TW201346084A - 一種降溫發冷纖維、製備方法及紡織品 - Google Patents

Abstract

本發明提供了降溫發冷的纖維、遇風發冷的纖維、降溫發冷的紡織纖維的製備方法、降溫發冷的紡織品以及降溫發冷纖維的檢測方法。其中，降溫發冷的纖維包括：常規紡織纖維和占總重量0.1～4%重量份的奈米單元，該奈米單元包括300～8000奈米的微粒子，所述的微粒子包括鈦、釹或它們的混合物。由於本發明在常規紡織纖維中加入了300～8000奈米的微粒子奈米單元，使得本發明的降溫發冷纖維能夠在遇風後達到預想不到的快速降溫發冷效果，並且本發明相對於現有的發冷纖維而言，具有製造成本較低、製造工藝簡單、易於工業化生產等優點，同時本發明可以製成優質的新型發冷紡織品，並應用於夏季室內外運動、鍛煉以及戶外工作等條件下，達到降溫涼爽的效果。

Description

一種降溫發冷纖維、製備方法及紡織品

本發明涉及一種化學纖維，特別是一種降溫發冷纖維、製備方法及紡織品。具體地，本發明涉及降溫發冷纖維、遇風發冷纖維、降溫發冷纖維的製備方法、降溫發冷紡織品以及降溫發冷纖維的檢測方法。

當前，一般的降溫紡織品早期製作以熱交換器及電力輸送熱傳流體為主，例如美國專利US5062424、US5092129、US5263336、US4738119等，這些技術方案僅應用於特殊的作業環境，不適用於日常穿著應用。
再者，除使用管路外，夾層設計簡化管路的複雜佈置，通過透氣不透水與透水層的多層化，使兩層間存在特定結構的連貫性空間，空間中存在可因溫度或濕度差異產生的氣流，而達到降低體熱溫度的效果；如專利US4342203、WO2007088431、JP4209809、US2007050878、 US200620lI78、JP4209807等，為使氣流有良好的流通產生散熱效果，多層結構的設計較複雜；進而有人在多層結構的中間層引入可以含有大量水分的水吸收材料，增力。整體的降溫程度，如US2003208831、WO0108883、MXPA01013376、US6516624、US6134714等，通過透氣層使水蒸氣進出中間層達到更好的冷卻效果。
類似的方式如水或具散熱性的相變化材料封存在特定的袋或管狀空間中，如專利US2006276089、US2006064147、US2005284416、US6134714、US5415222等，使用阻水性不透氣材料封存水或相變化材料，避免液態散熱材料的流失；但長時間使用下，因外界的磨擦與壓力作用，仍會有漏水的問題，相變化材料的使用則存在無法保持長效，需待相變化材料回復固態相才能再有降溫的作用；利用高熱傳性的金屬纖維編織，可以製作長時間冷卻作用的紡織品，如專利IT 1251745，因金屬纖維的成本高與柔軟性差，使這類降溫紡織品的實用化不佳。

本發明的目的是提出一種製造方便、成本低廉、易於產業化實施的降溫發冷纖維、製備方法及紡織品。
本發明的第一目的提供了一種降溫發冷纖維，所述降溫發冷纖維包括常規紡織纖維和占總重量0.1～4%重量份的奈米單元，所述奈米單元包括300～8000奈米的微粒子，所述的微粒子包括鈦、釹或它們的混合物。
優選地，所述常規紡織纖維包括化學纖維，所述的化學纖維包括人造纖維和/或合成纖維。
更優選地，所述降溫發冷纖維包括占總重量2～4%重量份的300～4000奈米的微粒子。
進一步，在所述的奈米單元中，所述微粒子包括50～800重量單元的鈦和100～1000重量單元的釹。
優選地，所述的降溫發冷纖維包括占總重量0.1～2%重量份的4000～8000奈米的微粒子。
更優選地，在所述的奈米單元中，所述微粒子包括50～800重量單元的鈦和100～1000重量單元的釹。
進一步，所述的奈米單元中，所述的微粒子還包括60～600重量單元的鍺。
本發明的第二目的提供了一種遇風發冷纖維，其包括了上述降溫發冷纖維，所述遇風發冷纖維在空氣流動速度大於0.5m/s時溫度降低至少0.5℃。優選地，在持續空氣流動的環境下，所述遇風發冷的纖維的溫度持續地低於周圍環境的溫度。
本發明的第三目的提供了一種降溫發冷纖維的製備方法，所述製備方法包括如下步驟：A、將天然的高分子物質或無機物、或者合成的高分子物質或無機物製成紡絲熔體或溶液；B、在所述紡絲熔體或溶液中添加上述的奈米單元；C、經噴絲機構擠出，形成降溫發冷纖維。
本發明的第四目的提供了一種降溫發冷纖維的製備方法，所述製備方法包括降溫發冷纖維的化纖母粒的製備步驟，在化纖母粒的製備過程中，添加上述的奈米單元
本發明的第五目的提供了一種降溫發冷紡織品，該紡織品至少包括部分上述的纖維。
本發明的第六目的提供了一種降溫發冷纖維的檢測方法，所述檢測方法包括如下步驟：
對待測樣品穿著前的皮膚表面進行攝影；
對待測樣品穿著後的即時面料表面進行攝影；
對待測樣品穿著持續狀態經過時間T後的面料表面進行攝影；
對待測樣品脫下後的即時皮膚表面進行攝影；
對待測樣品脫下後的面料表面進行攝影。
優選地，所述檢測方法在恒溫恒濕環境下的人體上進行檢測，並且在人體上相互對稱的兩側上同時進行檢測後，再相互對調後進行二次檢測。
基於上述技術方案，本發明的優點是：
由於本發明在常規紡織纖維中加入了一定比例300～8000奈米的微粒子奈米單元，使得本發明的纖維能夠在遇風後達到預想不到的快速降溫發冷效果，並且本發明相對於現有的發冷纖維而言，具有製造成本較低、製造工藝簡單、易於工業化生產等優點，同時本發明可以製成優質的新型發冷纖維織物，並應用於夏季室內外運動、鍛煉以及戶外工作等條件下，達到降溫涼爽的效果。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐瞭解到。

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規產品。
實施例1：
本發明的一種降溫發冷的纖維，包括常規紡織纖維以及占總重量0.1～4%重量份的奈米單元，例如奈米單元占纖維總重量的2%，本發明所述奈米單元包括300～8000奈米的微粒子，所述的微粒子主要包括鈦、釹或者它們之間任意比例的混合物。
在本實施例中，本發明的纖維中，除常規紡織纖維外，包括約占總重量2～4%重量份的300～2000奈米的微粒子。所述的微粒子包括50重量單元的鈦和100重量單元的釹，當然也可以二者任選其一。
需要說明的是：本發明所述的“重量單元”優選為“微克/公斤”的重量比值，也可以根據實際需要按照其他重量單元進行稱量。
本實施例中包含有奈米單元的降溫發冷纖維，其降溫發冷效果參見如下的檢測試驗：
檢測單位：日本化學纖維檢查協會（Japan Synthetic Textile Inspection Institute Foundation）；
收到樣品日期：2009年12月11日；
檢測報告日期：2009年12月21日；
檢測證書編號：TH-09-035052-2(大阪-7190)；
檢測樣品：
樣品1——處理過的纖維（本發明纖維），
樣品2——未經處理的纖維（對比樣品），
共計2個樣品；
檢測項目1：吸水、吸熱試驗（第一次，N=1）：
具體檢測方法：
a) 在70℃的乾燥機內將待測樣品乾燥2小時；
b) 將檢測室內的溫度設定為35℃；
c) 向檢測室內預先放入待用的裝置；
d) 將調節了溫度和濕度的待測樣品對折2次，中心位置用移液槍加0.5ml蒸餾水，然後直接將感測器放在待測樣品的中心部位，為了使感測器與待測樣品緊密接觸，用夾子將它們夾住，並記錄溫度隨時間的變化，參見下表。

上述檢測結果的溫度-時間關係曲線參見附第1圖所示；
通過該日本化學纖維檢查協會（Japan Synthetic Textile Inspection Institute Foundation）的上述檢測結果以及表1和第1圖可以得出，本發明降溫發冷的纖維在相同的溫度和濕度條件下，比常規的化學纖維具有更加顯著的和預料不到的快速降溫效果。

實施例2：
本實施例與上述實施例的不同之處在於，本發明的纖維包括約占總重量1～2%重量份的2000～5000奈米的微粒子。所述的微粒子包括780重量單元的鈦和950重量單元的釹，當然也可以二者任選其一。
本發明的奈米單元可以採用現有技術中的任意一種在纖維製造的工藝中進行添加。
例如：本實施例採用了一種降溫發冷的紡織纖維的製備方法，包括如下步驟：A、將天然的高分子物質或無機物（如：粘膠纖維）、或者合成的高分子物質或無機物（如：錦綸或腈綸）製成紡絲熔體或溶液；B、在所述紡絲熔體或溶液中添加上述的奈米單元；C、經噴絲機構擠出，形成纖維。其他工藝步驟與現有技術的纖維製備方法相同，在此不再贅述。
本實施例中包含有奈米單元的降溫發冷纖維，其降溫發冷效果參見如下的檢測試驗：
檢測項目2：吸水、吸熱試驗（第二次，N=2）：


上述檢測結果的溫度-時間關係曲線參見附第2圖所示；
通過該日本化學纖維檢查協會的上述進一步檢測結果以及表2和第2圖可以得出，本發明降溫發冷的纖維在相同的溫度和濕度條件下，比常規的化學纖維具有更加顯著的和預料不到的快速降溫效果。

實施例3：
本實施例與上述實施例的不同之處在於，本發明的纖維包括約占總重量0.1～1%重量份的5000～8000奈米的微粒子。所述的微粒子包括500重量單元的鈦和600重量單元的釹，當然也可以二者任選其一。進一步優選地，本實施例的微粒子中還可以包括60～600重量單元的鍺（具體地，本實施例包括300重量單元的鍺）。
本發明的奈米單元可以採用現有技術中的任意一種在纖維製造的工藝中進行添加。
例如：本實施例採用了一種降溫發冷的紡織纖維的製備方法，包括紡織纖維化纖母粒的製備步驟，在化纖母粒的製備過程中，添加上述的奈米單元，然後生產出纖維。本實施例纖維製備方法的其他工藝步驟與現有技術的纖維製備方法相同，在此不再贅述。
本實施例中包含有奈米單元的降溫發冷纖維，其降溫發冷效果參見如下的檢測試驗：
檢測項目3：發熱/發冷接觸感；
檢測方法及檢測結果：如下表所示
茲證明實驗室待測樣品的檢測結果如下：

本實施例檢測的吸熱量隨時間的變化關係曲線參見附第3圖所示，其中，上部的曲線為樣品1的曲線，下部的曲線為樣品2的曲線。
通過該日本化學纖維檢查協會上述方法的檢測結果以及表3和第3圖可以得出，本發明降溫發冷的纖維在相同的溫度和濕度條件下，比常規的化學纖維還具有更加顯著的和預料不到的快速吸收熱量的效果，並且進一步能夠使得本發明的纖維具有預料不到的降溫效果。
此外，本發明的另一目的是提供一種降溫發冷的紡織品，例如針織或梭織產品，在該紡織品中，至少包括部分上述的纖維，當然，也可以全部使用本發明降溫發冷的纖維製成。

實施例4：
參見第4圖～第9圖，其中示出本發明一種降溫發冷纖維的檢測方法的優選實施例，其降溫發冷效果參見如下的檢測試驗：
檢測單位：日本株式會社消費科學研究所
1、檢測樣品：
樣品A——處理過的纖維（本發明纖維）；
樣品B——未經處理的纖維（對比樣品）；
需要說明的是，本實施例樣品A為遇風發冷的纖維，該遇風發冷的纖維可以包括上述任意一個實施例中所述的纖維，即該遇風發冷的纖維包括常規紡織纖維和占總重量0.1～4%重量份的奈米單元，所述奈米單元包括300～8000奈米的微粒子，所述的微粒子包括鈦、釹或它們的混合物；並且所述遇風發冷的纖維在空氣流動速度大於0.5m/s時溫度降低至少0.5℃。
2、試驗內容及條件
在以下條件下，對上述檢測樣品及表面皮膚溫度、表面面料溫度通過觀察攝影進行表面溫度解析，本試驗在風速（空氣流動速度）大於0.5m/s（例如2m/s或3m/s）的通風環境內進行，並且，環境溫度優選為30±1℃，環境相對濕度為40±2％，測試者為30歲女性：
（1）對待測樣品穿著前的皮膚表面（例如從肘到手腕）進行攝影，本實施例的“攝影”優選為熱感應攝影或紅外熱感攝影；
（2）對待測樣品穿著後的即時面料表面（例如從肘到手腕）進行攝影；
（3）對待測樣品穿著持續狀態經過時間T後（本實施例中T為30分鐘）的面料表面（例如從肘到手腕）進行攝影；
（4）對待測樣品脫下後的即時皮膚表面（例如從肘到手腕）進行攝影；
（5）對待測樣品脫下後的面料表面進行攝影。
優選地，在完成上述試驗後，再相互對調後進行二次檢測，例如第一次試驗右手為樣品A，左手為樣品B，如第4圖～第9圖所示；第二次試驗左手為樣品A，右手為樣品B，如第10圖～第15圖所示。
上述試驗的結果，參見第4圖～第9圖和第10圖～第15圖，對於本領域普通技術人員不難發現，由於本發明在常規紡織纖維中加入了一定比例300～8000奈米的微粒子奈米單元，使得本發明的纖維能夠在遇風後達到預想不到的快速降溫發冷效果，即：本發明遇風發冷的纖維在空氣流動速度大於0.5m/s時溫度降低至少0.5℃，當然對於本領域技術人員不難理解，上述的溫度降低幅度是隨時間而逐漸增加的過程，但並非無限的增加，如第1圖、第2圖和第3圖所示，並且，上述實施例1、2、3和4表明，在持續的空氣流動環境下，本發明所述遇風發冷的纖維的溫度持續地低於周圍環境的溫度。

工業實用性
本發明的降溫發冷的纖維及其製備方法，能夠有效地用於製備優質的新型發冷纖維織物，進而能夠有效地用於夏季室內外運動、鍛煉以及戶外工作等條件下，從而能夠達到預想不到的快速降溫發冷效果。並且本發明的降溫發冷的纖維，相對於現有的發冷纖維而言，具有製造成本較低、製造工藝簡單、易於工業化生產等優點。

儘管本發明的具體實施方式已經得到詳細的描述，本領域技術人員將會理解。根據已經公開的所有教導，可以對那些細節進行各種修改和替換，這些改變均在本發明的保護範圍之內。本發明的全部範圍由所附申請專利範圍及其任何等同物給出。
在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

A．．．待測樣品

B．．．對照樣品

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
第1圖為本發明實施例1中的纖維降溫發冷效果的檢測結果示意圖；
第2圖為本發明實施例2中的纖維降溫發冷效果的檢測結果示意圖；
第3圖為本發明實施例3中的纖維降溫發冷效果的檢測結果示意圖；
第4圖為在穿著本發明纖維製品前的皮膚表面溫度解析圖；
第5圖為在穿著本發明纖維製品後的即時面料表面溫度解析圖；
第6圖為在穿著本發明纖維製品持續狀態經過時間T後的面料表面溫度解析圖；
第7圖為脫下本發明纖維製品後的即時皮膚表面溫度解析圖；
第8圖為脫下本發明纖維製品後的面料表面溫度解析圖；
第9圖為第4圖～第8圖所示試驗中的檢測樣品示意圖，其中A為本發明的待測樣品，B為常規纖維的對照樣品；
第10圖為在穿著本發明纖維製品前的皮膚表面溫度解析圖；
第11圖為在穿著本發明纖維製品後的即時面料表面溫度解析圖；
第12圖為在穿著本發明纖維製品持續狀態經過時間T後的面料表面溫度解析圖；
第13圖為脫下本發明纖維製品後的即時皮膚表面溫度解析圖；
第14圖為脫下本發明纖維製品後的面料表面溫度解析圖；
第15圖為第10圖～第14圖所示試驗中的檢測樣品示意圖，其中B為本發明的待測樣品，A為常規纖維的對照樣品。

Claims (14)

1. 一種降溫發冷纖維，其特徵在於：所述降溫發冷纖維包括常規紡織纖維和占總重量0.1～4%重量份的奈米單元，所述奈米單元包括300～8000奈米的微粒子，所述的微粒子包括鈦、釹或它們的混合物。
2. 如申請專利範圍第1項所述的降溫發冷纖維，其特徵在於：所述常規紡織纖維包括化學纖維，所述的化學纖維包括人造纖維和/或合成纖維。
3. 如申請專利範圍第2項所述的降溫發冷纖維，其特徵在於：包括占總重量2～4%重量份的300～4000奈米的微粒子。
4. 如申請專利範圍第3項所述的降溫發冷纖維，其特徵在於：在所述的奈米單元中，所述微粒子包括50～800重量單元的鈦和100～1000重量單元的釹。
5. 如申請專利範圍第2項所述的降溫發冷纖維，其特徵在於：包括占總重量0.1～2%重量份的4000～8000奈米的微粒子。
6. 如申請專利範圍第5項所述的降溫發冷纖維，其特徵在於：在所述的奈米單元中，所述微粒子包括50～800重量單元的鈦和100～1000重量單元的釹。
7. 如申請專利範圍第4或6項所述的降溫發冷纖維，其特徵在於：所述的奈米單元中，所述的微粒子還包括60～600重量單元的鍺。
8. 一種遇風發冷纖維，其特徵在於：包括上述任意一項申請專利範圍所述的降溫發冷纖維，所述遇風發冷纖維在空氣流動速度大於0.5m/s時溫度降低至少0.5℃。
9. 如申請專利範圍第8項所述的遇風發冷纖維，其特徵在於：在持續空氣流動的環境下，所述遇風發冷的纖維的溫度持續地低於周圍環境的溫度。
10. 一種降溫發冷纖維的製備方法，其特徵在於：所述製備方法包括如下步驟：
    A、將天然的高分子物質或無機物、或者合成的高分子物質或無機物製成紡絲熔體或溶液；
    B、在所述紡絲熔體或溶液中添加上述任意一項申請專利範圍所述的奈米單元；
    C、經噴絲機構擠出，形成纖維。
11. 一種降溫發冷纖維的製備方法，其特徵在於：所述製備方法包括降溫發冷的化纖母粒的製備步驟，在化纖母粒的製備過程中，添加申請專利範圍第1～9項中任意一項申請專利範圍所述的奈米單元。
12. 一種降溫發冷紡織品，其特徵在於：該紡織品至少包括部分上述任意一項申請專利範圍所述的纖維。
13. 一種降溫發冷纖維的檢測方法，其特徵在於：所述檢測方法包括如下步驟：
    對待測樣品穿著前的皮膚表面進行攝影；
    對待測樣品穿著後的即時面料表面進行攝影；
    對待測樣品穿著持續狀態經過時間T後的面料表面進行攝影；
    對待測樣品脫下後的即時皮膚表面進行攝影；
    對待測樣品脫下後的面料表面進行攝影。
14. 如申請專利範圍第13項所述的檢測方法，其特徵在於：所述檢測方法在恒溫恒濕環境下的人體上進行檢測，並且在人體上相互對稱的兩側上同時進行檢測後，再相互對調後進行二次檢測。