一种具有温湿自动调节功能的面料的制备方法与流程

本发明涉及功能面料的制备方法，具体涉及一种具有温湿自动调节功能的面料的制备方法。

背景技术：

1、随着社会的进步与发展，功能纺织品在纺织市场上的份额也逐渐增大，而温度及湿度调节作为其中的两个领域，与人们的日常生活密切相关。一方面对于温度调节，有吸光发热、吸湿发热、木糖醇凉感、玉石导热、石墨烯等相关的功能纺织品。另一方面对于湿度调节，有吸湿速干、单向导湿、回潮整理等相关的功能纺织品，涉及的机理主要有毛细差动效应及灯芯点芯吸效应。

2、公开号为cn106758213a的专利公开了一种基于烷基氧基硅烷的棉织物吸湿快干整理方法，采用含低表面能基团的烷基氧基硅烷改性试剂，该专利对棉纤维上的羟基进行适度封闭及疏水化改性，使面料具有一定的吸湿快干能力。此外，公开号为cn107280099a的专利公开了排汗速干不着凉睡衣及其制备工艺，该专利将吸湿排汗整理剂、改性聚乙烯醇乳液、柔软剂、水混合均匀，得到亲水整理液，通过浸渍、紫外照射、微波处理得到排汗速干不着凉面料。传统功能面料性能比较单一，要么只有温度调节作用，而不具有湿度调节的性能；要么只有湿度调节作用，而不具有温度调节的性能。公开号为cn105951454a的专利公开了一种调温调湿聚酰胺-酯面料的加工方法，通过将相变微胶囊和亲水整理剂整理到聚酰胺-酯面料上，实现了正面亲水，反面疏水的单向导湿功能和调温功能，其采用的泡沫涂层工艺，并没有显著改善面料的湿度调节性能。

技术实现思路

1、发明目的：本发明旨在提供一种具有温湿自动调节功能的面料的制备方法。

2、技术方案：本发明所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，步骤为：面料先由含控温材料的工作液进行浸渍整理，再由含调湿材料的工作液进行微气泡整理，最后冷冻干燥制得。

3、进一步地，所述含控温材料的工作液按质量份计，包括以下组分：20-30份相变微胶囊、5-10份拒水柔软剂和90-100份溶剂；其中，所述相变微胶囊的相变点为28-30℃，所述拒水柔软剂为改性有机硅乳液；所述溶剂为去离子水。

4、进一步地，所述含调湿材料的工作液按质量份计，包括以下组分：10-20份介孔二氧化硅改性调湿剂、0.1-1份氧化聚乙烯蜡和90-100份溶剂。

5、进一步地，所述相变微胶囊的相变点与调湿剂的响应点的温度相同。

6、进一步地，所述介孔二氧化硅改性调湿剂的制备方法为：将介孔二氧化硅分散于含调湿剂的溶剂中，恒温振荡后离心过滤，干燥得到；其中，所述介孔二氧化硅和调湿剂的质量比为1：2-5；所述溶剂中调湿剂的浓度为10-30g/l；所述振荡的参数为：振荡温度为20-26℃，振荡时间为2-4h。

7、进一步地，所述调湿剂为聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)[p(nipam-co-maa)]、聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸甲酯)[p(nipam-co-mma)]或聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸丁酯)[p(nipam-co-mba)]，响应点28-30℃；所述溶剂为去离子水。

8、进一步地，所述浸渍整理的参数为：浴比为1：10-20，温度为40-60℃，时间为3-5min。

9、进一步地，所述微气泡整理的工艺为：在含调湿材料的工作液中通入空气，采用微纳米气泡发生器，在气液混合后的工作液中产生粒径为1-10μm的微气泡，微气泡率控制80-90％，通过喷淋将含微气泡的工作液引入到面料的内侧，控制面料增重为10-20％。

10、进一步地，所述冷冻干燥的参数为：真空度为5-15pa，干燥温度为-50℃至-30℃，干燥时间为12-24h。

11、进一步地，所述面料为全棉面料、再生纤维素面料或涤棉混纺面料中的一种。

12、发明原理：在本发明中，所述的拒水型柔软剂表示经其整理后面料的表面张力降低，目的在于一方面提升面料手感，另一方面适当降低面料的亲水性，有利于后道微气泡整理。‘适当’表示经拒水型柔软剂整理后的面料表面润湿时间在60-90秒。此外所述微气泡整理的面料‘内侧’为在应用时贴近人体皮肤的一侧。

13、本发明所述的相变微胶囊，在升温阶段可赋予面料更强的储热能力，降温时又能将存储的热量释放出来。在外界温度变化过程中，经控温材料整理的面料在相变点附近会有一段缓冲过程，从而起到调控面料温度的作用。本发明所述的调湿剂，其体积及亲水性具有随温度变化而响应的特性，能够很好的应用在面料湿度调节领域。具体的当在响应点温度以上时，调湿剂聚合物分子线团发生收缩，疏水性增加。此时面料内侧疏水性大于外侧，促进了湿汽的传递。相反的，当在响应点温度以下时，调湿剂聚合物分子线团溶胀，亲水性增加，体积增大，封闭了部分纤维间的孔隙，延缓了湿汽的传递。

14、本发明所述的微气泡整理工艺，可采用微纳米气泡发生器，通过气液剪切，在气液混合后的工作液中产生粒径为1-10μm的微气泡。介孔二氧化硅具有较高的解析活化能，在微气泡发生时吸附于气液界面，有利于微气泡在液相中自由分散，稳定不破裂。氧化聚乙烯蜡围绕在微气泡液相外周，提高了在冻干过程中微气泡的结构稳定性。面料经拒水柔软整理后表面张力降低，微气泡可以稳定的吸附在布面，同时微气泡间静电斥力作用使得微气泡间不会团聚变大。介孔二氧化硅的改性和氧化聚乙烯蜡的加入，使得冻干后的调湿剂以微球形态嵌入纤维间，在布面内侧形成均匀的微球状调湿结构。当调湿剂在响应点温度以上时面料内侧含疏水性微球结构，显著增加了面料上湿汽的传递；当调湿剂在响应点温度以下时面料内侧含亲水性微球结构，大大延缓了面料中湿汽的传递。

15、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明将控温材料与调湿材料相结合，经过介孔二氧化硅的改性和氧化聚乙烯蜡的作用，通过微气泡整理和冷冻干燥工艺，制备了一种具有温湿调节功能的面料，能够满足人体对于高温环境下的散热散湿需求，同时具备低温环境下保温保湿的功能。与常规的泡沫整理和喷雾整理工艺相比，本发明微气泡整理的技术优势更加明显。

技术特征：

1.一种具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，步骤为：面料先由含控温材料的工作液进行浸渍整理，再由含调湿材料的工作液进行微气泡整理，最后冷冻干燥制得。

2.根据权利要求1所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述含控温材料的工作液按质量份计，包括以下组分：20-30份相变微胶囊、5-10份拒水柔软剂和90-100份溶剂。

3.根据权利要求2所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述含调湿材料的工作液按质量份计，包括以下组分：10-20份介孔二氧化硅改性调湿剂、0.1-1份氧化聚乙烯蜡和90-100份溶剂。

4.根据权利要求3所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述相变微胶囊的相变点与调湿剂的响应点的温度相同。

5.根据权利要求3所述的的具有温湿自动调节功能的面料制备方法，其特征在于，所述介孔二氧化硅改性调湿剂的制备方法为：将介孔二氧化硅分散于含调湿剂的溶剂中，恒温振荡后离心过滤，干燥得到。

6.根据权利要求4所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述介孔二氧化硅和调湿剂的质量比为1：2-5；所述溶剂中调湿剂的浓度为10-30g/l。

7.根据权利要求4所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述调湿剂为聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)、聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸甲酯)或聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸丁酯)，响应点28-30℃。

8.根据权利要求1所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述浸渍整理的参数为：浴比为1：10-20，温度为40-60℃，时间为3-5min。

9.根据权利要求1所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述微气泡整理的工艺为：在含调湿材料的工作液中通入空气，采用微纳米气泡发生器，在气液混合后的工作液中产生粒径为1-10μm的微气泡，微气泡率控制80-90％，通过喷淋将含微气泡的工作液引入到面料的内侧，控制面料增重为10-20％。

10.根据权利要求1所述的具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥的参数为：真空度为5-15pa，干燥温度为-50℃至-30℃，干燥时间为12-24h。

技术总结本发明公开了一种具有温湿自动调节功能的面料的制备方法，面料先由含控温材料的工作液进行浸渍整理，再由含调湿材料的工作液进行微气泡整理，最后冷冻干燥制得。本发明将控温材料与调湿材料相结合，经过介孔二氧化硅对调湿剂的改性和氧化聚乙烯蜡的作用，通过微气泡整理和冷冻干燥工艺，制备了一种具有温湿调节功能的面料，所得面料在高温环境下具有散热散湿、低温环境下具有保温保湿的特性，可以实现面料温湿度的自主调节。与常规的泡沫整理和喷雾整理工艺相比，本发明微气泡整理的技术优势更加明显。技术研发人员：李红军,张燕,张怡受保护的技术使用者：江苏斯得福纺织股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16