一种变色纱线及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺纱
技术领域
，具体涉及一种变色纱线及其制备方法。背景技术
在纺织品纱线及其相关的织物领域，素来以颜色丰富多彩和款式来吸引广大消费者。而变色纱线织物在经过紫外线光源的照射下，会呈现出五颜六色。这种纱线织物在室内或避开紫外线的照射后，又恢复到了纱线的本色。如此炫彩多变的纱线及其织物，引领了时尚和潮流！
现有的变色纱线耐候性、耐磨性较差，且存在变色粉用量高，持久变色效果弱，导致生产成本高、使用寿命短，不能满足消费者对价格及质量需求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种变色纱线，与传统的变色纱线相比，以PET外皮包覆PP变色内芯的结构，对内芯形成耐磨、耐候保护以及提高断裂强度，在降低阳光变色材料原粉用量的情况下，仍能保持外观的光致变色效果以及褪色时间更为持久，还确保了光致变色效果更为持久，同时还避免了整体PET变色纱线的高成本生产，极具经济实用性和更为广阔的市场推广前景。
本发明的另一目的在于提供一种变色纱线的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种变色纱线，包括变色内芯和包覆于变色内芯外的纱线外皮，所述变色内芯的原料包括PP、以及含1-10wt％阳光变色材料原粉的PP色母粒，所述纱线外皮的原料包括PET切片。
本发明变色纱线以PET切片做纱线外皮，构成纱线的强力骨架和主要支撑部分，且对内芯起到较好的保护作用，PET本身耐磨性和耐候性比PP的更好，具有一定的透光作用，避免了内芯受强光作用而加速阳光变色材料原粉的衰减，延长使用寿命；以PP、以及含1-10wt％阳光变色材料原粉的PP色母粒做变色内芯，且研究发现PP对阳光变色材料原粉的显色效果更灵敏，变色内芯与纱线外皮的组合形成一体式纱线，共同提高了变色持久性、降低阳光变色材料原粉的用量和PET材料的用量，节省成本。
优选的，所述纱线外皮和变色内芯的重量份用量之比为5-7：2-5；所述变色内芯中，PP色母粒的用量占变色内芯总原料用量的1-10wt％。
采用上述技术方案，节省成本，同时协同效果更好，对阳光变色材料原粉的光致变色效果更明显且消除光源后的变色持久性更高。
优选的，所述PP色母粒包括如下重量百分比的原料：
采用上述技术方案，以PP为主料，不仅成本比PET的低，而且对紫外线的敏感性更强，与阳光变色材料原粉的混合后更有利于其光致变色的灵敏度；受纱线外皮的保护作用，阻隔一部分强光作用而避免加速阳光变色材料原粉的衰减，因此加入光安定剂的用量在0-0.05wt％，即可使纱线的使用寿命更长；加入抗氧化剂进一步减缓阳光变色材料原粉的衰减以及保持变色内芯的物性，更进一步延长纱线的使用寿命；加入0-5％的色粉，以便于与阳光变色材料原粉共同调配PP色母粒的颜色，也可以采用多种不同颜色的阳光变色材料原粉共混而不需要色粉，该色粉为普通有机色粉，在此仅作为应用；相容剂和润滑剂共同提高PP色母粒的加工性能，促进原料相容，提高纱线的断裂强度。另外，该PP色母粒制得变色内芯缓解了纺织品染色须水染的传统问题，同步调整纺丝工艺就可以达到纺织品颜色的多样化，实现了染料污水零排放。所述阳光变色材料原粉市面上有售，取自南京网化化工科技有限公司、广州崇誉工业材料科技有限公司或深圳市变色化工科技有限公司。
进一步的，所述PP色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份取阳光变色材料、光安定剂、抗氧化剂、色粉、相容剂、润滑剂和PP混合后，经色母造粒机200-230℃造粒，得到PP色母粒。
优选的，所述光安定剂为UV-770、UV-944、UV-783和UV-531中的至少一种。
采用上述技术方案，进一步延迟光老化的过程，延长纱线的使用寿命。
优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1790、抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的至少一种。
采用上述技术方案，进一步提高纱线的加工抗氧性和使用抗氧化性，减缓阳光变色材料原粉的衰减以及保持变色内芯的物性。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚丙烯蜡；所述润滑剂为石蜡。
采用上述技术方案，特定相容剂和润滑剂共同提高PP色母粒的加工性能，促进原料相容，提高纱线的断裂强度。
优选的，所述PP为230℃、2.16kg负荷条件下熔体流动速率在20-40g/10min的聚丙烯切片。
采用上述技术方案，低熔融指数的PP更有利于降低成本，且加入的相容剂和润滑剂促进其加工以及提高可纺性，对纺丝效果影响较小。
优选的，所述PET切片在250℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为30-70g/10min。
采用上述技术方案，以利于加工。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：上述的的变色纱线的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量比取PP、PP色母粒和PET切片，备用；
(S2)、将PP色母粒经由色母粒机指令进入PP组分螺杆汇合，再进入PET组分螺杆机交汇，然后依次经喷丝板复合处理、纺丝箱规整、侧吹风冷却、热辊定型和卷绕机收集，即得所述变色纱线。
采用上述技术方案，PP色母粒经由色母粒机指令与PP汇合，之后和PET切片经双料口分别进入螺杆挤出机的主螺杆和副螺杆挤出，再由管道送入喷丝板复合，喷丝板将PP色母粒熔融状态内芯与PET切片熔融状态外皮结合，形成外观统一的纱线，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。所述螺杆挤出机为双料口双螺杆挤出机，在此仅作为应用。
优选的，所述PP色母粒的处理温度为200-230℃，所述PET切片的处理温度为230-290℃。
采用上述技术方案，便于分别熔融挤出，避免PP因温度过高导致加速分解而影响纺丝效果。
本发明的有益效果在于：本发明的变色纱线以PET切片做纱线外皮，构成纱线的强力骨架和主要支撑部分，且对内芯起到较好的保护作用，PET本身耐磨性和耐候性比PP的更好，具有一定的透光作用，避免了内芯受强光作用而加速阳光变色材料原粉的衰减，延长使用寿命；以PP、以及含1-10wt％阳光变色材料原粉的PP色母粒做变色内芯，且研究发现PP对阳光变色材料原粉的显色效果更灵敏，变色内芯与纱线外皮的组合形成一体式纱线，共同提高了变色持久性、降低阳光变色材料原粉的用量和PET材料的用量，节省成本。
本发明的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种变色纱线，包括变色内芯和包覆于变色内芯外的纱线外皮，所述变色内芯的原料包括PP、含阳光变色材料原粉的PP色母粒，所述纱线外皮的原料包括PET切片。
所述纱线外皮和变色内芯的重量份用量之比为6：3；所述变色内芯中，PP色母粒的用量占变色内芯总原料用量的5wt％。
所述PP色母粒包括如下重量百分比的原料：
所述阳光变色材料原粉选自深圳市变色化工科技有限公司有售的阳光变色材料原粉。
所述PP色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份取阳光变色材料、抗氧化剂、相容剂、润滑剂和PP混合后，经色母造粒机220℃造粒，得到PP色母粒。
所述光安定剂为UV-770。
所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2：4混合而成。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述润滑剂为石蜡。
所述PP为230℃、2.16kg负荷条件下熔体流动速率在38g/10min的聚丙烯切片。
所述PET切片在250℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为50g/10min。
所述变色纱线的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量比取PP、PP色母粒和PET切片，备用；
(S2)、将PP色母粒经由色母粒机指令进入PP组分螺杆汇合，再进入PET组分螺杆机交汇，然后依次经喷丝板复合处理、纺丝箱规整、侧吹风冷却、热辊定型和卷绕机收集，即得所述变色纱线。
所述PP色母粒的处理温度为220℃，所述PET切片的处理温度为260℃。
实施例2
一种变色纱线，包括变色内芯和包覆于变色内芯外的纱线外皮，所述变色内芯的原料包括PP、含阳光变色材料原粉的PP色母粒，所述纱线外皮的原料包括PET切片。
所述纱线外皮和变色内芯的重量份用量之比为5：2；所述变色内芯中，PP色母粒的用量占变色内芯总原料用量的1wt％。
所述PP色母粒包括如下重量百分比的原料：
所述阳光变色材料原粉选自深圳市变色化工科技有限公司有售的阳光变色材料原粉。
所述PP色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份取阳光变色材料、光安定剂、抗氧化剂、色粉、相容剂、润滑剂和PP混合后，经色母造粒机200℃造粒，得到PP色母粒。
所述光安定剂为UV-783。
所述抗氧化剂为抗氧剂1790。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯蜡；所述润滑剂为石蜡。
所述PP为230℃、2.16kg负荷条件下熔体流动速率在20g/10min的聚丙烯切片。
所述PET切片在250℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为30g/10min。
所述变色纱线的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量比取PP、PP色母粒和PET切片，备用；
(S2)、将PP色母粒经由色母粒机指令进入PP组分螺杆汇合，再进入PET组分螺杆机交汇，然后依次经喷丝板复合处理、纺丝箱规整、侧吹风冷却、热辊定型和卷绕机收集，即得所述变色纱线。
所述PP色母粒的处理温度为200℃，所述PET切片的处理温度为250℃。
实施例3
一种变色纱线，包括变色内芯和包覆于变色内芯外的纱线外皮，所述变色内芯的原料包括PP、含阳光变色材料原粉的PP色母粒，所述纱线外皮的原料包括PET切片。
所述纱线外皮和变色内芯的重量份用量之比为7：5；所述变色内芯中，PP色母粒的用量占变色内芯总原料用量的10wt％。
所述PP色母粒包括如下重量百分比的原料：
所述阳光变色材料原粉选自深圳市变色化工科技有限公司有售的阳光变色材料原粉。
所述PP色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份取阳光变色材料、光安定剂、抗氧化剂、色粉、相容剂、润滑剂和PP混合后，经色母造粒机230℃造粒，得到PP色母粒。
所述光安定剂为UV-531。
所述抗氧化剂为抗氧剂1076。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯蜡；所述润滑剂为石蜡。
所述PP为230℃、2.16kg负荷条件下熔体流动速率在40g/10min的聚丙烯切片。
所述PET切片在250℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为70g/10min。
所述变色纱线的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量比取PP、PP色母粒和PET切片，备用；
(S2)、将PP色母粒经由色母粒机指令进入PP组分螺杆汇合，再进入PET组分螺杆机交汇，然后依次经喷丝板复合处理、纺丝箱规整、侧吹风冷却、热辊定型和卷绕机收集，即得所述变色纱线。
所述PP色母粒的处理温度为230℃，所述PET切片的处理温度为290℃。
实施例4
一种变色纱线，包括变色内芯和包覆于变色内芯外的纱线外皮，所述变色内芯的原料包括PP、含阳光变色材料原粉的PP色母粒，所述纱线外皮的原料包括PET切片。
所述纱线外皮和变色内芯的重量份用量之比为7：3；所述变色内芯中，PP色母粒的用量占变色内芯总原料用量的8wt％。
所述PP色母粒包括如下重量百分比的原料：
所述阳光变色材料原粉选自深圳市变色化工科技有限公司有售的阳光变色材料原粉。
所述PP色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份取阳光变色材料、光安定剂、抗氧化剂、色粉、相容剂、润滑剂和PP混合后，经色母造粒机210℃造粒，得到PP色母粒。
所述光安定剂为UV-783。
所述抗氧化剂为抗氧剂1790。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述润滑剂为石蜡。
所述PP为230℃、2.16kg负荷条件下熔体流动速率在35g/10min的聚丙烯切片。
所述PET切片在250℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为45g/10min。
所述变色纱线的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量比取PP、PP色母粒和PET切片，备用；
(S2)、将PP色母粒经由色母粒机指令进入PP组分螺杆汇合，再进入PET组分螺杆机交汇，然后依次经喷丝板复合处理、纺丝箱规整、侧吹风冷却、热辊定型和卷绕机收集，即得所述变色纱线。
所述PP色母粒的处理温度为225℃，所述PET切片的处理温度为260℃。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：
所述变色纱线仅有变色内芯，不含有包覆于变色内芯外的纱线外皮。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：
所述变色纱线为PET变色纱线，PET变色纱线的原料包括含阳光变色材料原粉的PET色母粒。所述PET色母粒包括如下重量百分比的原料：
所述PET色母粒的制备方法包括如下步骤：按重量份取阳光变色材料、抗氧化剂、相容剂、润滑剂和PET混合后，经色母造粒机270℃造粒，得到PET色母粒。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：
所述PP色母粒中，光安定剂的用量为0.5wt％。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：
所述相容剂为ABS-g-MAH。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于：
所述PP色母粒不含润滑剂。
实施例6
I、按实施例1-4和对比例1-5分别制备纱线；其中，制备对比例5的纱线过程中发现：螺杆挤出机对纱线内芯的挤出胀大现象严重，喷丝头拉伸过程中丝条断裂产生飘丝频率高，成丝难度大；其它实施方式均有较好的可纺性，成纱效果好。
II、取实施例1-4和对比例1-5的纱线，分别测试其断裂强度、耐磨性、显色持久性以及使用寿命，测试方法如下：
断裂强度：依据《GB/T 3916-1997纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，测试其断裂强度，单位为cN/dtex；
耐磨性：根据ZBW04005-89《纱线耐磨试验方法往复式磨辊法》标准进行测试，以试验反复受磨致断的摩擦次数表示；
显色持久性：将试样在25℃下紫外(辐照度1.2W/m2、波长340nm)照射使纱线显色，5s后停止紫外照射，计算纱线完全恢复原有颜色的时间，单位为s；
使用寿命：将试样在60℃下紫外(辐照度1.2W/m2、波长340nm)照射30d后，测试其断裂强度和显色持久性。
测试结果如下表所示：
由上表可知，本发明变色纱线以PET切片做纱线外皮，构成纱线的强力骨架和主要支撑部分，且对内芯起到较好的保护作用，PET本身耐磨性和耐候性比PP的更好，具有一定的透光作用，避免了内芯受强光作用而加速阳光变色材料原粉的衰减，延长使用寿命；以PP、以及含1-10wt％阳光变色材料原粉的PP色母粒做变色内芯，且研究发现PP对阳光变色材料原粉的显色效果更灵敏，变色内芯与纱线外皮的组合形成一体式纱线，共同提高了变色持久性、降低阳光变色材料原粉的用量和PET材料的用量，节省成本。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
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