一種雙十字形截面顯深色纖維及其製備方法
2023-07-14 12:56:26
專利名稱：一種雙十字形截面顯深色纖維及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種異形截面纖維及其製備領域，特別涉及一種具有顯深色特性的雙十字形截面纖維及其製備方法。
背景技術：
異形纖維以豐富的截面形狀組合不同的纖維原料大大改善了纖維性能，美國杜邦(Du Pont)公司於1953年採用膨化粘著法紡制出三角形截面纖維，提出了複合紡絲法製成複合纖維後再經分離製造異形纖維的途徑，接著又申請了四角截面絲(US patent Office,Patent No. 3109220)和五角截面絲(US patent Office, Patent No. 3109768)的專利。從20世紀80年代末期，日本在異形纖維的開發和應用上已走在世界前列。日本的尤尼吉卡公司(Unitika)研製生產的牙齒形橫截面與多葉並列聚酯混纖絲纖維顯示 了超天然絲綢的手感和光澤(Unitika，JP6983，1987 JP11279897，1999)。日本的旭化成(Asahi)化學工業有限公司開發了具有W形截面異形聚酯混纖長絲，改進了纖維的吸水性，提高了織物的染色性(JP 11222721,1999)。日本東麗公司採用複合紡絲技術，開發出三花瓣截面的聚酯纖維「Sillook Royal」，其織物的摩擦聲響與真絲的「絲鳴」已十分接近(Toray, JP14940,1991 ；Toray, JP14941,1991 ；Toray, JP124807，1991)。日本可樂麗(Karare)公司開發的「Silcarat」是三角截面芯鞘型複合聚酯纖維，折光指數接近棉纖維和聚醯胺纖維的折光指數，加之其芯部形狀為帶有三個尖角的圓形，有利於光線從芯鞘交界面折射出去，並與從三角稜柱形的鞘部(纖維表面)反射出去的無色光疊加，從而產生光彩奪目的效果(Karare，JP104811，1989 ;Karare，JP104812，1989)。目前工業化生產的異形纖維主要有三角形、三葉形、四葉形、五葉形、五角形、六葉形、八葉形、Y形、T形、山字形、I或H或工字型、W形，扇形、井字形、中空以及多邊形或多葉形與中空等截面的複合形態。不同截面形態的異形纖維在光學性質方面尤為不同，如三角形截面滌綸會發出類似絲綢般的光澤，而五葉形截面顯示出類似人造絲，醋酯絲般的光澤。然而，普通化學纖維內部很難做出層狀結構，尤其是合成纖維表面光滑，使得纖維外表面反射的白光很強，在製作深色紡織品時顏色明顯發白、發灰，存在表觀顏色較淺或顯示真正顏色的性能差、手感蠟狀感等缺點。一般多採用通過複合紡絲、表面處理、改善染整工藝條件、添加增深劑等方法可以使聚酯纖維表織物得到較好的顏色增深效果，這些方法的實施工藝路線較長，涉及到影響顏色深度的工藝參數較多，工程上實施的難度較高。另有通過在聚合物中添加染料顆粒製備有顏色的高聚物纖維長絲(us patentOfficeiPatent No. 2165253 ；US patent Office，Patent No. 2071250 ；US patent Office，Patent No. 2071253 ；US patent Office，Patent No. 2130253 ；US patent Office，Patent No. 548701)，以及通過與高聚物基團產生化學合成或者取代的方法而添加發色基團製備有色纖維和薄膜(US patent Office, Patent No. 4242499 ；US patent Office，Patent No. 944572 ；US patent Office，Patent No. 976073 ；US patent Office，PatentNo. 3278486)，但是這些方法會產生一些副產品，很難實現設計要求的顏色特徵。
發明專利「一種顯真色多溝槽截面纖維及其製備方法」(申請號201110243452. 9)，公布的方法雖然可以提高纖維的顯深色效果，但是，噴絲板製作技術難度大，性價比有限；另外，由於噴絲孔形態的限制使得對紡絲工藝控制精度的要求比較高，工程實施難度較大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種顯深色雙十字截面纖維及其製備方法，該纖維染色後具有較深、較純正的顏色；該製備方法簡單，對設備要求低，可大規模生產。為了達到上述目的，本發明的一個技術方案是提供了一種雙十字形截面顯深色纖維，其特徵在於其纖維截面呈雙「十」字形或字形。優選地，由適合熔融紡絲的大有光或半消光聚酯切片或聚醯胺切片或熔體紡絲製得，其單絲纖度為I 15dtex。 優選地，所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丙二醇酯。 優選地，所述聚醯胺為PA6或PA66。本發明的另一個技術方案是提供了一種上述的雙十字形截面顯深色纖維的製備方法，其特徵在於，步驟為第一步、將乾燥後的高聚物切片或熔體通過螺杆擠出機紡絲組件進行熔融紡絲，在熔融紡絲過程中所使用的噴絲板的每個單根纖維噴絲孔為一個主微孔，每個主微孔呈雙「十」字形或字形結構，從而在每個主微孔的周邊形成數個側微槽；第二步、經側吹風冷卻，進行上油，卷繞，得到雙十字形截面顯深色纖維預取向絲，然後牽伸得到雙十字形截面顯深色纖維牽伸絲或加彈得到雙十字形截面顯深色纖維低彈絲；或經側吹風冷卻，進行上油、牽伸、卷繞，最後得到雙十字形截面顯深色纖維高取向絲。優選地，所述噴絲板的厚度D為5 15mm ;所述主微孔的主體長度L = O. 50 3. Omm,主體寬度W = O. 3 2. OOmm,所述側微槽的寬度S = O. 05 O. 20mm,所述側微槽的深度 M = O. 05 2. 00mm。優選地，所述單根纖維噴絲孔在所述噴絲板內為縱向布置，其長徑比為O. 5 I 5 I0本發明的纖維具有表面曲率變化大和雙十字異形截面特性，能夠使纖維集合體對外表面反射光發生充分散射，並且使光線在纖維溝槽之間及內部發生多次的反射與折射而增加來自纖維內部的反射光含量，進而使染色後的纖維集合體顯示較深的顏色。本發明的優點是1、本發明的纖維染色後具有較深、較純正的顏色，且導溼性能得到提高，消除表面蠟狀感；2、本發明的製備方法簡單，對設備要求低，可大規模生產。
圖I是雙十字異形截面纖維截面形態；圖2A及圖2B是本發明的雙十字異形截面PET纖維織物表面SEM圖；圖3是本發明中使用的噴絲板的微孔排列的一實施例；
圖4A是本發明中使用的噴絲板的幾何尺寸設計剖面圖；圖4B是噴絲孔的結構設計圖；圖5是單根纖維噴絲孔的橫截面示意圖；圖6是單根纖維噴絲孔的一實施例形態；圖7是改變噴絲孔尺寸後的雙十字異形截面與圓形PET纖維機織物的Κ/S值隨波長λ的變化曲線；圖8是PET緯編針織物試樣在摺疊層數為4層的條件下的Κ/S值隨波長λ的變化曲線。圖9是ΡΑ6機織物試樣的Κ/S值隨波長λ的變化曲線。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例一 150dtex/36f顯深色PET長絲製備及其顯深色效果原料聚對苯二甲酸乙二酯切片(以下簡稱PET切片)，特性粘度(0.678±0.015)dL/g，熔點 240 2550C噴絲板設計本實施例中所使用的噴絲板如圖3所示，在噴絲板I上排列有36個單根纖維噴絲孔2。噴絲板I的側向尺寸如圖4A所示，採用臺階狀結構，其厚度D為15mm，其中，大圓柱體部分的直徑dl為99. 5±0. 05mm，小圓柱體部分的直徑d2為89. 6-90. 2mm,小圓柱體部分的厚度Dl為5mm,其中心孔採用臺階孔,臺階孔中大孔直徑d3為18mm,小孔直徑d4為11mm，每個單根纖維噴絲孔2所對應的進口槽直徑d5為12mm。如圖4B所示，單根纖維噴絲孔2在噴絲板I內為縱向布置，d6為2. 5mm，長徑比為5 I。每個單根纖維噴絲孔的最下部為一個控制纖維截面形態的主微孔，主微孔厚度D2 = O. 80-0. 85mm。每個主微孔呈雙「十」字形或字形結構(即每個單根纖維噴絲孔的最下部截面呈雙「十」字形或字形)，從而在每個主微孔的周邊形成數個側微槽。在本實施例中，每個單根纖維噴絲孔2的橫截面形態如5圖所示，其主微孔的主體長度L = O. 80±0. 01mm，其主體寬度W=O. 40±0. Olmm,側微槽的寬度 S = O. 10±0. Olmm,側微槽的深度 M = O. 08±0. 01mm。圖6為實際加工得到的孔型。紡絲設備工藝採用FoumellOL真空轉鼓乾燥機對PET切片進行乾燥(工藝條件溫度145°C，時間48h ;乾燥後含水率50ppm)而得到均勻性較好的乾燥切片，送入型號為ΑΒΕΦ25Χ2的螺杆擠出紡絲機熔融擠壓，經熔體管道進入紡絲組件由噴絲板噴出，再經側吹風冷卻、上油、卷繞、落筒，得到雙十字形截面顯深色纖維預取向絲Ρ0Υ，最後經過牽伸處理得到雙十字形截面顯深色纖維牽伸絲DT，其具體紡絲工藝參數見表I。並在相同工藝設備下用圓形截面噴絲板紡制了 150dtex/36f的PET圓形截面長絲作為對比纖維。如圖I所示，在雙十字形截面顯深色纖維牽伸絲DT中，雙十字形截面顯深色纖維的纖維截面呈字形。由其製得的雙十字異形截面PET纖維織物表面的SEM圖如圖2A及圖2B所示。
表I熔融紡絲主要工藝參數
權利要求
1.一種雙十字形截面顯深色纖維，其特徵在於其纖維截面呈雙「十」字形或字形。
2.如權利要求I所述的一種雙十字形截面顯深色纖維，其特徵在於由適合熔融紡絲的大有光或半消光聚酯切片或聚醯胺切片或熔體紡絲製得，其單絲纖度為I 15dtex。
3.如權利要求2所述的一種雙十字形截面顯深色纖維，其特徵在於所述聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丙二醇酯。
4.如權利要求2所述的一種雙十字形截面顯深色纖維，其特徵在於所述聚醯胺為PA6或PA66。
5.一種如權利要求I所述的雙十字形截面顯深色纖維的製備方法，其特徵在於，步驟為 第一步、將乾燥後的高聚物切片或熔體通過螺杆擠出機紡絲組件進行熔融紡絲，在熔融紡絲過程中所使用的噴絲板的每個單根纖維噴絲孔為一個主微孔，每個主微孔呈雙「十」字形或字形結構，從而在每個主微孔的周邊形成數個側微槽； 第二步、經側吹風冷卻，進行上油，卷繞，得到雙十字形截面顯深色纖維預取向絲，然後牽伸得到雙十字形截面顯深色纖維牽伸絲或加彈得到雙十字形截面顯深色纖維低彈絲； 或經側吹風冷卻，進行上油、牽伸、卷繞，最後得到雙十字形截面顯深色纖維高取向絲。
6.如權利要求5所述的一種雙十字形截面顯深色纖維的製備方法，其特徵在於 所述噴絲板的厚度D為5 15mm ;所述主微孔的主體長度L = O. 50 3. 0mm，其 主體寬度W = O. 3 2. OOmm,所述側微槽的寬度S = O. 05 O. 20mm,所述側微槽的深度 M = O. 05 2. 00mm。
7.如權利要求5所述的一種雙十字形截面顯深色纖維的製備方法，其特徵在於 所述單根纖維噴絲孔在所述噴絲板內為縱向布置，其長徑比為O. 5 I 5 : I。
全文摘要
本發明的一個技術方案是提供了一種雙十字形截面顯深色纖維，其特徵在於其纖維截面呈雙「十」字形或「艹」字形。本發明的另一個技術方案是提供了一種上述的雙十字形截面顯深色纖維的製備方法，其特徵在於，步驟為第一步、進行熔融紡絲，在熔融紡絲過程中所使用的噴絲板的每個單根纖維噴絲孔為一個主微孔，每個主微孔呈雙「十」字形或「艹」字形結構；第二步、經側吹風冷卻，進行上油，卷繞，得到預取向絲，然後牽伸得到牽伸絲或加彈得到低彈絲。本發明的優點是本發明的纖維染色後具有較深、較純正的顏色，且導溼性能得到提高，消除表面蠟狀感；本發明的製備方法簡單，對設備要求低，可大規模生產。
文檔編號D01D5/088GK102864512SQ20121035631
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者王府梅, 劉曉松, 寧玉靜 申請人:東華大學