一种具有高单向导湿能力的针织运动袜及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种具有单向导湿能力的针织运动袜及其制备工艺，该运动袜外侧表面采用一种具有核壳结构的纳米凝胶颗粒进行功能整理，形成亲水表面

【技术实现步骤摘要】
一种具有高单向导湿能力的针织运动袜及其制备工艺


[0001]本专利技术属于纺织新材料领域，具体涉及一种具有单向导湿功能的针织运动袜及其制备工艺
。

技术介绍

[0002]随着生活质量提高，进行体育锻炼的人数不断增加，对体育运动用纺织产品的需求急剧增大
。
在剧烈运动时，人体体温升高，刺激皮肤分泌汗液，并通过蒸发汗液吸收热量以降低体温
。
但是，人体足部短时间内大量出汗时，普通运动袜透气性和透湿性较差，造成汗液滞留皮肤表面无法排出
。
这进一步导致针织袜和脚面之间的微环境内温度上升，并促进更多汗液分泌，不仅引起足部粘腻不舒服的感觉，还会降低纺织面料摩擦系数，影响运动员平衡性和脚趾抓地力
。
汗液与具有单向导湿功能的运动袜接触，能够将汗水迅速排出至织物表面，不仅增加了汗液蒸发面积，也能间接降低皮肤表面温度
。
此外在雨天室外竞技运动中，具有单向导湿功能的针织运动袜有助于运动员改善运动成绩
。
[0003]在纺织领域，具有单向导湿功能的纺织材料备受关注
。
织物单向导湿是指汗液从织物内层扩散到织物外层，并在外层蒸发；同时外层的水分或汗液难以反渗到内层
。
织物单向导湿的应用原理包括湿润梯度效应和差动毛细效应两种
。
目前，行业内在纺织面料中构建湿润梯度，生产单向导湿面料的方法主要有两种：涂层法和织物组织结构法
。
[0004]在织物表面涂覆疏水层可形成湿润梯度效应
。
例如，公开号
CN109137530B
专利公开了一种封端异氰酸酯自交联型单向导湿剂，具有良好的疏水性，能够在织物内形成较好湿润梯度效应
。
公开号
CN102965962B
专利技术专利公开了一种利用泡沫整理获得湿润梯度，并实现单向导湿织物的方法
。
[0005]织物组织结构法是通过分别采用亲水纱线和疏水纱线编织成双层面料，通过纱线的亲水性差异，形成湿润梯度效应
。
例如，公开号
CN205329268U
公开了一种吸湿快干针织面料，由吸湿排汗涤纶长丝和普通涤纶长丝编织成双面组织结构，疏水内层能将汗液快速导向外层，外层能快速吸湿并扩散，实现由内向外单向吸湿排汗快干功能
。
公开号
CN101864636A
公开一种具有双面异性的单向导湿织物，采用疏水单纱编织反面，采用亲水纱编织正面，配合特殊的纺织组织结构实现单向导湿功能
。
[0006]差动毛细效应需要在织物设置大小不同的织物结构孔隙，外层织物孔隙小于内层织物，利用毛细管虹吸机理形成单向导湿功能
。
例如，公开号
CN109049901A
专利技术专利分别使用细旦涤纶长丝和丙纶
/
氨纶复合纱线织造成两层孔隙率不同的双层织物，提高了织物透湿性能
。
上述现有技术中存在较多问题
。
例如，目前使用的疏水整理剂对人体皮肤刺激性较大；后整理工艺复杂
、
耗时长，不适用于针织袜等小型且具特殊形状纺织产品
。
双层及多层结构使针织袜厚度增加，对透气性能不利；吸水性纤维吸湿溶胀后，阻塞气孔，妨碍皮肤与针织袜间的微气候与外界环境之间的热交换，湿气很难透通，令人有闷热感，且容易粘贴在皮肤上，影响穿着舒适感觉
。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术提出一种具有核壳结构的纳米凝胶颗粒及其制备方法，并提出适用于针织袜的整理工艺，将所述纳米凝胶颗粒黏附在纱线及纤维表面
。
该专利技术利用了这些纳米颗粒体积小，表面亲水性强，以及吸水体积膨胀有限的特点，从而实现了针织袜产品高透湿能力和吸湿排汗性能
。
[0008]作为本专利技术的第一方面，提出一种具有核壳结构的纳米吸水凝胶颗粒，该颗粒内芯为粒径为
10
纳米～
100
纳米的二氧化硅纳米粒子，其外壳由亲水高分子网络构成，厚度为5纳米～
50
纳米，具有高度亲水性质
。
[0009]所述纳米凝胶颗粒亲水外壳部分由丙烯酸钠
、
丙烯酰胺
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺
、
甲基丙烯酸甲酯
、3
‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙基丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸月桂酯等单体，以及
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂共聚而成
。
[0010]所述二氧化硅纳米粒子芯与亲水高分子外壳之间存在聚3‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙基丙烯酸酯链段，一侧通过硅氧烷键与芯相连，另一侧与亲水高分子外壳通过共聚形成共价键连接
。
[0011]所述纳米凝胶颗粒的基本制备方法为，首先使用3‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙基丙烯酸酯处理二氧化硅纳米粒子表面，此后于水媒介乳液中，与上述单体及交联剂共聚获得
。
[0012]作为本专利技术的第二方面，提出一种适合针织袜的后整理工艺，将所述纳米凝胶颗粒粘结在纱线及纤维表面，形成亲水表面层
。
所述工艺包括，
[0013](i)
将水性聚氨酯粘合剂与上述纳米凝胶颗粒乳液按一定比例混合后，通过细雾喷雾方法施加至所述针织袜外侧表面；
[0014](ii)
将上
(i)
针织袜中温下烘培数分钟后，在高温烘培数分钟获得产品
。
[0015]所述细雾喷雾方法为，将所述含有水性聚氨酯粘合剂和纳米凝胶颗粒的乳液使用去离子水稀释至固含量浓度为5％～
30
％，最优为
10
％～
20
％，利用压缩空气雾化器雾化，使用颗粒分离器去除粒径大于
10
微米的雾滴，气流喷雾实施于针织袜外侧表面，控制每平方米湿增重为
50
克～
200
克，最优为
100
克～
150
克
。
[0016]所述烘培工艺为，使用不锈钢织袜夹具实施
2MPa
压力，在红外烘培生产线内保持
50℃
～
100℃
中温的条件下进行烘培，最佳温度为
80℃
下，烘培时间为3分钟
。
然后，在
120℃
～
180℃
高温条件下，最佳为
160℃
，继续烘培3分钟获得产品
。
[0017]本专利技术所得针织袜产品具有单向导湿的功能
。
单向导湿的原理分述如下：
[0018]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有高单向导湿能力的针织运动袜，其结构特征在于：
(i)
其外侧表面覆盖以纳米凝胶颗粒为主要成分的亲水层，其内外侧表面水接触角度差异不小于
90
°
，其内外侧平均孔径差异不小于
50
微米；
(ii)
所述纳米凝胶颗粒特征在于：具有核壳结构；以粒径为
10
～
100
纳米的二氧化硅纳米粒子为芯层，其表面由3‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙基丙烯酸酯的聚合物链段披覆；核芯外侧为
10
～
100
纳米厚的亲水层，由丙烯酸钠
、
丙烯酰胺
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺
、3
‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙基丙烯酸酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
丙烯酸丁酯
、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂共聚后形成的交联网络构成，具有高度亲水，有限溶胀特性，体积吸水溶胀率不大于
20
％
。2.
一种具有高单向导湿能力的针织运动袜的制备工艺，其特征在于：
(i)
含有水性聚氨酯粘合剂和纳米凝胶颗粒的乳液固含量浓度使用去离子水稀释为5％～
30
％，其中纳米凝胶与水性聚氨酯的质量比不低于3：1，利用压缩空气雾化器将其雾化为粒径不大于
10
微米的雾滴，利用气流喷雾实施于针织袜外侧表面，控制每平方米湿增重为
50
克～

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，刘向东，潘新明，沈国康，顾蔚黎，吴家成，
申请(专利权)人：浙江美看服饰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：