一种添加PCM相变材料的多种印花纺织品的制作方法

一种添加pcm相变材料的多种印花纺织品
技术领域
1.本发明属于纺织品印花技术领域，尤其涉及一种添加pcm相变材料的多种印花纺织品。


背景技术：

2.pcm相变材料可分为有机(organic)和无机(inorganic)相变材料，亦可分为水合盐(hydrated salts)相变材料和蜡质(paraffin wax)相变材料。传统的布料通过控制人体与外界环境之间的热传导、热对流和热辐射而起到保持服装内人体的正常温度，当外界环境温度低于人体正常体温时，由于人体温度高，环境温度低，所以人体与环境之间就产生了温度梯度，因此，人体的热量就会向环境散发，人们就会感觉越来越冷，针对此种情况，传统的解决办法是通过适当增加服装布料的厚度来减少人体与外界环境之间的热交换从而维持人体的正常体温；相反，当外界环境温度高于人体正常体温时，外界环境就会向人体输送热量，使人们感觉越来越热，此时人体已不能通过热辐射、热对流和热传导来散失热量，因此皮肤需要大量排汗，利用汗液的蒸发带走热量才能维持人体体温的恒定，针对此种情况，传统的解决办法是适当减少服装衣料的厚度以增大人体与外界环境之间的热交换。
3.传统涂料印花后存在以下缺点：手感粗糙透气性较差，产品水洗和干湿磨摩擦牢度都不良，印花处手感较差，尤其是大面积印花织物手感差。由于在清洗过程中的不断转动和搅拌使树脂粘合剂逐渐脱落，粘合剂质量不够稳定，有时在印花过程中过早结膜，造成嵌花筒和粘刀口等疵病。随着不断的水洗或干洗，涂料印花会逐渐褪色，颜色越来越淡，一般经过10-20次清洗后，印花布就会出现明显褪色现象。传统的pcm印花工艺只有单一的白色胶浆印花，颜色比较单一，且工艺繁琐，在配制浆料过程中，当涂料达到一定浓度时，会带来水洗牢度下降、水洗变褪色下降、干摩擦牢度下降、湿磨擦牢度下降、手感不柔软、印花容易堵网等一系列牢度指标下降等问题。


技术实现要素：

4.本发明针对现有印花工艺存在的印花颜色单一、工艺繁琐，配制浆料过程中牢度指标下降等问题，提出一种添加pcm相变材料的多种印花纺织品，本发明添加pcm相变材料的多种印花纺织品可以在添加pcm相变材料的同时添加水浆涂料色浆印花、胶浆涂料色浆印花，并以两种印花的方式进行生产，使纤维纺织面料与非织布面料的正反面都可以利用上述两种印花生产方式添加pcm相变材料，赋予面料持续蓄冷感功能与恒温功能，实现纤维颜色多样化生产，不受颜色单一的限制，使色域宽广，颜色鲜艳丰富，种类多样。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种添加pcm相变材料的多种印花纺织品，所述添加pcm相变材料的多种印花纺织品采用水浆涂料印花和/或胶浆涂料印花，所述水浆涂料印花和/或胶浆涂料印花的原料中pcm相变材料的添加量为1-80重量份。
6.作为优选，所述水浆涂料印花的原料，按照重量份还包括下列组分：水浆1-15份，分散剂1-3份，增稠剂1-50份，消泡剂0.2-1份，粘合剂5-30份，交联剂5-30份，非反应型硅油
1-5份。
7.作为优选，所述胶浆涂料印花的原料，按照重量份还包括下列组分：透明浆10-30份，罩印白胶浆80-90份。
8.作为优选，所述胶浆涂料印花的原料，按照重量份还包括下列组分：透明浆10-30份，白胶浆10-30份，色涂浆1-10份，非反应型硅油1-5份。
9.作为优选，所述水浆涂料采用以下方法进行制备，包括以下步骤：
10.s1、向水浆中依次加入分散剂，pcm相变材料，搅拌，得到混合液1；
11.s2、将增稠剂用3-5倍的水稀释后充分搅拌，缓慢加入混合液1中，得到混合液2；
12.s3、将消泡剂加入到混合液2中，得到混合液3；
13.s4、向混合液3中加入粘合剂、交联剂和非反应型硅油，得到添加pcm相变材料的水浆涂料。
14.作为优选，步骤s3中，所述消泡剂分两次加入，先将50％的消泡剂加入到混合液2中混合均匀，再边搅拌边加入剩余的消泡剂。
15.作为优选，加入剩余的消泡剂时使用搅拌器进行搅拌，搅拌转速设置为200～400r/min。
16.作为优选，所述添加pcm相变材料的多种印花纺织品为正面和/或反面都添加pcm相变材料的具有持续冷感与恒温的纺织品。
17.作为优选，所述纺织品包括纤维纺织面料和非织布面料。
18.作为优选，所述纺织品上涂料的涂布面积为所述纺织品的25-100％。
19.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明添加pcm相变材料的多种印花纺织品，使纤维纺织面料与非织布面料的反面与正面都可以利用多种印花的方式进行添加pcm相变材料，实现纤维颜色多样化生产，不受颜色单一的限制，使色域宽广，颜色鲜艳丰富，种类多样，且赋予纺织品面料持续蓄冷感功能与恒温功能。
附图说明
20.图1为本发明实施例1所提供的添加pcm相变材料的多种印花纺织品的dsc热谱图。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中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。
22.本发明实施例提供了一种添加pcm相变材料的多种印花纺织品，采用水浆涂料印花和/或胶浆涂料印花，水浆涂料印花和/或胶浆涂料印花的原料中pcm相变材料的添加量为1-80重量份。通过两种印花工艺，可以使纤维纺织面料与非织布面料的反面与正面都可以利用多种印花色浆的方式进行添加pcm相变材料，赋予纺织品持续冷感功能与恒温功能。
23.pcm相变材料的功能是减少人体与外界环境的热量交换，起到“隔热”作用。在正常条件下，人体的舒适温度一般在29-35℃之间，因此可选择相变温度落在此区间的pcm相变材料作为纺织面料的改性剂；对于其它用途的纤维，由于pcm相变材料的相变温度有所不
同，相变潜热、导热系数和材料密度的大小会影响pcm相变材料的调温效率，一般应选择潜热和密度较大、导热迅速的pcm相变材料。相变过程中的体积变化对应用也有一定影响，以选用热膨胀系数小的为宜。同时，循环蓄热性能也是相变特性的一个重要指标。相变过程必须不带来任何降解和变化，无过冷现象，在洗熨过程中不损失、不变化，具有实用价值的pcm的使用寿命一般大于1000次热循环。
24.本发明水浆涂料印花的原料，按照重量份包括下列组分：水浆1-15份，分散剂1-3份，pcm相变材料1-80份，增稠剂1-50份，消泡剂0.2-1份，粘合剂5-30份，交联剂5-30份，非反应型硅油1-5份。其中，分散剂的作用是通过充分搅拌分散染料避免印花堵网；粘合剂的加入能够有效提高水洗牢度和水洗变褪色；交联剂的使用能够有效提高干摩擦牢度和湿摩擦牢度；非反应型硅油的使用能够解决面料手感不柔软的问题。
25.本发明上述水浆涂料采用以下方法进行制备，包括以下步骤：
26.向水浆中依次加入分散剂，pcm相变材料，搅拌，得到混合液1；
27.将增稠剂用3-5倍的水稀释后，在充分搅拌下缓慢加入混合液1中，得到混合液2；
28.将50％的消泡剂加入到混合液2中，得到混合液3，其中，消泡剂分两次加入，先将50％的消泡剂加入到混合液2中混合均匀，使用搅拌器进行搅拌，搅拌转速设置为200～400r/min，边搅拌边加入剩余的消泡剂；
29.向混合液3中加入粘合剂、交联剂和非反应型硅油，得到添加pcm相变材料的水浆涂料。
30.本发明上述配方材料使用的是水性涂料，色浆通过网孔渗透到布纹里，将面料组织纤维染成所需要的颜色，在印花图案上，不会有胶质感的涂层；添加pcm相变材料的印花面料具有良好的透气性，手感舒适柔软，pcm相变材料的原材料组成是聚氨酯或者丙烯酸酯制造的印花固浆，着色原理是固浆中高分子粘合材料分子团结合色素中的分子团穿透附着到面料纤维完成交联达到固色效果。通过使用分散性好的水性涂料和超细填充料，在稳定提高产品质量的前提下，取消研磨作业，简化生产工艺，提高生产效率。
31.在本发明上述步骤中，在前期分散阶段，预先加入分散剂，有助于分散，同时防止或减少浆料沾壁现象，改善分散效果；pcm相变材料的加入在分散剂之后，能够使pcm相变材料均匀的分散在水性涂料浆料中；增稠剂先用水进行调稀，于浆料分散后，在充分搅拌下缓慢加入，能够防止局部增稠剂浓度过高使乳液结团或形成胶束；消泡剂分两次加入浆料中，使消泡效果更好；加入消泡剂时通过控制搅拌器的搅拌转速，防止生产过程中引入大量气泡，影响涂料印花质量；为了使水浆涂料颜色色牢度与pcm相变材料达到水洗要求时，需要适当增加固浆用量百分比，或者采用粘合剂/交联剂来增加水浆涂料颜色与pcm相变材料的水洗牢度。
32.胶浆由化学胶剂与浆料混合而成，利用各种黏合介质使混合后的染料附着在衣物印花处。胶浆印花的覆合性好，能够在各种深色面料上使用；胶浆印花图案立体度高，有带一定的光泽，呈现较好的质感；同时胶浆和多种颜色染料融合性好，对于图案的色彩还原度较高，印花色彩鲜艳。本发明胶浆涂料印花进一步包括白色胶浆涂料印花和彩色胶浆涂料印花，其中，白色胶浆涂料印花的原料，按照重量份包括下列组分：pcm相变材料1-80份，透明浆10-30份，罩印白胶浆80-90份；白色胶浆涂料可直接用于深色布印花，加透明浆可适当增加牢度，罩印白胶浆印花效果的好坏，除牢度外，主要看遮盖性、弹性和白度，在实际应用
中，根据地色深浅不同，色块花型的厚度不同，罩印白胶浆和透明浆混合比例可根据需要调整10-30％。彩色胶浆涂料印花的原料，按照重量份包括下列组分：pcm相变材料1-80份，透明浆10-30份，白胶浆10-30份，色涂浆1-10份，非反应型硅油1-5份。彩色胶浆涂料印花的原料，按照重量份包括下列组分：pcm相变材料1-80份，透明浆10-30份，白胶浆10-30份，色涂浆1-10份，非反应型硅油1-5份；彩色胶浆印花效果的好坏主要看色牢度和光亮度。
33.本发明添加pcm相变材料的多种印花纺织品为正面和/或反面都添加pcm相变材料的具有持续冷感与恒温的纺织品。pcm相变材料熔点为28度或32度，相变储热能力为100-130j/g，通过本发明添加pcm相变材料的涂料制备的印花家纺与服装，在80度不流淌，焓值10-30kj/kg，服装衣料柔软，手感好，适宜制备pcm相变材料床上用品、相变服装、相变鞋、相变内衣、相变裤、相变袜、相变布等，家纺床品，持续蓄冷感床垫、冷感被、冷感床单、冷感床笠、冷感枕套、冷感汽车内饰坐垫、冷感寝装、冷感鞋材、冷感服装、冷感口罩、冷感防护服等纺织面料或非织布面料都可以利用多种印花色浆的方式进行添加pcm相变材料赋予制品持续蓄冷感功能与相变恒温功能。
34.在本发明其中一些实施例中，纺织品包括纤维纺织面料和非织布面料。
35.在本发明其中一些实施例中，纺织品上涂料的涂布面积为所述纺织品的25-100％。
36.为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的添加pcm相变材料的多种印花纺织品，下面将结合具体实施例进行描述。
37.实施例1
38.水浆涂料，按照重量份包括以下组分：水浆1份，分散剂3份，pcm相变材料20份，增稠剂50份，消泡剂0.5份，粘合剂18.5份，交联剂5份，非反应型硅油2份；
39.将上述原料按以下方法制备水浆涂料，包括以下步骤：
40.向水浆中依次加入分散剂、pcm相变材料，搅拌，得到混合液1；
41.将增稠剂用3-5倍的水稀释后充分搅拌，缓慢加入混合液1中，得到混合液2；
42.将消泡剂加入到混合液2中，得到混合液3，其中，消泡剂分两次加入，先将50％的消泡剂加入到混合液2中混合均匀，边搅拌边加入剩余的消泡剂；
43.向混合液3中加入粘合剂、交联剂和非反应型硅油，得到添加pcm相变材料的水浆涂料。
44.实施例2
45.水浆涂料，按照重量份包括以下组分：：水浆1份，分散剂3份，pcm相变材料50份，增稠剂20份，消泡剂0.5份，粘合剂18.5份，交联剂5份，非反应型硅油2份；
46.实施例2水浆涂料的制备方法与实施例1相同。
47.实施例3
48.水浆涂料，按照重量份包括以下组分：水浆1份，分散剂3份，pcm相变材料80份，增稠剂5份，消泡剂0.5份，粘合剂5.5份，交联剂5份，非反应型硅油1份；
49.实施例3水浆涂料的制备方法与实施例1相同。
50.参考图1所示，为实施例1的dsc热谱图，表示经过添加实施例1制备的水浆涂料印花后的纺织样品，经过dsc曲线离开基线的位移，代表样品吸热或放热的速率；曲线中的峰或谷所包围的面积，代表热量焓变量(j/g)的变化。在dsc热谱图中，吸热效应用突起的峰值
来表征，即热焓增加，放热效应用凹陷的谷值来表征，即热焓减少。其中，a点对应的温度为14.1℃，b点对应的温度为17.7℃，c点对应的温度为19.4℃，d点对应的温度为22.5℃，e点对应的温度为33.1℃。
51.将实施例1-3所制备的水浆涂料用于不同种类纺织品进行蓄热和释放能力测定，测定结果如表1-3所示。
52.表1添加pcm相变材料的涂料的pa锦纶产品的蓄热和释放能力测定
[0053][0054]
表2添加pcm相变材料的涂料的co棉类产品的蓄热和释放能力测定
[0055][0056][0057]
表3添加pcm相变材料的涂料的pp非纺织无纺布面料的蓄热和释放能力测定
[0058][0059]
将实施例2所制备的水浆涂料经过印花机印制面积25％和100％于纺织品上检测焓变量，检测结果如表4和表5所示。
[0060]
表4 25％印制面积的不同种类纺织品的焓变量测定
[0061]
面料种类溶解温度(℃)相变储热能力(焓变量j/g)pa锦纶产品28.23.0co棉类产品285.7pp非纺织无纺布面料28.14.1
[0062]
表5 100％印制面积的不同种类纺织品的焓变量测定
[0063]
面料种类溶解温度(℃)相变储热能力(焓变量j/g)pa锦纶产品27.916.8co棉类产品27.621.2pp非纺织无纺布面料27.816.9
[0064]
由上可知，本发明技术方案添加pcm相变材料的多种印花纺织品，涂料的添加用量和使用面积都对相变储热能力有很大影响。
[0065]
本发明pcm水浆印花将染料涂料借助于能形成薄膜的合成树脂粘合剂与交联剂，使对纤维无亲和力的不溶性颜料微细粒子牢固的固着在纤维表面上，也可以牢固印在面料的反面。采用本发明技术方案的实施例1-3能够应用于面料的正面和反面印制，可以解决面料手感粗糙与透气问题，由于在浆料调制过程中应用树脂和硅柔软剂对织物进行处理，因此色牢度手感得到改善；印花在面料的反面更有效提高面料的日晒牢度和干湿磨摩擦牢度，印花印制的线条精细，印花轮廓清晰、层次分明、色彩鲜艳、耐光牢度较好、立体感强、外观质量好；使用的设备简单，工艺流程短，生产周期快，效率高；由于涂料印花不需要水洗等后处理过程，因此可减少废水排放；而且还可增加着色品种，具有良好的应用牢度，不受纺织纤维种类的限制，适用于各种纺织品包括混纺织物的印花。
[0066]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。