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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410546018.1 (22)申请日 2014.10.15 D01F 6/90(2006.01) D01F 1/10(2006.01) D01D 5/24(2006.01) D01D 5/08(2006.01) D02G 1/02(2006.01) (71)申请人 浙江恒逸高新材料有限公司 地址 311228 浙江省杭州市萧山临江高新技 术产业园区 (72)发明人 缪国华 徐锦龙 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人 俞润体 (54) 发明名称 一种保暖发热纤维及其加工方法与应用 (57) 摘要 。
2、本发明涉及一种差别化化纤长丝技术领 域， 为解决目前市场上的保暖纤维不能 “自发 热” 的问题， 本发明提出了一种保暖发热纤维及 其加工方法， 一种保暖发热纤维的单丝纤度为 1.0 4.0dpf， 中空度为 15 28， 卷曲收缩 率 40 70， 保暖发热纤维中电气石粉体质 量含量为 0.35 1.5， 竹炭粉体质量含量为 0.2 0.75。保暖发热纤维综合了单一保暖 或发热纤维的优点， 再赋予纤维纵向蓬松卷曲性 能， 提高其 “宏观结构” 上保暖性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号。
3、 CN 104389043 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104389043 A 1/1 页 2 1.一种保暖发热纤维， 其特征在于， 所述的保暖发热纤维的单丝纤度为1.04.0dpf， 中空度为 15 28， 卷曲收缩率 40 70， 保暖发热纤维中电气石质量含量为 0.35 1.5， 竹炭质量含量为 0.2 0.75。 2. 一种如权利要求 1 所述的保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 所述的保暖发热 纤维通过以下步骤加工制成 ： (1) 制备聚己内酰胺发热母粒 ； (2) 将聚己内酰胺发热母粒与聚己内酰胺切片进行共混纺丝， 制备中空型发热聚己内 酰胺预取向丝 ；。
4、 (3) 对中空型发热聚己内酰胺预取向丝进行蓬松卷曲性加工后制得保暖发热纤维。 3.根据权利要求2所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 步骤(1)聚己内 酰胺发热母粒由聚己内酰胺、 电气石粉体、 竹炭粉体及助剂组成， 聚己内酰胺、 电气石粉体、 竹炭粉体及助剂的质量比为 70 85 10 20 5 10 1 3。 4. 根据权利要求 3 所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 电气石粉体、 竹 炭粉体的平均粒径分别小于 300nm， 助剂选自高级脂肪酸盐。 5.根据权利要求2所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 步骤(2)中聚己 内酰胺发热母粒的质量为共混纺丝。
5、质量的 2 8。 6.根据权利要求2所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 步骤(2)中所述 的共混纺丝的工艺特征为纺丝箱体温度为 260 275， 纺丝速度为 4000 4300m/min， 熔 体过滤器精度 15 30um， 4C 型中空喷丝孔。 7. 根据权利要求 2 或 6 所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 所述的 4C 型中空喷丝板的喷丝孔， 所述的喷丝孔由 4 个同心圆弧孔构成， 相邻圆弧孔之间设置有间 距， 所述的间距相等， 同心圆弧孔的内径为 0.4 0.9mm， 外径为 0.5 1.1mm， 内外径之差 为 0.1 0.23mm， 圆弧孔之间的间距为。
6、 0.05 0.1mm， 圆弧孔的弧度为 90 度。 8.根据权利要求2所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 步骤(2)中中空 型发热聚己内酰胺预取向丝的断裂伸长率为 60 75。 9.根据权利要求2所述的一种保暖发热纤维的加工方法， 其特征在于， 步骤(3)中所述 的蓬松卷曲性加工采用接触式假捻变形设备， 牵伸比 1.15 1.35， 一热箱变形温度 170 190， 二热箱关闭， 速比 1.5 2.1。 10. 一种如权利要求 1 所述的一种保暖发热纤维在内衣产品、 家纺制品上的应用。 权 利 要 求 书 CN 104389043 A 2 1/5 页 3 一种保暖发热纤维及其加。
7、工方法与应用 技术领域 0001 本发明涉及一种差别化化纤长丝技术领域， 具体涉及一种保暖发热聚己内酰胺纤 维。 技术背景 0002 保暖发热纤维的研发一直是化纤行业的热门课题， 开发者普遍集中在以下两个方 面进行研究 ： 一是通过开发具有中空截面的纤维实现保暖， 该方法生产的纤维， 具有保暖效 果， 但不具备发热功能。二是通过在聚合物中添加具有远红外发射功能的无机粉体来实现 发热功能， 该方法生产的化纤纤维， 具有一定的发热功能， 但不具备保暖功能。 0003 申请号为 CN201110251339.5 的发明专利涉及一种具有亲水性的功能型中空聚酯 纤维， 其制备工艺为 ： 将聚酯、 亲水改。
8、性聚酯母粒、 电气石粉母粒和陶瓷粉母粒四种组份按 一定比例共混熔融纺丝， 经 C 形或圆弧形喷丝板挤出， 并经后处理工艺， 制得具有亲水性的 功能型中空涤纶长丝或短纤， 该专利是一种多功能的聚酯纤维。 发明内容 0004 为解决目前市场上的保暖纤维不能 “自发热” 的问题， 本发明提出了一种保暖发热 纤维及其加工方法， 保暖发热纤维综合了单一保暖或发热纤维的优点， 再赋予纤维纵向蓬 松卷曲性能， 提高其 “宏观结构” 上保暖性。 0005 同时本发明还提出了一种保暖发热纤维在内衣产品上的应用。 0006 本发明是通过以下技术方案实现的 ： 一种保暖发热纤维的单丝纤度为 1.0 4.0dpf， 。
9、中空度为 15 28， 卷曲收缩率 40 70， 保暖发热纤维中电气石粉体质量 含量为 0.35 1.5， 竹炭粉体质量含量为 0.2 0.75。 0007 本发明选用聚己内酰胺， 是因为聚己内酰胺纤维在吸湿性、 柔软性及延展性上相 比聚酯纤维具有较大优势， 更适应开发内衣服饰。 0008 保暖发热纤维中所添加的复合发热粉体， 具有释放负离子、 抑制细菌及除臭功 能， 因此该纤维还具有多重保健效果。复合发热粉体含量为电气石 0.35 1.5， 竹炭 0.20.75。 发热粉体含量的多少取决于对保暖发热性能的要求， 但是加工性能会对其 添加量有一定限制。当纺制单丝纤度 2.1dpf 以下规格产品。
10、时， 发热粉体不易添加过多， 此 时控制发热粉体总量在 1以下较为适宜 ； 相反， 如果纺制 2.1dpf 以上规格产品时， 则可适 当提高发热粉体添加量。假若母粒中发热粉体总含量为 20， 在纺制 150D/72f 规格产品 时， 母粒添加量为 6， 纤维中发热粉体含量为 1.2。 0009 单丝纤度 1.0 4.0dpf。单丝纤度太小， 不利于纺丝稳定， 而过大的单丝纤度， 不 利于纤维的手感及保暖性能， 从而影响纤维的服用效果。 0010 中空度 15 28。太小的中空度， 保暖性能不佳 ； 而过高的中空度加工难度增 大， 加工稳定性下降。 0011 卷曲收缩率 40 70。通过限定卷曲。
11、收缩率， 来控制蓬松卷曲性能， 良好的蓬 说 明 书 CN 104389043 A 3 2/5 页 4 松卷曲性， 有利于提高纤维 “宏观结构” 上的保暖性能， 能较好的固定缝隙中的空气。 0012 所述的保暖发热纤维通过以下步骤加工制成 ： 0013 (1) 制备聚己内酰胺发热母粒 ； 0014 发热粉体采用电气石粉体及竹炭粉体复合而成， 与聚己内酰胺共混造粒， 制备成 聚己内酰胺发热母粒。聚己内酰胺发热母粒由聚己内酰胺、 电气石粉体、 竹炭粉体及助剂 组成， 聚己内酰胺、 电气石粉体、 竹炭粉体及助剂的质量比为 70 85 10 20 5 10 1 3。 0015 选择电气石与竹炭复合， 。
12、是由于竹炭不仅和电气石一样具有远红外发热和负离子 性能， 还有抑制细菌、 除臭的功效， 因而对电气石性能具有很好的补充， 同时这种性能也是 内衣制品所需要性能， 能解决内衣的汗臭味， 纺制细菌滋生。电气石与竹炭粉体复合过程 中， 以电气石为主， 竹炭为辅， 一股情况下控制在21， 可根据需要适度调整。 竹炭选择上， 不仅可以采用黑竹炭， 同时也可采用白竹炭， 解决黑竹炭纺制的纤维颜色偏深的缺陷。 0016 作为优选， 电气石粉体、 竹炭粉体的平均粒径分别小于 300nm， 过大的粒径会堵塞 喷丝孔， 造成飘丝、 柱头等现象。 0017 助剂选自选高级脂肪酸盐等表面改性剂， 本发明中， 硬脂酸钙。
13、作为优选。 助剂的加 入有利于改善粉体在聚合物中的分散。 0018 (2) 将聚己内酰胺发热母粒与聚己内酰胺切片进行共混纺丝， 制备中空型发热聚 己内酰胺预取向丝 ； 0019 聚己内酰胺发热母粒的质量为共混纺丝质量的 2 8。 0020 作为优选， 所述的共混纺丝的工艺特征为纺丝箱体温度为 260 275， 纺丝速度 为 4000 4300m/min， 熔体过滤器精度 15 30um， 熔体过滤器精度对稳定纺丝影响较为关 键， 过高的精度， 会导致压差升高迅速， 影响过滤器使用周期， 而过小的精度， 则影响过滤性 能， 导致较大颗粒进入到纺丝组件， 容易引起组件压力过快升高， 堵塞喷丝板孔，。
14、 造成柱头、 飘丝等不良现象。 0021 中空纤维制备过程中可采用 C、 2C、 3C、 4C 型等喷丝孔， 作为优选， 本发明喷丝孔为 4C 型中空喷丝孔， 4C 型喷丝孔更有利于提高纤维的中空率， 从而提高纤维的保暖效果。所 述的喷丝孔由 4 个同心圆弧孔构成， 相邻圆弧孔之间设置有间距， 所述的间距相等， 同心圆 弧孔的内径为0.40.9mm， 外径为0.51.1mm， 内外径之差为0.10.23mm， 圆弧孔之间 的间距为 0.05 0.1mm， 圆弧孔的弧度为 90 度。 0022 为保证蓬松卷曲性加工稳定进行， 作为优选， 中空型发热聚己内酰胺预取向丝的 断裂伸长率为6075， 过。
15、低和过高的断裂伸长， 都不利于加工稳定性。 (3)对中空型发 热聚己内酰胺预取向丝进行蓬松卷曲性加工后制得保暖发热纤维。 0023 所述的蓬松卷曲性加工采用接触式假捻变形设备， 牵伸比 1.15 1.35， 一热箱变 形温度 (H1)170 190， 二热箱关闭， 速比 (D/Y)1.5 2.1。 0024 纤维的蓬松卷曲性， 通过假捻变形加工获得， 本发明采用接触式假捻变形设备， 如 村田 33H 或巴马格 FK6-1000 等。优异的蓬松卷曲性能的获得， 主要取决于两个因素， 变形 温度及捻数， 前者通过一热箱温度控制， 在保证纤维断裂强度不损伤的前提下， 尽量把温度 调高， 本发明假捻一。
16、热箱温度在 170 190较为合适。 0025 捻数通过速比(D/Y)控制， 一股设定在1.52.1， 当捻数达到一定程度， 其对蓬松 说 明 书 CN 104389043 A 4 3/5 页 5 卷曲性能的影响显著减弱， 一股控制在 1.6 1.8 之间， 在不显著影响卷曲性能的前提下， 一股用 D/Y 调节加工张力， 以保证加工稳定， 控制毛丝数量。 0026 为保证高卷曲、 高蓬松性， 加工过程中会把二热箱定型温度关闭， 这样可以减少已 卷曲的纤维在受热情况下出现卷曲减弱或消失， 从而影响纤维的蓬松性， 进而影响到保暖 性能。 0027 一股通过牵伸比来调节成品丝的断裂伸长， 作为优选，。
17、 牵伸比在1.151.35范围 内。 0028 所述的一种保暖发热纤维在内衣产品、 家纺制品上的应用。本发明专利通过在聚 己内酰胺中添加具有发热功能的电气石及竹炭粉体， 制备成中空形纤维截面， 并赋予纤维 纵向的蓬松卷曲性， 开发出保暖发热聚己内酰胺纤维， 相比普通保暖纤维， 保暖发热效果大 幅提升， 且具有释放负离子功能， 抑制细菌的作用， 因此可广泛应用于保暖内衣、 家纺制品 的开发。 0029 与现有技术相比， 本发明的有益效果是 ： 0030 (1) 综合了单一保暖或发热纤维的优点， 再赋予纤维纵向蓬松卷曲性能， 提高其 “宏观结构” 上保暖性， 0031 (2) 通过限定发热粉体及其。
18、含量、 4C 喷丝板及纤维中空度、 蓬松卷曲性加工及纤 维卷曲收缩率等特征， 来提高保暖发热效果。 0032 (3) 具有释放负离子、 抑制细菌及除臭功能。 附图说明 0033 图 1 为 4C 型喷丝孔的结构示意图 ； 0034 其中， D1 为内径， D2 为外径， L 为圆弧孔间距。 具体实施方式 0035 下面通过实施例结合附图对本发明作进一步详细说明。 0036 实施例 1 0037 (1) 制备聚己内酰胺发热母粒 ； 母粒载体为聚己内酰胺切片 78Kg， 电气石含量 13Kg， 平均粒径 220nm， 竹炭含量 7Kg， 平均粒径 250nm， 表面改性剂硬脂酸钙 2kg。 003。
19、8 (2) 将聚己内酰胺发热母粒 7Kg， 聚己内酰胺切片 93Kg， 纺丝箱体温度 270， 过 滤器精度 30um， 采用如图 1 所示的 4C 型中空喷丝板， 同心圆弧孔的内径 (D1) 为 0.7mm， 外 径 (D2) 为 0.87mm， 内外径差 (D) 为 0.17mm， 圆弧孔间距 (L) 为 0.08mm， 纺丝速度 4300m/ min， 纺制规格 190D/48f 中空型发热聚己内酰胺预取向丝， 断裂伸长为 65。 0039 (3) 将上述中空型发热聚己内酰胺预取向丝进行蓬松卷曲性加工， 采用巴马格 FK6-1000 假捻设备， 一热箱假捻变形温度 (H1)180， 二热。
20、箱温度关闭， 速比 (D/Y)1.5， 摩 擦盘组合 1-5-1， 牵伸比 1.26， 加工速度 570m/min。 0040 实施例 1 制得 150D/48f 保暖发热聚己内酰胺纤维， 其电气石含量 0.91， 竹炭含 量 0.49， 单丝纤度 3.1dpf， 中空度 25， 卷曲收缩率为 53， 远红外法向发射率 89， 温 升 3.1。 0041 实施例 2 说 明 书 CN 104389043 A 5 4/5 页 6 0042 (1) 制备聚己内酰胺发热母粒 ； 母粒载体为聚己内酰胺切片 78Kg， 电气石含量 13Kg， 平均粒径 220nm， 竹炭含量 7Kg， 平均粒径 250。
21、nm， 表面改性剂硬脂酸钙 2kg。 0043 (2) 将聚己内酰胺发热母粒 3Kg， 聚己内酰胺切片 97Kg， 纺丝箱体温度 270， 过 滤器精度 30um， 采用如图 1 所示的 4C 型中空喷丝板， 同心圆弧孔的内径 (D1) 为 0.4mm， 外 径 (D2) 为 0.52mm， 内外径差 (D) 为 0.12mm， 圆弧孔间距 (L) 为 0.06mm， 纺丝速度 4000m/ min， 纺制规格 94D/72f 中空型发热聚己内酰胺预取向丝， 断裂伸长为 68。 0044 (3) 将上述中空型发热聚己内酰胺预取向丝进行蓬松卷曲性加工， 采用巴马格 FK6-1000 假捻设备， 。
22、一热箱假捻变形温度 (H1)170， 二热箱温度关闭， 速比 (D/Y)1.5， 摩 擦盘组合 1-5-1， 牵伸比 1.25， 加工速度 550m/min。 0045 实施例2制得75D/72f保暖发热聚己内酰胺纤维， 其电气石含量0.39， 竹炭含量 0.21， 单丝纤度 1.0dpf， 中空度 15.1， 卷曲收缩率为 42， 远红外法向发射率 86， 温 升 2.5。 0046 实施例 3 0047 (1) 制备聚己内酰胺发热母粒 ； 母粒载体为聚己内酰胺切片 78Kg， 电气石含量 13Kg， 平均粒径 220nm， 竹炭含量 7Kg， 平均粒径 250nm， 表面改性剂硬脂酸钙 2。
23、kg。 0048 (2) 将聚己内酰胺发热母粒 5Kg， 聚己内酰胺切片 95Kg， 纺丝箱体温度 270， 过 滤器精度 30um， 采用如图 1 所示的 4C 型中空喷丝板， 同心圆弧孔的内径 (D1) 为 0.6mm， 外 径 (D2) 为 0.75mm， 内外径差 (D) 为 0.15mm， 圆弧孔间距 (L) 为 0.07mm， 纺丝速度 4100m/ min， 纺制规格 126D/48f 中空型发热聚己内酰胺预取向丝， 断裂伸长为 66。 0049 (3) 将上述中空型发热聚己内酰胺预取向丝进行蓬松卷曲性加工， 采用巴马格 FK6-1000 假捻设备， 一热箱假捻变形温度 (H1)。
24、180， 二热箱温度关闭， 速比 (D/Y)1.5， 摩 擦盘组合 1-5-1， 牵伸比 1.27， 加工速度 560m/min。 0050 实施例 3 制得 100D/48f 保暖发热聚己内酰胺纤维， 其电气石含量 0.65， 竹炭含 量 0.35， 单丝纤度 2.1dpf， 中空度 19.3， 卷曲收缩率为 48， 远红外法向发射率 88， 温升 2.9。C。 0051 实施例 4 0052 (1) 制备聚己内酰胺发热母粒 ； 母粒载体为聚己内酰胺切片 78Kg， 电气石含量 13Kg， 平均粒径 220nm， 竹炭含量 7Kg， 平均粒径 250nm， 表面改性剂硬脂酸钙 2kg。 00。
25、53 (2)将聚己内酰胺发热母粒8Kg， 聚己内酰胺切片92Kg， 纺丝箱体温度270， 过滤 器精度 30um， 采用如图 1 所示的 4C 型中空喷丝板， 同心圆弧孔的内径 (D1) 为 0.9mm， 外径 (D2) 为 1.1mm， 内外径差 (D) 为 0.2mm， 圆弧孔间距 (L) 为 0.09mm， 纺丝速度 4300m/min， 纺制规格 127D/24f 中空型发热聚己内酰胺预取向丝， 断裂伸长为 65。 0054 (3) 将上述中空型发热聚己内酰胺预取向丝进行蓬松卷曲性加工， 采用巴马格 FK6-1000 假捻设备， 一热箱假捻变形温度 (H1)190， 二热箱温度关闭， 。
26、速比 (D/Y)1.5， 摩 擦盘组合 1-5-1， 牵伸比 1.28， 加工速度 600m/min。 0055 实施例 4 制得 100D/24f 保暖发热聚己内酰胺纤维， 其电气石含量 1.04， 竹炭含 量 0.56， 单丝纤度 4.1dpf， 中空度 27.3， 卷曲收缩率为 65， 远红外法向发射率 89， 温升 3.2。 0056 应用例 说 明 书 CN 104389043 A 6 5/5 页 7 0057 实施例 1 4 加工得到的保暖发热聚己内酰胺纤维具有优异的保暖发热性能， 远 红外法向发射率大于 86， 温升不低于 2.5， 还具有释放负离子、 抗菌除臭功效， 可广泛 应用于内衣制品。 说 明 书 CN 104389043 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 104389043 A 8 。