專利名稱：智能調溫粘膠纖維及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種智能調溫粘膠纖維及其制備方法，確切的說，是在粘 膠纖維生產過程中添加具有一定相變溫度范圍的相變材料微膠囊，而獲得 工業化生產智能調溫粘膠纖維。技術背景目前，科學技術飛速發展，相變調溫材料以其獨特的使用性能而被應 用于各種有調溫作用的功能性材料。將相變調溫材料應用于粘膠纖維生產， 可使所制纖維在繼承普通粘膠纖維優良的吸濕、透氣、染色性能的同時， 還具有較強的蓄熱、放熱雙向調溫功能。以此增強紡織品的舒適性，全面 提升纖維的使用價值和經濟價值。國內外一些研發機構先后對相變調溫纖維及紡織品進行了研究開發。 并研制出調溫纖維和涂層面料，生產特種調溫服裝和床上用品，滿足了紡 織服裝高舒適的要求。其技術主要應用于合成纖維，不具備民用紡織品對 纖維吸濕、排汗、透氣性的特殊要求。其涂層面料手感僵硬，粗糙，不適 f廣泛應用普通民用服裝；同時國外調溫纖維處于試生產階段，并且銷售 價格較高，不適宜大面積的推廣應用。國內對相變材料在紡織產品中的研 究和應用大多還處于試驗室階段，尚未有大規模的工業化生產和成熟的產 品。對調溫粘膠纖維的研究還未見報道。 發明內容本發明的目的在于提供一種利用相變材料微膠囊為添加劑生產的智能調溫纖維及其制備方法，由于相變材料微膠囊在粘膠纖維生產過程中植入 纖維內部，以及相變材料微膠囊所具有的優異特性，使得該纖維能經受多 次水洗、高溫、化學藥品處理而長時間具有功能性。本發明的方法生產的智能調溫纖維具有的蓄熱放熱調溫特性，其作用機 理如下由于相變材料在外界溫度變化時會通過吸收或放出熱量而發生相轉變， 自身溫度不發生改變。利用相變材料這一特性，將相變材料用微膠囊包裹， 在纖維生產過程中混入纖維內部，從而使纖維具有蓄熱放熱調溫作用。 本發明中所述的粘膠纖維為粘膠短纖維或粘膠長絲纖維。 本發明所使用的相變材料微膠囊是以脲醛、聚脲、環氧樹脂、聚氨酯、 聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯、或聚丙烯酸樹脂等高分子化合物復合膜為壁材， 以相變材料、熱記憶材料或塑性晶體材料為芯材制成的微膠囊。所ffl相變 材料主要為直鏈烷烴；熱記憶材料主要為聚乙二醇；塑性晶體材料主要為季戊四醇、2,2-二甲基-1，3-丙二醇、和2-羧甲基-2-甲基-l,3-丙二醇等的一種 或多種。其相變溫度范圍為一2(TC 55r，凝固放熱焓值AH》80J/g，熔 融吸熱焓值AH》80J/g，平均粒徑^5微米。本發明中所述的微膠囊可借助本領域普通技術人員已知的微膠囊制備 方法來制備。本發明所提供的智能調溫粘膠纖維，其重量百分比組成為絕干纖維含 量為84.7—92.85%;水份含量為7—15%;油劑含量為0.15 — 0.30%。其中， 絕干纖維中相變材料微膠囊含量為2—25%;該纖維凝固放熱焓值AH^ 2.5J/g，熔融吸熱焓值AH》2.5J/g。此外，本發明還提供一種智能調溫粘膠纖維的制備方法，包括投料、 浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、混合、過濾、脫泡、紡絲、集束、 切斷、后處理等歩驟；所用相變材料微膠囊為粉體或將粉體稀釋為濃度大 于10%的膠體，在粘膠纖維生產流程中壓榨后至紡絲的各工藝環節加入， 其中在使用相變材料微膠囊膠體時還可以采用紡前注射的方法將相變材料 微膠囊混入粘膠。利用本發明的方法生產的智能調溫纖維具有的蓄熱放熱調溫特性，所述 特性作用機理如下山于相變材料，熱記憶材料以及塑性晶體材料在外界溫度變化時會通過 吸收或放出熱量而發生相轉變，自身溫度不發生改變。利用這-一特性，將 這些材料用微膠囊包裹，在纖維生產過程中混入纖維內部，從而使纖維具 有蓄熱放熱調溫作用。在本發明制備方法中，除增加了添加相變材料微膠囊的歩驟以外，采用 粘膠纖維常規生產方法生產智能調溫粘膠纖維，由于微膠囊具有耐高溫、 對酸堿穩定等特點，使其可以在纖維素膠液制備過程中如黃化、溶解、混 合等工序中加入，也可采用紡前以注射的方式加入。為提高加入微膠囊后 粘膠的過濾性能、可紡性能，在配制相變微膠囊膠體時使用分散劑，以保 證微膠囊在粘膠中充分分散。加入的微膠囊優選以粉體形式或配制成濃度大于10%的膠體溶液形式， 溶劑可采用水或堿液，其中可加入本領域中常用的分散劑，并高速攪拌使 微膠囊得以充分分散。為保證所制智能調溫粘膠纖維有較好的紡織性能，在紡絲后對粘膠纖維進行后處理，其中上油所用油劑為普通粘膠纖維使用的油劑。在本發明制備方法中，由于增加了添加微膠囊的步驟，為提高加入微膠囊后粘膠的過濾性能、可紡性能，可在相變材料微膠囊加入的同時使用分散劑，以保證相變材料微膠囊在粘膠中的分散效果。
附圖1是實施例1技術方案的流程圖。 附圖2是實施例2技術方案的流程圖。附圖3是實施例3技術方案的流程圖。
具體實施方式
下面將結合具體實施方案對本發明進行更為詳細的描述，應當指出的 是，在此列出的實施方案僅僅是說明性的，并不意味著對本發明范圍進行 限定，本發明有權利要求書及其等同物的范圍所限定。實施例1 5DX64mm智能調溫粘膠短纖維的生產方法1. 工藝流程如附圖l所述。本實施例是相變材料微膠囊粉體在后溶解工序混入粘膠，所用相變材 料微膠囊平均粒徑2.18微米，凝固放熱焓值AH二108/g，熔融吸熱焓 值AH二畫/g。2. 纖維質量指標干斷裂強度1.93CN/dtex 濕斷裂強度0.98 CN/dtex纖維重量百分比組成為絕干纖維含量卯％ (其中絕干纖維中相變材料含量為5%) 水份含量9.78% 油劑含量為0.22%結晶放熱焓值2.67J/g熔融吸熱焓值2.88J/g結晶溫度29.98°C 熔融溫度27.57°C實施例21.5DX38mm智能調溫粘膠短纖維的生產方法1. 工藝流程如附圖2所述。本實施例是采用濃度為20%相變材料微膠囊膠體采用紡前注射的方式 混入粘膠，所用相變材料微膠囊平均粒徑2.6微米，凝固放熱焓值AH二 130J/g，熔融吸熱焓值AH二125J/g，分散劑加入量1.5%(相對于微膠囊質2. 纖維質量指標千斷裂強度2.1 lCN/dtex 濕斷裂強度1.15 CN/dtex 纖維重量百分比組成為絕千纖維含量89% (其中絕干纖維中相變材料含量為8%) 水份含量10.7% 油劑含量為0.30%凝固放熱焓值4.8J/g 熔融吸熱焓值5.1 J/g結晶溫度39.2°C 熔融溫度38.3°C實施例3 150D智能調溫粘膠長絲纖維的生產方法1. 工藝流程如附圖3所述。本實施例是將濃度為30%的相變材料微膠囊膠體在粘膠纖維生產中的 黃化工序混入，所用相變材料微膠囊平均粒徑3.25微米，凝固放熱焓值AH 二108J/g，熔融吸熱焓值AH二112J/g，分散劑加入量2.7% (相對于微膠囊 質量)。2. 纖維質量指標干斷裂強度1.51CN/dtex 濕斷裂強度0.72 CN/dtex纖維重量百分比組成為絕干纖維含量88% (其中絕千纖維中相變材料含量為10%)水份含量11.49% 油劑含量為0.31%凝固放熱焓值6.29J/g熔融吸熱焓值5.83J/g 結晶溫度22°C 熔融溫度30°C
權利要求
1、一種智能調溫粘膠纖維，其特征在于纖維重量百分比組成為絕干纖維含量為84.7-92.85％；水份含量為7-15％；油劑含量為0.15-0.30％；其中，絕干纖維中相變材料微膠囊含量為2-25％；該纖維凝固放熱焓值ΔH≥2.5J/g，熔融吸熱焓值ΔH≥2.5J/g。
2、 據權利要求1所述的智能調溫粘膠纖維，其特征在于所述粘膠纖維為 粘膠短纖維或粘膠長絲纖維。
3、 據權利要求1或2所述的智能調溫粘膠纖維，其特征在于其中的相變 材料微膠囊壁材為脲醛、聚脲、環氧樹脂、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚苯 乙烯、或聚丙烯酸樹脂的高分子化合物復合膜，芯材為相變材料，熱記憶 材料或塑性晶體材料。
4、 如權利要求3所述的智能調溫粘膠纖維，其特征在于相變材料為直鏈 烷烴，熱記憶材料為聚乙二醇，塑性晶體材料選自季戊四醇、2，2-二甲基-1,3-丙二醇和2-羧甲基-2-甲基-l，3-丙二醇的一種或多種。
5、 根據權利要求3所述的智能調溫粘膠纖維，其特征在于所用相變材料 微膠囊為粉體。
6、 根據權利要求3所述的智能調溫粘膠纖維，其特征在于所用相變材料 微膠囊相變溫度范圍為一2(TC 55'C，凝固放熱焓值AH》80J/g，熔融吸 熱焓值AH》80J/g，平均粒徑S5微米。
7、 本發明還提供一種智能調溫粘膠纖維的制備方法，包括投料、浸漬、 壓榨、粉碎、老成、黃化、溶解、混合、過濾、脫泡、紡絲、集束、切斷、 后處理步驟；其特征在于，所用相變材料微膠囊為粉體或將粉體稀釋為濃壓榨后至紡絲的各工藝環節加 入，或者采用紡前注射方法將相變材料微膠囊混入粘膠中。
全文摘要
本發明涉及一種智能調溫粘膠纖維及其制備方法，所述智能調溫粘膠纖維是在普通粘膠纖維生產過程中添加相變材料微膠囊制得，其中纖維重量百分比組成為絕干纖維含量為84.7-92.85％，絕干纖維中相變材料微膠囊含量為2-25％；水份含量為7-15％；油劑含量為0.15-0.30％；該纖維在繼承了粘膠纖維優良特性的同時，具有顯著的蓄熱、放熱雙向調溫功能，其凝固放熱焓值ΔH≥2.5J/g，熔融吸熱焓值ΔH≥2.5J/g，可廣泛應用于服裝、內衣、床上用品等領域。
文檔編號D01F1/10GK101328625SQ20071012341
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月22日 優先權日2007年6月22日
發明者孫國林, 宋德武, 李振峰, 申增路, 禇振清, 范小永, 鄭書華, 韓晉民, 顧宇鷺 申請人:河北吉藁化纖有限責任公司;北京巨龍博方科學技術研究院