CN109402780A - 光致变色复合纤维 - Google Patents

光致变色复合纤维 Download PDF

Info

Publication number
CN109402780A
CN109402780A CN201711236868.1A CN201711236868A CN109402780A CN 109402780 A CN109402780 A CN 109402780A CN 201711236868 A CN201711236868 A CN 201711236868A CN 109402780 A CN109402780 A CN 109402780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photochromic
fibre
cortex
sandwich layer
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711236868.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109402780B (zh
Inventor
李伟
吴边鹏
李浩铭
边俊民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd filed Critical Tianjin Fuxin Sunshine Technology Co Ltd
Priority to CN201711236868.1A priority Critical patent/CN109402780B/zh
Priority to PCT/CN2017/115575 priority patent/WO2019104753A1/zh
Publication of CN109402780A publication Critical patent/CN109402780A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109402780B publication Critical patent/CN109402780B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/06—Dyes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/06—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/12—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyamide as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明提供一种光致变色复合纤维，包括皮层与芯层，所述皮层为成纤聚合物，添加适当的阻燃剂、柔顺剂和气密性增进剂，所述芯层为热塑性成纤聚合物，并按照一定比例添加光致变色染料、抗氧化剂、助纺剂、热稳定性剂、增感剂。该纤维将光致变色材料与功能添加剂掺杂在芯层材料中，然后通过熔融纺丝构建皮芯复合结构，用含功能助剂的皮层对芯层进行封装，从而提高了芯层材料中光致变色材料的稳定性，在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下加速老化测试，其变色能力可以保持70‑110小时，同时具有优异的光致变色性、响应时间快、重复性强、使用寿命长、力学性能优良等优点。

Description

光致变色复合纤维
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种光致变色复合纤维。
背景技术
社会生产力的进步与科技的快速发展，对纺织品的传统性能提出了更高的要求，同时对纺织品的功能性也有越来越多的需求。传统功能纤维已经不能满足人们对于舒适性和功能性的需求，光致变色纤维应运而生。光致变色纤维具有独特的视觉效果，不仅能满足消费者对服饰色彩新奇性、多样性和变化性的追求而且可以广泛应用在防伪、广告、军事伪装等领域。光致变色纤维原理主要分为两种：一种是采用液晶纺制造纤维，内部含液晶结构，对入射的光具有不同的反射效果，形成不同角度光致变色；另一种是纤维内部添加或表面粘附光致变色物质，能够随着外界光照环境条件的变化而显示出不同颜色。
目前，光致变色材料已经在面料上进行应用，主要是采用涂料添加粘合剂进行高温焙烘，或者采用涂料印花和涂层来实现，普遍存在色牢度差、手感硬、耐候性差、持久性差、透气性差等缺陷。另有少部分光致变色纤维是通过液晶纺、静电纺、接枝螺噁嗪基团或螺吡喃基团、添加荧光剂或者是表面粘附特殊微胶囊生产制备，但是其制备工艺较为复杂、对环境具有较大危害、具有损害人体健康的潜在危害，此外还有表面结构易损坏、耐疲劳性差和使用寿命短等缺陷。例如中国专利ZL200580011656，约翰等采用静电纺丝法制备光致变色纤维，该方法只能制备超细短纤，且产量很低，生产过程复杂。中国专利CN101701052A孙宾宾等人采用化学接枝方法，将含螺噁嗪基团的丙烯酸酯染料单体通过过氧化苯甲酰引发聚合，接枝于硝化纤维素大分子主链，用于制备光致变色薄膜和涂层，该方法工艺复杂，使用大量有机溶剂，且无法保证接枝率。中国专利CN104357936A谢跃亭等人将光致变色微胶囊乳液与黏胶溶液混合均匀后，通过酸液纺丝得到光致变色黏胶纤维，该方法属于溶液法纺丝，工艺复杂，且污染环境，此外，制备的纤维强度偏低，大大限制了其应用。中国专利CN104047069A中，翁俊强等人将光致变色染料与低熔点尼龙切片熔融共混造粒制备母粒，然后与低熔点切粒共混熔融纺丝，经过牵伸得到光致变色POY丝，该法大大提升了纺丝效率，熔融纺丝亦不会对环境造成污染，然而光致变色染料无规律分布于纤维中，分布于表面的染料不仅降低了光致变色功能耐候性，而且色牢度低，易脱色，会对人体、穿着或环境造成影响。陈茶娇等人在发明专利CN103556300A中选用纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯作为芯层，添加了苯氧基萘并萘醌类光致变色材料的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为皮层，制备了光致变色纤维，该种方法制备的为热粘纤维，主要起粘结其他材料与支撑的作用，无法应用于产品表面及花型纹理设计，局限性较大，另外其光变染料分布于皮层降低了变色功能的耐候性，色牢度低，易脱色，也对人体健康、穿着舒适性及环境造成危害。
发明内容
本发明的目的是解决现有复合纤维变色功能耐候性差、色牢度低、易脱色等缺点，提供一种光致变色复合纤维。
本发明的技术方案是：光致变色复合纤维，所述纤维的横截面中，皮层和芯层呈同心圆结构，皮层紧密包覆着芯层；所述皮层为成纤聚合物，选用聚烯烃、聚酰胺、聚酯或聚氨酯类聚合物的至少一种，并添加适当的阻燃剂、柔顺剂和气密性增进剂；所述芯层为热塑性成纤聚合物，聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯中的至少一种，并按照一定比例添加光致变色染料、抗氧化剂、助纺剂、热稳定性剂、增感剂。所述皮层和芯层通过熔融纺丝工序制备成型。
进一步的，所述光致变色染料外层包覆柔韧性透明聚合物外壳，所述柔韧性透明聚合物外壳与光致变色染料质量比为5:95～95:5，粒径分布在0.1～5微米，形成光致变色微胶囊或纳米胶囊，该外壳具有压力响应性能，根据光致变色染料的体积变化而膨胀或收缩。该聚合物一般选用聚烯烃高分子如聚烯烃或其共聚物，聚酯或其共聚物，聚酰胺，聚氨酯、丙烯腈共聚物、氨基树脂、聚脲等线型或低交联度高聚物中的至少一种，优选聚酯类或聚氨酯类聚合物外壳。
芯层成纤聚合物优选熔点低于250℃的低熔点聚合物，聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、低熔点聚酯，低熔点聚酰胺中的至少一种；皮芯结构中所述皮层与所述芯层材料质量比为5:95～95:5。
所述增感剂选用芳香族或脂肪族的酯类，具体为1-羟基-2萘甲酸苯酯、乙二酸二苄酯、对苄基联苯中的至少一种。
所述柔顺剂为单烷基季铵盐、二烷基季铵盐、烷基酰基季铵盐、吡啶季铵盐型或咪唑型柔软剂中的至少一种。
所述助纺剂主要包括分散剂、偶联剂等。所述助纺剂为钛酸酯系列、硅烷系列、硬脂酸酯系列、异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯等系列中的至少一种，硅烷系列包括双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫、γ-巯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷；硬脂酸酯系列包括硬脂酸、甘油单硬脂酸酯和甘油三硬脂酸酯等中的至少一种。助纺剂添加量为芯层成纤聚合物质量的1～10％。
所述的抗氧化剂为叔丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、没食子酸丙酯(PG)、抗坏血酸棕榈酸酯(AP)、硫代二丙酸二月桂酸酯(DLTP)、4-己基间苯二酚(4-HR)中的至少一种。
所述皮层添加的气密性增进剂为聚萘二甲酸乙二醇酯，双异丙基化合物，三元乙丙橡胶之中至少一种的有机酯溶液。
所述芯层各组分的含量为：所述芯层各组分占成纤聚合物的质量比为：光致变色染料1～10％、助纺剂0.22～0.62％(其中分散剂0.2～0.5％、偶联剂0.02～0.12％)、热稳定剂0.03～0.3％、抗氧化剂0.01～0.09％、增感剂0.1～5％。
所述皮层各组分占成纤聚合物的质量比为：气密性增进剂0.1～2％、阻燃剂0～0.5％，柔顺剂0.04～0.4％。
所获得的复合纤维的POY强度为1.5～3.5cN/dtex，经处理后的纤维DTY为2.0～5.0cN/dtex。
所述光致变色复合纤维由如下制备方法制备得到的：
1、先将作为皮层的可熔融加工的成纤聚合物进行干燥，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照成纤聚合物质量百分比加入气密性增进剂0.1～2％、阻燃剂0～0.5％、柔顺剂0.04～0.4％，混合均匀后熔融造粒，便可得到皮层材料切粒；
2、将芯层材料低熔点成纤聚合物进行真空干燥，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入光致变色染料1～10％、分散剂0.2～0.5％，偶联剂0.02～0.12％，热稳定剂0.03～0.3％，抗氧化剂0.01～0.09％，混合均匀后，熔融造粒，便可得到芯层材料；
3、通过熔融纺丝的工序进行纺丝，调整转矩流变仪与螺杆挤出机各区温度，分别挤出带有光致变色材料的芯层材料与皮层材料，然后通过熔体分配管计量控制皮层与芯层质量比，使其进入具有同心圆皮芯复合喷丝组件，两种熔体在组件中的喷丝孔处汇合并挤出，控制合适的挤出速度，使得皮层均匀紧密的包覆住含有光致变色染料的芯层，然后进行侧吹风进行冷却，风速为0.3±0.03m/s，湿度为75％～95％RH，温度为15～25℃下冷却、上油、卷绕和牵伸比1～5的拉伸便可得到所述光致变色复合纤维。
本发明涉及的材料均可通过市售途径获得。
本发明所述的光致变色染料包括但不限于下述大类光致变色化合物：
(一)萘并螺噁嗪类
R1＝H，CH3，OCH3，卤素
R2＝C1-C6烷基，C1-C6烷基杂环
R3＝氮杂环，C1-C6烷基二胺
R4＝C1-C6烷氧基
在中国专利：ZL97120274.5螺环类光致变色化合物及其制备方法；ZL200410072348.86’-杂环取代螺噁嗪类光致变色化合物及其制备方法；201110058243.7取代螺噁嗪类光致变色化合物的制备方法中详细记载。
(二)喹啉并螺噁嗪类
R1＝H，CH3，OCH3，卤素
R2＝C1-C6烷基，C1-C6烷基杂环
R3＝氮杂环，C1-C6烷基二胺
在201110058251.1喹啉并螺噁嗪类光致变色化合物及其制备方法中有详细记载
(三)苯并螺噁嗪类
R1＝H，CH3，OCH3，卤素
R2＝C1-C6烷基，C1-C6烷基杂环
R3＝氮杂环，C1-C6烷基二胺
(四)二芳杂环基乙烯类化合物
X＝Y＝S X＝S Y＝N
R1＝R2＝R3＝CH3 R1＝R2＝R3＝CH3
R1＝R3＝CH3 R1＝R2＝CH3
R1＝H R2＝H
R2＝R1＝CH3，R3＝H R2＝R1＝CH3，R3＝H
X＝Y＝S X＝S Y＝N
R1＝R2＝R3＝CH3 R1＝R2＝R3＝CH3
R1＝R3＝CH3 R1＝R3＝CH3
R1＝H R2＝H
X＝Y＝S X＝S Y＝N R＝CH3 R＝CH3
X＝Y＝S X＝S Y＝N
R＝CH3 R＝CH3
X＝Y＝S X＝N Y＝S
R1＝R2＝R3＝CH3 R1＝R2＝R3＝CH3
R4＝H R4＝OCH3
R1＝R2＝CH3 R1＝R2＝CH3
R3＝CN，CHO R3＝CN，CHO
R4＝H R4＝OCH3
R1＝CH3，R2＝H，R3＝CN，CHO，R4＝OCH3
X＝Y＝S X＝N Y＝S
R1＝R2＝R3＝CH3 R1＝R2＝R3＝CH3
R4＝H R4＝OCH3
R3＝R1＝CH3 R2＝R4＝H
R1＝CH3，R2＝R4＝H R1＝R2＝CH3R3＝CN，CHO
R3＝CN，CHO R4＝OCH3
R1＝CH3，R2＝H
R3＝CN，CHO R4＝OCH3
(五)芳基取代萘并吡喃类
R1＝2-C1-C8烷氧基 R2＝4-C1-C8烷氧基
R1＝2-卤素 R2＝4-C1-C8烷氧基或C1-C8烷基
R1＝H R2＝SCH3
R1＝2-C1-C8烷氧基 R2＝4-C1-C8烷基
R1＝2-芳基氧 R2＝4-芳基氧
R1＝H R2＝4-C1-C8烷氧基
R1＝H R2＝4-卤素
R1＝H R2＝4-CF3
R1＝R2＝H
在200510013276.4萘并吡喃光致变色化合物及其制品；200410072350.5 2,2-二芳基萘并吡喃类化合物及其制备方法中有详细记载。
(六)螺吡喃类化合物
R1＝H，卤素，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基
R2＝C1-C8烷基，C1-C8烷氧基芳杂环
相关专利：ZL97120274.5螺环类光致变色化合物及其制备方法
R1＝H，卤素，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基
R2＝C1-C8烷基，C1-C8烷氧基芳杂环
本发明具有的优点和积极效果是：该纤维采用皮芯复合结构，将光致变色材料与功能添加剂掺杂在芯层材料中，然后通过熔融纺丝构建皮芯复合结构，用含功能助剂的皮层对芯层进行封装，从而提高了芯层材料中光致变色材料的稳定性，而采用压力响应型光致变色微胶囊或纳米胶囊的技术方案，可以避免熔融纺丝过程中光致变色染料体积膨胀引起的囊壁破裂，进而降低由于囊芯受热挥发引起的纤维断裂和纤维光致变色性能的衰减；在皮层纤维中添加了气密性增进剂，可以在使用过程中，阻隔外界氧气及其他活性物质与芯层物质中的光致变色染料反应，使光致变色性能不衰减，通过上述技术方案，本发明的纤维在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下加速老化测试，其变色能力可以保持70-110小时，而目前市场上的光变材料在同样条件下测试其变色能力仅可以保持5-10小时，表明本发明的纤维具有极强的耐候性，同时具有优异的光致变色性、响应时间快、重复性强、使用寿命长、力学性能优良。此外，采用熔融皮芯复合纺丝，既提高了纺丝速率和纤维强度，又对环境无污染，且皮芯结构的复合纤维对纤维强度、穿着舒适度、耐洗性几乎无任何影响。本发明的纤维可广泛应用在广告、防伪、服装服饰和军事伪装等领域，具有较高的安全价值、经济价值和军事价值。
附图说明
图1是本发明实施例1获得纤维的电镜照片
图2是本发明实施例1获得纤维横截面的电镜照片
图3是本发明实施例5获得纤维的电镜照片
图4是本发明实施例5获得纤维横截面的电镜照片
具体实施方式
本发明的光致变色复合纤维，包括皮层与芯层，皮层和芯层呈同心圆结构，皮层紧密包覆着芯层；所述皮层材料为聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、聚酯类聚合物的至少一种，并添加适当的阻燃剂、柔顺剂和气密性增进剂，所述芯层材料为低熔点热塑性高分子材料聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、低熔点聚酯，低熔点聚酰胺中的至少一种，并按照一定比例添加光致变色染料、抗氧化剂、助纺剂、热稳定性剂、增感剂，所述皮层和芯层通过熔融纺丝工序制备成型。
下面结合具体实施例的制备方法，对本发明的技术方案进行进一步的阐述。
实施例1
(1)皮层材料选用聚对二甲酸乙二醇酯进行干燥结晶，干燥温度200℃，使干燥后的含水率小于30ppm，然后按照质量比加入气密性增进剂双异丙基氧化物2％、阻燃剂0.5％、柔顺剂0.4％混合均匀后，便可得到皮层材料。
(2)将芯层材料聚丙烯进行干燥结晶，干燥温度200℃，使干燥后的含水率小于30ppm，然后按照质量比加入光致变色染料5％、分散剂0.5％，偶联剂0.12％，热稳定剂0.3％，抗氧化剂0.09％，增感剂1％，混合均匀后便可得到芯层材料。
(3)通过熔融纺丝的工序进行纺丝，调整转矩流变仪与螺杆挤出机各区温度，其中芯层材料在螺杆泵下螺杆温度为：一区225℃，二区235℃，三区240℃；皮层材料在螺杆泵下螺杆温度为：一区280℃，二区285℃，三区290℃，四区295℃；箱体温度300℃；分别挤出带有光致变色染料的芯层材料与皮层材料，然后通过熔体分配管计量达控制皮层与芯层质量比50：50，使其进入具有同心圆皮芯型复合喷丝组件，两种熔体在组件中的喷丝孔处汇合并挤出，控制合适的挤出速度，使得皮层均匀紧密的包覆住含有光致变色染料的芯层，然后进行侧吹风进行冷却风速为0.32m/s，湿度为95％RH，温度为25℃下冷却、上油、卷绕和牵伸比1：2的拉伸便可得到光致变色复合纤维。
性能测试：
(1)测试复合纤维的表面微观结构，如图1所示，纤维表面光滑，纤维直径均匀，分布在15～20微米；对纤维内部结构进行测试，如图2所示，可见具有明显的皮芯结构，皮层纤维的厚度均匀，约为2.5微米，完整的包裹芯层纤维；
(2)测试复合纤维的POY强度为2.1cN/dtex，经处理后的纤维DTY为3.5cN/dtex。
(3)测试复合纤维的耐候性：在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下进行加速老化测试，发现添加功能添加剂的复合纤维耐候性高达109小时，相比于未添加助剂的复合纤维耐候性提升了10倍以上。
实施例2
(1)皮层材料聚丙烯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入气密性增进剂聚对萘二甲酸乙二醇酯1％、阻燃剂0.2％、柔顺剂0.04％混合均匀后便可得到皮层材料。
(2)将芯层材料聚乙烯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入光致变色染料5％、分散剂0.2％，偶联剂0.02％，热稳定剂0.03％，抗氧化剂0.01％，增感剂0.1％，混合均匀后便可得到芯层材料。
(3)通过熔融纺丝的工序进行纺丝，调整转矩流变仪与螺杆挤出机各区温度，分别挤出带有光致变色染料的芯层材料与皮层材料，然后通过熔体分配管计量控制皮层与芯层质量比使其进入具有同心圆皮芯型复合喷丝组件，两种熔体在组件中的喷丝孔处汇合并挤出，控制合适的挤出速度，使得皮层均匀紧密的包覆住含有光致变色染料的芯层，然后进行侧吹风进行冷却风速为0.3m/s，湿度为75％RH，温度为15℃下冷却、上油、卷绕和牵伸比为1:1的拉伸便可得到光致变色复合纤维。
性能测试：
(1)测试皮芯复合纤维的POY强度为1.8cN/dtex，经处理后的纤维DTY为2.6cN/dtex。
(2)测试复合纤维的耐候性：在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下进行加速老化测试，本实施例的复合纤维耐候性高达106小时。
实施例3
(1)皮层材料聚己内酰胺进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入气密性增进剂1％、柔顺剂0.3％混合均匀后便可得到皮层材料。
(2)将芯层材料低熔点聚酯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入光致变色染料8％、分散剂0.4％，偶联剂0.11％，热稳定剂0.2％，抗氧化剂0.07％，增感剂2％，混合均匀后便可得到芯层材料。
(3)通过熔融纺丝的工序进行纺丝，调整转矩流变仪与螺杆挤出机各区温度，分别挤出带有光致变色染料的芯层材料与皮层材料，然后通过熔体分配管计量达控制皮层与芯层质量比使其进入具有同心圆皮芯型复合喷丝组件，两种熔体在组件中的喷丝孔处汇合并挤出，控制合适的挤出速度，使得皮层均匀紧密的包覆住含有光致变色染料的芯层，然后进行侧吹风进行冷却风速为0.31m/s，湿度为85％RH，温度为18℃下冷却、上油、卷绕和牵伸比1：3的拉伸便可得到光致变色复合纤维。
性能测试：
(1)测试皮芯复合纤维的POY强度为2.2cN/dtex，经处理后的纤维DTY为3.4cN/dtex。
(2)测试复合纤维的耐候性：在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下进行加速老化测试，本实施的复合纤维耐候性高达97小时。
实施例4
(1)皮层材料聚对苯二甲酸丁二醇酯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入气密性增进剂0.8％、阻燃剂0.3％、柔顺剂0.05％混合均匀后便可得到皮层材料。
(2)将芯层材料聚对苯二甲酸丁二醇酯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入光致变色染料9％、分散剂0.3％，偶联剂0.03％，热稳定剂0.04％，抗氧化剂0.03％，增感剂0.5％，混合均匀后便可得到芯层材料。
(3)通过熔融纺丝的工序进行纺丝，调整转矩流变仪与螺杆挤出机各区温度，分别挤出带有光致变色染料的芯层材料与皮层材料，然后通过熔体分配管计量控制皮层与芯层质量比，使其进入具有同心圆皮芯型复合喷丝组件，两种熔体在组件中的喷丝孔处汇合并挤出，控制合适的挤出速度，使得皮层均匀紧密的包覆住含有光致变色染料的芯层，然后进行侧吹风进行冷却风速为0.31m/s，湿度为80％RH，温度为18℃下冷却、上油、卷绕和牵伸比为1:5的拉伸便可得到光致变色复合纤维。
性能测试：
(1)测试皮芯复合纤维的POY强度为2.3cN/dtex，经处理后的纤维DTY为3.5cN/dtex。
(2)测试复合纤维的耐候性：在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下进行加速老化测试，发现添加功能添加剂的复合纤维耐候性高达89小时。
实施例5
(1)皮层材料聚对二甲酸乙二醇酯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入气密性增进剂0.8％、阻燃剂0.3％、柔顺剂0.05％混合均匀后便可得到皮层材料。
(2)将芯层材料聚丙烯进行干燥结晶，使干燥后的含水率小于50ppm，然后按照质量比加入丙烯腈共聚物光致变色微胶囊9％、分散剂0.3％，偶联剂0.03％，热稳定剂0.04％，抗氧化剂0.03％，增感剂0.6％，混合均匀后便可得到芯层材料。
(3)通过熔融纺丝的工序进行纺丝，调整转矩流变仪与螺杆挤出机各区温度，分别挤出带有光致变色微胶囊的芯层材料与皮层材料，然后通过熔体分配管计量达控制皮层与芯层质量比，使其进入具有同心圆皮芯型复合喷丝组件，两种熔体在组件中的喷丝孔处汇合并挤出，控制合适的挤出速度，使得皮层均匀紧密的包覆住含有光致变色微胶囊的芯层，然后进行侧吹风进行冷却风速为0.31m/s，湿度为80％RH，温度为18℃下冷却、上油、卷绕和牵伸比为1:5的拉伸便可得到所述胶囊型光致变色复合纤维。
性能测试：
(1)电镜观察复合纤维的表面微观结构，如图3所示，纤维表面光滑，纤维直径均匀，分布在15～20微米；对纤维内部结构进行测试，如图2所示，可见具有明显的皮芯结构，皮层纤维的厚度均匀，约为2.5微米，完整的包裹芯层纤维；
(2)测试皮芯复合纤维的POY强度为2.1cN/dtex，经处理后的纤维DTY为3.3cN/dtex。
(3)测试复合纤维的耐候性：在紫外线高于4000μW/cm2，温度40℃，湿度正常情况下进行加速老化测试，发现添加柔韧性丙烯腈共聚物微胶囊的复合纤维耐候性高达101小时。
对比试验：同时，申请人还按照实施例1-4的皮芯聚合物选材，制备了常规不添加光致变色材料和助纺剂等助剂的皮芯复合纤维作为空白对照(记为1-1，2-1，3-1，4-1)、只在芯层加入光致变色染料，不加入助纺剂等助剂的皮芯复合纤维(记为1-2，2-2，3-2，4-2)、本申请实施例1-5的复合纤维进行试验数据对比，综合见下表。
表1纤维强度对比表
编号 1 1-1 幅度 2 2-1 幅度 3 3-1 幅度 4 4-1 幅度 5
POY 2.1 2.2 4.55％ 1.8 2.0 10％ 2.2 2.4 8.33％ 2.3 2.5 8％ 2.1
DTY 3.5 3.8 7.89％ 2.6 2.9 10％ 3.4 3.9 12.82％ 3.5 4.0 12.5％ 3.3
由上表可见，本申请的实施例1-4，POY、DTY均比未添加的常规皮芯复合纤维有所下降，但是下降幅度可控，基本维持在15％以内，大部分为10％以内，这一点表现相当出色。而1与5对比，5作为加入了微胶囊颗粒的复合纤维，其微胶囊直径比染料粒径更大，按照理论推断，其POY、DTY应该降低更多，但是通过各类助剂的调整，其性能基本与直接加入染料的数据持平。
同时，还做了耐候性试验的对比数据，见下表
表2耐候性数据对比表
编号 1 1-2 2 2-2 3 3-2 4 4-2 5
耐候性 109 5 106 7 97 8 89 5 101
由上表可见，本申请的实施例1-5，耐候性均表现优异，比直接加入染料的纤维耐候性均提高了10-20倍，完全可以满足服装、鞋帽、可穿戴设备、防伪、军事等方面的需求。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.光致变色复合纤维，包括皮层与芯层，其特征在于：所述纤维的横截面中，皮层和芯层呈同心圆结构，皮层紧密包覆着芯层；所述皮层为成纤聚合物，添加适当的阻燃剂、柔顺剂和气密性增进剂，所述芯层为热塑性成纤聚合物，并按照一定比例添加光致变色染料、抗氧化剂、助纺剂、热稳定性剂、增感剂。
2.根据权利要求1所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述皮层成纤聚合物为聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、聚酯类聚合物的至少一种，所述芯层为低熔点热塑性高分子材料聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯中的至少一种，并按照一定比例添加光致变色染料、抗氧化剂、助纺剂、热稳定性剂及增感剂，所述皮层和芯层通过熔融纺丝工序制备成型。
3.根据权利要求1所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述光致变色染料外层包覆柔韧性透明聚合物外壳，粒径分布在0.1～5微米，具有压力响应性能，所述柔韧性透明聚合物外壳与光致变色染料质量比为5:95～95:5。
4.根据权利要求2所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述光致变色染料外层包覆柔韧性透明聚合物外壳，粒径分布在0.1～5微米，具有压力响应性能，所述柔韧性透明聚合物外壳与光致变色染料质量比为5:95～95:5。
5.权利要求3或4所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述聚合物外壳选用聚烯烃高分子如聚烯烃或其共聚物、聚酯或其共聚物、聚酰胺、聚氨酯、丙烯腈共聚物、氨基树脂、聚脲等线型或低交联度高聚物中的至少一种。
6.权利要求1-4任一项所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述芯层聚合物为熔点低于250℃的低熔点聚合物，选用聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、低熔点聚酯、低熔点聚酰胺中的至少一种；所述皮层与所述芯层材料质量比为5:95～95:5。
7.权利要求1-4任一项所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述柔顺剂为单烷基季铵盐、二烷基季铵盐、烷基酰基季铵盐、吡啶季铵盐型或咪唑型柔软剂中的至少一种；
所述抗氧化剂为叔丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、没食子酸丙酯、抗坏血酸棕榈酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、4-己基间苯二酚中的至少一种；
所述气密性增进剂为聚萘二甲酸乙二醇酯，双异丙基化合物，三元乙丙橡胶中至少一种的有机酯溶液；
所述增感剂选用芳香族或脂肪族的酯类，具体为1-羟基-2萘甲酸苯酯、乙二酸二苄酯、对苄基联苯中的至少一种。
8.权利要求1-4任一项所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述助纺剂为钛酸酯系列、硅烷系列、硬脂酸酯系列、异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯系列中的至少一种，硅烷选自双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫、γ-巯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种；硬脂酸酯系列选自硬脂酸、甘油单硬脂酸酯和甘油三硬脂酸酯中的至少一种，助纺剂添加量为芯层成纤聚合物添加质量的1～10％。
9.权利要求1-4任一项所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述芯层各组分占成纤聚合物的质量比为：光致变色染料1～10％、助纺剂0.22～0.62％、热稳定剂0.03～0.3％、抗氧化剂0.01～0.09％、增感剂0.1-5％。
10.权利要求1-4任一项所述的光致变色复合纤维，其特征在于：所述皮层各组分占成纤聚合物的质量百分比为：气密性增进剂0.1～2％、阻燃剂0～0.5％，柔顺剂0.04～0.4％。
CN201711236868.1A 2017-11-30 2017-11-30 光致变色复合纤维 Active CN109402780B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711236868.1A CN109402780B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 光致变色复合纤维
PCT/CN2017/115575 WO2019104753A1 (zh) 2017-11-30 2017-12-12 光致变色复合纤维

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711236868.1A CN109402780B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 光致变色复合纤维

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109402780A true CN109402780A (zh) 2019-03-01
CN109402780B CN109402780B (zh) 2021-09-14

Family

ID=65462813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711236868.1A Active CN109402780B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 光致变色复合纤维

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109402780B (zh)
WO (1) WO2019104753A1 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110528116A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 上海迪纺纺织科技有限公司 一种变色纤维的制备方法
CN110629319A (zh) * 2019-09-18 2019-12-31 苏州宝丽迪材料科技股份有限公司 皮芯结构光致变色涤纶纤维
CN110628412A (zh) * 2019-08-30 2019-12-31 上海迪纺纺织科技有限公司 一种变色粉体的制备方法
CN110923850A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 东华大学 一种双响应性变色聚乳酸纤维及其制备和应用
CN111101291A (zh) * 2019-12-27 2020-05-05 福建恒安集团有限公司 一种热敏变色无纺布的制备方法
CN112501714A (zh) * 2020-10-28 2021-03-16 银金达(上海)新材料有限公司 一种紫外吸收petg材料及其应用
CN112981599A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 广州盛色科技有限公司 一种复合变色调温纤维的制备方法
CN113403720A (zh) * 2021-06-25 2021-09-17 广东合心色纺新材料有限公司 一种变色纱线及其制备方法
CN114197085A (zh) * 2021-12-17 2022-03-18 南通强生石墨烯科技有限公司 一种石墨烯变色纤维及其制备方法
CN115404565A (zh) * 2021-05-28 2022-11-29 财团法人纺织产业综合研究所 光变色阻热纤维和其制备方法
CN115594855A (zh) * 2021-06-28 2023-01-13 中国石油化工股份有限公司（Cn） 光致变色聚酯、聚酯纤维及制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111497398B (zh) * 2020-03-17 2023-08-08 东莞市彩炫光电科技有限公司 一种挤出式柔体端点发光光纤及其制备方法
CN111379046A (zh) * 2020-04-10 2020-07-07 广东彩艳股份有限公司 一种高色牢度防染料致敏致癌的复合纤维及其制备方法
CN114941205B (zh) * 2022-04-24 2023-12-26 福建维盛新材料有限公司 一种热风无纺布的着色工艺
CN117737886A (zh) * 2024-02-19 2024-03-22 相变储能(北京)科技有限公司 一种复合相变纤维及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110177332A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Nanofiber-nanowire composite and fabrication method thereof
CN104532399A (zh) * 2014-12-30 2015-04-22 上海德福伦化纤有限公司 有色聚酯同心皮芯复合纤维及其制造方法
CN104983103A (zh) * 2015-05-21 2015-10-21 南通市中和化纤有限公司 一种光敏复合织物
CN105040126A (zh) * 2015-07-14 2015-11-11 爱谱诗（苏州）服装有限公司 一种变色纤维服装面料的制作工艺
CN105386211A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 罗莱生活科技股份有限公司 一种光敏纤维及感光变色面料的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2777224B2 (ja) * 1989-09-26 1998-07-16 株式会社クラレ 感光性複合繊維
JPH04202811A (ja) * 1990-11-29 1992-07-23 Teijin Ltd フォトクロミック複合繊維
CN102199874A (zh) * 2011-04-13 2011-09-28 龚文忠 一种芯壳结构型防伪纤维长丝
CN103556300B (zh) * 2013-10-25 2015-09-16 厦门翔鹭化纤股份有限公司 一种光致变色纤维及其制备方法和用途
CN104357936B (zh) * 2014-08-12 2016-08-17 新乡化纤股份有限公司 一种光致变色粘胶纤维及其制备方法
CN105603576A (zh) * 2016-02-23 2016-05-25 海安县中山合成纤维有限公司 一种聚酰胺/聚酯光敏变色复合纤维

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110177332A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Nanofiber-nanowire composite and fabrication method thereof
CN104532399A (zh) * 2014-12-30 2015-04-22 上海德福伦化纤有限公司 有色聚酯同心皮芯复合纤维及其制造方法
CN104983103A (zh) * 2015-05-21 2015-10-21 南通市中和化纤有限公司 一种光敏复合织物
CN105040126A (zh) * 2015-07-14 2015-11-11 爱谱诗（苏州）服装有限公司 一种变色纤维服装面料的制作工艺
CN105386211A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 罗莱生活科技股份有限公司 一种光敏纤维及感光变色面料的制备方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110528116A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 上海迪纺纺织科技有限公司 一种变色纤维的制备方法
CN110628412A (zh) * 2019-08-30 2019-12-31 上海迪纺纺织科技有限公司 一种变色粉体的制备方法
CN110629319A (zh) * 2019-09-18 2019-12-31 苏州宝丽迪材料科技股份有限公司 皮芯结构光致变色涤纶纤维
CN110923850A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 东华大学 一种双响应性变色聚乳酸纤维及其制备和应用
CN110923850B (zh) * 2019-12-06 2022-08-26 东华大学 一种双响应性变色聚乳酸纤维及其制备和应用
CN112981599A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 广州盛色科技有限公司 一种复合变色调温纤维的制备方法
CN111101291B (zh) * 2019-12-27 2022-05-10 福建恒安集团有限公司 一种热敏变色无纺布的制备方法
CN111101291A (zh) * 2019-12-27 2020-05-05 福建恒安集团有限公司 一种热敏变色无纺布的制备方法
CN112501714A (zh) * 2020-10-28 2021-03-16 银金达(上海)新材料有限公司 一种紫外吸收petg材料及其应用
CN115404565A (zh) * 2021-05-28 2022-11-29 财团法人纺织产业综合研究所 光变色阻热纤维和其制备方法
CN113403720A (zh) * 2021-06-25 2021-09-17 广东合心色纺新材料有限公司 一种变色纱线及其制备方法
CN115594855A (zh) * 2021-06-28 2023-01-13 中国石油化工股份有限公司（Cn） 光致变色聚酯、聚酯纤维及制备方法
CN114197085A (zh) * 2021-12-17 2022-03-18 南通强生石墨烯科技有限公司 一种石墨烯变色纤维及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019104753A1 (zh) 2019-06-06
CN109402780B (zh) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109402780A (zh) 光致变色复合纤维
TWI570287B (zh) Fiber and fibrous structures
CN110528116A (zh) 一种变色纤维的制备方法
TWI401037B (zh) 具有紫外吸收能力的服飾及其製法
FR2576616A1 (fr) Materiau textile thermochromique
Topbas et al. Photochromic microcapsules by coacervation and in situ polymerization methods for product-marking applications
Razafimahefa et al. Effect of nanoclay on the dyeing ability of PA6 nanocomposite fibers
CN111733475B (zh) 一种可生物降解纺丝材料及其制备方法和应用
CN117568013A (zh) 一种光致变色微胶囊、光致变色纤维及其制备方法
CN108624981A (zh) 聚酯改性海富毛条及其制备方法
WO2006028102A1 (ja) 難燃性ポリエステル系人工毛髪
CN111041585A (zh) 一种拒水聚酯功能母粒及其制备方法
TWM543088U (zh) 防紫外線口罩
TWI689330B (zh) 紫外線變色口罩之製造方法
TWI644701B (zh) 防紫外線口罩
CN109537085A (zh) 一种抗紫外锦纶超细纤长丝的生产方法及其生产设备
JP5124323B2 (ja) 人工毛髪
CN101070641A (zh) 一种综合功能的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维及其面料
JP2022066607A (ja) ポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法
JP7092606B2 (ja) ポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法
US20180196165A1 (en) Anti-UV Mask
JPH04185714A (ja) ポリエステル原着複合繊維
CN111361226A (zh) 一种具有防水功能的布料及其制备工艺
JP4941410B2 (ja) ポリウレタン系弾性糸およびそれを用いてなる伸縮性布帛
Periyasamy et al. Production Of Chromic Materials Aravin Prince Periyasamy And Martina Viková

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant