[发明专利]一种三维卷曲纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维卷曲纤维，特别是一种可控制卷曲度的三维卷曲纤维属于复合纤维技术领域。

背景技术

具有三度空间的立体卷曲结构的单组份纤维和复合纤维(同心式皮芯型纤维例外)的制造方法有多种，但归纳起来可分为两类：

一类是纺丝后用高温高压热气流送入变形喷嘴或卷曲器内定型，得到三维卷曲效果，这类方法是纤维成型后强加给纤维的卷曲方法。另一类方法是通过不同组份或其它不对称因素或条件，在纤维挤出成型过程中，造就存在不对称因素的内部结构，并在后加工过程中使不对称因素显现出作用，从而形成三维卷曲纤维。

通常应用较多的是后面一种方法，其中又以双组份复合纤维为多。

双组份复合纤维由两种不同组份的聚合物组份构成，在整个纤维长度上，分为两个不同的明显区域，或为并列型，或为皮芯型，其中，要得到卷曲纤维，皮芯型应排除同心式的皮芯结构。

并列型复合纤维有良好的卷曲性能，但是在实际生产应用中，由于并列流动的两相存在熔融指数和熔体或溶液的表观粘度等因素的差异，往往在纺丝过程中复合的纺丝细流在喷丝板表面会产生弯头角，而弯头角在纺丝过程中会造成纤维截面结构和性能的不均匀性，甚至会产生丝条沾污在喷丝板板面，使纺丝无法进行的情况，因而，在实际生产中要求尽量避免或减少该种情况的出现。在同等条件下减小两组份的表观粘度差可以减小弯头角造成的不利影响，弯头角总是弯向表观粘度高的组份一侧，低粘度组份其界面形状总是围绕高粘度组份，技术人员在实际生产中会根据弯头角方向及纤维截面形状，调节工艺温度来减小弯头角，但是，这样做的效果往往不理想。当两组份的熔体表观粘度差异太大或其中一组份可纺性太差时，特别是在纺制添加较多的粉体的功能性组份时因表观粘度太大或可纺性太差有可能致使纺丝无法进行。

在纺制偏芯式的皮芯型纤维弯头角影响虽然较小，但由于纤维截面的不对称程度通常小于并列型的复合纤维，所以，在同等情况下，得到的复合纤维的卷曲性能往往不如并列型复合纤维。而且皮芯型纤维要求皮层组份的表观粘度小于或等于芯层组份表观粘度，当皮层组份表观粘度远远大于芯层表观粘度时，皮芯截面有可能无法形成。因此，在复合纤维的生产中，控制两组份熔体表观粘度，如何减小弯头角的影响，并且保持良好的纤维卷曲性能，是一个需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的三维卷曲纤维，可以根据需要设计成不同的力学不对称结构，从而使复合纤维形成特定的三维卷曲结构。该纤维不仅具有良好的卷曲特性，而且在生产中可以很好的缓解弯头角问题，该技术方案的提出，解决了并列型复合纤维存在的弯头角问题，同时其卷曲特性也等于或好于偏芯式的皮芯型纤维。

为了实现上述目的，本发明提供一种三维卷曲纤维，该纤维包括第一聚合物组分和第二聚合物组分，在纤维横截面上，所述第二聚合物组分为至少两个不连续的区域，该第二聚合物组分为的至少两个不连续区域分布在第一组分之内或至少部分与第一组分相连接从而形成至少三个独立区域，第一聚合物组分和第二组分聚合物所分别构成的区域呈力学不对称结构。

本发明中，当两个组份聚合物的热收缩率不同时，更容易形成上述力学不对称结构。

本发明所述的力学不对称结构是指在所述的复合纤维截面中两个组份所构成的不同区域的重心不重合，且两个组份聚合物的热收缩率不同。具体地说，纤维中，第二聚合物组分各个不连续区域的总和与第一聚合物组分形成的区域呈力学不对称结构，也就是，第二聚合物组分各个不连续区域的总和与第一聚合物组分形成的区域的重心不重合。

这里，本发明中的第一聚合物组分和第二聚合物组分，并不限于两种组成不同的聚合物组分，其可以是同种聚合物但不同分子量，也可以是不同类聚合物。无论各组份是否为同类聚合物，都应满足以下条件：优选所述的两组份聚合物满足表观粘度的比值大于1.0，优选两组份聚合物表观粘度的比值大于1小于2.5，更优选范围在1.2-1.5之间。

本发明中最优选同种或同系列的聚合物分别作为第一和第二聚合物组分，因为此时两组分的相容性最好。例如，优选第一和第二聚合物组分分别选自聚酯系PET、PBT、PTT种的一种，或者分别选自己内酰胺系尼龙6、尼龙66等的一种。

在本发明优选的实施方式中，在纤维横截面上，所述第二聚合物组分呈现为三个不连续的区域，该第二聚合物组分的三个不连续的区域分布在第一组分之内或至少部分第一组分相连接从而形成四个独立区域，第一组分的各个不连续区域的和与第二组分的区域呈力学不对称结构。