立体彩色弹性纤维的制备方法及其专用喷丝板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚酯纤维领域，具体涉及一种立体彩色弹性纤维的制备方法及其专用喷丝板。
【背景技术】
[0002]随着杜邦公司推出了大规模(Lycra)莱卡产品的生产带来了弹性纤维的广泛关注。国内称其为氨纶，聚氨酯弹性纤维的伸长率很大，强力，耐老化等性能均优于橡胶丝，得到人们的青睐。但由于聚氨酯的弹性纤维生产设备及工艺复杂，原料及加工成本高，污染严重等问题限制了它的应用。
[0003]并列型复合纤维采用两种收缩性能不同的聚合物材料制造出并列结构的纤维，这是一类由结构或性能不同的两种聚合体，通过双组分复合纺丝制成的卷曲弹性纤维。两种不同特性的高聚物，按一定比例通过并列复合纺丝形成双组分复合丝。由于纤维内平行排列的两组分具有不同的收缩性和初始模量。复合纤维纺丝牵伸时，两组分产生相同的伸长，但受热后则由于两组分收缩应力不同而产生异收缩效应，并且两组分是粘贴在一起的。因此，收缩时相互有协调牵制作用，收缩快的组分对收缩慢的组分产生收缩压力；反之，收缩快的组分受到收缩慢的组分产生的反向拉伸力。当这两种作用力随着收缩变形到一定程度后达到平衡，收缩力和拉伸力组成一对力偶，在此力偶作用下，整根纤维自发地产生扭转，形成螺旋卷曲的纤维。这种卷曲状的纤维像弹簧一样，具有不同程度的伸缩性和弹性，因此获得螺旋卷曲的关键是是两组份具有潜在的收缩应力差，这种双组分卷曲弹性纤维和天然羊毛的卷曲弹性非常相似，赋予纤维良好的弹性。
[0004]现在市面上多数并列复合纤维的两组份截面形状都是对称分布的，还未见有不对称结构的并列复合纤维的出现。如专利专利CN1368564A生产三异混纤涤纶长丝的制备方法等。
[0005]随着生产技术的不断发展，在满足人们对于弹性服装要求的同时，如何降低生产陈本，提高生产效率，以及增加纤维的多样性从而实现各种各样的功能纤维成为了最关键的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种立体彩色弹性纤维的制备方法及其专用喷丝板。相比于现有的弹性纤维，本发明所述的立体彩色弹性纤维是横截面形状为类“三叶草”形的并列复合纤维；由于具备类“三叶草”形状，形成了芯吸作用，加之纤维表面的沟槽，从而大大提高了弹性纤维的吸湿排汗功能。以彩色PET切片选用红色为例，本发明的彩色纤维是由红色PET切片和普通PET切片纺丝得到，其中红色PET切片本身为红色，而普通PET切片则显示为白色，这样得到的立体彩色弹性纤维直接为粉色，并且由于其本身为三维立体弹性纤维，具有更好的视觉颜色效果。因此本发明得到的立体彩色弹性纤维丰富了弹性面料的种类，使得该种新型织物具有粉色的良好视觉效果。
[0007]第一方面，本发明涉及一种立体彩色弹性纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤:
[0008]S1:干燥后的彩色PET切片和普通PET切片分别经双螺杆挤出机内熔融挤压，分别形成熔融状的彩色PET和熔融状的普通PET ;
[0009]S2:熔融状的彩色PET和熔融状的普通PET分别经计量栗定量经熔体管道压入纺丝组件，熔融状的彩色PET从喷丝板的“I”字形喷丝孔喷出，同时，熔融状的普通PET由喷丝板的倒“V”形喷丝孔喷出，在纺丝箱体中形成初生立体彩色弹性纤维；
[0010]S3:对所述初生立体彩色弹性纤维进行冷却定型，再经热辊牵伸定型、卷绕、热处理，即得所述立体彩色弹性纤维。
[0011]在本发明的制备方法中，由于组成并列复合弹性纤维的两种组分的颜色不同，所以纺出丝后该种弹性纤维具有三维立体彩色效果。
[0012]优选的，所述喷丝板上设置有若干组喷丝孔，每一组喷丝孔均由一个“ I ”字形喷丝孔和一个倒“V”形喷丝孔组成；所述“I”字形喷丝孔的横截面为类长条形，该类长条形由圆形端部和长条形本体组成；所述倒“V”形喷丝孔的横截面为倒“V”字形，该倒“V”字形由两个长条形支脚以及连接所述两个长条形支脚顶部的圆弧形端部组成。由于采用上述结构的喷丝孔，本发明得到的立体彩色弹性纤维的横截面为类“三叶草”形。同时，由于类“三叶草”形之间的角度可以进行适当的变化，实际生产出的纤维不可能是很规整的几何形状。
[0013]优选的，所述“I”字形喷丝孔的圆形端部的半径为0.05?0.06mm，长条形本体的长度为0.25±0.005mm、宽度为0.06±0.002mm ;所述倒“V”形喷丝孔的圆弧形端部的半径为0.05?0.06mm,长条形支脚的长度均为0.25±0.005mm、宽度均为0.06±0.002mm ；所述“I”字形喷丝孔的长条形本体的底部与倒“V”形喷丝孔的圆弧形端部顶点的距离为0.01 ±0.002mm。
[0014]优选的，所述喷丝板上的若干组喷丝孔以喷丝板圆心为中心呈放射状分布于喷丝板上。优选喷丝板上对称地均匀分布4?8组喷丝孔。
[0015]优选的，所述彩色PET切片的特性黏度为0.68?0.73dl/g，所述普通PET切片的特性黏度为0.73?0.78dl/go本发明的复合纤维可以采用两种不同特性粘度的聚酯切片，当两组份特性粘度分别为0.68?0.73dl/g和0.73?0.78dl/g时，所得的并列复合纤维具有最佳卷曲性能。
[0016]优选的，熔融状的彩色PET和熔融状的普通PET喷出时，彩色PET的纺丝温度为280?289°C，普通PET的纺丝温度为290?298°C，纺丝速度均为3100?3500m/min。
[0017]优选的，所述冷却定型采用侧吹风冷却，吹风冷却的吹风方向正对一侧的“ I”字形喷丝孔，风温为20?25°C，风速为0.35?0.5m/s。
[0018]优选的，所述热辊牵伸定型为采用两个热辊进行牵伸定型，第一热辊温度为90?95°C，转速为1650?1800m/min，第二热辊温度为117?132°C，转速为3170?3670m/min ；所述卷绕的速度为3100?3500m/min ;所述热处理为用95?100°C沸水处理15?20min。
[0019]第二方面，本发明还涉及一种本发明的制备方法制备得到的立体彩色弹性纤维，所述立体彩色弹性纤维为双组份复合纤维，纤维的横截面中，纤维的两组份形状分别为“ I ”字形和倒“V”形。
[0020]第三方面，本发明还涉及一种本发明的制备方法中的专用喷丝板，所述喷丝板上设置有若干组喷丝孔，每一组喷丝孔均由一个“ I ”字形喷丝孔和一个倒“V”形喷丝孔组成；所述“I”字形喷丝孔的横截面为类长条形，该类长条形由圆形端部和长条形本体组成；所述倒“V”形喷丝孔的横截面为倒“V”字形，该倒“V”字形由两个长条形支脚以及连接所述两个长条形支脚顶部的圆弧形端部组成。
[0021]优选的，所述“I”字形喷丝孔的圆形端部的半径为0.05?0.06mm，长条形本体的长度为0.25±0.005mm、宽度为0.06±0.002mm ;所述倒“V”形喷丝孔的圆弧形端部的半径为0.05?0.06mm,长条形支脚的长度均为0.25±0.005mm、宽度均为0.06±0.002mm ；所述“I”字形喷丝孔的长条形本体的底部与倒“V”形喷丝孔的圆弧形端部顶点的距离为0.01±0.002mm。更优选，所述倒“V”形喷丝孔的两个长条形支脚之间的夹角为105?120度，所述“ I ”字形喷丝孔的长条形本体与倒“V”形喷丝孔的长条形支脚形成的两个夹角相同。
[0022]优选的，所述喷丝板上的若干组喷丝孔以喷丝板圆心为中心呈放射状分布于喷丝板上。优选喷丝板上对称地均匀分布4?8组喷丝孔。
[0023]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0024]I)本发明是一种立体彩色弹性纤维，是由彩色PET切片和普通PET切片纺丝得到，由于两种纤维的本身具有颜色差异，使其相比于一般的弹性纤维具有很好的彩色颜色效果，而且是三维立体弹性纤维，相比一般纤维具有更好的视觉效果，具有渐层变色效果。并且制作工艺简单，根据不同的产品需求，喷丝板和原料可相应的改变，纤维的弹性和彩色特性也随之改变。
[0025]2)本发明采用FDY实现了双组份不同颜色的聚酯切片的并列复合纤维的可纺性，通过实验验证，当两组分分别为彩色PET切片和普通PET切片时，该种弹性纤维的粉色的颜色效果很好，并且两组分的特性黏度分别为0.68?0.73dl/g和0.73?0.78dl/g时，该种弹性纤维通过热处理后可以获得最佳的卷曲性能和弹性，并可以实现大规模生产，可广泛用于各种不同粘度的同种原料进行纺丝，降低了生产成本。
【附图说明】
[0026]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0027]图1为本发明的立体彩色弹性纤维的喷丝孔截面示意图；
[0028]图2为实施例1的喷丝板喷丝孔排列示意图；
[0029]图3为实施例2的喷丝板喷丝孔排列示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0031]实施例1
[0032]本实施例涉及一种立体彩色弹性纤维的制备方法，制得的立体彩色弹性纤维为双组份复合纤维，纤维的横截面中，纤维的两组份形状分别为“ I ”字形和倒“V”形。本实施例还涉及制备方法中的专用喷丝板，若