高强度薄皮纤维制造技术

技术编号:1837341 阅读:139 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种纤维包含一个芯、一个皮、和一种决定该纤维的所希望物理化学参数的添加剂,其中,该纤维纺制得无需提高该添加剂的浓度就能在该皮的体积减少时提高所希望的参数。特别好的添加剂包括生色团(例如一种紫外线吸收剂)、阻燃剂、和粘合促进剂。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域是薄皮纤维。
技术介绍
合成纤维常用于制造各种消费品。因特定用途而异,这样的纤维可以用一种或多种类型的添加剂改性,以赋予所希望的物理化学特征。例如,在希望彩色纤维的情况下,可以向该纤维中添加染料。替而代之,可以向该纤维中添加紫外线吸收剂或阻燃剂以使这样的纤维更能耐受环境条件。有业内已知的各种向纤维中添加添加剂的工艺。例如,可以使用一种一次或多次浸涂工艺将该添加剂施用到一种预制纤维上。浸涂是特别有利的,因为该涂布工艺往往与该纤维的类型和构型无关。然而,浸涂倾向于产生若干问题。除其它问题外,添加剂的粘合可能不太令人满意,尤其当该纤维用一种机织、针织、或其它机械挑战性工艺进一步加工时更是如此。进而,浸涂可能改变一种或多种表面品质(例如润滑性),且往往是环境上有问题的。为了克服与纤维涂布相联系的问题的至少一部分,可以将该添加剂与该纤维材料混合。虽然将该添加剂混入该纤维材料中往往缓解或解决了添加剂粘合的问题,但可能引起其它困难。例如,在使添加剂分布到整个纤维上的情况下,典型地需要大量添加剂才能达到该添加剂所提供的所希望效果。进而,相对大量的添加剂倾向于负面地冲击该纤维的理想的物理化学性能(例如纤维强度)。尽管业内已知有各种方法可通过向纤维提供添加剂来改善理想的物理化学性能,但它们全部或几乎全部困扰于一种或多种问题。因此,目前仍需要提供有改善物理-化学参数的纤维生产用的组合物和方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种纤维的组成和方法,该纤维包含一种芯、一种皮、和一种决定该纤维的所希望物理-化学参数的添加剂。所期待的纤维纺制得无需增加该添加剂的量就能在该皮的体积减少时提高所希望的物理-化学参数。在本专利技术主题的一个方面,某一给定量添加剂时的物理-化学参数当该皮的体积减少10%时提高至少10%,更好当该皮的体积减少20%时提高至少20%。在本专利技术主题的另一个方面,该添加剂是以约0.1wt%~10wt%的数量存在于该纤维中的。特别好的添加剂包含一种生色团,较好一种紫外线吸收剂或一种染料。进一步期待的添加剂包括一种阻燃剂、和粘合促进剂。因此,所期待的所希望物理-化学参数包括紫外线照后纤维强度的保留率、颜色强度、阻燃作用、和改善的粘合。特别期待的纤维包括约1.5wt%数量的紫外线吸收剂、有50∶50的芯/皮体积比、并显示出不低于45%的紫外线照射后纤维强度保留率。进一步特别期待的纤维包括约1.5wt%数量的一种紫外线吸收剂、有60∶40的芯/皮体积比、并显示出不低于50%的紫外线照射后纤维强度保留率,更进一步特别期待的纤维包括约1.5wt%数量的一种紫外线吸收剂、有70∶30的芯/皮体积比、并显示出不低于54%的紫外线照后纤维强度保留率。所期待的纤维可以有各种形状的横截面,其中包括三叶形状、同心形状、和偏心形状。在本专利技术主题的一个进一步方面,纤维制造方法有一个提供一种芯材料、一种皮材料、和一种添加剂的步骤,其中,该添加剂至少部分地决定了该纤维的所希望的物理-化学参数。在一个进一步的步骤,从该芯材料形成一个芯,并从该皮材料形成一个有某一体积的皮,使得该皮至少部分地围绕该芯,其中,该添加剂配置于该芯和该皮的至少一种中。所期待的纤维纺制得在该皮的体积减少时无需增加该添加剂的量就能提高物理-化学参数。本专利技术的各种目的、特色、方面和优点,从随后本专利技术较好实施方案的详细描述连同附图一起,将变得更加显而易见。附图说明图1是多根例示性薄皮纤维的横截面照片。图2A~2C是各种例示性薄皮纤维的示意图。图3是所期待薄皮纤维纺丝用喷丝头组件的一根例示性皮材料导管的部分示意图。具体实施例方式本专利技术者等已经发现,一种有防护性添加剂的薄皮纤维的理想物理-化学参数,通过将该纤维纺制得在保持该纤维中添加剂的总量的同时使皮厚度减少,就能加以改善。在本专利技术主题的一个较好方面,如图1所示的所期待纤维是有一个芯和一个围绕该芯的皮(其芯/皮体积比为85%∶15%)的同心双组分纤维。芯和皮的材料较好是聚对苯二甲酸乙二醇酯,其中,该皮材料进一步包含一种紫外线(UV)吸收剂(例如一种苯并三唑、或一种环状亚氨酸酯),其数量为约1.5wt%。进一步更好的是,这样的纤维的芯/皮体积比为至少50∶50、更好为至少60∶40、甚至更好为至少70∶30、最好为至少80∶20。较好的纤维的紫外线照射后纤维强度保留率不低于45%、更好不低于50%、甚至更好不低于54%(例如,见实施例)。在替代方面,所期待的纤维不一定需要限定于有一个芯和一个围绕该芯的皮的同心双组分纤维,且替代纤维包括有3个或更多个组分的多组分纤维。进而,应当知道的是,适用纤维的构型可以有颇大差异,且替代构型具体地包括三叶构型和偏心构型。例如,在特别理想的是所期待的纤维有一种多组分结构的情况下,多种皮围绕一个芯可能是适当的。另一方面,在希望有非圆横截面的纤维的情况下,适用的纤维可以有一种细圆齿状的两叶或三叶构型。进而,期待的是,芯/皮体积比可以有差异,而且可以认为许多体积比是适用的,包括约50%∶50%(芯体积/皮体积)~大约95%∶5%(芯体积/皮体积)的体积比。进而,芯和皮两者的材料可以有颇大差异,而且可以认为纤维生产用的所有已知聚合物材料、尤其可熔融挤出材料都适合于与本文中公开的内容配合使用。特别期待的材料包括有机聚合物,具体地包括聚酯(例如,聚对苯二甲酸丁二醇酯、或聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺(例如,尼龙6、或尼龙66)、聚乙烯、聚丙烯、及其它聚烯烃材料、和这些的所有合理组合。因此,适用聚合物的特性粘度(IV)可以有颇大差异。然而,一般来说较好的是,所期待聚合物的IV大于0.5、更好大于0.75、最好大于0.9。在本专利技术主题的进一步替代方面,可以包括除紫外线吸收剂外的添加剂,且特别好的替代添加剂包括染料(包含单一或多种生色团)、阻燃剂(例如,溴代化合物或其它市售阻燃剂)、固体材料(例如,钛或其它金属小片状物)、或粘合促进剂(例如,含环氧基试剂)以赋予特别理想的物理-化学参数。因此,所期待的替代物理-化学参数包括颜色强度、阻燃作用、耐切割性能、和改善的该纤维对一种材料(例如橡胶、或其它有机聚合物)的粘合。也应当知道的是,所期待的纤维可以包含不止一种添加剂来达到一种或多种所希望的物理-化学效果。例如,一种纤维可以包括一种UV吸收剂和一种阻燃剂以实现一种耐UV和耐火焰的纤维。关于适用添加剂在该纤维中的浓度,较好的是,该浓度在约0.1wt%~10wt%之间。然而,尤其在特别低的浓度是适当的情况下,0.1wt%~0.005wt%及其以下的浓度也是适用的。例如,在该添加剂是一种量子产率高的荧光团的情况下,该荧光团可以有0.01wt%的浓度。另一方面,在相对高浓度的该添加剂是一种特定功能所需要的或理想的情况下,10wt%~25wt%及其以上的浓度是所期待的。例如,在特别希望高耐切割性能的情况下,可以以20wt%甚至更高的数量包括金属粉末。然而,一般来说,较好的是,该纤维是如此纺制的,以致与使用一种先有技术工艺纺制的纤维相比通过向该纤维中添加较低数量的该添加剂就能达到理想的效果。关于该添加剂的位置,应当认识到的是,可以将一种或多种添加剂配置在该芯和/或该皮中。然而,特别好的是,将该添加剂的一个占主导部分(即,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维,包含一个芯,和一个有某一体积的皮,其中该皮至少部分地围绕该芯;一种添加剂,配置于该芯和该皮的至少一种中,并决定一种所希望的物理-化学参数;和其中,该纤维纺制得当该皮的体积减少时无需增加该添加剂在该纤维中的含 量就能提高该物理-化学参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:H拉尼夫J珀金斯C托梅
申请(专利权)人:霍尼韦尔国际公司周强
类型:发明
国别省市:US[美国]

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