一種具有動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能的多孔材料的設(shè)計原理及制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種具有動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能的多孔材料的設(shè)計原理及制作方法，涉及一種多孔材料通過在織物尺寸變化過程中而形成的織物結(jié)構(gòu)變化，從而具有按設(shè)定的方向動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移某種介質(zhì)的功能。技術(shù)方案是：采用至少有親介質(zhì)材料、疏介質(zhì)材料兩種特質(zhì)的材料編織成多孔織物，使之產(chǎn)生至少兩層的立體分層效果?？椢锾幱陟o態(tài)時里層疏介質(zhì)材料向面層親介質(zhì)材料傳導(dǎo)；處于動態(tài)拉伸變形時層效應(yīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換，直至親介質(zhì)材料由面層轉(zhuǎn)變?yōu)槔飳又苯游浇橘|(zhì)；動態(tài)回復(fù)變形時結(jié)構(gòu)逐漸回復(fù)，直至吸附介質(zhì)的親介質(zhì)材料由里層回退至面層。反復(fù)循環(huán)這一過程，使多孔材料靜態(tài)時介質(zhì)由里層疏介質(zhì)材料向面層親介質(zhì)材料傳導(dǎo)，且動態(tài)變形時介質(zhì)的較大量吸附轉(zhuǎn)移。
【專利說明】一種具有動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能的多孔材料的設(shè)計原理及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多孔材料，尤指一種由不同表面能特征的紗線按特定的組織結(jié)構(gòu)編織而形成的一種多孔織物，該多孔織物能通過在織物的尺寸變化過程中而形成織物結(jié)構(gòu)的變化，從而使該多孔織物具有按設(shè)定的方向動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移某種介質(zhì)的功能。
技術(shù)背景
[0002]隨著生活水平的提高，人們對衣物的要求也不斷提高。除滿足日常保暖最基本功能外，越來越追求穿著舒適性。主要體現(xiàn)在衣物應(yīng)同時具有良好的吸濕、排汗性能，否則穿著者出汗后會有潮濕、冰冷的感覺。因此研發(fā)一種具有的熱濕功能管理的織物成為業(yè)界共同的目標(biāo)。
[0003]美國專利US5，217，782，公開了一種具有水分管理功能的多層織物。其包括一較厚的內(nèi)層，其由透水性好的疏水纖維構(gòu)成；以較薄的中間親水層和一較厚的外親水層。這樣由于內(nèi)層纖維是疏水性的，水分能夠很快傳輸?shù)酵鈱?，而不會在?nèi)層停留，從而使得穿著者感覺較舒適。
[0004]中國專利200580001677.6報導(dǎo)了一種機織織物由疏水性和親水性材料的通常均勻機織的結(jié)構(gòu)組成，并且具有疏水性和親水性材料的內(nèi)部和外部暴露表面。從而實現(xiàn)了液態(tài)水的單向傳遞；中國專利CN1760419公開了一種具有水分管理功能的織物。其織物內(nèi)疏外密，形成梯度毛細分布結(jié)構(gòu)，進而模仿植物根莖傳輸水分的方式，達到單向傳輸水分的功能；中國專利200510061285.0公開了一種全棉吸濕快干面料，它是由添紗組織針織而成的添紗織物，其特征在于所述添紗織物具有兩種線圈，其中第一種線圈由一根親水紗和一根拒水紗形成，而第二種線圈則由兩根親水紗形成，在所述添紗織物中以第一種線圈為主，其排列方式是第一種線圈之間間隔排列有第二種線圈，并且其排列方式使排列并呈現(xiàn)在面料外層的面紗全部是親水紗，而排列并呈現(xiàn)在面料里層的底紗則是拒水紗之間間隔有親水紗；所述親水紗是經(jīng)親水性整理而得的棉紗，所述拒水紗是經(jīng)拒水整理而具有拒水拒油功能的棉紗。
[0005]以上專利文獻中公開的織物傳輸水分的方式是單一的毛細導(dǎo)濕方式，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的透濕性能。
[0006]目前現(xiàn)有的技術(shù)對汗液、雨水在衣服面料中的傳遞進行了廣泛地的研究，但是這些研究都局限于一種恒定的模式下進行，也就是說，織物在這些應(yīng)用中只是被動地提供了一種載體讓水通過或阻止水的通過。這種狀態(tài)若處于強烈運動狀態(tài)，穿著者的出汗量增加，這種傳輸水分的速率及傳輸量就有待極大提高，因此如何更有效地促進水的傳遞就成為了一種全新研究領(lǐng)域。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明研制了一種多孔材料。該多孔材料具有特定設(shè)計的織物結(jié)構(gòu)與組份材料特性。利用這些定的材料組份的配合與織物結(jié)構(gòu)設(shè)計，所得多孔材料不僅能加快介質(zhì)傳輸速率及加大介質(zhì)傳輸量，同時又因織物結(jié)構(gòu)層次的在尺寸變形的循環(huán)過程中動態(tài)轉(zhuǎn)變而改變微循環(huán)條件，從而提高織物的透氣性。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:采用至少需有親介質(zhì)材料、疏介質(zhì)材料兩種不同特質(zhì)的材料編織形成多孔織物后，利用材料特性或織物結(jié)構(gòu)的收縮，使織物產(chǎn)生至少兩層的立體分層的效果:面層和里層。面層和里層分別親介質(zhì)材料、疏介質(zhì)材料編織形成。當(dāng)織物處于靜態(tài)時，介質(zhì)轉(zhuǎn)移的主要方式為里層的疏介質(zhì)材料向面層的親介質(zhì)材料傳導(dǎo)。當(dāng)織物處于動態(tài)拉伸變形時，織物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，織物的層效應(yīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換，直至親介質(zhì)材料由面層轉(zhuǎn)變?yōu)槔飳又苯游浇橘|(zhì)?？椢飫討B(tài)回復(fù)變形時，織物結(jié)構(gòu)逐漸回復(fù)，直至吸附了介質(zhì)的親介質(zhì)材料由里層回退至面層。這一過程的反復(fù)循環(huán)，使得多孔材料除了具有靜態(tài)時介質(zhì)由里層的疏介質(zhì)材料向面層的親介質(zhì)材料的傳導(dǎo)，更實現(xiàn)了動態(tài)變形時介質(zhì)的較大量的吸附轉(zhuǎn)移。本發(fā)明的有益效果是:可以加大、加快織物對某種介質(zhì)的傳輸量及傳輸速率的同時，又因織物結(jié)構(gòu)層次的動態(tài)轉(zhuǎn)變而改變織物的透氣性。
[0009]因此根據(jù)上述基本原理，本發(fā)明所公布的功能面料是:
[0010].一種多層多孔材料，該材料由至少二種不同表面能特性的組份材料按一定結(jié)構(gòu)規(guī)則組成。所得到的多層多孔織物在尺寸循環(huán)往復(fù)式變形過程，親疏材料所處位置隨之發(fā)生交替變化從而實現(xiàn)對被傳遞介質(zhì)主動進行定向搬運；并且具有如下的特征:
[0011](I)該多層多孔材料至少有二種不同傳遞特性的材料組成。這二種組份材料可以是同一種材料不同的傳遞特性，也可以是不同材質(zhì)不同傳遞特性；
[0012](2)不同傳遞特性被定義成對被傳遞介質(zhì)有:親介質(zhì)與疏介質(zhì)二類。被傳遞介質(zhì)可以是水，油或熱。親介質(zhì)可以是親水，親油或熱的良導(dǎo)體中的一種；疏介質(zhì)可以是疏水，疏油或熱的不良導(dǎo)體中的一種；
[0013](3)該多層多孔材料至少有二層結(jié)構(gòu)，其中一層以親介質(zhì)組份材料為主。親介質(zhì)材料在該層所占覆蓋面積至少大于55 %，優(yōu)選)70 % ;
[0014](4)該材料實現(xiàn)水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，則至少包括親水性及疏水性兩種組份材料；
[0015](5)該材料實現(xiàn)油的動態(tài)定向吸附及轉(zhuǎn)移功能，則至少包括親油性及疏油性兩種組份材料；
[0016](6)該材料實現(xiàn)熱的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，則至少包括熱的良導(dǎo)體及熱的不良導(dǎo)體兩種材質(zhì)材料。
[0017].該材料實現(xiàn)對被傳輸介質(zhì)的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用針織結(jié)構(gòu)，包括單面緯編結(jié)構(gòu)、雙面緯編結(jié)構(gòu)、單針床經(jīng)編結(jié)構(gòu)、雙針床經(jīng)編結(jié)構(gòu)。
[0018].該材料實現(xiàn)被傳輸介質(zhì)的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用梭織結(jié)構(gòu)，包括平紋，斜紋和緞紋。
[0019].該材料實現(xiàn)被傳輸介質(zhì)的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用無紡結(jié)構(gòu)。
[0020].該材料實現(xiàn)被傳輸介質(zhì)的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用針織結(jié)構(gòu)、梭織結(jié)構(gòu)及無紡結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】
【附圖說明】[0021]圖1是本發(fā)明的多孔材料結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是實例一編織圖；
[0023]圖3是實例二編織圖；
[0024]圖4是實例三編織圖；
[0025]圖5是MMT (液態(tài)水管理特性測量儀)測試結(jié)果圖一；
[0026]圖6是MMT (液態(tài)水管理特性測量儀)測試結(jié)果圖二。
【具體實施方式】
[0027]實例一
[0028]本實施例中的織物運用針織單面緯編技術(shù)編織而成。
[0029]該織物結(jié)構(gòu)為4路一個編織循環(huán)，其編織圖如圖2。第一路:疏水紗在奇數(shù)織針(1、
3、)集圈編織，在偶數(shù)織針(2、4、)成圈編織，彈性紗以單面添紗方式在所有織針同時參與編織，并被疏水紗覆蓋。第二路:親水紗在所有織針成圈編織，彈性紗以單面添紗方式在所有織針同時參與成圈編織，并被親水紗覆蓋。第三路:在奇數(shù)織針(1、3、)成圈編織疏水紗在偶數(shù)織針(2、4、)集圈編織，，彈性紗以單面添紗方式在所有織針同時參與編織，并被疏水紗覆蓋。第四路:親水紗及彈性紗的編織方式同第二路。
[0030]在編織循環(huán)中，親水紗及疏水紗均采用積極送紗方式輸入。其中第一、三路疏水紗送紗速度大于等于第二、四路的親水紗送紗速度。彈性紗采用定速式或定力式輸入，并保證其有足夠的預(yù)伸長量。
[0031]上述方式編織的織物經(jīng)整理后，彈性紗由編織過程中的預(yù)伸長狀態(tài)回復(fù)收縮。這使得第一、三路中共同參與編織的疏水紗的集圈線圈轉(zhuǎn)移至織物的技術(shù)反面形成與皮膚接觸的織物面。
[0032]實例二
[0033]本實施例中的織物運用針織雙面緯編技術(shù)編織而成(圖3)。
[0034]該織物結(jié)構(gòu)為雙面添紗結(jié)構(gòu)織物，其編織圖如圖。疏水性紗線I及親水性紗線2以添紗方式在同一編織系統(tǒng)喂入，在針筒織針及針盤織針成圈時，保證紗線I覆蓋紗線2。
[0035]該織物靜態(tài)時，織物兩面均為疏水性紗線的線圈，拉伸時，織物兩面均改變?yōu)槭杷约喚€及親水性紗線所形成的線圈，并以縱條狀間隔。
[0036]實例三
[0037]本實施例中的織物運用針織經(jīng)編技術(shù)編織而成(圖4)。
[0038]該織物采用4梳結(jié)構(gòu)
[0039]GB4 (后梳)為彈力紗線，滿穿；GB3為疏水性紗線，滿穿；GB2，GBl為親水性紗線，GB2 2穿2空，GB13空2穿I空。該織物墊紗運動圖如圖，墊紗數(shù)碼如下:
[0040]GBl:3-2/2-3/2-1/1-2/1-0/0-1/1-2/2-1/2-3/3-2/3-4/4-3/4-5/5-4/4-3/3-4//
[0041]GB2:2-3/3-2/3-4/4-3/4-5/5-4/4-3/3-4/3-2/2-3/2-1/1-2/1-0/0-1/1-2/2-1//
[0042]GB3:1-0/1-2//
[0043]GB$:3-4/1-0//
[0044]為了證實本發(fā)明多孔材料的動態(tài)吸附轉(zhuǎn)移功能，對實施例一的織物進行動態(tài)水分含量測試(MMT測試儀)。織物由70D Tactel, 70D p.p及40DLycra編織而成。圖5為織物技術(shù)反面在不同拉伸(回復(fù))狀態(tài)時的含水率。圖6為以上拉伸(回復(fù))狀態(tài)時，織物技術(shù)正/反面的水?dāng)U散半徑、擴散速率及擴散時間的對比曲線。結(jié)果表明，該織物具有顯著的層轉(zhuǎn)換效應(yīng)以及水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能。
[0045]實例四
[0046]以卷曲絳綸短纖(疏水)為所設(shè)計無紡布的第一層；親水短纖(棉纖或異型截面化纖)與卷曲絳綸短纖以I ;1的比例制備無紡布的第二層，同時以100%的棉纖或異型截面化纖為最外層(第三層)，通過針刺或水刺實現(xiàn)最終的無紡布生產(chǎn)，從而實現(xiàn)上述對水的動態(tài)傳遞。
[0047]實例五
[0048]在實例一的基礎(chǔ)上，將疏水紗換成丙綸中空紗丙綸中空彈力絲50D/42F/2(生產(chǎn)廠家:浙江余姚制線廠)，將親水紗換成臺灣生產(chǎn)的涼感紗(FLYC00L70/48DTY涼爽纖維)，由此可以生產(chǎn)的該織物具有顯著的層轉(zhuǎn)換效應(yīng)以及水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能。
[0049]實例六
[0050]在實例一的基礎(chǔ)上，將疏水紗進一步進行疏水疏油整理。傳統(tǒng)的雙疏整理工藝都可以做為參考在此引用、由此可以生產(chǎn)的該織物具有顯著的層轉(zhuǎn)換效應(yīng)以及油的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能。
[0051]實例七
[0052]對于梭織面料，利用經(jīng)紗與緯紗都采用全棉包芯彈性紗線(JC32S+70D)。同時符合下列工藝要求,經(jīng)紗排列方法以經(jīng)密大于經(jīng)紗的直徑,重疊比例大約在3至20%之間。從而造成一部分經(jīng)紗會互相重疊。緯紗也使用彈性紗；經(jīng)紗經(jīng)過親水整理，緯紗分成二部分:一部分緯紗(66% )經(jīng)過疏水整理，一部分緯紗(34% )不做整理。入緯次序以二次疏水棉紗，一次未整理棉紗。牛仔布1/3斜織物組織結(jié)構(gòu)。織造完成后的面料經(jīng)過退漿整理使未整理棉紗恢復(fù)親水特性。同樣其他組織結(jié)構(gòu)如緞紋都可以實現(xiàn)此功能。
【權(quán)利要求】
1.一種多層多孔材料，該材料由至少二種不同表面能特性的組份材料按一定結(jié)構(gòu)規(guī)則組成；所得到的多層多孔織物在尺寸循環(huán)往復(fù)式變形過程，親疏材料所處位置隨之發(fā)生交替變化從而實現(xiàn)對介質(zhì)主動進行定向搬運。
2.根據(jù)要求1，該多層多孔材料至少有二種不同傳遞特性的材料組成；這二種組份材料可以是同一種材料不同的傳遞特性，也可以是不同材質(zhì)不同傳遞特性。
3.根據(jù)要求I與2，不同傳遞特性被定義成親介質(zhì)與疏介質(zhì)二類；親介質(zhì)可以是親水，親油或熱的良導(dǎo)體中的一種；疏介質(zhì)可以是疏水，疏油或熱的不良導(dǎo)體中的一種。
4.根據(jù)要求1，該多層多孔材料至少有二層結(jié)構(gòu)，其中一層以親介質(zhì)組份材料為主；親介質(zhì)材料在該層所占覆蓋面積至少大于55%,優(yōu)選> 70%。
5.根據(jù)要求1，該多層多孔材料至少有二層結(jié)構(gòu)，另一層以疏介質(zhì)組份材料為主；疏介質(zhì)材料在該層所占覆蓋面積至少大于55%，優(yōu)選> 70%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述，該材料實現(xiàn)水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，至少包括親水性及疏水性兩種組份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述，該材料實現(xiàn)油的動態(tài)定向吸附及轉(zhuǎn)移功能，至少包括親油性及疏油性兩種組份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述，該材料實現(xiàn)熱的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，至少包括熱的良導(dǎo)體及熱的不良導(dǎo)體兩種材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1、2、3所述，該材料實現(xiàn)水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用針織結(jié)構(gòu)，包括單面緯編結(jié)構(gòu)、雙面緯編結(jié)構(gòu)、單針床經(jīng)編結(jié)構(gòu)、雙針床經(jīng)編結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1、2、3所述，該材料實現(xiàn)水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用梭織結(jié)構(gòu)，包括平紋、斜紋和緞紋。
11.如權(quán)利要求1、2、3所述，該材料實現(xiàn)水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用無紡結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1、2、3所述，該材料實現(xiàn)水的動態(tài)吸附及轉(zhuǎn)移功能，可采用針織結(jié)構(gòu)、梭織結(jié)構(gòu)及無紡結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】D06N7/04GK103710998SQ201210378024
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月8日
【發(fā)明者】李翼, 周金云, 曹旭勇, 胡軍巖, 姚磊 申請人:理大產(chǎn)學(xué)研基地(深圳)有限公司