阅读说明：本技术 气腔式纤维、喷丝组件及其制备方法 (Air cavity type fiber, spinning pack and preparation method thereof ) 是由 杨崇倡 魏大顺 冯培 于 2019-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气腔式纤维、喷丝组件及制备方法,该气腔式纤维包括纤维本体,所述纤维本体的中部设置有中空部,所述中空部间隔设置有若干个封闭层,所述封闭层将所述中空部分隔形成若干个气腔。本发明的气腔式纤维,采用封闭式气腔,防止气体逸出,大大提高了中空纤维的中空率,使其具有较好的蓬松性以及回弹性,从而提高纤维的保暖性能。(The invention discloses an air cavity type fiber, a spinning pack and a preparation method. The air cavity type fiber adopts the closed air cavity to prevent air from escaping, greatly improves the hollow rate of the hollow fiber, and has better bulkiness and rebound resilience, thereby improving the heat preservation performance of the fiber.)

气腔式纤维、喷丝组件及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纤维，特别涉及一种气腔式纤维、喷丝组件及制备方法。

背景技术

随着生活品质的提高，人们功能纤维的性能要求越来越高，如舒适性、排汗性、保暖性、透气性等。而目前市面上这些功能纤维的性能还远未达到人们的要求。

中空纤维由于其特殊的结构被广泛用作于保暖织物。如附图1所示，纤维本体中部设有中空部，因此纤维呈空心圆柱状，外层为聚酯纤维熔体凝固所组成的圆柱壳，内层为气体组成的空心圆柱。由于内层气体较外层纤维具有较好的隔热性，所以中空纤维具有较好的保暖性能。然而由于空心圆柱中储存的气体未被封闭，其易从纤维圆柱底面逸出，尤其在受到挤压时，气体从中空纤维中大量逃逸，使中空纤维的保温性能大幅下降。所以，需要进一步改善中空纤维以增强其保暖性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种气腔式纤维，能有效避免气体的逸出，同时其具有良好的中空率、蓬松性以及回弹性，提高纤维的保暖性能。本发明还提供气腔式纤维的喷丝组件及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的气腔式纤维，包括纤维本体，所述纤维本体的中部设置有中空部，所述中空部间隔设置有若干个封闭层，所述封闭层将所述中空部分隔形成若干个气腔。

优选地，所述纤维本体和封闭层由聚合物熔体凝固而成。

优选地，所述聚合物熔体为涤纶，所述气腔内储存气体。

优选地，所述聚合物熔体为丙纶，所述气腔内储存氢气。

优选地，所述气腔的长度为50mm，封闭层长度为20mm。

本发明的制备所述气腔式纤维的喷丝组件，所述喷丝组件具有喷丝孔和气管，所述喷丝孔包括导孔和与所述导孔底部相连的喷丝微孔，所述气管的底部设有出气口，所述气管贯穿所述导孔，所述出气口置于所述喷丝微孔中，所述出气口缩进于所述喷丝微孔的出口。

本发明的制备所述气腔式纤维的方法，采用所述喷丝组件，将聚合物熔体持续通入所述喷丝孔内，将压缩空气间歇通入所述气管内。

本发明的气腔式纤维，采用封闭式气腔，防止气体逸出，大大提高了中空纤维的中空率，使其具有较好的蓬松性以及回弹性，从而提高纤维的保暖性能。

附图说明

图1为现有的中空纤维的结构示意图；

图2为本发明的气腔式纤维的结构示意图；

图3为喷丝组件的示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，本发明的气腔式纤维，包括纤维本体10，所述纤维本体10的中部设置有中空部11，所述中空部11间隔设置有若干个封闭层20，所述封闭层20将所述中空部11分隔形成若干个气腔21。

所述纤维本体10和封闭层20由聚合物熔体凝固而成。

所述聚合物熔体可以为为涤纶、丙纶、锦纶，所述气腔内储存气体。聚合物熔体选择涤纶。涤纶耐化学性能良好，不怕霉菌和虫蛀；耐热性好，具有热塑性；弹性恢复能力好，其织物坚牢耐用、抗皱免烫；耐光性好，与腈纶面料相当，原料却比腈纶便宜。气体选用压缩空气。压缩空气的制备成本低廉，且无原料获取成本，其还具有相对较好的稳定性。所述压缩空气的制备采用空气压缩机，空气压缩机将空气压缩成具有一定压力的气流，经气管后实现吹气的功能。

作为本发明的优选实施方式，所述聚合物熔体采用丙纶，所述气腔内储存氢气。由于丙纶防水，而且氢气使本发明的纤维更轻，采用本发明纤维制成的服装可满足了特殊场景下的使用需求，例如可以进行无救生衣准备下的涉水。

作为本发明的优选实施方式，所述气腔21的长度为50mm，封闭层长度为20mm。根据热传导中的傅里叶定律可以推算出气腔深度的最适边界条件，在纤维直径为0.01mm的条件下，当气腔深度达到50mm，封闭层长度为20mm时，热流速率/单气腔21与封闭层20熔体体积最小，即实现了单位原料下气腔21中的气体与外部大气的热量传递效率越低的效果，在此工艺参数下的纤维隔热效果较好，并且使用原料最少。

如图3所示，本发明的制备所述气腔式纤维的喷丝组件，所述喷丝组件具有喷丝孔和气管200，所述喷丝孔包括导孔301和与所述导孔301底部相连的喷丝微孔302，所述气管200的底部设有出气口203，所述气管200贯穿所述导孔301，所述出气口203置于所述喷丝微孔302中，所述出气口203缩进于所述喷丝微孔302的出口，为流经出气口203外部的熔体提供外部压力。所述气管200的顶部设有锥销201，与气体流道101内的锥孔相配合。所述气体流道101设于组件内，用于连通组件入气口与气管200，所述气体流道101与熔体流道100开设在同一分配板的不同区域内，用以形成密闭且相互隔断的流体通路和气路，在其入气口处可通入压缩空气，所述压缩空气的制备采用空气压缩机，空气压缩机将空气压缩成具有一定压力的气流并将其压入气体流道101。所述锥销201顶部设有进气口202，空气在压力下历经气体流道101后经进气口202进入气管200后实现吹气的功能并在出气口203处提供一定的压力。所述气管200通过锥销201与气体流道101的配合来实现在所述喷丝组件中的固定。

所述出气口203相对于所述喷丝微孔302的出口的缩进量为0.1～0.5mm。该缩进量可根据品种要求预先设定。该缩进量根据不同品种纤维对应有不同的粘度、非牛顿指数、期望的压力降损失三种参数来确定，在本发明一优选实施例中，即纤维气腔长度为50mm，封闭层长度为20mm的涤纶纤维，可推算出期望的压力降损失约为5.83MPa，再根据该特定品种的涤纶的粘度η以及非牛顿指数n可以算出出气口相对于喷丝微孔的出口的缩进量为0.3mm时为宜。

本发明的制备所述气腔式纤维的方法，采用所述喷丝组件，将聚合物熔体通过熔体流道100持续通入所述喷丝孔内，将压缩空气间歇通入所述气体流道101与气管200内。这里的将压缩空气间歇通入所述气体流道101与气管200内，是指在一段时间内通气与停止通气交替进行。

原料母粒经由高温融化形成聚合物熔体，经由喷丝组件之后凝固成纤维本体10，所述纤维本体10和封闭层20由同一流道的聚合物熔体凝固而成。聚合物熔体从气管200的周围进入到喷丝孔，空气流入到气管200内，聚合物熔体在喷丝微孔302的出口处从气管200的周围流出，压缩空气从气管200的出气口203排出并充入到聚合物熔体的中部，当停止通气时，由于聚合物熔体流经出气口203时受到其上层熔体的压力而闭合，从喷丝微孔302的出口流出的熔体粘接在一起冷却后形成封闭层20。通过间歇通入气体，就可实现封闭层20间隔设置，在所述纤维本体10内形成气腔21。

如上所述，参照附图对本发明的示例性具体实施方式进行了详细的说明。应当了解，本发明并非意在使这些具体细节来构成对本发明保护范围的限制。在不背离根据本发明的精神和范围的情况下，可对示例性具体实施方式的结构和特征进行等同或类似的改变，这些改变将也落在本发明所附的权利要求书所确定的保护范围内。