CN115012088A - 一种可调节保暖纱及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调节保暖纱及其制备方法和应用，可调节保暖纱包括管膜、管纱和充放气调节阀；管纱套在管膜上；管膜的两端各与一个充放气调节阀的连接管密封连接；制备方法为：将混纺纱卷绕在空心锭子上，通过导纱钩喂入外转式小针筒的钩针上，通过钩针运动将混纺纱织成管纱并套在外表面涂覆有热熔胶的管膜上后进行热处理，再将管膜的两端各与一个充放气调节阀的连接管密封连接；应用为：将上述的可调节保暖纱作为纬纱制得织物。本发明的产品可将空气密封在纱线内部，具有可调的保暖性能，本发明的制备方法简单；本发明应用于织物，可使织物厚度可调，保暖性可调。

Description

一种可调节保暖纱及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于带子纱技术领域，涉及一种可调节保暖纱及其制备方法和应用。
背景技术
随着时代的发展，消费者对纺织品保暖性提出了更高的要求，希望纺织品能够在不同环境温度下具有可调节保暖性，以此来维持人体的热平衡。目前，纺织品的保暖性好坏主要取决于纺织品所含静止空气量的多少，主要原理是静止空气导热系数低，隔热保暖性能好。为此，如图1所示，有研究者利用空气制备出保暖性能可调节的空气服，通过改变空气服装中气囊的含气量而改变服装的保暖性。但这种空气保暖服的气囊结构设计和气囊在服装上的分布以及气囊中的含气量缺乏灵活性，充气量较大可能会使气囊中的空气发生对流而使服装丧失保暖功能。
相比于服装面料的可调充放气保暖设计，如图3所示，中空带子纱中空空腔更小，容易形成静止空气。而现有的中空带子纱并非直接用来纺织衣物，而是利用中空带子纱的中空结构，向空腔内填入一根粗纱条或者散纤维来制备手感柔软，蓬松保暖的包芯带子纱或者喷毛带子纱。与普通纱线相比，同样的密度同样的支数克重下，如图2所示，喷毛带子纱质量更轻，纱线织成的织物更加保暖，原因是喷毛带子纱中空气代替了纱线中一部分纤维的重量，但这种喷毛带子纱一旦制备成型，将其应用在保暖纺织品中纺织品的保暖性能是无法调节的，原因是纱线内部充入的纤维量和纱线内部所含静止空气量不可调节。
因此，研究一种可调节保暖纱及其制备方法和应用，以解决现有技术中纺织品的保暖性不可调的问题，具有十分重要意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种可调节保暖纱及其制备方法和应用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种可调节保暖纱，包括管膜、管纱和充放气调节阀；
管膜为空心管状的聚合物膜，管纱为空心管状的纱线，管纱套在管膜上，二者共轴且固定连接；
充放气调节阀包括连接管和旋塞；旋塞为T形件，由水平部和圆柱状的竖直部构成，水平部位于连接管的外部，竖直部的中心轴垂直于连接管的中心轴，竖直部穿透连接管且与其密封连接，竖直部位于连接管的通道内的部分设有通孔，通孔的中心轴垂直于竖直部的中心轴；
旋塞的工作状态有两个：工作状态一，旋塞的竖直部的通孔与连接管的通道共轴，此时二者相互连通；工作状态二，旋塞的竖直部的通孔与连接管的通道呈90°夹角，此时二者不连通；
管膜的两端各与一个充放气调节阀的连接管密封连接。
可调节保暖纱的充气过程为：调整管膜的a端的充放气调节阀，使其旋塞处于工作状态一，同时调整管膜的b端的充放气调节阀，使其旋塞处于工作状态二，此时纱线内部空间与外界连通，将与管膜的a端连接的充放气调节阀与充气泵连接，将空气充入纱线内部空间，再调整管膜的a端的充放气调节阀，使其旋塞处于工作状态二；
可调节保暖纱的放气过程为：调整管膜的a端的充放气调节阀，使其旋塞处于工作状态一，同时调整管膜的b端的充放气调节阀，使其旋塞处于工作状态一，此时纱线内部空间与外界连通，纱线内部空间的空气被释放到外界。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种可调节保暖纱，管膜为聚氨酯管膜、PET管膜、PVC管膜、PP管膜或PA管膜；管膜主要作用是使纱线内部形成一个不透气密闭空间，管膜的材料不限于此，其它可以形成密闭管膜空间且耐受温度在130℃以上的材料也可适用于本发明。
如上所述的一种可调节保暖纱，可调节保暖纱还包括位于管膜与管纱之间的TPU热熔胶膜I，管纱的原料为混纺纱，混纺纱中含有ES纤维，管膜与管纱通过TPU热熔胶膜I和ES纤维固定连接。
如上所述的一种可调节保暖纱，混纺纱中ES纤维的含量为30～50wt％，混纺纱中其它纤维为棉纤维、涤纶或锦纶。
如上所述的一种可调节保暖纱，管膜的内径为3～15mm，长度为10～1000cm，壁厚为0.025～0.5mm，管膜的具体尺寸可根据实际使用情况调整；TPU热熔胶膜I的厚度为0.025～0.5mm；管纱的壁厚为0.5～1.5mm。
如上所述的一种可调节保暖纱，连接管为TPU胶管，连接管的一个末端段的外表面涂覆有TPU热熔胶膜II，该末端段插入管膜内且通过TPU热熔胶膜II与管膜密封连接。
如上所述的一种可调节保暖纱，位于旋塞两侧的连接管的通道的长度取值范围都为5～10cm，连接管的壁厚为1～5mm，连接管的通道的直径为1～13mm，通孔的长度为3～15mm，通孔的孔径为0.8～12mm，TPU热熔胶膜II的厚度为0.025～0.5mm。
本发明还提供制备如上任一项所述的一种可调节保暖纱的方法，步骤如下：
(1)在管膜的外表面涂覆TPU热熔胶后冷却至TPU热熔胶固化；
(2)将步骤(1)的产物穿入空心引纱管内，将空心引纱管穿过空心锭子到达外转式小针筒的中心上方，此时形成了串套结构，串套结构由内向外分别是外表面涂覆TPU热熔胶的管膜、空心引纱管、空心锭子，如此可保证外转式小针筒喂入外表面涂覆TPU热熔胶的管膜的同时能够顺利钩编管纱；
(3)将用于钩编管纱的含ES纤维的混纺纱卷绕在空心锭子上，通过导纱钩喂入外转式小针筒的钩针上，通过钩针运动将混纺纱织成管纱并套在步骤(1)的产物上，ES纤维为聚乙烯和聚丙烯的复合纤维，是一种低熔点双组分复合纤维，具有优异的热粘合特性，低熔点组分的熔点为125～135℃之间，能够保证后续热粘合工艺的顺利进行；
(4)对步骤(3)的产物进行热处理，热处理的温度为100～140℃，热处理的温度主要取决于ES纤维中低熔点组分的熔点和TPU热熔胶的熔融温度，TPU热熔胶的熔融温度为100～130℃；
(5)在两个充放气调节阀的连接管的一个末端段分别涂覆TPU热熔胶后，在TPU热熔胶固化前将其分别插入管膜的两端内后冷却至TPU热熔胶固化。
作为优选的技术方案
如上所述的方法，外转式小针筒的针数为6～36针，筒径为3～15mm，本发明通过控制外转式小针筒的针数和筒径来控制管纱的网眼大小和稀疏度，一方面便于将管膜穿入外转式小针筒内部，使管膜被管纱包裹后，两者具有一定的贴合度，进而保证管膜与管纱的热熔粘结；另一方面，使管膜能够被管纱充分包裹不外露，有利于纱线充放气；当管纱的直径过大于管膜的直径，管膜能够充分展平但两者接触点较少，热熔粘合连接度不高，管膜易和管纱分离，但当管纱直径小于管膜的直径，管膜在管纱内部无法展开而不易进行充放气；通过设置管纱的网眼数目，能够调节管纱的网眼密实程度，保证纱线在充放气的过程中内层管膜不会因为充放气的膨胀和压缩而外露；热处理的时间为10～20s，压力为10～100N，压力施加方式为热压辊热压，施压时不需要将步骤(3)的产物套在某东西上，而是直接热压，管膜耐受温度较热熔膜高，内部不会相互粘连。
本发明还提供一种织物，包括纬纱，纬纱为如上任一项所述的一种可调节保暖纱；织造时先将可调节保暖纱的纱体作为纬纱参与织造，待织造结束后再在纱体的首尾两端安装充放气调节阀。
有益效果
(1)本发明的产品，具有外层管纱包覆内层管膜并通过中间热熔膜连接的三层结构，该结构使纱线中空内部具有良好的气密性，可将空气密封在纱线内部，一方面使其具有保暖性能，同时空气填充更加绿色环保，减少内部填充其它物质，成本更低；另一方面通过纱线两端的充放气调节阀可使空气含量可调，纱线形态可变，保暖性能可调；
(2)本发明的制备方法简单可行，管膜材料来源广泛，热处理工艺简单实用；管纱原材料是具有热熔性质的混纺纤维，通过外转式小针筒机可连续均匀的制备，外转式小针筒机上安装有空心锭和引纱管，可将管膜轻松包裹在管纱内，并通过热压处理相互粘结，保证纱线的整体性和牢固性；
(3)本发明的产品作为纬纱应用于织物，可使织物厚度可调，保暖性可调；
(4)专利CN202011276583.2提出一种可充放气保暖面料结构，设计中气囊结构设计缺乏灵活性，与专利CN202011276583.2相比，本发明的产品可以调控保暖性；
(5)专利CN202010383826.6中提供了一种带子纱，如图8所示，包括芯纱10和皮纱11，其芯纱10为非水溶性的粗纱和与粗纱捻合的水溶性维纶单纱，与专利CN202010383826.6相比，本发明通过管纱包覆管膜的方法，保留了纱线的中空结构，密封的中空结构可以容纳更多静止空气，提高保暖性能，空气填充更加绿色环保，成本更低，通过改变中空结构中的空气含量可以达到保暖性调节的功能；
(6)专利CN107575612B提供了一种密封气嘴及应用该气嘴的气囊，如图9所示，包括密封气嘴12、气管13、外侧固定片14、内侧固定片15、密封胶16、承压层17、内胆18，采用在管道内安装止回阀的方式阻止气流进入，并且提供的气嘴使用环形固定片将气嘴与气囊密封结合，环形固定片面积较大，不适合与横截面较小的纱线密闭连接，而本发明的充放气调节阀则通过带有中孔的旋塞来对气体进行充放气的控制，结构简单方便，并通过在管道周围涂覆热熔胶层，直接与纱体内部热熔连接，保证纱线的接口气密性。
附图说明
图1为充气保暖夹克；其中，左图为正面，右图为反面；
图2为喷毛带子纱针织面料；
图3为现有技术的中空带子纱；
图4为本发明的一种可调节保暖纱纱体结构图；
图5为旋塞在工作状态一时的示意图；
图6为旋塞在工作状态二时的示意图；
图7为旋塞结构图；
图8为现有技术的包芯带子纱；
图9为现有技术的一种密封气嘴；
其中，1-纱体，2-管膜，3-TPU热熔胶膜I，4-管纱，5-连接管，6-通道，7-旋塞，8-通孔，9-TPU热熔胶膜II，10-芯纱，11-皮纱，12-密封气嘴，13-气管，14-外侧固定片，15-内侧固定片，16-密封胶，17-承压层，18-内胆。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种可调节保暖纱，如图4～7所示，包括管膜2、管纱4、位于管膜2与管纱4之间的TPU热熔胶膜I 3和充放气调节阀；
管膜2为空心管状的聚氨酯管膜、PET管膜、PVC管膜、PP管膜或PA管膜；管膜2的内径为3～15mm，长度为10～1000cm，壁厚为0.025～0.5mm；
管纱4为空心管状的纱线，原料为混纺纱，混纺纱中含有30～50wt％的ES纤维，混纺纱中其它纤维为棉纤维、涤纶或锦纶；
TPU热熔胶膜I 3的厚度为0.025～0.5mm；管纱4的壁厚为0.5～1.5mm；
管纱4套在管膜2上，通过TPU热熔胶膜I 3和ES纤维固定连接，二者共轴且固定连接；
充放气调节阀包括连接管5和旋塞7；
旋塞7为T形件，由水平部和圆柱状的竖直部构成，水平部位于连接管5的外部，竖直部的中心轴垂直于连接管5的中心轴，竖直部穿透连接管5且与其密封连接，竖直部位于连接管5的通道6内的部分设有通孔8，通孔8的长度为3～15mm，通孔8的孔径为0.8～12mm，通孔8的中心轴垂直于竖直部的中心轴；
位于旋塞7两侧的连接管5的通道6的长度取值范围都为5～10cm，连接管5的壁厚为1～5mm，连接管5的通道6的直径为1～13mm，连接管5为TPU胶管，连接管5的一个末端段的外表面涂覆有厚度为0.025～0.5mm的TPU热熔胶膜II 9，该末端段插入管膜2内且通过TPU热熔胶膜II 9与管膜2密封连接；
管膜2的两端各与一个充放气调节阀的连接管5密封连接。
制备上述的一种可调节保暖纱的方法，具体步骤如下：
(1)在管膜2的外表面涂覆TPU热熔胶后冷却至TPU热熔胶固化；
(2)将步骤(1)的产物穿入空心引纱管内，将空心引纱管穿过空心锭子到达外转式小针筒的中心上方；其中，外转式小针筒的针数为6～36针，筒径为3～15mm；
(3)将用于钩编管纱4的含ES纤维的混纺纱卷绕在空心锭子上，通过导纱钩喂入外转式小针筒的钩针上，通过钩针运动将混纺纱织成管纱4并套在步骤(1)的产物上；
(4)对步骤(3)的产物进行热处理，热处理的温度为100～140℃，热处理的时间为10～20s，压力为10～100N；
(5)在两个充放气调节阀的连接管5的一个末端段分别涂覆TPU热熔胶后，在TPU热熔胶固化前将其分别插入管膜2的两端内后冷却至TPU热熔胶固化。
一种织物，包括纬纱，纬纱为如上所述的一种可调节保暖纱；织造时先将可调节保暖纱的纱体1作为纬纱参与织造，待织造结束后再在纱体1的首尾两端安装充放气调节阀；其中，纱体1包括管膜2、管纱4、位于管膜2与管纱4之间的TPU热熔胶膜I 3。
一种可调节保暖纱的具体使用过程如下：
可调节保暖纱的充气过程为：调整管膜2的a端的充放气调节阀，使其旋塞7处于工作状态一，同时调整管膜2的b端的充放气调节阀，使其旋塞7处于工作状态二，此时纱线内部空间与外界连通，将与管膜2的a端连接的充放气调节阀与充气泵连接，将空气充入纱线内部空间，再调整管膜2的a端的充放气调节阀，使其旋塞7处于工作状态二；
可调节保暖纱的放气过程为：调整管膜2的a端的充放气调节阀，使其旋塞7处于工作状态一，同时调整管膜2的b端的充放气调节阀，使其旋塞7处于工作状态一，此时纱线内部空间与外界连通，纱线内部空间的空气被释放到外界；
其中，如图5～6所示，旋塞7的工作状态有两个，工作状态一为：旋塞7的竖直部的通孔8与连接管5的通道6共轴，此时二者相互连通；工作状态二为：旋塞7的竖直部的通孔8与连接管5的通道6呈90°夹角，此时二者不连通。

Claims (10)

1.一种可调节保暖纱，其特征在于，包括管膜、管纱和充放气调节阀；
管膜为空心管状的聚合物膜，管纱为空心管状的纱线，管纱套在管膜上，二者共轴且固定连接；
充放气调节阀包括连接管和旋塞；旋塞为T形件，由水平部和圆柱状的竖直部构成，水平部位于连接管的外部，竖直部的中心轴垂直于连接管的中心轴，竖直部穿透连接管且与其密封连接，竖直部位于连接管的通道内的部分设有通孔，通孔的中心轴垂直于竖直部的中心轴；
管膜的两端各与一个充放气调节阀的连接管密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种可调节保暖纱，其特征在于，管膜为聚氨酯管膜、PET管膜、PVC管膜、PP管膜或PA管膜。
3.根据权利要求2所述的一种可调节保暖纱，其特征在于，可调节保暖纱还包括位于管膜与管纱之间的TPU热熔胶膜I，管纱的原料为混纺纱，混纺纱中含有ES纤维，管膜与管纱通过TPU热熔胶膜I和ES纤维固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种可调节保暖纱，其特征在于，混纺纱中ES纤维的含量为30～50wt％，混纺纱中其它纤维为棉纤维、涤纶或锦纶。
5.根据权利要求3所述的一种可调节保暖纱，其特征在于，管膜的内径为3～15mm，长度为10～1000cm，壁厚为0.025～0.5mm；TPU热熔胶膜I的厚度为0.025～0.5mm；管纱的壁厚为0.5～1.5mm。
6.根据权利要求2所述的一种可调节保暖纱，其特征在于，连接管为TPU胶管，连接管的一个末端段的外表面涂覆有TPU热熔胶膜II，该末端段插入管膜内且通过TPU热熔胶膜II与管膜密封连接。
7.根据权利要求6所述的一种可调节保暖纱，其特征在于，位于旋塞两侧的连接管的通道的长度取值范围都为5～10cm，连接管的壁厚为1～5mm，连接管的通道的直径为1～13mm，通孔的长度为3～15mm，通孔的孔径为0.8～12mm，TPU热熔胶膜II的厚度为0.025～0.5mm。
8.制备如权利要求1～7任一项所述的一种可调节保暖纱的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)在管膜的外表面涂覆TPU热熔胶后冷却至TPU热熔胶固化；
(2)将步骤(1)的产物穿入空心引纱管内，将空心引纱管穿过空心锭子到达外转式小针筒的中心上方；
(3)将用于钩编管纱的含ES纤维的混纺纱卷绕在空心锭子上，通过导纱钩喂入外转式小针筒的钩针上，通过钩针运动将混纺纱织成管纱并套在步骤(1)的产物上；
(4)对步骤(3)的产物进行热处理，热处理的温度为100～140℃；
(5)在两个充放气调节阀的连接管的一个末端段分别涂覆TPU热熔胶后，在TPU热熔胶固化前将其分别插入管膜的两端内后冷却至TPU热熔胶固化。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，外转式小针筒的针数为6～36针，筒径为3～15mm；热处理的时间为10～20s，压力为10～100N。
10.一种织物，包括纬纱，其特征在于，纬纱为如权利要求1～7任一项所述的一种可调节保暖纱。
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