鞘层同时具有吸收光及散射效果的芯鞘型复合纤维的制作方法

1.本发明涉及一种芯鞘(sheath/core)型复合纤维，其中芯层含有至少一种染料或颜料，鞘层同时含有散射粒子及可见光范围具有吸收效果的染料或颜料，而具有散射效果及吸收光效果，使其最终复合纤维的颜色会同时受到鞘层散射粒子的影响偏向蓝光，也同时会受到鞘层染料或颜料的影响而改变深浅或色相，从而能够达到希望的颜色目标。


背景技术：

2.美国专利us6153299a公开了在一个组成份含有具有散射金属而使得最终颜色会偏向蓝光，但散射金属粒子会使颜色变浅，也就是说，颜色在cie颜色分析中的l值会偏高，而且偏向蓝光的程度只能改变颜色在cie颜色分析中的b值(也就是偏黄、偏蓝程度)而无法调整a值(也就是偏红、偏绿程度)，所以该技术并无法对目标颜色进行调配。
3.美国专利编号us20150240389a1揭示一种芯层施以原著染色，以及该鞘层至少含有占鞘层重量百分比0.6％以上的消光剂，借此达到钝光效果良好的钝光色化学纤维，该技术虽然可以利用芯部的色料配方，来进行调整颜色，但由于芯部的色料颜色受到鞘部消光剂的影响，颜色会变钝变浅许多，所以该技术只能达到钝光色，而无法达到一般所要求的半光或有光的颜色。
4.原液染色由于能够选用的染料及颜料，其色料数量较少，所以有些色相达不到，尤其大部份的颜料的展色性比后染所用的染料要差很多，再加上原液染色所用的染料，都有移染的问题，结果就是很多深的颜色无法配得到要求的颜色，例如丈青色与蓝黑色。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种能够具有散射偏蓝的效果，同时又能够调整颜色深浅及色相，以调配出所需要颜色的芯鞘型复合纤维。
6.基此，本发明提出一种可以达到上述目的芯鞘型复合纤维，包括：
7.一芯层(a)，该芯层(a)含有至少一种颜料或染料，且该颜料或染料占该芯层(a)重量百分比0.01％以上；
8.一鞘层(b)，用以包覆该芯层且横截面为圆形，该鞘层(b)含有至少一种散射粒子及至少一种颜料或染料，该散射粒子占该鞘层(b)重量百分比0.4％以上，该颜料或染料占该鞘层(b)重量百分比0.01％以上，且该鞘层(b)的横截面占复合纤维的横截面比率x(b)符合x(b)≧20％。
9.当鞘层(b)含有具有散色效果的散射粒子，而芯层(a)为添加色料时，其散射效果的展现，可以利用分光仪读色机扫描可见光范围时，比照其反射率曲线可以获得明显的辨别，例如，y1纱、y2纱两种色纱都为75d24f的聚酯芯鞘型复合纤维，y1纱的鞘层(b)不含任何色料，也不含任何散射粒子，芯层(a)含有占芯层(a)重量百分比2.5％的碳黑，芯层(a)/鞘层(b)的占比为50/50，y2纱的鞘层(b)含有占鞘层(b)重量百分比1.8％的散射粒子，芯层(a)含有占芯层(a)重量百分比2.5％的碳黑，芯层(a)/鞘层(b)的占比为50/50。
10.反射率曲线的比对显示，y2纱由于散射效果在低波长的紫光、蓝光，因该波段散射较强，故向上扬升较大，而高波长的红光、黄光，因该波段散射较弱，故向上扬升较小，并且很明显地显示，愈短的波长，其扬升愈大，其结果便是y2纱为带蓝光的蓝黑色。
11.y2纱的蓝度来自于鞘层(b)的散射效果，具有散射效果的散射粒子有金属氧化物、金属盐、酸性氧化物等，例如：二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、碳酸钙、氧化镁等，都可以选用做为鞘层(b)的散射粒子，鞘层(b)如使用同一种散射粒子，其颗粒大小平均粒径相同但含有的重量百分比不同时，则含有的重量百分比愈高，散射效果愈好，带蓝程度愈高。鞘层(b)使用同一种散射粒子，含有的重量百分比相同但颗粒大小平均粒径不同时，则使用的颗粒平均粒径愈小散射效果愈好，带蓝程度愈高。
12.然而y2纱的颜色有以下2点限制：
13.(1)由于芯层(a)颜料的饱和浓度限制以及鞘层(b)的散射效果，导致颜色的色浓度不够深，达不到所需要的颜色深度。
14.(2)当改变鞘层(b)的散射粒子的浓度或颗粒大小时，只能调整黄蓝度色相值(b值)，而无法调整红绿色相值(a值)。
15.以上两个缺失，解决方式可以在鞘层(b)除了加入具有散射的粒子外，再加入在可见光范围具有吸收效果的染料或颜料，便可以获得解决，例如，y3纱比照y2纱的配置，但鞘层(b)除了含有占鞘层(b)重量百分比1.8％的散射粒子(例如：二氧化钛)之外，再加入含有占鞘层(b)重量百分比0.3％的红色ci索引号为pigmentred122，而芯层(a)维持含有占芯层(a)重量百分比2.5％的碳黑，芯层(a)/鞘层(b)的占比也维持50/50，此时该y3纱的可见光反射率曲线除了整体如同y2纱，有愈短波长扬升愈多的状况之外，在原本pigmentred122本身的反射率曲线的反射率波峰640nm附近也有明显的反射率曲线的波峰，并且，在原本pigmentred122本身的反射率曲线的反射率波谷560nm附近也有明显的反射率曲线的波谷，此时y3纱的a值也变大一些(色相往红色偏移)，也就是说，鞘层(b)加入少许的红色颜料，成功地改变了色相(尤指a值的红绿色相)，而y3纱也如同y2纱具有短波长扬升所获得的蓝色色相，也就是说，鞘层(b)同时使用具有散射效果的散射粒子以及在可见光范围具有吸收效果的染料或颜料的时候，在可见光范围具有吸收效果的染料或颜料虽然吸收了部份的波长的光，但并不影响其他未被吸收的光的散射效果，而另一方面，散射粒子的散射现象，也无法掩盖该染料原本的反射率曲线的波峰及波谷，其结果便是，成功地获得y3纱具有蓝紫色相的蓝黑色。
16.鞘层(b)除了含有散射效果的散射粒子之外，所使用的在见光范围具有吸收效果的染料或颜料如果是使用碳黑，虽然碳黑色本身没有在可见光范围具有明显地反射率波峰及波谷，但碳黑在鞘层(b)的使用，可以更好的调整深度，并且鞘层(b)的碳黑虽然吸收了部份的波长的光，但并不影响其他未被吸收的光的散射效果，其结果便是，可以获得蓝度相同，但深度更深的蓝黑色。
17.其中，鞘层(b)需要有相当的厚度，比较能够较好的展现鞘层(b)中散射粒子的散射效果，鞘层(b)的横截面占复合纤维的横截面比率x(b)符合x(b)≧20％。
18.其中，鞘层(b)不一定要将芯层(a)完全包覆着，只是，完全包覆的结构会比部份包覆的结构获得更好的散射效果以及蓝度值，故其复合方式的横截面可以为同心圆或偏心圆或部份裸露的偏心圆等等。而芯层(a)的横截面可以为圆形，也可以为多角形或多瓣形或分
为两个以上区域的多岛形。
19.适用于芯层(a)及鞘层(b)的聚合物的组成份并没有限制，鞘层(b)及芯层(a)可以分别由以下聚合物选出：聚酯树脂、聚酯的共聚物、聚酰氨树脂(又称尼龙树脂)、聚酰氨的共聚物、聚丙烯树脂、聚丙烯的共聚物、聚乙烯树脂、聚乙烯的共聚物或上述聚合物的混合物其中之一。然而当鞘层(b)与芯层(a)选用相同或相似的聚合物时，因为相容性较好而使得复合后的纱线强度比较好，且于纺丝阶段的纺丝状况也会比较好。
20.本发明可达成的优点在于，本发明揭示的芯鞘型复合纤维，主要由于鞘层(b)同时含有散射粒子与在可见光范围具有吸收效果的染料或颜料，如此可以获得偏蓝光效果的颜色，并且能够调整所需要的颜色深浅及色相。
附图说明
21.图1是本发明的实施形态的纤维横截面示意图。
22.附图标记说明：芯层a；鞘层b。
具体实施方式
23.请参阅图1，本发明是一种鞘层同时具有吸收光及散射效果的芯鞘型复合纤维，包括：一芯层(a)，以及用以包覆该芯层且横截面为圆形的一鞘层(b)；所述的芯层(a)含有至少一种颜料或染料，且该颜料或染料占该芯层(a)重量百分比0.01％以上；所述的鞘层(b)，该鞘层(b)含有至少一种散射粒子及至少一种颜料或染料，该散射粒子占该鞘层(b)重量百分比0.4％以上，该颜料或染料占该鞘层(b)重量百分比0.01％以上，且该鞘层(b)的横截面占复合纤维的横截面比率x(b)符合x(b)≧20％。借此可以获得具有散射偏蓝的效果，并且能够调整颜色深浅及色相的芯鞘型复合纤维。
24.其中，该芯层(a)的横截面为圆形、多角形、多瓣形或分为两个以上区域的多岛形。该芯层(a)及该鞘层(b)使用的聚合物分别由以下聚合物选出：聚酯树脂、聚酯的共聚物、聚酰氨树脂、聚酰氨的共聚物、聚丙烯树脂、聚丙烯的共聚物、聚乙烯树脂、聚乙烯的共聚物或上述聚合物的混合物其中之一。
25.所述的芯层(a)使用的颜料或染料只含有碳黑，或含有碳黑以外的颜料或染料。
26.所述的鞘层(b)使用的散射粒子为金属氧化物、金属盐、酸性氧化物任一者或二者以上的组合。于实施时，该鞘层(b)使用的散射粒子可以只含有二氧化钛，且二氧化钛占鞘层(b)重量百分比大于0.4％，也可以含有二氧化钛以外的散射粒子，例如：氧化锌、二氧化硅、碳酸钙、氧化镁等。
27.所述的鞘层(b)使用的颜料或染料只含有碳黑，或含有碳黑以外的颜料或染料。
28.以下即就本发明具体实施例说明如下：
29.(实施例1)
30.实施例1为单丝细度(dpf)等于1.9丹尼尔/每条丝的原液染色的芯鞘型复合纤维。芯层(a)使用的聚合物为含有占芯层(a)重量百分比3％碳黑的聚酯聚合物，鞘层(b)使用的聚合物也为聚酯聚合物，且鞘层(b)含有占鞘层(b)重量百分比3％二氧化钛以及占鞘层(b)重量百分比0.3％碳黑，该二氧化钛的平均粒径为200nm，鞘层(b)与芯层(a)的截面积比例为50/50，也即x(b)＝50％，纺丝速度2800米/分，部分顺向原丝(poy)。
31.比较例1为单丝细度(dpf)等于1.9丹尼尔/每条丝的原液染色的芯鞘型复合纤维。芯层(a)使用的聚合物为含有占芯层(a)重量百分比3％碳黑的聚酯聚合物，鞘层(b)使用的聚合物也为聚酯聚合物，且鞘层(b)含有占鞘层(b)重量百分比3％二氧化钛，该二氧化钛的平均粒径为200nm，鞘层(b)与芯层(a)的截面积比例为50/50，也即x(b)＝50％，纺丝速度3000米/分，部分顺向原丝(poy)。
32.下表为实施例1与比较例1在纤维绕为丝板样后，以x-riteci-7800读取于d65光源下读取的cie色相分析如下：
[0033] l*a*b*实施例124.24-0.02-2.03比较例123.23-0.01-2.06
[0034]
以上数据显示，实施例1的颜色与比较例1的颜色比较，其红绿值a值及黄蓝值b值没有明显变化，但实施例1的l值明显较低，也就是说，实施例1与比较例1颜色比较的话，其色相几乎相同，但实施例1比较深。
[0035]
(实施例2)
[0036]
实施例2为单丝细度(dpf)等于1.9丹尼尔/每条丝的原液染色的芯鞘型复合纤维。芯层(a)使用的聚合物为含有占芯层(a)重量百分比3％碳黑的聚酯聚合物，鞘层(b)使用的聚合物也为聚酯聚合物，且鞘层(b)含有占鞘层(b)重量百分比4％二氧化钛以及占鞘层(b)重量百分比0.3％的ci索引号pigmentblue15:1，该二氧化钛的平均粒径为200nm，鞘层(b)与芯层(a)的截面积比例为50/50，也即x(b)＝50％，纺丝速度3000米/分，部分顺向原丝(poy)。
[0037]
比较例2为单丝细度(dpf)等于1.9丹尼尔/每条丝的原液染色的芯鞘型复合纤维。芯层(a)使用的聚合物为含有占芯层(a)重量百分比3％碳黑的聚酯聚合物，鞘层(b)使用的聚合物也为聚酯聚合物，且鞘层(b)含有占鞘层(b)重量百分比4％二氧化钛，该二氧化钛的平均粒径为200nm，鞘层(b)与芯层(a)的截面积比例为50/50，也即x(b)＝50％，纺丝速度2800米/分，部分顺向原丝(poy)。
[0038]
下表为实施例2与比较例2在纤维绕为丝板样后，以x-riteci-7800读取于d65光源下读取的cie色相分析如下：
[0039] l*a*b*实施例224.96-0.13-3.68比较例225.01-0.03-3.02
[0040]
以上数据显示，实施例2的颜色与比较例2的颜色比较，其深浅度l值没有明显变化但红绿值a值有些微改变而黄蓝值b值有较明显改变，也就是说，实施例2与比较例2颜色比较的话，其深浅几乎相同，但实施例2比较蓝且稍微比较绿。
[0041]
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。