热湿舒适性双股纱及其制备方法
技术领域
本发明涉及纱线制备领域，尤其涉及一种热湿舒适性双股纱及其制备方法。
背景技术
随着社会发展和人们生活水平的提高，人们对于衣着织物要求越来越高，在追求服装款式新颖、美观大方的同时还要求服装面料穿着舒适。织物舒适性最主要的性能就是热湿舒适性，是指织物在人体与环境的热湿传递间维持和调节人体体温稳定，微环境湿度适宜的性能。目前，纯棉等天然纤维制成的织物较为舒适环保，但是其在人出汗吸湿后会紧贴着人体，使人感到不舒适。而合成纤维由于其疏水等性质，制作成衣物会有一种闷热感。衣着织物在人体的热湿能量交换过程中，起着重要的调节作用，而且纱线作为衣着织物的上游产业，制备热湿舒适性纱线对于织物的热湿舒适性能的提高有着重要的作用和价值。
目前，市面上已有热湿舒适性纱线主要有两种手段，第一种是对单股纤维的改性：1)采用化学方法即通过改变纤维原来的化学结构来达到改性目的的方法，包括共聚、接枝、交联等；2)采用物理方法对纤维进行改性，例如：使高分子聚合物分子构造亲水化，使纤维表面粗糙化、纤维截面异形化、纤维直径微细化、微孔化来提高纤维的比表面积，用以增加纤维的导湿和散湿能力，提高织物的热湿舒适性。第二种是制备多组分混合纤维纱线。但是，前者为单股纤维纱线，强度不够；后者则操作工艺复杂，制备成本高。
申请号为CN201711340313.1的发明专利公开了一种冬用热湿舒适聚酯纤维FDY丝及其制备方法。该发明采用具有两种特殊形状的喷丝孔且两种喷丝孔的微孔长度、横截面面积和横截面周长的尺寸具有一定的联系的复合喷丝板，进行纤维截面异形化处理，制备出的纤维截面形成沟槽，为水分的迁移提供管道，一方面能够使纤维产生芯吸效应，使纤维具有湿舒适性，另一方面使得制备的两种单丝之间的抱合性好，使得纤维具有很好的热舒适性，通过两种单丝的相互配合使得纤维具有良好的热湿舒适性能。但是该方法的不足之处在于制备工艺复杂繁琐、制备原料繁多、且不经济环保。
申请号为CN201410840593.2的发明专利公开了一种热湿舒适性的超仿棉聚酯纤维混纺纱线。该混纺纱线以超仿棉聚酯纤维、莱赛尔纤维、粘胶纤维为原料，用清花混合的短流程，纺出一种非棉的纱线。但是该混纺纱线的热湿舒适性能和力学性能并没有得到很大程度上的提高。
申请号为CN201910255832.0的发明专利公开了一种具有单向导湿、双面异性、吸湿快干功能的针织面料及制备方法。该针织面料的正、反面具有亲水性和疏水性差异，面料的正面采用亲水纱线编织亲水蒸发面，面料的反面采用赛络复合纱线编织导湿面；亲水纱为通过对纱线进行亲水性处理获得，所述赛络复合纱线为亲水纤维和拒水纤维通过赛络纺织法等比例加捻合股得到的双股纱线。该方法制备的面料具备单向导湿、吸湿快干的性能。但是，该方法的不足之处在于所制备的纱线的热湿舒适性能和力学性能并没有得到很大程度上的提高，而且不能进行面料环境温度湿度变化的可视化提示。
有鉴于此，亟需研发一种力学性能优异、功能选择性大、热湿舒适性能优异的纱线用以解决上述现有技术中存在的不足。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种热湿舒适性双股纱及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种热湿舒适性双股纱的制备方法，包括如下步骤：
S1、将经过亲水改性处理的第一聚合物母粒和亲水聚合物母粒采用熔融共纺工艺，制备得到亲水双组份纤维；
S2、将第一功能材料粉末与第二聚合物母粒按预定比例混合后熔融造粒得到第一功能母粒，然后将所述第一功能母粒与所述第二聚合物母粒按预定比例混合配制成第一混合母粒，最后将所述第一混合母粒与所述亲水聚合物母粒采用熔融共纺工艺，制备得到第一功能双组份纤维；
S3、将步骤S1制备的所述亲水双组份纤维与步骤S2制备的所述第一功能双组分纤维通过赛络纺加捻得到热湿舒适性功能复合单纱；
S4、将步骤S3制得的所述热湿舒适性功能复合单纱或者将所述热湿舒适性功能复合单纱和第二功能性复合单纱进行合股并线、加捻和蒸纱定型处理，得到热湿舒适性双股纱。
优选的，在步骤S1中，所述第一聚合物母粒与所述亲水聚合物母粒的质量比为0.83～3：1。
优选的，在步骤S2中，所述第一功能材料粉末与所述第二聚合物母粒的质量比为1:6～1:12；所述第一混合母粒中，所述第一功能母粒的质量分数为0.05～0.5％。
优选的，在步骤S4中，所述第二功能性复合单纱的制备方法，包括如下步骤：
A1、将第二功能材料粉末与第三聚合物母粒按1:6～1:12比例混合后熔融造粒得到第二功能母粒，然后将所述第二功能母粒与所述第三聚合物母粒按0.05～0.5％：99.5～99.95％比例混合配制成第二混合母粒，最后将所述第二混合母粒与所述亲水聚合物母粒采用熔融共纺工艺，制备得到第二功能双组份纤维；
A2、将步骤A1制备的所述第二功能双组份纤维通过赛络纺加捻得到所述第二功能性复合单纱。
优选的，所述第一功能材料粉末和所述第二功能材料粉末包含但不限于为温敏变色材料、湿敏变色材料、抗菌材料、光热转换材料、阻燃材料、抗紫外材料等中的一种或两种混合。
优选的，所述温敏变色材料包含但不限于为双蒽酮类、席夫碱类、荧烃类、三苯甲烷类中的一种；所述湿敏变色材料包含但不限于为变色钴复盐；所述抗菌材料包含但不限于为纳米二氧化钛、季铵盐类、卤代胺类、氯代酚中的一种；所述光热转换材料包含但不限于为氯化银、溴化银、螺环类、降冰片二烯类、俘精酸酐类、三苯甲烷类衍生物、水杨酸苯胺类化合物、二苯乙烯类、碳化锆、碳化钛中的一种；所述阻燃材料包含但不限于为氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙中的一种；所述抗紫外材料包含但不限于为二氧化钛、水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、二价镍络合物中的一种。
优选的，所述亲水双组份纤维的结构为并列型、皮芯型、多芯型、橘瓣型、海岛型、偏芯型中的一种。
优选的，所述亲水聚合物包含但不限于为亲水性聚酯、亲水性聚酰胺、亲水性聚丙烯腈、亲水性聚氨酯、亲水性聚乙烯醇缩醛中的一种。
优选的，所述第一聚合物母粒、所述第二聚合物母粒和所述第三聚合物母粒包含但不限于为聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛中的一种。
优选的，在步骤S3中的所述赛络纺工艺过程中，总牵伸倍数为20～25，公支捻系数为110～130，锭速为7000～8000r/min。
优选的，在步骤S4中，所述热湿舒适性双股纱的捻度为400～450T/M。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种热湿舒适双股纱，由上述制备方法制备得到。所述热湿舒适性双股纱由亲水双组份纤维和第一功能双组份纤维通过赛络纺加捻、合股处理得到；或者所述热湿舒适性双股纱由所述亲水双组份纤维和所述第一功能双组份纤维先通过赛络纺加捻得到热湿舒适性功能复合单纱后，再将所述热湿舒适性功能复合单纱与第二功能性复合单纱合股处理得到；所述第二功能性复合单纱由第二功能双组份纤维通过赛络纺加捻而成；所述第一功能双组份纤维和所述第二功能双组份纤维为温敏变色双组份纤维、湿敏变色双组份纤维、抗菌双组份纤维、光热转换双组份纤维、阻燃双组份纤维、抗紫外双组份纤维中的一种；所述热湿舒适性双股纱的断裂强度达到2.5～7cN/dtex，断裂伸长率达到28～120％，断裂强力达到7.25～14.3cN；芯吸高度达到9～35cm，回潮率达到0.5～7.2％；透热率达到1800～3500g/(㎡*24h)，透气率达到2400～6800mm/s。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明提供的热湿舒适性双股纱的制备方法，通过纱线的结构和性能的重新构造制备出双股纱，用以达到提高纱线热湿舒适性、力学性能和其他功能性选择的目的。结合具备功能选择性的双组份纤维制备工艺和纤维截面改性技术，即通过用预定形状的喷丝孔挤压两种具备特定功能的聚合物熔体，使双组份纤维形成预定形状的异形结构纤维，用以提高纤维的热湿舒适性、力学性能和特定的功能性。本发明将不同组分非对称纤维合股成双股纱线，性能优异，相较于普通纱线，其强度更大，应用面更广。
2.本发明提供的热湿舒适性双股纱的制备方法，将制备的亲水双组份纤维和力学性能优异的合成纤维通过赛络纺工艺加捻成亲水复合单纱，在保障其亲水性能的同时，用以提高其力学性能，然后再与功能双组份纤维复合制备出双股长丝纱，纱线结构稳固，而且还具备特定的功能性。而且长丝纱具有比短纤维纱和网络丝更稳定的毛细管通道结构而有利于导湿，因此该双股纱不仅结构稳固强度大，力学性能优异，功能选择性大，还在很大程度上提高了热湿舒适性能。
3.本发明提供的热湿舒适性双股纱的制备方法，将具备特定功能的混合母粒与力学性能优异的合成纤维通过熔融共纺工艺制备功能双组份纤维，在保障其特定功能性的同时，还提高了功能纤维的力学性能。
4.本发明提供的热湿舒适性双股纱，由亲水双组份纤维和功能双组份纤维组成，具备优异的热湿舒适性、力学性能和特定的功能性；所述功能双组份纤维为温敏变色双组份纤维、湿敏变色双组份纤维、抗菌双组份纤维、光热转换双组份纤维、阻燃双组份纤维或抗紫外双组份纤维中的一种或两种；其断裂强度达到2.5～7cN/dtex，断裂伸长率达到28％～120％，断裂强力达到7.25cN～14.3cN；芯吸高度达到9～35cm，回潮率达到0.5％～7.2％；透热率达到1800～3500g/(㎡*24h)，透气率达到2400～6800mm/s。
附图说明
图1为本发明提供的热湿舒适性双股纱的制备方法流程示意图。
图2为本发明实施例1提供的亲水双组份纤维的截面扫描电镜图，标尺为50μm。
图3为本发明实施例1提供的温变微胶囊粉末的扫描电镜图，标尺为10μm。
图4为本发明实施例1提供的温致变色双组份纤维的扫描电镜图，标尺为10μm。
图5为本发明实施例10提供的碳化锆粉末的扫描电镜图，标尺为10μm。
图6为本发明实施例10提供的光热转换双组份纤维的扫描电镜图，标尺为10μm。
图7为本发明实施例10提供的碳化锆粉末的尺寸分布图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供了一种热湿舒适性双股纱的制备方法，包括如下步骤：
S1、将经过亲水改性处理的第一聚合物母粒和亲水聚合物母粒采用熔融共纺工艺，制备得到亲水双组份纤维；
S2、将第一功能材料粉末与第二聚合物母粒按预定比例混合后熔融造粒得到第一功能母粒，然后将所述第一功能母粒与所述第二聚合物母粒按预定比例混合配制成第一混合母粒，最后将所述第一混合母粒与所述亲水聚合物母粒采用熔融共纺工艺，制备得到第一功能双组份纤维；
S3、将步骤S1制备的所述亲水双组份纤维与步骤S2制备的所述第一功能双组分纤维通过赛络纺加捻得到热湿舒适性功能复合单纱；
S4、将步骤S3制得的所述热湿舒适性功能复合单纱或者将所述热湿舒适性功能复合单纱和第二功能性复合单纱进行合股并线、加捻和蒸纱定型处理，得到热湿舒适性双股纱。
进一步地，在步骤S1中，所述第一聚合物母粒与所述亲水聚合物母粒的质量比为0.83～3：1。
进一步地，在步骤S2中，所述第一功能材料粉末与所述第二聚合物母粒的质量比为1:6～1:12；所述第一混合母粒中，所述第一功能母粒的质量分数为0.05～0.5％。
进一步地，在步骤S4中，所述第二功能性复合单纱的制备方法，包括如下步骤：
A1、将第二功能材料粉末与第三聚合物母粒按1:6～1:12比例混合后熔融造粒得到第二功能母粒，然后将所述第二功能母粒与所述第三聚合物母粒按0.05～0.5％：99.5～99.95％比例混合配制成第二混合母粒，最后将所述第二混合母粒与所述亲水聚合物母粒采用熔融共纺工艺，制备得到第二功能双组份纤维；
A2、将步骤A1制备的所述第二功能双组份纤维通过赛络纺加捻得到所述第二功能性复合单纱。
进一步地，所述第一功能材料粉末和所述第二功能材料粉末包含但不限于为温敏变色材料、湿敏变色材料、抗菌材料、光热转换材料、阻燃材料、抗紫外材料等中的一种或两种混合。
进一步地，所述温敏变色材料包含但不限于为双蒽酮类、席夫碱类、荧烃类、三苯甲烷类中的一种；所述湿敏变色材料包含但不限于为变色钴复盐；所述抗菌材料包含但不限于为纳米二氧化钛、季铵盐类、卤代胺类、氯代酚中的一种；所述光热转换材料包含但不限于为氯化银、溴化银、螺环类、降冰片二烯类、俘精酸酐类、三苯甲烷类衍生物、水杨酸苯胺类化合物、二苯乙烯类、碳化锆、碳化钛中的一种；所述阻燃材料包含但不限于为氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙中的一种；所述抗紫外材料包含但不限于为二氧化钛、水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、二价镍络合物中的一种。
进一步地，所述亲水双组份纤维的结构为并列型、皮芯型、多芯型、橘瓣型、海岛型、偏芯型中的一种。
进一步地，所述亲水聚合物包含但不限于为亲水性聚酯、亲水性聚酰胺、亲水性聚丙烯腈、亲水性聚氨酯、亲水性聚乙烯醇缩醛中的一种。
进一步地，所述第一聚合物母粒、所述第二聚合物母粒和所述第三聚合物母粒包含但不限于为聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛中的一种。
进一步地，在步骤S3中的所述赛络纺工艺过程中，总牵伸倍数为20～25，公支捻系数为110～130，锭速为7000～8000r/min。
进一步地，在步骤S4中，所述热湿舒适性双股纱的捻度为400～450T/M。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明提供的热湿舒适性双股纱的制备方法做进一步的详细描述。
实施例1
请参阅图1所示，一种热湿舒适性温致变色双股纱线的制备方法：
S1、利用熔融共纺技术制备亲水聚酯双组分纤维：将常规亲水改性聚酯母粒由双螺杆挤出机料筒加入，将亲水聚酯母粒由单螺杆挤出机料筒加入，分别经过分段控温反应后挤出熔体，从喷丝板喷出成丝，然后经过收卷机收卷得到橘瓣型结构的亲水聚酯双组分纤维长丝。其中，常规亲水改性聚酯和亲水聚酯的质量比为1:1。
其中，所述双螺杆分段控温反应过程中，从前至后依次分为输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段，各段温度设置依次为：200℃，250℃，255℃，255℃，260℃；所述单螺杆分段控温反应过程中，从前至后依次分为输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段，各段温度设置依次为：138℃，190℃，200℃，210℃，215℃。双螺杆喂料机转速为4.5Hz，主机转速为5Hz，增压泵频率为3Hz，计量泵为4Hz；单螺杆转速为13.0Hz，计量泵为6Hz。在收卷过程中，油轮速度为5r/min，第一热辊的速度为2500m/min，第一分丝转子速度为2500m/min，第二热辊的速度为3000r/min，第二分丝转子速度3000m/min，卷绕速度为3200m/min。
S2、利用熔融共纺技术制备温致变色纤维：把温变微胶囊和尼龙PA6母粒按1：9混合均匀后加入双螺杆挤出机的料筒，熔融挤出，接入造粒机制得温致变色母粒；然后将所述温致变色母粒与尼龙PA6母粒混合均匀，配制成混合母粒，其中，温致变色母粒质量分数为0.1％。然后将混合母粒加入到双螺杆纺丝机，单螺杆则加入亲水聚酯母粒，熔融共纺制备温致变色纤维。
S3、热湿舒适性功能复合单纱的制备：先把步骤S1制备的亲水聚酯双组分纤维由两根同速铁棍作为喂入罗拉，经安装在前皮辊上方的导丝轮，由前罗拉喂入，前罗拉与喂入罗拉限速比调整到1.06，将步骤S2制备的温致变色纤维由后罗拉喂入，两者前罗拉出条间距保持4mm，以赛络纺形式加捻成复合单纱，其中总牵伸倍数25，公支捻系数为130，锭速为8000r/min，前、后罗拉的中心距为55mm，制备得到热湿舒适性功能复合单纱。
S4、双股纱的制备：将步骤S3制备的热湿舒适性功能复合单纱通过并线、加捻、蒸纱定型工序制备成48Nm热湿舒适性双股纱，且加捻时股捻捻度控制在450T/M。
进一步地，作为本方案的优选，步骤S4中，双股纱的制备还可以是将步骤S3制备的热湿舒适性功能复合单纱和其他功能性复合单纱通过合股并线处理得到热湿舒适性双股纱。其中，该功能性复合单纱为功能双组份纤维通过赛络纺加捻得到；该功能双组份纤维的制备过程和步骤S2相同，不同之处在于功能材料的选择不一样。所述功能材料可以为温敏变色材料、湿敏变色材料、抗菌材料、光热转换材料、阻燃材料、抗紫外材料等中的一种。
作为本方案的进一步优选，该功能材料为抗菌材料纳米二氧化钛颗粒。
请参阅图2所示，本实施例制备的亲水双组份纤维截面呈现橘瓣型结构。该结构中，将常规亲水改性聚酯纤维作为橘瓣结构的芯层，亲水聚酯作为非橘瓣结构的皮层制备成橘瓣型结构亲水双组份纤维纱线。双股纱线的芯层具有优异的力学性能和一定的亲水性能，而外层具有优良的亲水吸湿性能，该结构不仅可以将皮肤表面的汗液通过纱线的皮层转移到芯层中，用以达到提高湿热舒适性的目的，还能够利用芯层的优异力学性能，在一定程度上提高亲水双组份纤维纱线强度。同时，在橘瓣型结构中，瓣与瓣之间由于热收缩不同会形成微小沟壑，这种沟壑结构有助于水的导流，提升了亲水双组份纤维的热湿舒适性能。
作为本方案的进一步优选，所述亲水双组份纤维也可以是非对称花生结构，此时非对称的部分由于热吸湿不同，变形不同，导致纤维宏观变化也不同，纤维与纤维之间缝隙变化导致毛细管效应，汗液等可以排走，从而实现热湿舒适性。
请参阅图3所示，温变微胶囊粉末在扫描电镜下呈现微米尺寸的三维球型结构，且不均匀地团聚在一起。
相比于图3所示的温变微胶囊粉末不均匀团聚的现象，本实施例制备的温致变色双组份纤维中，温变微胶囊通过熔融共纺工艺均匀的分散在纤维表面和内部，且与纤维的结合紧密牢固(如图4所示)，进而促使该纤维纱线的温致变色功能持久。其机理在于：在功能双组份纤维中，功能材料温变微胶囊粉末添加量较少，且经过造粒处理使得其团聚机会更少。在熔体中由于熔体粘度较大，起到一定的定位作用，所以相比于纯温变微胶囊粉末来说混合更为均匀。而且，双螺杆的螺杆也起到促进两者共混和的挤压作用，因此，功能材料温变微胶囊和聚合物纤维两者之间可以较为紧密且均匀地结合在一起。
本发明实施例1结合具备亲水性能和温致变色功能的双组份纤维制备工艺和纤维截面改性技术，即通过用橘瓣形状的喷丝孔挤压两种具备特定功能的聚合物熔体，使双组份纤维形成橘瓣型的异形结构纤维，用以提高纤维的热湿舒适性、力学性能和特定的功能性。
因此，本发明实施例1制备的热湿舒适性双股纱，在保持热湿舒适性和力学性能的同时还能够根据温度显示不同的颜色，以可视化的变色功能来显示温度是否也舒适。
本实施例制备的热湿舒适性双股纱的断裂强度达到3.74cN/dtex，断裂伸长率达到43.7％，断裂强力达到8.19cN；芯吸高度达到25cm，回潮率达到5.2％；透热率达到2900g/(㎡*24h)，透气率达到4800mm/s。
实施例2-3
与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，第一聚合物与亲水聚合物的质量比不同。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表1为实施例1-3中常规改性聚酯与亲水聚酯的质量比及其性能参数
结合表1对实施例1-3的力学性能和热湿舒适性能进行分析，常规亲水改性聚酯与亲水聚酯质量比的变化对双股纱性能的影响：
亲水聚酯由于添加了亲水基团，其纤维整体强度较常规聚酯要低，但亲水性比常规聚酯好。因此，当亲水聚酯量增加时，带来直接结果就是亲水性的提高和强度的降低。当常规改性聚酯和亲水聚酯质量比为7:3时，制备的双组分纤维可以保持较好的强度且亲水性能较优。
亲水聚酯纤维强度较低的机理在于：PET大分子链的结构具有高度的立体规整性，大分子链中的芳环、端羧基几乎处于同一平面上，具有较强的结晶倾向，大分子排列极为紧密和规整。由于苯环的空间位阻效应，阻碍了基团与水分的结合，分子链与分子链间排列规整度高，水分子很难富集于结晶区，表现出疏水性质。亲水改性引入亲水基团，使的大分子规整性降低，且产物中小分子杂质量增加导致强度下降，制得纱线的强度低于常规改性聚酯。
实施例4-5
与实施例1的不同之处在于：在步骤S2中，功能材料与第二聚合物母粒的质量比不同。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表1为实施例1及实施例4-5中温变微胶囊与尼龙PA6的质量比
温变微胶囊与尼龙PA6的质量比变化对第一功能双组份纤维性能的影响：温变微胶囊与尼龙PA6聚酰胺本身结合较弱，属于物理结合。当微胶囊量增加时会导致纤维弱点增加，从而强度下降。但微胶囊量太少时，变色效应会被掩盖，变色效果不明显。本发明制备的双组份纤维在保证一定强度的前提下，需要具备较好的变色效果。因此，本发明中，温变微胶囊与尼龙PA6的质量比优选为1：9。
实施例6-8
与实施例1的不同之处在于：在步骤S2中，第一混合母粒中第一功能母粒的质量分数不同。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表2为实施例1及实施例6-8中第一混合母粒中第一功能母粒的质量分数设置
第一混合母粒中第一功能母粒的质量分数的变化对第一功能双组份纤维性能的影响：第一功能母粒是由第一功能材料和PA6造粒得到。当第一功能母粒量太多时会导致纤维中第一功能材料量过大，加工性能变差，且得到的纤维强度不高，无法收丝。当第一功能母粒质量分数太低，其发挥的功能性效果就会相对不明显。本发明制备的第一双组份纤维在保证一定强度的前提下，需要具备较好的功能效果。因此，第一混合母粒中第一功能母粒的质量分数优选为0.1％。
需要注意的是，本领域的技术人员应当理解，第二功能双组份纤维在本发明中起到的是发挥双股纱特定功能性的作用，制备方法和所起的作用和第一功能双组份纤维基本相同，因此原料的优选配比也基本相同。
实施例9
一种热湿舒适性湿敏变色双股纱线的制备方法。与实施例1的不同之处在于：功能材料选用湿敏变色材料变色钴复盐。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
本发明实施例9制备的亲水双组份纤维截面呈现皮芯型结构。芯层为常规亲水改性聚酯纤维，具有优异的力学性能和一定的亲水性能，而皮层为亲水聚酯，具有优良的亲水吸湿性能，该皮芯型结构不仅可以将皮肤表面的汗液通过纱线的皮层转移到芯层中，用以达到提高湿热舒适性的目的，还能够利用芯层的优异力学性能，在一定程度上提高亲水双组份纤维纱线强度。
本实施例制备的湿敏变色双组份纤维中，湿敏变色材料粉末通过熔融共纺工艺均匀的分散在纤维表面和内部，且与纤维的结合紧密牢固，表明该纤维纱线的湿敏变色功能持久。
因此，本实施例制备的热湿舒适性双股纱，在保持热湿舒适性和力学性能的同时还能够根据湿度的变化显示不同的颜色，以可视化的变色来显示湿度是否也舒适，协同提升双股纱的热湿舒适性能。
实施例10
一种热湿舒适性湿敏变色双股纱线的制备方法。与实施例1的不同之处在于：功能材料选用光热转变材料碳化锆。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
本发明实施例10制备的亲水双组份纤维截面呈现非对称并列型结构。非对称并列双组份纤维由于两部分吸湿能力不同，发生形变能力也不同，差异越大，纤维与纤维之间变化后间距越大，表现为纱线缝隙增加，吸湿功能增强。
请参阅图5所示，碳化锆粉末在扫描电镜下呈现微纳米尺寸的三维不规则结构，且不均匀地团聚在一起。
相比于图5所示的碳化锆粉末不均匀团聚的现象，本实施例制备的光热转换双组份纤维中，碳化锆粉末通过熔融共纺工艺均匀的分散在纤维表面和内部，且与纤维的结合紧密牢固(如图6所示)，进而促使该纤维纱线的光热转换及保温储热功能持久。
请参阅图7所示，本发明提供的碳化锆粉末为微纳米尺寸，其中，占比最大的尺寸为1000nm，表明一部分碳化锆粉末具备纳米尺度的特性。
对比例1
与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，亲水聚合物为常规亲水改性聚酯。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例11
与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，亲水聚合物为亲水聚氨酯。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表3为实施例1、实施例11及对比例1制备的亲水双组份纤维单纤性能参数
结合表3，对实施例1、实施例11及对比例1制备的亲水双组份纤维单纤进行力学性能和热湿舒适性能的分析：
对比例1中，双螺杆和单螺杆添加的都是常规聚酯，得到的实际上是异型单组份聚酯纤维，所以强度较高。实施例1的断裂强度和断裂强力均高于实施例11，这主要是因为实施例11采用的亲水性聚氨酯的强度低于实施例1采用的亲水性聚酯，但其弹性大于亲水性聚酯，因此，实施例11在强度较实施例1低的情况下，其断裂伸长率大于实施例1。
实施例12-16
与实施例1的不同之处在于：第一聚合物、第二聚合物及亲水聚合物的种类不同。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表4为实施例1及实施例12-16中聚合物种类的设置
第一聚合物、第二聚合物及亲水聚合物的种类变化对本发明制备的热湿舒适性双股纱的力学性能和热湿舒适性能的影响：纯聚酯纤维强度最高，加入功能性材料会导致聚酯纤维强度下降，但是赋予其特定的功能性。由于不同聚合物材料的吸湿变形能力不同，从而导致其热湿舒适性存在一定的差异。纯聚酯材料制的纤维亲水性较差，但是其力学性能较优异。因此，聚合物种类和亲水聚合物种类的不同，会对双股纱的力学强度和热湿舒适性能产生一定的影响。
本发明使用不同种类不同比例的第一聚合物、第二聚合物及亲水聚合物制备的热湿舒适性双股纱，其断裂强度达到2.5～7cN/dtex，断裂伸长率达到28％～120％，断裂强力达到7.25cN～14.3cN；芯吸高度达到9～35cm，回潮率达到0.5％～7.2％；透热率达到1800～3500g/(㎡*24h)，透气率达到2400～6800mm/s。
实施例17-20
与实施例1的不同之处在于：赛络纺工艺参数和双股纱捻度的设置不同。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表5为实施例1及实施例17-20中赛络纺工艺参数和双股纱捻度的设置
本发明中，赛络纺工艺参数设置和双股纱捻度的设置会对本发明制备的热湿舒适度性双股纱的强度产生一定的影响。
实施例21-24
与实施例1的不同之处在于：双组份纤维的结构不同。其他步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
表6为实施例1及实施例21-24中双组份纤维的结构设置
结合表6，本发明提供制备的双组份纤维结构的变化对双组份纤维力学性能和热湿舒适性能的影响：橘瓣结构中，瓣与瓣之间由于热收缩不同会形成微小沟壑，有助于水的导流。皮芯结构可以把材料包裹在芯层，提供保护。海岛结构组分收缩不同会形成空隙，导热变差。偏心结构则会由于双组分的热湿差异而发生弯曲。非对称并列纤维由于两部分吸湿能力不同，发生形变能力也不同，差异越大，纤维与纤维之间变化后间距越大，宏观上表现为纱线缝隙增加，吸湿功能增强。
需要注意的是：本领域的技术人员应当理解，所述功能材料还能够为氯化银、溴化银、二苯乙烯类、螺环类、降冰片二烯类、俘精酸酐类、三苯甲烷类衍生物、水杨酸苯胺类化合物、碳化钛、二氧化钛、氧化锌、陶土或碳酸钙中的一种。
综上所述，本发明提供了一种热湿舒适性双股纱及其制备方法。首先，采用熔融共纺工艺，制备出热湿舒适性双组份纤维和具备预定功能的第一功能双组份纤维，然后将所述热湿舒适性双组份纤维和第一功能双组分纤维通过赛络纺工艺加捻得到热湿舒适性复合单纱；最后将所述热湿舒适性功能复合单纱或者将所述热湿舒适性功能复合单纱和第二功能性复合单纱进行合股并线处理，制备得到热湿舒适性功能双股纱。本发明制备的热湿舒适性功能双股纱具备优异的力学性能和热湿舒适性能，还能够实现不同功能性需求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
