CN103469323B - 仿生十字形咖啡碳聚酯纤维 - Google Patents

Abstract

本申请公开了仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，该仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面为由长度比为1.0～1.5:1的横向长条形和纵向长条形交叉组合而成的十字形，且所述横向长条形与纵向长条形相交处形成角度范围在80～100°内变化的圆弧形夹角；所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维中具有中空区域，该中空区域的中空度为20～40％。本申请解决了设计一种同时具有抗菌、排湿导汗、远红外吸收保暖等功能的仿生纤维材料的问题。

Description

仿生十字形咖啡碳聚酯纤维

技术领域

本申请涉及服装材料领域，尤其涉及一种仿生十字形咖啡碳聚酯纤维。

背景技术

随着社会的进步，人们物质生活条件的改善，对服装和家纺产品的性能也提出了新的要求，已经不仅仅是满足普通的保暖、保护等功能，而是要满足健康舒适和绿色环保这两个主题。另一方面，随着科技的发展和外部生活环境的改变，如全球变暖等导致的生活上的不舒适，还有一些特殊的工作环境如高原和极地等，这就要求所用原料具有抗菌、排湿导汗、远红外吸收保暖等更多功能。而天然纤维如棉、蚕丝等具有吸湿性好、亲肤性等特点，可赋予织物良好的吸汗、不易产生静电、柔软舒适、耐穿耐洗等特性。生物纤维为纤维素纤维或者蛋白质纤维，其含有更多的极性基团分子结构决定了生物纤维具有更高的亲水性，吸湿性要高于化学纤维，一般的生物纤维吸湿范围在8-12%之间。从而，仿生纤维的研究是现代纺织科技领域的前沿课题，日益受到各国纺织领域学者的重视，正成为世界范围内的热点。

因此，如何设计一种同时具有抗菌、排湿导汗、远红外吸收保暖等功能的仿生纤维材料，便成为亟待解决的技术问题。

申请内容

本申请的主要目的在于提供一种仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，以解决设计一种同时具有抗菌、排湿导汗、远红外吸收保暖等功能的仿生纤维材料的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，

所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面为由长度比为1.0～1.5:1的横向长条形和纵向长条形交叉组合而成的十字形，且所述横向长条形与纵向长条形相交处形成角度范围在80～100°内变化的圆弧形夹角；

所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维中具有中空区域，该中空区域的中空度为20～40％。

进一步地，其中，所述中空区域呈十字形、椭圆形或一字型。

进一步地，其中，所述椭圆形中空结构的横向长度与纵向宽度之比为1.7～4.0:1。

进一步地，其中，所述一字型中空结构的长宽比为4～8:1。

进一步地，其中，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，进一步为具有白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维。

进一步地，其中，所述中空区域的中空度进一步为30%。

进一步地，其中，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为0.5～3.0dtex。

进一步地，其中，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

进一步地，其中，当为白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维时，所述中空区域的中空度为20%。

进一步地，其中，当为白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，且所述中空区域呈一字型时，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

与现有技术相比，本申请所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，达到了如下效果：

1）本申请维横截面形状呈十字形且纤维叠加在外部形成空腔，提高纤维亲水性能，在织物与皮肤接触时可以调节热量和水汽的传输，提高织物的穿着舒适性；

2）本申请纤维十字形结构使得叠加纤维空隙率增加，纤维的比表面增大，提高纤维在重载荷下的膨松性，增加蓄热效果；

3）本申请纤维具有除臭效果，纤维叠加形成的孔隙通道，能高效吸各种异味，清新空气；

4）本申请采用的咖啡炭中高活性物质，其氧化性具有抑菌功能，创造卫生、健康的环境；

5）本申请采用的咖啡碳在烧结过程中产生大量矿物质，能高效发射和吸收远红外线，具有较好的吸收外部和身体得远红外线辐射，阻止人体热量散失，达到较好的保暖效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例一所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的中空区域呈十字形的横截面图；

图2为本申请实施例二所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的中空区域呈椭圆形的横截面图；

图3为本申请实施例三所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的中空区域呈一字型的横截面图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。

如图1至3所示，为本申请实施例一、二和三所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面为由长度比为1.0～1.5:1的横向长条形和纵向长条形交叉组合而成的十字形，并且，所述横向长条形与纵向长条形相交处形成角度范围在80～100°内变化的圆弧形夹角；

如图1至3所示，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维中具有中空区域S11、S21和S31，其中，所述中空区域S11、S21和S31的中空度为20～40％。所述中空区域呈十字形S11、椭圆形S21或一字型S31。

这里的所述中空区域可以提高织物吸湿排汗性、透气性，并使织物具有蓬松感以及蓄热性能。

如图2所示，所述椭圆形中空结构的横向长度与纵向宽度之比为1.7～4.0:1。

如图3所示，所述一字型中空结构的长宽比为4～8:1。

如图1所示，本实施例一中所述中空区域的中空度为30%。所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为0.5～3.0dtex（本实施例具体为2dtex）。

这里在实施例一的基础上，当所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，进一步为具有白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维时，所述中空区域的中空度采取20%。且所述中空区域呈一字型时，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

这里之所以采用白色咖啡碳是为了解决现有的咖啡碳大部分是棕色，使得纤维在染色和整理阶段配色困难，加工空间变小，大大限制了咖啡碳纤维的市场应用。

所述横向长条形与纵向长条形的所述夹角根据实际应用中不同的使用环境进行调整，所述夹角的角度变化将影响所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维吸湿排汗性和透气性的变化，从而，所述夹角角度的变化增强了所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的实用性。为了进一步增加所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的吸湿排汗性和透气性，所述横向长条形与纵向长条形的长度比为1.0～1.5:1。

在本实施例中，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面采用十字形（如图1所示）的截面，能有效改善织造面料的光泽和手感，具体来说，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，基于分子改性技术对聚酯大分子链侧基进行极性基团改性，增加分子极性以增加其吸水性能，同时横截面形状呈十字形，纤维叠加产生外中空通道，水分通过虹吸效应迅速排除体外，在织物与皮肤所构成的微气候环境中，调节热和水汽的传输，改善动态以及静态时织物的舒适性。

要说明的是，在本实施例中，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的纤维中添加咖啡碳，添加的所述咖啡碳中含有高活性物质，该高活性物质具有氧化功能，能够有效抑菌，其抑菌率达到97-99%。另外，所述咖啡碳在烧结过程中能够产生大量的矿物质，这些矿物质可以作用于外界和人体所发射的远红外线，具有较好的升温保暖效果。而且，所述咖啡碳在炭化造粒的整个阶段，CO₂（二氧化碳）产生总量少，可以回收利用废弃的咖啡渣，减少了环境污染。

本申请的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，与单一的异形截面和咖啡碳纤维相比具有更多的优越性，光泽效应更加明显，织物的布面风格新颖，并且所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单纤纤度为0.5～3.0dtex，提高了织物的吸湿和导湿的特性，使得织物具有很好的透气性，增加了织物的远红外吸收保暖和抑菌的功能。用这种纤维制作的织物，蓄热性能较普通织物大20-40%，纤维间形成的空隙通道，因咖啡碳在烧结过程中表面形成很多孔洞，这种特殊结构使其能高效吸附异味。此类纤维可广泛用作贴身内衣、服装和家纺领域。

结合图1所示，在实际应用中，本实施例中所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的工艺流程为：

PET/咖啡碳母粒混合切片→筛选→沸腾床干燥→料斗→螺杆挤压机→熔体分配管→纺丝箱体→喷丝头组件→侧吹风冷却→上油→卷绕→POY丝。

主要工艺参数如下：

切片预结晶/干燥温度：165/175℃；

干燥设备：沸腾床连续BM式干燥机；

纺丝温度：285℃；

纺丝速度：3000m/min；

侧吹风速：0.45m/min；

侧吹风温：23℃；

具体地，生产得到的所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其横截面由横向长条形和纵向长条形交叉组合而成，所述的横向长条形与所述的纵向长条形两者形成90°夹角，所述外围轮廓S10围合形成十字形中空区域S11，所述十字形中空区域S11的中空度为30％，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

如图2所示，为本申请实施例二所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面为由长度比为1.0～1.5:1的横向长条形和纵向长条形交叉组合而成的十字形，并且，所述横向长条形与纵向长条形相交处形成角度范围在80～100°内变化的圆弧形夹角；

所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维中具有椭圆形中空区域S21，其中，该椭圆形中空区域S21的中空度为20～40％。所述椭圆形中空区域S21可以提高织物吸湿排汗性、透气性，并使织物具有蓬松感以及蓄热性能。所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单纤纤度为0.5～3.0dtex。

具体地，生产得到的所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其横截面由横向长条形和纵向长条形交叉组合而成，所述的横向长条形与所述的纵向长条形两者形成90°夹角，在所述横向长条形方向上形成椭圆形中空区域S21，该椭圆形中空区域S21的横向长度与纵向宽度之比为2.5:1，且所述椭圆形中空区域S21的中空度为20％，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

如图3所示，为本申请实施例三所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面为由长度比为1.0～1.5:1的横向长条形和纵向长条形交叉组合而成的十字形，并且，所述横向长条形与纵向长条形相交处形成角度范围在80～100°内变化的圆弧形夹角；

所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维中具有一字型中空区域S31，其中，所述一字型中空区域S31的中空度为20～40％。所述一字型中空区域S31可以提高织物吸湿排汗性、透气性，并使织物具有蓬松感以及蓄热性能。所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单纤纤度为0.5～3.0dtex。

具体地，生产得到的所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其横截面由横向长条形和纵向长条形交叉组合而成，所述的横向长条形与所述的纵向长条形两者形成90°夹角，在所述横向长条形方向上形成一字型中空区域S31，该一字型中空区域S31的横向长度与纵向宽度之比为6:1，且所述椭圆形中空区域S31的中空度为20％，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

需要说明的是，本实施例一、二和三中，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维所使用的材料、功能效果以及在实际应用中的工艺流程、主要工艺参数均相一致，故在此不再敖述。

经试验证明，本申请上述实施例一至三中的所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，可以改善织造面料的光泽和手感，提高织物吸湿排汗性、透气性，并使织物具有蓬松感及蓄热性能，并具有除臭抑菌效果，能高效吸附各种异味，弥补了现有技术不足。

与现有技术相比，本申请所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，达到了如下效果：

1）本申请维横截面形状呈十字形且纤维叠加在外部形成空腔，提高纤维亲水性能，在织物与皮肤接触时可以调节热量和水汽的传输，提高织物的穿着舒适性；

2）本申请纤维十字形结构使得叠加纤维空隙率增加，纤维的比表面增大，提高纤维在重载荷下的膨松性，增加蓄热效果；

3）本申请纤维具有除臭效果，纤维叠加形成的孔隙通道，能高效吸各种异味，清新空气；

4）本申请采用的咖啡炭中高活性物质，其氧化性具有抑菌功能，创造卫生、健康的环境；

5）本申请采用的咖啡碳在烧结过程中产生大量矿物质，能高效发射和吸收远红外线，具有较好的吸收外部和身体得远红外线辐射，阻止人体热量散失，达到较好的保暖效果。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，

所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的横截面为由长度比为1.0～1.5:1的横向长条形和纵向长条形交叉组合而成的十字形，且所述横向长条形与纵向长条形相交处形成角度范围在80～100°内变化的圆弧形夹角；

所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维中具有中空区域，该中空区域的中空度为20～40％，其中所述中空区域呈中空度为30％的十字形、中空度为20％的椭圆形或中空度为20％的一字型。

2.如权利要求1所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，所述椭圆形中空结构的横向长度与纵向宽度之比为1.7～4.0:1。

3.如权利要求1所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，所述一字型中空结构的长宽比为4～8:1。

4.如权利要求1所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，进一步为具有白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维。

5.如权利要求1至4中任一所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为0.5～3.0dtex。

6.如权利要求1至4中任一所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。

7.如权利要求4所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，当为白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维时，所述中空区域的中空度为20％。

8.如权利要求7所述的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，其特征在于，当为白色咖啡碳的仿生十字形咖啡碳聚酯纤维，且所述中空区域呈一字型时，所述仿生十字形咖啡碳聚酯纤维的单丝纤度为2dtex。