一种纯棉保暖内衣的制备工艺的制作方法

2021-01-13 11:01:34|

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本发明涉及服装领域，具体涉及纯棉保暖内衣的制备工艺。

背景技术：

防寒保暖是冬季服装舒适性的重要指标，传统的保暖方法通常是控制热的传导、对流、辐射所导致的热散失，如使用厚的织物或棉絮来保温，有的还添加塑料薄膜、采用涂层面料等。然而现代人们对服装的舒适性、功能性以及美观性要求越来越高，传统的保暖服装蓬松、臃肿，既不便于活动，又缺乏美感。

为了度过暖气来临前漫长的岁月，清华大学一化工博士总结了三条御寒新招，其中之一为穿衣次序。他研究发现，将导热系数低调风衣穿在导热系数大的秋衣里面，具有更好的御寒效果。然而，风衣的面料太过硬挺，并不适合贴身穿着。现有技术中也有导热系数低、舒适度较高的保暖内衣，但其一般为多层结构，贴身层和外层均为纤维布匹支撑，中间层为含保暖性能的填料。他虽然能满足导热系数低、贴身穿着舒适度高度要求，但是它的裁剪缝制工艺较为复杂，在使用过程中也极易损坏。

为了提供一种导热系数低、面料舒适度高、制作工艺简单的保暖内衣，用以将人体散发的热量牢牢聚集在身体周围。中国专利“一种保暖内衣及其制备方法”(申请公布号：cn106617328a)公开了一种制备方法，具体步骤如下：

(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧，然后再将所述棉纤维至于强碱溶液中，于80～90℃下反应，然后用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；

(2)将步骤(1)处理的棉纤维浸入含有氧化石墨烯的水溶液中，搅拌使氧化石墨烯与棉纤维充分混合；

(3)将步骤(2)中的棉纤维和氧化石墨烯混合溶液放入纱布中，挤压去除多余的水分；

(4)将步骤(3)处理的棉纤维放入碱性溶液中，室温下搅拌使碱性溶液与棉纤维充分混合；

(5)将步骤(4)得到的混合液转移到高压釜中，水热反应，得到棉纤维/石墨烯复合物；

(6)将步骤(5)制得的棉纤维/石墨烯复合物放入液氮中急速冷冻；

(7)将步骤(6)处理后的棉纤维/石墨烯复合物放入真空冷冻机中，冷冻干燥，得到疏松多孔的泡沫状棉纤维/石墨烯复合物；

(8)将步骤(7)得到的疏松多孔的泡沫状棉纤维/石墨烯复合物按照常见的纺线工艺与未处理过渡棉纤维一起混纺，然后经过漂染、织布、剪裁、缝制而得到保暖内衣。

上述方法涉及到的工序极多，因此在不同的工序、工位和设备之间进行材料的转移，导致生产流程冗长，生产效率较低，对于生产操作人员的要求也较高，从而导致生产成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供纯棉保暖内衣的制备工艺，以对内衣的相应的制备、生产工艺进行整合，提高生产效率、降低操作难度。

纯棉保暖内衣的制备工艺其原材料处理包括如下步骤：

(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧；

(2)然后再将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80～90℃下反应1-2h；

(3)用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；

所述步骤(2)和步骤(3)在连续浸泡挤压设备上进行；所述连续浸泡挤压设备包括滑动连接在机架上的座体、设置在座体上方的压缩气箱、位于压缩气箱和座体之间的置物架以及设置在座体左右两侧的驱动气缸；

所述座体上设有分别布置在座体左右两端强碱池和漂洗池，所述压缩气箱包括固定在机架上的箱体以及设置在箱体内的第二活塞，箱体的侧壁上设有进气单向阀，第二活塞由液压缸驱动沿竖直方向往复滑动；所述箱体为驱动驱动气缸动作的气源，箱体通过两位三通阀分别与两个驱动气缸的筒体连接，第二活塞运动至上止点时，箱体与两位三通阀的进口连通，座体靠近右侧的驱动气缸时，两位三通阀的一个出口与右侧的驱动气缸连通，座体靠近左侧的驱动气缸时，两位三通阀的另一个出口与左侧的驱动气缸连通；

所述置物架包括沿竖直方向设置并与第二活塞连接的悬杆，悬杆的下端设有置物板，最下端的置物板与悬杆固定，其余置物板与悬杆滑动连接，相邻置物板之间设有压簧，最上端的置物板的上方设有与机架固定有对置物板进行限位的限位板；

连续浸泡挤压设备操作步骤如下：

(a)将经步骤(1)处理后的棉纤维，放入置物板上，控制座体运动使置物板位于强碱池上方，并将置物板投入强碱池内；

(b)将置物板从强碱池向上拉出，使置物板之间的间隙压缩至最小；

(c)控制座体运动使置物板位于漂洗池上方，用酸冲洗中和后，向漂洗池内注入去离子水，并将置物板投入漂洗池内；

(d)将置物板从漂洗池向上拉出，使置物板之间的间隙压缩至最小，等待3-5min，使置物板向下运动增大相邻置物板之间的间隙，并保持最上方的置物板与限位部接触，取出棉纤维。

本方案的有益效果在于：

(1)在本基础方案中，通过座体带动强碱池和漂洗池移动，可使置物架与强碱池或漂洗池被动对正，从而移动座体并通过提升或降低置物架，可将置物架降入强碱池或漂洗池内，或将置物架从强碱池或漂洗池内移出；从而将待处理的棉纤维放置在置物架上，通过移动座体和置物架，即可执行步骤(2)和步骤(3)；

(2)棉限位在强碱池内完成浸泡或在漂洗池内完成漂洗后，将置物架从池内提出时，利用限位板和上方置物板的挤压，可以使相邻置物板间的间隙缩小，从而置物板可对棉限位进行挤压，从而可以吸附在棉纤维内的水分排出；在步骤(2)中对棉限位进行挤压，可以减少吸附在棉纤维内的强碱水，从而在步骤(3)中，用酸冲洗中和时可以减少用酸量，且此时驱动第二活塞稍微向下运动，使相邻置物板之间的间隙增大，有利于用酸冲洗中和棉限位；在本方案中，执行步骤(2)和步骤(3)时，棉纤维始终处于置物架上，且对棉纤维挤压仅在置物架向上运动的过程中即可完成，从而使得步骤(2)和步骤(3)的整个执行过程可以连贯进行，降低了操作难度，提高了工作效率；

(3)液压缸驱动第二活塞向上运动时，一方面可在箱体内形成高压气体，另一方面可将置物架从池内提出；而当第二活塞运动至上止点时，箱体内的高压气体将输出至对应的驱动气缸内，即置物架运动至最高点，驱动气缸便驱动座体向另一端滑动，且置物架从强碱池内提出，则会使得漂洗池运动到置物架的下方，连续浸泡挤压设备的结构设计使得设备的运动过程与步骤(2)步骤(3)的执行顺序进行了匹配，从而减低了错误操作的概率，提升了出来效率，降低了工作强度。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述驱动气缸包括筒体、设置在筒体内的第一活塞以及设置在筒体端部的泄压部，座体两侧的驱动气缸的第一活塞通过转动轴固定连接，泄压部包括与筒体转动连接的转动套，转动轴与转动套花键连接，转动套的外周套设有泄压盘，泄压盘通过第一单向轴承与转动套转动连接，泄压盘上设有泄压孔及可沿泄压盘的径向滑动的堵块，泄压盘转动，堵块在离心力的作用下向外滑动，泄压孔将筒体内部和外部连通，泄压盘停止转动，堵块复位将泄压孔封堵；所述筒体内壁和第一活塞的外壁通过相互啮合的螺旋凸棱和螺旋凹槽配合，第一活塞相对于筒体滑动的同时第一活塞将转动，且第一活塞将带动座体一同滑动；所述两位三通阀的出口均设有仅可允许气流向驱动气缸的筒体进气的排气单向阀。

在优选方案一中，在两位三通阀的出口设置排气单向阀，则在座体从左侧向右侧运动，并达到最右端时，两位三通阀将切换位置，箱体将与右侧的驱动气缸连通，由于此时右侧驱动气缸的筒体内部的空间很小，此时左右两侧的驱动气缸的筒体内的压力趋于一致，有利于维持座体在固定位置，避免座体滑移。

而当置物架从漂洗池内提出后，箱体内压强进一步增大，此时箱体与右侧的驱动气缸的筒体连通，则右侧筒体内的压力大于左侧筒体内的压力，可驱动座体向左运动。在座体向左运动的过程中，转动轴转动，同时泄压盘转动，则堵块向外滑动，泄压孔使得左侧的筒体与外部连通，从而使得座体可以进一步往左运动，直至座体运动至最左端。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述强碱池和漂洗池均设置成圆筒状，所述座体上转动连接有与漂洗池同轴设置的驱动轴，且座体内设有驱动驱动轴转动的驱动机构；所述悬杆与第二活塞转动连接，驱动轴的上端设有插孔，悬杆的下端为插入端，插入端插入插孔，驱动机构将驱动驱动轴转动，同时驱动轴带动悬杆转动。

在优选方案二中，将置物架投入漂洗池中，则悬杆下端的插入端将插入插孔中，将插孔和插入端的配合方式设置为花键配合、方孔与方轴配合等配合方式，通过驱动机构带动悬杆转动，可以使置物架在漂洗池内内转动，从而有利于对置物架上的棉纤维进行漂洗，提高漂洗效率和效果。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述驱动机构采用伺服电机，插孔的底部设有控制伺服电机启动的压力开关，插入端插入插孔挤压压力开关，伺服电机接通电源。

在优选方案三中，将驱动机构设置为伺服电机，并在插孔的底部设置压力开关；则在置物架投入漂洗池内、插入端插入插孔的情况下，悬杆将挤压压力开关，从而伺服电机将自动接通电源，则伺服电机驱动置物架在漂洗池内转动。即应用优选方案三的技术方案，在置物架投入漂洗池内后，置物架将在漂洗池内呈转动状态。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述驱动机构包括设置驱动轴下方的从动锥齿轮，从动锥齿轮与座体转动连接，转动轴上设有与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，主动锥齿轮通过第二单向轴承与转动轴连接，从动锥齿轮通过发条与驱动轴连接；所述驱动轴内设有可沿驱动轴径向滑动的控制件，控制件的一端伸入插孔内并与压簧相抵，控制件的另一端可伸出驱动轴，驱动轴外周的座体侧壁上设有定位孔，控制件与定位孔相对时，控制件插入定位孔内；控制件伸入插孔内的一端设有楔槽，悬杆的插入端设有可与楔槽配合的楔面；且插入端插入插孔，悬杆仅能相对于驱动杆轴向移动。

由于座体向左移动和向右移动时，转动轴的转动方向相反，通过设置第二单向轴承可以避免座体运行一个周期后，转动轴的转动角度相互抵消，从而导致发条无法蓄能。具体运行过程为：当座体从左向右运行时，转动轴反转，从而第二单向轴承脱离状态，转动轴不会向主动锥齿轮传递扭矩；当座体从右向左运行时，转动轴正转，第二单向轴承处于啮合状态，转动轴将驱动主动锥齿轮转动；此过程中，悬杆下端的插入端未插入插孔内，此时控制件插入定位孔内，驱动轴将相对于座体呈固定状态；则主动锥齿轮转动过程中，发条蓄能。当插入端插入插孔内，插入端的楔面将挤压控制件的楔槽的楔面，从而控制件将缩回驱动轴内，驱动轴则可相对于座体转动，此时发条将带动驱动轴转动，以释放势能。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述定位孔设有多个，定位孔沿驱动轴的周向均匀分布；所述悬杆的上端设有限位盘，限位盘的下方设有扣合限位盘并与第二活塞固定的定位板；定位板的上端面设有若干沿悬杆周向均匀分布的定位槽，限位盘的下端面设有插入定位槽的定位针，向上推动悬杆，限位盘与定位板分离，同时定位针与定位槽分离。

设置多个定位定位孔的作用在于，在提出置物架后，当控制件与定位孔错开时，驱动轴仅需转动很小的角度即可嵌入孔位孔内，从而可使发条积蓄更多的势能；而在定位板上设置定位槽，限位盘上设置定位针，当置物架从漂洗池内提出后，定位针将嵌入定位槽内，可以避免悬杆转动；从而通过提升置物架，使得插入端从插入插孔的状态变为插入端与插孔分离时，插入端的楔面与控制件的楔槽并不会存在过大的角度变化，从而在插入端再次插入插孔时，通过插入端和插孔的自动校正，插入端可在悬杆和驱动轴的挤压作用下自行插入插孔内。

附图说明

图1为本发明实施例中连续浸泡挤压设备的示意图；

图2为连续浸泡挤压设备的驱动气缸的结构示意图；

图3为图1中a部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：座体10、强碱池11、漂洗池12、箱体21、第二活塞22、配气轴23、两位三通阀24、液压缸25、进气单向阀26、悬杆31、置物板32、压簧33、驱动气缸40、转动轴41、第一活塞43、泄压盘44、泄压孔45、堵块46、转动套47、驱动轴51、从动锥齿轮52、发条53、控制件54、插孔55、楔槽56、定位孔57、推力轴承58。

纯棉保暖内衣的制备工艺首先需对原材料进行处理，其原材料处理包括如下步骤：

(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧；

(2)然后再将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80～90℃下反应1.5h；

(3)用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；

步骤(2)和步骤(3)在连续浸泡挤压设备上进行；如图1所示：连续浸泡挤压设备包括滑动连接在机架上的座体10、设置在座体10上方的压缩气箱、位于压缩气箱和座体10之间的置物架以及设置在座体10左右两侧的驱动气缸40。

座体10上设有分别布置在座体10左右两端的强碱池11和漂洗池12，压缩气箱包括固定在机架上的箱体21以及设置在箱体21内的第二活塞22，箱体21的侧壁上设有进气单向阀26，第二活塞22由液压缸25驱动沿竖直方向往复滑动。箱体21作为驱动驱动气缸40动作的气源，箱体21通过两位三通阀24分别与两个驱动气缸40的筒体连接；第二活塞22的上端设有向上延伸的配气轴23，箱体21的顶部设有配气管，配气轴23伸入配气管内形成配合，以将箱体21密封；配气轴23内设有排气通道，排气通道的下端设有与箱体21连通的第一气口，排气通道的上端设有第二气口，配气管的侧壁上设有排气口，两位三通阀24的进口与排气口连通；当第二活塞22运动至上止点时，第二气口正好与排气口对齐，则箱体21与两位三通阀24的进口连通。箱体21上设有控制器，座体10和驱动气缸40之间设有距离传感器，两位三通阀为电磁阀24，距离传感器和两位三通阀24均与控制器连接；当座体10靠近右侧的驱动气缸40时，两位三通阀24的一个出口与右侧的驱动气缸40连通，从而在第二气口与排气口对齐时，箱体21将向右侧驱动气缸40供气；当座体10靠近左侧的驱动气缸40时，两位三通阀24的另一个出口与左侧的驱动气缸40连通。两位三通阀24的出口均设有仅可允许气流向驱动气缸40的筒体进气的排气单向阀，即当高压气体进入驱动气缸40后，不允许气体回流。

如图2所示：驱动气缸40包括筒体、设置在筒体内的第一活塞43以及设置在筒体端部的泄压部，座体10两侧的驱动气缸40的第一活塞43通过转动轴41固定连接，泄压部包括与筒体转动连接的转动套47，转动轴41与转动套47花键连接，转动套47的外周套设有泄压盘44，泄压盘44通过第一单向轴承与转动套47转动连接，泄压盘44上设有泄压孔45及可沿泄压盘44的径向滑动的堵块46，泄压盘44转动，堵块46在离心力的作用下向外滑动，泄压孔45将筒体内部和外部连通，泄压盘44停止转动，堵块46复位将泄压孔45封堵。筒体内壁和第一活塞43的外壁通过相互啮合的螺旋凸棱和螺旋凹槽配合，第一活塞43相对于筒体滑动的同时第一活塞43将转动，且转动轴41将带动座体10一同滑动；座体10从右至左滑动时，转动轴41正转，座体10从左至右滑动时，转动轴41反转。

第二活塞22下端面固定有向下延伸到连接杆，置物架包括沿竖直方向设置并与连接杆转动连接的悬杆31，悬杆31的下端设有置物板32，最下端的置物板32与悬杆31固定，其余置物板32与悬杆31滑动连接，相邻置物板32之间设有压簧33，最上端的置物板32的上方设有与机架固定有对置物板32进行限位的限位板。待处理的棉纤维纺织在置物板32上，且棉纤维可通过网布固定在置物板32上。强碱池11和漂洗池12均设置成圆筒状，座体10上转动连接有与漂洗池同轴设置的驱动轴51，驱动轴51伸入漂洗池12内。驱动轴51的上端设有插孔55，悬杆31的下端为插入端，插入端和插孔55分别设置为方轴和方孔，插入端插入插孔55，则驱动轴51转动将带动悬杆31转动。

如图3所示：驱动机构包括设置在驱动轴51下方的从动锥齿轮52，从动锥齿轮52与座体10转动连接，转动轴41上设有与从动锥齿轮52啮合的主动锥齿轮，主动锥齿轮通过第二单向轴承与转动轴41连接，从动锥齿轮52通过发条53与驱动轴51连接，从动锥齿轮52通过推力轴承58与驱动轴51转动连接。驱动轴51内设有可沿驱动轴51径向滑动的控制件54，控制件54的一端伸入插孔55内并与压簧相抵，控制件54的另一端可伸出驱动轴51，驱动轴51外周的座体10侧壁上设有若干定位孔57，定位孔57沿驱动轴51的周向均匀分布；控制件54与定位孔57相对时，控制件54在压簧的作用下插入定位孔57内；控制件54伸入插孔55内的一端设有楔槽56，悬杆31的插入端设有可与楔槽56配合的楔面；悬杆31的插入端插入插孔55，且插入端的楔面与楔槽56对应时，控制件54将缩回驱动轴51，则此时驱动轴51可转动。

悬杆31的上端设有限位盘，限位盘的下方设有扣合限位盘并与连接杆的下端面固定的定位板；定位板的上端面设有若干沿悬杆31周向均匀分布的定位槽，限位盘的下端面设有插入定位槽的定位针，向上推动悬杆31，限位盘与定位板分离，同时定位针与定位槽分离。当置物架从漂洗池12内提出后，定位针将嵌入定位槽内，可以避免悬杆31转动；从而通过提升置物架，使得插入端从插入插孔55的状态变为插入端与插孔55分离时，插入端的楔面与控制件54的楔槽56并不会存在过大的角度变化。插孔55的上端设有倒角，在插入端再次插入插孔55时，首先插孔55的倒角与插入端的下端配合，从而形成自动校正作用，插入端可在悬杆31和驱动轴51的挤压作用下自行插入插孔55内。

连续浸泡挤压设备操作步骤如下：

(a)初始状态下，强碱池11位于置物架的正下方，将经步骤(1)处理后的棉纤维，放入置物板32上，并网布将棉纤维固定在置物板32上，将置物板32投入强碱池11内；此过程中，第二活塞22向下运动，箱体21将通过进气单向阀26吸入空气。

(b)棉纤维在强碱池11内浸泡1.5h后，将置物板32从强碱池11向上拉出，直至第二活塞22运动置上止点位置，使置物板32之间的间隙压缩至最小；此过程中，箱体21内的空气将被压缩，且第二活塞22运动置上止点位置后，箱体21与右侧的驱动气缸40连通。

(c)箱体21与右侧的驱动气缸40连通，将使漂洗池12运动至置物架的正下方；用盖板盖住漂洗池12，并通过控制液压缸25使置物架稍微向下运动一段距离，但仍处于漂洗池12上方，然后用酸冲洗中和棉纤维上的碱后，移除盖板，向漂洗池12内注入去离子水(或检查漂洗池12池内是否已注入去离子水)，并将置物架完全投入漂洗池12内；

(d)在置物架停止转动后，将置物架从漂洗池12向上拉出，使置物板32之间的间隙压缩至最小，等待3-5min，使置物板32向下运动增大相邻置物板32之间的间隙，并保持最上方的置物板32与限位部接触，取出棉纤维。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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