異形截面纖維集合體、纖維結(jié)構(gòu)體及聚合物復(fù)合纖維的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種異形截面纖維集合體。本發(fā)明還涉及成為異形纖維集合體的前體的聚合物復(fù)合纖維。本發(fā)明還涉及含異形截面纖維集合體的纖維結(jié)構(gòu)體。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，隨著人們對(duì)穿著舒適性要求的不斷提高，服裝面料的各種高科技含量也越來越高，時(shí)尚流行舞臺(tái)吹起了運(yùn)動(dòng)休閑風(fēng)。人們選擇運(yùn)動(dòng)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護(hù)，可以盡情地汗流浹背而無后顧之憂，所以對(duì)服裝面料的吸濕排汗性能提出了更高的要求。天然纖維吸濕性好、穿著舒適，但其缺點(diǎn)是當(dāng)人體排汗量較大時(shí)，衣服就會(huì)緊貼身體，給人體造成一種濕冷的感覺，這主要是汗液不能及時(shí)排出的緣故，所以如何將液態(tài)的汗液盡快排出體外是提高織物穿著舒適性的關(guān)鍵。汗液經(jīng)織物傳導(dǎo)至外界空間的濕通道有三種形式:一是汗液在人體皮膚與織物間或單纖維間的間隙擴(kuò)散并遷移至外層空間；二是蒸發(fā)的水汽在織物內(nèi)表面纖維空洞或纖維表面凝結(jié)成液態(tài)水，經(jīng)纖維內(nèi)空洞或纖維間空隙的毛細(xì)作用輸送到織物外表面，重新蒸發(fā)成水蒸氣遷移至外層空間；三是汗液直接接觸織物并以液態(tài)水的形式進(jìn)入織物內(nèi)表面，又經(jīng)紗線間或纖維間縫隙的毛細(xì)作用輸送至織物外表面，再蒸發(fā)成水蒸氣擴(kuò)散至外層空間。
[0003]高吸水速干纖維的開發(fā)途徑主要有:化學(xué)方法，例如將吸水性基團(tuán)接枝到纖維上，添加聚合單體進(jìn)行共聚反應(yīng)，或與高吸水性聚合物共混；物理方法，例如采用纖維表面的粗糙化、截面異型化，采用多孔、中空的纖維結(jié)構(gòu)，纖維的超細(xì)化；復(fù)合紡絲，與吸濕性聚合物復(fù)合紡絲；高吸水的天然纖維和化學(xué)纖維的開發(fā)與利用。
[0004]中國專利CN200710019723.6公開了一種新型吸水速干纖維及生產(chǎn)織物的方法，是以堿溶性共聚酯作為成孔劑，與成纖聚合物進(jìn)行共混紡絲制得吸水速干纖維，制成的織物經(jīng)堿減量處理，產(chǎn)品具有吸水速干性能，其芯吸高度為70?120mm，水分蒸發(fā)率為85?95%0
[0005]但是該發(fā)明是共混紡絲，形成的纖維及織物經(jīng)減量處理時(shí)，纖維表層的溶出性較好，內(nèi)層的溶出性受到抑制，其吸濕效果得不到極大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種吸水速干效果良好、強(qiáng)伸度積優(yōu)良的異形截面纖維集合體，以及由上述異形截面纖維集合體形成的具有良好吸水速干性的纖維結(jié)構(gòu)體。
[0007]本發(fā)明還提供成為異形截面纖維集合體的前體的聚合物復(fù)合纖維。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種異形截面纖維集合體，單纖維橫截面為多葉形狀，并且長絲因子1為1.5?8，K1根據(jù)以下通式確定:
K1=N1 (2(^-^) + 31 (R1+ Γι)/α !+ (β !-a ^ Jir1) /180 (D1/ ( P !10000 π )〕~0 52 π，其中，Cl1為異形截面葉片的角度，β i為葉片間的角度，R1為葉片外端部的外接圓的半徑，Γι為葉片內(nèi)端部的外接圓的半徑，N1S葉片的個(gè)數(shù)，D1S單纖維纖度，P 纖維集合體的山/又O
[0009]一種纖維結(jié)構(gòu)體，含有上述異形截面纖維集合體。
[0010]一種聚合物復(fù)合纖維，具有由溶解性不同的兩種有機(jī)聚合物構(gòu)成的分割型結(jié)構(gòu)，第一組分為難溶解性聚合物，第二組分為易溶解性聚合物，在復(fù)合纖維的橫截面上第一組分以連續(xù)相分布并對(duì)第二組分進(jìn)行分割；第一組分在復(fù)合纖維橫截面上以非連續(xù)相分布，并且長絲因子1(2為1.5?8，K 2根據(jù)以下通式確定:
K2=N2 (2 (R2T2) + 31 (R2+ r2)/a 2+ (β 2-a2) Jir2) /180 (D2/ ( P 210000 π )廠0.52 π，其中，α 2為第一組分葉片的角度，β 2為第一組分葉片間的角度，R 2為第一組分葉片外端部的外接圓的半徑，r2為第一組分葉片內(nèi)端部的外接圓的半徑，N 2為葉片的個(gè)數(shù)，D 2為第一組分纖度，P2為第一組分聚合物的密度。
[0011]本發(fā)明人經(jīng)過深入研究，得到單纖維橫截面為多葉形狀的纖維集合體，具有良好的吸水速干性能和強(qiáng)伸度積，衣料用前景廣闊。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明異形截面纖維集合體的單纖維截面示意圖。
[0013]α 1:異形截面葉片的角度； β1:為葉片間的角度；
R1:為葉片外端部的外接圓的半徑；
R1:為葉片內(nèi)端部的外接圓的半徑。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明中的所謂異形截面纖維集合體，是指多根的單纖維集合在一起形成的纖維束，也可稱為異形截面纖維。
[0015]本發(fā)明的異形截面纖維集合體，其單纖維橫截面為多葉形狀，并且長絲因子&為1.5-8, K1根據(jù)以下通式確定:
K1=N1 (2(^-^) + 31 (R1+ T1Va1+ (β ^ Jir1) /180 (D1/ ( P !10000 π )〕~0 52 π，其中，Cl1為異形截面葉片的角度，β i為葉片間的角度，R1為葉片外端部的外接圓的半徑，Γι為葉片內(nèi)端部的外接圓的半徑，N1S葉片的個(gè)數(shù)，D1S單纖維纖度，P 纖維集合體的山/又O
[0016]本發(fā)明通過在異形截面纖維集合體的單纖維表面上設(shè)定微小溝槽，利用微小溝槽產(chǎn)生的毛細(xì)管現(xiàn)象使得汗液經(jīng)芯吸、擴(kuò)散、傳輸?shù)茸饔?，迅速遷移至織物表面并散發(fā)，從而達(dá)到吸水速干的目的。
[0017]本發(fā)明中設(shè)定長絲因子&為1.5?8，可以達(dá)到很好的吸水速干效果。長絲因子K1低于1.5的話，吸水性能低，沒有優(yōu)異明顯的速干性，長絲因子K1高于8的話，沒有很好的生產(chǎn)性并且吸水性能低。
[0018]本發(fā)明中單纖維橫截面為多葉形狀，并且葉片個(gè)數(shù)&值設(shè)定為4?32，優(yōu)選N1S6?12 ;葉片的角度a i設(shè)定為5?30度，優(yōu)選a ι為20?35 ;葉片間的角度β ι設(shè)定為15?80度，優(yōu)選βι為10?25度。此時(shí)吸水速干效果好，纖維的強(qiáng)伸度積能保持很好的范圍，達(dá)到需要的服用性能需求。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)的異型截面纖維，例如十字型、米字型的異型截面纖維相比，本發(fā)明的異形截面纖維集合體的技術(shù)優(yōu)勢是，在長絲因子1在本發(fā)明要求的范圍的基礎(chǔ)上，設(shè)定異形截面葉片角度Ci1和葉片間角度β i優(yōu)選具有足夠的尺寸，能夠形成比較明顯的溝槽，達(dá)到明顯的吸水速干效果。這是因?yàn)楸景l(fā)明纖維的溝槽是復(fù)合纖維經(jīng)過減量后形成的，而通常的異型截面纖維，雖然噴絲板形狀設(shè)計(jì)為十字型或米字型等，但是在紡絲過程中，從噴絲板擠出的聚合物因?yàn)榕蛎涀饔?，?huì)很大程度上抵消溝槽的形成，所以溝槽的高度和寬度都達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，因而影響吸水效果。
[0020]例如，可以舉出液體吸收性的大幅提高。實(shí)際上，本發(fā)明的異形截面纖維集合體的吸水性和通常的纖維集合體的吸水性相比，通常的纖維集合體的吸水率26%左右，而本發(fā)明的異形截面纖維集合體的吸水率達(dá)到83%，是其3倍以上。還有，當(dāng)本發(fā)明的異形纖維集合體所形成的結(jié)構(gòu)體，例如機(jī)織物、編織物等等，被用作衣料時(shí)，可以得到絲綢一樣的柔軟感及人造絲一樣的干燥感的優(yōu)異質(zhì)量風(fēng)格的纖維制品。另外，通過采用磨光等，也可以得到以往無法想象得到的超級(jí)手感及人肌膚那樣潮濕的手感優(yōu)良的纖維制品。
[0021]本發(fā)明的異形截面纖維集合體優(yōu)選為聚酰胺纖維或聚酯纖維集合體，即纖維原料優(yōu)選為聚酰胺或聚酯，在不損傷聚合物性質(zhì)的范圍內(nèi)，與其他成分共聚也可以。
[0022]本發(fā)明的異形截面纖維集合體，為了得到更多的附加值，可以在表面或內(nèi)部含有2?10%的機(jī)能性粒子，優(yōu)選含有3?5%的機(jī)能性粒子。
[0023]上述機(jī)能性粒子可以為氧化鋅或氧化銅或包含其中任意一種或多種的混合無機(jī)消臭粒子。
[0024]本發(fā)明的機(jī)能性粒子也可以為氧化銀或包含氧化銀的混合無機(jī)抗菌防臭粒子。
[0025]本發(fā)明通過在纖維表面或內(nèi)部增加機(jī)能性粒子，使得纖維集合體含有優(yōu)異的吸水速干性能的同時(shí)，還具有消臭、抗菌、防臭等效果。
[0026]例如，可以舉出消臭、抗菌、防臭性的大幅提高，對(duì)醋酸及氨、硫化氫等惡臭物質(zhì)的吸附性優(yōu)異，與通常的纖維相比，消臭率及消臭速度均優(yōu)良。另外，除單一的惡臭物質(zhì)外，家庭裝修疾病原因物質(zhì)之一的甲醛及環(huán)境荷爾蒙、重金屬化合物等有害物質(zhì)也可以被吸附，并且能防止因污染惡臭源黏附導(dǎo)致的臭氣、刺激的氣味。
[0027]采用本發(fā)明的異形截面纖維集合體，可以形成各種纖維結(jié)構(gòu)體。這里的所謂纖維結(jié)構(gòu)體一般稱作I元、2元、3元纖維結(jié)構(gòu)體。作為I元纖維結(jié)構(gòu)體的例子有長纖維、短纖維、紡織絲、桿狀體(rod)等，作為2元纖維結(jié)構(gòu)體的例子有紡織物、針織物及無紡布等布帛、片材等，作為3元纖維結(jié)構(gòu)體的例子有衣料、網(wǎng)狀物、熱成型體、棉等。還意指通過將這些與其他材料組合，得到的組件及最終制品等。
[0028]另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體中的異形截面纖維集合體的重量分率應(yīng)當(dāng)在10%以上時(shí)，吸水速干、吸附特性等異形纖維優(yōu)良的性能可以充分發(fā)揮，是優(yōu)選的。結(jié)構(gòu)體中異形截面纖維集合體的重量分率更優(yōu)選50%以上。
[0029]對(duì)本發(fā)明的異形截面纖維集合體的制造方法，未作特別限定，例如，可采用下列聚合物復(fù)合纖維作前體的方法。
[0030]本發(fā)明的聚合物復(fù)合纖維具有由溶解性不同的兩種有機(jī)聚合物構(gòu)成的分割型結(jié)構(gòu)，第一組分為難溶解性聚合物，第二組分為易溶解性聚合物，在復(fù)合纖維的橫截面上第一組分以連續(xù)相分布并對(duì)第二組分進(jìn)行分割；第一組分在復(fù)合纖維橫截面上以非連續(xù)相分布，并且長絲因子1(2為1.5?8，K 2根據(jù)以下通式確定:
K2=N2 (2 (R2T2) + 31 (R2+ r2)/a 2+ (β 2-a2) Jir2) /180 (D2/ ( P 210000 π )廠0.52 π，其中，α 2為第一組分葉片的角度，β 2為第一組分葉片間的角度，R 2為第一組分葉片外端部的外接圓的半徑，r2為第一組分葉片內(nèi)端部的外接圓的半徑，N 2為葉片的個(gè)數(shù)，D 2為第一組分纖度，P2為第一組分聚合物的密度。
[0031]本發(fā)明的聚合物復(fù)合纖維中優(yōu)選含有機(jī)能性粒子。
[0032]本發(fā)明中，可以列舉的是先制得聚合物復(fù)合纖維，然后制得含有聚合物復(fù)合纖維的初期織物，再將初期織物進(jìn)行溶出處理去除易溶解性聚合物，得到異形截面纖維集合體，以及含異形截面纖維集合體的結(jié)構(gòu)體。
[0033]本發(fā)明的聚合物復(fù)合纖維的制備方法，可