异形截面纤维集合体、纤维结构体及聚合物复合纤维的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种异形截面纤维集合体。本发明还涉及成为异形纤维集合体的前体的聚合物复合纤维。本发明还涉及含异形截面纤维集合体的纤维结构体。
【背景技术】
[0002]近几年来，随着人们对穿着舒适性要求的不断提高，服装面料的各种高科技含量也越来越高，时尚流行舞台吹起了运动休闲风。人们选择运动服不只是要穿得好看，更重要的是要求可以提供最周到的保护，可以尽情地汗流浃背而无后顾之忧，所以对服装面料的吸湿排汗性能提出了更高的要求。天然纤维吸湿性好、穿着舒适，但其缺点是当人体排汗量较大时，衣服就会紧贴身体，给人体造成一种湿冷的感觉，这主要是汗液不能及时排出的缘故，所以如何将液态的汗液尽快排出体外是提高织物穿着舒适性的关键。汗液经织物传导至外界空间的湿通道有三种形式:一是汗液在人体皮肤与织物间或单纤维间的间隙扩散并迁移至外层空间；二是蒸发的水汽在织物内表面纤维空洞或纤维表面凝结成液态水，经纤维内空洞或纤维间空隙的毛细作用输送到织物外表面，重新蒸发成水蒸气迁移至外层空间；三是汗液直接接触织物并以液态水的形式进入织物内表面，又经纱线间或纤维间缝隙的毛细作用输送至织物外表面，再蒸发成水蒸气扩散至外层空间。
[0003]高吸水速干纤维的开发途径主要有:化学方法，例如将吸水性基团接枝到纤维上，添加聚合单体进行共聚反应，或与高吸水性聚合物共混；物理方法，例如采用纤维表面的粗糙化、截面异型化，采用多孔、中空的纤维结构，纤维的超细化；复合纺丝，与吸湿性聚合物复合纺丝；高吸水的天然纤维和化学纤维的开发与利用。
[0004]中国专利CN200710019723.6公开了一种新型吸水速干纤维及生产织物的方法，是以碱溶性共聚酯作为成孔剂，与成纤聚合物进行共混纺丝制得吸水速干纤维，制成的织物经碱减量处理，产品具有吸水速干性能，其芯吸高度为70?120mm，水分蒸发率为85?95%0
[0005]但是该发明是共混纺丝，形成的纤维及织物经减量处理时，纤维表层的溶出性较好，内层的溶出性受到抑制，其吸湿效果得不到极大提高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种吸水速干效果良好、强伸度积优良的异形截面纤维集合体，以及由上述异形截面纤维集合体形成的具有良好吸水速干性的纤维结构体。
[0007]本发明还提供成为异形截面纤维集合体的前体的聚合物复合纤维。
[0008]本发明的技术解决方案是:
一种异形截面纤维集合体，单纤维横截面为多叶形状，并且长丝因子1为1.5?8，K1根据以下通式确定:
K1=N1 (2(^-^) + 31 (R1+ Γι)/α !+ (β !-a ^ Jir1) /180 (D1/ ( P !10000 π )〕~0 52 π，其中，Cl1为异形截面叶片的角度，β i为叶片间的角度，R1为叶片外端部的外接圆的半径，Γι为叶片内端部的外接圆的半径，N1S叶片的个数，D1S单纤维纤度，P 纤维集合体的山/又O
[0009]一种纤维结构体，含有上述异形截面纤维集合体。
[0010]一种聚合物复合纤维，具有由溶解性不同的两种有机聚合物构成的分割型结构，第一组分为难溶解性聚合物，第二组分为易溶解性聚合物，在复合纤维的横截面上第一组分以连续相分布并对第二组分进行分割；第一组分在复合纤维横截面上以非连续相分布，并且长丝因子1(2为1.5?8，K 2根据以下通式确定:
K2=N2 (2 (R2T2) + 31 (R2+ r2)/a 2+ (β 2-a2) Jir2) /180 (D2/ ( P 210000 π )厂0.52 π，其中，α 2为第一组分叶片的角度，β 2为第一组分叶片间的角度，R 2为第一组分叶片外端部的外接圆的半径，r2为第一组分叶片内端部的外接圆的半径，N 2为叶片的个数，D 2为第一组分纤度，P2为第一组分聚合物的密度。
[0011]本发明人经过深入研究，得到单纤维横截面为多叶形状的纤维集合体，具有良好的吸水速干性能和强伸度积，衣料用前景广阔。
【附图说明】
[0012]图1是本发明异形截面纤维集合体的单纤维截面示意图。
[0013]α 1:异形截面叶片的角度； β1:为叶片间的角度；
R1:为叶片外端部的外接圆的半径；
R1:为叶片内端部的外接圆的半径。
【具体实施方式】
[0014]本发明中的所谓异形截面纤维集合体，是指多根的单纤维集合在一起形成的纤维束，也可称为异形截面纤维。
[0015]本发明的异形截面纤维集合体，其单纤维横截面为多叶形状，并且长丝因子&为1.5-8, K1根据以下通式确定:
K1=N1 (2(^-^) + 31 (R1+ T1Va1+ (β ^ Jir1) /180 (D1/ ( P !10000 π )〕~0 52 π，其中，Cl1为异形截面叶片的角度，β i为叶片间的角度，R1为叶片外端部的外接圆的半径，Γι为叶片内端部的外接圆的半径，N1S叶片的个数，D1S单纤维纤度，P 纤维集合体的山/又O
[0016]本发明通过在异形截面纤维集合体的单纤维表面上设定微小沟槽，利用微小沟槽产生的毛细管现象使得汗液经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物表面并散发，从而达到吸水速干的目的。
[0017]本发明中设定长丝因子&为1.5?8，可以达到很好的吸水速干效果。长丝因子K1低于1.5的话，吸水性能低，没有优异明显的速干性，长丝因子K1高于8的话，没有很好的生产性并且吸水性能低。
[0018]本发明中单纤维横截面为多叶形状，并且叶片个数&值设定为4?32，优选N1S6?12 ;叶片的角度a i设定为5?30度，优选a ι为20?35 ;叶片间的角度β ι设定为15?80度，优选βι为10?25度。此时吸水速干效果好，纤维的强伸度积能保持很好的范围，达到需要的服用性能需求。
[0019]与现有技术的异型截面纤维，例如十字型、米字型的异型截面纤维相比，本发明的异形截面纤维集合体的技术优势是，在长丝因子1在本发明要求的范围的基础上，设定异形截面叶片角度Ci1和叶片间角度β i优选具有足够的尺寸，能够形成比较明显的沟槽，达到明显的吸水速干效果。这是因为本发明纤维的沟槽是复合纤维经过减量后形成的，而通常的异型截面纤维，虽然喷丝板形状设计为十字型或米字型等，但是在纺丝过程中，从喷丝板挤出的聚合物因为膨胀作用，会很大程度上抵消沟槽的形成，所以沟槽的高度和宽度都达不到设计的要求，因而影响吸水效果。
[0020]例如，可以举出液体吸收性的大幅提高。实际上，本发明的异形截面纤维集合体的吸水性和通常的纤维集合体的吸水性相比，通常的纤维集合体的吸水率26%左右，而本发明的异形截面纤维集合体的吸水率达到83%，是其3倍以上。还有，当本发明的异形纤维集合体所形成的结构体，例如机织物、编织物等等，被用作衣料时，可以得到丝绸一样的柔软感及人造丝一样的干燥感的优异质量风格的纤维制品。另外，通过采用磨光等，也可以得到以往无法想象得到的超级手感及人肌肤那样潮湿的手感优良的纤维制品。
[0021]本发明的异形截面纤维集合体优选为聚酰胺纤维或聚酯纤维集合体，即纤维原料优选为聚酰胺或聚酯，在不损伤聚合物性质的范围内，与其他成分共聚也可以。
[0022]本发明的异形截面纤维集合体，为了得到更多的附加值，可以在表面或内部含有2?10%的机能性粒子，优选含有3?5%的机能性粒子。
[0023]上述机能性粒子可以为氧化锌或氧化铜或包含其中任意一种或多种的混合无机消臭粒子。
[0024]本发明的机能性粒子也可以为氧化银或包含氧化银的混合无机抗菌防臭粒子。
[0025]本发明通过在纤维表面或内部增加机能性粒子，使得纤维集合体含有优异的吸水速干性能的同时，还具有消臭、抗菌、防臭等效果。
[0026]例如，可以举出消臭、抗菌、防臭性的大幅提高，对醋酸及氨、硫化氢等恶臭物质的吸附性优异，与通常的纤维相比，消臭率及消臭速度均优良。另外，除单一的恶臭物质外，家庭装修疾病原因物质之一的甲醛及环境荷尔蒙、重金属化合物等有害物质也可以被吸附，并且能防止因污染恶臭源黏附导致的臭气、刺激的气味。
[0027]采用本发明的异形截面纤维集合体，可以形成各种纤维结构体。这里的所谓纤维结构体一般称作I元、2元、3元纤维结构体。作为I元纤维结构体的例子有长纤维、短纤维、纺织丝、杆状体(rod)等，作为2元纤维结构体的例子有纺织物、针织物及无纺布等布帛、片材等，作为3元纤维结构体的例子有衣料、网状物、热成型体、棉等。还意指通过将这些与其他材料组合，得到的组件及最终制品等。
[0028]另外，本发明的结构体中的异形截面纤维集合体的重量分率应当在10%以上时，吸水速干、吸附特性等异形纤维优良的性能可以充分发挥，是优选的。结构体中异形截面纤维集合体的重量分率更优选50%以上。
[0029]对本发明的异形截面纤维集合体的制造方法，未作特别限定，例如，可采用下列聚合物复合纤维作前体的方法。
[0030]本发明的聚合物复合纤维具有由溶解性不同的两种有机聚合物构成的分割型结构，第一组分为难溶解性聚合物，第二组分为易溶解性聚合物，在复合纤维的横截面上第一组分以连续相分布并对第二组分进行分割；第一组分在复合纤维横截面上以非连续相分布，并且长丝因子1(2为1.5?8，K 2根据以下通式确定:
K2=N2 (2 (R2T2) + 31 (R2+ r2)/a 2+ (β 2-a2) Jir2) /180 (D2/ ( P 210000 π )厂0.52 π，其中，α 2为第一组分叶片的角度，β 2为第一组分叶片间的角度，R 2为第一组分叶片外端部的外接圆的半径，r2为第一组分叶片内端部的外接圆的半径，N 2为叶片的个数，D 2为第一组分纤度，P2为第一组分聚合物的密度。
[0031]本发明的聚合物复合纤维中优选含有机能性粒子。
[0032]本发明中，可以列举的是先制得聚合物复合纤维，然后制得含有聚合物复合纤维的初期织物，再将初期织物进行溶出处理去除易溶解性聚合物，得到异形截面纤维集合体，以及含异形截面纤维集合体的结构体。
[0033]本发明的聚合物复合纤维的制备方法，可