一种环保保温面料的制作方法

本发明涉及面料领域，尤其涉及一种环保保温面料。
背景技术：
：目前，消费者对面料的功能性要求也越来越高；其中户外运动服已成为人们出行、旅游必备的用品之一；尤其是用于登山、野外作战、滑雪、极限运动等严寒、潮湿、强风等特殊恶劣环境的户外运动服，更是在这些地区活动的人们不可缺少的用品；当人们刚刚运动完，从室外到室内时，由于温差，衣服内容易凝结水汽，不及时排出容易使人感觉不舒服或者易得感冒。技术实现要素：本发明旨在提供一种环保保温面料，以解决上述技术问题。一种环保保温面料，包括面料主体，面料主体由面料基布、透气网格层、第一吸湿层、保温层、第二吸湿层、防火阻燃层、防水层和变色层构成；面料基布上方设置有透气网格层，透气网格层上方设置有吸湿层，吸湿层设置有第一吸湿层和第二吸湿层，第一吸湿层和第二吸湿层之间为防火阻燃层，第二吸湿层上方设置有保温层，保温层上方为防水层，防水层上表为变色层；其中，面料基布由聚酯纤维制备而成。本发明的上述实施例提供的一种环保保温面料，在面料基布上设有透气网格布，并设置有两层吸湿层，当人体流汗时能迅速吸走汗液，并给人以清凉感，从而解决了
背景技术：
中存在的上述技术问题。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。图1是本发明的结构示意图。图2是制备本发明所需的纤维的制备方法工艺图。其中：1-变色层，2-防水层，3-防火阻燃层，4-第一吸湿层，5-保温层，6-第二吸湿层，7-透气网格层，8-面料基布。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。如图1所示，一种环保保温面料，包括面料主体，面料主体由面料基布8、透气网格层7、第一吸湿层4、保温层5、第二吸湿层6、防火阻燃层3、防水层2和变色层1构成。面料基布8上方设置有透气网格层7，透气网格层7上方设置有吸湿层，吸湿层设置有第一吸湿层4和第二吸湿层6，第一吸湿层4和第二吸湿层6之间为防火阻燃层3，第二吸湿层6上方设置有保温层5，保温层5上方为防水层2，防水层2上表为变色层1；其中，面料基布8由聚酯纤维制备而成。在面料基布上设有透气网格布，并设置有两层吸湿层，当人体流汗时能迅速吸走汗液，并给人以清凉感；此外，由于设置有防火阻燃层和双层吸湿层，该环保面料的可燃性降低的同时，增加了其吸湿性能。进一步地，所述变色层1由变色材料涂刷而成，其厚度为10～30nm。进一步地，所述透气网格层7内部设置有负离子，其厚度为30～50nm。制成面料基布8的聚酯纤维主要由pet纤维、ptt纤维和珍珠纤维混纺而成，pet纤维、ptt纤维和珍珠纤维的重量比为3:1:0.5；其中，用于制备pet纤维的二甲基对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1.5:2.6，用于制备ptt纤维的二甲基对苯二甲酸和丙二醇的摩尔比为1.2：2.3；聚酯纤维在制备过程中，还添加有功能性颗粒、石墨烯铜颗粒，功能性颗粒的重量百分比为0.1～0.15％、石墨烯铜颗粒的重量百分比为0.08～10％；功能性颗粒为具有红外发射性能的蒙脱石、玄武岩和石英石制成。聚酯纤维中由于聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(ptt)两种聚酯的优势和劣势明显，因此常将二者利用优势互补组合使用。然而，pet和ptt大分子中由于缺少活性基团，导致由此制备而成的聚酯纤维制成的织物存在吸湿性差的问题；该改性远红外聚酯纤维由pet纤维和ptt纤维通过熔融混纺制备而成，充分利用了pet和ptt纤维各自的优势性能，制备出的聚酯纤维织出的面料吸湿性好、染色性良好；在制备过程中，加入了功能性颗粒，具有远红外线功能的特点。现有技术中采用的是远红外陶瓷纳米颗粒，本发明的面料通过测定其远红外发射率，发现其远红外性能指数达到0.99，远超于现有技术中记载的发射率0.89。上述的聚酯纤维由如图2所示的步骤制备而成：s1.将上述的pet纤维切片和ptt纤维切片分别用电阻率为15.2mω﹒cm的超纯水洗净，使用体积比为9:1的ch3coch3和c2h5oh混合溶液对pet纤维提取20h后晾干，将提取后的pet纤维和ptt纤维置于高压聚乙烯注塑料袋中，高压聚乙烯注塑料袋中预先装有dmaea、2-2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、α-甲基丙烯酸甲酯和作为溶剂的ch3oh和ch3cl混合溶液，通入氮气25min，置于电子束辐照设备中进行共辐照聚合，辐照剂量率为185gy/s，使用质量浓度为70％的c2h5oh溶液超声冲洗和分散各25min；置于烘箱中120℃干燥得到第一pet-ptt接枝纤维；将上述纤维浸泡于碘甲烷溶液中0.5h，取出后再浸泡于氯化锂溶液中40min，30±1℃磁力搅拌，加入适量ε-聚赖氨酸溶液，25±5℃震荡反应24h，得到第二pet-ptt接枝纤维，即pet-ptt-dmaea/2-2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵/α-甲基丙烯酸甲酯-ε-聚赖氨酸纤维；在制备过程中，经过电子束辐照对pet纤维和ptt纤维的表面进行一次改性，pet纤维经过电子束辐照的一次改性后的产物后接枝有ε-聚赖氨酸，使得pet纤维的抗菌性能大幅度提高，对于大肠埃氏菌、金黄色葡萄球菌和霉菌的抗菌能力相对于对照样品的抗菌能力得到加强；s2.选用重量比为蒙脱石：玄武岩：石英石＝2:5:1～2的原石，粉碎，研磨至颗粒粒径为420nm，将三者混合后加入等粒径的远红外陶瓷纳米颗粒，制成混合纳米微粒粉体，添加的远红外陶瓷纳米颗粒占功能性颗粒总量的0.02％；其采用蒙脱石、玄武岩和石英石作为远红外粉体复合母粒的原料，将上述原石做成母粒进行纳米化，在熔融混纺过程中，将纳米粒子添加到纤维中，不仅增强了该聚酯纤维的远红外线功能，同时，将蒙脱石、玄武岩和石英石相结合，可辅助人体吸收和补充天然磁场能量，使得该环保面料具有可促进血液循环、消除疲劳的功效；s3.分别洗净ptt-pet纤维，采用质量分数为30％丙酮和75％乙醇按照3:2的体积比配制成提取溶液，采用上述提取溶液分别对pet纤维和ptt纤维切片进行提取，晾干，提取后的ptt纤维和pet纤维放入聚乙烯塑料袋中，聚乙烯塑料袋中放入c4h6o2和c6cl4o2，溶剂采用meoh溶液，通入氮气30min，置于eb辐照设备中进行共辐照接枝聚合，75％乙醇冲洗，ch3coch3索氏提取72h，提取纤维产物置于质量分数为30％的hcl中浸泡10min，120℃下处理3.5h，使用超纯水超声20min，产物置于115℃真空箱中干燥6h，冷却后浸泡在质量浓度为8％的胶醛水溶液中，70℃条件下振荡30min，依次使用磷酸氢二钠溶液、蒸馏水清洗3次，85℃烘箱中烘干，烘干的纤维产物浸入到添加有艾草提取油和洋甘菊提取油的溶液中2h，用蒸馏水清洗3次，然后依次浸入到浓度为10(g/100ml)的胶原蛋白肽水溶液和0.30％的玻尿酸水溶液中，室温下震荡1h，然后用磷酸氢二钠溶液、去离子水清洗3次，然后用甲醇抽提24h以除去残余的胶醛，真空烘箱中烘干48h，得到接枝ptt-pet-c4h6o2-胶原蛋白肽-玻尿酸纤维；s4.石墨烯铜颗粒：将cuso4、活性炭、去离子水充分混合后置于振荡3h，过滤，去离子水洗涤、干燥、研磨、马弗炉煅烧得到nano-c-cu粉末；去离子水中溶解适量石墨烯，边搅拌边加入适量的c180h362n60o31溶液，25±2℃反应25h，加入nano-c-cu粉末，超声分散0.5h；85℃水浴中加入h6n2o溶液，28℃下反应40h，洗涤、过滤，滤料置于负压为100kpa真空干燥箱中烘干，研磨至粒径为350nm，然后使用马弗炉煅烧，马弗炉煅烧程序依次为：1h(200℃)，2～6h(500℃)，1.5h(800～1100℃)，4h(1200～1580℃)，1h(800～100℃)，0.5h(500℃)，0.5h(100～200℃)，煅烧后即得粒径为350nm的石墨烯铜颗粒；在本实施例中，石墨烯以玉米杆、麦秸、烟草杆、黄豆杆、凤仙花杆叶为原料通过生物质资源水热碳化方式制备得到，但是不限于上述的原料，石墨烯也可以采用现有技术中的氧化石墨烯；添加有负载铜的石墨烯粉体，进一步增强了米面料的抗菌和抑菌性能，石墨烯进一步切断细菌的养分供给；石墨烯负载铜粉体的加入进一步降低了该面料的表面电阻率，其比电阻降低，因此，其具有优异的抗静电能力，从而抑制和减少了静电荷的产生；此外，石墨烯作为一种新材料，由于自身的优良的力学性能和二维片层的特性，因此增强了该改面料的拉伸特性；s5.挤压成型：通过螺杆挤压机将步骤s1～s4中制备各种原料进行熔融纺丝，即可得到该聚酯纤维；纺丝的工艺条件为：纺丝温度为320℃，纺丝速度为1985m/min，拉伸速度为650m/min，牵伸倍数为3.1倍，侧吹风温度为23℃，送风相对湿度为55％，风速为0.35m/s，拉伸温度为72℃。在本实施例中，可以选择先将pet纤维切片、pt纤维切片、功能性母粒、石墨烯铜颗粒和珍珠纤维充分混合，在90℃条件下烘干，烘干程度为水分含量为3％，然后再进行熔融纺丝。在别的一些实施方式中，该聚酯纤维的内部具有微孔，微孔的内部可以填充有变色感应颗粒或者温敏感颗粒。作为进一步优选地，对本发明的上述环保保温面料进行实验测试：一、远红外辐射性能进行实验测试：根据《纺织品远红外性能的检测和评价gbt30127-2013》标准，纺织制品的远红外功能评价指标有：远红外线波长范围应在5μm-14μm；其远红外发射率应不低于0.88，且远红外辐射温升不低于1.4℃。远红外发射率是指试样与同温度标准黑体板在规定条件下的法向远红外辐射强度之比；温升是指远红外辐射源以恒定辐照强度辐照试样一定时间后，测定试样测试面表面的温度升高值。本实验是通过测定面料的远红外发射率和温升来表征该面料的远红外辐射性能，将添加有远红外陶瓷颗粒(添加量为2％)的面料作为对照1，将添加有蛭石和麦饭石(添加量为1.0％)的面料作为对照2，测试结果如表1所示。表1本发明的环保保温面料的远红外发射率(37±2℃)传统的保温面料采用的远红外材料单独为远红外陶瓷颗粒或者单独的金属氧化物，且添加量一般大于2％才能制备出达到符合标准的保温且具有远红外性能的保温面料。根据表1的数据检测结果显示，本发明的环保保温面料在制备过程中，远红外陶瓷颗粒的添加量仅为相关技术中的1/50，相对于单独添加有蛭石和麦饭石的对照2的远红外发射率为0.95，远红外陶瓷粉的含量仅仅添加量为现有技术的1/50，但本发明的远红外发射率就达到0.99，温升为4.5℃，因此，本发明的环保保温面料不仅在远红外方面效果优异，而且对于成本和能源的节约非常优异。二、抗菌性能实验测试：采用测定吸光光度的测定方法进行抗菌实验，采用的菌种为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和霉菌，常规的pet纤维制成的面料作为空白对照1，常规的ptt纤维作为空白对照样2，未添加有石墨烯铜的面料作为空白对照3，以蒸馏水作为空白对照4。将本发明的面料、空白对照样1和空白对照样2各5mg分别置于锥形瓶中，加入100倍等体积的培养液，调节培养液ph至7.0，在125℃下高压蒸汽灭菌。每个锥形瓶中分别接种105cfu大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌，振荡培养，分别于0min、60min、120min、240min、480min和720min时，使用移液枪移取10μl菌悬液测其吸光度值，结果如表2、表3、表4所示：表2大肠杆菌随时间变化在600nm处吸光度值表3金黄色葡萄球菌随时间变化在610nm处吸光度值表4霉珠菌随时间变化在490nm处吸光度值抗菌性能的菌落结果表明，本发明、对照1、对照2和对照3在实验刚开始的60min内对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的活性基本没有影响。而到达第120min的实验时间时，本发明对大肠杆菌和霉菌的产生了明显的抑制，到240min的时候，对实验采用的三种细菌都产生了明显的抑制，而对照1、对照2和对照3怎没有产生明显的变化，甚至细菌吸光度值还有轻微增大的迹象。在实验进行到480min时候，本发明相对于对照1～3产生了显著的抑菌效应，其抑菌率达到了90％以上，在实验结束的720min时，本发明的环保面料对细菌的抑菌率几乎达到了100％，其吸光度值和空白对照使用的蒸馏水接近。说明本发明的环保保温面料还具备良好的抗菌能力。此外，在目前常规使用的技术中，为了使得由有纤维纺织而成的面料具备有抗菌的性能，通常采用的方式就是在纺织的过程中添加抑菌的化学成分或者直接添加具有抗菌效能的银、锌等金属，然而这些化学成分后期在穿着过程中有释放有害物质的隐患，另一方面，银属于贵金属，会增加生产成本，而锌抑菌和杀菌能力较弱，一般不单独使用。对于本发明的环保保温面料将石墨烯和铜协同使用来作为灭菌消毒剂的报道还未见报道；本发明的环保保温面料在制备的过程中对pet纤维和ptt纤维进行了电子束辐照和碘甲烷处理，二者联合协作使得pet纤维和ptt纤维的表层开放更多的接枝点，接枝了更多的抗菌成分ε-聚赖氨酸，采用的电子束辐照、接ε-聚赖氨酸的改性方式与石墨烯铜纳米粉体联合，使得该环保面料的抑菌率达到99％，超过76％，76％的抑菌率是目前现有技术中采用电子束辐照接枝抗菌物质的最高抑菌率。且呈现随着与细菌接触时间的延长，抗菌性能显著增强。三、吸湿性能的实验测试：通过电子束共辐照方法在pet纤维和ptt纤维上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后通过环氧基团开环连接透明质酸。取100g本发明的面料和100g常规聚酯纤维面料作为空白对照，用表面活性剂洗去面料纤维表面的油剂，放入烘箱中干燥恒重，将恒重的纤维放入25±5℃、相对湿度为70～80％的环境中吸湿平衡48h，称量并记录吸湿平衡时质量m湿，置于115℃烘箱中干燥至恒重，称量并记录干燥恒重时的质量m干；同时在上述环境条件下测试比电阻值，每个样品重复测试5次，取均值，回潮率和比电阻值测试结果如表5所示。表5吸湿性能测试结果数据表类型回潮率(％)洗涤后的回潮率(％)比电阻值(ω.cm)本发明的改性远红外聚酯纤维0.970.917.62×109作为空白对照的常规聚酯纤维0.410.384.62×106其中，回潮率计算公式为：回潮率(％)＝(m湿-m干)/m干×100％，其中，m湿为纤维吸湿平衡后的质量，m干为纤维完全干燥的质量。从表5中的数据表明，本发明的环保保温面料与常规聚酯纤维面料相比，其回潮率提高了2.89倍，在洗涤后回潮率仍然比常规聚酯纤维高出2.77倍；本发明的环保保温面料的比电阻值比常规聚酯纤维面料的比电阻值提高了3个数量级，跟随着其吸湿性能的提高，其抗静电性大幅度提高，富集在纤维的表面的正电荷能够迅速转移。因此，本发明的环保保温面料的抗静电能力非常优异。此外，本发明的环保保温面料由于采用了一种安全、绿色和无毒的方式对聚酯纤维进行改性，结合生物质性能的石墨烯，避免了传统的聚酯纤维中可含有的对人体有害的化学物质，具有环保可持续功能。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页12