CN105862169B - 一种热敏变色氨纶纤维的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，包括芯部纺丝原液的制造、壳部纺丝原液的制造和溶液纺丝，其特征在于，采用了溶液纺丝法将光敏材料加入至纤维中，在成纤的纺丝液中加入具有可逆变色功能的浆料，即将变色化合物直接添加到纺丝液中进行纺丝。由成纤聚合物、变色类化合物和相关组分组成的溶液纺丝后放入水浴中凝固成纤，经水洗得到光致变色纤维。用此种变色纤维印制织物，可使织物在服用过程中，随季节不同、地区不同，早、中、晚，室内室外温度不同而呈现多变的色彩。采用添加改性泡沫镍的方式改善皮芯纤维的伸缩性能等力学参数。

Description

一种热敏变色氨纶纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，尤其涉及一种随温度强弱变化自动变换颜色的新型纤维，属于纤维面料类技术领域。
背景技术
现代社会衣物除了保暖御寒的功效外，已经逐渐演化为人体的装饰物品，更多的时候表达了一个人的个性和生活水准。在衣服基本功能不变的基础上，人们越来越多的注重衣物附加功效，不断的研发衣服的新材料，利用适当的工艺将不同材料的各种功效添加到衣料中，增加了衣服的功能性。衣服除了防寒保暖功效外还具有抵抗紫外线辐射，杀菌除臭，释放负离子和红外线发射等功效。作为一个年轻人，求新、求变、张扬个性是他们年轻的符号，一种能够随着外界环境因素自动变换颜色的服装正是他们所需要的；对于一些从事演出工作的人员，在舞台上能够通过服装的颜色变换演绎不同的情节和情绪，这也是他们所需要的；又如对于一些野外作战任务士兵，能像变色龙一样根据环境变换及时的改变自己、伪装自己，起到隐蔽保护和提高伏击效果，这也是他们所渴望的一种服装。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，通过合理的材料配比，科学的加工方法，使制得的衣服随温度强弱变化自动变换颜色，同时能保证良好的穿着舒适度，面料应用非常广泛。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，采用喷丝板组合件，将含改性泡沫镍的纺丝原液从喷丝板组合件的空心针挤出，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维的芯部；不含改性泡沫镍的壳部纺丝原液从喷丝板组合件挤压孔挤出将热敏变色氨纶纤维的芯部包住，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维；制备得到所述热敏变色氨纶纤维中，芯部材料的质量百分比配方为：
竹炭粉2～10%，聚苯乙烯磺酸酯 3～8%，十二水磷酸氢二钠0.05～0.1%，羟丙基甲基纤维素0.05～0.2%， 抗氧剂0.1～0.5%，含改性泡沫镍的成纤聚合物75～96%；
其壳部质量百分比配方为：
热敏变色材料 3-10%，聚乳酸0.1～0.5%，抗紫外剂0.1～0.5%，抗氧剂0.1～0.5%，磺化蓖麻油0.1～0.5%，消光剂0.1～0.5%，纤维素酯0.1～0.5%，邻苯二甲酸丁基苄基酯0.2-0.4%，成纤聚合物90～94%。
进一步，芯部纺丝原液的制造方法为：
1)干燥泡沫镍，在100～120℃下干燥4～6小时，再置于不锈钢釜中，抽真空至0.2个标准大气压以下，温度95～98℃，向不锈钢釜中注入二十二烷液体浸渍泡沫镍，施加0.1-0.2MPa的压力，保持4-6小时，制得改性泡沫镍；
2)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在75～90℃反应 50-90min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为(1.80～2.00)：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为40～50％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为1.0～2.0％，溶液的质量百分比浓度为33～35％；
3)将步骤1.1)制得的改性泡沫镍加入到步骤1.2)制备的成纤聚合物溶液中搅拌均匀，储存24～36小时，熟化完全，配制成质量百分比浓度为33～35％的含改性泡沫镍的纺丝原液，以备纺制芯部材料时使用；
进一步，壳部纺丝原液的制造方法为：
1)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在75～90℃反应 50-90min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为(1.80～2.00)：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为40～50％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为1.0～2.0％，溶液的质量百分比浓度为33～35％；
2）制备热敏变色浆料：主要由发色剂3，6-二乙氧基荧烷和溴甲酚紫的混合物、显色剂对羟基苯甲酸辛基酯和热敏变色材料溶剂癸醇三部分组成，按照发色剂、显色剂和热敏变色材料溶剂三者的质量百分比为1∶1∶10～1∶50∶200，将发色剂和显色剂溶于热致变色材料溶剂中，搅拌；
3)将步骤1)制备的成纤聚合物溶液与步骤2)制备的热敏变色浆料在搅拌设备中分散均匀，储存24～36小时，熟化完全，得到壳部纺丝原液，以备纺制壳部时使用；
优选地，所述的泡沫镍的粒径主要为0.5～1.0μm。
发明采用了溶液纺丝法将光敏材料加入至纤维中，在成纤的纺丝液中加入具有可逆变色功能的浆料，即将变色化合物直接添加到纺丝液中进行纺丝。由成纤聚合物、变色类化合物和相关组分组成的溶液纺丝后放入水浴中凝固成纤，经水洗得到光致变色纤维。
本发明由于在纤维中加入了热敏变色浆料，当纺织品的颜色将随外界 温度的变化而变化，当温度上升时颜色改变，当温度降低时，颜色又复原。 用此种变色纤维印制织物，可使织物在服用过程中，随季节不同、地区不同， 早、中、晚，室内室外温度不同而呈现多变的色彩。采用添加改性泡沫镍的方式改善皮芯纤维的伸缩性能等力学参数。
本发明具有以下优势或特点：
1、将芯部纤维进行泡沫镍改性，提高了染料和纤维之间的离子键结合，增加了变色染料的上染率，提高了色牢度和耐久性；
2、通过添加聚乳酸和邻苯二甲酸丁基苄基酯将壳部纤维染料商人后进行固色，使染料固定在织物的表面形成稳定的结合，提高染料的色牢度和耐洗性能；
3、采用改性纺丝液进行溶液纺丝，改善了手感，增加了纱线的织造性能。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一：
一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，按以下工艺进行：
芯部纺丝原液的制造方法为：
1.1)干燥泡沫镍，在100℃下干燥4小时，再置于不锈钢釜中，抽真空至0.2个标准大气压以下，温度95℃，向不锈钢釜中注入二十二烷液体浸渍泡沫镍，施加0.1MPa的压力，保持4小时，制得改性泡沫镍；
1.2)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在75℃反应 50min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.80：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为40％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为1.0％，溶液的质量百分比浓度为33％；
1.3)将步骤1.1)制得的改性泡沫镍加入到步骤1.2)制备的成纤聚合物溶液中搅拌均匀，储存24小时，熟化完全，配制成质量百分比浓度为33％的含改性泡沫镍的纺丝原液，以备纺制芯部材料时使用；
壳部纺丝原液的制造方法为：
2.1)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在75℃反应 50min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.80：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为40％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为1.0％，溶液的质量百分比浓度为33％；
2.2）制备热敏变色浆料：主要由发色剂3，6-二乙氧基荧烷和溴甲酚紫的混合物、显色剂对羟基苯甲酸辛基酯和热敏变色材料溶剂癸醇三部分组成，按照发色剂、显色剂和热敏变色材料溶剂三者的质量百分比为1∶1∶10，将发色剂和显色剂溶于热致变色材料溶剂中，搅拌；
2.3)将步骤2.1)制备的成纤聚合物溶液与步骤2.2)制备的热敏变色浆料在搅拌设备中分散均匀，储存24～36小时，熟化完全，得到壳部纺丝原液，以备纺制壳部时使用；
采用喷丝板组合件，将含改性泡沫镍的纺丝原液从喷丝板组合件的空心针挤出，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维的芯部；不含改性泡沫镍的壳部纺丝原液从喷丝板组合件挤压孔挤出将热敏变色氨纶纤维的芯部包住，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维；制备得到所述热敏变色氨纶纤维中，芯部材料的质量百分比配方为：
竹炭粉2%，聚苯乙烯磺酸酯 3%，十二水磷酸氢二钠0.05%，羟丙基甲基纤维素0.05%， 抗氧剂0.1%，含改性泡沫镍的成纤聚合物75%；
其壳部质量百分比配方为：
热敏变色材料 3%，聚乳酸0.1%，抗紫外剂0.1%，抗氧剂0.1%，磺化蓖麻油0.1%，消光剂0.1%，纤维素酯0.1%，邻苯二甲酸丁基苄基酯 0.2%，成纤聚合物90%。
所述的泡沫镍的粒径均为0.5μm。
实施例二：
一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，按以下工艺进行：
芯部纺丝原液的制造方法为：
1.1)干燥泡沫镍，在120℃下干燥6小时，再置于不锈钢釜中，抽真空至0.2个标准大气压以下，温度98℃，向不锈钢釜中注入二十二烷液体浸渍泡沫镍，施加0.2MPa的压力，保持6小时，制得改性泡沫镍；
1.2)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应 90min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为2.00：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为50％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为2.0％，溶液的质量百分比浓度为35％；
1.3)将步骤1.1)制得的改性泡沫镍加入到步骤1.2)制备的成纤聚合物溶液中搅拌均匀，储存24～36小时，熟化完全，配制成质量百分比浓度为35％的含改性泡沫镍的纺丝原液，以备纺制芯部材料时使用；
壳部纺丝原液的制造方法为：
2.1)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应 90min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为2.00：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为50％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为2.0％，溶液的质量百分比浓度为35％；
2.2）制备热敏变色浆料：主要由发色剂3，6-二乙氧基荧烷和溴甲酚紫的混合物、显色剂对羟基苯甲酸辛基酯和热敏变色材料溶剂癸醇三部分组成，按照发色剂、显色剂和热敏变色材料溶剂三者的质量百分比为1∶50∶200，将发色剂和显色剂溶于热致变色材料溶剂中，搅拌；
2.3)将步骤2.1)制备的成纤聚合物溶液与步骤2.2)制备的热敏变色浆料在搅拌设备中分散均匀，储存24～36小时，熟化完全，得到壳部纺丝原液，以备纺制壳部时使用；
采用喷丝板组合件，将含改性泡沫镍的纺丝原液从喷丝板组合件的空心针挤出，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维的芯部；不含改性泡沫镍的壳部纺丝原液从喷丝板组合件挤压孔挤出将热敏变色氨纶纤维的芯部包住，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维；制备得到所述热敏变色氨纶纤维中，芯部材料的质量百分比配方为：
竹炭粉10%，聚苯乙烯磺酸酯 8%，十二水磷酸氢二钠0.1%，羟丙基甲基纤维素0.2%， 抗氧剂0.5%，含改性泡沫镍的成纤聚合物96%；
其壳部质量百分比配方为：
热敏变色材料 10%，聚乳酸0.5%，抗紫外剂0.5%，抗氧剂0.5%，磺化蓖麻油0.5%，消光剂0.5%，纤维素酯0.5%，邻苯二甲酸丁基苄基酯 0.4%，成纤聚合物94%。
所述的泡沫镍的粒径均为1.0μm。
综上所述，本发明制备得到的感温变色面料，能够随着周围温度的变化而改变颜色，效果出众，趣味性强，可制成各种童装或者相关领域服装，穿着柔软舒适，透气保暖。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种热敏变色氨纶纤维的制造方法，其特征在于，采用喷丝板组合件，将含改性泡沫镍的纺丝原液从喷丝板组合件的空心针挤出，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维的芯部；不含改性泡沫镍的壳部纺丝原液从喷丝板组合件挤压孔挤出将热敏变色氨纶纤维的芯部包住，溶剂挥发后成为热敏变色氨纶纤维；制备得到所述热敏变色氨纶纤维中，芯部材料的质量百分比配方为：
竹炭粉2～10%，聚苯乙烯磺酸酯 3～8%，十二水磷酸氢二钠0.05～0.1%，羟丙基甲基纤维素0.05～0.2%，抗氧剂0.1～0.5%，含改性泡沫镍的成纤聚合物75～96%，各组分的含量质量百分数之合为100％；
其壳部质量百分比配方为：
热敏变色材料 3-10%，聚乳酸0.1～0.5%，抗紫外剂0.1～0.5%，抗氧剂0.1～0.5%，磺化蓖麻油0.1～0.5%，消光剂0.1～0.5%，纤维素酯0.1～0.5%，邻苯二甲酸丁基苄基酯 0.2-0.4%，成纤聚合物90～94%，各组分的含量质量百分数之合为100％；
热敏变色材料：由发色剂3，6-二乙氧基荧烷和溴甲酚紫的混合物、显色剂对羟基苯甲酸辛基酯和热敏变色材料溶剂癸醇三部分组成，按照发色剂、显色剂和热敏变色材料溶剂三者的质量百分比为1∶1∶10～1∶50∶200，将发色剂和显色剂溶于热致变色材料溶剂中，搅拌制得热敏变色材料。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，芯部纺丝原液的制造方法为：
2.1)干燥泡沫镍，在100～120℃下干燥4～6小时，再置于不锈钢釜中，抽真空至0.2个标准大气压以下，温度95～98℃，向不锈钢釜中注入二十二烷液体浸渍泡沫镍，施加0.1-0.2MPa的压力，保持4-6小时，制得改性泡沫镍；
2.2)制备成纤聚合物溶液：将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在75～90℃反应 50-90min，制备得到预聚物，其中，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为(1.80～2.00)：1；预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为40～50％的预聚物溶液；将戊二胺添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，胺类占成纤聚合物的质量比为1.0～2.0％，溶液的质量百分比浓度为33～35％；
2.3)将步骤2.1)制得的改性泡沫镍加入到步骤2.2)制备的成纤聚合物溶液中搅拌均匀，储存24～36小时，熟化完全，配制成质量百分比浓度为33～35％的含改性泡沫镍的纺丝原液，以备纺制芯部材料时使用。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述的泡沫镍的粒径为0.5～1.0μm。
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