[发明专利]一种复合纤维

说明书

本发明涉及一种复合纤维。该复合纤维由基质、空气纤芯和分布在基之中的红外填料和可见光‑近红外填料组成；红外填料为第一金属材质的纳米棒；可见光‑近红外填料为第二金属材质的纳米球和/或全介质材质的纳米球。该复合纤维可以通过可见光填料纳米球材质及粒径的选择，实现纤维材料在可见光宽波段范围的选择性散射增强效果，使纤维呈现单色、光色混色或渐变色效果；可以通过红外填料纳米棒材质及粒径的选择，实现纤维材料在红外宽波段范围的选择性辐射增强效果，使纤维在红外光谱区呈现单波段、多波段或宽波段辐射增强效果；空气纤芯结构使纤维具有较好保温、轻质的效果；该复合纤维的纤维色彩呈现不经印染过程，具有绿色、无污染的特征。

技术领域

本发明涉及纤维技术领域，尤其涉及一种复合纤维。

背景技术

纤维是构成各类织物材料的基础单元，纤维的本征属性是构成织物整体宏观特性的根本。随着纳米技术(Nano Technology)、光学超材料(Optical Metameterials)设计技术的发展，基于纳米材料的新型纤维材料设计广泛应用于各领域，如航天、军工、服装等等领域，为纺织行业带来了新的发展机遇。

由于纤维织物多用于服装业，因此纤维的颜色、重量、保温性能、吸湿性能等等是服装业的关注重点。特别是，近年来有研究证明远红外线对人体有保健效果，因此也有一些基于掺杂纳米颗粒以增强纤维远红外辐射效果的研究及专利报道，如一种远红外保健涤纶复合纤维(申请号201711321392.1)、一种远红外保暖纤维丝(申请号201820564305.9)等。但上述研究及发明一般仅关注纤维材质对远红外辐射的增强，材料在可见光波段范围所形成的色彩仍采用传统印染方法，存在一定污染，且由于表面染料的存在抑制了纤维基体及掺杂物所形成的远红外辐射增强效果。

综上，传统纤维材料多数未能兼顾轻质、保温、色彩丰富、红外辐射选择性增强、生产工艺绿色环保等的综合性能，有必要就这样功能综合的新型纤维材料开展更多研究。

发明内容

有鉴于上述技术问题，本发明提出了一种可见光-近红外、红外光学特征可控的保温复合纤维的技术方案，明确了该纤维的组成成分、配比、结构等，使单根纤维即具有轻质、保温、色彩丰富、红外辐射选择性增强、生产工艺绿色环保等的综合性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种复合纤维，所述复合纤维由基质、空气纤芯和分布在所述基质之中的红外填料和可见光-近红外填料组成；

所述红外填料为第一金属材质的纳米棒；

所述可见光-近红外填料为第二金属材质的纳米球和/或全介质材质的纳米球。

优选地，所述红外填料和所述可见光-近红外填料按照如下规律呈周期性分布：所述红外填料构成第一填料列，所述可见光-近红外填料构成第二填料列，所述第一填料列和所述第二填料列围绕所述空气纤芯，在所述基质中交替排布。

优选地，在所述第一填料列中，在径向上，红外填料颗粒之间的间距为1-20μm；和/或，在轴向上，红外填料颗粒之间的间距为1-20μm；

在所述第二填料中，在径向上，可见光-近红外填料之间的间距为1-20μm；和/或，在轴向上，可见光-近红外填料之间的间距为1-20μm。

优选地，所述第一金属材质为金、银、铜、镍中的一种或多种。

优选地，所述纳米棒为单质实心纳米棒、核壳结构纳米棒、嵌段结构纳米棒中的任一种或多种。

优选地，所述纳米棒的直径为20-100nm，长径比为1:20-1:150。

优选地，所述第二金属材质为金、银、铜、镍中的一种或多种；和/或

所述全介质材质为硅、砷化镓、砷化铝镓、锗中的任一种或多种。