蓄热保温性纤维及其制造方法和应用 本发明涉及保温纤维，特指一种蓄热保温性纤维及其制造方法和应用。
随着合成纤维的发展，许多特殊功能的特种合成纤维相继问世，为解决寒冷季节衣服厚重、臃肿的问题，出现了保温性纤维，英国专利GB2303375A公开了将氧化锆、硅酸锆、二氧化硅及二氧化钛等具远红外线放射的陶瓷粉末熔入合成纤维内，其陶瓷粉吸收人体的热量放出远红外线再被人体吸收，提高保温功效，其主要缺陷是这些陶瓷粉吸收太阳能的效率较差，不能将太阳能转变成容易被人体吸收的远红外线，蓄热功能较差；日本特开平1-132816等公开了使用碳化硅、氧化锑、氧化锡等吸收太阳能较佳的无机微粒，但是碳化硅为黑色，只能制造黑色纤维；而氧化锑虽为白色，且吸收太阳能较好，但是其远红外线的放射效率较差。
本发明的目的在于提供一种蓄热保温性纤维及其制造方法和应用，其不但具有良好的吸收太阳能的能力，又具有较佳的远红外线的放射效率，且又为白色易于染色成所需的颜色。
本发明的目的是这样实现的：一种蓄热保温性纤维，其特征在于由下述成份和配比组成(重量份数)：白色导电性微粒子0.05～20，具有远红外线放射效率的白色微粒子0.1～20，纤维形成性聚合体90～100。
该白色导电性微粒子的电阻系数在1000Ω·cm以下。
该具有远红外线放射效率的白色微粒子于30℃温度下，波长4～25μm的范围，其平均放射率在65％以上。
该白色导电性微粒子包括白色导电氧化锡、白色导电硫酸钡、白色导电钛酸钾、白色导电二氧化钛中至少一种。
该具有远红外线放射效率地白色微粒子包括氧化锆、氧化铝、二氧化钛、高领土、氧化镁中至少一种。
该纤维形成性聚合体包括具有可纺性的聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯及其共聚体或其多官能基化合物的共聚体。
一种制造蓄热保温性纤维的方法，其特征在于该方法包括(重量份数)将白色导电性微粒子0.05～20份及具有远红外放射效率的白色微粒子0.1～20份加入纤维形成性聚合体中，得到混合组成物，将该混合组成物以挤出机熔融纺丝、延伸制得蓄热保温性长纤维或蓄热保温性短纤维。
该白色导电性微粒子的电阻系数在1000Ω·cm以下。
该具有远红外线放射效率的白色微粒子于30℃温度下，波长4～25μm的范围，其平均放射率在65％以上。
该白色导电性微粒子包括白色导电氧化锡、白色导电硫酸钡、白色导电钛酸钾、白色导电二氧化钛中至少一种。
该具有远红外线放射效率的白色微粒子包括氧化锆、氧化铝、二氧化钛、高领土、氧化镁中至少一种。
该纤维形成性聚合体包括具有可纺性的聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯及其共聚体或其多官能基化合物的共聚体。
白色导电性微粒子以及具有远红外线放射效率的白色微粒子添加方式，包括在聚合体合成的阶段加入，或是在纺丝时直接与原料聚合体混合加入，或是先制成高浓度的切粒再与原料聚合体混合；该两种粒子的添加顺序包括分先后加入或是两者同时加入。
该混合组成物与不含本发明的微粒子的纤维形成性聚合体，以挤出机熔融导入复合纺丝装置进行纺丝、延伸制得蓄热保温性复合长纤维或蓄热保温性复合短纤维。
该白色导电性微粒子的电阻系数在1000Ω·cm以下。
该具有远红外线放射效率的白色微粒子于30℃温度下，波长4～25μm的范围，其平均放射率在65％以上。
该白色导电性微粒子包括白色导电氧化锡、白色导电硫酸钡、白色导电钛酸钾、白色导电二氧化钛中至少一种。
该具有远红外线放射效率的白色微粒子包括氧化锆、氧化铝、二氧化钛、高领土、氧化镁中至少两种。
该纤维形成性聚合体包括具有可纺性的聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯及其共聚体或其多官能基化合物的共聚体。
该含有本发明的微粒子的聚合体与不含本发明的微粒子的聚合体，为相同或不同的聚合体。
白色导电性微粒子以及具有远红外线放射效率的白色微粒子的添加方式，包括在聚合体合成的阶段加入，或是在纺丝时直接与原料聚合体混合加入，或是先制成高浓度的切粒再与原料聚合体混合；该两种粒子的添加顺序包括分先后加入或是两者同时加入。
一种蓄热保温性纤维的应用，其特征在于包括用于加工成机纤、针纤或无纺纤布或其制品。
该机纤、针纤的经纬、纱包括相同或不同。
本发明的主要优点是：本发明同时将白色导电性微粒子和具有远红外线放射性的白色微粒子熔入合成纤维中，其两种微粒子的加成作用，能充分地吸收太阳能，有效地转变成人体容易吸收的远红外线，其纤物或布帛具有优良的蓄热保温功效，适用于御寒衣料、休闲装及运动服。
下面结合较佳实施例和附图对本发明进一步说明：
图1为本发明的蓄热保温纤维的圆形断面示意图；
图2为本发明的蓄热保温纤维的正三角形断面示意图；
图3为本发明的蓄热保温纤维的变形三角形断面示意图；
图4为本发明的蓄热保温纤维的W形断面示意图；
图5为本发明的蓄热保温纤维的U形断面示意图；
图6为本发明的蓄热保温纤维的十字形断面示意图；
图7为本发明的蓄热保温纤维的扁平断面示意图；
图8为本发明的蓄热保温纤维的中空形断面示意图；
图9为本发明蓄热保温纤维的芯鞘形断面复合示意图(鞘部含微粒子)；
图10为本发明蓄热保温纤维的芯鞘形断面复合示意图(芯部含微粒子)；
图11为本发明蓄热保温纤维的并列形复合圆形断面示意图；
图12为本发明蓄热保温纤维的多层形复合圆形断面示意图；
图13为本发明蓄热保温纤维的扁平断面斜多层复合示意图；
图14为本发明蓄热保温纤维的扁平断面正多层复合示意图；
图15为本发明蓄热保温纤维的三叶形断面复合示意图(芯部含微粒子)；
图16为本发明蓄热保温纤维的三叶形断面复合示意图(叶部含微粒子)；
图17为本发明蓄热保温纤维的四叶形断面复合示意图(芯部含微粒子)；
图18为本发明蓄热保温纤维的蓄热保温纤维的四叶形断面复合示意图(叶部含微粒子)；
图19为本发明蓄热保温纤维的五叶形断面复合示意图(芯部含微粒子)；
图20为本发明蓄热保温纤维的五叶形断面复合示意图(叶部含微粒子)；
图21为本发明蓄热保温纤维的六叶形断面复合示意图(芯部含微粒子)；
图22为本发明蓄热保温纤维的六叶形断面复合示意图(叶部含微粒子)；
图23-图26为本发明蓄热保温纤维的分割形断面复合示意图；
图27-图28为本发明的蓄热保温纤维的三角异形复合示意图；
图29-图30为本发明的蓄热保温纤维的Y形异形复合示意图；
实施例1
试验1：将电阻系数10Ω·cm，平均粒径0.3μm的白色导电二氧化钛2kg、平均粒径0.4μm的氧化锆3kg与极限粘度为0.645的聚酯95kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒。将此混合组成物切粒用挤出机熔融纺丝，纤维的断面为圆形如图1所示。纺丝度为290℃，卷速3200m/分，得到125d/36条的部分延伸丝。将此部分延伸丝以锭组式延伸加捻机，得到75d/36条的加工纱。经纱及纬纱均使用此加工纱，纤成平纤布，将此平纤布测试其保温性，布背面温度为52.3℃，ΔT＝6.6℃。
试验2：将电阻系数10Ω·cm，平均粒径0.3μm的白色导电二氧化钛2kg与极限粘度为0.645的聚酯98kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒。同实施例1，制成平纤布，所得的平纤布测其保温性，布背面温度为50.3℃，ΔT＝4.6℃。
试验3：将平均粒径0.4μm的氧化锆3kg与IV0.645的聚酯97kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，同实施例1，制成平纤布，所得的平纤布测其保温性，布背面温度为46.5℃，ΔT＝0.8℃。
试验4：为空白比较样。将IV0.645的聚酯100kg，不添加任何添加物，以挤出机熔融纺丝，同实施例1，制成平纤布，所得的平纤布测其保温性，布背面温度为45.7℃，ΔT＝0℃。
上述试验结果见表1表1 试验号白色导电二氧化钛WT％氧化锆WT％ 保温性布背面温度 ℃ ΔT℃ 试验1 2 3 52.3 6.6 试验2 2 0 50.3 4.6 试验3 0 3 46.5 0.8 试验4 0 0 45.7 0以表1可见试验1的保温性最好，试验2的保温性稍差。本发明中有关的分析测试方法如下：
1)保温性
在23℃，湿度65％的条件下，用250W的电灯泡光源照射，以温度计测量布帛背面的温度，将此温度与不含本发明的微粒子的布样比较，计算其温差，其温差越大，表示保温性越好。
2)IV(极限粘度)
将聚酯试样溶在苯酚与四氯乙烷的重量比3∶2的混合溶剂中，于25℃测定而得。
3)RV(相对粘度)
将聚酰胺试样溶在96％的浓硫酸中，于30℃测定而得。
4)MI(熔流指数)
根据标准ASTM D-1238的方法测试。
实施例2
试验5：将实施例1中的氧化锆以平均粒径0.4μm的氧化铝取代，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为51.8℃，ΔT＝6.1℃。
试验6：将实施例1中的氧化锆以平均粒径0.45μm的高领土取代，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为51.5℃，ΔT＝5.8℃。
试验7：将实施例1中的氧化锆以平均粒径0.4μm的氧化镁取代，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为51.7℃，ΔT＝6.0℃。
试验8：将平均粒径0.4μm的氧化铝3kg与IV0.645的聚酯97kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布。测其保温性，布背面温度为46.4℃，ΔT＝0.7℃。
试验9：将试验8的氧化铝以平均粒径0.45μm的高领土取代，其余步骤同实施例8，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为46.2℃，ΔT＝0.5℃。
试验10：将试验8的氧化铝以平均粒径0.4μm的氧化镁取代，其余步骤同试验8制成平纤布，测其保温性，布背面温度为46.3℃，ΔT＝0.6℃。
上述试验5～10的结果见表2：
表2试验号白色导电二氧 化钛WT％ 氧化锆 WT％ 高领土 WT％ 氧化镁 WT％ 保温性 布背面 温度℃ ΔT℃试验5 2 3 0 0 51.8 6.1试验6 2 0 3 0 51.5 5.8试验7 2 0 0 3 51.7 6.0试验8 0 3 0 0 46.4 0.7试验9 0 0 3 0 46.2 0.5试验10 0 0 0 3 46.3 0.6从表2可见试验号5-7的保温性较好。 实施例5
试验11：将电阻系数50Ω·cm，平均粒径0.3μm的白色导电硫酸钡2kg、氧化铝3kg与IV0.645的聚酯95kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为51.5℃，ΔT＝5.8℃。
实施例6
试验12：将电阻系数5Ω·cm，平均粒径0.3μm的白色导电钛酸钾2kg、氧化锆3kg与IV0.645的聚酯95kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为52.7℃，ΔT＝7.0℃。
试验13将电阻系数50Ω·cm，平均粒径0.3μm的白色导电硫酸钡2kg与IV0.645的聚酯98kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为49.7℃，ΔT＝4.0℃。
试验14：将电阻系数5Ω·cm，平均粒径0.3μm的白色导电钛酸钾2kg与IV0.645的聚酯98kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为50.6℃，ΔT＝4.9℃。
上述试验11～14的结果见表3：表3试验 号白色导电硫酸钡WT％白色导电钛酸钾WT％ 氧化锆 WT％ 氧化铝 WT％ 保温性 布背面温 度℃ ΔT℃试验11 2 0 0 3 51.5 5.8试验12 0 2 3 0 52.7 7.0试验13 2 0 0 0 49.7 4.0试验14 0 2 0 0 50.6 4.9从表3可见试验11～12的保温性较好，试验13～14的保温性稍差。实施例7
试验15：将电阻系数10Ω·cm的白色导电二氧化钛1kg、电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾1kg、高领土3kg与IV0.645的聚酯95kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为52.0℃，ΔT＝6.3℃。实施例8
试验16：将电阻系数10Ω·cm的白色导电二氧化钛1kg、电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾2kg、氧化锆1kg、氧化镁1kg与IV0.645的聚酯94kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为53.5℃，ΔT＝7.8℃。
试验17：将电阻系数10Ω·cm的白色导电二氧化钛1kg、电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾1kg与IV0.645的聚酯97kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为52.0℃，ΔT＝6.3℃。
试验18：氧化锆、氧化铝及氧化镁各1kg与IV0.645的聚酯97kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为46.3℃，ΔT＝0.6℃。
上述试验15～18的结果见表4：表4试验号白色导电硫酸钡WT％白色导电钛酸钾WT％ 氧化锆 WT％ 氧化铝 WT％ 高领土 WT％ 氧化镁 WT％ 保温性 布背面 温度℃ ΔT ℃试验15 1 1 0 0 3 0 52.0 6.3试验16 1 2 1 1 0 1 53.5 7.8试验17 1 2 0 0 0 0 52.0 6.3试验18 0 0 1 1 0 1 46.3 0.6从表4可见试验15～17的保温性较好。实施例9
试验19：将电阻系数50Ω·cm的白色导电硫酸钡1kg、电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾2kg、氧化锆0.5kg、氧化铝1kg、二氧化钛0.5kg与IV0.645的聚酯95kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为53.0℃，ΔT＝7.3℃。
试验20：将电阻系数50Ω·cm的白色导电硫酸钡1kg、电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾2kg与IV0.645的聚酯97kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为51.7℃，ΔT＝6.0℃。
试验21：将氧化锆0.5kg、氧化铝1kg、二氧化钛0.5kg与IV0.645的聚酯98kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为46.1℃，ΔT＝0.4℃。
上述试验19～21的结果见表5：
表5试验号白色导电硫酸钡WT％白色导电钛酸钾WT％ 氧化锆 WT％ 氧化铝 WT％ 二氧化 钛 WT％ 保温性 布背面温 度℃ ΔT℃试验19 1 2 0.5 1 0.5 53 7.3试验20 1 2 0 0 0 51.7 6.0试验21 0 0 0.5 1 0.5 46.1 0.4从表5可见，试验19和20的保温性较好实施例10
试验22：将电阻系数10Ω·cm的白色导电二氧化钛2kg、电阻系数50Ω·cm的白色导电硫酸钡1kg、氧化锆1.5kg、二氧化钛0.5kg与IV0.645的聚酯95kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，其余步骤同实施例1，制成平纤布，测其保温性，布背面温度为52.7℃，ΔT＝7.0℃。
实施例11
试验23：将纤维断面形状改为图8的中空断面，其余步骤同实施例1，制成平纤布。测其保温性，布背面温度为52.8℃，ΔT＝7.1℃。
上述试验22和23的结果见表6：表6 试验号白色导电硫酸钡WT％ 氧化锆 WT％ 断面 保温性布背面温度 ℃ ΔT℃ 试验 22 2 3 图1(实 心) 52.7 6.6 试验 23 2 3 图8(中 空) 52.8 7.1从表6可见，试验22和23的保温性都好。实施例12
试验24：将电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾12kg、氧化锆18kg与IV0.580的聚酯70kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，将此混合组成物母粒与IV0.645的聚脂1∶2重量比的比例预先混合均匀，经挤出机熔融混合，以此做为复合纤维的鞘部；蕊部成份为IV0.645的聚酯，将此两种聚合体导入蕊鞘复合纺丝装置，纤维断面如图9蕊/鞘吐出重量比为50/50，纺温285℃，经由0.25mmΦ的孔径纺出，卷速1100/分，得到7d/单纤的未延伸丝，然后将此未延伸丝集束成60万d的丝束，在热箱温度80℃延伸3.6倍后，经160℃热定型，卷缩机卷曲，80℃干燥后，切成长度51mm、纤度2d/单纤的短纤。将此短纤纺成30支的纱，经纬纱均使用此纱纤成平纤布，测其保温性，布背面温度为52.9℃，ΔT＝7.2℃。实施例13
试验25：将实施例12的含本发明的微粒子的短纤与不含本发明微粒子的热粘着型聚酯短纤，以60/40重量比的比例混合，经清花、梳棉、针扎、热压，制成不纤布。测其保温性，布背面温度为50.0℃，ΔT＝5.0℃。
试验26：将试验25的含本发明的微粒子的短纤换成不含本发明微粒子的热粘着型聚酯短纤，其余如实验25中的步骤。测其保温性，布背面温度为45.0℃，ΔT＝0℃。实施例14
试验27：将电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾12kg、氧化锆18kg与RV2.4的尼龙70kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒。将此混合组成物切粒与RV2.47的尼龙6以1∶2重量比的比例预先混合均匀，经挤出机溶融混合，以此做为复合纤维的鞘部；蕊部成份为IV0.645的聚酯。将此两种聚合体导入蕊鞘复合纺丝装置，纤维断面如图9蕊/鞘吐出重量比为50/50，纺温283℃，经由0.25mmΦ的孔径纺出，卷速1100/分，得到7d/单纤的未延伸丝，然后将此未延伸丝集束成60万d的丝束，在热箱温度80℃延伸3.6倍后，经160℃热定型，卷缩机卷曲，80℃干燥后，切成长度51mm、纤度2d/单纤的短纤。将此短纤纺成30支的纱，经纬纱均使用此纱纤成平纤布，测其保温性，布背面温度为52.8℃，ΔT＝7.1℃。实施例15
试验28：将电阻系数5Ω·cm的白色导电钛酸钾12kg、氧化锆18kg与IV0.580的聚酯70kg，以双轴挤出机熔融混合，经水冷制得混合组成物切粒，将此混合组成物切粒与IV0.645的聚酯以1∶2重量比的比例预先混合均匀，经挤出机熔融混合，以此做为复合纤维的蕊部；鞘部成份为MI20的高密度聚乙烯，将此两种聚合体导入蕊鞘复合纺丝装置，纤维断面如图9，蕊/鞘吐出重量比为50/50，纺温283℃，经由0.25mmΦ的孔径纺出，卷速1100/分，得到7d/单纤的未延伸丝。然后将此未延伸丝集束成60万d的丝束，在热箱温度80℃延伸3.6倍后，经110℃热定型，卷缩机卷曲，80℃干燥后，切成长度51mm、纤度2d/单纤的短纤。将此蓄热保温性热粘着型短纤与不含本发明的微粒子的一般聚酯短纤，以60/40重量比的比例混合，经清花、梳棉、针扎、热压，制成不纤布。测其保温性，布背面温度为49.6℃，ΔT＝4.6℃。
上述试验结果表明，用本发明的含白色导电钛酸钾12％及具有较佳远红外线放射效率的白色粒子氧化锆18％的短纤维，不管是聚酯还是尼龙6，其纤物都有较好的保温性，ΔT在7℃以上(见试验24和27)；而若混入普通可纺性聚合体或与普通可纺性聚合体配合制成复合纤维，则其保温性则稍差(参阅试验25和28)。