包含石墨烯的纺织制品及其制备方法技术

一种纺织制品及其制备方法，所述纺织制品具有包含石墨烯的图案，以便形成用于最佳地管理吸收的热和制品的透气性的热回路，所述图案以空部分和满部分限定表面，所述满部分的覆盖百分比为由图案限定的表面的10％至70％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含石墨烯的纺织制品及其制备方法
本专利技术涉及其上施加有包含石墨烯的图案的纺织制品，并且涉及其相关制备方法。
技术介绍
为了生产具有通过存在适当量的石墨烯而改善的一些特性的产品，已知有包含石墨烯的膜(film)、聚合物薄膜(membrane)和纺织制品，还与另外的膜或纺织制品结合。实际上，石墨烯可以改善例如制品的导热性和导电性，并因此使其有利于生产各产品行业例如服装行业和应用于织物的电子行业的产品。专利文献描述了用于生产膜和包括所述膜的产品的包含石墨烯的聚合物组合物。CN105504773(A)描述了一种导电聚氨酯膜，其包含1重量份至10重量份的石墨烯，用需要将石墨烯与一部分聚氨酯预混合并随后与剩余聚氨酯混合的方法获得。所获得的膜的导电性为103Ω至105Ω。WO2017/037642A1描述了用于制造包含石墨烯的聚氨酯多层薄膜的方法。更特别地，所述薄膜由不含石墨烯的聚氨酯层(中性的)和含有石墨烯的聚氨酯层形成，因此变得具有传导性。在一个优选实施方案中，传导层设置有用于与适用于向传导层施加低电压并因此对薄膜加热的电池电连接的端子。JieXu等的Polypyrrole/reducedgrapheneoxidecoatedfabricelectrodesforsupercapacitorapplication,OrganicElectronics,2015年9月,第153至159页描述了其上沉积有经还原的氧化石墨烯和聚吡咯以便覆盖织物的整个表面的棉织物。US2011/0143107A1描述了通过根据具有水平线和垂直线的图案沉积两种金属并施加包含碳黑、碳纳米管或石墨烯形式的碳的层来生产金属化纺织品表面的方法。具有该金属化纺织品表面的制品可以用于例如生产加热罩、发光的纺织制品或适于监测人体器官的制品或者用于防止电磁辐射。WO2018/055005A1描述了柔性电子部件及其生产方法。柔性电子部件需要表现出优异的导电性。柔性电子部件包括其上形成有平滑层的柔性织物基底和沉积在平滑层上的纳米片材料层。纳米片材料可以是石墨烯。然后，施加电极以使部件具有传导性，并使其适合作为可穿戴电子器件。图8示出了沉积在涂覆有聚氨酯的棉织物上的石墨烯墨的平行且分开的条纹。参照例2描述了通过浸涂没有平滑层的织物而用石墨烯墨涂覆的导电电子织物。在两种情况下都没有形成包含石墨烯且具有网络形状的图案。然而，已知的实施方案没有提供针对穿戴服装物品和训练运动例如冬季运动的人的舒适性问题的最佳解决方案。实际上，从热方面来看，物品通常太隔热或太损耗，并且还引起热在身体的较温暖区域积聚以及热在身体的较冷区域过度损失。此外，获得热绝缘往往损害对空气和水蒸气二者的渗透性，即损害物品的透气性。最后，用于训练运动尤其是冬季运动的已知服装物品具有笨重的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供纺织制品，所述纺织制品可以有利地用于生产能够保持由人体产生的热的服装物品(例如用于多层冬季物品)或者能够使由人体产生的热消散的服装物品(典型地用于轻型单层物品)。此外，根据本专利技术的纺织制品的一个目的还在于使热均匀地分布在整个身体上，同时确保物品的透气性，以便保证穿戴其的人的舒适性。本专利技术的另一个目的是提供纺织制品，所述纺织制品允许生产在热的管理和使用者的舒适性方面具有高性能但是相对轻的服装物品。本专利技术的又一个目的是提供用于制备这种具有前述特性的纺织制品的方法，但所述方法是简单的且经济上有利的。因此，本专利技术的一个方面涉及纺织制品，所述纺织制品包括由包含石墨烯的组合物组成的图案，特征在于：a)所述图案以空部分和满部分限定表面，在所述空部分上不存在所述包含石墨烯的组合物，在所述满部分上存在所述包含石墨烯的组合物，所述图案包括在多个点相交并形成网络结构的线；b)所述图案的所述满部分占由所述图案限定的所述表面的10％至70％，以及所述图案的所述空部分占由所述图案限定的所述表面的90％至30％；c)所述石墨烯由石墨烯纳米片组成，其中至少90％具有500nm至50000nm的横向尺寸(x，y)和0.34nm至50nm的厚度(z)，以及其中C/O比率≥100:1。在本说明书中，术语“纺织制品”表示基本上平坦的制品例如织物、非织造布或者聚合物膜或薄膜，因为这些制品中的每一者均可以用于生产服装物品。关于织物，其可以由天然纤维、人造纤维或合成纤维制成。关于非织造布以及聚合物膜或薄膜，它们通常由人造纤维或合成树脂制成。关于服装物品，该术语包括但不限于衬衫(包括T恤衫)、夹克、运动衫、软壳制品、长裤、短裤、有边帽、无边帽(bonnet)、袜子、鞋子和鞋子衬里、手套和手套衬里。本专利技术的另一个方面涉及用于制备包括由包含石墨烯的组合物组成的图案的纺织制品的方法，特征在于，所述方法包括以下步骤：(A)制备组合物，所述组合物包含：a1)10重量％至40重量％的聚合物粘结剂，a2)1重量％至15重量％的用于所述聚合物粘结剂的增容溶剂，a3)1重量％至8重量％的增稠剂，a4)1重量％至20重量％的石墨烯，所述石墨烯由石墨烯纳米片组成，其中至少90％具有50nm至50000nm的横向尺寸(x，y)和0.34nm至50nm的厚度(z)，以及其中C/O比率≥100:1，a5)17重量％至87重量％的水，所述组合物的粘度在4000cPs至30000cPs的范围内；(B)根据以空部分和满部分限定表面的图案用丝网印刷法将所述组合物施加在平坦的纺织制品上，在所述空部分上不存在所述包含石墨烯的组合物，在所述满部分上存在所述包含石墨烯的组合物，其中所述满部分占由所述图案限定的所述表面的10％至70％，以及所述空部分占由所述图案限定的所述表面的90％至30％；(C)将所述纺织制品在120℃至180℃的升高温度下加热1分钟至10分钟的时间。本专利技术的又一个方面涉及包括如上所限定的包括由包含石墨烯的组合物组成的图案的纺织制品的服装物品。具体实施方式下面还参照附图描述本专利技术，其中：-图1示出了由根据本专利技术的纺织制品形成的服装物品；-图1A示出了图1的纺织制品的一部分；-图2至图4示出了根据本专利技术的包括图案的纺织制品的一部分；-图5示意性地说明了根据本专利技术的包括图案的纺织制品的丝网印刷过程。如上所述，根据本专利技术的纺织制品可以由适合于制造服装物品的织物、非织造布或者聚合物膜或薄膜组成。包含石墨烯的组合物被施加在所述纺织制品上以便形成以空部分10和满部分12限定表面的图案，在所述满部分12上存在包含石墨烯的组合物。当纺织制品或包括其的服装物品与人体接触或与人体接近时，图案形成这样的热回路，所述热回路能够最佳地管理由该回路吸收的热。例如，当纺织制品形成冬季服装物品或其一部分时，与穿戴其的人的身体接触或接近时，其能够保持由人体产生的热，使热均匀地分布在整个身体上并同时确保物品的透气性，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纺织制品，包括由包含石墨烯的组合物组成的图案，特征在于：/na)所述图案以空部分(10)和满部分(12)限定表面，在所述空部分(10)上不存在所述包含石墨烯的组合物，在所述满部分(12)上存在所述包含石墨烯的组合物，所述图案包括在多个点相交并形成网络结构的线；/nb)所述图案的所述满部分(12)占由所述图案限定的所述表面的10％至70％，以及所述图案的所述空部分(10)占由所述图案限定的所述表面的90％至30％；/nc)所述石墨烯由石墨烯纳米片组成，其中至少90％具有50nm至50000nm的横向尺寸(x，y)和0.34nm至50nm的厚度(z)，以及其中C/O比率≥100:1。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180420 IT 1020180000047631.一种纺织制品，包括由包含石墨烯的组合物组成的图案，特征在于：
a)所述图案以空部分(10)和满部分(12)限定表面，在所述空部分(10)上不存在所述包含石墨烯的组合物，在所述满部分(12)上存在所述包含石墨烯的组合物，所述图案包括在多个点相交并形成网络结构的线；
b)所述图案的所述满部分(12)占由所述图案限定的所述表面的10％至70％，以及所述图案的所述空部分(10)占由所述图案限定的所述表面的90％至30％；
c)所述石墨烯由石墨烯纳米片组成，其中至少90％具有50nm至50000nm的横向尺寸(x，y)和0.34nm至50nm的厚度(z)，以及其中C/O比率≥100:1。


2.根据权利要求1所述的纺织制品，特征在于所述图案的所述网络结构形成具有根据标准JISK7194测量的以表面电阻率表示的导电性为104Ω/Υ至108Ω/Υ的回路。


3.根据权利要求2所述的纺织制品，特征在于所述图案的所述网络结构形成具有根据标准JISK7194测量的以表面电阻率表示的导电性为105Ω/Υ至107Ω/Υ的回路。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的纺织制品，特征在于所述图案的所述满部分(12)占由所述图案限定的所述表面的13％至60％，以及所述图案的所述空部分(10)占由所述图案限定的所述表面的87％至40％。


5.根据权利要求1所述的纺织制品，特征在于所述图案的所述满部分(12)占由所述图案限定的所述表面的13％至60％，以及所述图案的所述空部分(10)占由所述图案限定的所述表面的87％至40％。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的纺织制品，特征在于所述包含石墨烯的组合物还包含聚合物粘结剂。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的纺织制品，特征在于所述石墨烯由石墨烯纳米片组成，其中至少90％具有100nm至10000nm的横向尺寸(x，y)和0.34nm至10nm的厚度(z)。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的纺织制品，特征在于沿着所述图案分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳拉·焦尔吉亚·里齐，朱利奥·塞萨雷奥，勒兹万·波佩斯库，
申请(专利权)人：迪热克塔普拉斯股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT