[发明专利]石墨烯恒温织物及其制造方法

说明书

一种石墨烯恒温织物，包含：纤维组织以及石墨烯恒温层。纤维组织具有第一组织面、第二组织面及位于第一组织面与第二组织面之间的空隙。石墨烯恒温层附着于第一组织面且填入部分的空隙，包含：至少一疏水性树脂及分散于疏水性树脂之奈米石墨烯片，其中石墨烯恒温层的热传导值随环境温度的变化而变化，且石墨烯恒温层垂直于第一组织面的热传导值小于石墨烯恒温层平行于第一组织面的热传导值。本发明还提供石墨烯恒温织物的制造方法。

技术领域

本发明关于一种具有保暖及散热功能的石墨烯恒温织物及其制造方法。

背景技术

随着经济成长与生活水平的提升，人们对纺织品除了使用的基本需求还增加美观的要求。近年来，因应气候出现极端变化，强调机能性的纺织品受到欢迎，尤其炎热天气穿着的凉感衣与寒冷天气穿着的发热衣已成为一般人的日常衣物。

要在织物添加凉爽或保暖的功能，现有技术主要是，纤维原料中添加相关功能性材料，再进行抽丝纺纱产生功能性纤维；或是利用织物的组织来达到凉爽或保暖的功能。第20170022634A1号美国专利案揭露一种制造复合纱线的技术，其将例如沸石或活性碳的活性粒子与人造纤维原料均匀混合后，利用湿式纺丝制成复合纱线，使用该复合纱线的织物具有快速吸湿的特性，可产生凉爽的效果。

然而，活性粒子的添加量会影响纱线的物性，活性粒子的添加量越高，纱线强度越差，容易在抽丝过程造成断纱，影响纱线的良率，若活性粒子硬度太高，即使可制成纱线，高硬度的活性粒子也可能在织布过程造成断针，影响织物的良率；活性物质的添加量太低，则纱线及其织物无法产生凉爽功能所需的物性。

而且，要达到凉爽或是保暖的功能，需要在纤维内添加不同的活性粒子，目前市场上并无可以同时兼具凉爽与保暖功能的织物。如第1025747440B号中国专利案公开在纤维中添加金属微粒的技术，或是中国专利第104047368B号中国专利案公开在纤维中添加气凝胶的技术，二种纤维仅具有保暖的效果，而不具有凉爽的功能。

因此，如何在不影响纤维或织物良率的条件下，提供同时兼具凉爽与保温功能的织物，且织物能通过业界要求之水洗牢度测试，即为发展本发明的主要目的。

发明内容

为达上述目的，本发明提供一种石墨烯恒温织物，包含：纤维组织以及石墨烯恒温层。纤维组织具有第一组织面、第二组织面及位于第一组织面与第二组织面之间的空隙。石墨烯恒温层附着于第一组织面且填入部分的空隙，包含：至少一疏水性树脂及分散于疏水性树脂的奈米石墨烯片，其中石墨烯恒温层的热传导值随环境温度的变化而变化，且石墨烯恒温层垂直于第一组织面的热传导值小于石墨烯恒温层平行于第一组织面的热传导值。

为达上述目的，本发明还提供一种石墨烯恒温织物的制造方法，包含：混合第一溶剂与第二溶剂，形成混合溶剂，其中第一溶剂的沸点不大于80度，第二溶剂的沸点不小于120度，且第二溶剂的表面张力介于30-60mJ/m²；将奈米石墨烯片加入混合溶剂中，以机械力分散奈米石墨烯片形成奈米石墨烯片悬浮溶液；将至少一疏水性树脂加入奈米石墨烯片悬浮溶液，以机械力分散奈米石墨烯片及该疏水性树脂，形成石墨烯树脂溶液；以及涂布或印刷石墨烯树脂溶液于织物的表面，去除石墨烯树脂溶液中的混合溶剂，形成附着于织物的表面的石墨烯恒温层。

本发明利用石墨烯具有异向性的热传导值、远红外线吸收与释放、高导电度等特性，以低沸点及高表面张力的溶剂组合制备奈米石墨烯片悬浮溶液，混合奈米石墨烯片悬浮溶液及疏水性树脂制备石墨烯树脂溶液，以涂布或印刷的方式使石墨烯树脂溶液覆盖且崁入织物组织，形成石墨烯恒温层。在环境温度较高时，石墨烯恒温层可加速人体皮肤热量的逸散，达到凉爽的效果，在环境温度较低时，石墨烯恒温层可均化人体皮肤不同部位的温度，且藉由吸收及释放人体皮肤辐射的远红外线，同时达到保暖与恒温的效果。相较于现有制造功能性纤维的技术，本发明的石墨烯恒温织物具有优异的附着度及耐水洗性，且本发明的石墨烯恒温织物的制造方法不会影响纤维及织造的良率及效率，有效降低制造成本，深具产业应用性。

附图说明