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一种吸速干型长纤维、织物及制造方法

阅读:990发布:2021-06-06

专利汇可以提供一种吸速干型长纤维、织物及制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种吸 水 速干型长 纤维 及含有该纤维的织物。该纤维断面为多叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12,含有该纤维的织物具有良好的吸水速干性能。,下面是一种吸速干型长纤维、织物及制造方法专利的具体信息内容。

1.一种吸速干型长纤维,其特征是:纤维断面为多叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
2.根据权利要求1所述的吸水速干型长纤维,其特征是:所述沟槽的个数为8个。
3.根据权利要求1或2所述的吸水速干型长纤维,其特征是:所述纤维为聚酰胺纤维或聚酯纤维。
4.根据权利要求1或2所述的吸水速干型长纤维,其特征是:所述纤维的单丝纤度
0.5~2.0dtex。
5.根据权利要求1或2所述的吸水速干型长纤维,其特征是:所述纤维的强伸度积≥15,沸水收缩率≤10%。
6.一种含吸水速干型长纤维的织物,其特征是:所述织物中至少含有了一种吸水速干型长纤维,该纤维断面为多叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
7.一种权利要求项6所述的含吸水速干型长纤维的织物的制造方法,其特征是:包含如下步骤:
(1)双组分复合纺丝:将成纤聚合物切片A成分50~90重量份,与可溶性共聚酯切片B成分10~50重量份,通过熔融、复合喷丝板喷出、纺丝、卷取,得到吸水速干型复合长纤维;
(2)制成初期织物:制成至少含有吸水速干型复合长纤维的初期织物;
(3)溶出处理:将初期织物进行溶出处理,去除可溶性共聚酯B成分,得到织物,织物中的吸水速干型长纤维的断面为多叶断面,且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为
6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
8.根据权利要求7所述的含吸水速干型长纤维的织物的制造方法,其特征是:成纤聚合物切片A成分为聚酰胺或聚酯。
9.根据权利要求7或8所述的含吸水速干型长纤维的织物的制造方法,其特征是:可溶性共聚酯切片B成分,由对苯二甲酸、乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成;或由对苯二甲酸、乙二醇、聚乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成。
10.根据权利要求9所述的含吸水速干型长纤维的织物的制造方法,其特征是:所述可溶性共聚酯切片B成分中,相对于二元酸总量,间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐的含量为1~5mol%,相对于可溶性共聚酯B成分总量,聚乙二醇含量为1~
20wt%,聚乙二醇分子量范围为500~10000。

说明书全文

一种吸速干型长纤维、织物及制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种吸水速干型长纤维、含有该纤维的织物及其制造方法。

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。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,产品具有良好的吸水速干性能,其芯吸高度达70~120mm,水分蒸发率为85~95%。
[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型长纤维、含有该纤维的织物及制造方法。
[0007] 本发明的技术解决方案是:一种吸水速干型长纤维,纤维断面为多叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0008] 本发明通过在纤维表面设定微小沟槽,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。且为了获得足够的效果,沟槽的个数设定为6~24个,优选为8个。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。
[0009] 沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。这样的话,在纤维表面,沟槽有足够的深度,产生的芯吸效果明显优越。
[0010] 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,本发明的技术优势是沟槽的高度(即深度)和宽度都有着足够的尺寸,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。
[0011] 本发明的纤维优选为聚酰胺纤维或聚酯纤维。
[0012] 本发明的纤维的单丝纤度为0.5~2dtex。
[0013] 本发明的纤维的强伸度积≥15,沸水收缩率≤10%,干热收缩率≤5%。强伸度积具体为 。
[0014] 本发明还提供一种含吸水速干型长纤维的织物,该织物中至少含有了一种吸水速干型长纤维,该纤维断面为多叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0015] 本发明的吸水速干型长纤维及织物的制造方法,包含如下步骤;(1)双组分复合纺丝:将成纤聚合物切片A成分50~90,与可溶性共聚酯切片B成分
10~50重量比,通过熔融、复合喷丝板喷出、纺丝、卷取,得到吸水速干型复合长纤维。
[0016] (2)制成初期织物:制成至少含有吸水速干型复合长纤维的初期织物。
[0017] (3)溶出处理:将初期织物进行溶出处理,去除可溶性共聚酯B成分,得到织物,织物中的吸水速干型纤维的断面为多叶断面,且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0018] 所述成纤聚合物切片A成分为聚酰胺或聚酯。
[0019] 所述可溶性共聚酯切片B成分,由对苯二甲酸、乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成;或由对苯二甲酸、乙二醇、聚乙二醇以及间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐共聚合而成。
[0020] 所述可溶性共聚酯切片B成分中,优选间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐的含量为1~5mol%,聚乙二醇含量为1~20wt%,聚乙二醇分子量范围为500~10000。
[0021] 本发明采用双组份复合纺丝,然后进行溶出处理而得到沟槽断面的纤维。双组份纺丝时包括成纤聚合物A成分和可溶性共聚酯B成分。成纤聚合物A成分是非溶出性聚合物,优选为聚酰胺类聚合物或聚酯类聚合物。聚酯类聚合物可以列举的有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及它们的改性共聚物等。聚酰胺类聚合物可以列举的有尼龙6、尼龙66及它们的改性共聚物等。
[0022] 可溶性共聚酯B成分,主要由对苯二甲酸、乙二醇共聚而成,至少含有第三共聚单体间苯二甲酸5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐;本发明中,将间苯二甲酸5-磺酸盐或间苯二甲酸酯-5-磺酸盐统称为SSIA成分。
[0023] 所述可溶性共聚酯B成分中,优选还含有第四共聚单体聚乙二醇。
[0024] 在可溶性共聚酯分子链中引入SSIA成分,由于其为极性亲水基团,具有吸电子效应,同时改变了聚酯分子链的规整性,有利于碱溶液的渗入和碱减量过程的进行。但由于SSIA成分所形成的空间位阻及极性效应,会导致熔体粘度上升,影响可纺性。因此优选引入柔性链段聚乙二醇单元,大大改善聚合物的分子的刚性,提高聚合物的可纺性,同时进一步提高该聚合物的溶出性能。
[0025] 优选可溶性共聚酯B成分中,相对于二元酸总量,SSIA的含量为1~5mol%,相对于可溶性共聚酯B成分总量,聚乙二醇含量为1~20wt%,聚乙二醇分子量范围为500~4000。这样的话,可以得到很好的碱减量速度和效果,在进行后溶出碱处理之后,纤维表面形成沟槽,具有优异的吸水速干性能。并且提高纺丝过程的稳定性
[0026] 具体地说,本发明中,可以采用任何公知的熔融纺丝方法,最终成品纤维可以采用在线一步法纺丝拉伸成型,也可以采用两步法,即先纺丝,再延伸加工制得。
[0027] 一步法的纺丝方法如下所述:将两种聚合物切片分别在干燥机内干燥至水分100ppm以下,分别投入料仓,切片经料仓进入各螺杆在250~300℃温度下熔融,由单独的计量控制其吐出量,通过由纺丝箱体控制温度在250~300℃条件下的复合纺丝组件,纺出初生复合纤维,在侧吹风风速15~
40m/min条件下冷却固化成型,再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦,给油率为0.5~1.5%。
[0028] 给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道,经预交络器交络,进入第一热辊1HR(温度为20~100℃),并在第一热辊上缠绕6~7圈后,再经第二热辊2HR,也在上面缠绕6~7圈(温度为130~190℃),第一热辊与第二热辊间的拉伸倍率为1.20~3.00,经拉伸后的纤维在第二热辊下由主交络器对其进行交络,再由2个罗拉(3GR、4GR)将纤维引入卷取机卷取成成品丝饼(DT),卷取机的卷取速度为3000~6000m/min,优选4500~5600m/min。
[0029] 两步法的纺丝方法如下所述:将两种聚合物切片分别在干燥机内干燥至水分100ppm以下,分别投入料仓,切片经料仓进入各螺杆在250~300℃温度下熔融,由单独的计量泵控制其吐出量,通过由纺丝箱体控制温度在250~300℃条件下的多叶型复合纺丝组件,纺出初生复合纤维,在侧吹风风速
15~40m/min条件下冷却固化成型,再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦,给油率为0.5~1.5%。
[0030] 给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道,进入第一罗拉(1GR),再经绕第二罗拉(2GR)后进入卷取机卷取制得预取向纤维(UY/POY),卷取机的卷取速度为800~3500m/min。
[0031] 所得UY可以通过下述方法,制成延伸丝(DT)。
[0032] 将制得的UY进行延伸加工制成延伸丝(DT):将上述步骤得的预取向丝在延伸机上加工,加工速度为500~1000m/min、加工温度为80~190℃、延伸倍率为1.20~4.00的条件下进行延伸加工,制得延伸丝。
[0033] 然后,将上述吸水速干纤维制成初期织物,得到至少含有吸水速干型复合纤维的初期织物。
[0034] 进一步进行溶出处理。即将初期织物进行溶出处理,去除可溶性共聚酯B成分,得到织物,织物中的吸水速干型纤维的断面为多叶断面,且纤维表面带有连续的沟槽,所述沟槽的个数为6~24个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0035] 本发明的中制成初期织物后,在适当的碱溶解条件下进行溶出性处理,碱减量处理是常规的处理工艺,一般是在浓度为1%~5%、浴比为100~200的NaOH溶液中进行。减量率控制在5%~40%。
[0036] 本发明中,纤维在经过减量处理之后,纤维表面形成连续贯通的微细沟槽,所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用,迅速迁移至织物的表面并发散,从而达到吸水速干的目的。
[0037] 本发明中涉及的参数的测试方法如下所示。
[0038] 1.纤维中的成分含量测定方法:测试仪器:元素分析仪;
采用元素分析仪测定纤维中S成分的含量,从而可以换算出纤维中SSIA的含量。
[0039] 2.爬高吸水性能的测试方法:测试方法:采用日本标准JISL 1907:2010测试爬高吸水性能;
测试步骤:
(1) 将样布剪成2.5cm×20cm的样条3份;
(2) 把样条的一端固定,另一端浸入水中,入水深度为2cm;
(3) 静置10min后,记录液体水上升高度的变化;
计算:取3个样条上升高度的平均值,得到其吸水性能。
[0040] 3.速干性能的测试测试方法:采用上海科肯公司的科肯法(0.3ml水,吊干);
测试步骤:
(1) 将样布剪成10cm×10cm的样条,称量得到其质量W;
(2) 将0.3ml水滴在样布上,称量得到加水后的质量W0;
(3) 将加过水的样布吊在固定的架子上,每5min称量一次得到质量W5,W10,W15……Wn(Wn表示第n分钟样品的质量),直至Wn=W,结束称量;
计算:水分残留率=(Wn-W)/(W0-W) ×100% 。
[0041] 4.洗涤速干性的测试测试方法:采用洗涤速干法;
测试步骤:
(1) 将样布剪成20cm×20cm的样条,称量得到其质量W;
(2) 将样条浸入水中20min,使其饱和吸水;
(3) 将样条放入离心机中,调节速度为1000rpm,脱水30s,再称量其质量W0;
(4) 将脱水之后的样条吊在固定的架子上,每5min称量一次得到质量
W5,W10,W15……Wn(Wn表示第n分钟样品的质量),直至Wn=W,结束称量;
计算:水分残留率=(Wn-W)/(W0-W) ×100% 。
[0042] 5.SEM观测断面通过SEM照片,观测纤维断面形状,并计算沟槽的高度、宽度和高宽比。沟槽的高度是指最大深度,宽度是指最大宽度。
附图说明
[0043] 图1是本发明吸水速干型长纤维的截面图。

具体实施方式

[0044] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0045] 实施例1将80 wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和20 wt%可溶性聚酯切片分别预结晶、干燥至100 ppm以下 ,分别投入各料仓,经各螺杆在250~300℃温度下熔融,由单独的计量泵控制其吐出量,通过由纺丝箱体控制温度在约290℃条件下的8叶型复合纺丝组件,纺出初生复合纤维,在侧吹风风速40m/min条件下冷却固化成型,再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦,给油率为1.0%。
[0046] 给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道,经预交络器交络,进入第一热辊1HR(温度为80℃),并在第一热辊上缠绕6圈后,再经第二热辊2HR,也在上面缠绕6圈(温度为180℃),第一热辊与第二热辊间的拉伸倍率为2.50,经拉伸后的纤维在第二热辊下由主交络器对其进行交络,再由2个罗拉(3GR、4GR)将纤维引入卷取机卷取成成品丝饼(FDY),卷取机的卷取速度为5000m/min,得到复合纤维100Den/36f。
[0047] 以上使用的可溶性聚酯切片中,间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量,相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0048] 将上述纤维进行织物制作,织物在浓度为1%,浴比为150的NaOH溶液中减量35分钟,织物减量率为20%。
[0049] 用SEM观测纤维断面,纤维断面为8叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,沟槽的个数为8个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0050] 测得织物具有吸水速干性能,用日本标准JISL 1907:2010测试爬高吸水性能,液体水上升的高度为80mm;用上海科肯公司的科肯法(0.3ml水,吊干)测试其吸水速干性,在25分钟的时候,水分残留率为0;用洗涤速干法测试其洗涤之后的吸水速干性,在30min的时候,水分残留率为0。表现出了良好的吸水速干性能。
[0051] 实施例2将80 wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和20 wt%可溶性聚酯切片分别预结晶、干燥至100 ppm以下 ,分别投入各料仓,经各螺杆在250~300℃温度下熔融,由单独的计量泵控制其吐出量,通过由纺丝箱体控制温度在约290℃条件下的8叶型复合纺丝组件,纺出初生复合纤维,在侧吹风风速40m/min条件下冷却固化成型,再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦,给油率为1.0%。
[0052] 给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道,经预交络器交络,进入第一热辊1HR(温度为80℃),并在第一热辊上缠绕6圈后,再经第二热辊2HR,也在上面缠绕6圈(温度为180℃),第一热辊与第二热辊间的拉伸倍率为2.50,经拉伸后的纤维在第二热辊下由主交络器对其进行交络,再由2个罗拉(3GR、4GR)将纤维引入卷取机卷取成成品丝饼(FDY),卷取机的卷取速度为5000m/min,得到复合纤维100Den/48f。
[0053] 以上使用的可溶性聚酯切片中,间苯二甲酸-5-磺酸盐(SSIA)的含量,相对于二元酸总量为5 mol%,聚乙二醇含量相对于碱溶性共聚酯B成分总量为15 wt%,且聚乙二醇分子量为4000。
[0054] 将上述纤维进行织物制作,织物在浓度为1%,浴比为150的NaOH溶液中减量35分钟,织物减量率为20%。
[0055] 用SEM观测纤维断面,纤维断面为16叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,沟槽的个数为8个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0056] 测得织物具有吸水速干性能,用日本标准JISL 1907:2010测试爬高吸水性能,液体水上升的高度为82mm;用上海科肯公司的科肯法(0.3ml水,吊干)测试其吸水速干性,在25分钟的时候,水分残留率为0;用洗涤速干法测试其洗涤之后的吸水速干性,在30min的时候,水分残留率为0。表现出了良好的吸水速干性能。
[0057] 实施例3将聚酰胺尼龙66(聚己二酸己二胺)切片70份与切片水分含量为30ppm的溶出性共聚酯切片30份(共聚物聚乙二醇25wt%、5-磺酸钠-间苯二甲酸乙二醇酯1.5mol%、聚乙二醇单元的分子量为4000)分别经过料仓送入各自螺杆挤出机进行熔融,通过计量泵进行计量,由8分割型复合喷丝板喷出、冷却、卷绕成纤,得到84T聚酰胺尼龙66纤维。纺丝温度
280℃、纺丝速度为3000m/min、延伸速度为4300m/min。
[0058] 纤维经过后加工、织造等过程得到缎纹机织物;再经过碱溶处理得到吸水速干性织物,对织物表面做电镜扫描照片(SEM观测),纤维断面为8叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,沟槽的个数为8个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0059] 测得织物具有吸水速干性能,用日本标准JISL 1907:2010测试爬高吸水性能,液体水上升的高度为95mm;用上海科肯公司的科肯法(0.3ml水,吊干)测试其吸水速干性,在25分钟的时候,水分残留率为0;用洗涤速干法测试其洗涤之后的吸水速干性,在30min的时候,水分残留率为0。表现出了良好的吸水速干性能。
[0060] 实施例4将聚酰胺尼龙6(聚(ε己内酰胺))切片85份与切片水分含量为30ppm的溶出性共聚酯切片15份(共聚物聚乙二醇25wt%、5-磺酸钠-间苯二甲酸乙二醇酯1.5mol%,聚乙二醇分子量为4000)分别经过料仓送入各自螺杆挤出机进行熔融,通过计量泵进行计量,由8分割型复合喷丝板喷出、冷却、卷绕成纤,得到56T聚酰胺尼龙6纤维。纺丝温度270℃、纺丝速度为3000m/min、延伸速度为4300m/min。
[0061] 纤维经过后加工、织造等过程得到缎纹机织物;再经过碱溶处理得到吸水速干性织物,对织物表面做电镜扫描照片(SEM观测),纤维断面为8叶形状且纤维表面带有连续的沟槽,沟槽的个数为8个,沟槽的高度为2μm~6μm,宽度为0.5μm~2μm,高宽比为1~12。
[0062] 测得织物具有吸水速干性能,用日本标准JISL 1907:2010测试爬高吸水性能,液体水上升的高度为95mm;用上海科肯公司的科肯法(0.3ml水,吊干)测试其吸水速干性,在25分钟的时候,水分残留率为0;用洗涤速干法测试其洗涤之后的吸水速干性,在30min的时候,水分残留率为0。表现出了良好的吸水速干性能。
[0063] 比较例1将聚酰胺尼龙6(聚(ε己内酰胺))切片100份,经过料仓送入螺杆挤出机进行熔融,通过计量泵进行计量,由喷丝板喷出、冷却、卷绕成纤,得到56T聚酰胺尼龙6纤维。纺丝温度270℃、纺丝速度为3400m/min、延伸速度为4000m/min。纤维经过后加工、编制等过程得到编织物;用日本标准JISL 1907:2010测试爬高吸水性能,液体水上升的高度为34mm,吸水速干性能效果比较低。
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