半成品布料，对半成品布料进行染色、定型和整理得到成品的面料。
2.根据权利要求1所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述无机相变材料为相变微胶囊；所述相变微胶囊用原位聚合法制备，以环氧树脂或多壁碳纳米管为壁材，以十二醇和/或十四醇为芯材，壁材与芯材的重量比例为1：1～2，将壁材放在容器中进行水浴加热，温度为40～70℃，将pH调节为8～10，再加入芯材，持续搅拌，反应2～3h后，经过洗涤、喷雾干燥得到相变微胶囊，相变微胶囊的相变温度为24～27℃。
3.根据权利要求2所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述无机相变材料还包括纳米金属粉，所述纳米金属粉采用有机壳层、高分子有机壳层或碳膜包覆。
4.根据权利要求3所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述无机相变材料还包括纳米硅或二氧化硅、六水氯化锶、六水氯化钙、石墨烯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述高分子相变材料为三羟甲基乙烷-环氧树脂、石蜡、月桂酸-硬脂酸、聚乙二醇、聚氨酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述合成纤维由聚酯纤维和聚酰胺纤维按照重量比例聚酯纤维：聚酰胺纤维＝1：1～3组成。
7.根据权利要求1所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述天然纤维为棉纤维、竹纤维、动物毛中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的快速吸热透气的面料，其特征在于：所述助剂为防氧化剂、耐磨剂、柔化剂中的一种或多种。
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