本发明是一系列称为虹彩纤维的新型纤维及其制造方法和用途。 目前的纤维,其断面形状虽然各种各样,但仍没有使纤维具有光栅刻槽并具有光栅的彩虹色彩的断面形状,也没有在纤维断面上分成两层或两层以上的使纤维表面因其不同的透明内层的折光指数不同而具有光干涉的彩虹色彩的断面形状。目前仍没有纤维制品及或纱制品或织物具有光栅或多层介质薄膜干涉的彩虹色彩或具有由光栅或多层介质薄膜干涉的彩虹色彩构成的各种图案。
本发明的目的是在纤维上面制出具有光栅光效果的光栅刻槽,或在同一纤维上制出两种或两种以上的透明复合层,并由这些具有彩虹色彩的纤维制成具有彩虹色彩或具有由彩虹色彩构成的各种图案的纤维制品或纺纱制品或织物。
为此,建议选用下面八种制造方法。
制法一:用熔融法纺丝,在熔融纺丝液中加入反光剂,该熔融纺丝液经喷丝头或喷丝板喷出后,当纤维冷却到尚处于塑性软化状态时,用轧辊面上具有使压挤后地纤维表面有光栅光效果的光栅刻槽的成型轧辊滚压或用模具上有使压挤后的纤维表面有光栅光效果的异形断面模具装置连续压挤,然后将纤维冷却到其塑性软化温度以下,其余的制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法二:用熔融法或干法或湿法纺丝,在熔融纺丝液或纺丝溶液中加入反光剂,该熔融纺丝液或纺丝溶液经喷丝头或喷丝板喷出后,冷却到一定温度或溶剂被除去到一定程度时,用恒温在一定温度范围内的有光栅刻槽的成型轧辊滚压或异形断面模具连续压挤使生成有光栅光效果的纤维,其余的制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法三:用熔融法或干法纺丝,在熔纺丝液或纺丝溶液中加入反光剂,喷丝头或喷丝板上的喷丝孔孔壁上有使被喷出纤维具光栅光效果的光栅刻槽,熔融纺丝液的温度尽量接近凝固点或纺丝溶液具有尽量少的及尽量易挥发的溶剂,熔融纺丝液一经喷丝孔喷出即凝固或纺丝熔液一经喷丝孔喷出即凝聚生成表面有光栅光效果的纤维,其余的制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法四:用熔融法纺丝,熔融纺丝液经喷丝头或喷丝板喷出后,当纤维冷却到尚处于塑性软化状态时,用有光栅刻槽的成型轧辊滚压或异形断面模具连续压挤使生成表面有光栅刻槽的纤维,冷却到其塑性软化温度以下,然后真空镀金属,再浸涂一层保护膜,制得有光栅光效果的纤维,其余的制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法五:用熔融法或干法或湿法纺丝,在熔融纺丝液或纺丝溶液经喷丝头或喷丝板喷出后,冷却到一定温度或溶剂被除去到一定程度时,用恒温在一定温度范围内的有光栅刻槽的成型轧辊滚压或异形断面模具连续压挤使生成表面有光栅刻槽的纤维,然后真空镀金属,再浸涂一层保护膜,制得有光栅光效果的纤维,其余的制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法六:用熔融法或干法纺丝,喷丝头或喷丝板上的喷丝孔孔壁上有使被喷出纤维具有光栅刻槽的光栅刻槽,熔融纺丝液的温度尽量接近凝固点或纺丝溶液具有尽量少的及尽量易挥发的溶剂,熔融纺丝液一经喷丝孔喷出即凝固或纺丝溶液一经喷丝孔喷出即凝聚生成表面有光栅刻槽的纤维,然后真空镀金属,再浸涂一层保护膜,制得有光栅光效果的纤维,其余的制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法七:选用可作纺织纤维的基材制成的厚度与纤维外径相当的薄膜,再基本上按晶晶彩虹薄膜的制法经制光栅刻槽模板后的花辊压延成型、真空镀膜、涂外涂层制成无粘结剂的晶晶彩虹薄膜,然后进行连续切丝,切丝后对丝进行热处理使丝表面的尖锐棱角纯化、使因切丝而露出的金属膜层断面尽量被基材封盖和使切出的丝热定型,其余制造步骤基本上与无光栅光效果的纤维的制造步骤一样。
制法八:将含有两层或两层以上由两种或两种以上折光指数不同的纤维原料构成的透明内层的虹彩薄膜,进行切丝,切丝后,对丝进行牵伸、热定型,其余制造步骤基本上与无彩虹色彩的纤维的制造步骤一样。
上述前七种制法中的垂直于光栅刻槽刻向的横截面的形状可以选择如附图所示的锯齿形,等边三角形、城墙形、梯形、半圆形、圆拱形、梯拱形、花瓣形、正弦波形,尖峰脉冲波形、以及其它波形中的一种或数种。在同一纤维上的不同线段中可以有同一刻向的或不同刻向的光栅刻槽,例如在同一纤维的四个连续等距的线段上分别刻上与纤维拉直伸展方向成0°、45°90°、135°、夹角的光栅刻槽作为一个刻向排列周期。
上述制法八中的虹彩薄膜是一种厚度仅有0.0076~0.0127毫米的透明薄膜,它是由两种或两种以上透明而各具不同折光指数的聚合物(如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸和乙烯/醛酸乙烯共聚物等)经交错共挤出制成,这种有多交替层复合膜不加任何颜色就有五彩斑斓的色彩,因而称虹彩薄膜。此种制品因无着色剂,所以色彩经久不变。颜色还随观察角度不同而异,因而更能赏心悦目。
由上述制法制得的纤维自身或它与其它纤维一起可以制成具有光栅光效果的纱线,这些纱线可以是纯纺纱、混纺纱、单捻股线、复捻股线、化纤长单丝、化纤长复丝、化纤复合捻丝、变形丝、自由端纺纱的纱线、非自由端纺纱的纱线、变形纱、混合纱以及其它方法制成的纱线。
由上述制法制得的虹彩纤维或由进一步制得的彩虹彩纱线或由上述虹彩纤维和彩虹色彩纱线以及它们与其它纤维或纤维一起可以制出各种各样的织物,这些织物可以是:一、机织物,即各种原料、各种粗细、各种密度、各种织纹组织的纯纺、混纺或交织织物,如各种布等;二、针织物,即各种原料、各种粗细、各种密度、各种织纹组织的纯纺、混纺或衬纱的纬编、经编的针织布或针织成品件,如各种针织内衣、外衣、手套、袜、帽类等;三、编织物,即各种原料、各种粗细、各种组织结构的网罟、花边等;四、非织造织物,即各种原料、各种粗细的纤维制成的毡制品、缝合制品、胶粘制品等;五、三向织物;六、其它类型的织物。通常由此制出的织物可以是纺织布、无纺织布、针织布、针织内衣、针织外衣、针织手套、针织袜、针织帽、窗帘、门帘、垂帘布、布带、纱罗、窗帘纱、莨纱、杭罗、花边、绣花织物、绣花服装、绣花布、被单、网、网罟、网罗、蚊帐纱、编带、针织带、毡、毯、绳线等。
建议的制法都是在现有的纤维制法或晶晶彩虹片或虹彩薄膜的制法的基础上,对制造工艺及装置稍加改造即可达到生产目的,而虹彩纤维产品因其光色效果与目前的纤维有很大的区别且可具有新型的美观效果,使人们在使用由虹彩纤维制得的各种具有彩虹色彩或具有虹彩构成的图案的纤维制品或纺纱制品或织物的时候,享受到彩虹色彩带来的全新美感。
附图说明:附图所示都是垂直于纤维上光栅刻槽的刻向的纤维截面靠光栅刻槽的边沿的凹凸形状,该截面的法线方向与纤维的拉直伸展方向可以成任意角度的夹角。
具体完成实例:
将厚度为10~100微米的纤维级聚酯薄膜,通常用50微米厚的聚酯薄膜,经温度控制在130~230℃之间的预热装置,送入辊筒上具有光栅刻槽或晶晶彩虹模板的辊筒上模板温度比薄膜温度低100~160℃的成型轧辊滚压。上述工艺可在同一压延机中进行。所述的辊筒上的光栅刻槽或晶晶彩虹模板图案设计好后,用机械法或激光法制成带有该光栅刻槽或晶晶彩虹模板图案的塑料模型,然后将它电铸成坚硬的金属模板。被滚压出光栅刻槽的薄膜,光栅常数在500~1300条/MM范围内,一般为600条/MM,刻槽深度在0.1~0.6微米范围内,一般为0.3微米,将有光栅刻槽的薄膜用卷绕式真空镀膜机进行镀铝膜。准备镀铝的具有光栅刻槽的聚酯薄膜表面应是纹路完整、洁净,在真空室内放置的地位一般距蒸发源150MM发上。铝丝纯度应达99.99%。当镀膜室真空度达2.7×10-2-1.3×10-3Pa时即可预蒸发,使铝丝脱气并逐步加大加热电压,使铝熔化,充满蒸发源,再迅速提高电压,蒸发一定时间,使金属膜层厚度为0.04~0.05微米,然后用滚涂法在薄膜的一面或双面涂上无色透明或有色透明的聚酯漆类外涂层,涂层厚度一般为10~20微米,涂层干燥后连续切条,条宽100MM,再用圆滚刀剪切机连续切丝,丝宽0.15~1MM,丝的宽厚比为2~7,切丝卷绕速度为0.5~3.5M/S。切丝后丝在150~240℃范围内进行热处理,可先升到大于170℃,使涂层与基材切口在金属层切口外尽量熔结,再降到150℃以下,再按长丝后加工根据下一个长丝制品的要求处理成可制成下一个长丝制品的成品丝。