CN105803553A - 一种用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒及其制备方法，所述用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒由比重为10‑30％的变色着色剂，2‑15％的分散剂，0‑2％的其他助剂，以及能够和聚乳酸纤维原料良好的相容的载体组成。其中变色着色剂中含有25‑100％的感温变色粉体0‑75％的颜料，其可以实现感温变色效果。将颜料和感温变色粉体分别和水、分散剂混合均匀研磨好后和其他组成成分按比例放入混合机中，通过均匀混合后进入双螺旋杆挤出机熔融造粒，可以得到能够感温变色的聚乳酸纤维用色母粒，进而可以将色母粒添加到聚乳酸纤维纺丝过程中，得到感温变色的纤维，满足人们的需求。

Description

一种用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种色母粒及其制备方法，具体涉及到聚乳酸纤维专用的感温变色色母粒及其制备方法，属于纺织纤维材料领域。
背景技术
随着科技的发展，具有功能性和环保的纺织品将会逐渐进入千家万户。感温变色纺织品能够在温度变化时改变颜色，既有趣味性又能够在一定程度上反应温度的变化。因此感温变色的纺织品日后会成为人们的新宠。聚乳酸纤维是一种可生物降解的合成纤维，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维，因此既环保又具有功能性的感温变色聚乳酸纺织品会逐渐得到人们的青睐。
制备感温变色的聚乳酸纺织品可以通过印花、后整理工艺制得。但是通过类似于纺前染色的方法将感温变色这一功能应用在纤维中更为环保和安全，本文旨在发明一种能够在纺前应用的感温变色色母粒，进而生产出感温变色的聚乳酸纤维，从而能够应用到纺织行业的各个领域。
发明内容
因此本发明旨在发明一种能够用于聚乳酸纤维纺丝过程中的感温变色色母粒，这样纺出来的聚乳酸纤维本身就具有感温变色功能，进而可以进行花色设计并制作出各种感温变色的纺织品；采用根据本发明的感温变色色母粒不仅使纤维本身具有感温变色功效，并且对纺织品进行后续整理等没有太大影响，由此能够赋予纺织品更多的功能。
本发明提供一种用于聚乳酸纤维的色母粒，其特征在于其由变色着色剂，载体，分散剂及其它助剂组成，其中变色着色剂的比重为10-30％，分散剂2-15％，其他助剂0-2％，其余部分为载体。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中变色着色剂中含有25-100％的感温变色粉体，0-75％的颜料或者普通着色剂。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中所述变色着色剂中包含一种或多种感温变色粉体，所述一种或多种感温变色粉体在温度改变时可逆地实现颜色的变化，其为具有同一变色温度的不同颜色的感温变色粉体，或者为具有不同变色温度的多种感温变色粉体的混合。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中所述感温变色粉体是一种包覆电子给予体、电子接受体和溶剂三种有机成分的微胶囊或者能够感温变色的其它物质微胶囊，或者包含能够感温变色的其他物质。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中所述能够感温变色的其它物质的微胶囊包括能够感温变色的液晶类微胶囊。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中所述能够感温变色的其他物质微胶囊包含：能够感温变色的席夫碱及其络合物的微胶囊、在温度发生变化时使物质分子结构改变从而使物质颜色发生变色的聚合物的微胶囊。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其特征在于所述常用颜料或者普通着色剂为选自酞菁类颜料、偶氮类颜料、喹吖酮类、稠环酮类颜料的有机颜料；或者为选自炭黑、群青、钴蓝、铁红的无机颜料，或者为钛白粉。
根据本发明的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其特征在于所述载体是与聚乳酸纤维有良好的相容性的高聚物，其熔点在275℃以下，且载体的熔点至少低于其热分解温度30℃。优选地，所述载体熔点和成纤高聚物的熔点相近或者比聚乳酸纤维成纤高聚物的稍低但不超过20℃
此外，本发明提供一种基于感温变色的聚乳酸纤维专用色母粒的制备方法，其特征如下：分别将感温变色粉体和颜料/普通着色剂研磨、分散均匀，然后将其和载体及其它助剂一起在搅拌机中进行充分搅拌10-30分钟，之后将混合好的材料经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，其中螺杆各区温度在180-230℃之间，之后进行干燥即可。
本发明的特点在于，一般纤维用色母粒的颜料都属于同一类型，而感温变色粉体和普通颜料不尽相同，因此感温变色粉体和颜料的混合不容易混合均匀，而且由于感温变色粉体的特性承受的压力也和颜料不同，因此将感温变色粉体和颜料分别进行研磨并分散获得的本发明的用于聚乳酸纤维的色母粒的效果较好。
附图说明
图1a和图1b显示根据本发明实施例1的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中变色着色剂中含有100％感温变色粉体(两种)，在温度达到变色温度时，颜色的变化，其中图1a为变色前，图1b为变色后。
图2a和图2b显示显示根据本发明实施例2的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中变色着色剂中含有一定比例的感温变色粉体和颜料，在温度达到变色温度时，颜色的变化，其中图2a为变色前，图2b为变色后。
图3a和图3b显示显示根据本发明实施例3的用于聚乳酸纤维的变色色母粒，其中变色着色剂中含有感温变色粉体(由一种颜色变为另一种颜色)，在温度达到变色温度时，颜色的变化，其中图3a为变色前，图3b为变色后。
图4显示根据本发明的基于感温变色的聚乳酸纤维专用色母粒的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
根据本发明，感温变色粉体微胶囊在温度改变时可以可逆的实现颜色的变化，可以从有色变为无色，可以从无色变为有色，可以从一种颜色变为另一种颜色，也可以从无色变为有色，还可能是在不同温度变化时有不同的颜色(一种颜色变多种颜色)。
变色着色剂的颜料/普通着色剂占整个着色剂的0-75％，所添加的颜料的颜色应比感温变色粉体的变色后的颜色浅，否则感温变色的效果就不能很好的呈现。颜料/普通着色剂的应用可以是一种也可以是多种共同使用。
载体是能够用于聚乳酸纤维的共聚酯，或者与聚乳酸纤维原材料有良好相容性的共聚物，且载体的熔点至少低于其热分解约30℃的保证能够应用于纺丝过程，优选载体熔点和成纤高聚物的熔点相近或者比成纤高聚物的稍低但不超过20℃。
本文中“良好的相容性”意指其满足以下至少一个要求：(1)成纤高聚物的溶解度参数与载体的溶解度参数相差不超过0.2；或(2)：设成纤高聚物玻璃化温度为Tg1,载体玻璃化温度为Tg2。将两者混合后，混合物的Tg有一个，证明完全相容；或者混合后有两个新的玻璃化温度Tg3、Tg4均在温度Tg1——Tg2之间。
分散剂是选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐、N，N，-乙撑双硬脂酰胺、N，N，-亚乙基双油酸酰胺、N，N，-乙撑双月桂酰胺、离子交联聚合物中的一种或者几种。
其它助剂可以选自偶联剂、润滑剂、UV吸收剂、抗氧化剂等中的一种或者多种。偶联剂可以选自钛酸酯偶联剂、铝酸偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种；润滑剂可以选自PE蜡、硬脂酸、硬脂酸盐、硅油等其中的一种或多种；UV吸收剂和抗氧化剂选自常用的紫外线吸收剂、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂245等其中的一种或者多种。当然还包括一些其他的加工助剂，其选自白油、硅系聚合物、石蜡、氧化聚乙烯中的一种或多种。
将准备好的颜料/普通着色剂、分散剂、水混合，放入砂磨机中进行研磨，然后将感温变色粉体、分散剂、水放入搅拌机中搅拌适当研磨，之后将分散好的颜料/普通着色剂、感温变色粉体载体、其它助剂在搅拌机中进行充分搅拌10-30分钟，然后将混合好的材料经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，其中螺杆各区温度在180-230℃之间，之后进行干燥即可。如果变色着色剂中只含有感温变色粉体，可以直接省去颜料在研磨机和捏合机中的步骤。
实施例
实施例1：称量500g聚乳酸切片，80g的变色着色剂(全部为感温变色粉体，40g感温变色粉体在约33℃由大红色变为无色，40g感温变色粉体在约33℃由蓝色变为无色)，PE蜡10g，UV吸收剂1g，硬脂酸酰胺0.6g，钛酸酯偶联剂0.7g。将准备好的颜料/普通着色剂、分散剂、水混合，放入砂磨机中进行研磨30min，然后将感温变色粉体、分散剂、水放入搅拌机中搅拌适当研磨10min，然后加入聚乳酸切片、其它助剂置于搅拌机中搅拌20分钟，之后经过双螺管挤出机挤出造粒，各区温度分别为：185、195、210、220℃，机头温度215℃，主机转速60r/min，喂料速度14r/min，挤出压力3.6MPa，得到能够在从紫色变为无色的纤维级感温变色色母粒，应用于纤维纺织后面料变色状况如图1a和图1b所示，变色温度为约33℃，变色前后Lab值如下表1所示。
表1.实施例1的颜色变化
L a b
变色前 50.94 12.07 -14.78
变色后 66.48 -2.68 8.18
实施例2：称量重量为300g的变色着色剂(150g的感温变色粉体从大红色变为无色，变色温度约为33℃，50g品红颜料，100g酞菁蓝颜料)，PE蜡12％，UV吸收剂0.2％，纤维级聚乳酸45％，钛酸酯偶联剂0.05％，硬酸酯酰胺0.05％。将准备好的颜料/普通着色剂、分散剂、水混合，放入砂磨机中进行研磨30min，然后将感温变色粉体、分散剂、水放入搅拌机中搅拌适当研磨10min，然后加入聚乳酸切片、其它助剂置于搅拌机中搅拌30分钟之后经过双螺管挤出机挤出造粒，各区温度分别为：185、195、210、220℃，机头温度215℃，主机转速60r/min，喂料速度12r/min，挤出压力3.2MPa，得到能够红色变为玫红色的感温变色色母粒，应用于纤维纺织后面料变色状况如图2a和图2b所示，变色温度为约33℃，变色前后Lab值如下表2所示。
表2.实施例2的颜色变化
L a b
变色前 51.3 17.22 5.65
变色后 74.04 -29.3 17.34
实施例3：称量500g聚乳酸切片，200g变色着色剂(50g在33℃由蓝色变为无色，50g在33℃由红色变为无色，100g铁红颜料)，PE蜡10g，UV吸收剂1g，硬脂酸酰胺0.6g，钛酸酯偶联剂0.7g。将准备好的颜料/普通着色剂、分散剂、水混合，放入砂磨机中进行研磨30min，然后将感温变色粉体、分散剂、水放入搅拌机中搅拌适当研磨10min，然后加入聚乳酸切片、其它助剂置于搅拌机中搅拌15分钟，将搅拌后的物质熔融经过双螺管挤出机挤出造粒，各区温度分别为：185、195、210、220℃，机头温度215℃，挤出压力3.2MPa，得到能够从金黄色变为荧光黄的感温变色色母粒，应用于纤维纺织后面料变色状况如图3a和图3b所示，变色温度为约33℃，变色前后Lab值如下表3所示。
表3.实施例3的颜色变化
L a b
变色前 54.42 13.82 -18.4
变色后 64.34 36.15 -13.78

Claims (10)

1.一种用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，其是由变色着色剂、载体、分散剂以及其他助剂组成，其中变色着色剂的比重为10-30％，分散剂的比重为2-15％，其它助剂的比重为0-2％，其余部分为载体。
2.根据权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述变色着色剂含有占整个变色着色剂25-100％的感温变色粉体、0-75％的常用颜料或者普通着色剂。
3.根据权利要求2所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述变色着色剂中包含一种或多种感温变色粉体，所述一种或多种感温变色粉体在温度改变时可逆地实现颜色的变化，其为具有同一变色温度的不同颜色的感温变色粉体，或者为具有不同变色温度的多种感温变色粉体的混合。
4.根据权利要求2所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述一种或多种感温变色粉体是包覆电子给予体、电子接受体和溶剂三种有机成分的微胶囊，或者能够感温变色的其它物质的微胶囊，或者包含能够感温变色的其他物质。
5.根据权利要求4所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述能够感温变色的其它物质的微胶囊包括能够感温变色的液晶类微胶囊。
6.根据权利要求4所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述能够感温变色的其他物质微胶囊包含：能够感温变色的席夫碱及其络合物的微胶囊、在温度发生变化时使物质分子结构改变从而使物质颜色发生变色的聚合物的微胶囊。
7.根据权利要求3所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述常用颜料或者普通着色剂为选自酞菁类颜料、偶氮类颜料、喹吖酮类、稠环酮类颜料的有机颜料；或者为选自炭黑、群青、钴蓝、铁红的无机颜料，或者为钛白粉。
8.根据权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述载体是与聚乳酸纤维有良好的相容性的高聚物，其熔点在275℃以下，且载体的熔点至少低于其热分解温度30℃。
9.根据权利要求1所述的用于聚乳酸纤维的感温变色色母粒，其特征在于，所述载体的熔点和成纤高聚物的熔点相同或者比成纤高聚物的稍低但不超过20℃。
10.一种基于感温变色的聚乳酸纤维专用色母粒的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：分别将感温变色粉体和颜料/普通着色剂研磨、分散均匀，然后将其和载体及其它助剂一起在搅拌机中进行充分搅拌10-30分钟，之后将混合好的材料经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，其中螺杆各区温度在180-230℃之间，之后进行干燥。
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