专利名称：一种储热调温假发及其制备方法
技术领域：
本发明涉及假发制备技术，具体是一种具有储热调温功能的假发及其制备方法。
背景技术：
假发除了可以掩盖秃发外，更重要的是可以很方便地赋予人们各式各样的发型，已成为最方便、最实用的日常时尚必备品之一。近年来，本领域的专业技术人员开发了多种功能的假发中国发明专利CN101897489公开了一种具有形状记忆功能的假发。中国发明专利CN10171305A和CN10171307A分别公开了具有低温阻燃性和高温阻燃性的纤维假发。而中国发明专利CN101994166A公开了一种具有负离子功能的聚氯乙烯纤维假发。但所有这些现有技术均未提及假发的温度舒适性和卫生性问题。假发编织成头套后，具有一定的厚度(质量)且本身透气性较差，这就造成了假发洗涤、梳理不便，在佩戴过程中存在内部温度高、散热困难等问题，容易造成局部出汗，导致细菌滋生，使温度舒适性和卫生性下降。相变材料在特定的温度下发生相态的变化，并且伴随着相变过程可以吸收或者释放大量的相变潜热，是一种清洁的、可重复使用的温度调节材料。相变材料按其工作相态主要有固-液相变材料，如正烷烃、水合无机盐等，这类材料处于液相时非常容易流动，造成污染或损失，因此必须封存在密封容器内才可使用，制备工艺复杂。聚合物型相变材料在相变过程中始终保持固态，这就大大方便了其应用。在申请人检索的范围内，在纤维中添加聚合物型相变材料，用来制作储热调温假发的技术方案未见有关文献报道。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明拟解决的技术问题是，提供一种储热调温假发及其制备方法。该假发能够随着环境温度的变化，自动吸收、储存或释放出热量，调节佩戴者头部的温度，从而可使佩戴者头部能够更长时间地处于一种温度适宜的微气候环境中，降低热应激，减少局部出汗及细菌滋生，有效提高了假发的档次、舒适性和卫生性。该制备方法具有工艺简单、性能稳定、易于工业化生产等特点。本发明解决所述假发技术问题的技术方案是设计一种储热调温假发，其特征在于该假发以聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以成纤聚合物为皮成分或海成分，经熔融复合纺丝方法制成，假发直径为20 200 μ m ;所述假发中的芯成分或岛成分的质量百分含量为5 60% ;皮成分或海成分的质量百分含量为40 95% ；所述聚合物型相变材料是指聚合度在50 500之间、相转变温度范围在30 38°C之间的相变材料，聚合物型相变材料选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、衣康酸单、双烷基酯的均聚物或共聚物、或者所述均聚物的共混物，共混物中任意一种聚合型相变材料的质量百分含量均不低于10% ;且聚合物型相变材料以共价键把短链正烷基固定在聚合物主链上；所述成纤聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酰胺、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一种。
本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种本发明所述储热调温假发的制备方法，该制备方法采用相转变温度范围在30 38°C之间的聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以常规成纤聚合物为皮成分或海成分；利用常规圆形或异形喷丝孔，通过熔融复合纺丝方法纺丝，再经拉伸和热定型处理后，即制得所述的储热调温假发。与现有技术使用单一成分的聚合物纤维为原料，在人体温度上下不具有热能吸收、释放功能的假发相比，本发明储热调温假发添加有适宜的相变材料，因而改善了合成假发的功能性，具有了在人头部 适宜温度的上下自动吸收和放出热量的双向温度调节功能，使人头部处于适宜且相对恒定的微气候环境中，舒适而卫生，提高了合成假发的档次和品质。本发明制备方法采用聚合物型相变材料，而不是小分子相变材料，因而具有制备工艺简单、相变材料不易泄漏、生产效率高等特点。
具体实施例方式下面结合实施例进一步叙述本发明本发明设计的储热调温假发(简称假发)，其特征在于该假发是以聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以成纤聚合物为皮成分或海成分，经熔融复合纺丝方法制成，假发的直径在20 200 μ m。所述聚合物型相变材料是指聚合度在50 500之间、相转变温度范围在30 38°C之间的相变材料。之所以设计在这个温度范围内是因为人头部感觉最舒适的温度是34°C，低于30°C或高于38°C都会感觉明显不适。所述聚合物型相变材料选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、衣康酸单基酯或衣康酸双烷基酯的均聚物或共聚物、或者所述均聚物的共混物中的至少一种，共混物中任意一种聚合型相变材料的质量百分含量均不低于10% ;低于10%时，由于结晶困难，而不能发挥储能作用，且聚合物型相变材料的结构是以共价键形式把短链正烷基固定在聚合物主链上，聚合物型相变材料的聚合度在50 500之间，聚合度低于50，粘度较低，加工中易出现泄漏，而聚合度高于500，容易造成粘度过大，使得加工困难。本发明假发的芯成分或岛成分的质量百分含量为5 60%。如果芯成分或岛成分的质量百分含量低于5%时，虽然纺制过程容易实现，但制成的假发储能密度偏低，温度调节功能不明显，储热调温效果较差；而质量百分含量高于60%时，则会导致假发的制备工艺难度加大，纺制困难，以及制成的假发拉伸断裂强度降低，物理力学性能不能满足使用要求。所述聚合物型相变材料中，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯两种材料共聚物的摩尔比为20 80 80 20、衣康酸单烷基酯与衣康酸双烷基酯两种材料共聚物的摩尔比为20 : 80 80 : 20、或者一种甲基丙稀酸烧基酷与一种衣康酸单烧基酷或衣康酸双烧基酯共聚物中两种材料的摩尔比为20 : 80 80 : 20时，制备的假发产品储热调温效果明显，为优选参数。所述(甲基)丙烯酸烷基酯与衣康酸(单)双烷基酯中的正烷基中的碳原子数为14 18时，假发的纺制较顺利，且假发温度调节功能较理想。若(甲基)丙烯酸烷基酯与衣康酸(单)双烷基酯中的正烷基中碳原子数低于14时，处于液态，其聚合物或共聚物也是液态，给假发的纺制带来一定困难；而正烷基中的碳原子数高于18时，其储热调温区间已超出人头部的舒 适温度范围，失去假发温度调节的意义。本发明中用作假发的芯成分或岛成分的(甲基)丙烯酸烷基酯与衣康酸(单)双烷基酯中的均聚物、共聚物或者混合物，其平均聚合度一般控制在5 500之间。平均聚合度低于5时，在大分子主链上的正烷基处于液态，容易发生迁移，造成假发纺制难度增加，且使用过程中发生泄漏；反之，平均聚合度大于500时，造成聚合物型相变材料粘度过大，熔融复合纺丝困难。所述皮成分或海成分的成纤聚合物选自聚酰胺、共聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一种，可以通过熔融加工制成纤维的聚合物。成纤聚合物的质量百分含量为40 95%。所述假发的直径范围设计在20 200 μ m。这是因为成人头发的直径大部分在50 150 μ m,根据直径通常可分为粗发、一般发和细发。粗发直径通常在100 μ m以上，多见于黄种人；一般发直径为60 90 μ m,欧美人居多；此外，还有直径在40 60 μ m的细发。本发明同时设计了所述储热调温假发的制备方法，该制备方法采用相转变温度范围在30 38°C之间的聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以常规成纤聚合物为皮成分或海成分；利用常规圆形或异形喷丝孔，通过熔融复合纺丝方法纺丝，再经拉伸和热定型处理后，即制得本发明所述的储热调温假发。本发明未述及之处适用于现有技术。下面给出本发明的具体实施例，但具体实施例仅是为了进一步详细叙述本说明，并不限制本申请权利要求的保护范围。实施例I在氮气保护下，将400g丙酸戊酯加入到反应釜中并升温至150°C。称取850g甲基丙烯酸甘油酯和8. 5g偶氮二异丁腈混合均匀，然后加入到反应釜中聚合6hr，反应结束后降温可得到浓度为67. 3%的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后干燥。将360g棕榈酸加入到反应釜中并在氮气保护下，加热至130°C。然后将200g的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯缓慢加入到反应釜中反应I小时，反应结束后降温可到熔点为35°C的聚合物型相变材料-聚甲基丙烯酸十六烷酯(平均聚合度为500)，经DSC测量潜热值可达72J/g。将充分干燥后的聚甲基丙烯酸十八烷酯和聚乳酸分别作为假发的芯成分和皮成分，控制皮、芯成分重量比为60 40，然后在20(TC下，经皮芯型喷丝孔熔融复合纺丝，卷取速率为50m/min，经拉伸和热定型等后处理后，可得到强度高、尺寸稳定性好的假发，平均直径为80 μ m。经差示扫描量热法测定，所得假发在30 40°C范围的吸热量为30. 7J/g。该假发经常规工艺编织成假发(套)后，在模拟头部温度环境下进行测试，其在外部环境温度达到38°C时，内部温度较常规聚乳酸假发(套)低I :TC左右，而在外部环境温度为20°C时，内部温度较常规聚乳酸假发(套)高3 4°C，在3 4hr内保持舒适。该假发(套)可反复洗涤、梳理使用。实施例2将充分干燥后的聚丙烯酸十八烷酯(平均聚合度5)、聚对苯二甲酸丁二醇酯分别作为假发的芯成分和皮成分。控制皮、芯成分重量比为90 10，然后在270°C下，经皮芯型喷丝孔熔融复合纺丝，卷取速率为280m/min，经拉伸和热定型等后处理后，可得到强度高、尺寸稳定性好的假发，直径为200 μ m。差示扫描量热法测定假发在36°C附近的吸热量为10. 7J/g，放热温度为28°C，放热量为10. 6J/g。经常规工艺编织成的假发(套)，在模拟头部温度环境下进行测试，其在外部环境温度达到38°C时，内部温度较常规涤纶假发(套)低2°C左右，而在外部环境温度为20°C时，内部温度较常规涤纶假发(套)高I TC，在3 5hr内保持舒适。该假发(套)可反复、洗涤、梳理 使用。实施例3以摩尔比为I : 4的丙烯酸十四烷酯与丙烯酸十六烷酯的无规共聚物(平均聚合度100)作为假发的岛成分，聚己内酰胺作为假发的海成分，将两组分真空干燥24hr后待用，控制海岛重量比为95 5，在250°C下经异形型喷丝孔熔融复合纺丝，卷取速率为500m/min，经拉伸和热定型等后处理后，可得到强度高、尺寸稳定性好的假发，平均单丝直径为20μπι。经检测，假发的拉伸断裂强度为5. 2cN/dteX，断裂伸长率为63%。然后将假发编织成头套，当外界温度变化时，头套佩戴者感觉舒适，且舒适时间明显延长。实施例4将充分干燥后的聚丙烯酸十七烷酯(平均聚合物300)、聚己二酰己二胺分别作为假发的芯成分和皮成分。控制皮、芯成分重量比为50 50，然后在280°C下，熔融复合纺丝，得到单丝直径为60 μ m的尼龙66假发。差示扫描量热法测定假发在32°C附近的吸热量为63. 7J/g，放热温度为25°C，放热量为65. 4J/g。经常规工艺编织成的假发(套)，在模拟头部温度环境下进行测试，其在外部环境温度达到38°C时，内部温度较常规尼龙66假发(套)低2 4°C，而在外部环境温度为20°C时，内部温度较常规尼龙66假发(套)高2 4°C，在3 5hr内保持舒适。实施例5以摩尔比为I : I的丙烯酸十四烷酯与丙烯酸十六烷酯的无规共聚物(平均聚合度120)作为假发的芯成分，丙烯腈基共聚物作为假发的皮成分，将两组分真空干燥24hr后待用，控制皮芯重量比为40 60，在220°C下熔融皮芯复合纺丝制成假发，平均单丝直径为40 μ m。然后将假发编织成头套，佩戴该纤维制备的假发，具有自动吸放热功能，可增强头套的舒适性，提高假发的档次，且由于腈纶本身具有保暖特性，俗称“合成羊毛”，制成的假发储热调温性能进一步增强，而在外部环境温度为20°C时，头套内部温度较常规腈纶假发(套)高2 4°C，在3 5hr内保持舒适。实施例6将充分干燥后的聚丙烯酸十六烷酯(平均聚合物150)、聚乙烯分别作为假发的芯成分和皮成分。控制皮、芯成分重量比为70 30，然后在160°C下，熔融复合纺丝，得到单丝直径为100 μ m的假发。采用差示扫描量热法测定，假发在34°C附近的吸热量为37. 7J/g，放热温度为26°C，放热量为38. 6J/g。经常规工艺编织成的假发套，同时具有双向调温功倉泛。实施例7首先将平均聚合物度为380的聚甲基丙烯酸十六烷酯与平均聚合度为500的聚丙烯酸十六烷酯，以重量比50 50的均匀混合物作为假发的芯成分，聚丙烯为纤维的皮成分，两组份充分干燥后，控制皮芯中量比为I : 1，210°C熔融复合纺丝制成初生丝，并整理成头套或头饰品。该假发头套的吸热温度为35°C，吸热量可达61. OJ/g，具有明显的温度调节能力。实施例8 将聚衣康酸甲酯十八酯(平均聚合度为400)作为纤维的岛成分，聚己内酰胺为纤维的海成分，两组份干燥至水分含量低于IOOppm后，控制岛海成分重量比为60 40，270°C下熔融复合纺丝，制成单丝直径为50 μ m的假发，该假发的吸热温度为31°C，吸热量为73J/g，放热温度为26°C，放热量可达75J/g。经常规工艺编织成的假发(套)在模拟头部温度环境下进行测试，其在外部环境温度达到38°C时，内部温度较常规尼龙6假发(套)低5 6°C，而在外部环境温度为20°C时，内部温度较常规尼龙6假发(套)高5 8°C，并在时间5 7hr内保持舒适。实施例9以摩尔比为3 I的甲基丙烯酸十六烷酯与衣康酸双十八烷酯的无规共聚物(平均聚合度150)替代实施例4中的相变材料，其他原料和工艺参数不变，可以获得类似的效
果O实施例10以摩尔比为2 I的丙烯酸十六烷酯与丙烯酸十八烷酯的无规共聚物(平均聚合度260)替代实施例5中的相变材料，其他原料和工艺参数不变，可以获得类似的效果。实施例11以质量比为I : I的聚衣康酸十八酯(平均聚合度为800)和聚甲基丙烯酸十八酯(平均聚合度为500)的混合物替代实施例7中的岛成分相变材料，其他原料和工艺参数不变，可以获得类似的效果。比较例I将充分干燥后的聚丙烯酸十六烷酯(平均聚合物90)、聚对苯二甲酸乙二醇酯分别作为假发的芯成分和皮成分。控制皮、芯成分重量比为I : 4，然后在270°C下，熔融复合纺丝，纺丝过程中有断丝出现，且纤维强力下降明显，成品率较低。尽管差示扫描量热法测定假发在36°C附近的吸热量可高达95. 7J/g，放热量为101. 6J/g，但假发强度较低，不适合闻端广品使用。比较例2以摩尔比为I : I的丙烯酸二十四烷酯与丙烯酸二十六烷酯的无规共聚物(平均聚合度310)作为假发的芯成分，聚丙烯作为假发的皮成分，将两组分真空干燥24hr后待用，控制皮芯重量比为2 3，在220°C下熔融皮芯复合纺丝制成假发，平均单丝直径为80 μ Hit5DSC测试假发的吸热温度与放热温度分别为52. 3°C和50°C，温度调节区间已大大超出人头部舒适范围，不适于做假发。
权利要求
1.一种储热调温假发，其特征在于该假发以聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以成纤聚合物为皮成分或海成分，经熔融复合纺丝方法制成，假发直径为2(Γ200 μ m ;所述假发中芯成分或岛成分的质量百分含量为5 60% ;皮成分或海成分的质量百分含量为40^95% ； 所述聚合物型相变材料是指聚合度在5(Γ500之间、相转变温度范围在3(T38°C之间的相变材料，聚合物型相变材料选自丙稀酸烧基酷、甲基丙稀酸烧基酷、衣康酸单、双烧基酯的均聚物或共聚物、或者所述均聚物的共混物，共混物中任意一种聚合型相变材料的质量百分含量均不低于10%;且聚合物型相变材料以共价键把短链正烷基固定在聚合物主链上； 所述成纤聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酰胺、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一种。
2.根据权利要求I所述的储热调温假发，其特征在于所述聚合物型相变储能材料中，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯两种材料共聚物的摩尔比为20:8(Γ80:20、衣康酸单烷基酯与衣康酸双烷基酯两种材料共聚物的摩尔比为20:8(Γ80:20、或者一种甲基丙烯酸烷基酯与一种衣康酸单烷基酯或衣康酸双烷基酯共聚物中两种材料的摩尔比为20:8(Γ80:20。
3.根据权利要求I所述的储热调温假发，其特征在于所述的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、衣康酸单烷基酯或衣康酸双烷基酯中的正烷基中的碳原子数为14 18。
4.一种权利要求I所述储热调温假发的制备方法，该制备方法采用相转变温度范围在3(T38°C之间的聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以常规成纤聚合物为皮成分或海成分；利用常规圆形或异形喷丝孔，通过熔融复合纺丝方法纺丝，再经拉伸和热定型处理后，即制得储热调温假发。
全文摘要
本发明公开一种储热调温假发及其制备方法。该假发特征在于以聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以成纤聚合物为皮成分或海成分，经熔融复合纺丝方法制成，假发直径为20~200μm；假发中芯成分或岛成分的质量百分含量为5~60%；皮成分或海成分的质量百分含量为40~95%；聚合物型相变材料是指聚合度在50~500之间、相转变温度范围在30~38℃之间的相变材料，成纤聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酰胺、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一种。该制备方法采用相转变温度范围在30~38℃的聚合物型相变材料为芯成分或岛成分，以常规成纤聚合物为皮成分或海成分；通过熔融复合纺丝方法即制得储热调温假发。
文档编号D01F8/06GK102613759SQ20121001596
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者张兴祥, 李伟, 王学晨, 王建平, 韩娜 申请人:天津工业大学