一种穿透型导汗速干的复合面料及其制备方法与流程

本发明属于纺织服装技术领域，涉及一种穿透型导汗速干的复合面料，具体涉及一种绵柔亲肤，吸湿导汗，速干、防湿重、防湿冷，不黄变、抗菌的特种纤维面料及其制备方法。

背景技术：

随着人们在户外活动时间增加，对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高，既要求有良好的舒适性，又要求在尽情活动时，一旦出现汗流浃背情况，服装不会粘贴皮肤，也不会产生湿冷感。目前市场上的纺织产品，以涤纶为例，涤纶面料不透气，尤其到了夏天身体一出汗，由于涤纶本身是拒水纤维，会把汗水全部闷在皮肤上，身体上的热量不被带走，导致体感不舒服。其它常见的化纤面料，例如丙纶、锦纶和氨纶等也存在类似不吸汗的缺陷。相对而言，纯棉衣服在市场上更受欢迎，因为棉等天然纤维是亲水性纤维能够吸水，只要一出汗，汗水全被纯棉衣服吸收。可是纯棉衣服并非完美，由于吸水性强使其干得慢，汗水停留衣服上，让人感觉湿冷，又湿又重。因此对面料的纤维提出了吸湿排汗功能新要求。

休闲服与运动服相互渗透和融为一体的趋势日益受广大消费者的青睐，这类服装的面料不仅要求具备吸汗性能，同时要求快干、舒适。目前研究最广的是利用截面异形化生产的吸湿排汗纤维。在开发吸湿性纤维方面，美国杜邦、韩国和日本帝人公司起步较早，如美国杜邦公司的coolmax纤维，并取得了相应的专利。目前，中国台湾的一些化纤厂商也都相继开发出了各具特色的具有吸湿排汗功能的异形涤纶纤维，如远东纺织公司的topcool纤维，中兴纺织公司的coolplus纤维等。他们都是通过纤维截面异形化来增加毛细管作用，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有干爽导汗性能。但这些纤维一般都是长丝，纺织得到的面料不够蓬松，手感粗糙。关键的是，这些纤维都是涤纶，涤纶属于酯类聚合物，只含有烃基和酯基，而这两个都是典型的憎水基团，试图通过纤维表面的凹槽，形成毛细管现象，促进吸湿导汗，原理上说不通(见示意图1，其中玻璃为亲水性，玻璃细管内液面高于水平面；蜡为憎水性，蜡细管内液面低于水平面)。因此如果纤维表面拒水，由于毛细管现象，织物会更加不亲水，不导汗。目前市面上大部分导汗速干面料的导汗效果其实都是通过表面后处理剂来解决，但是表面处理剂的效果持续时间短。所以目前很难从根本上同时解决吸汗与速干两个本来相互矛盾的需求。

技术实现要素：

基于现有技术面料难以同时满足快吸与速干两种性能的问题，本发明研发一种穿透型导汗速干的复合面料，能够很好地同时解决普通化纤面料“不吸汗”和棉质面料“干得慢”两个问题，兼具手感柔软、穿着舒适的特点。

现有技术的吸湿排汗面料，追求增加汗液的最大浸湿半径，以求扩大蒸发面积，达到速干的目的。本发明创造一种新型模式(见图2c)，其中内层浸湿半径小，内层吸附滞留的汗液也少，从而达到内层干爽的目的；而外层汗液以相对更大的面积将汗液扩散蒸发，汗液自然就干得快。这样，把面料的内外两层的功能分开，内层疏导汗液，外层扩散蒸发。在内层中汗液像蘑菇的柄一样，小面积穿透内层；在外层像蘑菇的伞部一样大面积扩散蒸发，既解决化纤布不吸汗，又同时防止内层吸汗太多，干得慢和湿冷的问题。

本发明目的是提供一种包含导汗速干仿生特种纤维的复合面料，首先让贴近皮肤的复合面料内层吸湿导汗，汗液从皮肤表面疏导至复合面料外层，让皮肤保持干爽，解决“不吸汗”的问题；复合面料外层是吸汗性更强的棉、粘胶纤维或锦纶等。汗液经过复合面料内层小面积吸附、传导到外层。汗液在外层大面积扩散、蒸发。内层导汗速干，保持干爽；外层吸汗、大面积扩散和蒸发。同时由于皮肤和“干得慢”的棉之间有一层“干爽”的特种纤维，这样复合面料外层的汗水没有接触到皮肤，不会有粘身或湿冷的不适感。适度控制特种纤维的吸湿导汗性能，使得外层纤维的吸汗性能比上述特种纤维强，从而形成了一个单向导湿功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种穿透型导汗速干的复合面料，所述复合面料由内层纤维和外层纤维编织而成；所述内层纤维为仿生皮芯结构纤维，所述外层纤维为亲水纤维。优选地，所述复合面料由内层纤维和外层纤维采用双层编织方法编织而成；更优选地，所述复合面料由内层纤维和外层纤维采用双层珠地编织方法编织而成。

优选地，所述亲水纤维包括棉、粘胶纤维、锦纶、麻、羊毛和蚕丝中的一种或几种。

优选地，所述亲水纤维的纱线规格为20-70s；更优选地，为30-50s。

优选地，所述仿生皮芯结构纤维的纱线规格为20-70s；更优选地，为30-50s。

优选地，所述仿生皮芯结构纤维为短纤维；仿生皮芯结构纤维包含质量比为35-70：30-65的皮层和芯层；所述皮层的组分包括聚合物、亲水母粒和抗菌母粒；所述芯层的组分包括聚酯、色母粒和柔软母粒。

更优选地，所述仿生皮芯结构纤维的皮层与芯层的质量比为45-65：30-55。

本发明研发的仿生皮芯结构纤维，参考仿生原理，纤维呈类似树枝的皮芯结构，皮层类似树皮，该纤维皮层具有“快吸导汗”功能；芯层类似树芯，提高纤维的强度，但不吸水，保障了纤维的“速干”(见图3，其中导汗皮层具有亲水、导汗、绵柔和抗菌的特点；速干芯层具有不吸水、不存水、速干和增强度的特点)。皮层根据使用需要，可以适度调整亲水母粒添加比例从而控制皮层的亲水性能，平衡好吸水性与速干性之间的矛盾。皮层亲水保障了布料迅速吸湿导汗，但亲水只限于皮层，有效控制吸水量；芯层不吸水，因而达到速干效果，反之若芯层吸水，吸水量增加，自然就需要更多的时间去汽化，延长干燥时间，无法实现速干效果。

更优选地，所述皮层中的聚合物为聚乙烯(pe)和/或聚酰胺(pa)。

在仿生皮芯结构纤维中，优选地，所述亲水母粒为聚乙烯亲水母粒和聚酰胺亲水母粒中的至少一种。具体地，所述聚酰胺亲水母粒购于宁波市鄞州立鹤化纤有限公司；所述聚乙烯亲水母粒为广东彩艳股份有限公司生产的dhsg-01。

更优选地，所述亲水母粒含有亲水基团，所述亲水基团包括羟基、酰胺基、羧基和氨基中的一种或几种。采用在纺丝阶段与亲水性组分共聚或共混的原丝改性方法，改善疏水性化纤的表面吸湿性。本发明采用适量的亲水母粒对皮层纤维进行亲水吸湿改性。亲水母粒采用复合高吸水性物质制作，包括载体树脂和其它亲水性材料，具有优良的亲水性，安全无毒，分散性好，不伤皮肤，添加亲水母粒在纤维中可以实现代替亲水后处理的工艺并且可以使制品保持永久亲水性。亲水母粒能够赋予纤维高效永久的亲水性能及透水性能好的特性，并保留了产品原有的机械物理性能、强度、布面光洁度、爽滑度、不易起毛球、纤维不易剥落、透气性好的特点，同时亲水母粒对纺丝工艺也几乎没有任何影响。

更优选地，所述亲水母粒的质量占皮层中的聚合物质量的0.5-20wt％；或者更优选地，所述亲水母粒的质量占2-15wt％；或者更优选地，所述亲水母粒的质量占2-10wt％；或者更优选地，所述亲水母粒的质量占2-5wt％。如果面料内层仿生皮芯结构纤维的皮层亲水母粒添加过少，则内层纤维的亲水性过低，使得汗水不容易由皮肤往面料内层渗透，因此最佳效果是通过适度添加亲水母粒，使得纤维不拒水并具有一定的亲水性，实现导汗效果。但如果亲水母粒添加太多，亲水性过强，甚至比外层的亲水性更强，此时汗液就难以往外层疏导，反而是在内层横向扩散，达不到本发明效果。

优选地，所述抗菌母粒为银离子抗菌母粒、锌离子抗菌母粒和铜离子抗菌母粒中的一中或几种。具体地，所述银离子抗菌母粒、锌离子抗菌母粒和铜离子抗菌母粒分别为广东彩艳股份有限公司生产的tfa11、tfa12和tfa13抗菌母粒。

更优选地，所述抗菌母粒的质量占皮层中的聚合物质量的0.5-15wt％；更优选为0.5-10wt％；或更优选为2-5wt％。

优选地，所述色母粒的质量占芯层中的聚酯质量的0.5-15wt％；更优选为0.5-10wt％；或更优选为2-5wt％。具体地，所述色母粒购于广东彩艳股份有限公司。

优选地，所述柔软母粒的质量占芯层中的聚酯质量的0.5-15wt％；更优选为0.5-10wt％；或更优选为2-5wt％。具体地，所述柔软母粒优选广东彩艳股份有限公司生产的tan07。

优选地，所述仿生皮芯结构纤维的制备方法，包括以下步骤：

将聚合物、亲水母粒和抗菌母粒切片共混，得到皮层混合物；

将聚酯、色母粒和柔软母粒切片共混，得到芯层混合物；

将所得皮层混合物与芯层混合物进行熔融，喷丝，得到仿生皮芯结构纤维半成品；

将所得仿生皮芯结构纤维半成品进行拉伸、卷曲、热定型，得到仿生皮芯结构纤维。

通过本发明仿生皮芯结构纤维的制备方法，使皮层中均匀添加带亲水基团的亲水剂，保障纤维皮层持久亲水，区别于现有普通纺织品的亲水油剂处理技术，后者处理技术的亲水油剂不耐洗，易失效。同理，纺前将抗菌母粒、色母粒和柔软母粒加入纤维，而不是通过表面后处理，效果持续时间长，不容易衰减和失效。此外，由于有皮层保护，芯层的耐洗色牢度更高，不容易褪色，同时芯层中的染料不会接触皮肤，能有效防止染料致敏，更适合用于婴幼儿服装、运动服、内衣等。

更优选地，将所得皮层混合物与芯层混合物利用一种纺丝涂覆装置(cn209368400u)进行熔融，喷丝，得到皮芯型仿生纤维半成品。

实用新型cn209368400u公开了一种纺丝涂覆装置，其具有以下有益效果：通过皮材直孔和连接在芯材导流槽边缘与斜孔板下侧之间的芯材斜孔，并结合在分配板上设置芯材分配槽和皮材分配槽，通过芯材分配槽和皮材分配槽来进一步分配芯材和皮材，只需各开设一圈皮材直孔和芯材斜孔即可，无需内外层各开设一圈芯材流动通道，极大的缩减了制造流程和周期，提高了制造效率；而通过将芯材分配槽和皮材分配槽互相独立并间隔交叉设置，每一组喷丝孔周围的漫流槽内可更加均匀的流入皮材熔体，从而提高了纺丝中皮材涂覆的一致性，进而提升了纺丝质量。

更优选地，所述拉伸包括热水拉伸和/或蒸汽拉伸。通过拉伸将所得皮芯型仿生纤维半成品拉伸至原长度的5-8倍。进一步优选地，所述热水拉伸的温度为70-100℃；蒸汽拉伸的温度为110-130℃；所述热定型的温度为80-90℃。

本发明独创的仿生皮芯结构纤维具有以下创新性：

(1)采用聚乙烯或聚酰胺聚合物作为仿生皮芯结构纤维的皮层主体，手感非常柔软、亲肤；但以上聚合物不含亲水的活性基团，本发明研发和使用各种功能母粒，包括亲水母粒、抗菌母粒等对聚合物进行改性，同时降低纤维的细度，提高纤维的浸润和亲水性能，从而提高纤维的吸湿导汗功能。

(2)为了提高纤维的可纺性和下游产品的使用性能，使用聚酯作为加强材料，提高纤维的强度，面料的悬垂性。

本发明还提供了一种穿透型导汗速干的复合面料的制备方法，包括以下步骤：

采用双层编织方法，将外层纤维和内层纤维连接成整体，得到穿透型导汗速干的复合面料。

优选地，采用双层珠地编织方法，将外层纤维和内层纤维连接成整体，得到穿透型导汗速干的复合面料。

优选地，利用针织双面机进行双层珠地编织。

优选地，所述双层珠地编织方法包括：奇数针穿仿生皮芯结构纤维；偶数针穿亲水纤维；第一横列奇数针和偶数针同时成圈；第二横列奇数针集圈，偶数针成圈；第三横列奇数针和偶数针同时成圈；第四横列奇数针成圈，偶数针集圈。

本发明还提供了一种穿透型导汗速干的复合面料的应用，将所述复合面料应用于婴幼儿贴肤面料、学生服、导汗速干休闲运动功能面料和家纺服饰面料。采用本发明导汗速干的仿生皮芯结构纤维为内层纤维，以亲水纤维为外层纤维，复合纺织而成的双层或多层织物、面料或服装具备亲水导汗并且单向导汗速干的特点。

采用新型功能纤维作为复合面料内层纤维，棉或者其它亲水纤维作为复合面料外层纤维。该面料内层绵柔、透气、导湿、速干、不粘身，无冷湿感，保障皮肤舒适干爽；该面料外层纤维是棉或亲水性比内层纤维强得多的纤维，这样保障从内层导流出来的湿气和汗水能够迅速吸收和扩散到外层，提高汗水的蒸发面积，从而提高干燥速度，达到速干的目的。

本发明独创的复合面料，具有以下有益效果和特点：

(1)将仿生皮芯结构纤维与棉或粘胶纤维等亲水纤维混织，加工成蓬松透气、导汗速干的具有湿度微平衡功能的穿透型复合面料，质地轻便舒适轻薄，不贴身，防湿重，防湿冷；

(2)仿生皮芯结构纤维的皮层，赋予了纤维白云一般的轻便绵柔，真丝一般的滑爽手感，而且免熨烫，通过改性，具备快吸导汗功能；类似树枝的皮层；仿生皮芯结构纤维的芯层，提高纤维的强度，保障纤维必须的物理机械性能和可纺性，同时不吸水，保障整个纤维的“速干”性能；

(3)本发明复合面料不易黄变，颜色稳定，适应当前轻染环保健康面料潮流，鉴于本发明复合面料具备众多的优异性能，市场将充分利用其绵柔导汗速干的功能，应用于婴幼儿贴肤面料，学生服，导汗速干休闲运动功能面料和家纺服饰面料等。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为玻璃(亲水性)与蜡质(憎水性)细管内毛细管现象的示意图。

图2为不同面料导汗效果模式示意图，其中a为涤纶面料，b为纯棉面料，c为本发明穿透型导汗速干的复合面料。

图3为仿生皮芯结构纤维结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种仿生皮芯结构纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚酰胺与占聚酰胺2.0wt％的聚酰胺亲水母粒和2.5wt％抗菌母粒(tfa11)切片共混，得到皮层混合物；

(2)将聚酯与占聚酯2.5wt％的色母粒(efb06，蓝色)和2.5wt％的柔软母粒切片共混，得到芯层混合物；

(3)将所得皮层混合物与芯层混合物(质量比为55：45)利用一种纺丝涂覆装置(cn209368400u)进行熔融，喷丝，得到仿生皮芯结构纤维半成品；

(4)将所得仿生皮芯结构纤维半成品依次进行70℃热水拉伸、125℃蒸汽拉伸、卷曲、80℃热定型，得到仿生皮芯结构纤维。

一种穿透型导汗速干的复合面料的制备方法，包括以下步骤：

采用棉纤维作为复合面料外层纤维，采用所得仿生皮芯结构纤维作为内层纤维，纱线规格均为40s；

利用针织双面机机进行双层珠地编织，所述双层珠地编织方法具体为：奇数针穿仿生皮芯结构纤维；偶数针穿棉纤维；第一横列奇数针和偶数针同时成圈；第二横列奇数针集圈，偶数针成圈；第三横列奇数针和偶数针同时成圈；第四横列奇数针成圈，偶数针集圈；编制密度：外层成品纱长为100mm/40n，内层成品纱长为106-108mm/40n；

从而将外层纤维和内层纤维连接成整体，得到穿透型导汗速干的复合面料。

实施例2

一种仿生皮芯结构纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚酰胺与占聚酰胺5.0wt％的聚酰胺亲水母粒和2.5wt％抗菌母粒(tfa12)切片共混，得到皮层混合物；

(2)将聚酯与占聚酯2.5wt％的色母粒(efb06，蓝色)和2.5wt％的柔软母粒切片共混，得到芯层混合物；

(3)将所得皮层混合物与芯层混合物(质量比为45：55)利用一种纺丝涂覆装置(cn209368400u)进行熔融，喷丝，得到仿生皮芯结构纤维半成品；

(4)将所得仿生皮芯结构纤维半成品依次进行90℃热水拉伸、130℃蒸汽拉伸、卷曲、90℃热定型，得到仿生皮芯结构纤维。

实施例2穿透型导汗速干的复合面料的制备方法同实施例1。

实施例3

一种仿生皮芯结构纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙烯与占聚乙烯10.0wt％的聚乙烯亲水母粒和2.5wt％抗菌母粒(tfa13)切片共混，得到皮层混合物；

(2)将聚酯与占聚酯2.5wt％的色母粒(efb06，蓝色)和2.5wt％的柔软母粒切片共混，得到芯层混合物；

(3)将所得皮层混合物与芯层混合物(质量比为50：50)利用一种纺丝涂覆装置(cn209368400u)进行熔融，喷丝，得到仿生皮芯结构纤维半成品；

(4)将所得仿生皮芯结构纤维半成品依次进行80℃热水拉伸、120℃蒸汽拉伸、卷曲、80℃热定型，得到仿生皮芯结构纤维。

实施例3穿透型导汗速干的复合面料的制备方法同实施例1。

对比例1

一种纯棉面料的制备方法，包括以下步骤：

采用棉纤维作为面料外层和内层纤维，其纱线规格为40s；

利用针织双面机机进行双层珠地编织方法，所述双层珠地编织方法具体为：奇数针和偶数针均为棉纤维；第一横列奇数针和偶数针同时成圈；第二横列奇数针集圈，偶数针成圈；第三横列奇数针和偶数针同时成圈；第四横列奇数针成圈，偶数针集圈；编制密度：外层成品纱长为100mm/40n，内层成品纱长为106-108mm/40n，得到纯棉面料。

对比例2

一种涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：

采用涤纶纤维作为面料外层和内层纤维，其纱线规格为40s；

利用针织双面机机进行双层珠地编织方法，所述双层珠地编织方法具体为：奇数针和偶数针均为涤纶纤维；第一横列奇数针和偶数针同时成圈；第二横列奇数针集圈，偶数针成圈；第三横列奇数针和偶数针同时成圈；第四横列奇数针成圈，偶数针集圈；编制密度：外层成品纱长为100mm/40n，内层成品纱长为106-108mm/40n，得到涤纶面料。

将实施例1-3穿透型导汗速干的复合面料、对比例1纯棉面料与对比例2涤纶面料进行最大浸湿半径测试，具体按照gb/t21655.2-2019《纺织品吸湿速干性的评定第2部分动态水分传递法》进行测试，结果如表1所示。

表1最大浸湿半径测定

由表1数据对比可知，实施例1-3复合面料内层与外层的最大浸湿半径与亲水母粒的添加比例有关，内层纤维中亲水母粒的比例越高则复合面料外层与内层的最大浸湿半径差距越明显，说明添加亲水母粒可以促进水分从内层导向外层。如果内层纤维的皮层中亲水母粒添加太少，则内层纤维的亲水性较低，会让汗水不容易往面料内层渗透，最好的效果是，适度添加亲水母粒，使得纤维不拒水具有一定的亲水性，达到导汗的效果即可，但是如果亲水母粒添加太多，亲水性过强，甚至比外层的亲水性更强，这样汗液就不会往外导流，而是在内层横向扩散，效果相反。在合适的范围内，内层纤维中亲水母粒的比例越高，则水分由面料内层扩散至外层的速度越快，所以面料内层的最大浸湿半径越小，面料外层的最大浸湿半径越大，于是形成蘑菇穿透型的透汗模式。对比例2涤纶面料内外层的最大浸湿半径都比较大，是由于涤纶纤维不吸水，因为水分都只留在面料表面，因此扩散面积大。相反，棉纤维具有中空的微细结构，能够吸收大量水分，因此在吸收同等水分的情况下，对比例1内外层的最大浸湿半径都比较小。其中亲水母粒兼具经济效益与导汗速干效果的添加比例为5％，在该比例下的复合面料能够很好地同时解决普通化纤面料“不吸汗”和棉质面料“干得慢”的问题，兼具手感柔软、穿着舒适的特点。

将实施例3穿透型导汗速干的复合面料、对比例1纯棉面料与对比例2涤纶面料进行性能对比，结果如表2所示。

表2面料性能对比

以上所述仅为本发明的具体实施例，不能因此来限制本发明保护的范围。凡是利用本发明所作的非实质变换、在本发明所述的构思和具体实施例的启示下，推导出某些工艺技术的变化，或相关技术的替代等非实质性改动、或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均属于本发明所要求的保护范畴内。