CN113373528A - 一种保暖西裤及其保暖层 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及西裤的领域，一种保暖层，由保暖纤维制得，所述保暖纤维表面为多孔结构，所述保暖纤维包含如下重量份的组分：多孔纤维纺丝液90‑110份；保暖发热粉体10‑20份。采用多孔结构的保暖纤维以及与保暖发热粉体共同作用，使保暖层的保暖效果较好。通过电气石粉末与吸湿发热纤维协同作用，使电气石粉末能持续释放远红外辐射，进一步提高保暖层的温度。通过冷冻干燥工艺制备得到的保暖纤维的孔隙率较高，使保暖层的保暖效果和自发热效果均较好。

Description

一种保暖西裤及其保暖层
技术领域
本申请涉及西裤领域，更具体地说，它涉及一种保暖西裤及其保暖层。
背景技术
西裤常与西装上衣配套穿着，主要在办公室及社交场合穿着。高档西裤面料以羊毛为主，羊毛面料具有手感柔滑、回弹性好、保暖效果好等优点。虽然羊毛面料保暖性相较化纤面料更为优良，但是冬天穿着单薄的西裤仍旧会感觉寒冷难忍。
公告号为CN205794858U的中国专利公开了一种透气兼保暖的修身西裤，包括裤腰本体和裤体，裤腰本体上等间距设置圆形镂空，裤腰本体从内到外依次分为吸汗棉层、保健层和透气针织层，保健层为由内外两层纱网和中间的磁碳纤维连接而成，裤体膝盖处设置有加厚保暖层，加厚保暖层采用含量为30%羊绒的棉材质。
膝关节处肌肉和脂肪薄，耐寒能力差，相较于其余处更需要保暖。西裤膝盖处设置加厚保暖层，可以提高西裤膝盖处的保暖性能，预防膝关节疾病。但是加厚保暖层为羊绒/棉面料制成，其保暖能力并未显著优于羊毛面料，相当于仅是西裤于膝盖处的面料加厚，保暖效果提升有限。
发明内容
为了提高西裤的保暖能力，本申请提供一种保暖西裤及其保暖层。
第一方面，本申请提供保暖纤维，采用如下的技术方案：
一种保暖层，由保暖纤维制得，所述保暖纤维表面为多孔结构，所述保暖纤维包含如下重量份的组分：
多孔纤维纺丝液90-110份；
保暖发热粉体10-20份。
通过采用上述技术方案，将保暖发热粉体添加至多孔纤维纺丝液制备得到具有多孔结构的保暖纤维，保暖纤维的多孔结构使得保暖层内空气量增加，使保温效果较好。保暖发热粉体能自行发热，通过添加保暖发热粉体，使保暖层表面自行发热后温度保持较高，使保暖层对人体的保暖效果好。
可选的，所述保暖发热粉体为电气石粉末。
通过采用上述技术方案，电气石粉末是一种结构特殊的极性结晶体，能永久释放空气负离子和远红外线，发射远红外线与释放负离子，两种功能协同作用比单一功能更激发人体细胞的活性，促进人体血液循环及新陈代谢，是理想的保健功能材料。
在电气石受到人体体温的影响时，电气石粉末能激发热释电效应，热释电效应是电气石粉末受热后产生负电荷，且在产生负电荷的同时，电气石托也会释放远红外线辐射，人体通过感受到热的方式接收远红外辐射，从而达到自发热的效果，使保暖层具有较好的保暖效果。
且保暖纤维的多孔结构，使保暖纤维的表面积较大，从而能更多电气石粉末位于保暖纤维表面，使人体方便受到远红外辐射，从而使电气石粉利用率较高。
可选的，所述多孔纤维纺丝液通过如下方法制备得到：按重量份计，称取50-60份聚丙烯腈共聚物、5-10份二醋酸纤维素溶解于由50-60份N,N-二甲基甲酰胺、10-20份丙酮和20-30份水搅拌混合得到的混合溶剂中，制备得到多孔纤维纺丝液。
通过上述技术方案，聚丙烯腈共聚物和二醋酸纤维溶解在N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶液中制备得到多孔限位纺丝液。因聚丙烯腈共聚物由于身性质，在通过湿法纺丝制得成纤维时，其表面具有多孔结构，满足本方案所需的具有多孔结构的保暖纤维，且制作工艺简单。通过加入二醋酸纤维对聚丙烯腈共聚物纤维进行改性，使保暖纤维的吸水性提高，使保暖纤维成为一种吸湿发热纤维，吸湿发热纤维通过吸收空气或皮肤表面的水分，进行水合热反应，使保暖纤维的表面温度提高。保暖纤维在不接触身体表面时，即电气石粉末不收体表温度影响时，电气石粉末被吸湿发热纤维进行加热。即通过电气石粉末与吸湿发热纤维协同作用，使电气石粉末能持续释放远红外辐射，进一步提高保暖层的温度。
可选的，所述保暖纤维通过如下方法制备得到：
S1，将配方所需重量份的多孔纤维纺丝液和保暖发热粉体70-90℃下搅拌混合，得到混合纺丝液；
S2，将混合纺丝液经过脱泡、过滤，通过挤出后形成纺丝细流，通过湿空气层，进入凝固浴凝固成形，得到多孔原纤维；
S3，对多孔原纤维进行预拉伸、拉伸、水洗，再经过冷冻干燥、干燥热定型，制备得到保暖纤维。
通过上述技术方案，通过湿纺方法制备得到多孔结构的保暖纤维，且在干燥热定型之前进行冷冻干燥，使保暖纤维形成多孔疏松的结构，增大保暖纤维表面的单个孔隙的面积。第一方面，保暖纤维孔隙率提高使保暖层内空气量增加，隔热效果较好；第二方面，保暖纤维孔隙率提高进一步提高电气石在保暖纤维表面的分布率，使电气石粉末利用率提高，使高保暖层的放热速率，进而提高保暖层的表面温度；第三方面，保暖纤维孔隙率提高，保暖纤维表面积增大，使保暖纤维吸湿速率大，使吸湿发热效果更好，从而使电气石粉末与吸湿发热纤维的协同性较好，使保暖层表面温度显著提高。
可选的，S2步骤中，将混合纺丝过滤后在搅拌条件下通入气体，气体流速为5-15m/s，气体流量为3-4m3/h，通入气体的时间为16-20h。
通过上述技术方案，通过通入气体，提高纺丝液中气体溶解量，使制备得到的保暖纤维的孔隙个数增多，使保暖纤维表面积增大，从而使保暖纤维的保暖效果较好。
可选的，所述混合纺丝在加压条件下通入气体，表压强为0.8-1.2kPa。
通过上述技术方案，在加压条件下通入气体，使多孔纤维纺丝液内气体溶解量进一步增大，从而使制备得到的保暖纤维的孔隙率增大，提高保暖纤维的保暖效果。
可选的，所述混合纺丝在超声波条件下通入气体。
通过上述技术方案，通过超声波条件下通入气体，超声波将气泡震碎后溶解在多孔纤维纺丝液内，提高多孔纤维纺丝液内气体溶解量。
可选的，所述冷冻干燥的温度为-15℃到-30℃。
通过上述技术方案，在-15℃到-30℃的冷冻干燥的条件下，使保暖纤维的多孔疏松结构形成效果较好，从而使保暖纤维的保暖效果较好。
第二方面，本申请提供一种保暖西裤法，采用如下的技术方案：
一种保暖西裤，其特征在于，包括裤体，所述裤体的膝盖处设置有权利要求1-8任一项所述的保暖层。
通过采用上述技术方案，在裤体的膝盖处设置保暖层对膝关节处进行保暖，且通过保暖层自发热的形式对膝盖处进行保暖，使保暖效果更好。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、采用多孔结构的保暖纤维以及与保暖发热粉体共同作用，使保暖层的保暖效果较好。
2、通过电气石粉末与吸湿发热纤维协同作用，使电气石粉末能持续释放远红外辐射，进一步提高保暖层的温度。
3、通过冷冻干燥工艺制备得到的保暖纤维的孔隙率较高，使保暖层的保暖效果和自发热效果均较好。
附图说明
图1是本申请实施例的保暖西裤的结构示意图。
附图标记说明：1、裤体；2、保暖层。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本申请作进一步详细说明。
原料名称 种类或来源
保暖发热粉体 电气石粉末，赣州托玛琳环保科技有限公司出售，2000目
聚丙烯腈共聚物 英国courtaulds出售，其组成为93wt%聚丙烯腈、6wt%丙烯酸甲酯、1wt%依康酸
二醋酸纤维素 二醋酸纤维素片，北京中科光析化工技术研究所出售
制备例
制备例1
多孔纤维纺丝液的制备：
称取50kgN,N-二甲基甲酰胺、10kg丙酮和20kg水搅拌混合得到混合溶剂，再加入50kg聚丙烯腈共聚物、5kg二醋酸纤维素溶解，在70℃条件下搅拌溶解，制备得到多孔纤维纺丝液。
制备例2
称取60kgN,N-二甲基甲酰胺、20kg丙酮和30kg水搅拌混合得到混合溶剂，再加入60kg聚丙烯腈共聚物、10kg二醋酸纤维素溶解，在70℃条件下搅拌溶解，制备得到多孔纤维纺丝液。
制备例3
称取55kgN,N-二甲基甲酰胺、15kg丙酮和25kg水搅拌混合得到混合溶剂，再加入55kg聚丙烯腈共聚物、8kg二醋酸纤维素溶解，在70℃条件下搅拌溶解，制备得到多孔纤维纺丝液。
实施例
实施例1
参照图1，一种保暖层，由多孔结构的保暖纤维编织制得，保暖层2的规格为0.4g/cm2，保暖纤维通过如下方法制备得到：
S1，将90kg由制备例1制备得到的多孔纤维纺丝液和10kg电气石粉末在70℃下搅拌混合，得到混合纺丝液；
S2，将混合纺丝液依次进行静置脱泡、过滤，再通过挤出形成纺丝细流，通过温度为10℃、相对湿度为67%的湿空气层，再进入凝固浴凝固成形，得到多孔原纤维，凝固浴为25℃的水；
S3，再对多孔原纤维进在45℃的水中进行预拉伸、在90℃的水中进行拉伸、采用25℃的水喷洗，再于-15℃下冷冻干燥、120℃下干燥热定型，制备得到规格为1.5tex的保暖纤维。
一种保暖西裤，包括裤体1，裤体1为羊毛材质，保暖层2固定于裤体1的膝盖处，且固定于朝向膝盖一侧。
实施例2
参照图1，一种保暖层，由多孔结构的保暖纤维编织制得，保暖层2的规格为0.4g/cm2，保暖纤维通过如下方法制备得到：
S1，将110kg由制备例2制备得到的多孔纤维纺丝液和20kg电气石粉末在90℃下搅拌混合，得到混合纺丝液；
S2，将混合纺丝液依次进行静置脱泡、过滤，再通过挤出形成纺丝细流，通过温度为10℃、相对湿度为67%的湿空气层，再进入凝固浴凝固成形，得到多孔原纤维，凝固浴为25℃的水；
S3，再对多孔原纤维进在45℃的水中进行预拉伸、在90℃的水中进行拉伸、采用25℃的水喷洗，再于-15℃下冷冻干燥、120℃下干燥热定型，制备得到规格为1.5tex的保暖纤维。
一种保暖西裤，包括裤体1，裤体1为羊毛材质，保暖层2固定于裤体1的膝盖处，且固定于朝向膝盖一侧。
实施例3
参照图1，一种保暖层，由多孔结构的保暖纤维编织制得，保暖层2的规格为0.4g/cm2，保暖纤维通过如下方法制备得到：
S1，将100kg由制备例3制备得到的多孔纤维纺丝液和15kg电气石粉末在80℃下搅拌混合，得到混合纺丝液；
S2，将混合纺丝液依次进行静置脱泡、过滤，再通过挤出形成纺丝细流，通过温度为10℃、相对湿度为67%的湿空气层，再进入凝固浴凝固成形，得到多孔原纤维，凝固浴为25℃的水；
S3，再对多孔原纤维进在45℃的水中进行预拉伸、在90℃的水中进行拉伸、采用25℃的水喷洗，再于-15℃下冷冻干燥、120℃下干燥热定型，制备得到规格为1.5tex的保暖纤维。
一种保暖西裤，包括裤体1，裤体1为羊毛材质，保暖层2固定于裤体1的膝盖处，且固定于朝向膝盖一侧。
实施例4
与实施例3的区别在于，聚丙烯腈共聚物等量替代二醋酸纤维素。
实施例5
与实施例3的区别在于，保暖纤维的制备方法的S2步骤中，将混合纺丝过滤后在搅拌条件下通入氧气，氧气流速为5m/s，氧气流量为3m3/h，通入氧气的时间为20h。
实施例6
与实施例3的区别在于，保暖纤维的制备方法的S2步骤中，将混合纺丝过滤后在搅拌条件下通入氧气，氧气流速为15m/s，氧气流量为4m3/h，通入氧气的时间为20h。
实施例7
与实施例3的区别在于，保暖纤维的制备方法的S2步骤中，将混合纺丝过滤后在搅拌条件下通入氧气，氧气流速为10m/s，氧气流量为3.5m3/h，通入氧气的时间为18h。
实施例8
与实施例7的区别在于，混合纺丝在加压条件下通入气体，表压强为0.8kPa。
实施例9
与实施例7的区别在于，混合纺丝在加压条件下通入气体，表压强为1.2kPa。
实施例10
与实施例7的区别在于，混合纺丝在加压条件下通入气体，表压强为1.0kPa。
实施例11
与实施例10的区别在于，所述混合纺丝在超声波条件下通入气体，超声波为28kHz。
实施例12
与实施例11的区别在于，所述冷冻干燥的温度为-20℃。
实施例13
与实施例11的区别在于，所述冷冻干燥的温度为-30℃。
实施例14
与实施例11的区别在于，等量2000目碳化钨粉末替换电气石粉末。
实施例15
与实施3的区别在于，不进行冷冻干燥。
对比例
对比例1
与实施例3的区别在于，聚酯纤维等量替换保暖纤维，聚酯纤维通过如下方法制备得到：
将100kg聚酯纺丝用母粒与15kg电气石粉末搅拌混合均匀后加入至熔融纺丝机，进行熔融纺丝，制备得到规格为1.5tex的聚酯纤维。
对比例2
与实施例3的区别在于，不添加电气石粉末。
对比例3
与对比例1的区别在于，2000目碳化钨粉末等量替代电气石粉末。
性能检测试验
在相对湿度为50%，温度为30℃的环境下对由实施例1-15以及对比1-3得到的裁剪成10cm*10cm规格的保暖层2进行测试，采用五点取样法测试表面温度，并求平均值并求平均值表面温度a，测试结果记录在表1。
再将其转移至相对湿度为50%，温度为5℃的环境中，放置20min采用五点取样法测试保暖层2表面温度，并求平均值表面温度b1；放置1h后，采用五点取样法测试保暖层2表面温度，并求平均值表面温度b2，结果记录在表1。
表1
表面温度a（℃） 表面温度b1（℃）20min 表面温度b2（℃）1h
实施例1 36.2 23.4 14.7
实施例2 36.3 23.6 14.7
实施例3 36.4 23.7 14.8
实施例4 33.5 17.8 10.3
实施例5 37.6 28.8 17.1
实施例6 37.4 28.0 17.0
实施例7 37.6 28.1 17.3
实施例8 38.5 30.4 19.3
实施例9 38.6 30.6 19.5
实施例10 38.5 30.6 19.6
实施例11 39.3 31.4 20.1
实施例12 36.4 23.3 14.6
实施例13 36.7 23.7 14.8
实施例14 32.7 14.3 7.8
实施例15 33.6 17.2 10.6
对比例1 32.4 12.2 9.3
对比例2 31.6 10.3 6.4
对比例3 32.5 9.2 8.4
结合实施例3和对比例1并结合表1可以看出，保暖纤维的多孔结构保暖性好，使温度降低慢，且多孔结构使得电气石粉末的有效利用率较高，保暖层2散热慢，使保暖层2的保暖效果较好。对比例1制得的聚酯纤维并无多孔结构，使保暖层2的保暖效果显著降低。
自发热效果较好使得产热温度与散热温度接近，从而使温度降低较慢，且在1h后，可能散热速率与产热速率达到平衡，使得保暖层2的温度仍旧保持较高。
结合实施例3和对比例1-2并结合表1可以看出，在多孔结构上添加电气石粉末，使保暖层2的保暖效果显著提高。
结合实施例3和实施例4并结合表1可以看出，二醋酸纤维素的添加，使电气石粉末与吸湿发热纤维协同作用，显著提高保暖层2的保暖效果。
结合实施例3和实施例5-7并结合表1可以看出，通入氧气后，使保暖纤维的表面孔隙率提高，使保暖层2的保暖性能和产热性能明显提升。
结合实施例7和实施例8-10并结合表1可以看出，通过在加压条件下通入氧气，使多孔纤维纺丝液中氧气溶解量提升，从而给提高保暖纤维的表面孔隙率，进而提高暖层的保暖性能和产热性能。
结合实施例10和实施例11并结合表1可以看出，在超声波条件下通入氧气，进一步提高多孔纤维纺丝液中氧气溶解量，保暖纤维空隙率提高，使高暖层的保暖性能和产热性能均提高。
结合实施例11和实施例14和对比例3并结合表1可以看出，采用碳化钨替换电气石粉末，碳化钨与多孔结构的纤维并无协同保温作用，使保暖层2的保温性能明显降低。
结合实施例3和实施例15并结合表1可以看出，冷冻干燥处理后得到的保暖层2具有较好保暖性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种保暖层，由保暖纤维制得，所述保暖纤维表面为多孔结构，其特征在于，所述保暖纤维包含如下重量份的组分：
多孔纤维纺丝液90-110份；
保暖发热粉体10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种保暖层，其特征在于：所述保暖发热粉体为电气石粉末。
3.根据权利要求2所述的一种保暖层，其特征在于：所述多孔纤维纺丝液通过如下方法制备得到：按重量份计，称取50-60份聚丙烯腈共聚物、5-10份二醋酸纤维素溶解于由50-60份N,N-二甲基甲酰胺、10-20份丙酮和20-30份水搅拌混合得到的混合溶剂中，制备得到多孔纤维纺丝液。
4.根据权利要求1所述的一种保暖层，其特征在于：所述保暖纤维通过如下方法制备得到：
S1，将配方所需重量份的多孔纤维纺丝液和保暖发热粉体70-90℃下搅拌混合，得到混合纺丝液；
S2，将混合纺丝液经过脱泡、过滤，通过挤出后形成纺丝细流，通过湿空气层，进入凝固浴凝固成形，得到多孔原纤维；
S3，对多孔原纤维进行预拉伸、拉伸、水洗，再经过冷冻干燥、干燥热定型，制备得到保暖纤维。
5.根据权利要求4所述的一种保暖层，其特征在于：S2步骤中，将混合纺丝过滤后在搅拌条件下通入气体，气体流速为5-15m/s，气体流量为3-4m3/h，通入气体的时间为16-20h。
6.根据权利要求4所述的一种保暖层，其特征在于：所述混合纺丝在加压条件下通入气体，表压强为0.8-1.2kPa。
7.根据权利要求4所述的一种保暖层，其特征在于：所述混合纺丝在超声波条件下通入气体。
8.根据权利要求4所述的一种保暖层，其特征在于：所述冷冻干燥的温度为-15℃到-30℃。
9.一种保暖西裤，其特征在于，包括裤体(1)，所述裤体(1)的膝盖处设置有权利要求1-8任一项所述的保暖层(2)。
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