在潮湿条件下自然升温发热的纤维、制备方法和纺织品

摘要

本发明涉及一种在潮湿条件下自然升温发热的纤维、制备方法和纺织品，所述的纤维包括重量比为1～3：0.5～10的常规纺织纤维和粘胶，其中，所述常规纺织纤维中还包含占所述常规纺织纤维0.1～3%重量份的纳米单元，所述纳米单元包括300～8000纳米的微粒子，所述的微粒子包括锌、钠、硫或它们之间至少两种的混合物。由于本发明在常规纺织纤维和粘胶中加入了一定比例的300～8000纳米微粒子纳米单元，使得本发明的纤维在具有一定湿度的潮湿条件下，具有预料不到的自然升温发热效果，同时，本发明相对于现有的发热纤维而言，具有制造成本较低、制造工艺简单、易于工业化生产等等优点，是在低温、潮湿环境下较好的新型发热纤维材料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织纤维及其制备方法，特别是涉及一种在潮湿条件下自然升温发热的纤维制备方法和纺织品。

背景技术

传统纤维及纺织品的保温是以阻止身体所发出的热逃逸为主。随着科学的发展，人们也研制除了部分具有发热功能的纤维，例如：

1．电热纤维

日本试制的一种保温服装材料，是利用电热材料参与组成的复合纤维，其原理如同电热毯，利用导电纤维通电使纤维发热，以达到取暖的效果。用该纤维制成的服装，外形似一件薄薄的单衣，其实为一件电热衣，能源来自随身携带的可充电电池，在寒冷的冬季里，其源源不断的热量，足以抵御严寒。

此种电热纤维的缺陷在于，制造成本高昂，需要携带充电电池进行供电，日常生活中使用起来颇为不便。

2．太阳绒

太阳绒是根据太空棉原理制成的新一代具有代表性的材料。它是将传统的100％羊毛纤维充分绒化、蓬松后置于两层软镜面之间，使其形成薄厚可控的热对流阻挡层(气囊)，其导热系数极低，同时对人体的热射线有反射作用，实现了双重保暖的功效。由于气囊中气体含量占90％，因而太阳绒既轻便柔软又保暖。其单位体积内纤维量比棉花少2／3，比羽绒少4／5，制成的服装美观而不臃肿。经检测其克罗(clo)值为3.062。两层镜面上有可开闭的微孔，如同皮肤的毛孔，热时可张开散热，冷时又可关闭保温，温度可调且具有透气性，是秋冬季的理想衣料。

此种太阳绒材料也存在有制造工艺复杂，成本高昂，难以产业化等缺陷。

3．化学保温、调温纤维

有人利用化学方法制取保温、调温纤维。例如有一种附有一层不透水的薄膜，内装硫酸钠的纺织品，当硫酸钠受热后会液化贮热，其贮热能力比水强60倍，从而使体感温度下降；而遇冷时硫酸钠会固化，同时将吸收的热量散发出来。

此种材料在制成纺织品后，容易在日常生活中由于各种刮蹭、碰撞而产生泄漏，因此，其实用性还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提出一种制造方便、成本低廉、易于产业化实施的在潮湿条件下自然升温发热的纤维制备方法和纺织品。

为实现上述目的，本发明提供了一种在潮湿条件下自然升温发热的纤维，所述的纤维包括重量比为1～3：0.5～10的常规纺织纤维和粘胶，其中，所述常规纺织纤维中还包含占所述常规纺织纤维0.1～3%重量份的纳米单元，所述纳米单元包括300～8000纳米的微粒子，所述的微粒子包括锌、钠、硫或它们之间至少两种的混合物。优选地，所述的纤维在湿度为30～100％的条件下自然升温至少0.5~3.5℃。

更优选地，所述的纤维包括1.5～3%重量份的300～4000纳米的微粒子。

进一步，在所述的纳米单元中，所述微粒子包括100～1000重量单元的锌、30～100重量单元的钠、50～100重量单元的硫或它们之间至少两种的混合物。

优选地，所述的纤维包括0.1～1.5%重量份的4000～8000纳米的微粒子。

进一步，在所述的纳米单元中，所述微粒子包括100～1000重量单元的锌、30～100重量单元的钠、50～100重量单元的硫或它们之间至少两种的混合物。

本发明的另一目的在于提供一种在潮湿条件下自然升温发热的纺织纤维的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

A、将天然的高分子物质或无机物、或者合成的高分子物质或无机物制成纺丝熔体或溶液；B、在所述纺丝熔体或溶液中添加上述的纳米单元；C、经喷丝机构挤出，形成纤维。

本发明的又一目的在于提供一种在潮湿条件下自然升温发热的纺织纤维的制备方法，所述制备方法包括纺织纤维化纤母粒的制备步骤，在化纤母粒的制备过程中，添加上述的纳米单元。

本发明的再一目的在于提供一种在潮湿条件下自然升温发热的纺织品，该纺织品至少包括部分上述的纤维。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

由于本发明在常规纺织纤维和粘胶中加入了一定比例的300～8000纳米微粒子纳米单元，使得本发明的纤维在具有一定湿度的潮湿条件下，具有预料不到的自然升温发热效果，同时，本发明相对于现有的发热纤维而言，具有制造成本较低、制造工艺简单、易于工业化生产等等优点，是在低温、潮湿环境下较好的新型发热纤维材料。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1中测量方法的温度-时间变化曲线。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1：

参见图1，其中示出本发明一种在潮湿条件下自然升温发热的纤维发热效果的检测实施例。

检测单位：日本一般财团法人BOKEN品质评价结构近畿事务所

品质试验报告书编号：11603396－1

检测项目：温度测定，试验方法如下：

1、检测样品

本发明纤维：为在常规纺织纤维中加入了约占总重量2.9%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约300纳米；所述微粒子包括980重量单元的锌、95重量单元的钠和100重量单元的硫（当然也可以只包括其中的一种微粒子或任意两种微粒子的混合物），以及其他微量元素，本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

将上述包含有纳米单元的常规纺织纤维与粘胶按照重量比为1：10的比例混合后，制成本发明的纤维检测样品。

需要说明的是：本发明所述的“重量单元”优选为“微克/公斤”的重量比值，也可以根据实际需要按照其他重量单元进行称量。

2、检测方法：

将上述检测样品取20×20cm，放进干燥机干燥4小时；

然后放入带有锌胶砂的干燥器内放置一晚；

将上述处理后的检测样品折两折，在检测样品的中心加入热电偶温度计，再折两折，做成试验体；

用恒温恒湿机对上述试验体在20℃、40％RH的环境下放置2小时后，将恒温恒湿机设定为20℃、90％RH再行检测，如此进行15分钟的测定。

注：本试验由于每次试验时，温度上升速度的微妙差异等不可控制的原因而对结果有所影响，不是同一时间测定的检测样品不能相互比较，请了解。

3、上述样品的实验检测结果为：

经过时间（分）  温度（℃）  0  19.7

  1  20.6  2  21.5  3  22.4  4  22.8  5  22.2  6  21.9  7  21.7  8  21.5  9  21.2  10  20.9  11  20.7  12  20.6  13  20.6  14  20.5  15  20.4

上述检测结果的温度-时间关系曲线参见附图1所示。

通过该日本一般财团法人BOKEN品质评价结构近畿事务所的上述检测结构可以得出，本发明的纤维在相同环境温度而湿度增加的情况下，具有显著的、预料不到的自然升温发热效果。

实施例2：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，检测样品是在常规纺织纤维中加入了约占总重量0.2%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约8000纳米；所述微粒子包括100重量单元的锌、31重量单元的钠和52重量单元的硫（当然也可以只包括其中的一种微粒子或任意两种微粒子的混合物），以及其他微量元素，本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

将上述包含有纳米单元的常规纺织纤维与粘胶按照重量比为3：0.5（即6：1）的比例混合后，制成本实施例的纤维检测样品。

此外，本实施例的湿度增加为从10％RH增加到30％RH。

本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

例如：本实施例采用了一种在潮湿条件下自然升温发热的纺织纤维的制备方法，包括如下步骤：A、将天然的高分子物质或无机物（如：粘胶纤维）、或者合成的高分子物质或无机物（如：锦纶或腈纶）制成纺丝熔体或溶液；B、在所述纺丝熔体或溶液中添加上述的纳米单元；C、经喷丝机构挤出，形成纤维。其他工艺步骤与现有技术的纤维制备方法相同，在此不再赘述。

该样品的实验检测结果为：

经过时间（分）  温度（℃）  0  19.7  1  20.7  2  21.5  3  22.5  4  22.7  5  22.4  6  22.0  7  21.8  8  21.7  9  21.3  10  20.8  11  20.6  12  20.5  13  20.5  14  20.4  15  20.3

本实施例检测结果的温度-时间关系曲线：略。

实施例3：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，检测样品是在常规纺织纤维中加入了约占总重量1.5%重量份纳米单元的纺织纤维，该纳米单元的微粒大小约4000纳米；所述微粒子包括510重量单元的锌、70重量单元的钠和70重量单元的硫（当然也可以只包括其中的一种微粒子或任意两种微粒子的混合物），以及其他微量元素，本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

将上述包含有纳米单元的常规纺织纤维与粘胶按照重量比为2：5的比例混合后，制成本实施例的纤维检测样品。

此外，本实施例的湿度增加为从50％RH增加到95％RH。

本发明的纳米单元可以采用现有技术中的任意一种在纤维制造的工艺中进行添加。

例如：本实施例采用了一种在潮湿条件下自然升温发热的纺织纤维的制备方法，包括纺织纤维化纤母粒的制备步骤，在化纤母粒的制备过程中，添加上述的纳米单元，然后生产出纤维。本实施例纤维制备方法的其他工艺步骤与现有技术的纤维制备方法相同，在此不再赘述。

该样品的实验检测结果为：

经过时间（分）  温度（℃）  0  19.7  1  20.5  2  21.4  3  22.3  4  22.6  5  22.2  6  21.8  7  21.6  8  21.5

  9  21.3  10  20.8  11  20.7  12  20.6  13  20.6  14  20.5  15  20.4

本实施例检测结果的温度-时间关系曲线：略。

由于现有的纺织工艺所限，本发明采用向常规化学纤维中加入0.1～3%重量份的300～8000纳米的纳米单元，然后再将上述纤维与粘胶按照1～3：0.5～10的重量比混合生产出本发明的纤维，使本发明新的化学纤维在潮湿条件下，具有显著的、预料不到的自然升温发热效果。但本领域技术人员可以理解，在纺织工艺允许的前提下，可以加入更多重量份和/或更小纳米颗粒的纳米单元，其所形成的化学纤维亦将在潮湿条件下具有较好的自然升温发热效果。

此外，本发明的另一目的是提供一种在潮湿条件下自然升温发热的纺织品，例如针织或梭织产品，在该纺织品中，至少包括部分上述的纤维，当然，也可以全部使用本发明在潮湿条件下自然升温发热的纺织品制成。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。