本發(fā)明涉及一種中空速熱保暖纖維素纖維及其制備方法，具體地說，涉及一種以纖維素纖維為基體，將具有發(fā)熱、保暖功能的漿料添加到紡絲液中，經(jīng)濕法紡絲制備成的具有中空結構、速熱保暖功能的保健纖維，屬于紡織技術領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的保暖服裝外觀厚重，蓬松臃腫，不僅缺乏美感，而且不利于身體的活動。隨著人們生活水平的提高和科技的進步，人們對服裝的要求越來越高，不僅舒適，而且要美觀大方。保暖是服裝的主要功能之一，輕便、保暖效果好的衣料不僅能抵抗寒冷，而且滿足了人們對美的追求，因此需求量越來越大。
保暖纖維分積極保暖和消極保暖兩種。消極保暖纖維只能單純阻止或減少人體熱量散失，輕便的消極保暖纖維以中空纖維為主，中空層能儲存部分靜止空氣，阻隔外界的寒冷。積極保暖纖維是將具有能吸收外界電能、化學能、生物能、太陽能等的功能性材料添加到纖維中。目前關于保暖纖維的研究較多，但將積極保暖和消極保暖結合起來的具有雙重保暖效果的纖維素纖維研究較少。
中國發(fā)明專利cn102660792b提供了一種溶劑法制備陽光蓄熱保暖纖維的工藝，中國發(fā)明專利公開號為“cn101580969”提供了一種粘膠法制備蓄熱保暖纖維的方法。這兩個專利都是將碳化鋯加入到纖維素溶液中，進行共混濕法紡絲。雖然具有保暖效果，但需要在特定的條件下吸收熱量，納米碳化鋯粉體能吸收波長小于2μm的高能射線，而且反射波長大于2μm的低能射線，太陽光照射下會發(fā)熱，不能儲存熱量。
中國發(fā)明專利cn104389043b提供了一種中空聚己內(nèi)酰胺保暖發(fā)熱纖維及其加工方法，是將聚己內(nèi)酰胺發(fā)熱母粒與聚己內(nèi)酰胺切片進行共混紡絲，制備出的中空發(fā)熱聚己內(nèi)酰胺預取向絲進行蓬松卷曲性加工制備出最終的保暖纖維。雖然該纖維具有較好的保暖性，但屬于合成纖維，吸濕透氣性差，穿著不舒適。中國發(fā)明專利cn101089256a提供了一種中空纖維素纖維的制備方法，雖然制備的中空度比較高，但該纖維只能有消極保暖效果，不能進行主動發(fā)熱保暖。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的問題是針對以上研究現(xiàn)狀和技術的不足，提供一種中空速熱保暖纖維的制備方法，以漿粕為主要原料，通過對速熱材料進行分散、研磨等工序制備成均勻的漿料，經(jīng)紡前注射系統(tǒng)添加到纖維素溶液中，通過濕法紡絲工藝制備出中空速熱保暖纖維素纖維，以實現(xiàn)以下發(fā)明目的：
（1）本發(fā)明制備的纖維，中空度達20-50%；
（2）本發(fā)明制備速熱保暖纖維素纖維比普通粘膠纖維在光照射10min內(nèi)溫度高5~15℃，滅燈10min內(nèi)高4~7℃。
本發(fā)明采取的技術方案如下：
所述的中空速熱保暖纖維素纖維，是以常規(guī)工藝制備纖維素溶液，纖維素溶液中加入致空劑及緩成型劑，通過紡前注射體統(tǒng)添加過濾、脫泡后的速熱漿料，經(jīng)濕法紡絲，纖維在凝固浴中生成中空結構，再經(jīng)后處理、烘干制備出中空速熱纖維。
所述速熱材料選自具有能發(fā)射遠紅外線功能的材料、元素周期表ⅳ族過渡金屬元素化合物材料，可優(yōu)選為托瑪琳、碳化鋯、碳化鈦、石墨烯；
所述的速熱材料可為上述速熱材料的一種或多種的混合物，纖維素溶液中的添加量為有效含量對甲種纖維素的0.5～3wt%；
所述的速熱材料先要制備成質量分數(shù)為8～20%的漿料，制備方法為：在充分攪拌條件下，在去離子水中加入分散劑，然后慢慢加入納米級的速熱粉體，加入消泡劑，在1500～3000rpm下分散10～30分鐘，加入研磨機研磨至漿料粒徑d90＜2μm；
所述的速熱漿料的分散劑可優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉、六偏磷酸鈉、聚乙二醇，硅烷偶聯(lián)劑中的一種，加入量為漿料的0.5～1.5wt%；
為保持速熱漿料的穩(wěn)定性，在分散系統(tǒng)中添加增稠劑，添加量為漿料的0.5～1.5wt%，可優(yōu)選為海藻酸鈉、微晶纖維素。
所述消泡劑的添加量為漿料的3-4.5‰。
所述的中空纖維的制備方法為：在纖維素溶液中添加致空劑，添加量為甲種纖維素的5～10wt%，在溶解的纖維素溶液中添加緩成型劑，添加量為甲種纖維素的2～3wt%；
所述致空劑優(yōu)選為碳酸鈉、碳酸氫鈉，緩成型劑優(yōu)選為聚乙二醇、脂肪胺；
所述制備方法，包括共混紡絲，對制備的速熱漿料用濾機過濾，脫泡后通過紡前注射系統(tǒng)添加到紡絲膠中，速熱漿料的添加量為速熱材料的有效含量對甲種纖維素的0.5-3.0wt%；
所述紡絲，凝固浴溫度28-40℃，硫酸90-95g/l，硫酸鈉320-330g/l，硫酸鋅35-40g/l。
本發(fā)明將具有消極保暖效果的中空結構跟添加發(fā)熱材料制暖的積極發(fā)熱方式兩者結合起來，不僅加入發(fā)熱材料，而且做成中空的，中空結構能包含大量的靜止空氣，不僅能隔斷外界的寒冷，而且更加輕盈，能增加保暖效果。
由于采用了上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：
（1）本發(fā)明制備的纖維經(jīng)后處理、烘干得到中空速熱纖維素纖維，中空度為20-50%，將普通纖維素纖維和中空速熱保暖纖維素纖維進行保暖性能對比測試，參照光吸收保溫性能試驗方法（bqea036-2011），發(fā)現(xiàn)按本技術方案制備的速熱保暖纖維素纖維比普通粘膠纖維在光照射10min內(nèi)溫度高10~15℃，滅燈10min內(nèi)高4~7℃。
（2）通過本發(fā)明制備的中空速熱纖維素纖維，添加了能積極發(fā)熱的材料，還具有中空結構，因此有積極保暖和消極保暖兩種效果，能極大的提高纖維的保暖性能。中空結構使衣料更加輕盈，保暖，透氣性好，染色性好，提高了紡織品的服用性能。
本發(fā)明制備的速熱漿料添加量少，分散性好，不沉淀，粒度小，方便添加到纖維素溶液中，發(fā)熱效果明顯。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
實施例1一種中空速熱保暖纖維素纖維的制備方法
包括以下步驟：
（1）速熱漿料的制備：
在充分攪拌條件下，在去離子水中加入0.5wt%的十二烷基苯磺酸鈉，分散均勻后緩慢加入0.5wt%的海藻酸鈉，然后慢慢加入8wt%納米級的碳化鋯，加入3‰wt%的消泡劑，在1500rpm下分散30分鐘，加入研磨機研磨5小時，用激光粒度分布儀檢測漿料粒徑d90=1.564μm。
上述緩慢、慢慢的判斷標準為緩慢加入，看見結團了就等攪開再繼續(xù)加入。
上述分散劑、增稠劑、消泡劑、速熱材料的添加量是相對于漿料計算的。
（2）加入致空劑和緩成型劑
以常規(guī)工藝制備纖維素溶液，在黃化后的纖維素溶液中加入對甲種纖維素5wt%的碳酸鈉，加入脂肪胺作為緩成型劑，加入量為對甲種纖維素的0.5wt%。
（3）共混紡絲
對制備的速熱漿料用濾機過濾，脫泡后通過紡前注射系統(tǒng)添加到紡絲膠中，添加量為有效含量對甲種纖維素的0.5wt%。
制備的纖維經(jīng)后處理、烘干得到中空度為26%，比普通纖維素纖維光照10min溫度高10℃，滅燈10min高4℃的中空速熱纖維素纖維。
實施例2一種中空速熱保暖纖維素纖維的制備方法
包括以下步驟：
（1）速熱漿料的制備
在充分攪拌條件下，在去離子水中加入1.0wt%的聚乙二醇，分散均勻后緩慢加入1.0wt%的微晶纖維素，然后慢慢加入10wt%納米級的石墨烯、5wt%納米級的碳化鈦，加入3.5‰wt%的消泡劑，在2000rpm下分散40分鐘，加入研磨機研磨8小時，用激光粒度分布儀檢測漿料粒徑d90=1.428μm。
上述緩慢、慢慢的判斷標準為緩慢加入，看見結團了就等攪開再繼續(xù)加入。
上述分散劑、增稠劑、消泡劑、速熱材料的添加量是相對于漿料計算的。
（2）加入致空劑和緩成型劑
以常規(guī)工藝制備纖維素溶液，在黃化后的纖維素溶液中加入對甲種纖維素8wt%的碳酸鈉，加入聚乙二醇作為緩成型劑，加入量為對甲種纖維素的1.0wt%。
（3）共混紡絲
對制備的速熱漿料用濾機過濾，脫泡后通過紡前注射系統(tǒng)添加到紡絲膠中，添加量為有效含量對甲種纖維的1.0wt%。
制備的纖維經(jīng)后處理、烘干得到中空度為38%，比普通纖維素纖維光照10min溫度高12℃，滅燈10min高5℃。
實施例3一種中空速熱保暖纖維素纖維的制備方法
包括以下步驟：
（1）速熱漿料的制備
在充分攪拌條件下，在去離子水中加入1.5wt%的六偏磷酸鈉，分散均勻后緩慢加入1.5wt%的微晶纖維素，然后慢慢加入10wt%納米級的碳化鋯、10wt%納米級的碳化鈦，加入4.5‰wt%的消泡劑，在3000rpm下分散60分鐘，加入研磨機研磨8小時，用激光粒度分布儀檢測漿料粒徑d90=1.822μm。
上述緩慢、慢慢的判斷標準為緩慢加入，看見結團了就等攪開再繼續(xù)加入。
上述分散劑、增稠劑、消泡劑、速熱材料的添加量是相對于漿料計算的。
（2）加入致空劑和緩成型劑
以常規(guī)工藝制備纖維素溶液，在黃化后的纖維素溶液中加入對纖維素10wt%的碳酸氫鈉，加入1.5wt%的聚乙二醇作為緩成型劑。
（3）共混紡絲
對制備的速熱漿料用濾機過濾，脫泡后通過紡前注射系統(tǒng)添加到紡絲膠中，添加量為有效含量對甲種纖維的3.0wt%。
制備的纖維經(jīng)后處理、烘干得到中空度為46%，比普通纖維素纖維光照10min溫度高15℃，滅燈10min高7℃。
除非特殊說明，本發(fā)明所述的百分數(shù)，均為質量百分數(shù)，所述的比例，均為質量比例。
最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。