CN116905106A - 一种多功能纤维及多功能织物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能纤维，包括位于中间的多孔纤维以及分别位于所述多孔纤维两侧的抗菌防紫外层和亲肤层；所述多功能纤维通过如下方法制备得到：将所述多孔纤维排列成网帘，在所述网帘的两侧均采用吹喷纺丝工艺，将纺丝液吹喷到多孔纤维上并形成纳米纤维层，得到所述多功能纤维；所述网帘由单向多孔纤维组成；两侧的吹喷纺丝持续进行以在多孔纤维的两侧分别形成纳米纤维层，所述纳米纤维层包括所述抗菌防紫外层和亲肤层。本发明的多功能纤维，外层的抗菌防紫外层可以吸收紫外光；内层亲肤性较好；中间层的多孔纤维对可见光进行反射、折射，可以很好的将光线和热量隔绝在与皮肤接触的最内层的外部，从而使得织物具有很好的凉感。

Description

一种多功能纤维及多功能织物
本申请是申请日为2022年12月12日、申请号为2022115897508、发明名称为“一种多功能纤维及其制备方法和应用”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及纺织品技术领域，具体涉及一种同时具备防紫外、抗菌、凉感透气等多种性能的多功能纤维以及由该多功能纤维制备得到的多功能织物。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对于织物的舒适性和功能性越来越看重。在炎热的夏天，具有凉感的织物越来越受欢迎，同时对于织物来说导湿透气性能也很重要，导湿透气凉感的织物穿着舒适感更好，需求量也逐渐增大。织物导湿使得水分从织物接触人体皮肤的部分到达织物接触空气的外表面，这使得织物外表面处于湿热环境中易产生细菌，这就需要织物外表面具有抗菌能力。而纳米级的二氧化钛可以很好的吸收紫外光产生电子-空穴，进行光催化抗菌，添加纳米级二氧化钛的织物就同时具有防紫外且抗菌的效果。
另一方面，预制件-热拉伸工艺通过对与一定形状的预制件进行热拉伸能够获得可调控直径的与预制件相同形状的纤维，并且适合规模化生产。而吹喷纺丝通过高速气流带动纤维成型，吹喷范围面积大，获得的纤维直径细，同样适合规模化生产。
目前已有研究人员对多功能纤维及其面料进行相关研究。如申请号为CN202010536966.2的发明专利申请提供了一种凉感防紫外包覆纱的加工方法，其将天然矿物质与切片共同纺丝后浸入凉感整理剂中得到凉感纤维，再将防紫外线基料置入紫外线涂料中制得防紫外线纤维，以凉感纤维和防紫外纤维为外包纱，抗菌短纤为芯纱，进行包覆得到凉感防紫外包覆纱，该工艺得到的包覆纱同时具有凉感和防紫外功能，但是该工艺得到的纤维和纱线都是经过浸没或者涂覆的纺纱附加功能性材料的，一方面该工艺浸没需要的时间较长，不适合规模化生产，另一方面得到的涂层易被磨损从而失去功能性作用。又如申请号为CN202020588430.0的实用新型专利提供了一种单向导湿抗紫外锦纶弹力色织面料，其面料外层的底部依次设置有亲水层、导湿层、凉感层、绒毛层，外层涂有阻热抗菌涂层，该工艺得到的面料具有导湿功能和抗菌防紫外功能，但是该工艺得到的面料对凉感的作用体现不够，并且多层面料的简单叠加一方面层间连接不够易发生滑移，另一方面厚度较厚、克重较大，影响使用。又如申请号为CN202010665662.6的发明专利申请提供了一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法，其面料由第一经纬纱线交织得到的表层和第二经纬纱交织得到的里层，表层和里层通过织造得到接结双层织物，而后通过浸轧烘工艺将亲水整理剂、凉感整理剂、抗菌整理剂、抗静电整理剂、防紫外整理剂等分别对双层织物进行亲水、凉感、抗菌、抗静电、防紫外整理，得到具有导湿、凉感、抗菌、抗静电、防紫外的多功能阻燃面料，但是该工艺得到的多功能面料中有很多功能都是通过整理剂整理上去的，长期使用性上虽然相较于简单涂层的稍好，但是与具有功能性纤维织造得到的织物相比仍有所不足。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种同时具备防紫外、抗菌、凉感透气等多种性能的多功能纤维。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种多功能纤维的制备方法，包括如下步骤：
将掺有碳纳米管的高分子材料切片与聚乙烯醇母粒混合均匀后，经加热、加压得到预制件；
将所述预制件进行热拉伸得到混合纤维，并将所述混合纤维置于水中，使混合纤维中的聚乙烯醇溶解于水中，得到掺有碳纳米管的多孔纤维；
将多孔纤维排列成网帘，在所述网帘的两侧均采用吹喷纺丝工艺，将纺丝液吹喷到多孔纤维上并形成纳米纤维层，得到所述多功能纤维。
根据本发明的一些优选实施方面，以质量份数计，所述高分子材料切片包括氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)50-70份，碳纳米管10-30份，石蜡油20-40份。其中，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物作为主体部分含量最高，碳纳米管作为功能性材料含量不可过高，否则易影响到整体的力学性能，石蜡油用于充分混合SEBS和碳纳米管。
根据本发明的一些优选实施方面，所述碳纳米管的管径15-25nm，管长5-15μm，细度800-1200目，优选1000目。
根据本发明的一些优选实施方面，所述掺有碳纳米管的高分子材料切片通过如下方法制备得到：将干燥后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)母粒和碳纳米管、石蜡油混合均匀后加入喂料桶，经过螺杆挤出机挤出后纺丝水冷再进行切片，得到掺有碳纳米管的SEBS切片。螺杆挤出温度为220-260℃，水冷温度为30-50℃。
根据本发明的一些优选实施方面，以质量份数计，所述预制件包括掺有碳纳米管的高分子材料切片60-70份，聚乙烯醇母粒30-40份。聚乙烯醇作为后续要溶解掉的部分，其质量占比不能太高，否则会影响预制件、纤维的成型和力学性能。
根据本发明的一些优选实施方面，采用模具制备所述预制件，模具的加热温度为190-220℃，压力为8-10MPa。
根据本发明的一些优选实施方面，所述预制件为圆柱形，圆柱形所述预制件的直径为5-15mm。通过设置5-15mm的预制件直径，并控制预制件的成分中掺有碳纳米管的高分子材料切片60-70份和聚乙烯醇母粒30-40份，即掺有碳纳米管的高分子材料切片为聚乙烯醇母粒质量的1.5-2.5倍，可以确保在溶解PVA时几乎所有的PVA都能够直接或间隔的与水接触，进而进行溶解。
根据本发明的一些优选实施方面，所述热拉伸为采用多温区拉丝塔进行热拉伸；所述拉丝塔的中间位置的温度最高，下部位置的温度次之以进行逐步冷却，上部位置的温度最低以进行预热。优选的，采用三温区拉丝塔进行热拉伸；所述拉丝塔的温度分别为上温区温度60-90℃，中温区温度190-210℃，下温区温度140-170℃。制备混合纤维时的(预制件)喂入速度为1-4mm/min，收卷速度为200-600mm/min。
根据本发明的一些优选实施方面，溶解聚乙烯醇时，水的温度为80-100℃。利用预制件-热拉伸工艺，将掺有碳纳米管的SBES切片与PVA母粒混合制得的预制件进行热拉伸，并将热拉伸得到的纤维经过热水将其中含有的PVA溶解后，使得本身不透气的SEBS纤维具有多孔透气能力，并且多孔还可以对入射进来的可见光进行反射和折射，同时碳纳米管的掺入使得纤维可以对可见光进行吸收。
根据本发明的一些优选实施方面，所述纺丝液为抗菌防紫外纺丝液和/或亲肤纺丝液，所述网帘两侧的纺丝液相同或不同。利用掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维密集排列代替吹喷纺丝的接受网帘，可以在两侧同时吹喷纺丝，并且两侧吹喷的物质不一样，可选外层赋予抗菌防紫外能力，内层亲肤性较好。
根据本发明的一些优选实施方面，所述抗菌防紫外纺丝液包括聚丙烯腈(PAN)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、纳米二氧化钛、Ag纳米颗粒；所述抗菌防紫外纺丝液的质量百分浓度为8-12％，即溶质为PAN+纳米二氧化钛+Ag纳米颗粒，溶剂为DMF，8-12％的溶度为溶质在抗菌防紫外纺丝液中的质量占比。
根据本发明的一些优选实施方面，所述抗菌防紫外纺丝液中纳米二氧化钛的质量为聚丙烯腈质量的3-6％；所述纳米二氧化钛为锐钛型，颗粒尺寸为5-25nm。纳米二氧化钛作为功能性材料，其含量过高会影响纳米纤维的成型效果，过低则功能性较差，粒径5-25nm是为了使纳米二氧化钛能够分散均匀，且粒径小(5-25nm)功能性能发挥的更好。
利用最外层吹喷的带有纳米级二氧化钛的纳米纤维对紫外光进行吸收，中间层的掺有碳纳米管的SEBS纤维对可见光进行吸收、反射、折射，可以很好的将光线和热量隔绝在与皮肤接触的最内层的外部，使得最内层温度不会受太阳光的照射而变化很大，从而使得织物具有很好的凉感。同时，通过吹喷纺丝的工艺将纳米级的二氧化钛吹喷在多孔纤维的外层，使得纤维外层可以吸收紫外光，产生光生电子和光生空穴对，从而起到光催化抗菌的作用，同时起到防紫外线的作用，并且吹喷纺丝得到的是纳米纤维，二氧化钛也是纳米级的，比表面积大，抗菌防紫外效果更好。
根据本发明的一些优选实施方面，所述抗菌防紫外纺丝液中Ag纳米颗粒的质量为聚丙烯腈质量的4-7％；Ag纳米颗粒平均粒径为20-50nm。Ag纳米颗粒同样作为功能性材料，其含量过高也会影响纳米纤维成型效果，过低功能性较差，粒径20-50nm利于Ag纳米颗粒的分散均匀，性能更加稳定。
根据本发明的一些优选实施方面，所述亲肤纺丝液包括丝素蛋白和六氟异丙醇；所述亲肤纺丝液的质量百分浓度为3-5％。
根据本发明的一些优选实施方面，所述吹喷纺丝工艺中的牵伸风压为0.08-0.4MPa，挤出速度0.6-5mL/h，接收距离20-40cm。
根据本发明的一些优选实施方面，所述网帘由高度为70-120cm的单向多孔纤维组成。两侧的吹喷纺丝持续进行以在多孔纤维的两侧形成抗菌防紫外层和亲肤层，网帘沿着纤维的长度方向上不断前进。
根据本发明的一些优选实施方面，所述掺有碳纳米管的多孔纤维的直径为0.5-0.9mm；制备得到的多功能纤维上的纳米纤维层厚度为100-300μm。纳米纤维层的厚度过大会影响整体的透气性能，厚度过小会降低功能性材料的效用。
本发明的目的之二是提供一种如上所述的制备方法制备得到的多功能纤维。
本发明的目的之三是提供一种如上所述的多功能纤维在纺织品中的应用，如与异形截面具有导湿功能的锦纶进行织造得到多功能织物，相对于多层功能面料复合的织物克重更低，穿着更舒适轻便，并且可通过热拉伸工艺调控纤维直径，通过吹喷纺丝的工艺控制外包层厚度，从而调控多功能纤维的重量和性能。
由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的多功能纤维，外层的抗菌防紫外层可以吸收紫外光，产生光生电子和光生空穴对，从而起到光催化抗菌的作用，同时起到防紫外线的作用，并且吹喷纺丝得到的是纳米纤维，抗菌防紫外效果更好；内层亲肤性较好；中间层的多孔纤维对可见光进行反射、折射，可以很好的将光线和热量隔绝在与皮肤接触的最内层的外部，使得最内层温度不会受太阳光的照射而变化很大，从而使得织物具有很好的凉感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例中将预制件进行热拉伸得到混合纤维的示意图；
附图中，1、圆柱形预制件；2、三温区拉丝塔；3、混合纤维；4、收卷辊。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
下述实施例中未作特殊说明的原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
SEBS树脂购自广州鸿程塑化有限公司，牌号为RTP 2720S-60A；
碳纳米管购自嘉兴纳科新材料有限公司，牌号NACODC8；
PVA母粒购自惠州市万事通塑料科技有限公司，牌号为W-055；
PAN购自太仓凯尔达塑胶原料有限公司，牌号为P-10；
纳米二氧化钛购自杭州智钛净化科技有限公司，牌号为VK-TA15；
Ag纳米颗粒购自杭州恒格纳米科技有限公司，牌号为HN-TA33Ag；
石蜡油购自山东泰畅石化科技有限公司，牌号为TC-300#；
六氟异丙醇购自济南裕诺化工有限公司，牌号为15128；
异形截面锦纶购自江苏文凤化纤集团有限公司，牌号为WF111；
锦纶购自江苏文凤化纤集团有限公司，牌号为WF118；
银离子纤维购自绍兴喜能纺织科技有限公司，牌号为GN-1；
纳米二氧化钛微胶囊购自宁波极微纳新材料科技有限公司，牌号为JWN-A10；
芦荟丝素胶原保湿剂购自上海沪正实业有限公司，牌号为LH-001；
聚丙烯纤维购自海盐金溢绢纺有限责任公司，牌号为pp100；
珍珠纤维购自江阴市安利维纺织新材料有限公司，牌号为ZZS-01；
蚕丝纤维购自苏州湖光山色丝绒发展有限公司，牌号为hgss-001；
醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液购自山东盈鸿化工有限公司，牌号为A512。
本发明的多功能纤维具有类三层的结构(最外层的抗菌防紫外层、中间的的多孔纤维以及与皮肤接触的最内层的亲肤层)，其具体的制备步骤如下：
步骤S1：制备掺有碳纳米管的SEBS切片
将干燥后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)母粒50-70份、碳纳米管10-30份、石蜡油20-40份混合均匀后加入喂料桶，经过螺杆挤出机挤出后纺丝水冷再切片得到掺有碳纳米管的SEBS切片。螺杆挤出温度为220-260℃，水冷温度为30-50℃。
碳纳米管的管径15-25nm，管长5-15μm，细度1000目。
步骤S2：制备预制件
将步骤S1中得到的掺有碳纳米管的SEBS切片60-70份与聚乙烯醇(PVA)母粒30-40份混合均匀后，放入模具中经过加热加压得到圆柱形预制件。模具的加热温度为190-220℃，压力为8-10MPa。
制备得到的圆柱形预制件的直径为5-15mm。
步骤S3：制备掺有碳纳米管的多孔纤维
将步骤S2中的圆柱形预制件1通过三温区拉丝塔2进行热拉伸后得到混合纤维3，如图1所示，混合纤维3收卷在收卷辊4上。再将该混合纤维置于80-100℃的水中使得PVA溶解，从而得到掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维。
三温区拉丝塔的温度分别为上温区温度60-90℃，中温区温度190-210℃，下温区温度140-170℃。制备混合纤维时的(预制件)喂入速度为1-4mm/min，收卷速度为200-600mm/min。
步骤S4：制备多功能纤维
用步骤S3中的掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维代替吹喷纺丝的收集网帘，最终的网帘由高度为70-120cm的单向掺有碳纳米管的多孔纤维组成。在该网帘的两侧均采用吹喷纺丝的工艺，将不同的纺丝液吹喷得到的纳米纤维喷到掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维上，分别得到抗菌防紫外层和亲肤层，从而得到多功能纤维。
吹喷纺丝工艺中的牵伸风压为0.08-0.4MPa，挤出速度0.6-5mL/h，接收距离20-40cm。掺有碳纳米管的多孔纤维的直径为0.5-0.9mm；制备得到的多功能纤维上的纳米纤维层厚度为100-300μm。
纺丝液为用于形成抗菌防紫外层的抗菌防紫外纺丝液或用于形成亲肤层的亲肤纺丝液。
其中，抗菌防紫外纺丝液包括聚丙烯腈(PAN)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、纳米二氧化钛、Ag纳米颗粒；抗菌防紫外纺丝液的质量百分浓度为8-12％。抗菌防紫外纺丝液中纳米二氧化钛的质量为聚丙烯腈质量的3-6％；纳米二氧化钛为锐钛型，颗粒尺寸为5-25nm。抗菌防紫外纺丝液中Ag纳米颗粒的质量为聚丙烯腈质量的4-7％；Ag纳米颗粒平均粒径为20-50nm。
亲肤纺丝液包括丝素蛋白和六氟异丙醇；亲肤纺丝液的质量百分浓度为3-5％。
实施例1
本实施例的多功能纤维的制备步骤如下：
步骤S1：制备掺有碳纳米管的SEBS切片
将干燥后的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)母粒50份、碳纳米管30份、石蜡油20份混合均匀后加入喂料桶，经过螺杆挤出机挤出后纺丝水冷再切片得到掺有碳纳米管的SEBS切片。螺杆挤出温度为230℃，水冷温度为40℃。
碳纳米管的管径15-25nm，管长5-15μm，细度1000目。
步骤S2：制备预制件
将步骤S1中得到的掺有碳纳米管的SEBS切片60份与聚乙烯醇(PVA)母粒40份混合均匀后，放入模具中经过加热加压得到圆柱形预制件。模具的加热温度为210℃，压力为10MPa。制备得到的圆柱形预制件的直径为10mm。
步骤S3：制备掺有碳纳米管的多孔纤维
将步骤S2中的圆柱形预制件通过三温区拉丝塔进行热拉伸得到混合纤维，再将该混合纤维置于80-100℃的水中使得PVA溶解，从而得到掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维。
三温区拉丝塔的温度分别为上温区温度90℃，中温区温度210℃，下温区温度150℃。制备混合纤维时的(预制件)喂入速度为1mm/min，收卷速度为200mm/min。
步骤S4：制备多功能纤维
将步骤S3中的掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维代替吹喷纺丝的收集网帘，最终的网帘由高度为100cm的单向掺有碳纳米管的多孔纤维组成。在该网帘的两侧均采用吹喷纺丝的工艺，将不同的纺丝液吹喷得到的纳米纤维喷到掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维，分别得到抗菌防紫外层和亲肤层，从而得到多功能纤维。掺有碳纳米管的多孔纤维的直径为0.7mm；制备得到的多功能纤维上的纳米纤维层厚度为250-300μm。
纺丝液为用于形成抗菌防紫外层的抗菌防紫外纺丝液或用于形成亲肤层的亲肤纺丝液。其中，抗菌防紫外纺丝液由聚丙烯腈(PAN)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、纳米二氧化钛、Ag纳米颗粒组成。抗菌防紫外纺丝液的质量百分浓度为12％。抗菌防紫外纺丝液中纳米二氧化钛的质量为聚丙烯腈质量的6％；纳米二氧化钛为锐钛型，颗粒尺寸为15nm。抗菌防紫外纺丝液中Ag纳米颗粒的质量为聚丙烯腈质量的7％；Ag纳米颗粒平均粒径为20nm。亲肤纺丝液包括丝素蛋白和六氟异丙醇；亲肤纺丝液的质量百分浓度为5％。
吹喷纺丝工艺中，左侧吹喷的牵伸风压为0.2MPa，挤出速度2mL/h，接收距离40cm，右侧吹喷的牵伸风压为0.1MPa，挤出速度3mL/h，接收距离40cm。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
本实施例中的高分子材料切片由氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物70份、碳纳米管10份、石蜡油30份组成。预制件由掺有碳纳米管的SEBS切片70份和PVA母粒30份组成。剩余的步骤和参数与实施例1基本一致。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
本实施例中的高分子材料切片由氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物50份、碳纳米管30份、石蜡油20份组成。预制件由掺有碳纳米管的SEBS切片60份和PVA母粒40份组成。圆柱形预制件的直径为10mm。
得到的掺有碳纳米管的多孔纤维直径为0.5mm，最终多功能纤维上的纳米纤维层厚度为150-200μm。
剩余的步骤和参数与实施例1基本一致。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
本实施例中的抗菌防紫外纺丝液的质量百分浓度为12％。抗菌防紫外纺丝液中纳米二氧化钛的质量为聚丙烯腈质量的3％。抗菌防紫外纺丝液中Ag纳米颗粒的质量为聚丙烯腈质量的4％。亲肤纺丝液的质量百分浓度为5％。
得到的掺有碳纳米管的多孔纤维直径为0.7mm，最终多功能纤维上的纳米纤维层厚度为150-200μm。剩余的步骤和参数与实施例1基本一致。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
本实施例中的抗菌防紫外纺丝液的质量百分浓度为8％。抗菌防紫外纺丝液中纳米二氧化钛的质量为聚丙烯腈质量的3％。抗菌防紫外纺丝液中Ag纳米颗粒的质量为聚丙烯腈质量的4％。亲肤纺丝液的质量百分浓度为3％。
得到的掺有碳纳米管的多孔纤维直径为0.7mm，最终多功能纤维上的纳米纤维层厚度为100-150μm。剩余的步骤和参数与实施例1基本一致。
实施例6
本实施例提供一种将上述实施例中制备得到的多功能纤维制备成多功能面料的方法。
具体的，将上述实施例中制备得到的多功能纤维与具有导湿效果的异形截面锦纶进行混纺，其中，经纱为具有导湿效果的异形截面锦纶，纬纱为上述的多功能纤维，通过编织得到斜纹织物，其同时具有抗菌防紫外、凉感以及导湿等功能。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：
本对比例中的圆柱形预制件由掺有碳纳米管的SEBS切片独自组成，不含有PVA母粒。最终得到的掺有碳纳米管的SEBS纤维直径为0.7mm，多功能纤维上的纳米纤维层厚度为250-300μm。剩余的步骤和参数与实施例1基本一致。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：
本对比例中的高分子材料切片不掺入碳纳米管也不经过螺杆挤出纺丝水冷切片工艺。
最终得到的SEBS纤维直径为0.7mm，多功能纤维上的纳米纤维层厚度为250-300μm。剩余的步骤和参数与实施例1基本一致。
对比例3
本对比例中多功能面料的结构参照申请号为CN202020588430.0的实用新型专利中公开的内容，由多层不同功能的层状面料叠合而成。最外层由锦纶和银离子纤维混纺而成，并在表面涂有纳米二氧化钛微胶囊涂层，以及依次位于最外层下方的由聚丙烯纤维层组成的导湿层、由珍珠纤维和蚕丝纤维混纺并涂有保湿涂层的凉感层、绒毛层。具体的制备工艺如下：
步骤S1：外层由锦纶为经纱和银离子纤维为纬纱通过机织形成的2上1下左斜纹织物。
步骤S2：导湿层由聚丙烯纤维通过平网水刺得到，其中水压为40MPa，水刺工艺距离42mm，车速10m/min。
步骤S3：凉感层由珍珠纤维为经纱和蚕丝纤维为纬纱通过机织形成1上2下右斜纹织物。
步骤S4：绒毛层通过静电植绒的方式在凉感层底部进行植绒，其中使用醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液粘合剂，电压25kv，植绒长度0.2cm，车速为5m/min，烘干温度120℃，烘干时间5min。
步骤S5：在凉感层表面通过刮刀涂覆的方法涂覆芦荟丝素胶原保湿剂形成保湿涂层，刮刀角度25°，刀片厚度3mm，车速8m/min，烘干温度100℃，烘干时间2min；然后将凉感层和导湿层通过纱线缝制成一体。
步骤S6：在外层的内表面涂覆二氧化钛微胶囊形成抗菌涂层，刮刀角度25°，刀片厚度3mm，车速4m/min，烘干温度130℃，烘干时间4min。
步骤S7：将外层、导湿层和凉感层通过醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液粘合剂进行复合，得到多功能面料。上胶量为2g/m2，烘干温度80℃，烘干时间2min。
性能测试
将实施例1-5和对比例1-2按照实施例6的方法制备得到面料，并将得到的面料和对比例3中的层状面料一起进行相关性能的测试。其中，防紫外性参照GB/T18830-2009《纺织品紫外线性能的评定》，紫外线防护系数(UPF)、长波段紫外线透过率(T(UVA))表示其抗紫外性；抗菌性参照GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》，所用菌种为金黄色葡萄球菌ATCC6538，抑菌率表示其抗菌性；克重的测试参照GB/T24218.1-2009《纺织品非织造布试验方法第1部分：单位面积质量的测定》，用克重来表征；力学性能参照GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》，用断裂强力和断裂伸长率来表征；接触瞬间凉感性能参照GB/T 35263-2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》，接触凉感系数(Qmax)表示其接触瞬间凉感性能；透气性能参照GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》，试验面积为20cm2，压降为100Pa，透气率R来表示其透气性能。具体测试结果如下表1所示。
表1测试结果
表1的结果表明，实施例1和对比例1的结果说明当不使用PVA母粒时，SEBS纤维更完整的同时失去了多孔特性，导致克重上升，相应的力学性能提高，但是透气性也急剧下降，同时因为失去了多孔而缺少了对光线折射和反射，进而影响到抗菌和防紫外性能；根据实施例1和对比例2的结果说明当不添加碳纳米管时，还会对可见光的吸收产生影响，使得接触凉感性能下降；对比例3通过层状功能面料叠合得到的多功能面料的克重有了明显上升，且断裂伸长率和透气性均有显著下降，效果不如实施例中通过多功能纤维编织的单层面料。
本发明的多功能纤维的制备方法包括步骤：将SEBS母粒与碳纳米管混合纺丝切片后再与PVA母粒混合加热加压形成圆柱形预制件，再通过预制件-热拉伸得到混合纤维，并将PVA溶于热水后得到掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维，再通过两侧吹喷纺丝将不同的功能层吹喷到该多孔SEBS纤维上，得到多功能纤维。后续可以将该纤维与异形截面的锦纶进行混纺得到多功能导湿面料。得到的面料不仅具有很好的抗菌防紫外、凉感透气以及导湿性能，而且克重较低，面料舒适轻便，可以很好的用于户外服饰中。本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明利用预制件-热拉伸工艺，将掺有碳纳米管的SBES切片与PVA母粒混合制得的预制件进行热拉伸得到的纤维经过热水将其中的PVA溶解后，使得本身不透气的SEBS纤维具有多孔透气能力，并且多孔还可以对入射进来的可见光进行反射和折射，同时碳纳米管的掺入使得纤维可以对可见光进行吸收。
(2)本发明利用最外层吹喷的带有纳米级二氧化钛的纳米纤维对紫外光进行吸收，中间层的掺有碳纳米管的SEBS纤维对可见光进行吸收、反射、折射，可以很好的将光线和热量隔绝在与皮肤接触的最内层的外部，使得最内层温度不会受太阳光的照射而变化很大，从而使得织物具有很好的凉感。
(3)本发明利用纳米级的二氧化钛通过吹喷纺丝的工艺吹喷在掺有碳纳米管的SEBS纤维的外层，使得纤维外层可以吸收紫外光，产生光生电子和光生空穴对，从而起到光催化抗菌的作用，同时起到防紫外线的作用，并且吹喷纺丝得到的是纳米纤维，二氧化钛也是纳米级的，比表面积大，抗菌防紫外效果更好。
(4)本发明利用掺有碳纳米管的多孔SEBS纤维密集排列代替吹喷纺丝的接受网帘，可以在两侧同时吹喷纺丝，并且两侧吹喷的物质不一样，外层具有抗菌防紫外能力，内层亲肤性较好。
(5)本发明获得的多功能纤维为抗菌防紫外凉感透气弹性一体的纤维，与异形截面具有导湿功能的锦纶进行织造得到的多功能织物，相对于多层功能面料复合的织物克重更低，穿着更舒适轻便，并且可通过热拉伸工艺调控纤维直径，通过吹喷纺丝的工艺控制外包层厚度，从而调控多功能纤维的重量。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种多功能纤维，其特征在于，包括位于中间的多孔纤维以及分别位于所述多孔纤维两侧的抗菌防紫外层和亲肤层；
所述多功能纤维通过如下方法制备得到：将所述多孔纤维排列成网帘，在所述网帘的两侧均采用吹喷纺丝工艺，将纺丝液吹喷到多孔纤维上并形成纳米纤维层，得到所述多功能纤维；
所述网帘由单向多孔纤维组成；两侧的吹喷纺丝持续进行以在多孔纤维的两侧分别形成纳米纤维层，所述纳米纤维层包括所述抗菌防紫外层和亲肤层。
2.根据权利要求1所述的多功能纤维，其特征在于，所述网帘的高度为70-120cm；吹喷纺丝时，所述网帘沿着纤维的长度方向不断前进。
3.根据权利要求1所述的多功能纤维，其特征在于，所述纺丝液包括用于形成抗菌防紫外层的抗菌防紫外纺丝液；所述抗菌防紫外纺丝液包括聚丙烯腈、N，N-二甲基甲酰胺、纳米二氧化钛、Ag纳米颗粒；所述抗菌防紫外纺丝液的质量百分浓度为8-12％。
4.根据权利要求3所述的多功能纤维，其特征在于，所述抗菌防紫外纺丝液中纳米二氧化钛的质量为聚丙烯腈质量的3-6％；所述纳米二氧化钛为锐钛型，颗粒尺寸为5-25nm。
5.根据权利要求3所述的多功能纤维，其特征在于，所述抗菌防紫外纺丝液中Ag纳米颗粒的质量为聚丙烯腈质量的4-7％；Ag纳米颗粒的平均粒径为20-50nm。
6.根据权利要求1所述的多功能纤维，其特征在于，所述纺丝液包括用于形成亲肤层的亲肤纺丝液；所述亲肤纺丝液包括丝素蛋白和六氟异丙醇；所述亲肤纺丝液的质量百分浓度为3-5％。
7.根据权利要求1所述的多功能纤维，其特征在于，所述多孔纤维中掺有碳纳米管；所述碳纳米管的管径15-25nm，管长5-15μm，细度800-1200目。
8.根据权利要求1所述的多功能纤维，其特征在于，所述多孔纤维通过如下方法制备得到：将含有聚乙烯醇的预制件采用多温区拉丝塔进行热拉伸得到混合纤维，并将所述混合纤维置于水中，使混合纤维中的聚乙烯醇溶解于水中，得到掺有碳纳米管的多孔纤维。
9.根据权利要求8所述的多功能纤维，其特征在于，所述预制件通过如下方法制备得到：将掺有碳纳米管的高分子材料切片与聚乙烯醇母粒混合均匀后，经加热、加压得到预制件。
10.根据权利要求9所述的多功能纤维，其特征在于，以质量份数计，所述高分子材料切片包括氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物50-70份，碳纳米管10-30份，石蜡油20-40份。
11.根据权利要求9所述的多功能纤维，其特征在于，所述预制件中掺有碳纳米管的高分子材料切片为聚乙烯醇母粒质量的1.5-2.5倍。
12.根据权利要求11所述的多功能纤维，其特征在于，以质量份数计，所述预制件包括掺有碳纳米管的高分子材料切片60-70份，聚乙烯醇母粒30-40份。
13.根据权利要求8所述的多功能纤维，其特征在于，所述预制件为圆柱形，圆柱形所述预制件的直径为5-15mm。
14.根据权利要求1-13任意一项所述的多功能纤维，其特征在于，所述掺有碳纳米管的多孔纤维的直径为0.5-0.9mm；制备得到的多功能纤维上的纳米纤维层厚度为100-300μm。
15.一种多功能织物，其特征在于，所述多功能织物为将如权利要求1～14任意一项所述的多功能纤维与异形截面锦纶进行混纺后得到。
16.根据权利要求15所述的多功能织物，其特征在于，所述多功能织物中的经纱为具有导湿效果的异形截面锦纶，纬纱为所述的多功能纤维。
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