專利名稱：一種儲熱調(diào)溫假發(fā)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及假發(fā)制備技術(shù)，具體是一種具有儲熱調(diào)溫功能的假發(fā)及其制備方法。
背景技術(shù)：
假發(fā)除了可以掩蓋禿發(fā)外，更重要的是可以很方便地賦予人們各式各樣的發(fā)型，已成為最方便、最實用的日常時尚必備品之一。近年來，本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員開發(fā)了多種功能的假發(fā)中國發(fā)明專利CN101897489公開了一種具有形狀記憶功能的假發(fā)。中國發(fā)明專利CN10171305A和CN10171307A分別公開了具有低溫阻燃性和高溫阻燃性的纖維假發(fā)。而中國發(fā)明專利CN101994166A公開了一種具有負離子功能的聚氯乙烯纖維假發(fā)。但所有這些現(xiàn)有技術(shù)均未提及假發(fā)的溫度舒適性和衛(wèi)生性問題。假發(fā)編織成頭套后，具有一定的厚度(質(zhì)量)且本身透氣性較差，這就造成了假發(fā)洗滌、梳理不便，在佩戴過程中存在內(nèi)部溫度高、散熱困難等問題，容易造成局部出汗，導致細菌滋生，使溫度舒適性和衛(wèi)生性下降。相變材料在特定的溫度下發(fā)生相態(tài)的變化，并且伴隨著相變過程可以吸收或者釋放大量的相變潛熱，是一種清潔的、可重復使用的溫度調(diào)節(jié)材料。相變材料按其工作相態(tài)主要有固-液相變材料，如正烷烴、水合無機鹽等，這類材料處于液相時非常容易流動，造成污染或損失，因此必須封存在密封容器內(nèi)才可使用，制備工藝復雜。聚合物型相變材料在相變過程中始終保持固態(tài)，這就大大方便了其應用。在申請人檢索的范圍內(nèi)，在纖維中添加聚合物型相變材料，用來制作儲熱調(diào)溫假發(fā)的技術(shù)方案未見有關(guān)文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種儲熱調(diào)溫假發(fā)及其制備方法。該假發(fā)能夠隨著環(huán)境溫度的變化，自動吸收、儲存或釋放出熱量，調(diào)節(jié)佩戴者頭部的溫度，從而可使佩戴者頭部能夠更長時間地處于一種溫度適宜的微氣候環(huán)境中，降低熱應激，減少局部出汗及細菌滋生，有效提高了假發(fā)的檔次、舒適性和衛(wèi)生性。該制備方法具有工藝簡單、性能穩(wěn)定、易于工業(yè)化生產(chǎn)等特點。本發(fā)明解決所述假發(fā)技術(shù)問題的技術(shù)方案是設計一種儲熱調(diào)溫假發(fā)，其特征在于該假發(fā)以聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以成纖聚合物為皮成分或海成分，經(jīng)熔融復合紡絲方法制成，假發(fā)直徑為20 200 μ m ;所述假發(fā)中的芯成分或島成分的質(zhì)量百分含量為5 60% ;皮成分或海成分的質(zhì)量百分含量為40 95% ；所述聚合物型相變材料是指聚合度在50 500之間、相轉(zhuǎn)變溫度范圍在30 38°C之間的相變材料，聚合物型相變材料選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、衣康酸單、雙烷基酯的均聚物或共聚物、或者所述均聚物的共混物，共混物中任意一種聚合型相變材料的質(zhì)量百分含量均不低于10% ;且聚合物型相變材料以共價鍵把短鏈正烷基固定在聚合物主鏈上；所述成纖聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酰胺、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一種。
本發(fā)明解決所述制備方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設計一種本發(fā)明所述儲熱調(diào)溫假發(fā)的制備方法，該制備方法采用相轉(zhuǎn)變溫度范圍在30 38°C之間的聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以常規(guī)成纖聚合物為皮成分或海成分；利用常規(guī)圓形或異形噴絲孔，通過熔融復合紡絲方法紡絲，再經(jīng)拉伸和熱定型處理后，即制得所述的儲熱調(diào)溫假發(fā)。與現(xiàn)有技術(shù)使用單一成分的聚合物纖維為原料，在人體溫度上下不具有熱能吸收、釋放功能的假發(fā)相比，本發(fā)明儲熱調(diào)溫假發(fā)添加有適宜的相變材料，因而改善了合成假發(fā)的功能性，具有了在人頭部 適宜溫度的上下自動吸收和放出熱量的雙向溫度調(diào)節(jié)功能，使人頭部處于適宜且相對恒定的微氣候環(huán)境中，舒適而衛(wèi)生，提高了合成假發(fā)的檔次和品質(zhì)。本發(fā)明制備方法采用聚合物型相變材料，而不是小分子相變材料，因而具有制備工藝簡單、相變材料不易泄漏、生產(chǎn)效率高等特點。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步敘述本發(fā)明本發(fā)明設計的儲熱調(diào)溫假發(fā)(簡稱假發(fā))，其特征在于該假發(fā)是以聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以成纖聚合物為皮成分或海成分，經(jīng)熔融復合紡絲方法制成，假發(fā)的直徑在20 200 μ m。所述聚合物型相變材料是指聚合度在50 500之間、相轉(zhuǎn)變溫度范圍在30 38°C之間的相變材料。之所以設計在這個溫度范圍內(nèi)是因為人頭部感覺最舒適的溫度是34°C，低于30°C或高于38°C都會感覺明顯不適。所述聚合物型相變材料選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、衣康酸單基酯或衣康酸雙烷基酯的均聚物或共聚物、或者所述均聚物的共混物中的至少一種，共混物中任意一種聚合型相變材料的質(zhì)量百分含量均不低于10% ;低于10%時，由于結(jié)晶困難，而不能發(fā)揮儲能作用，且聚合物型相變材料的結(jié)構(gòu)是以共價鍵形式把短鏈正烷基固定在聚合物主鏈上，聚合物型相變材料的聚合度在50 500之間，聚合度低于50，粘度較低，加工中易出現(xiàn)泄漏，而聚合度高于500，容易造成粘度過大，使得加工困難。本發(fā)明假發(fā)的芯成分或島成分的質(zhì)量百分含量為5 60%。如果芯成分或島成分的質(zhì)量百分含量低于5%時，雖然紡制過程容易實現(xiàn)，但制成的假發(fā)儲能密度偏低，溫度調(diào)節(jié)功能不明顯，儲熱調(diào)溫效果較差；而質(zhì)量百分含量高于60%時，則會導致假發(fā)的制備工藝難度加大，紡制困難，以及制成的假發(fā)拉伸斷裂強度降低，物理力學性能不能滿足使用要求。所述聚合物型相變材料中，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯兩種材料共聚物的摩爾比為20 80 80 20、衣康酸單烷基酯與衣康酸雙烷基酯兩種材料共聚物的摩爾比為20 : 80 80 : 20、或者一種甲基丙稀酸燒基酷與一種衣康酸單燒基酷或衣康酸雙燒基酯共聚物中兩種材料的摩爾比為20 : 80 80 : 20時，制備的假發(fā)產(chǎn)品儲熱調(diào)溫效果明顯，為優(yōu)選參數(shù)。所述(甲基)丙烯酸烷基酯與衣康酸(單)雙烷基酯中的正烷基中的碳原子數(shù)為14 18時，假發(fā)的紡制較順利，且假發(fā)溫度調(diào)節(jié)功能較理想。若(甲基)丙烯酸烷基酯與衣康酸(單)雙烷基酯中的正烷基中碳原子數(shù)低于14時，處于液態(tài)，其聚合物或共聚物也是液態(tài)，給假發(fā)的紡制帶來一定困難；而正烷基中的碳原子數(shù)高于18時，其儲熱調(diào)溫區(qū)間已超出人頭部的舒 適溫度范圍，失去假發(fā)溫度調(diào)節(jié)的意義。本發(fā)明中用作假發(fā)的芯成分或島成分的(甲基)丙烯酸烷基酯與衣康酸(單)雙烷基酯中的均聚物、共聚物或者混合物，其平均聚合度一般控制在5 500之間。平均聚合度低于5時，在大分子主鏈上的正烷基處于液態(tài)，容易發(fā)生遷移，造成假發(fā)紡制難度增加，且使用過程中發(fā)生泄漏；反之，平均聚合度大于500時，造成聚合物型相變材料粘度過大，熔融復合紡絲困難。所述皮成分或海成分的成纖聚合物選自聚酰胺、共聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一種，可以通過熔融加工制成纖維的聚合物。成纖聚合物的質(zhì)量百分含量為40 95%。所述假發(fā)的直徑范圍設計在20 200 μ m。這是因為成人頭發(fā)的直徑大部分在50 150 μ m,根據(jù)直徑通常可分為粗發(fā)、一般發(fā)和細發(fā)。粗發(fā)直徑通常在100 μ m以上，多見于黃種人；一般發(fā)直徑為60 90 μ m,歐美人居多；此外，還有直徑在40 60 μ m的細發(fā)。本發(fā)明同時設計了所述儲熱調(diào)溫假發(fā)的制備方法，該制備方法采用相轉(zhuǎn)變溫度范圍在30 38°C之間的聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以常規(guī)成纖聚合物為皮成分或海成分；利用常規(guī)圓形或異形噴絲孔，通過熔融復合紡絲方法紡絲，再經(jīng)拉伸和熱定型處理后，即制得本發(fā)明所述的儲熱調(diào)溫假發(fā)。本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。下面給出本發(fā)明的具體實施例，但具體實施例僅是為了進一步詳細敘述本說明，并不限制本申請權(quán)利要求的保護范圍。實施例I在氮氣保護下，將400g丙酸戊酯加入到反應釜中并升溫至150°C。稱取850g甲基丙烯酸甘油酯和8. 5g偶氮二異丁腈混合均勻，然后加入到反應釜中聚合6hr，反應結(jié)束后降溫可得到濃度為67. 3%的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，然后干燥。將360g棕櫚酸加入到反應釜中并在氮氣保護下，加熱至130°C。然后將200g的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯緩慢加入到反應釜中反應I小時，反應結(jié)束后降溫可到熔點為35°C的聚合物型相變材料-聚甲基丙烯酸十六烷酯(平均聚合度為500)，經(jīng)DSC測量潛熱值可達72J/g。將充分干燥后的聚甲基丙烯酸十八烷酯和聚乳酸分別作為假發(fā)的芯成分和皮成分，控制皮、芯成分重量比為60 40，然后在20(TC下，經(jīng)皮芯型噴絲孔熔融復合紡絲，卷取速率為50m/min，經(jīng)拉伸和熱定型等后處理后，可得到強度高、尺寸穩(wěn)定性好的假發(fā)，平均直徑為80 μ m。經(jīng)差示掃描量熱法測定，所得假發(fā)在30 40°C范圍的吸熱量為30. 7J/g。該假發(fā)經(jīng)常規(guī)工藝編織成假發(fā)(套)后，在模擬頭部溫度環(huán)境下進行測試，其在外部環(huán)境溫度達到38°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)聚乳酸假發(fā)(套)低I :TC左右，而在外部環(huán)境溫度為20°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)聚乳酸假發(fā)(套)高3 4°C，在3 4hr內(nèi)保持舒適。該假發(fā)(套)可反復洗滌、梳理使用。實施例2將充分干燥后的聚丙烯酸十八烷酯(平均聚合度5)、聚對苯二甲酸丁二醇酯分別作為假發(fā)的芯成分和皮成分。控制皮、芯成分重量比為90 10，然后在270°C下，經(jīng)皮芯型噴絲孔熔融復合紡絲，卷取速率為280m/min，經(jīng)拉伸和熱定型等后處理后，可得到強度高、尺寸穩(wěn)定性好的假發(fā)，直徑為200 μ m。差示掃描量熱法測定假發(fā)在36°C附近的吸熱量為10. 7J/g，放熱溫度為28°C，放熱量為10. 6J/g。經(jīng)常規(guī)工藝編織成的假發(fā)(套)，在模擬頭部溫度環(huán)境下進行測試，其在外部環(huán)境溫度達到38°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)滌綸假發(fā)(套)低2°C左右，而在外部環(huán)境溫度為20°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)滌綸假發(fā)(套)高I TC，在3 5hr內(nèi)保持舒適。該假發(fā)(套)可反復、洗滌、梳理 使用。實施例3以摩爾比為I : 4的丙烯酸十四烷酯與丙烯酸十六烷酯的無規(guī)共聚物(平均聚合度100)作為假發(fā)的島成分，聚己內(nèi)酰胺作為假發(fā)的海成分，將兩組分真空干燥24hr后待用，控制海島重量比為95 5，在250°C下經(jīng)異形型噴絲孔熔融復合紡絲，卷取速率為500m/min，經(jīng)拉伸和熱定型等后處理后，可得到強度高、尺寸穩(wěn)定性好的假發(fā)，平均單絲直徑為20μπι。經(jīng)檢測，假發(fā)的拉伸斷裂強度為5. 2cN/dteX，斷裂伸長率為63%。然后將假發(fā)編織成頭套，當外界溫度變化時，頭套佩戴者感覺舒適，且舒適時間明顯延長。實施例4將充分干燥后的聚丙烯酸十七烷酯(平均聚合物300)、聚己二酰己二胺分別作為假發(fā)的芯成分和皮成分?？刂破ぁ⑿境煞种亓勘葹?0 50，然后在280°C下，熔融復合紡絲，得到單絲直徑為60 μ m的尼龍66假發(fā)。差示掃描量熱法測定假發(fā)在32°C附近的吸熱量為63. 7J/g，放熱溫度為25°C，放熱量為65. 4J/g。經(jīng)常規(guī)工藝編織成的假發(fā)(套)，在模擬頭部溫度環(huán)境下進行測試，其在外部環(huán)境溫度達到38°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)尼龍66假發(fā)(套)低2 4°C，而在外部環(huán)境溫度為20°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)尼龍66假發(fā)(套)高2 4°C，在3 5hr內(nèi)保持舒適。實施例5以摩爾比為I : I的丙烯酸十四烷酯與丙烯酸十六烷酯的無規(guī)共聚物(平均聚合度120)作為假發(fā)的芯成分，丙烯腈基共聚物作為假發(fā)的皮成分，將兩組分真空干燥24hr后待用，控制皮芯重量比為40 60，在220°C下熔融皮芯復合紡絲制成假發(fā)，平均單絲直徑為40 μ m。然后將假發(fā)編織成頭套，佩戴該纖維制備的假發(fā)，具有自動吸放熱功能，可增強頭套的舒適性，提高假發(fā)的檔次，且由于腈綸本身具有保暖特性，俗稱“合成羊毛”，制成的假發(fā)儲熱調(diào)溫性能進一步增強，而在外部環(huán)境溫度為20°C時，頭套內(nèi)部溫度較常規(guī)腈綸假發(fā)(套)高2 4°C，在3 5hr內(nèi)保持舒適。實施例6將充分干燥后的聚丙烯酸十六烷酯(平均聚合物150)、聚乙烯分別作為假發(fā)的芯成分和皮成分?？刂破ぁ⑿境煞种亓勘葹?0 30，然后在160°C下，熔融復合紡絲，得到單絲直徑為100 μ m的假發(fā)。采用差示掃描量熱法測定，假發(fā)在34°C附近的吸熱量為37. 7J/g，放熱溫度為26°C，放熱量為38. 6J/g。經(jīng)常規(guī)工藝編織成的假發(fā)套，同時具有雙向調(diào)溫功倉泛。實施例7首先將平均聚合物度為380的聚甲基丙烯酸十六烷酯與平均聚合度為500的聚丙烯酸十六烷酯，以重量比50 50的均勻混合物作為假發(fā)的芯成分，聚丙烯為纖維的皮成分，兩組份充分干燥后，控制皮芯中量比為I : 1，210°C熔融復合紡絲制成初生絲，并整理成頭套或頭飾品。該假發(fā)頭套的吸熱溫度為35°C，吸熱量可達61. OJ/g，具有明顯的溫度調(diào)節(jié)能力。實施例8 將聚衣康酸甲酯十八酯(平均聚合度為400)作為纖維的島成分，聚己內(nèi)酰胺為纖維的海成分，兩組份干燥至水分含量低于IOOppm后，控制島海成分重量比為60 40，270°C下熔融復合紡絲，制成單絲直徑為50 μ m的假發(fā)，該假發(fā)的吸熱溫度為31°C，吸熱量為73J/g，放熱溫度為26°C，放熱量可達75J/g。經(jīng)常規(guī)工藝編織成的假發(fā)(套)在模擬頭部溫度環(huán)境下進行測試，其在外部環(huán)境溫度達到38°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)尼龍6假發(fā)(套)低5 6°C，而在外部環(huán)境溫度為20°C時，內(nèi)部溫度較常規(guī)尼龍6假發(fā)(套)高5 8°C，并在時間5 7hr內(nèi)保持舒適。實施例9以摩爾比為3 I的甲基丙烯酸十六烷酯與衣康酸雙十八烷酯的無規(guī)共聚物(平均聚合度150)替代實施例4中的相變材料，其他原料和工藝參數(shù)不變，可以獲得類似的效
果O實施例10以摩爾比為2 I的丙烯酸十六烷酯與丙烯酸十八烷酯的無規(guī)共聚物(平均聚合度260)替代實施例5中的相變材料，其他原料和工藝參數(shù)不變，可以獲得類似的效果。實施例11以質(zhì)量比為I : I的聚衣康酸十八酯(平均聚合度為800)和聚甲基丙烯酸十八酯(平均聚合度為500)的混合物替代實施例7中的島成分相變材料，其他原料和工藝參數(shù)不變，可以獲得類似的效果。比較例I將充分干燥后的聚丙烯酸十六烷酯(平均聚合物90)、聚對苯二甲酸乙二醇酯分別作為假發(fā)的芯成分和皮成分?？刂破?、芯成分重量比為I : 4，然后在270°C下，熔融復合紡絲，紡絲過程中有斷絲出現(xiàn)，且纖維強力下降明顯，成品率較低。盡管差示掃描量熱法測定假發(fā)在36°C附近的吸熱量可高達95. 7J/g，放熱量為101. 6J/g，但假發(fā)強度較低，不適合聞端廣品使用。比較例2以摩爾比為I : I的丙烯酸二十四烷酯與丙烯酸二十六烷酯的無規(guī)共聚物(平均聚合度310)作為假發(fā)的芯成分，聚丙烯作為假發(fā)的皮成分，將兩組分真空干燥24hr后待用，控制皮芯重量比為2 3，在220°C下熔融皮芯復合紡絲制成假發(fā)，平均單絲直徑為80 μ Hit5DSC測試假發(fā)的吸熱溫度與放熱溫度分別為52. 3°C和50°C，溫度調(diào)節(jié)區(qū)間已大大超出人頭部舒適范圍，不適于做假發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種儲熱調(diào)溫假發(fā)，其特征在于該假發(fā)以聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以成纖聚合物為皮成分或海成分，經(jīng)熔融復合紡絲方法制成，假發(fā)直徑為2(Γ200 μ m ;所述假發(fā)中芯成分或島成分的質(zhì)量百分含量為5 60% ;皮成分或海成分的質(zhì)量百分含量為40^95% ； 所述聚合物型相變材料是指聚合度在5(Γ500之間、相轉(zhuǎn)變溫度范圍在3(T38°C之間的相變材料，聚合物型相變材料選自丙稀酸燒基酷、甲基丙稀酸燒基酷、衣康酸單、雙燒基酯的均聚物或共聚物、或者所述均聚物的共混物，共混物中任意一種聚合型相變材料的質(zhì)量百分含量均不低于10%;且聚合物型相變材料以共價鍵把短鏈正烷基固定在聚合物主鏈上； 所述成纖聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酰胺、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲熱調(diào)溫假發(fā)，其特征在于所述聚合物型相變儲能材料中，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯兩種材料共聚物的摩爾比為20:8(Γ80:20、衣康酸單烷基酯與衣康酸雙烷基酯兩種材料共聚物的摩爾比為20:8(Γ80:20、或者一種甲基丙烯酸烷基酯與一種衣康酸單烷基酯或衣康酸雙烷基酯共聚物中兩種材料的摩爾比為20:8(Γ80:20。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲熱調(diào)溫假發(fā)，其特征在于所述的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、衣康酸單烷基酯或衣康酸雙烷基酯中的正烷基中的碳原子數(shù)為14 18。
4.一種權(quán)利要求I所述儲熱調(diào)溫假發(fā)的制備方法，該制備方法采用相轉(zhuǎn)變溫度范圍在3(T38°C之間的聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以常規(guī)成纖聚合物為皮成分或海成分；利用常規(guī)圓形或異形噴絲孔，通過熔融復合紡絲方法紡絲，再經(jīng)拉伸和熱定型處理后，即制得儲熱調(diào)溫假發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種儲熱調(diào)溫假發(fā)及其制備方法。該假發(fā)特征在于以聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以成纖聚合物為皮成分或海成分，經(jīng)熔融復合紡絲方法制成，假發(fā)直徑為20~200μm；假發(fā)中芯成分或島成分的質(zhì)量百分含量為5~60%；皮成分或海成分的質(zhì)量百分含量為40~95%；聚合物型相變材料是指聚合度在50~500之間、相轉(zhuǎn)變溫度范圍在30~38℃之間的相變材料，成纖聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酰胺、共聚酯或共聚丙烯腈中的至少一種。該制備方法采用相轉(zhuǎn)變溫度范圍在30~38℃的聚合物型相變材料為芯成分或島成分，以常規(guī)成纖聚合物為皮成分或海成分；通過熔融復合紡絲方法即制得儲熱調(diào)溫假發(fā)。
文檔編號D01F8/06GK102613759SQ20121001596
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者張興祥, 李偉, 王學晨, 王建平, 韓娜 申請人:天津工業(yè)大學