[发明专利]一种吸湿发热纱线及其制备与染色方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体地说，一种吸湿发热纱线及其制备与染色方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，服装的功能也在向着多元化发展，不仅是局限于单纯的蔽体和保暖。同时人们对于服装的舒适性、环保性等要求也越来越高。如此就要求服装原料有更大的加工空间，能适应不同需求。冬天为了穿着舒适美丽，吸湿发热的面料应运而生。而吸湿发热面料的重点是吸湿发热纱线的制备。吸湿发热的原理为：(1)纱线中纤维分子上强亲水性的极性基团与空气中具有高动能的水蒸气分子通过氢键结合，使得高动能的水蒸气分子被纤维分子吸附而静止，由能量守恒定理可知，物体由动态变为静态，在没有势能变化的条件下，必将动能转化成热能，致使纤维材料具有吸湿发热性能(如图1)；(2)利用相态变化事发生的能量变化，即水蒸气转化为液体时会向外界放热。纱线通过吸收空气中或者人体所散发的水蒸气，并将其转化成液体发热，致使该纱线具有吸湿发热功能(如图2)。目前市场上使用最多的原料就是粘胶与涤纶，并且在涤纶中添加咖啡炭以增强保暖效果。但是咖啡炭涤纶在制备过程中咖啡炭的分散性仍然存在问题。

专利申请号为201410664312.2的专利文件中描述了一种咖啡炭纤维的制备方法，该发明为咖啡炭纱线。咖啡炭纱线包括10-40wt％的白色咖啡炭涤纶短纤，30-45wt％的腈纶短纤及余量的粘胶。并且通过母粒与聚酯切片共混纺丝的方法得到咖啡炭涤纶。由于采用共混方法，故而存在咖啡炭颗粒在聚酯中分散不均的问题。

同时在后道加工上，涤纶与纤维素纤维由于本身性质，在染色时需要多道工序，成本较大，并且最终产品染色均匀性也较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种吸湿发热纱线及其制备与染色方法。通过改性咖啡炭涤纶短纤和粘胶短纤组成，使其具有吸湿发热的功能，同时解决了普通咖啡炭涤纶与纤维素纤维同时染色时程序复杂、染色均匀性差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种吸湿发热纱线，其特征在于，由质量分数为20～40％改性咖啡炭涤纶短纤及质量分数为60～80％粘胶短纤组成，其中改性咖啡炭涤纶短纤和粘胶短纤的总量为100wt％。

优选地，所述的改性咖啡炭涤纶短纤的截面为中空结构。

优选地，所述的改性咖啡炭涤纶短纤的长度为38mm，纤度为1.33～1.67dtex，断裂强度为3.0～5.0cN/dtex，断裂伸长率为13～16％，初始模量为35.0～42.0cN/dtex。

优选地，所述的粘胶短纤长度为38mm，纤度为1.33～1.67dtex，断裂强度为2.3～3.3cN/dtex，断裂伸长率为17～21％，初始模量为46.0～51.0cN/dtex。

优选地，所述的改性咖啡炭涤纶短纤的制备方法包括：制备咖啡炭，制备TiO₂改性咖啡炭，将TiO₂改性咖啡炭微粉化，制备混合多元醇，将TiO₂改性咖啡炭添加到混合多元醇中，打浆，将所得浆液与对苯二甲酸进行酯化反应后，再进行缩聚反应，经过纺丝、集束、后牵伸、卷曲、热定型、切断得到预定长度的改性咖啡炭涤纶短纤。

更优选地，所述的咖啡炭的制备方法包括：利用废弃的咖啡渣，将其浸渍于酸中；取浸渍过的咖啡炭，先经过150～180℃的干燥处理1～3小时，之后将温度升至600～700℃煅烧0.5～2小时，然后再升温至800～1000℃煅烧1～3小时，得到咖啡炭。

更优选地，所述的TiO₂改性咖啡炭的制备方法包括：在搅拌速度为2000～2500r/min情况下将钛酸四丁酯滴加到无水乙醇中，室温下搅拌得到溶液a；将无水乙醇、蒸馏水和冰乙酸混合得到混合液b，然后将混合液b滴入溶液a中，搅拌得到二氧化钛前驱体溶胶；向溶胶中投入咖啡炭，密封浸渍一段时间，然后用无水乙醇和去离子水依次洗涤，干燥，隔绝空气煅烧，制得TiO₂/咖啡炭。

优选地，所述的微粉化的方法为球磨法、高速离心法或纳米技术，微分化后的TiO₂改性咖啡炭的粒径为40～300纳米级。

优选地，所述的混合多元醇的制备包括：将乙二醇、季戊四醇、山梨醇和TWEEN 20按照100∶0.05～5∶0.05～5∶0.05～5的质量比配置成混合多元醇，控制混合多元醇的粘度和表面张力，使得混合多元醇能将TiO₂/咖啡炭包裹，并防止TiO₂/咖啡炭沉降。