专利名称：一种喷丝板和用这种喷丝板加工的异形纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纺织技术，是一种纤维的制造技术及其产品，具体地说，是一种喷丝板和用这种喷丝板加工的异形纤维及其制备方法。
背景技术：
具有平整表面的异形截面纤维因平整表面的存在，具有比非平整表面纤维更好的光泽效果，受到功能化面料的欢迎，纤维的附加值较高。而细旦、微细旦纤维所显示出的优良性能也是各种功能化纤维，如抗紫外、抗菌、抗静电等纤维日益追求细旦化的原动力所在。可见，将异形截面、细旦化和功能化相结合无疑会提高纤维的整体价值，具有广阔的市场需求。但这对纺丝设备、工艺的要求很高，对异形喷丝板设计和批量加工的能力要求也很高，这些都是开发细旦异形纤维及其喷丝板的技术瓶颈。
在异形纤维的开发过程中，聚合物熔体在熔融纺丝挤出过程中的弹性胀大、粘性流动、表面张力等原料本体性质是开发的出发点，同时也是其它所有外部条件发挥作用所必须遵循的原则，其与加工条件中的挤出流动速率、纺丝温度、冷却环境、纺丝速度等条件之间的关系是异形孔喷丝板开发成功的关键。同时，成品纤维截面特征、单丝线密度、异形度、力学及微观结构指标及后纺加弹假捻丝指标等要求也是开发过程中的重要技术指标。只有综合考虑上述因素，才能成功开发出更先进的异形孔喷丝板及其长丝的配套制造技术和长丝。
有关各种“三叶”或“三角”形截面的异形喷丝板或纤维的报道早已有之。美国专利US4001369和US4091065公布了一种同一喷丝板具备两种以上三叶形喷丝孔的技术。其使用了US2939201中对于“MR”的定义，即修改比。其要求的两种三叶形具有不同的MR，叶可为直叶也可为锥形叶，锥形叶锥角可从3°至15°，除此之外，对于三叶形形状的其它特征则没有过多要求。专利US5176926中报道三叶形喷丝孔形状为中心圆形孔，中心圆形孔上放射状延伸出三条相等的狭缝，狭缝上开有相对中心圆形孔而言位于外围的外围圆形孔，外围圆形孔直径与狭缝宽度之比大于等于3.5∶1，中心圆形孔直径与狭缝宽度之比大于6∶1，且中心圆形孔直径大于等于外围圆形孔直径。专利US6620505提出了一种针对PTT和其它酯类共聚的异形纤维，纤维截面具有三个向外凸起的部分，纤维截面中心至外围凸起之间的连接部分的垂直距离，与纤维截面中心至纤维外接三角形边的垂直距离之比为0.7至1。此外，并未对凸起的夹角进行说明，也未对纤维截面的轮廓线的形状作出解释，可见这些都与本发明的要求无关。
CN201021462Y公开了横截面为等三角星型的锦纶6长丝，其横截面等三角星型的顶角角度小于60°，其侧面夹角小于180°。CN2830427Y所述的用于腈纶的异形喷丝孔，其截面可为正三叶形，叶长与叶宽比为2∶1。CN2756031Y公开了一种三叶形喷丝孔，用以湿法制备假发，与本发明熔融纺丝技术路线不同，同时其所述的三角形未要求为近似正三角形，且对于轮廓线的描述与本发明不同。CN1558003A将喷丝孔三叶异形孔叶长与内接圆半径比值提高至3.0，纤维相应的此比值也为3.0。CN1195910C提供了一种聚对苯二甲酸丙二醇酯异型纱，具有三叶型截面，其三叶型截面的外周线都是由向截面外部凸的曲线、或凸的曲线和直线构成的，异形度是1.15～1.35，单纱纤度在8.9分特以下。
CN2517759Y公开了一种细旦正三角形涤纶短纤维喷丝板，其喷丝孔是一种变形的三角星形状，从三角形中心至各角顶之距离相等，为0.25～0.35mm，三角星形的三个角为三个相等的圆角，圆角半径为0.03～0.06mm，三角星形的三条边为向中心内凹的三条相等的圆弧线，圆弧线半径为0.3～0.5mm，由此光滑连接成一个三角星形状。可见，这与本发明中近似三角形近似顶角之间的三条轮廓线分别为两条以上曲线组成不同。
CN101139741A公开了一种细旦三角超有光FDY涤纶长丝，截面为近似正三角形，三个顶角为小圆弧，细旦是指单丝纤度为0.3～0.7dtex，近似正三角形是指三角形由三条近似于直线的边组成，其相邻两条边的长度比为0.7～1.4，所述的顶角小圆弧的圆弧半径与边长之比为1∶2～50。可见，上述三条近似于直线的边与本发明明显不同，本发明明确提出近似三条形的近似边有曲率半径较大的曲线组成，这一要求优于上述专利的要求。
此外，相关专利还有US6673450B2、US6939608、US3673053、US5108838和US5208106、US4492731、CN101328620A、CN201058895Y、CN201058897Y、CN201165570Y、CN201209176Y、CN101338455A等，均未见与本发明相同的报道。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种异形截面纤维纺丝用的喷丝板，该喷丝板具有新颖的喷丝孔形状特征，设计依据科学，易于大批量加工，成本低，采用该喷丝板所制备的纤维具有新颖的截面特征，较好的光泽，可通过纺丝工艺的调节精确控制纤维截面特征，制备出细旦纤维，可适用于特殊功能性添加组分的纺制，制备出集抗菌、抗紫外、抗静电功能和有色于一体的异形截面细旦化纤维。
本发明的第二目的在于提供一种异形截面纤维，较之普通纤维，该纤维不仅具有细旦化特点，还具有新颖的异形截面和较好的光泽。可用于熔体直纺技术路线，先进的用于熔体直纺在线添加功能组分和有色组分，制备出细旦化涤纶异形功能或有色纤维。
本发明的第三目的在于提供一种异形截面纤维的制备方法，该方法采用本发明所提供的喷丝板，通过纺丝工艺的调节精确控制纤维截面特征，制备出细旦纤维，可适用于特殊功能性和有色组分的纺制，制备出集抗菌、抗紫外、抗静电功能和有色于一体的异形截面细旦化纤维。
为实现本发明的第一目的，本发明采用如下技术方案 一种异形截面纤维纺丝用的喷丝板，其中所述喷丝板的喷丝孔为三叶形，以互成120度夹角的x、y和z轴对称，以三叶的最小外接等腰三角形A、B和C的底边连接而成，组成一个等边三角形D，A或B或C的腰与高的夹角为5～25°，叶的轮廓线bc线为直线、二次曲线中的两种或多种、两段或多段且在最小外接等腰三角形内连接而成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线。
进一步的，根据本发明前述的喷丝板，其中，叶的轮廓线bc线为直线集y＝E+F*x中的两种，ab线和cd线为平滑过渡的曲线。其中，y为直角坐标系中的纵坐标，x为直角坐标系中的横坐标，E为直线在纵坐标上的截距，F为直线斜率。
或者，单叶的轮廓线bc线为二次曲线圆线集(x-G)2+(y-H)2＝I2中的两种或多种、两段或多段且平滑连接组成，ab线和cd线为平滑过渡的曲线。其中，y为直角坐标系中的纵坐标，x为直角坐标系中的横坐标，(G，H)为圆心坐标，I为圆半径。
也可以是，单叶的轮廓线bc线为二次曲线椭圆线集(x-J)2/K2+(y-L)2/M2＝1中的两种或多种、两段或多段平滑连接组成，ab线和cd线为平滑过渡的曲线。其中，y为直角坐标系中的纵坐标，x为直角坐标系中的横坐标，(J，L)为中心坐标，K为长轴长，M为短轴长。
为实现本发明的第二目的，本发明采用如下技术方案 一种异形截面纤维，其中 该纤维使用本发明前述的异形截面纤维纺丝用的喷丝板制备所得，其纤维截面为近似正三角形，近似正三角形的最小外接三角形为正三角形，近似正三角形的近似顶角部分a’f’、b’c’和d’e’各为平滑过渡曲线，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条以上曲率半径较大的曲线或其与直线的组合组成，且在最小外接三角形内连接形成。
进一步的，根据本发明前述的异形截面纤维，其中，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条曲率半径较大的圆弧线组合而形成。
或者，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条曲率半径较大的圆弧线和一条直线连接组合而形成，直线在两条圆弧线之间或任一条圆弧线在另一条圆弧线与直线之间。
为实现本发明的第三目的，本发明采用如下技术方案 一种异形截面纤维的制备方法，包括熔体聚合、管道输送和喷丝板喷出，其中所述的喷丝板为本发明前述的异形截面纤维纺丝用的喷丝板。
本发明所提供的制备方法可用于制备预取向纤维、全拉伸纤维、或者具有抗菌、抗紫外或抗静电功能的功能纤维或有色的纤维，尤其适于制备同时具有抗菌、抗紫外、抗静电功能或有色中的至少两种特征的纤维。
根据前述述的制备方法，其中所述的预取向纤维为聚酯预取向纤维，所述的全拉伸纤维为聚酯全拉伸纤维或聚酰胺全拉伸纤维。
当制备聚酯预取向纤维时，纺丝温度265～300℃、优选275～295℃，喷丝板面距离吹风窗的距离为0～20cm、优选0.5～10cm，卷绕速度为2200～3800m/min、优选2500～3500m/min； 当制备聚酯全拉伸纤维时，纺丝速度500～2000m/min，拉伸速度2000～8000m/min； 当制备聚酰胺全拉伸纤维时，纺丝温度250～290℃，纺丝速度4000～4500m/min，卷绕速度为5000～6000m/min。
根据前述的制备方法，其中所述的聚酯预取向纤维的线密度为0.5～4.0dpf，优选0.5～1.5dpf；所述的聚酯全拉伸纤维的线密度为0.3～2.7dpf，优选0.3～1dpf。
根据前述的制备方法，其中所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，优选为大有光、半消光或全消光的，更优选为大有光的；所述的聚酰胺为聚酰胺6或聚酰胺66。
以下为本发明的详细描述 一方面，本发明提供一种异形截面纤维纺丝用的喷丝板，其中所述喷丝板的喷丝孔为三叶形，以互成120度夹角的x、y和z轴对称，以三叶的最小外接等腰三角形A、B和C的底边连接而成，组成一个等边三角形D，A或B或C的腰与高的夹角为5～25°，叶的轮廓线bc线为直线、二次曲线中的两种或多种、两段或多段且在最小外接等腰三角形内连接而成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线，如图1所示。
进一步的，根据前面所述的喷丝板，其中，单叶的轮廓线bc线为直线集y＝E+F*x中的两种，ab线和cd线为平滑过渡的曲线，如图2所示；其中，y为直角坐标系中的纵坐标，x为直角坐标系中的横坐标，E为直线在纵坐标上的截距，F为直线斜率。
或者，单叶的轮廓线bc线为二次曲线圆线集(x-G)2+(y-H)2＝I2中的两种或多种、两段或多段且平滑连接组成，ab线和cd线为平滑过渡的曲线，如图3所示；其中，y为直角坐标系中的纵坐标，x为直角坐标系中的横坐标，(G，H)为圆心坐标，I为圆半径。
也可以是，单叶的轮廓线bc线为二次曲线椭圆线集(x-J)2/K2+(y-L)2/M2＝1中的两种或多种、两段或多段平滑连接组成，ab线和cd线为平滑过渡的曲线，如图4所示。其中，y为直角坐标系中的纵坐标，x为直角坐标系中的横坐标，(J，L)为中心坐标，K为长轴长，M为短轴长。
较现有技术的喷丝板相比，本发明提供的喷丝板的喷丝孔形状新颖，设计依据科学，易于批量加工，成本低，采用该喷丝板所制备的纤维具有新颖的截面特征，较好的光泽效果，可通过纺丝工艺的调节精确控制纤维截面特征，制备出细旦化纤维，可适用于特殊功能性组分或有色组分的纺制，制备出集抗菌、抗紫外、抗静电功能和有色于一体的异形截面细旦化纤维。
本发明所提供的用于长丝加工的喷丝板的孔数可为72孔至288孔。
本发明所述的喷丝板的吹风方式可为侧吹风、外环吹风或内环吹风，优选的为外环吹风。
另一方面，本发明提供一种异形截面纤维，其中 该纤维使用本发明前述的异形截面纤维纺丝用的喷丝板制备所得，其纤维截面为近似正三角形，近似正三角形的最小外接三角形为正三角形，近似正三角形的近似顶角部分a’f’、b’c’和d’e’各为平滑过渡曲线，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条以上曲率半径较大的曲线或其与直线的组合组成，且在最小外接三角形内连接形成。
进一步的，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条曲率半径较大的圆弧线组合而形成。
或者，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条曲率半径较大的圆弧线和一条直线连接组合而形成，直线在两条圆弧线之间或任一条圆弧线在另一条圆弧线与直线之间。
较现有技术相比，本发明所提供的异形截面纤维具有新颖的截面特征，如图5所示，纤维表面的近似直线的边，能使光线形成镜面反射效应，提升纤维光泽效果。
本发明又一方面提供一种异形截面纤维的制备方法，该方法包括熔体聚合、管道输送和喷丝板喷出，其中所述的喷丝板为本发明前述的异形截面纤维纺丝用的喷丝板。
本发明所提供的制备方法可用于制备预取向纤维、全拉伸纤维、或者具有抗菌、抗紫外或抗静电功能的功能纤维或有色的纤维，尤其适于制备同时具有抗菌、抗紫外、抗静电功能或有色中的至少两种特征的纤维。
当本发明所提供的制备方法用于制备功能纤维或有色的纤维时，是采用熔体直纺在线添加功能组分或有色组分的方法来生产功能纤维或有色高光泽纤维的。
所添加的功能组分可为抗菌或抗紫外或抗静电组分中的一种或多种。
本发明所述的制备方法中所述的预取向纤维为聚酯预取向纤维，所述的全拉伸纤维为聚酯全拉伸纤维或聚酰胺全拉伸纤维。
当制备聚酯预取向纤维时，纺丝温度265～300℃、优选275～295℃，喷丝板面距离吹风窗的距离为0～20cm、优选0.5～10cm，卷绕速度为2200～3800m/min、优选2500～3500m/min； 当制备聚酯全拉伸纤维时，纺丝速度500～2000m/min，拉伸速度2000～8000m/min； 当制备聚酰胺全拉伸纤维时，纺丝温度250～290℃，纺丝速度4000～4500m/min，卷绕速度为5000～6000m/min。
本发明中，发明人经过大量的试验，选择了与本发明的喷丝板相配的纺丝工艺参数。采用本发明所提供的喷丝板及其工艺参数所制备的异形截面纤维其性能更加优异。
本发明所述的制备方法中所述的聚酯预取向纤维的线密度为0.5～4.0dpf，优选0.5～1.5dpf；所述的聚酯全拉伸纤维的线密度为0.3～2.7dpf，优选0.3～1dpf。
将纤维做细后会有很多优良的性能，但对于本领域技术人员来说，将圆形纤维做细已经很难了，将异形纤维做细就更难了。而采用本发明的喷丝板可以将纤维做细，从而使得所制备的预取向纤维具有更多的优良性能。
本发明所述的制备方法中所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，优选为大有光、半消光或全消光的，更优选为大有光的；所述的聚酰胺为聚酰胺6或聚酰胺66。
本发明中，更优选大有光切片，可以使光泽纤维的光泽度更好，加入消光剂则对光泽有些影响。
本发明所提供的上述方法，采用本发明提供的喷丝板，通过纺丝工艺的调节精确控制纤维截面特征，制备出细旦化纤维，可适用于特殊功能性组分和有色组分的纺制，制备出集抗菌、抗紫外、抗静电功能和有色于一体的异形截面细旦化纤维。
与现有技术相比，本发明具有如下优点 1)本发明的异形截面纤维的长丝截面及长丝整体具有新颖性。纤维整体是集创新性的异形截面，细旦化的单丝线密度，抗菌、抗紫外线、抗静电或有色于一体的异形细旦功能有色涤纶纤维。
2)本发明的喷丝板的喷丝孔形状具有创新性。喷丝孔形状设计新颖，易于加工，可制备上述的异形细旦涤纶纤维，可采用的喷丝板外形、孔型排布和导孔尺寸的范围广，适宜大批量生产。
3)本发明开发出了可以配合上述喷丝孔、喷丝板以制备上述纤维的优化纺丝工艺条件，本发明通过纺丝工艺条件的变化，可精确控制细旦纤维截面特征和纤维性能。
4)利用本发明的纤维表面的近似平面的表面部分，产生更加有利于光线定向反射的镜面反射效应，能使纤维呈现较好的光泽。细旦化后改善了织物服用性能，如用于服用面料，可极大提升人体的舒适感。此外，还赋予了纤维抗菌、抗紫外线、抗静电或有色的特点，具有更高的使用价值和社会价值。喷丝孔易于加工，适宜大批量生产，成本低。对纺丝设备和工艺的要求低，可在较宽的工艺条件范围内制备较好截面效果和性能的纤维。
5)利用本发明的喷丝板，采用本发明涉及的在线添加有色和功能组分的制备方法，制备本发明所述的光泽纤维。
图1是本发明的第一种细旦异形喷丝孔横截面示意图。
图2是本发明的第二种细旦异形喷丝孔横截面示意图。
图3是本发明的第三种细旦异形喷丝孔横截面示意图。
图4是本发明的第四种细旦异形喷丝孔横截面示意图。
图5是本发明的一种细旦异形涤纶纤维横截面示意图。
具体实施例方式 以下为本发明的具体实施方式
，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。
实施例1 采用的喷丝孔尺寸为表1a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表1b，纤维的性能如表1c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能均达到了发明中的条件。
表1a.实施例1的喷丝孔尺寸 表1b.实施例1的纺丝工艺参数 表1c.实施例1纤维的性能 实施例2 采用的喷丝孔尺寸为表2a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表2b，纤维的性能如表2c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表2a.实施例2的喷丝孔尺寸 表2b.实施例2的纺丝工艺参数 表2c.实施例2纤维的性能 实施例3 采用的喷丝孔尺寸为表3a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表3b，纤维的性能如表3c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表3a.实施例3的喷丝孔尺寸 表3b.实施例3的纺丝工艺参数 表3c.实施例3纤维的性能 实施例4 采用的喷丝孔尺寸为表4a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表4b，纤维的性能如表4c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表4a.实施例4的喷丝孔尺寸 表4b.实施例4的纺丝工艺参数 表4c.实施例4纤维的性能 实施例5 采用的喷丝孔尺寸为表5a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，在线添加抗菌、抗紫外、抗静电组分，纺丝工艺参数见表5b，纤维的性能如表5c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表5a.实施例5的喷丝孔尺寸 表5b.实施例5的纺丝工艺参数 表5c.实施例5纤维的性能 实施例6 采用的喷丝孔尺寸为表6a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，在线添加有色黑色组分，纺丝工艺参数见表6b，纤维的性能如表6c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表6a.实施例6的喷丝孔尺寸
表6b.实施例6的纺丝工艺参数 表6c.实施例6纤维的性能 实施例7 采用的喷丝孔尺寸为表7a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，在线添加抗紫外和有色兰色组分，纺丝工艺参数见表7b，纤维的性能如表7c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表7a.实施例7的喷丝孔尺寸 表7b.实施例7的纺丝工艺参数
表7c.实施例7纤维的性能 实施例8 采用的喷丝孔尺寸为表8a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，在线添加抗菌和有色黑色组分，纺丝工艺参数见表8b，纤维的性能如表8c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表8a.实施例8的喷丝孔尺寸 表8b.实施例8的纺丝工艺参数 表8c.实施例8纤维的性能 实施例9 采用的喷丝孔尺寸为表9a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，在线添加抗静电和有色黑色组分，纺丝工艺参数见表9b，纤维的性能如表9c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表9a.实施例9的喷丝孔尺寸 表9b.实施例9的纺丝工艺参数 表9c.实施例9纤维的性能 实施例10 采用的喷丝孔尺寸为表10a所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，在线添加抗菌和抗紫外线组分，纺丝工艺参数见表10b，纤维的性能如表10c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表10a.实施例10的喷丝孔尺寸 表10b.实施例10的纺丝工艺参数 表10c.实施例10中FDY的性能 实施例11 用的喷丝孔尺寸为表11a所示的数据。采用单螺杆纺丝机，原料PA6，纺丝工艺参数见表11b，纤维的性能如表11c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表11a.实施例11的喷丝孔尺寸 表11b.实施例11的纺丝工艺参数 表11c.实施例11PA6FDY纤维的性能 实施例12 用的喷丝孔尺寸为表12a所示的数据。采用单螺杆纺丝机，原料PET，纺丝工艺参数见表12b，纤维的性能如表12c。喷丝孔和纺丝工艺均采用了发明中的条件，纤维形状和性能达到了发明中的条件。
表12a.实施例12的喷丝孔尺寸 表12b.实施例12的纺丝工艺参数 表12c.实施例12PET POY纤维的性能 对比例1 采用的喷丝孔尺寸为表1a’所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表1b’。纤维的性能如表1c’。喷丝孔采用了不同于本发明中的参数，纺丝工艺参数与实施例1相同。
表1a’.对比例1的喷丝孔尺寸 表1b’.对比例1的纺丝工艺参数 表1c’.对比例1纤维的性能 对比例2 采用的喷丝孔尺寸见表2a’的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表2b’，纤维的性能如表2c’。喷丝孔采用了实施例2中的参数，纺丝工艺中喷丝板面距离吹风窗的距离发生了明显变化为25cm，牵伸工艺与实施例2相同。
表2a’.对比例2的喷丝孔尺寸 表2b’.对比例2的纺丝工艺参数 表2c’.对比例2纤维的性能 对比例3 采用的喷丝孔尺寸为实施例3的数据，见表3a’所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表3b’，纤维的性能如表3c’。喷丝孔采用了实施例3的设计，纺丝工艺中纺丝温度升高至320℃，其它工艺均采用了实施例3的条件。
表3a’.对比例3的喷丝孔尺寸 表3b’.对比例3的纺丝工艺参数 表3c’.对比例3纤维的性能 对比例4 采用的喷丝孔尺寸为实施例2的数据，见表4a’所示的数据。采用熔体直纺设备，原料PET，纺丝工艺参数见表4b’，纤维的性能如表4c’。喷丝孔采用不同于本发明的设计，其它工艺均采用了实施例2的条件。
表4a’.对比例4的喷丝孔尺寸 表4b’.对比例4的纺丝工艺参数 表4c’.对比例4纤维的性能
权利要求
1.一种异形截面纤维纺丝用的喷丝板，其特征在于所述喷丝板的喷丝孔为三叶形，以互成120度夹角的x、y和z轴对称，以三叶的最小外接等腰三角形A、B和C的底边连接而成，组成一个等边三角形D，A或B或C的腰与高的夹角为5～25°，叶的轮廓线bc线为直线、二次曲线中的两种或多种、两段或多段且在最小外接等腰三角形内连接而成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线。
2.根据权利要求1所述的喷丝板，其特征在于叶的轮廓线bc线为直线集y＝E+F*x中的两种连接组成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线；
或者叶的轮廓线bc线为二次曲线圆线集(x-G)2+(y-H)2＝I2中的两种或多种、两段或多段且平滑连接组成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线；
或者叶的轮廓线bc线为二次曲线椭圆线集(x-J)2/K2+(y-L)2/M2＝1中的两种或多种、两段或多段平滑连接组成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线。
3.一种异形截面纤维，其特征在于所述的异形截面纤维使用权利要求1或2所述的异形截面纤维纺丝用的喷丝板制备所得，其纤维截面为近似正三角形，近似正三角形的最小外接三角形为正三角形，近似正三角形的近似顶角部分a’f’、b’c’和d’e’各为平滑过渡曲线，近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条以上曲率半径较大的曲线或其与直线的组合组成，且在最小外接三角形内连接形成。
4.根据权利要求3所述的异形截面纤维，其特征在于近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条曲率半径较大的圆弧线组合而形成；
或者近似三角形的近似边a’b’、c’d’和e’f’各为由两条曲率半径较大的圆弧线和一条直线连接组合而形成，直线在两条圆弧线之间或任一条圆弧线在另一条圆弧线与直线之间。
5.一种异形截面纤维的制备方法，包括熔体聚合、管道输送和喷丝板喷出，其特征在于所述的喷丝板为权利要求1或2所述的异形截面纤维纺丝用的喷丝板。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的制备方法在制备预取向纤维、全拉伸纤维、或者具有抗菌、抗紫外或抗静电功能的功能纤维或有色纤维方面的应用，尤其是在制备同时具有抗菌、抗紫外、抗静电功能或有色中的至少两种特征的纤维方面的应用。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的预取向纤维为聚酯预取向纤维，所述的全拉伸纤维为聚酯全拉伸纤维或聚酰胺全拉伸纤维。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于当制备聚酯预取向纤维时，纺丝温度265～300℃、优选275～295℃，喷丝板面距离吹风窗的距离为0～20cm、优选0.5～10cm，卷绕速度为2200～3800m/min、优选2500～3500m/min；
当制备聚酯全拉伸纤维时，纺丝速度500~2000m/min，拉伸速度2000~8000m/min；
当制备聚酰胺全拉伸纤维时，纺丝温度250～290℃，纺丝速度4000~4500m/min，卷绕速度为5000～6000m/min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的聚酰胺为聚酰胺6或聚酰胺66。
全文摘要
本发明涉及一种喷丝板和用这种喷丝板加工的异形纤维及其制备方法，该喷丝板的喷丝孔为三叶形，以互成120度夹角的x、y和z轴对称，以三叶的最小外接等腰三角形A、B和C的底边连接而成，组成一个等边三角形D，A或B或C的腰与高的夹角为5～25°，叶的轮廓线bc线为直线、二次曲线中的两种或多种、两段或多段且在最小外接等腰三角形内连接而成，叶的轮廓线ab线和cd线为平滑过渡的曲线。该喷丝板可用在具有在线添加功能的熔体直纺装置上，利用该喷丝板和相应的纺丝工艺制备的异形长丝具有较佳的镜面反射效果，使纤维呈现高光泽的特点。
文档编号D01D5/253GK101798712SQ20091031251
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者李健, 李鑫 申请人:中国纺织科学研究院