（服装设计与工程专业论文）空调纤维及其针织物的性能研究.pdf

o ， c l a s s i f i e di n d e x ：t s 9 41 4 u d c ：2 4 d i s s e r t a t i o nf o rt h em a s t e r d e g r e ei ne n g i n e e r i n g s t u d yo nt h ep e r f o r m a n c e so f a i r - co n d i t i o n i n gf i b e ra n di t s ca n d i d a t e ： k n i t t e df a b i u cs s u p e r v i s o r ： a c a d e m i c d e g r e ea p p l i e df o r ： s p e c i a l i t y ： d a t eo fs u b m i s s i o n ： w a n gy a n y i p r o f f e n ga i f e n m a s t e ro fe n g i n e e r i n g c o n s u m ed e s i g na n dt h e o r y n o v ，2 0 0 9 d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ：d e c ，2 0 0 9 u n i v e r s i t y ： 2 h e b e iu h i v e r s 埘o fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y ， ( 河北科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：俳 卅1 年l f 月f6 日 指导教师签名： 挪尹年月，易日 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 回不保密。 ( 请在以上方框内打“， ) 学位论文作者签名：面椎l | 龟 指导教师签名： 如胡年 | f ，月f 日 狮6 b 摘要 摘要 服装材料是服装的基本物质要素。随着人们生活质量的提高，人们的消费理念 在发生翻天覆地的变化，服装材料各种各样的功能性和舒适性也成为人们追求的目 标，了解消费者的需求，从而开发出符合消费者要求的新产品，是服装材料仓0 新发 展的更高层次和最终目标。因此，面料与服装的实用功能就更加趋向多方面。例如： 秋冬季气候变化无常，气温温差较大，人们往往因更换服装的不及时而导致诸多疾 病的频繁发作，这就对服装的保温和调温功能提出了更高的要求，开发新型调温织 物将有良好的发展前途和广阔的应用前景。 论文所研究的空调纤维是在粘胶纤维的纺丝液中加入含有相变材料的微胶囊， 喷丝而成，即称粘胶型空调纤维，它是一种双向温度调节的保温材料，在环境温度 较高时具有吸热功能，而在环境温度较低时具有放热功能，在根本上扩展了原有纤 维的功能，极大的改善了传统服装的舒适性和对环境温度的适应性。 目前，空调纤维的应用极其广泛，论文主要研究该种空调纤维及其针织物的各 项性能，从而找出它的优缺点，为其在今后不断地完善和推广提出理论依据和指导。 由于本文所研究的空调纤维属粘胶型，故对其性能的研究采用了与普通粘胶纤 维进行对比的方法。从纤维的外观手感、截面形态、断裂强度、吸湿性、摩擦性、 燃烧性和耐化学品性能等方面进行了系统的测试，得出空调纤维手感柔软，有光泽， 截面形态与普通粘胶相似，吸湿性很好，耐化学品性能优良。但同时也存在一定的 缺点，比如强力和断裂伸长率有所下降，通过对比分析，找出了空调纤维各项性能 的优缺点，为它以后不断地弥补不足指明方向，并为空调纤维的纺纱、成布提出注 意事项和技术要求。 基于所研究空调纤维的各种性能，设计出了6 种不同的空调纤维与棉纤维的混 纺针织物，采用两种混纺比8 0 2 0 和5 0 5 0 ，两种纱线细度1 8 5 t e x 和1 4 8 t e x ，并有 单纱和双纱。通过大量的交叉对比试验，从其调温性能、力学性能、透气性能、耐 磨性能、吸湿性能、刚柔性能、悬垂性、起毛起球性等方面进行系统分析，掌握了 其单项性能间的优劣差异。 最后以穿着舒适性的优良程度为基础，采用模糊综合评判的方法综合性的对6 种面料进行了评判和分析，得出混纺比为8 0 2 0 的织物性能均优于混纺比为5 0 5 0 的 织物。空调纤维的比例增加，不仅可以提高织物的调温性能，而且可以优化织物的 综合性能。纬平针织物的综合性能均优于珠地网眼组织，穿着更为舒适。最优面料 所选用的混纺比、组织参数、纱线细度、后整理工艺都将对以后针织面料的设计提 河北科技人学硕十学何论文 考依据。 词空调纤维；调温；性能；优劣；综合评判 i i 一 i a b s t r a c t a b s t r a c t c l o t h i n gm a t e r i a li st h eb a s i cp h y s i c a le l e m e n to ft h ec l o t h e s 、胁t 1 1t h ei m p r o v e m e n t o nt h eq u a l i t yo fp e o p l e sl i v e s ，e a r t h s h a k i n gc h a n g e sh a v et a k e np l a c ei np e o p l e s c o n s u m p t i o nc o n c e p t s ，aw i d ev a r i e t yo fc l o t h i n gm a t e r i a l so ff u n c t i o n a l i t ya n dc o m f o r t h a v eb e c o m et h eg o a lf o rp e o p l et op u r s u e ，u n d e r s t a n d i n ge o n s b m e r s d e m a n d s ，a n dt h u s d e v e l o p i n gn e wp r o d u c t st om e e t t h e ma r et h eu l t i m a t eg t n d ：a n dah i g h e rl e v e la b o u tt h e i n n o v a t i v ed e v e l o p m e n to fc l o t h i n gm a t e r i a l s t h e r e f o r e ，。t h ep r a c t i c a lf u n c t i o no ff a b r i c a n dc l o t h i n gw i l lh a v em o r ea s p e c t s f o re x a m p l e ：i na u t u m na n dw i n t e r , t h ec l i m a t ev a r i e s s h a r t l y , a n dt h et e m p e r a t u r eo f t e nh a sal a r g e rd i f f e r e n c e ，p e o p l eo f t e nc a t c hm a n yd i s e a s e s c a u s e db yn o tr e p l a c e i n gt h ec l o t h e si n t i m e ，w h i c hc a l l sf o rh i g h e rr e q u i r e m e n t sa b o u t t h ef u n c t i o no ft h et e m p e r a t u r ep r e s e r v a t i o na n dr e g u l a t i o n , t h ed e v e l o p m e n to fn e w t h e r m o s t a tf a b r i cw i l lh a v eg o o dp r o s p e c t so fd e v e l o p m e n ta n db r o a d a p p l i c a t i o n t h e m a k i n gp r o c e s so ft h ef i b e rs t u d i e db yt h i st h e s i si st h a ta d d i n gm i c r o - c a p s u l e s c o n t a i n i n gp h a s e - c h a n g em a t e r i a lt ot h es p i n n i n gs o lu t i o no f t h eo r d i n a r yv i s c o s ef i b e r s ，s o i tc a l l e dv i s c o s ea i r - c o n d i t i o n i n gf i b e r i ti sat e m p e r a t u r ec o n t r o l l i n gf i b e rw h i c hc a na d j u s t t h et e m p e r a t u r et h r o u g ht w oo p p o s i t ed i r e c t i o n s ，i tw i l la b s o r bh e a tw h e nt h et e m p e r a t u r e a r o u n di sh i g h e ra n dw h e nt h et e m p e r a t u r ei sl o w e r , i tw i l lr e l e a s eh e a to p p o s i t e l y , a n dt h u s ， i t e x p a n d e dt h ef u n c t i o no fo r i g i n a lf i b e r , a n d a l s og r e a t l yi m p r o v e dt h ef u n c t i o no f c o m f o r ta n d a d a p t a b i l i t yt oe n v i r o n m e n t a lt e m p e r a t u r eo ft r a d i t i o n a lc l o t h i n g p r e s e n t l y , a i r - c o n d i t i o n i n gf i b e ri su s e da l lo v e rt h ew o r l d ，t h ep a p e rm a i n l ys t u d i e s t h ep r o p e r t i e so ft h i sa i r - c o n d i t i o n i n gf i b e ra n di t sk n i t t e df a b r i c s ，i no r d e rt oi d e n t i f yi t s s t r e n g t h sa n dw e a k n e s s e s ，a n dt h e nt h e o r e t i cb a s i sa n dg u i d a n c ef o ri t sb e t t e ri m p r o v e m e n t a n dp r o m o t i o ni nt h ef u t u r ew e r ep u tf o r w a r d b e c a u s eo ft h es t u d i e da i r - c o n d i t i o n i n gf i b e ri sm a d eo fv i s c o s e ，t h e r e f o r e ，t h es t u d y o ft h ep e r f o r m a n c e sw e r eb a s e do nt h ec o n t r a s t sb e t w e e nt h ea i r - c o n d i t i o n i n gf i b e ra n dt h e o r d i n a r yv i s c o s ef i b e r , s os y s t e m i ct e s t so nt h ef i b e re x t e r i o ra p p e a r a n c ea n dh a n d l e ， c r o s s s e c t i o n a l s h a p e ，f r a c t u r e s t r e n g t h ，m o i s t u r ea b s o r p t i o n a n df r i c t i o n a l t e r m s ， c o m b u s t i o na n dc h e m i c a lr e s i s t a n c e a r e m a d e ，t h et e s t i n gr e s u l t ss u g g e s tt h a t a i r - c o n d i t i o n i n gf i b e r f e e l ss o f t ，s h i n y , c r o s s s e c t i o n a ls h a p ei ss i m i l a rt oo r d i n a r y v i s c o s e f i b e r , h y g r o s c o p i c i t ya n dc h e m i c a lr e s i s t a n c ea r eg o o d ，a tt h es a l t l et i m et h e r ea r e s o m es h o r t c o m i n g s ，s u c h a s s t r e n g t h a n dt e n s i l es t r e t c hi s d e c r e a s e d ，t h r o u g ht h e i i i 河北科技人学硕十学何论文 c o m p a r a t i v ea n a l y s i s ，t h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h ea i r - c o n d i t i o n i n gf i b e r s p e r f o r m a n c ea r ei d e n t i f i e d ，r i g h td i r e c t i o ni ss h o w nf o rp r o m o t i n gi t sa d v a n t a g e sa n d m a k i n gu pi t sd i s a d v a n t a g e si nt h ef t l t u r ec o n t i n u e l y , a n da l s ot h en o t i c ea n dt e c h n i c a l r e q u i r e m e n t sa r er a i s e df o rs p i n n i n g ，w e a v i n gb ya i r - c o n d i t i o n i n gf i b e r b a s e do nt h ev a r i o u s p e r f o r m a n c e so ft h ea i r - c o n d i t i o n i n gf i b e r , 6 d i f f e r e n t f i r - c o n d i t i o n i n gf i b e ra n dc o t t o nf i b e rb l e n d e dk n i t t e df a b r i c sa r ed e s i g n e d ，w h i c hu s et w o k i n d so fb l e n dr a t i o8 0 2 0a n d5 0 5 0 ，t w ok i n d so fy a mf i n e n e s sa r e18 5 t e xa n d14 8 t e x ， a n dt h e ya r ed i v i d e di n t o s i n g l ey a ma n dd o u b l ey a r n s t h r o u g hal a r g en u m b e ro f c r o s s - c o m p a r i s o nt e s t s ，t h e i rt e m p e r a t u r er e g u l a t i o np r o p e r t y , m e c h a n i c sp r o p e r t y , p o r o s i t y p e r f o r m a n c e ，a b r a s i o n r e s i s t a n c ep e r f o r m a n c e ，m o i s t u r er e g a i np e r f o r m a n c e ，r i g i d i t ya n d s o f t n e s sp e r f o r m a n c e ，d r a p ep e r f o r m a n c e ，p i l l i n gp e r f o r m a n c ea r es y s t e m i ca n a l y z e d t h e d i f f e r e n c e so ft h ep e r f o r m a n c eb e t w e e nt h e i ri n d i v i d u a la d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e sa r e g r a s p e d f i n a l l y , b a s e do nt h ed e g r e eo fw h e t h e ri tw e a r sc o m f o r t ，t h em e t h o do fv a g u e m a t h e m a t i c si su s e dt oa n a l y z et h es i xf a b r i c sb ys y n t h e s i s ，t h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h e f a b r i cp e r f o r m a n c e so fb l e n dr a t i o8 0 2 0i sb e t t e rt h a nt h eb l e n dr a t i o5 0 5 0 t h eh i g h e r c o n t e n t so fa i r - c o n d i t i o n i n gf i b e rn o to n l yc a nd e v e l pt h ep e r f o r m a n c eo ft h ef a b r i c s t e m p e r a t u r ea d j u s t m e n t ，b u ta l s oc a no p t i m i z et h es y m t e m i cp e r f o r m a n c e s e c o n d l yt h e p l a i nk n i tf a b r i c sa r ea l lb e t t e rt h a nc l o s e - m e s ss t i t c hf a b r i c t h eb l e n dr a t i o ，t e x t u r ep a r a m e t e r s ，y a mf i n e n e s sa n dt h et e c h n i c s o ft h ef i n i s h i n g p r o c e s so ft h e e x c e l l e n t e s tf a b r i cw i l lp r o v i d ear e f e r e n c eb a s i sf o rd e s i g n i n gt h en e w k n i t t e df a b r i c si nt h e 】t l l r e k e yw o r d sa i r - c o n d i t i o n i n gf i b e r ；t e m p e r a t u r ea d j u s t m e n t ；p e r f o r m a n c e ；s t r e n g t ha n d w e a k n e s s ；j u d g e m e n tb ys y n t h e s i s 目录 目录 摘要i a b s t r a c t 1 i i 目录，v 第l 章绪论。1 1 1 空调纤维简介1 1 2 空调纤维的国内外研究现状2 1 2 1 国外的研究现状2 1 2 2国内的研究现状3 1 3 本课题研究的目的和意义4 1 4 本课题研究的主要内容。5 1 4 1 空调纤维的性能5 1 4 2 面料设计5 1 4 3 空调纤维针织物的服用性能5 1 a 4 模糊综合评判5 第2 章空调纤维的性能7 2 1空调纤维的外部形态基本特征7 2 1 1 手感目测观察空调纤维的外观7 2 1 2 空调纤维的截面形态7 2 2 空调纤维的线密度8 2 3 空调纤维的强伸性能9 2 3 1 实验方法9 2 3 2 实验结论与分析1 0 2 4 空调纤维的摩擦性能1 1 2 4 1实验方法11 2 4 2 实验结果与分析。1 2 2 5 空调纤维的吸湿与导电性能1 4 2 5 1 实验方法1 5 2 5 2 实验结果与分析1 6 2 6 空调纤维的燃烧性能17 2 6 1 实验方法1 7 v 河北科技大学硕士学位论文 2 6 2 实验结果与分析1 7 2 7空调纤维的耐化学品性能1 8 2 7 1 实验方法1 8 2 7 2 实验结果与分析。1 9 2 8 本章小结2 0 第3 章空调纤维针织物的设计与织造2 1 3 1 织物组织设计2 1 3 2 面料的织造2 1 j 3 2 1原料i 2 1 。 3 2 2 织物的织造2 f 3 3 织物的整理2 2 3 4 织物的物理参数2 3 3 5 本章小结2 3 第4 章空调纤维针织物的性能2 5 4 1 调温性能2 5 4 1 1 实验方法2 6 4 1 2 实验结果与分析2 7 4 2 机械性能2 8 4 2 1 顶破强力2 8 4 2 2 耐磨性31 4 3 舒适性3 2 4 3 1 透气性3 2 4 3 2 吸湿导湿性3 5 4 4 外观性能3 9 4 4 1刚柔性3 9 4 4 2 悬垂性4 1 4 4 3 起毛起球性4 2 4 5 本章小结。4 6 第5 章模糊综合评判4 9 5 1 模糊综合评判的基本方法4 9 5 1 1 模糊综合评判的基本方法与原理4 9 5 1 2 模糊综合评判的基本步骤5 0 5 26 种织物的模糊综合评判5 4 5 2 1 建立因素集5 4 一 目录 5 2 2 计算权重5 4 5 2 3 确定评判集5 6 5 2 4 结果分析5 7 5 3 本章小结5 7 结论5 9 参考文献6 3 攻读硕士学位期间所发表的论文6 4 致j 射6 5 _ 第】章绪论 第1 章绪论 1 1 空调纤维简介 纤维材料的品种繁多，除了传统的棉、毛、麻、丝、涤纶、腈纶、锦纶等常见 品种外，新型纤维及其面料层出不穷，其中从2 0 世纪9 0 年代发展的智能材料比功 能材料更优越【1 1 。随着科学技术的发展、人们生活水平的不断提高以及旅游业的迅速 兴起f 2 ，人们对服装舒适性和智能化的要求日益提高，例如，春秋季节气候变化无常， 气温温差较大，人们往往因更换服装不及时丽导致诸多疾病的频繁发作，这就对服 装的保温和调温功能提出了更高要求。因此，开发新型调温纤维织物将有良好的发 展前景和广阔的应用空间。 空调纤维是一种智能调温纤维，它可以根据周围环境温度的变化，在一定的温 度范围内自由调节纺织品内部温度 3 1 ，当外界环境温度升高时，可储存能量；当外界 环境温度降低时，可释放能量，使纺织品内部温度波动相对较少，可以在温度振荡 的环境中反复使用1 4 ，人穿着、使用时会感觉更加舒适1 5 j 。 空调纤维把相变材料技术应用于纺织领域，通过纺织品表面或者纤维内含有的 相变材料来达到调节温度的目的1 6 。它利用物质相变过程中释放或吸收潜热来保持温 度不变1 7 ，实现了温度的双向调节。目前国内外常见吸湿排汗纤维的温度调节原理是 利用纤维表面的异形沟槽排出汗液，只能实现温度的单向调节f s j ，传统的保温材料也 主要是通过绝热方法来避免皮肤温度降低过多，而空调纤维的保温机理则对变形、 水分和气压不敏感，也无过闷、厚重感觉，能为人体提供舒适的微气候环境。其原 因在于相变材料是提供热调节，而不是热隔绝例。 空调纤维的核心技术是将一种微胶囊包裹的相变材料【10 1 ，涂层或植入织物或纤 维内部，通过其固液状态相互转化，吸收或释放热量来对温度起一定的调节作用， 相变材料的种类很多，并不是每一种相变材料都可以应用在纺织服装中l l ，并且微 胶囊的制备方法很多，主要可分为化学法、物理化学法、机械加工法三大类l l 夏1 3 】。 相变材料( p h a s ec h a n g em a t e r i a l s ，简称p c m ) 具有高效的热吸收存储和释放性能，它 具有良好的温控能力【1 4 】。在实际应用中，微胶囊中相变材料的含量一般不超过8 0 ， 其相变潜热一般在1 0 0 - - 2 0 0 j g 之剐1 5 】，它能随外界环境温度的变化在人体皮肤表层， 作出相应的反应，同时对温湿度的变化起定缓冲作用，使人体长期处于舒适状态 中。空调纤维制成的服装，由于存在成千上百万个具有能量转换功能的相变材料微 胶囊，其不间断地吸收和释放能量，有效的调节温度，使其保持在一个使人体感觉 很舒适的温度范围中，在冬季，空调纤维服装可以吸收人体活动时产生的热量，使 河北科技大学硕士学位论文 人不会感觉到热，当人不活动后，服装又可以释放吸收到的能量，使人不会感觉到 冷，夏季也会有同样的效果，因此，空调纤维可以制成冬暖夏凉的服装1 2 j 。这种服装 的出现改变了人们对传统服装的认识，其产品有很大的发展空间1 1 6 1 。 随着高新技术的不断发展，空调纤维还会继续发展完善，它将逐渐走向人们的 日常生活，在各个方面受益于人们，特别是长年在野外、室外工作的地质队员、军 人、考古工作者、游客及对温度变化比较敏感的老人和婴幼儿等l l 。主要包括：航 空航天；运动装、军装；普通服装；床上用品等方面i l 剐。 1 2 空调纤维的国内外研究现状 1 2 1 国外的研究现状 1 9 8 7 年美国t r i a n g l e 公司的b r y a n ty v o n n eg 和c o l v i n d a v i dp 等阐述了奖相变 材料加入纺织纤维中的可能性，他们制备出了具有吸热和放热功能的相变材料微胶 囊，并将这些微胶囊添加到纺丝液中，制备出了具有智能调温功能的纤维 1 9 1 。1 9 8 9 年t r i a n g l e 公司又通过整理加工的方法，将相变材料微胶囊施加到织物上，制成了智 能调温纺织品1 2 0 1 。 近几年，在美国和欧洲市场上流行的智能调温材料主要是o u s t l a s t 纤维1 2 ，是美 国太空总署为登月计划而研发，于1 9 8 8 年开发成功，1 9 9 4 年首次用于商业用途，1 9 9 7 年在户外服装中使用，现在已广泛用于时装和床上用品 2 2 j ，o u t l a s t 空调纤维是一种 新型智能调温纤维，将含有相变材料( 碳氢化蜡) 的微胶囊植入腈纶纤维内部，这 种相变材料可以用潜热能的形式吸收和释放热量，从而保持一个舒适的温度范围。 纺织工业南方测试中心通过热分析法测出o u t l a s t 腈纶纤维中含有热敏相变材料的吸 热、放热性能：融熔吸热温度范围为2 4 o 3 2 0 ，吸热焓值为4 3 j g ，结晶放热温度 范围为2 3 5 1 9 5 ，放热焓值为2 4 j g t 2 3 j 。o u t l a s t 空调纤维弹性面料具有柔软的手感、 优异的蓬松性、良好的染色性，满足了人们对健康舒适的要求1 2 4 ，可以纯纺，也可 以与棉、毛、粘胶等混纺，可以机织，也可以针织【2 引。但是o u t l a s t 空调纤维由于自 身的性能特点，在纺织过程中存在一定问题，如静电问题严重；微胶囊易破裂；织 物规格设计有局限性【掬，同时，吸湿易变硬、散湿差、抗皱性差【2 。 l9 9 9 年f r i s b y 公司开始生产具有冷却效果的背心。可提供给在极热环境下工作 的工人、士兵等穿着，冷却效果可保持4 h 。该公司还将相变材料的微胶囊添加在泡 沫、织物和无纺布中，产品可制成手套、鞋、服装、医用带和各种家用装饰品l l 引。 美国w i l l a r dw i l l i a mf 制备的含智能调温纤维的多功能针织物有三层组成，底层 采用具有芯吸效应的纤维，上层采用耐磨型纤维，中层为含相变材料的纤维，制成 了多功能针织物l 。此种多功能服装大大满足了人们对服装的多方面要求，是服装业 的一大进步。 2 第1 章绪论 日本小松精练公司开发了具有吸热、贮热和保暖功能的织物“d y r m l i v e ”，并 于1 9 9 8 年4 月正式上市销售。小松精练公司的方法是引进微孔胶囊，使空气热传导 性降低。微孔胶囊分布于纤维表面及纤维相互间的空隙内，胶囊内的闭塞空气有防 止热传导的作用，纤维相互间的胶囊起着限制因热转移而产生的气流，对其纤维织 物进行整理加工后可具有良好的保暖性。“d y n a l i v e ”的用途：各种室外便服、睡袋、 运动用品、罩子布、内衣、医学用品以及床上用品、农业原料和建筑材料等l2 9 1 。 2 0 0 0 年1 1 月在德国法兰克福a v a n t e x 高科技服装面料和时装工程的国际论坛 上，a c o r d i s 公司展示了一种新型调温纤维。该纤维具有调温和贮热保温功能，可使 人体皮肤处于较舒适的温度，其温度调节是以m c p c m 为基础的连续互动过程1 3 o 3 1 j ， 优越于以保温为基础的传统保温机理。 日本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p r e t h e r m oc 2 5 和p r e t h e r m oc 3 1 ( 简称p r e t h e r m oc 系列) ，可用于丝 绸之外的纺织面料的整理，整理后，纺织品的表面，保温性稳定，温度适宜1 3 2 1 。 瑞士s c h o e l l e r 公司推出了可弹性调整温度的c - c h a n g e 仿生学温度薄膜。满足了消 费者对于衣服的透气性、舒适感和运动灵活度的基本需求。 在利用相变材料制备调温纤维方面，美国、德国、日本、瑞典、韩国、新加坡、 葡萄牙等都己在进行研究，申请了许多专利，但已实现商业化生产的调温纤维品种 较少，主要为腈纶纤维。美国o u t l a s t 公司与k e l h e i m 纤维公司合作研制了新型智能 调温粘胶纤维，首次将o u s t l a s t 技术运用到粘胶纤维中去。o u t l a s t 粘胶纤维集中了普 通粘胶纤维的所有优点，例如：良好的柔软性；高吸湿性和抗静电性；易染色；悬 垂性好等p 扪。 1 2 2 国内的研究现状 我国在空调纤维的研发方面还比较滞后，主要是在引进的国外技术的基础上进 行深入研究，还不够成熟，均处于发展阶段。 天津工业大学张兴祥等以石蜡、聚醚、脂肪族聚酯、聚酯醚等聚合物等作为纤 维的芯或岛组分的主要成分，采用熔融复合纺丝方法，制各了调温功能纤维 3 4 1 。2 0 0 3 年保定雄亚纺织集团与美国安伯士国际集团合作，开发生产出相变调温洛科绒线， 并在国内首次生产出冬暖夏凉的相变调温服装1 1 剐。 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于2 0 0 7 年3 月 共同研制丌发了智能牛奶蛋白调温纤维，含有天然牛奶蛋白的营养材料，亲肤性好， 为继续研制新型智能面料创造了充分条件1 3 4 。 金华新佳家纺有限公司2 0 0 7 年9 月研制出了自动调温被芯，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。在常温下被芯处于休眠状 3 切，已经把空调纤维的国产化作为研究的热门话题。与此同时，在资源日趋紧张的 今天，智能空调纤维的开发及应用在能源节约方面也迈进了一大步。 河北吉林藁城化纤公司粘胶型空调纤维的推出，填补了我国纤维行业的一项空 白，对于提高我国纺织产品的科技水平和竞争力具有重要意义。目前，因对此种纤 维的性能研究欠详尽，相关报道不是很多，空调纤维的纺纱技术以及在服装上的应 4 第1 章绪论 用受到了限制，不利于其发展。虽然对于空调纤维的机织物的织造过程国内已有研 究，但是对于针织物尤其是粘胶型空调纤维针织物在纺纱、织造上的技术要点及性 能研究还不成熟，有待于进一步发展。于是本课题对空调纤维的性能研究便成为新 型智能纤维应用与推广的基础和关键技术，在空调纤维的研发方面发挥重要作用。 1 4 本课题研究的主要内容 本课题为石家庄市科技局科技攻关项目，主要研究河北吉藁化纤公司生产的粘 胶型空调纤维及其针织物的性能。此种空调纤维是在粘胶纤维的纺丝液中加入微胶 囊，利用微胶囊中的相变材料吸热、放热，达到调温的作用。研究内容包括： 1 4 1 空调纤维的性能 ( 1 )空调纤维的外观与手感 ( 2 )空调纤维的线密度 ( 3 )空调纤维的强伸性能 ( 4 )空调纤维的吸湿和导电性能 乞 ( 5 )空调纤维的摩擦性能 ( 6 )空调纤维的燃烧性能 ( 7 )空调纤维的耐化学品性能二 1 4 2 面料设计 根据空调纤维的各项性能指出其在纺纱成布中的技术要点和注意事项，设计织 造针织物。 1 4 3 空调纤维针织物的性能 ( 1 )空调纤维针织物的调温性能 ( 2 )空调纤维针织物的力学性能测试与分析 ( 3 )空调纤维针织物的耐磨性能测试与分析 ( 4 )空调纤维针织物的透气性能测试与分析 ( 5 )空调纤维针织物的吸湿透湿性能测试与分析 ( 6 )空调纤维针织物刚柔性能测试与分析 ( 7 )空调纤维针织物的悬垂性能测试与分析 ( 8 )空调纤维针织物的起毛起球性测试与分析 根据实验结果分析面料性能的优缺点，并分析造成优劣差异产生的可能原因。 5 6 因素 第2 章空调纤维的性能 第2 章空调纤维的性能 本实验以细度为5 7 7 d t e x 的粘胶型空调纤维和普通粘胶纤维为实验材料，经过 对比试验，分析此种空调纤维各项性能的优劣。 纺织纤维是纺织工程的基础原料，纤维的结构性能与纺纱工艺、织造工艺、染 整工艺及纺织产品的质量和使用性能关系密切。通过检测，掌握纤维原料的基本性 能，对于优化纺、织、染各道工序的工艺设计以及新产品的开发都很重要【3 引。 2 1空调纤维韵外部形态基本特征 2 1 1手感目泓观察空调纤维的外观 粘胶系列纤维手感目测检验的项目有：颜色、光泽、弹性、柔软性、声响等内 容。经过观察，得知： ( 1 )空调纤维的颜色比普通粘胶较黄，且蓬松，光泽度不及普通粘胶纤维： 这与生产原料用量和生产工艺有密切关系。 ( 2 ) 空调纤维的柔软性较普通粘胶差，较硬，卷曲度小。手抓发出“嚓嚓”声 响，声音较普通粘胶粗且大，并伴有微振动，此现象说明此空调纤维比电阻、含油、 卷曲、抱合力差，在生产中会出现粘卷、堵喇叭口，缠皮辊等现象0 9 1 。 ( 3 )空调纤维和普通粘胶纤维均为短纤维，且细度较细。 2 1 2 空调纤维的截面形态 不同纤维的横、纵截面形态各不相同，因此常根据纤维的纵向和横向截面的形 态特征结合其物理、化学性质进行鉴别和质量分析，同时纤维的截面形态对于研究 染料在纤维内的渗透扩散程度、浆料在纱线上的包覆情况、混纺纱中不同纤维分布 特征以及织物的组织结构都有很大的帮助和参考价值。空调纤维是一种纤维素纤维。 以纤维素为主体，测试横、纵截面图像观测结果如表2 1 所示： 通过空调纤维和普通粘胶纤维横、纵向截面的对比图片可以清晰的看出：空调 纤维和普通粘胶纤维均具有较明显的光滑平整纵向结构，表面有平行于纤维轴向的 不规则沟槽，有利于纤维的吸湿、导湿和放湿；横截面外缘呈不规则