一種海島復(fù)合纖維的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種海島復(fù)合纖維，其中海成分為聚酰胺，島成分為聚丙烯或者改性聚丙烯；單根纖維橫截面上島的個(gè)數(shù)為10～10000個(gè)，其中最外側(cè)的島與纖維表面間的距離為0.1μm～3.0μm；所述海島復(fù)合纖維的密度為0.92～1.05g/cm3。該海島復(fù)合纖維不僅保留了聚丙烯的輕量性，其可紡性和可加工性也很優(yōu)良，同時(shí)由上述纖維制成的織物具有良好的吸濕特性和染色性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種海島復(fù)合纖維
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種海島復(fù)合纖維。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，由于紡織產(chǎn)品的發(fā)展逐漸趨于輕薄化，密度在1.0g/cm3左右的輕量纖維也隨之出現(xiàn)。輕量纖維的性能優(yōu)越、附加值高且具有多元化功能，受到世界化纖界的廣泛關(guān)注。
[0003]最常用的實(shí)現(xiàn)輕量的方法是多孔化或中空化。如專(zhuān)利CN201110008615.5公開(kāi)了一種多孔的尼龍纖維，由實(shí)心的芯部和多孔的外殼部構(gòu)成，外部的孔是通過(guò)金屬鹽溶液處理后得到的，這種纖維在實(shí)現(xiàn)保溫效果的同時(shí)也具有一定的輕量性。日本專(zhuān)利特開(kāi)2004-43999公開(kāi)了一種中空尼龍短纖維，由皮成分為聚酰胺、芯成分為聚酯的芯鞘復(fù)合纖維通過(guò)氫氧化鈉溶液減量后得到。但是這兩種方法均要進(jìn)行減量處理，加工步驟多且對(duì)環(huán)境有一定的污染。
[0004]另外，也有相關(guān)文獻(xiàn)中提到過(guò)通過(guò)兩種不同密度的聚酯進(jìn)行復(fù)合紡絲的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量的目的。例如文 獻(xiàn)“丙綸可染性技術(shù)進(jìn)展”(《染料與染色》，第42卷第4期，第34-36頁(yè)，2005年8月)公開(kāi)了以聚丙烯作為芯層、可染高聚物如PA、PET、PVA、PBT等作為皮層的復(fù)合絲，這種復(fù)合絲不僅保留了聚丙烯的輕量，還保留了聚酰胺優(yōu)良的吸濕特性。但是由于聚丙烯和聚酰胺等聚合物的相容性差，在纖維的后加工及織物的生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)界面剝離、纖維表面破裂等問(wèn)題。
[0005]因此，開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越、市場(chǎng)前景廣闊的輕量吸濕素材來(lái)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種具有良好吸濕性的輕量海島復(fù)合纖維，且在后續(xù)的加工及使用過(guò)程中纖維的島成分不易產(chǎn)生剝離。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種海島復(fù)合纖維，其中海成分為聚酰胺，島成分為聚丙烯；單根纖維橫截面上島的數(shù)量為10~10000個(gè)，其中最外側(cè)的島與纖維表面間的距離為0.14111~3.(^111;所述海島復(fù)合纖維的密度為0.92~1.05g/cm3。
[0008]所述聚酰胺為聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610等，或者是它們的改性聚酰胺。上述島成分聚丙烯為常規(guī)聚丙烯或改性聚丙烯，其中優(yōu)選改性聚丙烯。所說(shuō)的改性聚丙烯為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、馬來(lái)酰亞胺接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯，或者前述一種或幾種接枝聚丙烯和常規(guī)聚丙烯的共混聚丙烯。改性聚丙烯的接枝率為0.01~2.0%。此處所說(shuō)的常規(guī)聚丙烯為未經(jīng)過(guò)改性的普通聚丙烯。將接枝聚丙烯和常規(guī)聚丙烯共混時(shí)，可以通過(guò)擠出機(jī)共混擠出后得到共混切片使用，也可以將兩種物質(zhì)混合直接投入紡絲機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲。[0009]聚丙烯與聚酰胺的相容性較差，采用普通的皮芯復(fù)合技術(shù)或海島復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯與聚酰胺的復(fù)合纖維，在隨后的高次加工如拉伸或假捻時(shí)會(huì)出現(xiàn)界面剝離及皮層破裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致最終織物的外觀不良。
[0010]本發(fā)明的重要技術(shù)特征之一是單纖維中最外側(cè)島的外表面到纖維表面的距離為0.1 μ m?3.0 μ m。與普通的海島纖維相比，本發(fā)明所述纖維的外層海成分具有一定的厚度，使得所有的島成分都被包圍在海成分中，且最外側(cè)島與纖維表面有足夠大的距離，以防止島成分從纖維表面發(fā)生界面剝離，且該外層海成分還可以提高復(fù)合纖維的吸濕性。在滿足復(fù)合纖維輕量性和細(xì)纖度的條件下，最外側(cè)島到纖維表面的距離越大，也外層海成分越厚，纖維中的島成分越安定，同時(shí)纖維的吸濕性也越好。
[0011]所述海島復(fù)合纖維的單纖維橫截面上最外側(cè)的島與纖維表面的距離可以為0.1 μ m ?0.6 μ m。
[0012]所述海島復(fù)合纖維的單纖維橫截面上最外側(cè)的島與纖維表面的距離也可以為大于0.6 μ m小于等于3.0 μ m。
[0013]優(yōu)選海島復(fù)合纖維的單纖維橫截面上最外側(cè)島的外表面到纖維表面的距離為0.6 μ m?2.0 μ m。最外側(cè)的島的外表面到纖維表面的距離越大，也就是外層海成分越厚，纖維制得的織物經(jīng)深色染色后，其織物的發(fā)色性能會(huì)越好。最外側(cè)的島的外表面到纖維表面的距離太大的話，海成分所需求的比例也就會(huì)增加，導(dǎo)致纖維的整體密度增加，不能滿足輕量化的要求。
[0014]另外，本發(fā)明所述海島復(fù)合纖維中，每根單纖維橫截面上島的數(shù)量為10?10000。纖維中島的數(shù)量越多，島的比表面積越大，島成分與海成分的接觸面積也就越大，從而可以進(jìn)一步改善島成分的剝離問(wèn)題。更進(jìn)一步的，當(dāng)島成分使用改性聚丙烯時(shí)，由于聚丙烯上接枝有極性有機(jī)單體，從而可以減小非極性聚合物聚丙烯和極性聚合物聚酰胺的表面張力，提高兩者的相容性，使得纖維中的島成分更難剝離，更好地提高纖維的耐磨性。
[0015]但是島的數(shù)量過(guò)多后會(huì)導(dǎo)致最外側(cè)島的外表面到纖維表面的距離變小，所以單纖維中橫截面上島的數(shù)量?jī)?yōu)選50?8000，更優(yōu)選60?4000。
[0016]普通的海島噴絲板是很多個(gè)芯鞘復(fù)合的組合體，所以在噴絲板的加工時(shí)存在島數(shù)的限定。本發(fā)明中使用的噴絲板是分配型海島復(fù)合噴絲板，與普通海島噴絲板相比，該噴絲板可以實(shí)現(xiàn)單纖維中的多島化。所述分配型噴絲板主要包括計(jì)量部分、分配部分及吐出部分，其中分配部分由多塊板構(gòu)成，每塊板的厚度為0.2mm左右，板上面具有孔及溝槽，通過(guò)改變板的數(shù)量可以調(diào)整島數(shù)在10?10000范圍內(nèi)變化，而通過(guò)改變板上孔的位置及溝槽的流向和數(shù)量可以而自由控制島成分的斷面形狀。島成分的斷面形狀可以是圓形、扁平形、三角形、正方形、六邊形、三葉形、十字形或六葉形等。島成分?jǐn)嗝娴漠愋味仍酱螅渑c海成分相接觸的表面積越大，從而也更容易避免島成分的剝離問(wèn)題。但是異形度過(guò)大紡絲困難，從纖維的剝離性和紡絲方面考慮優(yōu)選島成分的斷面形狀為三角形或十字形。
[0017]本發(fā)明所述海島復(fù)合纖維一般作為織物用，其單纖維纖度在0.5detx?5dtex范圍之內(nèi)。單纖維的斷面形狀可以是圓形、扁平形、三角形、正方形、六邊形、三葉形、十字形或六葉形等。
[0018]上述海島復(fù)合纖維不僅保留了聚丙烯的輕量性，其可紡性和可加工性也很優(yōu)良。另外，根據(jù)使用需求的不同，該纖維可以單獨(dú)使用，也可以和其他纖維進(jìn)行共混加工。[0019]本發(fā)明所涉及的主要測(cè)試方法包括以下4個(gè):
(I)密度測(cè)定:
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JIS L1013:2010進(jìn)行測(cè)定。
[0020](2)最外側(cè)的島外表面與纖維表面間的距離、相鄰兩島間距離及島面積的測(cè)定方法:
先把纖維在長(zhǎng)方向的任意位置切斷，用島津公司生產(chǎn)的SS550型走查型電子顯微鏡(SEM)將得到的纖維斷面拍成放大倍率為5000倍的照片。根據(jù)需要也可以先進(jìn)行金屬染色。以同樣的處理方法取多根纖維進(jìn)行拍攝。然后分別選取10張照片用圖像處理軟件(WINR00F)進(jìn)行最外側(cè)的島外表面與纖維表面間的距離、相鄰兩島間距離以及島面積的測(cè)定，最終結(jié)果取該10張照片的平均值。
[0021](3)吸濕性: Δ MR是指穿衣服時(shí)，衣服內(nèi)的濕氣排出而使人體感到舒適的指標(biāo)。Λ MR是以30°C、90%RH的吸濕率(MR2)減去20°C、65%RH的吸濕率(MR1)得到的差值(Λ MR(%)= MR2 — MR1 )0Λ MR越大，吸濕能力越強(qiáng)，穿著時(shí)的舒適性越好；
MR1 > MR2的計(jì)算公式如下:
MR1 (%) = (W1 — W3) /W3, MR2 (%) = (W2 — W3) ) /W3,
W1:在20°C X65%RH的氣氛中放置24小時(shí)后試驗(yàn)片的質(zhì)量(g)，
W2:在30°C X90%RH的氣氛中放置24小時(shí)后試驗(yàn)片的質(zhì)量(g)，
W3:在絕對(duì)干燥狀態(tài)下試驗(yàn)片的質(zhì)量(g)。
[0022](4)纖維剝離度:
從織物中抽出纖維后，在島津公司生產(chǎn)的SS550型走查型電子顯微鏡(SEM)將得到的纖維斷面拍成放大倍率為5000倍的照片。以同樣的處理方法取多根纖維進(jìn)行拍攝。然后分別選取10張照片，觀察照片中島成分的剝離狀況，判斷標(biāo)準(zhǔn)如下:
4級(jí):不剝離，
3級(jí):剝離5%以?xún)?nèi)，
2級(jí):剝離5%~10%,
I級(jí):剝離10%以上；
最終結(jié)果取該10張照片的平均值。
[0023](5)染色性評(píng)價(jià)方法:
將得到的纖維進(jìn)行筒編，用下述條件進(jìn)行染色評(píng)價(jià)。用高溫染色試驗(yàn)機(jī)UR.MIN1-COLOR (紅外線小型染色劑(TEXAM技術(shù)研究制造)在95°C X 40min的條件下進(jìn)行染色。此時(shí)所用處理液如下所示:
Lanasyn Black M-DL (科萊恩染料)4%owf LyogenNH (科萊恩勻染劑)0.5%owf 醋酸lg/L 醋酸鈉0.5g/L 浴比:1:20
染色后，在70°C X20min的條件下使用如下處理液進(jìn)行固色處理。
[0024]OptifixHF (科萊恩固色劑)2%owf酢酸(調(diào)整PH4)
浴比:1:20
然后，將筒編物水洗、風(fēng)干后用作評(píng)價(jià)
樣品。將樣品重疊成8層后用分光測(cè)色計(jì)(Datacolor Asia Pacific (H.K.) Ltd.制造的DatacOlOr650)測(cè)色，用L*表示。L*是指色系中的明度，數(shù)值越小染色性越好。
[0025](6)接枝率測(cè)定:
接枝率的測(cè)定方法有多種，如化學(xué)滴定法、紅外光譜法、核磁共振光譜法、元素分析法等，本發(fā)明中馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯的接枝率的測(cè)定方法(化學(xué)滴定法)如下:
把接枝聚丙烯樣品溶于150mL熱二甲苯中(110°C以上)，倒入200mL乙醇中，未反應(yīng)的MAH單體和MAH均聚物溶解在乙醇中，沉淀物則為純接枝聚丙烯，在真空烘箱中干燥24h后取1g純化后的PP-g-MAH溶于1OOmL熱二甲苯中，用0.04mol/L的KOH甲醇溶液滴定，用酚酞作指示劑，根據(jù)消耗掉的KOH甲醇溶液量，用下列公式計(jì)算接枝率:
【權(quán)利要求】
1.一種海島復(fù)合纖維，其特征在于:該海島復(fù)合纖維中海成分為聚酰胺，島成分為聚丙烯；單根纖維橫截面上島的數(shù)量為10~10000個(gè)，其中最外側(cè)的島與纖維表面間的距離為0.Ιμ--~3.Ομ-- ;所述海島復(fù)合纖維的密度為0.92~1.05g/cm3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述聚丙烯為改性聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述改性聚丙烯為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、馬來(lái)酰亞胺接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯，或者前述一種或幾種接枝聚丙烯和常規(guī)聚丙烯的共混聚丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述改性聚丙烯的接枝率為 0.01 ~2.0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述海島復(fù)合纖維的單纖維橫截面上最外側(cè)的島與纖維表面的距離為0.1 μ m~0.6 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕量海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述海島復(fù)合纖維的單纖維橫截面上最外側(cè)的島與纖維表面的距離為大于0.6 μ m小于等于3.0 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述海島復(fù)合纖維的單纖維橫截面上島的數(shù)量為60~4000。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述海島復(fù)合纖維單纖維橫截面上島的形狀為圓形、扁平形、三角形、正方形、六邊形、三葉形、十字形或六葉形。
9.根據(jù)權(quán)利要8所述的海島復(fù)合纖維，其特征在于:所述海島復(fù)合纖維單纖維橫截面上島的形狀為三角形或十字形。
【文檔編號(hào)】D01F8/06GK103572404SQ201310315513
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】曹健, 倪春健, 施澤順, 望月克彥 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所（中國(guó)）有限公司