[发明专利]一种制备远红外辐射聚酯纤维的方法

说明书

本发明涉及制造一种经阳光辐射后显示出优异的积热效果和优异的保温效果的聚酯纤维的方法，和更具体地涉及制造一种基于二甲基对苯二甲酸和乙二醇的聚酯纤维的方法，该纤维显示出改进了的白度和软/粗接触手感以及优异的、永久性的积热和保温效果，且能够辐射出远红外射线。该聚酯纤维本体的横截面为具有一个开口的圆环形，所述纤维是通过在聚合物中均匀共混一种在远红外辐射范围内(波长4-25微米)具有不低于65％的光谱反射率的陶瓷颗粒而制造的。 

陶瓷颗粒从太阳光线中吸收可见光和近红外线(显示出优异的热效率)，将所吸收的射线转化成远红外线，然后辐射出远红外射线。当辐射出的远红外射线所具有的频率大致等于陶瓷颗粒内所确定的固有振动系统的频率时，会发生共振现象，使得振动系统的振幅增大。依靠这样一种共振现象，从陶瓷颗粒产生热能。在纤维与这样一种陶瓷颗粒共混的情况下，热能会升高该纤维的温度。陶瓷颗粒还具有反射从人体发射的8-12微米的远红外射线的功能，从而保持体热。在这方面，长纤维和短纤维用于运动服、便服和用作无纺织物的衬垫。 

通常，实际上已知使用共混了碳化锆颗粒的积热和保温纤维。此类纤维公开于EP302141A。然而，很难将该类纤维用于要求白度的应用和要求染色的应用。这是因为这类纤维不尽人意地具有深灰色。 

为了提高此类纤维的白度，还有人建议使用色彩调整剂。例如，使用共轭纺丝方式制造纤维的方法是已知的，其中着色剂掺入纤维芯中。另一种有关大量添加白色颜料如氧化钛的方法也是已知的。尽管这些方法可用来制造共混了碳化锆颗粒的积热和保温纤维，然而，它们导致积热和保温效果的下降，同时不能充分提高白度。 

在日本特开平3-69675中，公开了使用陶瓷颗粒制造6旦尼尔的短纤维的方法。在这一方法中，根据高浓度染色配料工艺，陶瓷如氧化锆、氧化硅或氧化铝的颗粒与聚酯按使得总颗粒含量为40重量％的比例进行混合，从而形成切片。该切片与常规的聚酯切片一起混合纺丝，制造6旦尼尔的短丝。根据这一方法，能获得良好的白度。但是，颗粒在纤维中的分散较差，因为共混的陶瓷颗粒的量大。此外，纤维感觉很粗糙，因为共混入的颗粒具有很高的硬度。结果，很难使用这一方法得到的纤维制造服装。 

为解决上述问题进行执着研究的结果，我们发现通过向该纤维材料添加远红外辐射陶瓷颗粒能够制造一种显示出改善了的白度和软接触感觉的以及经过太阳光线辐射后显示出优异的、永久性的积热和保温效果的纤维。基于这一事实完成了本发明。 

因此，本发明的目的是提供一种制造纤维的方法，该纤维显示出改善了白度和软/粗接触感觉以及经太阳光线辐射后显示出优异的、永久性的积热和保温效果。 

根据本发明，通过提供一种制造远红外辐射纤维的方法来实现这一目的，该纤维是由主要包括二甲基对苯二甲酸和乙二醇的聚酯制成的，该方法的特征在于向该聚酯中添加至少两种混合的、在远红外辐射波长范围(4-25微米)内的光谱反射率不低于65％的远红外辐射陶瓷颗粒，且该纤维本体的横截面为具有一个开口的圆环形。 

远红外亲水聚酯的横截面为具有一个开口的圆环形即C字形，有导通水分功能，可大大提高聚酯的亲水性能。优选地，所述的圆环形的内径R1与外径R2之比为1∶5～1∶3。 

更优选地，所述的圆环形的内径R1与外径R2之比为1∶4。 

远红外辐射陶瓷颗粒选自ZrO2、ZrSiO4、SiO2和TiO2，它们全部具有0.001-1.0微米的粒径分布和不高于0.02微米的平均粒径。 

在使用二甲基对苯二甲酸和乙二醇的缩聚工艺制造用于纤维的聚酯时，需要提供一种在聚合物中均匀共混陶瓷颗粒的复杂技术，该陶瓷颗粒在远红外辐射范围(波长4-25微米)内具有不低于65％的光谱反射率。通常使用的远红外辐射陶瓷颗粒包括ZrO2、Al2O3、BaSO4、SiO2、TiO2、MnO2、Fe2O3、CoO、CuO、ZrC、MgO、Cr2O3、ZrSiO4、K2O、SiC、ZrN等。它们具有不同的化学和物理性质以及不同的远红外辐射范围。在几个对比试验之后，本发明人发现在实施本发明时ZrO2、SiO2、TiO2和ZrSiO4是优选的。ZrO2和TiO2显示出优异的远红外辐射特性和提供良好的纤维色泽，即良好的白度。另一方面，SiO2 和ZrSiO4显示出紫外屏蔽效果以及优异的远红外辐射特性。