本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種感溫變色維綸纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
維綸是聚乙烯醇縮醛纖維的商品名稱，其性能接近棉花，有“合成棉花”之稱，是現(xiàn)有合成纖維中吸濕性最大的品種，有著廣泛的應(yīng)用。感溫變色紡織品近年來發(fā)展迅速，其產(chǎn)品在不同的溫度環(huán)境呈現(xiàn)出不同的顏色，表現(xiàn)出前所未有的趣味性。除了趣味性，感溫變色紡織品還具有保暖恒溫性能，如在戶外時，溫度下降使織物呈現(xiàn)深色利于吸收陽光能量起到保暖作用；溫度升高時，織物變成淺色或無色利于陽光能量的反射起到降溫的作用。
目前，感溫變色維綸纖維的制備主要有兩種方法：機(jī)械混合和后整理涂層。機(jī)械混合屬于均相混合，即在維綸紡織液中加入可逆感溫變色顏料，為了提高顯色效果往往需要添加較多的可逆感溫變色顏料，較多的可逆感溫變色顏料的加入會對維綸纖維的機(jī)械性產(chǎn)生較大的影響；后整理涂層則借助粘合劑的作用將可逆感溫變色顏料粘附至纖維或織物的表面，其缺點(diǎn)是粘合劑易受到光、熱、洗滌作用而老化或脫落，使得感溫變色效果大打折扣。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服均相混合制備感溫變色維綸影響纖維的機(jī)械性能、后整理涂層易受到光、熱、洗滌作用影響感溫變色維綸的使用壽命的問題，本發(fā)明提供一種感溫變色維綸纖維及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)實現(xiàn)的：
一種感溫變色維綸纖維，所述感溫變色維綸纖維的表層包覆有可逆感溫變色顏料。
對于感溫變色維綸纖維，發(fā)明人認(rèn)為纖維的變色只要表現(xiàn)在纖維的表層，可逆感溫變色顏料在纖維表層的良好分布更有利于獲得更好的顯色效果且可以減少用量。因此，有別于傳統(tǒng)的機(jī)械均相混合，本發(fā)明將可逆感溫變色顏料主要分布于維綸的表層，通過可逆感溫變色顏料與聚乙烯醇混合、甲醛縮聚以及紫外光引發(fā)接枝實現(xiàn)，無需借助粘合劑的作用。
優(yōu)選地，所述可逆感溫變色顏料包括低溫變色可逆感溫變色顏料、手感變色可逆感溫變色顏料和高溫變色可逆感溫變色顏料中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述可逆感溫變色顏料的中心粒徑為0.1～1.0μm。
一種感溫變色維綸纖維的制備方法，制備步驟如下：
1)維綸紡絲液的準(zhǔn)備：將經(jīng)過水洗后的聚乙烯醇切片溶于90～99℃水中，得到維綸紡絲液(1)；
2)紡絲：由計量泵輸出的維綸紡絲液(1)經(jīng)噴絲板(2)噴出后，進(jìn)入紡絲甬道(3)，攜帶有可逆感溫變色顏料的工業(yè)氮?dú)庥扇腼L(fēng)口(4)進(jìn)入紡絲甬道(3)，出風(fēng)口(5)吹出，由紡絲甬道(3)而出的維綸紡絲液(1)被引入凝固浴(6)中固化成型，即得感溫變色聚乙烯醇纖維；
3)后處理：感溫變色聚乙烯醇纖維經(jīng)導(dǎo)絲輥(7)、熱壓輥(8)、縮甲醛處理浴(9)、紫外輻射區(qū)(10)、水洗浴(11)、干燥輥(12)，收集得到感溫變色維綸纖維(13)。
優(yōu)選地，所述維綸紡絲液(1)中聚乙烯醇的重量百分比濃度為20～25％。
優(yōu)選地，所述工業(yè)氮?dú)庵锌赡娓袦刈兩伭系臐舛葹?000～2000mg/L，通氣量為0.1～0.5m3/min；所述熱壓輥(8)的溫度為100～120℃，壓力為0.3～0.5MPa；所述凝固浴(6)為濃度400～450g/L的硫酸鈉水溶液。
優(yōu)選地，所述縮甲醛處理浴(9)包括60～80g/L甲醛，200～220g/L硫酸、50～70g/L硫酸鈉。
優(yōu)選地，所述紫外輻射區(qū)(10)的輻照強(qiáng)度4000～6000μw/cm2。
優(yōu)選地，所述紡絲甬道(3)為圓柱形，長度為25～35cm，直徑為15～30cm；所述入風(fēng)口(4)頂端低于噴絲板(2)出絲口水平位置1～5cm，所述出風(fēng)口(5)底端高于紡絲甬道(3)最低端1～5cm。
優(yōu)選地，紡絲速度為300～400m/min，感溫變色維綸纖維的直徑為40～80μm。
在本發(fā)明中，感溫變色維綸纖維采用普通濕法紡絲設(shè)備進(jìn)行紡絲，只需要增加紡絲甬道、紫外輻射區(qū)即可達(dá)到紡制感溫變色維綸纖維的目的，這種局部的改造減少了生產(chǎn)成本，利于推廣使用。紡絲甬道的使用是本發(fā)明得以實現(xiàn)的第一個重要區(qū)域。本發(fā)明所使用的氣體為工業(yè)氮?dú)?，其它惰性氣體也同樣適用。工業(yè)氮?dú)饪拷鼑娊z板，攜帶有可逆感溫變色顏料，在通過紡絲甬道時，工業(yè)氮?dú)馀c維綸紡絲液接觸的同時，可逆感溫變色顏料隨之粘附至維綸紡絲液的表面并與維綸紡絲液表層的聚乙烯醇進(jìn)行快速混合。隨著維綸紡絲液在凝固浴中固化成型，可逆感溫變色顏料在維綸纖維的表層得到固定。紫外輻射區(qū)的使用是本發(fā)明得以實現(xiàn)的第二個重要區(qū)域。在凝固液中固化成型的感溫變色聚乙烯醇纖維通過縮甲醛處理浴后進(jìn)入紫外輻射區(qū)，在高能紫外輻射的作用下，甲醛、紫外輻射作用下，使可逆感溫變色顏料、甲醛以維綸纖維接枝結(jié)合，通過共價鍵的形成，可逆感溫變色顏料不易脫落，牢度較好。
本發(fā)明的有益效果在于：
1)在普通濕法紡絲設(shè)備中增加紡絲甬道、紫外輻射區(qū)，通過工業(yè)氮?dú)獾臄y帶作用，將可逆感溫變色顏料粘附至維綸紡絲液的表面，并與維綸紡絲液表層的聚乙烯醇進(jìn)行快速混合，隨著維綸紡絲液固化成型、縮甲醛處理以及高能紫外輻射的作用下，可逆感溫變色顏料在維綸纖維的表層均勻分布、接枝固定，具有可逆感溫變色效果好、牢度高的特點(diǎn)；
2)感溫變色維綸纖維的紡制無需開發(fā)新型紡絲設(shè)備，只需普通濕法紡絲設(shè)備并進(jìn)行局部改造即可，減少了生產(chǎn)成本，利于推廣使用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖中，1-維綸紡絲液，2-噴絲板，3-紡絲甬道，4-入風(fēng)口，5-出風(fēng)口，6-凝固浴，7-導(dǎo)絲輥，8-熱壓輥，9-縮甲醛處理浴，10-紫外輻射區(qū)，11-水洗浴，12-干燥輥，13-感溫變色維綸纖維。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例1
本實施例一種感溫變色維綸纖維的表層包覆有低溫變色可逆感溫變色顏料(中心粒徑為0.1μm，市售)，該感溫變色維綸纖維的制備步驟如下：
1)維綸紡絲液的準(zhǔn)備：將經(jīng)過水洗后的聚乙烯醇切片溶于90℃水中，得到維綸紡絲液1，該維綸紡絲液1中聚乙烯醇的重量百分比濃度為20％；
2)紡絲：由計量泵輸出的維綸紡絲液1經(jīng)噴絲板2噴出后，進(jìn)入紡絲甬道3，攜帶有低溫變色可逆感溫變色顏料的工業(yè)氮?dú)庥扇腼L(fēng)口4進(jìn)入紡絲甬道3，出風(fēng)口5吹出，由紡絲甬道3而出的維綸紡絲液1被引入凝固浴6中固化成型，即得感溫變色聚乙烯醇纖維；在紡絲過程中，工業(yè)氮?dú)庵械蜏刈兩赡娓袦刈兩伭系臐舛葹?000mg/L，通氣量為0.1m3/min；紡絲甬道3為圓柱形，長度為25cm，直徑為15cm；入風(fēng)口4頂端低于噴絲板2出絲口水平位置1cm，出風(fēng)口5底端高于紡絲甬道3最低端1cm；
3)后處理：感溫變色聚乙烯醇纖維經(jīng)導(dǎo)絲輥7、熱壓輥8、縮甲醛處理浴9、紫外輻射區(qū)10、水洗浴11、干燥輥12，收集得到感溫變色維綸纖維13。在后處理過程中，熱壓輥8的溫度為100℃，壓力為0.3MPa；凝固浴6為濃度400g/L的硫酸鈉水溶液；縮甲醛處理浴9包括60g/L甲醛，200g/L硫酸、50g/L硫酸鈉；紫外輻射區(qū)10的輻照強(qiáng)度4000μw/cm2。
本實施例所紡的一種感溫變色維綸纖維的紡絲速度為300m/min，感溫變色維綸纖維的直徑為40μm。
實施例2
本實施例一種感溫變色維綸纖維的表層包覆有手感變色可逆感溫變色顏料(中心粒徑為1.0μm，市售)，該感溫變色維綸纖維的制備步驟如下：
1)維綸紡絲液的準(zhǔn)備：將經(jīng)過水洗后的聚乙烯醇切片溶于99℃水中，得到維綸紡絲液1，該維綸紡絲液1中聚乙烯醇的重量百分比濃度為25％；
2)紡絲：由計量泵輸出的維綸紡絲液1經(jīng)噴絲板2噴出后，進(jìn)入紡絲甬道3，攜帶有手感變色可逆感溫變色顏料的工業(yè)氮?dú)庥扇腼L(fēng)口4進(jìn)入紡絲甬道3，出風(fēng)口5吹出，由紡絲甬道3而出的維綸紡絲液1被引入凝固浴6中固化成型，即得感溫變色聚乙烯醇纖維。在紡絲過程中，工業(yè)氮?dú)庵惺指凶兩赡娓袦刈兩伭系臐舛葹?000mg/L，通氣量為0.5m3/min；紡絲甬道3為圓柱形，長度為35cm，直徑為30cm；入風(fēng)口4頂端低于噴絲板2出絲口水平位置5cm，出風(fēng)口5底端高于紡絲甬道3最低端5cm；
3)后處理：感溫變色聚乙烯醇纖維經(jīng)導(dǎo)絲輥7、熱壓輥8、縮甲醛處理浴9、紫外輻射區(qū)10、水洗浴11、干燥輥12，收集得到感溫變色維綸纖維13。在后處理過程中，熱壓輥8的溫度為120℃，壓力為0.5MPa；凝固浴6為濃度450g/L的硫酸鈉水溶液；縮甲醛處理浴9包括80g/L甲醛，220g/L硫酸、70g/L硫酸鈉；紫外輻射區(qū)10的輻照強(qiáng)度6000μw/cm2。
本實施例所紡的一種感溫變色維綸纖維的紡絲速度為400m/min，感溫變色維綸纖維的直徑為80μm。
實施例3
本實施例一種感溫變色維綸纖維的表層包覆有高溫變色可逆感溫變色顏料(中心粒徑為0.5μm，市售)，該感溫變色維綸纖維的制備步驟如下：
1)維綸紡絲液的準(zhǔn)備：將經(jīng)過水洗后的聚乙烯醇切片溶于95℃水中，得到維綸紡絲液1，該維綸紡絲液1中聚乙烯醇的重量百分比濃度為23％；
2)紡絲：由計量泵輸出的維綸紡絲液1經(jīng)噴絲板2噴出后，進(jìn)入紡絲甬道3，攜帶有高溫變色可逆感溫變色顏料的工業(yè)氮?dú)庥扇腼L(fēng)口4進(jìn)入紡絲甬道3，出風(fēng)口5吹出，由紡絲甬道3而出的維綸紡絲液1被引入凝固浴6中固化成型，即得感溫變色聚乙烯醇纖維。在紡絲過程中，工業(yè)氮?dú)庵懈邷刈兩赡娓袦刈兩伭系臐舛葹?500mg/L，通氣量為0.3m3/min；紡絲甬道3為圓柱形，長度為30cm，直徑為20cm；入風(fēng)口4頂端低于噴絲板2出絲口水平位置3cm，出風(fēng)口5底端高于紡絲甬道3最低端3cm；
3)后處理：感溫變色聚乙烯醇纖維經(jīng)導(dǎo)絲輥7、熱壓輥8、縮甲醛處理浴9、紫外輻射區(qū)10、水洗浴11、干燥輥12，收集得到感溫變色維綸纖維13。在后處理過程中，熱壓輥8的溫度為110℃，壓力為0.4MPa；凝固浴6為濃度420g/L的硫酸鈉水溶液；縮甲醛處理浴9包括70g/L甲醛，210g/L硫酸、60g/L硫酸鈉；紫外輻射區(qū)10的輻照強(qiáng)度5000μw/cm2。
本實施例所紡的一種感溫變色維綸纖維的紡絲速度為350m/min，感溫變色維綸纖維的直徑為60μm。