[發明專利]化學纖維的激光改性方法及其裝置

無效

• 申請號: 01119133.3
• 申請日: 2001-05-18
• 公開（公告）號: CN1386607A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: 張昭貴
• 申請（專利權）人: 張昭貴
• 主分類號: B23K26/34
• 分類號: B23K26/34;B23K26/42;D01G37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開的是一種利用激光來改善化學纖維性能的方法，它屬于化學纖維改性的新技術范疇。本發明同時還公開了用于化學纖維的激光改性裝置。

改善化學纖維的服用性能，使其具有天然化的親水性、柔軟性、透氣性等，始終是化纖行業提高其產品國際競爭能力的重要手段。傳統的化纖生產，多是從行業內部的生產過程出發，通過化學或物理的方法來提高化纖產品的質量和改善化學纖維的使用性能，比如：提倡化纖生產的差別化、功能化技術，在化纖成分、添加微量元素、纖度、截面形狀、纖維長短、混纖比例等等方面開發新產品；鼓勵采用先進的紡織設備與工藝，提高無結頭、無疵紗、精紗和無梭布的比重；推行先進、高檔化的印染后整理技術，增加面料的高檔化花色品種，改善面料的外觀風格、手感性能、懸垂性、成型性，減少疵點等等。但在目前的化纖行業已有的改性技術中，尚沒有使用激光直接作用于化學纖維，來對化學纖維進行結構的改造，從而達到使化學纖維改性的目的。

眾所周知，同是化學制品，海綿的吸水性能、柔軟性、透氣性等都是普通的化學纖維織物所不能比的，其原因是海綿的結構中充滿了氣孔，這些氣孔使海綿具有了良好的性能。如果將化學纖維的表面結構，也能改變成類似于海綿的布滿氣孔的結構，其使用性能將會有明顯的改善。

本發明的目的是提供一種利用激光來改善化學纖維性能的方法，并為實施這種方法提供一種裝置。

上述目的是這樣來實現的：首先把激光器發射出的連續激光，經過超高頻脈沖發生與分光裝置的調制，產生出多路超高頻率的脈沖激光；該脈沖激光經不同反射鏡組所組成的光路，從不同的方向通過透鏡聚焦后，照射到運動著的化學纖維(絲)上；每一個激光脈沖都在化學纖維的表面產生一個燒蝕的微孔，每兩個連續的脈沖都分別落在兩個不同的方向上，從而使化學纖維的表面形成排列有序、互不連通、分布在不同方向上的密集燒失的微孔，使得化學纖維的表面呈類似于線狀海綿體的結構，因此形成一種改變化學纖維的使用性能的新方法。

實現上述方法的裝置是由一臺能產生連續激光的激光器、一套超高頻脈沖發生與分光裝置、數組反射鏡組、數個透鏡和化學纖維的定位裝置等組成。激光器的選用是根據所要改性的化學纖維的纖度來決定的。可以選用的連續出光的激光器有：CO2激光器、YAG激光器等。超高頻脈沖發生與分光裝置，是由一臺高速主軸電機和一個斬光盤組成。該斬光盤有許多的齒。在斬光盤轉動過程中，每個齒都高速地斬斷連續激光，從而形成激光脈沖。在每個齒的迎光面上，至少分布有兩個以上的不同法線方向的反光面，每個反光面在圓周方向的寬度相等，并相等于相鄰兩個齒間的齒間距。聚焦使用的數個透鏡的安放位置，必須確保從不同方向反射過來的激光，經聚焦后所形成的焦點完全重合，并使焦點落在化學纖維運動軌跡的中心線上。

經過激光改性的化學纖維，其織物的服用性能會有明顯的改善。其原因是：化學纖維的表面分布了密集的微孔，增加了化學纖維的儲氣能力，因而提高了其織物的保暖性；由于大量的微孔存在，而且微孔之間互不連通，微孔實際上是盲孔，當化學纖維遇水時，微孔中吸入的水分不會輕易流出，致使其儲水的能力大大增強，因此使用激光改性的化學纖維生產的織物，其吸水能力也顯著的提高；由于微孔的形成，主要是被脈沖激光的瞬間高能量(可達10³～10⁶W/mm²)予以氣化，因此經改性的化學纖維，其比重有所減輕，由此生產的織物顯得更輕盈；同時高密度的微孔顯著的增加了化學纖維的比表面積和空隙率，使纖維變得柔軟，所以其織物增加了穿著的舒適感。除此之外，由于化學纖維絕大多數都是數根更細的纖維絲捻成，在激光燒蝕的瞬間，接收光電子能量多的地方被汽化，接收光電子能量少的地方被熔化，被汽化的地方成為空隙(微孔)，被熔化的地方因為汽化壓力的作用使纖維絲相互粘結在一起，因而，經激光改性的化學纖維的強度不會降低，也不會產生斷頭，不會防礙紡織生產。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

圖一為本發明有三路光路的實施例的原理透視圖。

圖二為本發明圖一的俯視圖。

圖三為本發明中斬光盤齒形局部的透視圖。