[發明專利]一種蓄能發熱保暖纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 201610528052.5
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN107587206A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 史利梅;張忠安;王棟;戴鈞明;趙青華;劉傳生;李映;周瓊
• 申請（專利權）人: 中國石化儀征化纖有限責任公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F6/90;D01F1/10;D01D4/02;D01D5/24;D01D5/253
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 徐瑩

技術領域

本發明涉及一種纖維，具體涉及一種發熱保暖纖維及其制備方法。

背景技術

近些年來，國內外研制開發的發熱纖維主要以遠紅外纖維為主，通過吸收人體發射出的熱量，向人體輻射一定波長范圍的遠紅外線，可使人體局部產生溫熱效應。但是，由于人體所產生的熱量有限，此類纖維織物的保溫性能也有限，與普通服裝相比提高不足1℃。因此，光能發熱纖維材料成為研究的熱點。

根據光波波長通常將紅外光譜分為三個區域：近紅外區(0.75～2.5μm)、中紅外區(2.5～25μm)和遠紅外區(25～300μm)。紅外線吸收機理是光譜匹配共振吸收，即當輻射源的輻射波長與輻射物的吸收波長一致時，該物體就吸收大量的紅外輻射。人體是一種天然的紅外線發射源，無論膚色如何，活體皮膚的發射率為98％，人體表面的熱輻射波長在2.5～15μm范圍，峰值波長約在9.37μm處，其中8～14μm波段的輻射約為人體總輻射能量的46％，同時人體又是良好的紅外線吸收體，吸收波長以8～14μm為主，人體發射和吸收的熱輻射主要是中紅外波段范圍。而太陽是能量最強、天然穩定的自然輻射源，在地面上觀測的太陽輻射的波段范圍大約為0.295～2.5μm，多屬于可見光和近紅外波段范圍。光能發熱纖維是一種可吸收太陽輻射中可見光與近紅外線的纖維，且可反射人體熱輻射，主要以添加IV族過渡金屬碳化物為主，例如ZrC、TiC、HfC。日本德山都和尤尼吉卡公司聯合研制出含碳化鋯(ZrC)、可吸收太陽能的蓄熱保暖纖維“solar-α”。它是一種皮芯復合纖維，芯層為含碳化鋯的聚酰胺或聚酯，皮層為普通成纖高聚物，由雙螺桿擠出機熔融紡絲而成。這種纖維加工成服裝后，陽光照射下服內溫度可較普通服裝高2～8℃；但是其皮層為普通聚酯，不利于對熱輻射的吸收。旭化成公司采用雙層結構，外層采用陽光蓄熱材料以提高體感升溫效果，內層采用混合遠紅外陶瓷材料，可反射人體熱輻射，以降低人體散熱造成的熱量損失。

國內還有采用電氣石粉體和(或)竹炭粉體的發熱纖維。電氣石具有較高的遠紅外發射率，但對于陽光和人體輻射的吸收發熱效果較差。竹炭粉體通常具有較好的吸附作用，如中國專利“一種保暖發熱纖維及其加工方法與應用”(CN104389043A)，公開了一種采用電氣石粉體和竹炭粉體，生產中空長絲保暖發熱纖維。中國專利“一種吸光發熱功能性纖維及其紡絲加工工藝及面料”(CN104213242A)，提供了一種吸光發熱功能性纖維及其紡絲加工工藝及面料，其能解決現有保溫蓄熱功能性纖維或織物吸熱效率較差的問題，并且其織造后也不需要再進行染色，從而能夠達到節能減排的目的。其功能主要在于吸光發熱，但對于人體熱輻射的吸收、發熱并保溫的效果則未見。

由此可知，現有的發熱纖維材料由于采用的功能性粉體不同而導致發熱性能不一致，或只能吸光發熱，不具備發熱后保溫的效果，更不具備同時能夠吸收太陽輻射、人體熱輻射和紅外熱輻射的功能，進而導致發熱性能在不同的環境下差別較大或是不能充分利用人體自身的熱輻射，降低了人體在穿用此類發熱服飾時的舒適性。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種蓄能發熱保暖纖維及其制備方法，該纖維能夠吸收太陽輻射、人體熱輻射和紅外熱輻射后快速升溫，并具有較好的保暖功能，提高人體在穿用此類發熱服飾時的舒適性。

技術方案：一種蓄能發熱保暖纖維，由無機發熱粒子改性的高分子成纖聚合物制成的中空纖維，其中，高分子成纖材料所占質量百分數為60％～99.9％，無機發熱粒子所占質量百分數為0.1％～40％。

進一步，所述中空纖維的截面為單孔圓形、單孔三角形、四孔圓形或七孔圓形，該類中空纖維具有較高的中空率，內部保有的空氣較多，從而保暖性能較好。

進一步，所述高分子成纖聚合物為聚酯、聚酰胺、PLA中的一種或多種任意配比混合，包括PET、PBT、PTT、PA6及PA66。

進一步，所述無機發熱粒子為碳化鋯粉體，或者為碳化鋯粉體與遠紅外陶瓷粉、碳化硅粉體中的一種或兩種任意配比混合。

優選的，所述無機發熱粒子的粒徑范圍為1000～15000目，該粒徑的粉體分散在成纖高聚物中不易產生團聚形成凝聚粒子給紡絲生產造成危害，同時相同質量的粒子具有的數量較多，可充分發揮粉體的功能。可以證明，本發明選用的發熱粉體顆粒在纖維中的分散較好，對纖維機械性能影響小，可用于紡制中空纖維，制備的纖維具有較好的機械性能，可以在服用領域內使用。

上述蓄能發熱保暖纖維的制備方法，包括以下步驟：