[发明专利]一种反光复合纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反光复合纤维及其制备方法，特别是涉及一种不同折射率双组份的“一”字沟渠型结构的反光复合纤维及其制备方法。

背景技术

在日常生活、生产中并不是所有人的安全意识都很强，面对不明显的安全警示不能够迅速发现，特别是在黑暗的情况下，更容易引发安全事故，造成人身、经济损失。理想的安全警示是能够在标示范围内有效引起强烈刺激，使人容易注视到危险的存在，避免事故的发生，实现社会的和谐发展。

反光材料，也称为回归反射材料或逆反射材料，包括反光膜、反光油墨、反光标线漆、反光布、反光革、反光织带和反光安全性丝织物等。其原理是在相应的材料表面上引入一种高折射率的玻璃微珠或三棱镜微晶格结构,将光线按原路反射回光源处,从而形成回归反射现象。在灯光照射下,反光材料具有比其他非反光材料醒目几百倍的视觉效果。近年来,反光材料以其独特的视觉效果被广泛应用于各类警示标志、救生标志、轻纺产品、广告等领域。

已有的这些反光材料仅是在材料表面上引入一种高折射率的玻璃微珠或三棱镜微晶格结构，制备工艺复杂，表面结构易损坏，反光元件易脱落，使用寿命短，长期使用反光效率衰减严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种反光复合纤维及其制备方法，特别是提供一种不同折射率双组份的“一”字沟渠型结构的反光复合纤维及其制备方法，本发明基于现有反光材料的不足，运用光的全反射定理，以不同折射率材料为基体，通过材料设计、形状设计，利用复合纺丝技术制备具有反光效果的异型复合纤维。本产品具有较强反光性、工艺简单、成本低、耐久性好、力学性能平整等，可大量运用到高能见度的安全标志中，如交通标志、机动车牌照、工矿安全标志、海上救援、机场、铁路、公共设施、服装服饰、广告、国防及军事设施等场所，更能迅速地适应市场量大面广的需求，创造高度的安全价值和经济价值。

本发明的一种反光复合纤维，为“一”字沟渠型双组份复合纤维，所述“一”字沟渠型双组份复合纤维，是由两种不同折射率的有机聚合物材料构成，所述“一”字沟渠型双组份复合纤维整体外形为“一”字形，基体材料一边平直，另一边凹陷形成沟渠，沟渠材料填补在所述沟渠中，沟渠材料和基体材料紧密接触；所述沟渠材料的折射率大于基体材料的折射率；

所述沟渠的截面形状为不对称四边形，下边边长和所述不对称四边形的一个腰长度相等，该腰与上边的夹角为i_c，下边和上边延长线之间的夹角等于3i_c–180°；

i_c是两组分的全反射临界角。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种反光复合纤维，所述的其中n₁为所述沟渠材料的折射率，n₂为所述基体材料的折射率。

如上所述的一种反光复合纤维，所述的沟渠材料为光密介质，折射率大于1.5，所述的基体材料为光疏介质，折射率小于1.5。

如上所述的一种反光复合纤维，所述沟渠材料的折射率是所述基体材料的折射率的1.01～1.25倍。

如上所述的一种反光复合纤维，其特征在于，所述的沟渠材料为聚异丁烯、聚乙烯、聚丁二烯、顺-1、4-聚异戊二烯、聚丙烯腈、聚己二酰己二胺、聚氯乙烯、环氧树脂、聚氯丁二烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚偏氟氯乙烯、聚二甲基对苯亚苯基、聚乙烯基咔唑或聚酰亚胺；所述的基体材料为聚酯或聚烯烃类材料，具体是聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基-1-戊烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲醛或聚甲基丙烯酸甲酯。

如上所述的一种反光复合纤维，所述“一”字沟渠型双组份复合纤维的单根纤维中含有的沟渠数量为1～10个，沟渠与沟渠之间的间隔为0～1倍纤维宽度。

如上所述的一种反光复合纤维，所述述“一”字沟渠型双组份复合纤维的长宽比范围是1:1～1:8，纤维截面的长度范围是5～200微米。

本发明还提供了一种反光复合纤维的制备方法，采用复合纺丝工艺，将沟渠材料和基体材料分别进入螺杆熔融挤压和计量，再进入复合纺丝组件，经过复合纺丝喷丝板，两种熔体在组件中在喷丝孔处汇合并挤出，纤维经冷却、上油后卷绕，卷绕丝经拉伸得到反光复合纤维。

所述的复合纺丝组件为挡板式并列复合纺丝组件，其中，喷丝孔的截面为“一”字型，所述挡板为沟渠状波形板，方向与喷丝孔长度方向平行，位于喷丝孔中间。

如上所述的一种反光复合纤维的制备方法，其特征在于，所述复合纺丝工艺的纺丝温度230～300°C，卷绕速度为800～5000m/min。