一种吸湿排汗、发热和保温多功能纤维及其制备方法与流程

本发明涉及功能纤维材料技术领域，具体地涉及一种吸湿排汗、发热和保温多功能纤维及其制备方法。

背景技术：

功能纤维是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外,还具有某种特殊功能的新型纤维，如具有保健功能(抗菌、杀螨、理疗及除异味等)；防护功能(防辐射、抗静电、抗紫外线等)；医疗和环保功能(生物相容性和生物降解性)等；功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征，功能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新，向高科技产业的转化创造了有利条件，为人类生活水平的提高作出了贡献。

中国发明专利申请(申请公布号：CN104213242A，申请公布日：2014-12-17)公开了一种吸光发热功能性纤维及其纺丝加工工艺及面料，该发明专利申请的吸光发热功能性纤维是由重量份数不少于90份的聚酯切片、重量份数为1份～10份的无机黑色粒子、以及重量份数为0份～9份的色母粒经干燥混合后熔融纺丝加工制备得到，并且吸光发热功能性纤维最终经过针织大圆机织造、落水定型而制成具有吸光发热功能的面料，该发明专利申请提供了一种吸光发热功能性纤维及其纺丝加工工艺及面料，其能解决现有保温蓄热功能性纤维或织物吸热效率较差的问题，并且其织造后也不需要再进行染色，从而能够达到节能减排的目的。

中国实用新型专利(授权公告号：CN204825149U,授权公告号：2015-12-02)公开了涤纶异形纤维，包括截面为圆形的本体，本体中心处设有圆形通孔，圆形通孔的外缘周向均布若干第一凹槽，圆形通孔的外围周向均布若干椭圆形通孔和腰圆形通孔，椭圆形通孔的数量和第一凹槽的数量相等，椭圆形通孔的其中一个长轴端部伸入第一凹槽，椭圆形通孔的两个短轴端部设有第二凹槽，相邻两个椭圆形通孔之间设有弧形的腰圆形通孔，腰圆形通孔的两端部分别伸入对应的两个椭圆形通孔的第二凹槽内，本体外缘周向均布若干与腰圆形通孔相对的第三凹槽，第三凹槽的数量和腰圆形通孔的数量相等。该涤纶异形纤维弹性高，强度高，吸湿性好，抗起球能力强。

目前尚未有兼具吸湿排汗、发热和保温功能的多功能纤维的报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于公开了一种吸湿排汗、发热和保温多功能纤维及其制备方法。本发明的功能纤维包括纤维本体，纤维本体的截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，使得纤维表面形成若干个凹槽，故具备吸湿排汗的功能，纤维本体的内部开设有圆形空腔，中空的结构可以降低纤维的散热速率，使得纤维具有一定的保温性能，且纤维本体由发热纤维单丝并列集束在一起构成，赋予了该功能纤维发热性能，因此本发明的纤维本体兼具吸湿排汗、及发热和保温功能，可用于智能服装领域。

为实现上述目的，本发明公开了一种吸湿排汗、发热和保温多功能纤维，包括纤维本体，所述纤维本体的截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，所述纤维本体的内部开设有圆形空腔，且纤维本体由发热纤维单丝并列集束在一起构成。

进一步地，所述异形结构中的凸起为弧形凸起、矩形凸起、锯齿状凸起中的一种。

再进一步地，所述发热纤维单丝为无机发热粒子改性聚酯单丝，所述无机发热粒子改性聚酯单丝由质量百分比为60％～99.9％：0.1％～40％的聚酯和无机发热粒子制备而成。

更进一步地，所述聚酯为PET、PBT、PTT中的一种或一种以上按任意配比的混合物；所述无机发热粒子为远红外陶瓷粉、石墨烯、碳纳米管、过渡金属的碳化物中的一种或一种以上按任意配比的混合物。

更进一步地，所述无机发热粒子的粒径为1000～15000目。

为实现本发明的目的，本发明还公开了一种技术方案，即一种吸湿排汗、发热保温多功能纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)将无机发热粒子和聚酯按照相应的质量百分比进行充分混合干燥，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；

2)将所述步骤1)得到的发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，制备得到吸湿排汗、发热保温多功能纤维，且所述双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构。

进一步地，所述步骤2)中，熔融纺丝的温度为200～300℃。

再进一步地，所述步骤1)中，双螺杆挤出机造粒的温度为200～270℃。

有益效果：

1、本发明的纤维本体的截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，使得纤维表面形成若干个凹槽，不仅使纤维的表面积较圆形纤维的表面积有所增大，而且借助凹槽的芯吸导湿结构，使纤维能达到迅速吸湿排汗的功能，保持肌肤干爽与凉快；纤维本体的内部开设有圆形空腔，中空的结构可以降低纤维的散热速率，使得纤维具有一定的保温性能；

2、本发明纤维本体由发热纤维单丝并列集束在一起构成，发热纤维单丝为无机发热粒子改性聚酯单丝，采用聚酯和无机发热粒子共混，赋予材料一定的发热功能；

3、使用本发明制备的吸湿排汗、发热和保温多功能纤维，红外线可以穿透纤维本体的表面，吸收来自外界和人体的红外线，发生光热转换现象，使纤维表面温度升高，人体在低温环境下感到暖和；纤维的中空结构可以降低纤维的散热系数，具有保温功功能，降低人体在低温环境下的热量损失；纤维本体截面形状的异形结构使纤维表面形成凹槽，借助凹槽的芯吸导湿结构，迅速吸收皮肤表层湿气及汗水，并瞬间排出体外，从而达到吸湿排汗、调节体温的目的，使肌肤保持干爽与凉快，因此本发明的功能纤维可用于智能服装领域。

附图说明

图1至图6为本发明实施例纤维本体的截面形状的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例和附图进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

将99.9kg PET和0.1kg目数为5000目的碳纳米管粉体充分混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的工作温度为200℃，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；再将100kg发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度为220℃，且双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，本实施例优选为异形结构中的凸起为弧形凸起，如图1所示的花瓣状，最终制备得到吸湿排汗、发热和保温多功能纤维。

实施例2

将99.9kg PET和0.1kg目数为3000目的石墨烯粉体充分混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的工作温度为250℃，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；再将100kg发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度为270℃，且双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，本实施例优选为异形结构中的凸起为弧形凸起，如图2所示的四叶草状，最终制备得到吸湿排汗、发热和保温多功能纤维。

实施例3

将99.9kg PTT和0.1kg目数为2000目的远红外陶瓷粉体充分混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的工作温度为250℃，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；再将100kg发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度为280℃，且双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，本实施例优选为异形结构中的凸起为弧形凸起，如图3所示的桃花状，最终制备得到吸湿排汗、发热和保温多功能纤维。

实施例4

将99.9kg PET和0.1kg目数为1000目的石墨烯粉体充分混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的工作温度为250℃，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；再将100kg发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度为300℃，且双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，本实施例优选为异形结构中的凸起为弧形凸起，如图4所示的三叶草状，最终制备得到吸湿排汗、发热和保温多功能纤维。

实施例5

将65kg PBT和35kg目数为15000目的碳化钛粉体充分混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的工作温度为250℃，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；再将100kg发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度为270℃，且双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，本实施例优选为异形结构中的凸起为矩形凸起，如图5所示，最终制备得到吸湿排汗、发热和保温多功能纤维。

实施例6

将90kg PTT和10kg目数为2000目的远红外陶瓷粉体充分混合，搅拌均匀后经双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的工作温度为250℃，制备得到发热粉体改性聚酯母粒；再将100kg发热粉体改性聚酯母粒置于双螺杆纺丝机中进行熔融纺丝，控制纺丝温度为270℃，且双螺杆纺丝机的喷丝板为内部中空，截面形状为圆形圆周上向外均匀形成若干个凸起的异形结构，本实施例优选为异形结构中的凸起为锯齿状凸起，如图6所示，最终制备得到吸湿排汗、发热和保温多功能纤维。

以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。