本發(fā)明屬于自開(kāi)合面料，特別涉及一種疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、濕控自開(kāi)合面料是一種能夠根據(jù)環(huán)境濕度或人體汗液濕度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)透氣性的智能紡織品，深受高性能運(yùn)動(dòng)服、戶外防護(hù)服、單兵作戰(zhàn)服、航天服內(nèi)襯以及機(jī)器人柔性皮膚等新興前沿領(lǐng)域的青睞。濕控自開(kāi)合面料的應(yīng)用核心在于動(dòng)態(tài)適應(yīng)環(huán)境與人體需求，隨著材料科學(xué)與柔性電子技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用場(chǎng)景將加速滲透至高科技領(lǐng)域以及日常生活。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，濕控自開(kāi)合面料通過(guò)模擬植物葉片氣孔的開(kāi)合行為，實(shí)現(xiàn)微觀孔隙的動(dòng)態(tài)調(diào)控；通過(guò)將濕度敏感層與支撐層結(jié)合、激光切割等實(shí)現(xiàn)面料微觀結(jié)構(gòu)的精確控制；通過(guò)模擬松果在潮濕時(shí)閉合、干燥時(shí)打開(kāi)的機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的濕度響應(yīng)。現(xiàn)有面料大多采用雙層異質(zhì)復(fù)合設(shè)計(jì)，即以吸濕性較大的親水類材料作為主動(dòng)層，而吸濕性較小的疏水類材料作為被動(dòng)支撐的從動(dòng)層。當(dāng)環(huán)境濕度升高時(shí)，主動(dòng)層吸濕膨脹產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)層形變使面料微結(jié)構(gòu)(如纖維間隙或片狀單元)打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)透氣性增強(qiáng)；而濕度降低時(shí)，主動(dòng)層脫水收縮帶動(dòng)結(jié)構(gòu)閉合。然而，此類設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中存在以下關(guān)鍵問(wèn)題：
3、其一，雙層異質(zhì)材料吸濕響應(yīng)特性不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)性能失衡。疏水從動(dòng)層的吸濕率極低，雖能通過(guò)高疏水性維持結(jié)構(gòu)剛性以促進(jìn)窗口打開(kāi)，但其與親水主動(dòng)層的吸濕率差異過(guò)大，導(dǎo)致吸濕-干燥循環(huán)中兩層的形變速率與恢復(fù)能力顯著不同。尤其在環(huán)境濕度下降時(shí)，親水層快速失水收縮，而疏水層因缺乏吸濕滯后性無(wú)法同步響應(yīng)，導(dǎo)致界面應(yīng)力釋放延遲，顯著延緩窗口閉合速度，甚至出現(xiàn)閉合不完全現(xiàn)象。這種動(dòng)態(tài)響應(yīng)的不對(duì)稱性嚴(yán)重制約了面料對(duì)濕度變化的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)能力，且在頻繁干濕交替環(huán)境中易引發(fā)結(jié)構(gòu)疲勞。
4、其二，異質(zhì)材料界面穩(wěn)定性與親膚性矛盾。疏水層與親水層的熱膨脹系數(shù)及力學(xué)模量差異易引發(fā)反復(fù)形變下的層間剝離，而通過(guò)纖維表面改性或納米涂層雖能部分改善界面結(jié)合強(qiáng)度，卻進(jìn)一步增加了材料剛性，限制主動(dòng)層的形變自由度。此外，疏水層的低回潮率導(dǎo)致其親膚性較差，長(zhǎng)期接觸皮膚易引發(fā)悶熱感與不適，難以滿足貼身服裝對(duì)舒適性的嚴(yán)苛要求。
5、因此，本申請(qǐng)開(kāi)發(fā)一種兼具高界面穩(wěn)定性、高濕度響應(yīng)靈敏度與優(yōu)異穿著舒適性的濕控開(kāi)合面料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中動(dòng)態(tài)性能失衡、耐久性不足及親膚性差的核心缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料，所述面料包括主動(dòng)層、從動(dòng)層和切口，所述主動(dòng)層的為高吸水型材料；所述從動(dòng)層為疏水纖維與親水纖維混紡面料。
2、進(jìn)一步地，所述疏水纖維包括滌綸。
3、進(jìn)一步地，所述疏水纖維包括圓形纖維和異形纖維。
4、進(jìn)一步地，所述高吸水型材料包括高吸水型聚氨酯。
5、進(jìn)一步地，所述異形纖維包括三角形、丫形、五角形、三葉形、四葉形、五葉形、扇形、中空形。
6、優(yōu)選的，所述異形纖維包括圓中空滌綸纖維，三角中空滌綸纖維，扁平滌綸纖維，三葉形滌綸纖維。
7、進(jìn)一步地，所述親水纖維包括棉、麻、絲。
8、進(jìn)一步地，所述疏水纖維與親水纖維混紡比為65-80：35-20，如滌/棉65/35混紡，滌/亞麻80/20混紡，滌/蠶絲80/20混紡，滌/蠶絲70/30混紡。
9、進(jìn)一步地，所述自開(kāi)合面料的制備方法，包括如下步驟：
10、(1)制備聚氨酯涂層：將聚氨酯與溶劑混合均勻后，涂覆于疏水纖維與親水纖維混紡面料表面，形成主動(dòng)層；
11、所述聚氨酯選擇高吸水型聚氨酯；
12、所述從動(dòng)層克重、主動(dòng)層厚度比例為150-200g/m2：1.5-2mm；
13、所述溶劑包括四氫呋喃；
14、所述聚氨酯、溶劑的質(zhì)量比為1：10-15；
15、所述疏水纖維與親水纖維混紡面料中疏水纖維、親水纖維混紡比為65-80：35-20。
16、所述疏水纖維與親水纖維混紡面料包括針織面料、機(jī)織面料。
17、以100％疏水纖維制成的面料為從動(dòng)層時(shí)，聚氨酯、溶劑的質(zhì)量比比為1：18，聚氨酯涂層的厚度一般為1mm，加入親水纖維后，從動(dòng)層的吸水性增大，減小了主動(dòng)層與從動(dòng)層的吸濕差，在一定程度上，影響窗口的打開(kāi)，需增加聚氨酯涂層的厚度和濃度。
18、(2)制備切口：通過(guò)激光切割在主動(dòng)層表面形成切口，制得疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料；
19、所述切口為弧形切口，切口的縱橫比為65％-80％，切口方向與從動(dòng)層面料經(jīng)向方向保持一致。
20、所述激光切割的功率為10-40w，速度30-100毫米/秒，切割次數(shù)為2-3次。疏水纖維和親水纖維的性能差異較大，如滌綸和棉，滌綸是熱塑性纖維，高溫下易變形或收縮，棉為非熱塑性纖維，高溫下會(huì)變脆、碳化，滌/棉混紡(如65/35)，耐溫性更接近于滌，激光切割時(shí)，功率偏大，速度偏快，且多次切割。
21、本發(fā)明的有益效果為：
22、本發(fā)明以親/疏水纖維混紡面料為從動(dòng)層，以高吸水材料為主動(dòng)層，優(yōu)化親/疏水纖維混紡比、優(yōu)化主動(dòng)層的厚度，制備得到自動(dòng)開(kāi)閉合面料。
23、本發(fā)明在從動(dòng)層中引入親水纖維，以改善從動(dòng)層的親膚性、舒適性。親水性纖維的引入還可提高主動(dòng)層與從動(dòng)層的結(jié)合力，降低反復(fù)形變下的層間剝離風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)面料的實(shí)用壽命。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化從動(dòng)層中親/疏水纖維混紡比、優(yōu)化從動(dòng)層和主動(dòng)層的復(fù)合比例、優(yōu)化主動(dòng)層的結(jié)構(gòu)，使面料具有濕響應(yīng)自動(dòng)開(kāi)閉和的效果，并有效解決傳統(tǒng)技術(shù)中因疏水從動(dòng)層響應(yīng)滯后導(dǎo)致的窗口閉合延遲缺陷，提升開(kāi)合動(dòng)作的同步性與閉合效率。
24、本發(fā)明的疏水纖維，如滌綸纖維，可以選擇普通的滌綸纖維或異形截面滌綸纖維。可通過(guò)調(diào)整疏水纖維截面形貌，進(jìn)一步提升、改善面料的柔軟性、強(qiáng)度、透氣性、耐久性等。如中空異形纖維(如圓中空、三角中空)內(nèi)部滯留空氣，形成隔熱層，同時(shí)纖維間孔隙增大，增強(qiáng)透氣性，夏季織物可降溫2-3℃。如扁平或三葉形截面增加纖維間摩擦力和回彈性，減少運(yùn)動(dòng)中的褶皺變形。如六邊形可分散應(yīng)力，延長(zhǎng)織物使用壽命。如圓鈍的異形截面邊緣可減少與皮膚的尖銳接觸感，降低運(yùn)動(dòng)摩擦不適。
1.一種疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料，其特征在于，所述面料包括主動(dòng)層、從動(dòng)層和切口；所述主動(dòng)層的為高吸水型材料；所述從動(dòng)層為疏水纖維與親水纖維混紡面料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料，其特征在于，所述疏水纖維與親水纖維混紡比為65-80：35-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料，其特征在于，所述疏水纖維包括滌綸；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料，其特征在于，所述疏水纖維包括圓形纖維和異形纖維；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料，其特征在于，所述高吸水型材料為高吸水型聚氨酯。
6.一種疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述聚氨酯溶液中聚氨酯、溶劑的質(zhì)量比為1：10-15；所述溶劑為四氫呋喃。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述所述從動(dòng)層克重、主動(dòng)層厚度比例為150-200g/m2：1.5-2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中主動(dòng)層表面制備切口采用激光切割；所述激光切割的功率為10-40w，速度為30-100毫米/秒，切割次數(shù)為2-3次。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水纖維與親水纖維混紡自開(kāi)合面料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述切口為弧形切口，切口的縱橫比為60-80％，切口方向與從動(dòng)層面料經(jīng)向方向保持一致。