本发明涉及一种分段张力式致密与疏松的梯度结构织物制备方法与该方法及通过该方法得到织物的用途。
背景技术
近年来对关于梯度结构理论及产品设计方面的研究已有报导。但以往的研究多集中于针织物，有关机织物方面的报导很少。梯度结构功能织物是在提高织物湿热舒适性的基础上发展起来的。构造双边结构的织物，使织物内侧具有一定的导湿排汗功能，织物外侧具有良好的拒水性，从而形成双侧亲疏水性能不同的双侧结构织物。利用拒水部分的隔离作用使外界水远离织物，达到拒水的目的，利用亲水部分，改善微环境内的湿度，从而实现提高织物湿热舒适性。具有良好导湿性的织物能将人体产生的汗液从织物的内表面快速单向的传递到织物的外表面并快速蒸发，保持人体皮肤干燥，调节人体微气候区的舒适感。其应用范围除了穿着用纺织品(高性能职业服、运动服和便服)和拒水导湿的家纺纺织品外，在医药和保健用品，以及特殊用途(如防护服等)也具有广泛的应用前景。
在国内也有人研究制备梯度结构织物，例如：
中国发明专利申请号为cn201310098737，专利名称为“一种导湿快干织物”的发明专利申请公开了一种织物，该织物为双层组织，织物表层为平纹组织，里层为浮松组织。该发明制备得到的基于植物水分传导效应构建的双层织物，其里层浮松组织采用浮线集束组织，利用多根纱线集束在一起，交织点少，浮长长，孔隙大；表层采用平纹组织，交织频繁，孔隙小。织物表里层形成孔隙梯度构造类似于植物的“干-茎结构”，导水时利用孔隙大小的不同形成压差，产生差动效应，里层到表层，随着织物毛细孔由粗到细的变化，毛细管导湿能力明显增强且具有单向导湿的能力。而表里层接结，赋予了表里层孔隙之间更好的连通性。
中国发明专利申请号为cn200610038036，专利名称为“具有导湿透气快干梯度结构的机织面料”的发明公开了一种具有导湿透气快干梯度结构的机织面料，有内层、中间层、外层，内层纤维与中间层纤维通过导湿纱线连接，外层纤维与中间层纤维通过导湿纱线连接，各层结构中，纤维的紧度按照内层最紧、中间层次之、外层最小的梯度分布。该专利是选用导湿纱线分别将内层与中间层、中间层与外层连接起来，并形成外层松、内层紧的结构。
发明专利申请号为us11/684,452，专利名称为“织物模拟植物结构具有吸湿快干的功能”的专利是面料组织结构模拟织物结构使其具有吸湿快干的功能，该结构包含至少两层，(1)底层：该层为leno或matt结构，模拟植物的茎，一定数量的纱线组合在一起形成复合织物单元；该层独特的结构适合和人类皮肤相接触；(2)顶层：该层是平纹结构，模拟植物结构的分支。所述织物，水分可以从底层通过中间层到达顶层，由于特殊结构造成的毛细现象有很好的导湿快干能力。
发明专利申请号为pct/gb2012/000320，专利名称为“一种导热，吸湿快干的面料”的专利是用两种不同的纤维或纱线构造导湿快干的织物，第一种纤维或纱线是不吸湿，其能够通过芯吸效应传导湿热，第二种是吸湿性能良好的纤维或纱线。该专利是利用具有特殊性能的纤维或纱线。
上述三类代表性的专利都是添加导湿纱线，或者构造双层织物，或利用特殊纤维或纱线获得。
目前导湿结构内层多采用亲水吸水性天然纤维为吸湿排汗织物的纤维原料，外层采用拒水性较好的疏水性纤维。而内层纤维主要依靠芯吸传递水分，织物只有紧贴织物内表面才能使汗液快速传导到织物外层，否则汗液会沾附在身体表面或顺身体体表滴淌；同时内层天然纤维是能吸汗于纤维中但不能排汗，又多采取松结构的针织物，也是吸存水于纤维间，不能排汗。而不亲水的合成纤维，却是既不吸存水于纤维中，又不吸存水于纤维间，但结构紧密可以拒水。因此，如何制备一种梯度结构织物是解决拒水排汗功能的关键。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种织物，该织物既表面拒水，又能快速地从人体上吸附汗液，并将汗液导离出织物。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种张力式分段致密与疏松的梯度结构织物的制备方法，其特征在于，采用张力式分段处理装置，该张力式分段处理装置包括热张力主辊、多组分段张力机构及后导辊，每组分段张力机构包括依次设置的前辊、后辊及热张力辅辊，所述制备方法包括以下步骤：织物先通过向上压紧织物的热张力主辊，对织物正面实施致密化及平整化加工；然后织物连续通过多组分段张力机构，由多组分段张力机构先分阶段进行对织物反面疏松化和再进行对织物正面的致密化，每组分段张力机构前段为通过前辊与后辊的差动所形成的织物反面疏松化处理的阶段，后段为通过热张力辅辊的向上绷紧张力产生的对织物正面的压力所形成的致密化处理阶段；最后，织物出多组分段张力机构后由后导辊引出正面紧、反面松的梯度结构织物。
优选地，所述多组分段张力机构包括2～8组分段张力机构。
优选地，所述张力式分段处理装置还包括与所述热张力主辊接触驱动的前导辊，前导辊可上、下和前、后移动，以改变织物对热张力主辊包围角；所述热张力主辊及所述热张力辅辊带有热源，且可上下移动；所述后导辊可上、下和前、后移动并与所述多组分段张力机构的最后一个热张力辅辊相接触驱动；所述多组分段张力机构还包括位于每组分段张力机构的前辊及后辊下部的液槽。
优选地，所述热张力主辊及所述热张力辅辊均具有光滑表面。
优选地，所述热张力主辊及所述热张力辅辊在所述热源的作用下，产生高于被热压致密化的织物中纤维的玻璃化温度或产生高于100℃但小于织物中纤维的熔点温度的温度。
优选地，所述织物在通过每组分段张力机构时，先经过位于下位的前辊、后辊，由前辊、后辊改变织物的张力包围角，并由前辊、后辊的差动对织物反面实施微起毛圈和疏松化的加工，再进行热张力辅辊的向上压紧织物正面的致密化和平整化及效果稳定的加工。
优选地，所述前辊和所述后辊均为微米级粗糙表面的金属辊，且所述前辊和所述后辊分别以快于和慢于所述热张力辅辊的线速度运行，以实现来回差动摩擦微起毛圈和疏松化的效果；所述的微米级粗糙是指1～100微米的粗糙度。
优选地，通过所述液槽中的液体，给予浸入的前辊和后辊实施降湿，以控制热轧致密化的深度；通过在液体中加入表面活性剂，来增强疏松化的效果；或在液槽中加入亲水性助剂，来实现对织物反面的亲水性整理。
本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的制备梯度结构织物的方法的应用，其特征在于，用于需要形成厚度方向梯度结构织物和双面结构织物的机织物和针织物的加工。
本发明的另一个技术方案是提供了一种通过上述的制备梯度结构织物的方法制备得到的织物的应用，其特征在于，所述织物可用于拒水排汗、过滤纺织品的制备。
本发明采用先通过热张力主辊向上压紧织物正面实施致密化及平整化加工；然后通过2～8组分段张力式机构，先进行下位的前后双辊改变织物张力包围角和差动实施对织物反面的疏松化的微起毛圈的加工；再进行热张力轴辊的向上的压紧织物正面的致密化及平整化的稳定效果的加工，制备所需要梯度结构和双面结构的机织物与针织物不同。
本发明的有益效果和优点是：
①提供真正意义上的梯度结构的织物，而不是吸汗存汗的织物。
②方法实用，操作简单，只要构造简单的设备，借助现有的张力机构，就能造成织物一面紧密、排水，另一面疏松、亲水的双向功能。
③两侧的松紧不同，故存在差动压作用大，而导水，将汗液由织物松的一端导向紧的一面(外侧)，而扩散排入空气。
④所选构造的梯度结构织物纤维是导水不吸湿的。所以，不存汗、快干，穿着干爽，舒适。
附图说明
图1为分段张力式致密与疏松机构原理图
图中：1-前导辊；2-热张力主辊；3-分段张力机构，包括前辊31、后辊32、热张力辅辊33及液槽34。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1-4中的原材料及设备为国家重点研发计划(2016yfc0802802)资助项目。
实施例1-4都采用了如图1所述的分段张力式致密与疏松机构，该机构包括包括与热张力主辊2接触驱动的前导辊1、热张力主辊2、多组分段张力机构及多组分段张力机构的最后一个热张力辅辊相接触驱动后导辊。每组分段张力机构包括依次设置的前辊31、后辊32、热张力辅辊33及液槽34。
实施例1
纯棉平纹：1上1下的纯棉平纹织物经过张力式分段处理装置对织物正面实施致密化及平整化加工；然后连续通过3组分段张力机构，先进行下位的前、后辊改变织物的张力包围角和前、后辊的差动对织物反面实施微起毛圈和疏松化的加工；再进行热张力辅辊的向上压紧织物正面的致密化和平整化及效果稳定的加工，最后，由后导辊引出正面紧、反面松的梯度结构织物。热张力主辊和热张力辅辊的温度调节为120°，同时，织物经过液槽(液槽中添加表面活性剂)，来实现对织物反面的亲水性整理。
实验：该织物吸水达自重的50％时，即回潮率为50％时，其内侧依然干燥，穿着舒适；其外侧在2.1sec就已见有色，说明其单向导湿的快速，由此，证明以构造简单设备调整织物的梯度结构能有效、实用，所得织物具有高效单向排汗功能。
实施例2
纯棉斜纹织物：2上1下的斜纹织物经过张力式分段处理装置对织物正面实施致密化及平整化加工；然后连续通过3组分段张力机构，先进行下位的前、后辊改变织物的张力包围角和前、后辊的差动对织物反面实施微起毛圈和疏松化的加工；再进行热张力辅辊的向上压紧织物正面的致密化和平整化及效果稳定的加工，最后，由后导辊引出正面紧、反面松的梯度结构织物。热张力主辊和热张力辅辊的温度调节为140°，同时，织物经过液槽(液槽中添加表面活性剂)，来实现对织物反面的亲水性整理。
实验：该织物吸水达自重的50％时，即回潮率为50％时，其内侧依然干燥，穿着舒适；其外侧在2.0sec就已见有色，说明其单向导湿的快速，由此以构造简单设备调整织物的梯度结构能有效、实用，所得织物具有高效单向排汗功能。
实施例3
涤棉(65/35)平纹织物：1上1下的涤棉织物经过张力式分段处理装置对织物正面实施致密化及平整化加工；然后连续通过4组分段张力机构，先进行下位的前、后辊改变织物的张力包围角和前、后辊的差动对织物反面实施微起毛圈和疏松化的加工；再进行热张力辅辊的向上压紧织物正面的致密化和平整化及效果稳定的加工，最后，由后导辊引出正面紧、反面松的梯度结构织物。热张力主辊和热张力辅辊的温度调节为160°，同时，织物经过液槽(液槽中添加表面活性剂)，来实现对织物反面的亲水性整理。
实验：该织物吸水达自重的50％时，即回潮率为50％时，其内侧依然干燥，穿着舒适；其外侧在1.6sec就已见有色，说明其单向导湿的快速，由此，证明以构造简单设备调整织物的梯度结构能有效、实用，所得织物具有高效单向排汗功能。
实施例4
涤棉(65/35)斜纹织物：2上1下的涤棉织物经过张力式分段处理装置对织物正面实施致密化及平整化加工；然后连续通过3组分段张力机构，先进行下位的前、后辊改变织物的张力包围角和前、后辊的差动对织物反面实施微起毛圈和疏松化的加工；再进行热张力辅辊的向上压紧织物正面的致密化和平整化及效果稳定的加工，最后，由后导辊引出正面紧、反面松的梯度结构织物。热张力主辊和热张力辅辊的温度调节为180°，同时，织物经过液槽(液槽中添加表面活性剂)，来实现对织物反面的亲水性整理。
实验：该织物吸水达自重的50％时，即回潮率为50％时，其内侧依然干燥，穿着舒适；其外侧在1.4sec就已见有色，说明其单向导湿的快速，由此，证明以构造简单设备调整织物的梯度结构能有效、实用，所得织物具有高效单向排汗功能。