一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法.pdf

本发明公开了一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，使用80S羊毛60～70%，2.5D竹炭纤维10～30%，粘胶纤维10～30%。利用冷等离子体技术使得竹炭充分脆化，然后用行星球磨机反复球磨，制得的竹炭粒子达到亚纳米级，再通过熔融纺丝程序把竹炭次纳米级微粉均匀地融入涤纶纤维中，配合生化科技抽纱制成竹炭纤维，强力较好。该面料充分发挥了竹炭纤维的优良性能，丰富了毛纺面料品种，提高了面料的档次和附加值，不仅具有调温调湿、释放负离子净化空气、释放远红外线蓄热保温、抗菌防霉等功能，也体现了羊毛/粘胶纤维柔滑软暖的特点，是制作女士套装及男士休闲装的理想面料。

1.  一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1）、竹炭纤维制取
将烧制的竹炭，利用常压射频冷等离子体技术对竹炭进行改性，具体工艺条件为：入射功率为110W，氩气流量为10L/min，六氟化硫流量为15sccm，沉底温度为140℃，处理时间为15min，即可使得竹炭充分被刻蚀脆化，然后用行星球磨机反复球磨，使得竹炭微粉化，得到粒径约为0.1-0.2μm的竹炭粉末；
2）、熔融纺丝：再通过熔融纺丝程序把竹炭亚纳米级微粉均匀地融入涤纶纤维中,添加量为10～20%，配合生化科技抽纱制成3D竹炭纤维；
3）、染色工序
选用环保型进口毛用活性染料进行染色，并加入2%～5%的N2低温促染剂，羊毛染色温度为90℃；
在染浴中先加入醋酸（0.4～1g/L）、元明粉（1～2g/L），以延缓染料的上染过程，并严格控制升温速率（1度/min），染浴的pH值保持在4.5～5，
并且采取分段升温的染色过程，升温至80℃保温10min，然后再以1度/min的升温速率升温至120℃保温45min后降温，并注入清水，洗剂（2g/L）、升温至90℃清洗20min；
4）、纺纱工序
前纺：在混梳前6h～8h给竹炭纤维按1%比例喷洒水，合理地控制粗纱张力：一是降低粗纱车速至150米/分钟；二是加大张力，使条子在出纱口与粗纱管之间尽量伸直，保证粗纱捻度均匀，
后纺：控制单纱拈系数80～90，股纱110～140；
5）、织造工序
经纱采用羊毛/粘胶纤维混纺，纬纱使用竹炭纤维/羊毛/粘胶纤维混纺，
采用经起绒组织，以平纹组织作为地组织，接结经的固结方式为V形固结法，地经与接结经的排列比为2:1，纬纱表里的排列比为2:2，采用6片综框，其中2个织造上层组织，2个织造下层组织，还有2个用来结造连接底层和顶层的连接纱线，用来保持两层之间的间距，织机采用350N大张力。

2.  根据权利要求1所述的一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，还包括后整理工序：
烧毛1→洗呢→双煮→吸水→烘干→中检→熟修→中检→轧柔→中检→蒸呢→KD罐蒸→成品，
定型温度采用低温160℃定型，拉幅下机后，用预缩机进行预缩，超喂10%-20%,车速25-40m/min。

3.  根据权利要求1所述的一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，在使用的原料中，含有80S羊毛60～70%，2.5D竹炭纤维10～30%，粘胶纤维10～30%。

一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法
技术领域
本发明属于纺织面料制备技术领域，特别涉及一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法。
背景技术
经济的高速发展让人受益的同时也带来了不可避免的污染，清新自然、舒适健康的环境成为人们孜孜以求的梦想，现如今全国范围内工业污染工厂越来越多，空气的污染越来越严重，致使人体受到的大气污染的伤害，冬天的羽绒制品虽可抵制寒冷，但使身材雍肿。随着新生活水平的提高和环保意识的觉醒，人们对纺织品的要求不仅仅停留在挡风避寒的层面上，而是越来越注重衣着的舒适、轻薄和生态化。因此，开发出可释放负离子和释放远红外线，从而净化空气，去湿吸汗，阻隔电磁波辐射，促进人体血液循环和新陈代谢、抗菌防霉的保暖面料，一定会受到消费者的青睐。
竹炭纤维具有很好的远红外保暖功能，且耐洗涤性能好，开发竹炭面料不仅能满足人们对纺品舒适、健康、环保、保健的功能性要求，同时开发独特的产品，闯入国际市场，具有重大意义。但市场上所售竹炭纤维由于添加的竹炭粒子粒径较大，强力较低。竹炭较常规木炭质地较硬，不易研磨制得亚纳米级的竹炭粒子，从而不能完全发挥竹炭的功效，更不能通过熔融纺丝添加到涤纶纤维中（粒径太大，纤维强力较低）。
我国目前正处于自然资源保护期，在今后的10-20年，政府要积极引导企业对工业、农业、生活和城市垃圾等副产物、废弃物的资源化、高值化加工利用。竹炭及其竹炭制品的生产就非常符合产业经济政策和地域经济发展要求，特别是在及其周边地区，林副产品资源丰富，竹炭产品的加工具有资源优势和价格优势；高分子材料更是当今发展最快的，其用途极其广泛，对普通高分子材料例如合成纤维、塑料、树脂等的改性，可以提高材料的性能，扩大材料的用途，利用竹炭改性高分子材料可以增加材料的功能，延长使用寿命；竹炭和高分子材料的有机结合必然会产生新的经济增长点。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，具有调温调湿、释放负离子净化空气、释放远红外线蓄热保温、抗菌防霉等功能。
为了实现本发明的目的，采用的技术方案是：
一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1）、竹炭纤维制取
将高温炭化技术烧制的竹炭，利用常压射频冷等离子体技术对竹炭进行改性，具体工艺条件为：入射功率为110W，氩气流量为10L/min，六氟化硫流量为15sccm，沉底温度为140℃，处理时间为15min，即可使得竹炭充分被刻蚀脆化，然后用行星球磨机反复球磨，使得竹炭微粉化，得到粒径约为0.1-0.2μm的竹炭粉末；
常压射频冷等离子体技术具有温度低、损伤小、成本低和没有环境污染等优点。
2）、熔融纺丝：再通过熔融纺丝程序把竹炭亚纳米级微粉均匀地融入涤纶纤维中,添加量为10～20%，配合生化科技抽纱制成3D竹炭纤维；
竹炭纤维组织中矿物质含量丰富，孔隙多，比表面积高达300平方米/克以上，所以它具有较强的吸附能力，而其分子表面所附生的微生物可将所吸附的物质彻底分解。经过高温热解的竹炭纤维还具有释放远红外线的作用，产生负离子，对电磁波有吸收作用等性能具有永久性，耐洗性能好。
3）、染色工序
选用环保型进口毛用活性染料进行染色，并加入2%～5%的N2低温促染剂，羊毛染色温度为90℃；
高温长时间沸煮不仅消耗大量的能源，而且还会使羊毛泛黄，影响纤维的可纺性﹑手感﹑光泽﹑鲜艳度﹑破坏羊毛的天然品质。所以采用低温染色的设计思路，选用环保型进口毛用活性染料进行染色，并加入一定量的N2低温促染剂，羊毛高温染色温度从98℃降到90℃，减少了羊毛纤维的损伤，提高了纺纱的制成率和纱线的强力，节约了能源。
在染浴中先加入醋酸（0.4～1g/L）、元明粉（1～2g/L），以延缓染料的上染过程，并严格控制升温速率（1度/min），染浴的pH值保持在4.5～5，
并且采取分段升温的染色过程，升温至80℃保温10min，然后再以1度/min的升温速率升温至120℃保温45min后降温，并注入清水，209净洗剂（2g/L）、升温至90℃清洗20min；
由于炭粉的存在，其玻璃化温度为78-82℃，比常规涤纶低，再加上其具有微细孔隙结构，对染料具有更强的吸附性能，选用Dystar公司的阿斯屈拉崇系列新阳子离子染料，采用120℃对竹炭纤维进条染色，由于阳离子染料在染浴中带正电荷，而竹炭纤维带负荷，因此阳离子染料容易与竹炭纤维的阴离子结合，吸附在竹炭表面，进而扩散到纤维内部，容易生产染色不匀现象，另外，阳离子染料在竹炭纤维上移染性能低一旦发生上染不匀，延长染色时间也难以改善，因此为保证竹炭纤维的匀染性在染浴中先加入醋酸（0.4g/L）、元明粉（2g/L），以延缓染料的上染过程，并严格控制升温速率（1度/min），染浴的pH值保持在4.5，当染色温度高于玻璃化温度82度℃时，由于竹炭纤维大分子链段的解冻，运动加剧，染料分子很容易从纤维表面向内部扩散，上染速率增加，因此采取分段升温的染色过程，升温至80℃保温10min，然后再以1度/min的升温速率升温至120℃保温45min后降温，并注入清水，209净洗剂（2g/L）、升温至90℃清洗20min，各项色牢度达到最佳状态。
4）、纺纱工序
前纺：在混梳前6h～8h给竹炭纤维按1%比例喷洒水，合理地控制粗纱张力，一是降低粗纱车速至150米/分钟；二是加大张力，使条子在出纱口与粗纱管之间尽量伸直，保证粗纱捻度均匀。
根据竹炭纤维回潮率高，具有很强吸放湿能力的特性，故在生产前进行预处理。参考竹炭纤维的回潮率以及含油率的大小，在混梳前6h～8h给竹炭纤维按一定比例喷洒水，使纤维在以后的各工序中处于放湿状态。竹炭纤维表面光滑，抱合力差，条子易分叉，合理地控制粗纱张力，确保粗纱成形的状态达到最佳，以确保细纱质量指标。为解决粗纱断头、缠罗拉严重的问题，对粗纱工艺进行了调整：一是降低车速；二是加大张力，使条子在出纱口与粗纱管之间尽量伸直，保证粗纱捻度均匀
后纺：控制单纱拈系数80～90，股纱110～140。
由于竹炭纤维单纤强度低，抗起毛起球性能好，因此在保证织物断裂强力、掑破强力等指标符合要求的情况下，降低单纱拈系数，故选择80～90，优选地是85；股纱110～140，优选地是120，以提高织物的柔软性
5）、织造工序
经纱采用羊毛/粘胶纤维混纺，纬纱使用竹炭纤维/羊毛/粘胶纤维混纺，
采用经起绒组织，以平纹组织作为地组织，接结经的固结方式为V形固结法，地经与接结经的排列比为2:1，纬纱表里的排列比为2:2，采用6片综框，其中2个织造上层组织，2个织造下层组织，还有2个用来结造连接底层和顶层的连接纱线，用来保持两层之间的间距，织机采用350N大张力。
通过改变纬密和纬纱排列来得到不同竹炭含量的样品，从而研究竹炭含量、纬密对织物性能的影响，纱支68Nm/2，克重：420g/m，总紧度80。
进一步，还包括后整理工序：
烧毛1→洗呢→双煮→吸水→烘干→中检→熟修→中检→轧柔→中检→蒸呢→KD罐蒸→成品，
定型温度采用低温160℃定型，拉幅下机后，用预缩机进行预缩，超喂10%-20%,车速25-40m/min。
此品种为确保竹炭纤维不发生脆化定型温度采用低温160℃定型，但考虑到在低温定型会影响缩水指标，拉幅下机后，用预缩机进行预缩，超喂10%-20%,车速25-40m/min,给湿均匀，预缩处理不仅可使竹炭及粘胶织物获得柔软、滑糯的手感，而且能使经纬向缩水率控制在2%以内。
优选地，在使用的原料中，含有80S羊毛60～70%，2.5D竹炭纤维10～30%，粘胶纤维10～30%。
本发明具有的有益效果：
利用常压射频冷等离子体技术对竹炭纤维进行刻蚀催化改性的工艺，并研磨成粒径只有0.1-0.2μm的亚纳米级粒子；
通过熔融纺丝将竹炭粒子添加到涤纶纤维中，其中炭粒子添加量为10%，制得的竹炭纤维直径为3D，纤维强力较好；
所制得的竹炭等离子花呢远红外法向发射率为94%，保暖性能好，保暖性能持久。
该面料充分发挥了竹炭纤维的优良性能，丰富了毛纺面料品种，提高了面料的档次和附加值，不仅具有调温调湿、释放负离子净化空气、释放远红外线蓄热保温、抗菌防霉等功能，也体现了羊毛/粘胶纤维柔滑软暖的特点，是制作女士套装及男士休闲装的理想面料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。
选用的原料参数如下，

实施例1
一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1）、竹炭纤维制取
将烧制的竹炭，利用常压射频冷等离子体技术对竹炭进行改性，具体工艺条件为：入射功率为110W，氩气流量为10L/min，六氟化硫流量为15sccm，沉底温度为140℃，处理时间为15min，即可使得竹炭充分被刻蚀脆化，然后用行星球磨机反复球磨，使得竹炭微粉化，得到粒径约为0.1-0.2μm的竹炭粉末；
2）、熔融纺丝：再通过熔融纺丝程序把竹炭亚纳米级微粉均匀地融入涤纶纤维中,添加量为10%，配合生化科技抽纱制成3D竹炭纤维；
3）、染色工序
选用环保型进口毛用活性染料进行染色，并加入2%的N2低温促染剂，羊毛染色温度为90℃；
在染浴中先加入醋酸（0.4g/L）、元明粉（1g/L），以延缓染料的上染过程，并严格控制升温速率（1度/min），染浴的pH值保持在4.5，
并且采取分段升温的染色过程，升温至80℃保温10min，然后再以1度/min的升温速率升温至120℃保温45min后降温，并注入清水，209净洗剂（2g/L）、升温至90℃清洗20min；
4）、纺纱工序
前纺：在混梳前6h～8h给竹炭纤维按1%比例喷洒水，合理地控制粗纱张力，一是降低粗纱车速至150米/分钟；二是加大张力，使条子在出纱口与粗纱管之间尽量伸直，保证粗纱捻度均匀，
后纺：控制单纱拈系数80，股纱110；
5）、织造工序
经纱采用羊毛/粘胶纤维混纺，纬纱使用竹炭纤维/羊毛/粘胶纤维混纺，
采用经起绒组织，以平纹组织作为地组织，接结经的固结方式为V形固结法，地经与接结经的排列比为2:1，纬纱表里的排列比为2:2，采用6片综框，其中2个织造上层组织，2个织造下层组织，还有2个用来结造连接底层和顶层的连接纱线，用来保持两层之间的间距，织机采用350N大张力。
后整理工序：
烧毛1→洗呢→双煮→吸水→烘干→中检→熟修→中检→轧柔→中检→蒸呢→KD罐蒸→成品，
定型温度采用低温160℃定型，拉幅下机后，用预缩机进行预缩，超喂10%,车速25m/min。
在使用的原料中，含有80S羊毛60%，2.5D竹炭纤维10%，粘胶纤维30%。
实施例2
一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1）、竹炭纤维制取
将烧制的竹炭，利用常压射频冷等离子体技术对竹炭进行改性，具体工艺条件为：入射功率为110W，氩气流量为10L/min，六氟化硫流量为15sccm，沉底温度为140℃，处理时间为15min，即可使得竹炭充分被刻蚀脆化，然后用行星球磨机反复球磨，使得竹炭微粉化，得到粒径约为0.1-0.2μm的竹炭粉末；
2）、熔融纺丝：再通过熔融纺丝程序把竹炭亚纳米级微粉均匀地融入涤纶纤维中,添加量为20%，配合生化科技抽纱制成3D竹炭纤维；
3）、染色工序
选用环保型进口毛用活性染料进行染色，并加入5%的N2低温促染剂，羊毛染色温度为90℃；
在染浴中先加入醋酸（1g/L）、元明粉（2g/L），以延缓染料的上染过程，并严格控制升温速率（1度/min），染浴的pH值保持在5，
并且采取分段升温的染色过程，升温至80℃保温10min，然后再以1度/min的升温速率升温至120℃保温45min后降温，并注入清水，209净洗剂（2g/L）、升温至90℃清洗20min；
4）、纺纱工序
前纺：在混梳前7h给竹炭纤维按1%比例喷洒水，合理地控制粗纱张力，一是降低粗纱车速至150米/分钟；二是加大张力，使条子在出纱口与粗纱管之间尽量伸直，保证粗纱捻度均匀，
后纺：控制单纱拈系数90，股纱140；
5）、织造工序
经纱采用羊毛/粘胶纤维混纺，纬纱使用竹炭纤维/羊毛/粘胶纤维混纺，
采用经起绒组织，以平纹组织作为地组织，接结经的固结方式为V形固结法，地经与接结经的排列比为2:1，纬纱表里的排列比为2:2，采用6片综框，其中2个织造上层组织，2个织造下层组织，还有2个用来结造连接底层和顶层的连接纱线，用来保持两层之间的间距，织机采用大张力。
后整理工序：
烧毛1→洗呢→双煮→吸水→烘干→中检→熟修→中检→轧柔→中检→蒸呢→KD罐蒸→成品，
定型温度采用低温160℃定型，拉幅下机后，用预缩机进行预缩，超喂20%,车速40m/min。
在使用的原料中，含有80S羊毛70%，2.5D竹炭纤维20%，粘胶纤维10%。
实施例3
一种具有远红外保暖功能的面料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1）、竹炭纤维制取
将烧制的竹炭，利用常压射频冷等离子体技术对竹炭进行改性，具体工艺条件为：入射功率为110W，氩气流量为10L/min，六氟化硫流量为15sccm，沉底温度为140℃，处理时间为15min，即可使得竹炭充分被刻蚀脆化，然后用行星球磨机反复球磨，使得竹炭微粉化，得到粒径约为0.1-0.2μm的竹炭粉末；
2）、熔融纺丝：再通过熔融纺丝程序把竹炭亚纳米级微粉均匀地融入涤纶纤维中,添加量为15%，配合生化科技抽纱制成3D竹炭纤维；
3）、染色工序
选用环保型进口毛用活性染料进行染色，并加入4%的N2低温促染剂，羊毛染色温度为90℃；
在染浴中先加入醋酸（0.6g/L）、元明粉（1.5g/L），以延缓染料的上染过程，并严格控制升温速率（1度/min），染浴的pH值保持在4.5，
并且采取分段升温的染色过程，升温至80℃保温10min，然后再以1度/min的升温速率升温至120℃保温45min后降温，并注入清水，209净洗剂（2g/L）、升温至90℃清洗20min；
4）、纺纱工序
前纺：在混梳前6h～8h给竹炭纤维按1%比例喷洒水，合理地控制粗纱张力，一是降低粗纱车速至150米/分钟；二是加大张力，使条子在出纱口与粗纱管之间尽量伸直，保证粗纱捻度均匀，
后纺：控制单纱拈系数85，股纱130；
5）、织造工序
经纱采用羊毛/粘胶纤维混纺，纬纱使用竹炭纤维/羊毛/粘胶纤维混纺，
采用经起绒组织，以平纹组织作为地组织，接结经的固结方式为V形固结法，地经与接结经的排列比为2:1，纬纱表里的排列比为2:2，采用6片综框，其中2个织造上层组织，2个织造下层组织，还有2个用来结造连接底层和顶层的连接纱线，用来保持两层之间的间距，织机采用350N大张力。
后整理工序：
烧毛1→洗呢→双煮→吸水→烘干→中检→熟修→中检→轧柔→中检→蒸呢→KD罐蒸→成品，
定型温度采用低温160℃定型，拉幅下机后，用预缩机进行预缩，超喂15%,车速30m/min。
在使用的原料中，含有80S羊毛65%，2.5D竹炭纤维15%，粘胶纤维20%。
对制得的面料根据国家标准GB/T26382-2011进行检测，检测结果如下：
a．.耐摩擦色牢度：≥4级；
b.远红外法向发射率：94%；
c.耐洗色牢度：≥4级；
d.起毛起球：4级。
由测试结果可知，产品的各项指标符合GB/T26382-2011国家检测标准。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。