CN1264760A

CN1264760A - 双向调温的复合软体材料

Info

Publication number: CN1264760A
Application number: CN 00105563
Authority: CN
Inventors: 曾繁寿; 陈维润; 玉骑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2000-08-30

Abstract

一种双向调温的复合软体材料,是以海藻纤维素为主要成分,掺入毫微囊球作为相变物质,通过湿纤法制成纤维,再加工成絮片而制成;或者将毫微囊球,加入溶有丙烯酸甲脂的二甲基甲酰胺溶液中,以偶氮二异丁腈为引发剂,得到的混合腈纶聚合物溶液进行纺丝而制成。其中毫微囊球的囊芯是相变材料,包含有:作为储热剂的磷酸氢二钠或醋酸钠,作为相变稳定剂的焦磷酸钠或氟化锂,作为保护介质的丙酮。该材料可制成随环境温度而自动吸收储存或释放热量、改变其自身温度的新型纤维织物。

Description

双向调温的复合软体材料

本发明涉及一种新型织物的纤维材料，确切地说，涉及一种双向调温的复合软体材料，属于纺织上人造的合成纤维材料组成、结构及用途的技术领域。

当环境温度大约在18-25℃的范围内，人体的感觉最为舒适。因此，科学家发明了空气调节器(又称：空调器)。室内装上空调，就能让人们有个理想的居住生活空间。但是，当人们在户外步行、工作或旅途中乘坐没有空调设施的交通工具时，能不能也有“空调器”随身相伴呢？这是多少年来人们所梦寐以求的，也是许多国家的科技界急切要解决的一个棵题。近十年来，尤其是进入九十年代中期以后，各国有关专家在该领域中积极开拓研究工作。在国外，“调温服装”的研制工作已取得重大突破，带“空调”的衣服及相关产品已有所报道。目前，国外出现的“空调服装”大致有以下数种：

①将具有特殊功能的胶体薄膜镶嵌在织物内，该胶体薄膜只让适宜人体的合适气温透过，其他高温和低温则被拒之织物的门外，既御寒，又能防热。

②在织物中夹有一层经过特殊处理的铝箔，可以把阳光向外反射出去，这样，该铝箔就成了衣服上的“空调器”：朝人体的一面起保温作用，朝人体外的一面则起防热的作用。

③发明一种新的仿生控温术，模仿人体血液循环的原理，在织物中布满微细“管道”，冬天循环热水，夏天循环冷水，以提供人体所需的适宜温度。

④美国农业部门的科学家研究出一种能自动调温并具有记忆力的纺织品。他们用一种叫做“DFGS聚氨基四酸乙酯二醇”的化学药品处理一般纤维。经过其处理后的纤维在外界温度升高时，能吸收并储存热能，使人不感到热；而当温度下降时，又会迅速释放热能，使人不感到冷。用这种纤维制成的衣服，一年四季都可以穿。

⑤利用相变材料进行调温：利用聚乙烯乙二醇(分子量1000)的分子结构会随着温度的升高或降低而有所变化：在凝固时放出热量，而在软化时吸收热量的原理，将该物质牢固地粘附于织物上。

⑥日本和德国的科学家还利用石蜡(或石蜡类碳氢化合物)、硫酸钠等相变物质制成微囊，浸渍、涂复在纤维或织物表面上，或将微囊直接与聚合物混合纺丝，得到的纤维有蓄放热性能，并制成内衣和滑雪衫投放市场，十分走俏。

上述各种“空调服装”，或者技术、工艺复杂，成本昂贵，难以推广应用；或者还有若干关键技术尚未解决，不能实际应用。为了迎接新世纪的到来，我国相关部门和有关的专家学者不甘落后，也在加紧对调温纤维材料的研究，并取得了理想的实验成果。如天津纺织工学院采用低温相变材料作为芯的成分，以丙纶作为皮的成分，通过熔融皮芯而复合纺丝，研制出具有热能吸收储存和释放功能的新型纤维材料。

还有的部门正在研究以石蜡为囊芯、环氧树脂为囊皮的相变纤维。但进展尚不清楚，至今尚未问世。必须指出，目前国内一些报刊和市场上出现的所谓“调温”纺织品或“冬暖夏凉”的纺织品以及透湿、保暖织物、远红外内衣等织物……均与上述的“储热调温”纺织品在结构组成、功能原理以及用途上都有明显的区别。因为我国目前市场上销售的“调温”织物本身并不具有吸收储存热量和释放热量的功效。

本发明的目的是提供一种双向调温的复合软体材料，利用这种双向调温的复合软体材料，可以制成随着环境温度而自动吸收储存热量或释放热量、改变其自身温度的新型功能性的人造合成纤维织物，使人们的着装更加舒适，具有卫生性、保健性、享受性和时尚性。

本发明的目的是这样实现的：其是以海藻纤维素为主要成分，掺入30-40％低温毫微囊球作为相变物质，通过湿纤法制成纤维，再加工成絮片而制成的。

其中作为主要成分的海藻纤维素可以是藻酸钠纤维素。

其中的低温毫微囊球的囊芯包含有下列组成成分：

(名称分子式重量比)

磷酸氢二钠 Na₂HPO₄·12H₂O 85-90％，

焦磷酸钠 Na₂P₂O₇·10H₂O 10-15％，

丙酮 CH₃COCH₃ 适量。

其中的低温毫微囊球是以低熔点(34.6℃)的85-90％的磷酸氢二钠作为储热剂，掺入作为相变稳定剂的10-15％的焦磷酸钠，再加入适量的作为保护介质的丙酮，然后在含有聚酰胺树脂的液体介质中研磨成纳米级粉末，再经“界面聚合”技术，使聚酰胺树脂沉渍在每颗粉粒的表面，从而形成以聚酰胺树脂为皮，相变材料为芯的毫微囊球体。

本发明的目的也可以是这样实现的：其是将30-40％的中温毫微囊球，加入溶有丙烯酸甲脂的二甲基甲酰胺溶液中，以偶氮二异丁腈为引发剂，得到的混合腈纶聚合物溶液进行纺丝而制成的。

其中的中温毫微囊球的囊芯包含有下列组成成分：

(名称分子式重量比)

醋酸钠 CH₃COONa·3H₂O 90-92％，

氟化锂 LiF 8-10％，

丙酮 CH₃COCH₃ 适量。

其中的中温毫微囊球是以中熔点(55℃)90-92％的醋酸钠作为储热剂，掺入作为相变稳定剂的8-10％的氟化锂，再加入适量的作为保护介质的丙酮，然后在含有聚酰胺树脂的液体介质中研磨成纳米级粉末，再经“界面聚合”技术，使聚酰胺树脂沉渍在每颗粉粒的表面，从而形成以聚酰胺树脂为皮，相变材料：中温毫微囊球为芯的毫微囊球体。

本发明作为双向调温的复合软体纤维材料，其关键技术是要必须克服以下几个难点：首先，要找到合适的能够随着环境温度的变化而发生自身状态变化的“调温”物质。同时，还要使该物质能够稳定地重复地随着环境温度的不断增高而大量吸收热量，以及随着环境温度的降低而平稳地缓慢地释放热量。第二是要将这种“状态”变化的物质微细化，但同时又不能改变该物质固有的物理和化学特性。因为，有些材料在常态下的性能是相对稳定的，但是，一旦微细化后，其比表面积大大增加，会使其物理、化学性能发生变化。例如，其与空气中的氢、氧、氮、二氧化碳、水蒸气、硫等气体接触后，其化合度可以增加几十倍，甚至达到上千倍；因此，把材料微细化，又要保持其原有的理、化性能也是很困难的。第三是该物质要对人体具有无毒、无过敏反应以及不会致癌等不良作用；同时在制造过程中对周围环境不构成污染；对操作人员的身心健康没有任何危害。最后，原料成本要低廉，制造工艺应简单可靠，能够适应批量生产。

上述这些技术关键既是相互依存的，又是相互矛盾的。本发明的材料可以说是较好地解决了这些问题，并已经研制出两种实施例，这两种双向调温的复合软体材料都可以制成人造纤维，或者进一步加工成絮片(第一种实施例)，制成具有止血功效的双向调温材料；或者再进一步纺成长丝加工成腈纶纤维(第二种实施例)，制成“空调”衣服，使人们的生活更加舒适惬意。此外，本发明的材料成分组成简单，成本较低；而且，制作设备和生产工艺也比较简单，能耗低，不污染环境，具有很好的推广应用前景。

下面结合附图，具体介绍本发明的组成、结构和功效。

图1是本发明双向调温的复合软体材料的人造纤维结构的剖面图。

图2是本发明双向调温的复合软体材料的人造纤维结构中的毫微囊球的剖面图。

参见图1所示的本发明作为一种双向调温的复合软体材料的人造纤维结构的剖面图，其是以海藻纤维素1为主要成分，掺入占重量比30-40％的低温毫微囊球2的微细球体作为相变物质，通过湿纤法制成纤维，再加工成絮片而制成的。其中作为主要成分的海藻纤维素可以是藻酸钠纤维素。

参见图2所示的本发明双向调温的复合软体材料的人造纤维结构中的毫微囊球的剖面图，其是由位于低温毫微囊球2中央的囊芯21和其***的囊包22所组成，中央的囊芯21是相变材料，也是双向调温材料的核心，其包含有下列组成成分(名称分子式重量比)：

磷酸氢二钠 Na₂HPO₄·12H₂O 85-90％，

焦磷酸钠 Na₂P₂O₇·10H₂O 10-15％，

丙酮 CH₃COCH₃ 适量。

其中的低温毫微囊球2是以低熔点(34.6℃)的85-90％的磷酸氢二钠作为储热剂，掺入作为相变稳定剂的10-15％的焦磷酸钠，再加入适量的作为保护介质的丙酮，然后在含有聚酰胺树脂的液体介质中研磨成纳米级粉末，再经“界面聚合”技术，使聚酰胺树脂沉渍在每颗粉粒的表面，从而形成以聚酰胺树脂为表皮的囊包22和相变材料为囊芯21的毫微囊球2。

上述为本发明的第一实施例的情况。由于该实施例选用的主要成分海藻纤维素1具有柔软、透气和吸水后具有良好的粘附性和凝血作用，再掺入30-40％低温毫微囊球2，通过湿纤法制成人造纤维，可以加工成絮片。因此，当该絮片敷在伤口表面时，能够将出血创面的毛细血管的末端粘接而封闭，又能使血液迅速渗入多孔的纤维内部，促进血小板起到凝血作用。同时，因为该絮片具有“双向调温”的作用，使患者伤口能够保持正常的体温：冬天敷上去不会觉得冷；夏天敷在皮肤上不感到闷热。加上该絮片经过严格消毒后，不仅能防止伤口感染；还能促进伤口早日愈合。所以，本发明的第一实施例可以制成止血型双向调温材料。

本发明的第二实施例的结构组成也是如同图1和图2所示，其是将30-40％的中温毫微囊2的微细球体作为相变物质，加入到溶有丙烯酸甲脂的二甲基甲酰胺溶液中，以偶氮二异丁腈为引发剂，得到的混合腈纶1的聚合物溶液进行纺丝而制成的。该实施例的纤维结构中的毫微囊2的剖面图也如同图2所示，是由位于中温毫微囊球2中央的囊芯21和其***的囊包22所组成，中央的囊芯21是相变材料，是双向调温材料的核心，其包含有下列组成成分(名称分子式重量比)：

醋酸钠 CH₃COONa·3H₂O 90-92％，

氟化锂 LiF 8-10％，

丙酮 CH₃COCH₃ 适量。

其中的中温毫微囊球2是以中熔点(55℃)90-92％的醋酸钠作为储热剂，掺入作为相变稳定剂的8-10％的氟化锂，再加入适量的作为保护介质的丙酮，然后在含有聚酰胺树脂的液体介质中研磨成纳米级粉末，再经“界面聚合”技术，使聚酰胺树脂沉渍在每颗粉粒的表面，从而形成以聚酰胺树脂为表皮的囊包22和以相变材料：中温毫微囊球为囊芯21的毫微囊球2。

本发明的第二实施例可以制成双向调温的腈纶纤维，用这种人造纤维长丝织成的布做服装，当环境温度高于人体温度时，该双向调温织物会吸收热量，使体温在一定的时间内，能够基本保持不升高；而当环境温度低于人体温度时，该双向调温织物就放热，以维持人体温度基本不降低，起到了类似“空调衣服”的作用。

本发明已经试验实施，试制出上述两种样品，经过一些理化测试和在不同温度下进行试验，初步实现了发明目的，具有很好的开发前景。

Claims

1、一种双向调温的复合软体材料，其特征在于：其是以海藻纤维素为主要成分，掺入重量比为30-40％的低温毫微囊球作为相变物质，通过湿纤法制成纤维，再加工成絮片而制成的。

2、如权利要求1所述的双向调温的复合软体材料，其特征在于：其中作为主要成分的海藻纤维素可以是藻酸钠纤维素。

3、如权利要求1所述的双向调温的复合软体材料，其特征在于：其中的低温毫微囊球的囊芯包含有下列组成成分：

(名称分子式重量比)

磷酸氢二钠 Na₂HPO₄·12H₂O 85-90％，

焦磷酸钠 Na₂P₂O₇·10H₂O 10-15％，

丙酮 CH₃COCH₃ 适量。

4、如权利要求1所述的双向调温的复合软体材料，其特征在于：其中的低温毫微囊球是以85-90％的磷酸氢二钠作为储热剂，掺入作为相变稳定剂的10-15％的焦磷酸钠，再加入适量的作为保护介质的丙酮，然后在含有聚酰胺树脂的液体介质中研磨成纳米级粉末，再经“界面聚合”技术，使聚酰胺树脂沉渍在每颗粉粒的表面，从而形成以聚酰胺树脂为皮，相变材料为芯的毫微囊球。

5、一种双向调温的复合软体材料，其特征在于：其是将30-40％的中温毫微囊球，加入溶有丙烯酸甲脂的二甲基甲酰胺溶液中，以偶氮二异丁腈为引发剂，得到的混合腈纶聚合物溶液进行纺丝而制成的。

6、如权利要求5所述的双向调温的复合软体材料，其特征在于：其中的中温毫微囊球的囊芯包含有下列组成成分：

(名称分子式重量比)

醋酸钠 CH₃COONa·3H₂O 90-92％，

氟化锂 LiF 8-10％，

丙酮 CH₃COCH₃ 适量。

7、如权利要求1所述的双向调温的复合软体材料，其特征在于：其中的中温毫微囊球是以90-92％的醋酸钠作为储热剂，掺入作为相变稳定剂的8-10％的氟化锂，再加入适量的作为保护介质的丙酮，然后在含有聚酰胺树脂的液体介质中研磨成纳米级粉末，再经“界面聚合”技术，使聚酰胺树脂沉渍在每颗粉粒的表面，从而形成以聚酰胺树脂为皮，以相变材料为芯的毫微囊球。