一种辐射制冷功能复合纱及其面料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种辐射制冷领域，特别是涉及一种辐射制冷功能复合纱及其面料的制备方法。
背景技术
传统建筑热调节系统为应对高温等极端天气往往产生巨大的能源消耗，并引发温室效应等气候问题。冷却系统需求量的逐年增加，不仅对生产经济造成严重威胁，更极大地阻碍人类可持续发展。所以通过减少室内温度调节需求、提高冷却系统的效率将对全球能源使用产生重大影响，是能源挑战的关键部分。
随着制冷技术的迅速发展，基于个人热管理的零能耗辐射制冷技术成为满足人体个性化热舒适需求的最优选择。辐射制冷技术通过材料的选择和结构的设计，使物体在太阳辐射0.3μm-2.5μm波段实现高反射率，在人体热辐射7μm-14μm波段实现高发射率，极大地阻挡太阳辐射热量输入的同时使人体热量经过中红外大气窗口(8μm-13μm)辐射到太空冷源，有效地实现零能耗降温目的，成为满足热舒适需求的经济节能的方法。
中国发明专利CN110256924A中公开了一种辐射制冷涂料及其应用，将自修复剂和辐射制冷颗粒分散于高分子乳液中制备辐射制冷涂料，并在表面覆盖金属颗粒作为薄层，实现太阳辐射波段94.2％的高反射率以及大气窗口范围93.9％的高发射率，并得到具有自修复功能的涂层，在保证辐射制冷效果的同时提高了涂层的使用寿命和稳定性，但此辐射制冷涂层无法用于人体表面皮肤降温。
中国发明专利CN110628325A中公开了一种辐射制冷涂层，由反射隔热层和罩面保护层组成。将耐高温辐射制冷填料，如硅酸铝、珠光粉、二氧化硅、重钙粉、硫酸钡、滑石粉、钛白粉、硫化锌、陶瓷粉、陶瓷微珠、玻璃微珠、氧化锆、氧化镁、氧化铁、铁黑、钴蓝，和耐高温基材，如无机硅酸盐类树脂、有机硅树脂、无机有机杂化树脂或水性乳胶，均匀混合后通过涂覆干燥的方式得到反射隔热层，其对可见光以及红外光具有大于80％的反射率，并在大气窗口波段的红外发射率大于80％，且罩面保护层中的二氧化钛溶胶还可以吸收紫外线，对紫外线的阻隔率达到80％以上。此辐射制冷涂层在温度为-40℃-500℃的环境中可长期使用，高温下不易脱落稳定性好，但涂层态辐射制冷材料由于其不透气，无法用于人体降温。
中国发明专利CN110041735A中公开了一种光谱选择性白天辐射制冷涂层材料，由保护层、反射层和红外发射层组成，利用银作为反射层材料，镀设有氮化硅层(Si3N4)的氧化铝单晶作为红外发射层。此涂层材料在太阳辐射波段的平均反射率大于0.95，且通过调节氮化硅的厚度在通过可实现发射率0.6-0.9的变化，具有较好的光谱选择性，结构简单且制冷效果显著。尽管上述涂层材料在辐射降温性能上均展现了良好的效果，能够以涂覆的方式用于建筑物、交通工具或是服装等生活用品的外表面，但由于涂层透气性差，无法直接应用于人体热舒适调节。
中国发明专利CN110452668A公开了一种透射型辐射制冷材料、薄膜、制备方法及应用，先通过溶胶凝胶法或固相反应法制备陶瓷颗粒，例如Al2O3、SiO2、BN、BaSO4、BaCO3、Y2SiO5或AlPO4，经过表面修饰后将陶瓷颗粒与高分子基材，例如PEVE、TPX、PMMA或PS均匀混合，采用流延成膜或注塑成膜的工艺制备得到辐射制冷薄膜。此薄膜在太阳光谱范围透过率大于80％，热红外波段发射率大于90％，辐射制冷效率达30W/m2-120W/m2，在保证阳光透过利用的同时具有良好的辐射散热制冷效果，可实现太阳光利用、辐射散热及疏水自清洁功能，主要应用于太阳能电池、建筑物玻璃、车窗、大棚薄膜、通讯设备等器件上，但由于其对于太阳辐射的反射较弱，没有日间制冷的能力，且缺乏必要的透气性和柔性，不适用于人体皮肤表面降温。
在中国发明专利CN109968769A中公开了一种低成本大面积无能耗辐射制冷复合薄膜及制备方法，薄膜自下而上包括日光反射层、紫外吸收荧光层、红外辐射疏水层、保护层组成。将微米颗粒和聚丙烯溶液混合后通过挤压的方式制备日光反射层，微纳粉末和荧光剂混合物喷涂制备紫外吸收荧光层，利用聚二甲基硅氧烷溶液喷涂或刮涂在薄膜表面得到红外辐射疏水层，此复合薄膜对太阳光能量平均反射率达到97％，大气窗口平均辐射率达到95％，具有较好的辐射制冷效果且具有柔性、耐高温、阻燃等优点，可被用于建筑、交通、航天等领域。
在中国专利CN109705819A中公开了一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料，将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与二氧化钛空心球均匀混合，通过涂布干燥得到复合辐射制冷薄膜。由于偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物基体具有良好的红外辐射特性，且二氧化钛空心球的空腔效应以及界面反射作用显著提高了薄膜在太阳光波段的反射率，使复合薄膜达到良好的辐射制冷效果。尽管上述薄膜态材料在测试中具有有效的辐射制冷性能，能够为物体提供散热，但由于缺乏必要的透气性和舒适性，无法用于人体皮肤的局部降温。
相较于涂层和薄膜态，纤维态的辐射制冷材料所具备的透气透湿特性和柔性更适合人体热管理。在中国专利CN110042564A中公开了一种辐射制冷纤维膜及其制备方法和应用，将单分散性好的高发射的辐射粒子SiO2微球均匀分散在聚合物溶液中，例如PE、PA6、PMMA、PVDF，通过静电纺丝可得到辐射制冷纤维膜。在阳光下进行测试，纤维膜下方紧贴着的物体表面的温度要比周围的环境温度低1.6℃-2.7℃，具备良好的辐射降温的能力，但此方法工艺复杂，设备成本高，且制备的纤维膜强度和耐久性较差，缺乏可编织性，无法代替传统纺织服装产品使用。
在中国专利CN110685031A中公开了一种辐射制冷纤维及其制备方法、应用，将质量分数为1％-17％的功能填料，例如SiO2、SiC、TiO2、CaCO3、BaSO4、Si3N4、ZnO、Al2O3、Fe2O3、ZrO2或玉石粉体，与基体材料，例如聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酯、聚乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈，混合后，利用熔融纺丝制备辐射制冷纱线，进一步得到的辐射制冷面料对可见光和近红外光的反射率大于60％，在人体热辐射波段的发射率大于80％，具有降温效果，且可用于制备有降温需求的衣服、窗帘、阳伞、帽子等纺织品。但此辐射制冷纤维掺杂的功能填料质量分数低，无法有效地阻挡太阳辐射的输入以及实现人体热辐射最大化，限制其辐射制冷效果。
综上所述，现有专利缺乏通过引入浓度大范围可调的无机微纳颗粒制备辐射制冷功能复合纱及其面料的技术，使功能纱兼具优异辐射制冷性能和良好的可编织性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种辐射制冷功能复合纱及其面料的制备方法，辐射制冷功能复合纱内部的微纳颗粒浓度大范围可调，且可以利用复合纱制备出适用于人体降温的面料，并且制备方法简单、成本低，制冷效果好，可穿戴性高。
为了解决上述问题，本发明主要提供如下技术方案：一种辐射制冷功能复合纱的制备方法，包括以下步骤：
制备冷感无纺布条带，所述冷感无纺布条带为含有微纳颗粒的冷感纤维和常规纤维混合制成的无纺面材裁切制得；
制备沾满微纳颗粒的无纺布条带，所述无纺布条带包括纤维条带，所述纤维条带由无纺柔性面材裁切制得；
将冷感无纺布条带和沾满微纳颗粒的无纺布条带制成复合纤维条带；
将复合纤维条带制备成复合纱纱芯；
将复合纱纱芯进行成形加工，形成复合纱。
优选的，将复合纱进行后整理，形成整理型复合纱。
优选的，所述将冷感无纺布条带S1和沾满微纳颗粒的无纺布条带S2制成复合纤维条带，包括，将至少一条沾满微纳颗粒的无纺布条带S2包裹在两条冷感无纺布条带S1之间，加捻形成内置微纳颗粒的夹心状复合纤维条带，并且所述冷感无纺布条带S1的宽度为沾满微纳颗粒的无纺布条带S2的宽度的4-8倍。
优选的，所述将复合纤维条带制备成复合纱纱芯，包括通过牵拉退绕、倍捻和卷绕作用，使复合纤维条带与微纳颗粒材料之间稳固地包缠结合，形成复合纱纱芯。
优选的，所述将复合纱纱芯进行成形加工，形成复合纱，包括通过牵伸、分梳、加捻和卷绕步骤将短纤维网包缠在复合纱芯表面，形成复合纱芯为核，短纤维网为壳的核-壳结构复合纱。
优选的，所述将复合纱进行后整理，包括利用浸轧、浸泡和烘干步骤在复合纱内部置入微纳颗粒。
优选的，所述制备冷感无纺布条带(S1)包括将含有微纳颗粒的冷感纤维与常规纤维混合成网，通过非织造工艺制备冷感无纺面材，裁切所述冷感无纺面材得到所述冷感无纺布条带。
优选的，所述辐射制冷功能复合纱中，微纳颗粒占复合纱的体积百分比数为0.1％-50％。
优选的，所述辐射制冷功能复合纱中，微纳颗粒的粒径范围为0.03μm-250μm。
优选的，所述微纳颗粒包括二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钡(BaCO3)、正硅酸钇(Y2SiO5)、磷酸铝(AlPO4)、氧化镁(MgO)、硅酸铝、珠光粉、重钙粉、滑石粉、硫化锌、陶瓷粉、陶瓷微珠、玻璃微珠、氧化锆、氧化铁、铁黑和钴蓝中的至少一种。
优选的，所述无纺柔性面材包括无纺布面材或无纺布复合面材，所述无纺布面材或无纺布复合面材包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯(PU)和聚丙烯腈(PAN)中的至少一种。
一种辐射制冷功能复合纱，由上述的方法制备。
一种辐射制冷功能复合纱面料的制备方法，包括：将上述制得的复合纱作为经纱和纬纱中的其中一个，将上述整理后的整理型复合纱作为经纱和纬纱中的另一个，制成复合纱面料。
借由上述技术方案，本发明提供的技术方案至少具有下列优点：本发明利用浸轧法和包覆法在纱线外部和内部引入浓度大范围可调的无机微纳颗粒，制备适用于人体皮肤降温的辐射制冷复合纱及其面料，制备方法简单、流程短，解决了现有辐射制冷材料不适用于人体皮肤降温、工艺复杂、难以纺织加工、制冷效果差的问题，为制备具有优异辐射制冷性能的服装面料提供有效的方法。
附图说明
图1为本发明实施例制备得到的辐射制冷功能复合纱的示意图。
图2为本发明实施例制备得到的辐射制冷功能复合纱织成的面料示意图。
图3为本发明实施例的辐射制冷功能复合纱的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明提供了一种辐射制冷功能复合纱的制备方法，如图3所示，具体包括以下步骤：
101，冷感无纺布条带的制备
将冷感纤维与常规的纤维混和成网，再经针刺、热粘等非织造工艺，把混和纤维制备成无纺面材，然后将无纺布面材裁切制备冷感无纺布条带S1，卷绕在筒管卷装上。其中，所述冷感纤维为微纳颗粒与聚合物共混纺丝得到的纤维，并且其内的微纳颗粒粒径为0.03μm-250μm、质量浓度为1％-80％。
102，制备沾满微纳颗粒的无纺布条带S2，所述沾满微纳颗粒的无纺布条带S2包括纤维条带，所述纤维条带由无纺柔性面材裁切制得。
具体包括步骤1021，制备纤维条带；
将面密度为5克/平方米-100克/平方米的无纺柔性面材置于裁切机上，将无纺柔性面材分切成线密度为50克/千米-500克/千米的纤维条带，每条纤维条带分别卷绕筒管上，形成纤维条带筒管卷装。所述冷感无纺布条带S1的宽度为该纤维条带宽度的4-8倍。
1022，将纤维条带沾满微纳颗粒制得无纺布条带S2；
具体为，将1021中制得的纤维条带筒管卷装置于浸轧机的后端，从筒管卷装退绕下来的纤维条带浸入粒径为0.03μm-250μm的微纳颗粒液中，经浸轧辊组的浸轧，将微纳颗粒压在纤维条带的结构面中，烘干后形成沾满微纳颗粒的无纺布条带S2。所述冷感无纺布条带S1的宽度也为该沾满微纳颗粒的无纺布条带宽度的4-8倍。
103，将冷感无纺布条带S1和沾满微纳颗粒的无纺布条带S2制成复合纤维条带；该步骤包括将至少一条沾满微纳颗粒的无纺布条带S2包裹在两条冷感无纺布条带S1之间，加捻形成内置微纳颗粒的夹心状复合纤维条带。
具体可以为，将至少一条沾满微纳颗粒的无纺布条带S2置于两条冷感无纺布条带S1之间，所述沾满微纳颗粒的无纺布条带S2与冷感无纺布条带S1的宽度比为1:4-1:8。将上述放置完成的S1和S2加捻形成内置微纳颗粒材料的夹心状辐射制冷复合纤维条带，将复合纤维条带卷绕到筒管上，形成复合纤维条带筒管卷装。
104，将103中制备得到的复合纤维条带制备成复合纱纱芯；具体包括，通过牵拉退绕、倍捻、卷绕步骤，使符合纤维条带与微纳颗粒材料之间稳固地包缠结合，形成圆柱状复合纱纱芯。
具体为，将上述复合纤维条带筒管卷装置于倍捻机的储纱罐中，从筒管卷装上退绕下来的每条复合纤维条带分别穿过倍捻机的锭翼，进入倍捻机空心锭的中空轴内，依次经中空轴内的张力器、倍捻机定位套筒中的进纱管，从倍捻机加捻盘的出纱管出口引出，再穿过导纱环、进入到引纱罗拉钳口处，在引纱罗拉钳口与张力器共同作用下，位于张力器至引纱罗拉钳口段的复合纤维条带受到牵拉作用力，牵拉作用力牵引复合纤维条带内部纤维及微粒材料沿条带长度方向伸展、内置微粒材料在复合纤维条带中始终保持均匀分布，在倍捻机的内磁钢和固定磁钢共同用下，倍捻机的储纱罐、静止盘静止不动，倍捻机的锭带带动倍捻机的加捻盘以3000转/分钟-7000转/分钟的转速进行回转，对位于锭翼和加捻盘之间的张紧的复合纤维条带进行一次加捻，一次加捻的作用力立体扭转复合纤维条带，增强复合纤维条带中的纤维与内置微粒材料之间的包缠结合，将线性片状的复合纤维条带转变成为线性圆柱状的纱线，线性圆柱状纱线从加捻盘出纱管出口引出，在进入引纱罗拉钳口之前，受到回转加捻盘的二次加捻，二次加捻的作用力立体扭转纱线内部纤维，进一步增强纱线中纤维和内置微粒材料之间的包缠结合，最终形成细度为30特克斯—700特克斯的纱芯，纱芯依次经倍捻机的导纱钩、导纱横动装置、槽筒，最终卷绕到筒管上。
105，将104中制备得到的复合纱纱芯进行成形加工，优选的，包括通过牵伸、分梳、加捻、卷绕作用，将短纤维网包缠在复合纱芯表面，形成复合纱芯为核、短纤维网为壳的核-壳结构复合纱。
具体包括步骤：将短纤维制成短纤维网，与复合纱纱芯汇合，并且加捻连续包缠在复合纱纱芯的表层，形成复合纱纱芯为核、短纤维网为壳的核-壳结构的复合纱。
具体为，将复合纱纱芯的筒纱卷装放置在摩擦纺纱上，经摩擦纺纱机的芯纱喂入导纱钩，以平行于摩擦辊转轴的方式，喂入到同向转动的两个摩擦辊之间，短纤维条依次经摩擦纺纱机牵伸机构、分梳机构，被牵伸、分梳成短纤维网，短纤维网在两个摩擦辊负压吸风作用下，以垂直于摩擦辊转轴的方式，连续的被凝聚在两个摩擦辊之间的表面上，与位于两个摩擦辊之间的复合纱纱芯汇合，与复合纱纱芯汇合后的短纤维网，在两个摩擦辊的同向转动加捻作用下，连续包缠在复合纱纱芯的表层，形成复合纱纱芯为核、短纤维网为壳的核-壳结构的复合纱，复合纱再依次经摩擦纺纱机的引纱罗拉钳口、导纱钩、卷绕槽筒，最终卷绕到筒管上，形成复合纱筒纱卷装。
上述步骤105后，还可以包括步骤106，该步骤为复合纱的后整理步骤，将复合纱进行后整理，具体包括经后整理设备，用浸轧、浸泡、烘干步骤在复合纱内部进一步置入微纳颗粒，形成整理型复合纱。
具体为，将多个复合纱筒纱卷装平行排布，从平行排布的多个筒纱卷装退绕下来的复合纱，形成平行排布的复合纱片纱，复合纱片纱经输送辊喂入到溶液槽中，溶液槽中盛满质量分数为30％以上、粒径为0.03μm-250μm的微纳颗粒液，复合纱片纱经浸轧辊作用，浸入微纳颗粒液中，复合纱片纱纱体吸入微纳颗粒液，浸轧后的复合纱片纱经输出辊输出，输出后的复合纱片纱经烘干槽烘干、卷绕辊卷绕，最终形成整理型的复合纱织轴卷装。
上述复合纱可以制成多种不同的面料，例如机织面料、针织面料、机织-针织复合面料等等。
辐射制冷功能复合纱机织面料的制备，具体包括将上述步骤105中得到的复合纱作为经纱和纬纱中的其中一个，步骤106中得到的整理型复合纱作为经纱和纬纱中的另一个，在剑杆织机上进行织造，制备出辐射制冷功能复合纱的机织面料。
并且本领域技术人员可以了解到，上述步骤101和步骤102可以互换顺序，即先制备沾满微纳颗粒的无纺布条带S2，再制备冷感无纺布条带亦可。
优选的，上述步骤101中的微纳颗粒粒径为0.03μm-250μm，更加优选的，为0.3μm-25μm。
所述微纳颗粒包括二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钡(BaCO3)、正硅酸钇(Y2SiO5)、磷酸铝(AlPO4)、氧化镁(MgO)、硅酸铝、珠光粉、重钙粉、滑石粉、硫化锌、陶瓷粉、陶瓷微珠、玻璃微珠、氧化锆、氧化铁、铁黑、钴蓝中的至少一种或多种。优选的，微纳颗粒包括二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和氧化锌(ZnO)中的至少一种。
优选的，所述无纺柔性面材为无纺布面材或无纺布复合面材，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯(PU)和聚丙烯腈(PAN)中的至少一种。
由上述方法制得的辐射制冷功能复合纱，包括位于中心的冷感纤维条带S1，包裹在冷感纤维条带S1外侧的沾满微纳颗粒的无纺布条带S2，以及包裹在最外侧的一层冷感纤维条带S1，为三层夹心形状，如图1所示。
该辐射制冷功能复合纱的细度范围为30-700特克斯，优选的，辐射制冷功能复合纱的细度范围为200特克斯-600特克斯。
并且该辐射制冷功能复合纱内的微纳颗粒的体积分数为0.1％-50％。优选的，微纳颗粒的掺量为5vol.％-30vol.％。
本发明通过浸轧法和包覆法在纱线外部和内部引入浓度大范围可调的无机微纳颗粒，制备适用于人体皮肤降温的辐射制冷复合纱及其面料，制备方法简单、流程短，解决了现有辐射制冷材料不适用于人体皮肤降温、工艺复杂、难以纺织加工、制冷效果差的问题，为制备具有优异辐射制冷性能的服装纺织品提供有效的方法。
实施例1：
在本实施例中，该方法制备的辐射制冷功能复合纱的基材为聚乙烯(PE)无纺柔性纤维条带，掺杂的无机微纳颗粒为的TiO2，平均粒径约600nm，占辐射制冷功能复合纱总体积的5％。
具体制备步骤为101，冷感无纺布条带S1的制备；
将掺入粒径为0.03μm-250μm、质量浓度为1％-80％TiO2微纳颗粒的冷感纤维与常规的纤维混和成网，再经针刺、热粘等非织造工艺，把混和纤维制备成无纺面材，然后将无纺布面材裁切制备冷感无纺布条带S1，卷绕在筒管卷装上。
102，沾满微纳颗粒的无纺布条带S2的制备；包括：
1021，纤维条带的制备，将面密度为5克/平方米的聚乙烯无纺柔性面材利用裁切机分切成线密度为50克/千米、宽度为10毫米的均匀纤维条带，每条纤维条带分别卷绕筒管上，形成条带筒管卷装。
1022，将步骤1021中得到的纤维条带筒管卷装置于浸轧机的后端，从筒管卷装退绕下来的纤维条带浸入平均粒径为600nm的TiO2微纳颗粒液中，经浸轧辊组的浸轧，将TiO2微纳颗粒压在纤维条带的结构面中，烘干后形成沾满TiO2微纳颗粒的无纺布条带S2。
103，将101中制备的冷感无纺布条带S1和沾满微纳颗粒的无纺布条带S2制成复合纤维条带；
具体为，将2.5毫米宽的沾满TiO2微纳颗粒的无纺布条带S2置于两条冷感无纺布条带S1之间，并且S1完全覆盖S2，加捻形成纤维条带内置微粒材料的夹心状辐射制冷复合纤维条带，将复合纤维条带卷绕到筒管上，形成复合纤维条带筒管卷装。
S104，复合纱纱芯的制备；
将复合纤维条带筒管卷装分别置于倍捻机的储纱罐中，从筒管卷装上退绕下来的每条复合纤维条带分别穿过倍捻机的锭翼，进入倍捻机空心锭的中空轴内，依次经中空轴内的张力器、倍捻机定位套筒中的进纱管，从倍捻机加捻盘的出纱管出口引出，再穿过导纱环、进入到引纱罗拉钳口处，在引纱罗拉钳口与张力器共同作用下，位于张力器至引纱罗拉钳口段的复合纤维条带受到牵拉作用力，牵拉作用力牵引复合纤维条带内部聚乙烯纤维及TiO2颗粒沿条带长度方向伸展、内置TiO2颗粒在复合纤维条带中始终保持均匀分布，在倍捻机的内磁钢和固定磁钢共同用下，倍捻机的储纱罐、静止盘静止不动，倍捻机的锭带带动倍捻机的加捻盘以7000转/分钟的作转速进行回转，对位于锭翼和加捻盘之间的张紧的复合纤维条带进行一次加捻，立体扭转复合纤维条带，增强复合纤维条带中的聚乙烯纤维与TiO2颗粒之间的包缠结合，将线性片状的复合纤维条带转变成为线性圆柱状的纱线。TiO2颗粒稳固于纱体中心，线性圆柱状纱线从加捻盘出纱管出口引出，在进入引纱罗拉钳口之前，受到回转加捻盘的二次加捻，立体扭转纱线内部纤维，进一步增强纱线中聚乙烯纤维和内置TiO2颗粒之间的包缠结合，最终制备得到细度为200特克斯、TiO2总体积占比5％的辐射制冷功能复合纱。
105，将104中制备得到的复合纱纱芯进行成形加工，形成复合纱；
将复合纱纱芯的筒纱卷装放置在摩擦纺纱上，经摩擦纺纱机的芯纱喂入导纱钩，以平行于摩擦辊转轴的方式，喂入到同向转动的两个摩擦辊之间，短纤维条依次经摩擦纺纱机牵伸机构、分梳机构，被牵伸、分梳成短纤维网，短纤维网在两个摩擦辊负压吸风作用下，以垂直于摩擦辊转轴的方式，连续的被凝聚在两个摩擦辊之间的表面上，与位于两个摩擦辊之间的复合纱纱芯汇合，与复合纱纱芯汇合后的短纤维网，在两个摩擦辊的同向转动加捻作用下，连续包缠在复合纱纱芯的表层，形成复合纱纱芯为核、短纤维网为壳的核-壳结构复合纱，复合纱再依次经摩擦纺纱机的引纱罗拉钳口、导纱钩、卷绕槽筒，最终卷绕到筒管上，形成复合纱筒纱卷装。
106，复合纱的后整理；
将步骤105中得到的复合纱，从平行排布的多个筒纱卷装退绕下来的复合纱，形成平行排布的复合纱片纱，复合纱片纱经输送辊喂入到溶液槽中，溶液槽中盛满质量分数为30％以上、粒径为0.03μm-250μm的微纳颗粒液，复合纱片纱经浸轧辊作用，浸入微纳颗粒液中，复合纱片纱纱体吸入微纳颗粒液，浸轧后的复合纱片纱经输出辊输出，输出后的复合片纱经烘干槽烘干、卷绕辊卷绕，最终形成整理型的复合纱织轴卷装；
辐射制冷功能复合纱机织面料的制备；
将步骤105中得到的复合纱线作为经纱，步骤106中得到的整理型的复合纱作为纬纱，在剑杆织机上进行织造，制备出辐射制冷功能复合纱的机织面料。
该实施例制备的辐射制冷功能复合纱如图2所示，得到的辐射制冷功能复合纱机织面料如图3所示，其测试可得到在太阳辐射波段实现较高的反射率，有效阻挡太阳辐射输入，实现良好的辐射制冷性能。
实施例2
在本实施例中，该辐射制冷功能复合纱的基材为聚丙烯(PP)无纺柔性纤维条带，掺杂的无机微纳颗粒为的TiO2，平均粒径约600nm，占复合纱总体积的5％。
制备方法具体包括：
101，冷感无纺布条带S1的制备；具体步骤同实施例1，
102，沾满微纳颗粒的无纺布条带S2的制备；包括：
1021，纤维条带的制备，
将面密度为5克/平方米的聚丙烯无纺柔性面材利用裁切机分切成线密度为50克/千米、宽度为10毫米的均匀纤维条带，每条纤维条带分别卷绕筒管上，形成条带筒管卷装。
1022，将纤维条带沾满微纳颗粒，具体步骤同实施例1。
103，将101中制备的冷感无纺布条带S1和沾满微纳颗粒的无纺布条带S2制成复合纤维条带，具体步骤同实施例1。
104，复合纱纱芯的制备；具体步骤同实施例1。最终制备得到细度为600特克斯、TiO2总体积占比30％的辐射制冷功能复合纱。
105，复合纱的成形加工；具体方法同实施例1。
106，复合纱的后整理；具体方法同实施例1。
同样，同实施例1，可以将该105步骤的复合纱作为纬线，将步骤106得到的复合纱作为经线，制备得到TiO2总体积占比30％的辐射制冷功能复合纱的机织面料。
将上述实施例1和2的辐射制冷功能复合纱制成的纺织品进行辐射制冷性能对比。实施例2所制备的掺杂量为30vol.％TiO2的辐射制冷功能复合纱面料在太阳辐射波段的加权反射率大于实施例1所制备的掺杂量为5vol.％的辐射制冷功能复合纱面料，所以通过在纱线内部和外部引入合适粒径的二氧化钛等无机颗粒可以提高其太阳辐射波段的反射率，实现优异的辐射制冷性能。同时，通过本发明中浸轧和包覆相结合的方法，可以实现纱线中微纳颗粒浓度的大范围可调，适用于不同的辐射制冷纺织品应用场景。
实施例3
该实施例中的辐射制冷功能复合纱的基材为聚酰胺(PA)无纺柔性纤维条带，掺杂的无机微纳颗粒为的TiO2和SiO2，TiO2的平均粒径约600nm，SiO2的粒径范围为0.3μm-25μm，微纳颗粒占复合纱总体积的50％。
制备方法的具体步骤为：
101，冷感无纺布条带S1的制备；具体步骤同实施例1。
102，沾满微纳颗粒的无纺布条带S2的制备；包括：
1021，纤维条带的制备；制备方法同实施例1。
1022，将纤维条带沾满微纳颗粒，将步骤1021中得到的纤维条带筒管卷装置于浸轧机的后端，从筒管卷装退绕下来的纤维条带浸入TiO2-SiO2混合微纳颗粒液中，该微纳颗粒溶液中TiO2与SiO2的质量比为3:1，经浸轧辊组的浸轧，将TiO2-SiO2混合微纳颗粒压在纤维条带的结构面中，烘干后形成沾满TiO2-SiO2混合微纳颗粒的无纺布条带S2。
103，将101中制备的冷感无纺布条带S1和沾满微纳颗粒的无纺布条带S2制成复合纤维条带；
将2.5毫米宽的沾满TiO2-SiO2混合微纳颗粒的无纺布条带S2置于步冷感无纺布条带S1中部，且S2的一侧边缘线与冷感无纺布条带S1的中心线重合。并且将放置好的S1和S2放入走带槽，当沾满TiO2-SiO2混合微纳颗粒的无纺布条带S2进入走带槽之后将S1沿中心线对折，形成纤维条带内置微粒材料的夹心状辐射制冷复合纤维条带，将复合纤维条带卷绕到筒管上，形成复合纤维条带筒管卷装。
104，复合纱纱芯的制备；
将步骤103制备的复合纤维条带筒管卷装分别置于倍捻机的储纱罐中，从筒管卷装上退绕下来的每条复合纤维条带分别穿过倍捻机的锭翼，进入倍捻机空心锭的中空轴内，依次经中空轴内的张力器、倍捻机定位套筒中的进纱管，从倍捻机加捻盘的出纱管出口引出，再穿过导纱环、进入到引纱罗拉钳口处，在引纱罗拉钳口与张力器共同作用下，位于张力器至引纱罗拉钳口段的复合纤维条带受到牵拉作用力，牵拉作用力牵引复合纤维条带内部聚乙烯纤维及TiO2-SiO2混合颗粒沿条带长度方向伸展、内置TiO2-SiO2混合颗粒在复合纤维条带中始终保持均匀分布，在倍捻机的内磁钢和固定磁钢共同用下，倍捻机的储纱罐、静止盘静止不动，倍捻机的锭带带动倍捻机的加捻盘以7000转/分钟的作转速进行回转，对位于锭翼和加捻盘之间的张紧的复合纤维条带进行一次加捻，立体扭转复合纤维条带，增强复合纤维条带中的聚乙烯纤维与TiO2-SiO2混合颗粒之间的包缠结合，将线性片状的复合纤维条带转变成为线性圆柱状的纱线。TiO2-SiO2混合颗粒稳固于纱体中心，线性圆柱状纱线从加捻盘出纱管出口引出，在进入引纱罗拉钳口之前，受到回转加捻盘的二次加捻，立体扭转纱线内部纤维，进一步增强纱线中聚乙烯纤维和内置TiO2-SiO2混合颗粒之间的包缠结合，最终制备得到细度为700特克斯、TiO2-SiO2混合颗粒总体积占比50％的辐射制冷功能复合纱。
105，复合纱的成形加工；具体方法同实施例1。
106，复合纱的后整理；具体方法同实施例1。
根据该实施例的方法制得的复合纱，将106中的复合纱作为纬线，105中的复合纱作为经线，可以制得TiO2-SiO2混合颗粒体积占比为50％的辐射制冷功能复合纱的机织面料。
取上述实施例1、2和3的辐射制冷功能复合纱面料进行辐射制冷性能对比。实施例3所制备的掺杂量为50％TiO2-SiO2混合颗粒的功能复合纱面料在太阳辐射波段的反射率和在人体热辐射波段的红外发射率均大于实施例1和2的辐射制冷面料，所以通过在纱线内部和外部引入微纳粒子，不仅可以大大提高其太阳辐射波段的反射率，还有助于人体向外部冷源的散热。同时，通过浸轧和包覆相结合的方法，可以实现纱线中微纳颗粒浓度的大范围可调，将最大化阻挡太阳辐射能量输入并极大增强人体的热辐射损失，从而实现优异的辐射制冷性能。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
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