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调温纤维主要是指采用相变调温功能材料的纤维

2014-9-8 22:04| 发布者: 一蓑烟雨| 查看: 1516| 评论: 0

摘要: 调温纤维主要是指采用相变调温功能材料的纤维,是将相变储能材料技术与纤维制造技术相结合开发出的一种高技术产品。主要的制造工艺包括涂层整理工艺、复合纺丝工艺和微胶囊纺丝工艺,其中以微胶囊纺丝工艺生产的纤维 ...
一、调温纤维机理        
       调温纤维主要是指采用相变调温功能材料的纤维,是将相变储能材料技术与纤维制造技术相结合开发出的一种高技术产品。主要的制造工艺包括涂层整理工艺、复合纺丝工艺和微胶囊纺丝工艺,其中以微胶囊纺丝工艺生产的纤维外观和手感最好,因与普通纤维无异而最受关注。
        含有相变材料的纺织品在外界环境温度升高时,相变材料吸收热量,从固态变为液态,降低了体表温度。相反,当外界环境温度降低时,相变材料放出热量,从液态变为固态,减少了人体向周围放出的热量,以保持人体正常体温,为人体提供舒适的“衣内微气候”环境,使人体始终处于一种舒适的状态。
        这类纤维材料可主动地、智能地控制周围的温度,故称为智能调温纤维。这种纤维大都具有双向温度调节和适应性,可以在温度振荡环境中反复循环使用。
二、调温纤维的调温特点
        智能调温纤维区别于传统的保暖、凉爽纤维。这两类纤维在温度调节作用上,都呈现被动地、隔离式、无法自调控制的特征。对湿、冷、热环境不能自主调整。其本质上仍为普通纤维或差别化纤维。
        调温纤维的优点有:
        1、气温控制以平衡温度和适合于全天舒适的热量要求;
        2、良好的抗温性,提供凉爽效应;
        3、吸收过剩的人体热量,并在人体表温度降低时释放出来,防止体表过冷。
三、调温纤维的应用
       用智能调温纤维制成的服装,由于存在具有能量转换功能的相变材料,其不间断地吸收和释放能量来调节温度,因此其服装能保持在一个舒适的温度范围,故用智能调温纤维可制得各种舒适服装。
       智能调温纤维能纯纺,也可与棉、毛、丝、麻等各类纤维混纺交织,可以梭织或针织。大量应用于户外服装、内衣裤、毛衣、衬衣、帽子、手套和床上用品等,具有良好的效果。其服饰在美国、欧洲、日本已很流行。特别是户外运动者和对温度变化较为敏感的老年和婴幼儿中,更受欢迎。 
四、调温纤维的研发和市场状况
       1、国外调温纤维研发和应用状况
       目前以相变材料为主要调温功能材料的调温纤维在国外应用比较成熟的主要有美国和瑞士,他们生产的调温纤维主要是微胶囊纺丝工艺;日本大和化学工业研制的微胶囊浆料涂层技术。
      1)outlast调温纤维 
       Outlast是二十世纪70年代末80年代初美国国家航空与航天局研究项目所开发的专利技术,是美国太空总署为登月计划而研发的,目的是为宇航员制作登月服装、包括手套、袜子、内衣等,后来他们成立了Gateway研究开发公司专门从事调温纤维的开发研究,注册商标为outlast,发展用于普通服装。并已在美国及欧洲市场上销售。Outlast空调纤维是一种新型“智能”纤维,于1988年开发成功,1994年首次用于商业用途,1997年在户外服装中使用,现在已广泛用于时装和床上用品。 
使用智能织物Outlast技术能减少温度变化,显著改善穿戴者的舒适性
Outlast调温纤维应用:
       1)服装类:时装、运动服、安全防护服和工作服、毛织类服装、内衣类服装
        2)鞋类:运动鞋、便鞋、胶鞋、防护鞋和工作鞋、鞋垫
        3)床上用品:被套、枕套、床垫、毯子、睡袋、床单
        4)附属用品:手套、帽子、短袜、医疗用品(护腰、护头)
        5)其他:汽车坐垫、办公座椅
         应用outlast调温纤维可开发各种纺织产品,涉及采用outlast调温纤维开发功能性纺织产品的包括美国、德国、法国、英国、瑞士、丹麦、意大利、西班牙等国家的著名纺织品品牌。
         例如:美国著名品牌Burton采用outlast调温纤维在时装、运动服装、鞋类等领域开发了调温性的功能纺织产品。详见下表:outlast调温纤维应用。 
         2)Comfortemp是美国北卡罗来州的Frisby公司利用一种相变物质(PCM,Phase Change Material)开发出来的可调节温度的高科技材料,原来是美国航天局(NASA)用来在航天事业当中保护宇航员和宇航设备的温度而运用的一种保温/冷却材料。这种产品的主要用途是作为一种服装材料添加剂,可以制作出恒温面料能够使服装制品在适当的温度范围内,自动调节人体环境温度,达到抵抗“酷暑高温”和“严寒之冷”的双重功效,并同时具有良好的透气性能。
       3)瑞士schoeller公司日前推出可弹性调整温度的创新智能型面料。其创新的关键是具有“形态记忆功能”的c-change仿生学温度薄膜。它可弹性调节水气渗透力,能根据天气变化微调穿衣的温度,迅速排出湿气,并且高度防水及防风。满足了消费者对于衣服的透气功能、舒适感和运动灵活度的基本需求。
      4)日本大和化学工业向纺织助剂市场推出了新开发的以高级脂肪族炭化氢为主要成分的微胶囊调温剂系列产品Prethermot
C-25和Prethermo C-31(简称Prethermo C系列)。 
        Prethermo 
        C系列可用于丝绸之外的纺织面料的整理,特别适合内衣、床上用品和工作服的加工使用。一般在后整理过程中采用浸轧法处理。经整理的纺织品的表面,保温性稳定,温度适宜,令人体感觉舒适。
2、国内调温纤维市场情况
        国内调温纤维尚处于研制开发和试制生产阶段,产品市场尚不成熟。 
        1)北京雪莲羊绒股份有限公司
        北京雪莲羊绒股份有限公司与山西恒天新纤维科技开发有限公司2007年3月共同研制开发智能牛奶蛋白调温纤维,特点 
         1、相变焓高达22J/g以上,且耐压、耐高温性能优良。即使产品经高温染色和汽蒸、高压定型整理和皂洗工艺后,其相变焓仍达20J/g以上工
         2 、这种纤维是含有天然牛奶蛋白的营养材料,亲肤性极好,为下游客户研制和开发高档新型功能性面料创造了充分条件 
         功效: 用这种纤维以40%的比例与羊毛、驼绒、棉等纤维混纺,其最终得到手感好又有的面料调温功能的面料。  
          另外, 北京雪莲羊绒股份有限公司还推出桑蚕丝智能调温纤维双线道复合织造服装。
          2)保定雄亚纺织集团
          2003年10月,在美国“安伯士”技术人员的指导下,保定雄亚纺织集团生产出的“太空相变调温纤维绒线” ,是采用引进美国太空署开发并用于太空宇航服的高科技太空相变调温纤维,与进口高级洛科绒合制而成,这种调温纤维已通过日本纺织检查协会、中国棉纺产品质量监督检验中心、上海出入境检验检疫局的检测和认可。该产品还具有长效杀菌、消毒等效果。
        3)天津工业大学
        天津工业大学张兴祥等人研制的自动调温纤维是通过在聚合物纤维中添加20wt%左右的相变材料后制成的一种具有热能吸收、储存和释放功能的智能纤维,采用该纤维加工成的织物具有温度调节功能,可显著改善服用舒适性。该项目攻克了相变材料耐热性改善和规模合成等难题,制成的自动温度调节纤维具有显著的温度调节功能,综合保温性能优于对比羊毛絮片。以该智能化温度调节纤维为主要原料,并结合使用三维四孔卷曲涤纶纤维及少量细旦纤维等研制出了仿羊毛衬绒,其综合保温性能优于对于羊毛絮片;与羊毛絮片对比,其升温温差和降温温差均在3.7℃以上。 
        4)深圳洋仟材料应用技术有限公司
        目前各国开发的调温纤维中相变材料的含量在10-20%的水平,此公司目前已实现相变材料含量超过35%的纤维制备,以项目合作的形式与香港某公司合作开发服装产品。
        5)杭州永兴科技有限公司与浙江大学合作研发一种新型智能调温纤维,具有良好的蓄热散热功能。
         6)北京问通达科技有限公司曾繁寿等2001年3月研发了“双向调温复合软体材料织物”,用人造纤维制成经纱纬纱交织织物,其中人造合成纤维具有双向调温功能(已申请专利)。
         7)金华新佳家纺有限公司2007年9月研制出了自动调温被芯,产品名为“天芙棉”,已申请国家发明专利,主要用物理方法改变棉纤维的空间结构,使弹性、强度、收缩性等性能得到改善,在常温下“天芙棉”处于休眠状态,人体体温传过去后,天芙棉体积开始膨胀,纤维间的体积增大,透气性增强,排出多余的湿气和热量,达到调温的效果。
         8)2007年10月,郑州棉四有限责任公司采用outlast纤维成功研制出空调弹力织物,可调节温度最大温差达5℃,在“2007年全国棉纺织印染产品开发年会”上获优秀创新奖。
        9)北京巨龙博方科学技术研究院与河北吉藁化纤有限公司联合开发了“智能调温粘胶纤维”并通过了国家纺织工业协会组织的科技成果鉴定:为国内首创,国内先进水平。同时,质量检测报告显示各项物理性能指标达到粘胶纤维一等品标准。近日,被中国纺织工业协会推荐为十一五纺织行业推广技术(第一批)。
已试制出部分产品:
         ①被子:深圳多喜爱、河北邦德公司、湖南华 笑被子:深圳多喜爱、河北邦德公司、湖南华笑家纺有限公司,已生产进入市场的调温被
         ②毛巾被:山东亚光纺织集团有限公司已经试制出;
         ③纱线、布料、T恤衫:天津纺织集团已试制出;
          ④调温无纺布:上海意东无纺布制造有限公司已试制出; 

奥伯尼工程纺织品(杭州)有限公司 http://www.feizhizao.net/article-272-1.html

常见的高收缩纤维有聚丙烯腈纤维和高收缩聚酯纤维 http://www.feizhizao.net/article-270-1.html

中空纤维指贯通纤维轴向且有管状空腔的化学纤维 http://www.feizhizao.net/article-269-1.html

Primaloft是美国阿拉巴尼(ALBANY)公司研发,先進的超细纤维保暖材质 http://www.feizhizao.net/article-271-1.html

安信纳米生物科技(珠海)有限公司 http://www.feizhizao.net/article-274-1.html
蓄热调温纤维是具有温度调节功能的新型高技术纤维 http://www.feizhizao.net/article-276-1.html
阻燃纤维的简介与应用 http://www.feizhizao.net/article-277-1.html

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