一种三维立体弹性旋色纤维及其喷丝板的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种三维立体弹性旋色纤维及其制造用喷丝板，该三维立体弹性旋色纤维两组份之间的上染率差异和并列复合纤维的三维螺旋卷曲结构保证了该三维立体弹性旋色纤维特有的旋色效果。包括（1）生产此纤维的喷丝板微孔的形状为“8”字型（2）采用复合纺丝组件，异形喷丝组件（3）纤维表面的沟槽可以提高纤维的吸湿排汗性能。该纤维具有稳定的卷曲回复性，制造工艺简单，弹性范围可根据热处理工艺调整，可广泛应用与运动服，内衣，织带等。
【专利说明】一种三维立体弹性旋色纤维及其喷丝板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种三维立体弹性旋色纤维及制造该三维立体弹性旋色纤维的喷丝板。
【背景技术】
[0002]随着杜邦公司推出了大规模莱卡(Lycra)产品的生产，弹性纤维引起了广泛的关注，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，其应用受到很大限制。
[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，通过双组份复合纺丝制成的卷曲弹性纤维。例如专利200910096552.6异形复合纤维，专利98111067.3提到了一种并列双组份复合多孔中空立体卷曲纤维等。
[0004]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份复合丝。由于纤维内平行排列的两组份具有不同的收缩性和初始模量，复合纤维纺丝牵伸时，两组份产生相同的伸长，但受热后则由于两组份收缩应力不同而产生异收缩效应，并且两组份是粘贴在一起的，因此，收缩时相互有协调牵制作用，收缩快的组份对收缩慢的组份产生收缩压力；反之，收缩快的组份受到收缩慢的组份产生的反向拉伸力。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两组份具有潜在的收缩应力差，这种双组份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。
[0005]但是在纺丝过程中，两组份高聚物常常由于粘度不同，在纺丝过程中可能在喷丝板处产生“弯角”问题而无法顺利纺丝，或者相容性差导致两组份开裂。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。
[0006]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，如何降低生产成本，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。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种三维立体弹性旋色纤维及制造该三维立体弹性旋色纤维用的喷丝板，纤维横截面由两个相同的圆形外接相连组成，得到了一种横截面形状为“8”字型的并列复合纤维。
[0008]本实用新型的旋色纤维是由ECDP和PET纺丝得到，其中ECDP为常压易染纤维，而PET在常压下的染色效果没有前者效果好，这样得到的三维立体弹性旋色纤维在染色时存在差异，并且由于其本身为三维立体弹性旋色纤维，使得其染色后的效果也优于普通纤维，具有更好的变色效果。因此本实用新型得到的三维立体弹性旋色纤维丰富了弹性面料的种类，并且其纤维具有天然旋色效果，使得该织物具有渐层变色效果。
[0009]本实用新型得到的三维立体弹性旋色纤维由于具备圆形形状，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。
[0010]本实用新型所述的三维立体弹性旋色纤维由于组成并列复合弹性纤维的两种组份在常压情况下上染率不同，所以其染色后该弹性纤维具有三维立体旋色效果。
[0011]本实用新型所述的三维立体弹性旋色纤维为双组份并列复合纤维，纤维的横截面中，并列的两组份的形状均为相同的圆形，所述两个圆形通过外接相连，外接相连是指相切或者由联接段连接，外接相连的连接位置为两个圆形的中点。
[0012]本实用新型所述的圆形也可以替换成椭圆形，以及任意类型的封闭曲线形状，所述的圆形或椭圆形是理论上的轮廓迹线，实际生产出的纤维不可能是很规整的几何形状。
[0013]本实用新型包括生产这种三维立体弹性旋色纤维用的喷丝板，喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为两个相同的圆孔组成的并列双联结构，并列双联结构是指两个圆孔相外切或通过联接段相连，所述的圆孔的直径之差为0.34?0.58mm ;所述的联接段的通道中心高为0.02?0.04mm,联接段的长度为0.04?0.08mm。。
[0014]本实用新型所述的喷丝微孔可以以喷丝板圆心为中心呈放射状分布于喷丝板上，其中圆弧开口可以指向圆心也可以背对圆心。
[0015]本实用新型的三维立体弹性旋色纤维，是由E⑶P和PET纺丝得到，由于两种纤维的染色差异，使其相比于一般的弹性纤维具有很好的旋色效果，而且是三维立体弹性旋色纤维，相比一般纤维具有更好的视觉效果，具有渐层变色效果。根据不同的产品需求，喷丝板和原料可相应地改变，纤维的弹性和旋色特性也随之改变。
[0016]本实用新型的三维立体弹性旋色纤维，通过实验验证，当两组份分别为常压易染聚酯和普通聚酯时，该弹性纤维经过染色后旋色效果很好，并且两组份的特性黏度分别为
0.51?0.58dl/g和0.72?0.87dl/g时，该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。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的三维立体弹性旋色纤维的一实施例的截面示意图。
[0018]图2是本实用新型的三维立体弹性旋色纤维的另一实施例的截面示意图。
[0019]图3是制造本实用新型的三维立体弹性旋色纤维用的一实施例的喷丝板喷丝微孔排列示意图。
[0020]图4是制造本实用新型的三维立体弹性旋色纤维用的另一实施例的喷丝板喷丝微孔排列示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合【具体实施方式】,进一步阐述本实用新型专利。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型专利作各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0022]本实用新型提供一种三维立体弹性旋色纤维，所述弹性旋色纤维为双组份并列复合纤维，纤维的横截面中，并列的两组份的形状均为圆形，所述两个圆形通过外接相连，所述的外接相连是指相切或者由联接段连接；外接相连的连接位置为圆形的中点。
[0023]本实用新型的三维立体弹性旋色纤维，其中该复合纤维可以由两种不同特性粘度的聚酯切片形成，当两组份特性粘度分别为0.51?0.58dl/g和0.72?0.87dl/g时，所得的并列复合纤维具有最佳卷曲性能。
[0024]本实用新型还提供了一种制备所述三维立体弹性旋色纤维用的喷丝板，其中所述喷丝板的喷丝微孔的横截面形状为圆孔和圆孔组成的并列双联结构，所述的并列双联结构是指通过联接段相连。
[0025]本实用新型的制备所述三维立体弹性旋色纤维用的喷丝板，其中所述的圆孔的直径为0.34?0.58mm,所述的联接段的通道中心高为0.02?0.04mm,联接段的长度为
0.04 ?0.08mm。
[0026]实例一
[0027]1.原料及其具体指标:
[0028]ECDP 切片:特性粘度 0.58dl/g，熔点 240°C
[0029]PET切片:特性粘度0.87dl/g，熔点265°C
[0030]2.纺丝工艺条件:
[0031 ] 将特性粘度为0.58dl/g的E⑶P切片在100°C下真空干燥8h，将特性粘度为
0.87dl/g的PET切片进行干燥；将两种切片分别送入双螺杆挤出机内熔融挤压，两个组份的熔体分别用两套计量泵，经熔体管道进入复合纺丝组件由喷丝板喷出；喷丝板的喷丝微孔为两个相同的圆形通过连接段外接而成，喷丝微孔如图1所示，圆孔的直径为0.34mm ;所述的联接段的通道中心高为0.02mm，联接段的长度为0.04mm。喷丝微孔排列方式如图3所示。纺丝温度ECDP为289°C，PET为290°C，纺丝速度为2800m/min ;第一热辊温度为90°C，转速为1650m/min，第二热辊温度为120°C，转速为3200m/min ;所述的卷绕速度为3000m/min,所述热处理是指用95°C沸水15min处理得到，吹风冷却的吹风方向正对一侧的圆孔，风温21°C，风速0.4m/s。
[0032]所得产品的性能指标如表I所示。
[0033]实例二
[0034]以制备并列复合E⑶P/PET并列复合纤维为例。
[0035]1.原料及其具体指标:
[0036]ECDP 切片:特性粘度 0.51dl/g，熔点 238°C
[0037]PET切片:特性粘度0.72dl/g，熔点262°C
[0038]2.纺丝工艺条件:
[0039]将特性粘度为0.51dl/g的E⑶P切片在100°C下真空干燥15h，将特性粘度为
0.72dl/g的PET切片进行干燥；将两种切片分别送入双螺杆挤出机内熔融挤压，两个组份的熔体分别用两套计量泵，经熔体管道进入复合纺丝组件由喷丝板喷出；喷丝板的喷丝微孔为两个相同的椭圆通过连接段外接而成，喷丝微孔如图2所示，椭圆孔的长径为0.58mm,短径为0.45mm ;所述的联接段的通道中心高为0.04mm,联接段的长度为0.08mm。喷丝微孔排列方式如图4所示。纺丝温度E⑶P为285°C，PET为298°C，纺丝速度为3000m/min ;第一热辊温度为100°C，转速为1750m/min，第二热辊温度为135°C，转速为3700m/min ;所述的卷绕速度为3400m/min，所述热处理是指用100°C沸水20min处理得到，吹风冷却的吹风方向正对一侧的椭圆孔，风温25°C，风速0.55m/s。
[0040]所得产品的性能指标如表I所示。
[0041]实例三
[0042]以制备并列复合E⑶P/PET并列复合纤维为例。
[0043]1.原料及其具体指标:
[0044]ECDP 切片:特性粘度 0.55dl/g，熔点 240°C
[0045]PET切片:特性粘度0.80dl/g,熔点265°C
[0046]2.纺丝工艺条件:
[0047]将特性粘度为0.55dl/g的E⑶P切片在100°C下真空干燥10h，将特性粘度为
0.80dl/g的PET切片进行干燥；将两种切片分别送入双螺杆挤出机内熔融挤压，两个组份的熔体分别用两套计量泵，经熔体管道进入复合纺丝组件由喷丝板喷出；喷丝板的喷丝微孔为两个相同的圆形通过连接段外接而成，喷丝微孔如图1所示，圆孔的直径为0.40mm ;所述的联接段的通道中心高为0.03mm，联接段的长度为0.06mm。喷丝微孔排列方式如图3所示。纺丝温度E⑶P为287°C，PET为290°C，纺丝速度为2800m/min ;第一热辊温度为95°C，转速为1700m/min，第二热辊温度为125°C，转速为3500m/min ;所述的卷绕速度为3200m/min,所述热处理是指用97°C沸水18min处理得到，吹风冷却的吹风方向正对一侧的圆孔，风温23 °C，风速0.5m/s。
[0048]所得产品的性能指标如表I所示。
[0049]实例四
[0050]以制备并列复合E⑶P/PET并列复合纤维为例。
[0051]1.原料及其具体指标:
[0052]ECDP 切片:特性粘度 0.53dl/g，熔点 238°C
[0053]PET切片:特性粘度0.75dl/g，熔点262°C
[0054]2.纺丝工艺条件:
[0055]将特性粘度为0.53dl/g的E⑶P切片在100°C下真空干燥13h，将特性粘度为
0.75dl/g的PET切片进行干燥；将两种切片分别送入双螺杆挤出机内熔融挤压，两个组份的熔体分别用两套计量泵，经熔体管道进入复合纺丝组件由喷丝板喷出；喷丝板的喷丝微孔为两个相同的椭圆通过连接段外接而成，喷丝微孔如图2所示，椭圆孔的长径为0.45mm,短径为0.35mm ;所述的联接段的通道中心高为0.02mm,联接段的长度为0.05mm。喷丝微孔排列方式如图4所示。纺丝温度E⑶P为285°C，PET为295°C，纺丝速度为2900m/min ;第一热辊温度为97°C，转速为1650m/min，第二热辊温度为130°C，转速为3300m/min ;所述的卷绕速度为3400m/min，所述热处理是指用98°C沸水20min处理得到，吹风冷却的吹风方向正对一侧的椭圆孔，风温24°C，风速0.45m/s。
[0056]所得产品的性能指标如表I所示。
[0057]表I广品的性能指标
[0058]
性能指标~I断裂强度I断裂伸长率I纤度 I纤维的卷曲度~
实施例一 3.2cN/dtex9.0%2.13dtex~ 44%
实施例二 3.0cN/dtex8.6%2.4dtex~ 45%
实施例三 3.6cN/dteX12.6%2.7dtex~ 48%
实施例四 3.5cN/dteX10%2.3dtex~ 46%
【权利要求】
1.一种三维立体弹性旋色纤维，其特征在于，所述弹性旋色纤维为双组份并列复合纤维，纤维的横截面中，并列的两组份的形状均为圆形，所述两个圆形通过外接相连； 所述复合纤维由聚酯切片E⑶P和PET形成，其特性黏度分别为0.51?0.58dl/g和0.72 ?0.87dl/g。
2.根据权利要求1所述的三维立体弹性旋色纤维，其特征在于，并列的两组份的形状均为椭圆形，所述两个椭圆形通过外接相连。
3.根据权利要求1或2所述的三维立体弹性旋色纤维，其特征在于，所述的外接相连是指相切或者由联接段连接；所述的外接相连的连接位置为圆形或椭圆形的中点。
4.根据权利要求1所述的三维立体弹性旋色纤维，其特征在于，所述复合弹性纤维的两种组份在常压情况下上染率不同，染色后该弹性纤维具有三维立体旋色效果。
5.一种制备上述任一权利要求所述的三维立体弹性旋色纤维用的喷丝板，其特征在于，所述喷丝板的喷丝微孔以喷丝板圆心为中心呈放射状分布于喷丝板上，其中圆弧开口可以指向喷丝板圆心也可以背对喷丝板圆心；所述喷丝微孔的横截面为圆孔和圆孔组成的并列双联结构，所述并列双联结构是指通过联接段相连； 所述圆孔的直径之差为0.34?0.58mm ;所述联接段的通道中心高为0.02?0.04mm,联接段的长度为0.04?0.08mm。
【文档编号】D01F8/14GK203960410SQ201420189608
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】史原, 王朝生, 郁铭芳, 李夏, 全潇, 陶景良, 苏立平, 肖庆, 浦雪强, 金志明, 朗俊逸 申请人:太仓荣文合成纤维有限公司