[發(fā)明專利]一種扁平纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310159331.5
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103215673A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董葳;于金超;楊春雷;楊曦;楊利偉;張玉梅;王華平
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: D01D5/253
• 分類號: D01D5/253;D01D5/06;D01D5/16
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種扁平纖維的制備方法。

背景技術(shù)

申請人/專利權(quán)人為三菱人造絲株式會(huì)社申請的相關(guān)發(fā)明專利：JP02-169712“Production?of?dry?spun?flat?acrylic?fiber（干法制備扁平腈綸纖維的方法）”，該發(fā)明涉及一種具有天然動(dòng)物毛發(fā)光澤、手感的纖維，截面為扁平，適用于通過干法紡織丙烯腈從而制作衣服。紡紗溶液通過具有多個(gè)矩形孔的噴絲板進(jìn)行干法紡紗，噴絲板長邊與短邊的比為4∶1。

德國Bayer申請的德國發(fā)明DE3040970“Processes?for?the?production?of?dry-spun?polyacrylonitrile?profiled?fibres?and?filaments（干法制備聚丙烯腈異形纖維的方法）”，該發(fā)明公開了一種干法制備丙烯腈異形纖維的方法，異形孔噴絲板的面積≤0.2mm²，側(cè)寬≤0.17mm。

涉及其他聚合物纖維制備方法的專利，如專利中國專利CN102358958A公布了一種聚芳砜酰胺纖維的制備方法；中國專利CN102251302A公布了一種制備纖維素纖維的方法；中國專利CN102534839A公開了一種制備間位芳綸纖維的方法；中國專利CN102154725A公開了一種超高阻燃腈氯綸纖維及其生產(chǎn)方法；中國專利CN1508303本發(fā)明公開了一種動(dòng)物蛋白質(zhì)纖維及其制備方法；中國專利CN101748499A公開了一種甲殼素纖維以及一種以離子液體為溶劑制備甲殼素纖維的方法。

中國專利CN102677208A公開了一種片狀扁平粘膠纖維及其制備方法，該發(fā)明通過在紡絲液中加入碳酸鹽制備混合紡絲黏膠，在相對緩和的成形條件下紡絲成形，然后經(jīng)較大的噴絲頭與導(dǎo)絲件之間的牽伸，蓬松的初生絲條被拉伸成片狀的扁平形狀。

現(xiàn)有的技術(shù)中存在一系列問題：

上述的聚合物纖維的紡絲方法，一部分紡絲方法得到的是截面形狀為圓形或接近圓形的普通纖維；另一部分聚合物的紡絲方法，雖然得到了扁平形狀纖維，但是只能通過異形噴絲孔，如一字型噴絲孔制備，而異形噴絲板的制作要耗費(fèi)大量的人力物力，不符合節(jié)能減排的環(huán)保要求。

可見現(xiàn)有聚合物紡絲工藝技術(shù)中，均沒有針對紡絲溶液擠出噴絲孔后在凝固浴中凝固程度和對出凝固浴絲條的牽伸速度同時(shí)進(jìn)行控制，不能達(dá)到纖維扁平度隨紡絲工藝調(diào)整達(dá)到可控的技術(shù)，紡絲溶液絲條在凝固浴中的凝固程度影響了纖維的塑性，可利用纖維的塑形調(diào)整工藝得到異形截面纖維。

眾所周知，扁平腈綸類似于動(dòng)物毛發(fā)，在光澤、彈性、抗起球性、蓬松性以及手感等方面都具有特色，能起到仿真獸皮的獨(dú)特效果。而扁平形狀纖維又具有良好的剛性，并且在用作過濾材料時(shí)，可以形成一般圓形截面纖維無法達(dá)到的氣流通道尺寸和形式，故扁平形狀聚合物纖維可應(yīng)用在特殊要求的領(lǐng)域，如高溫過濾材料方面，扁平的芳砜酰胺共聚物纖維也具有很大的發(fā)展空間，而如何采用低能耗和更加環(huán)保的方式得到聚合物扁平纖維稱為科學(xué)研究關(guān)注的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種扁平纖維的制備方法，旨在通過控制擠出溶液在凝固浴中的凝固程度和出凝固浴絲條的牽伸速度來達(dá)到纖維截面形狀可控的目的，進(jìn)而通過工藝而不是依靠異形噴絲板得到扁平纖維。

本發(fā)明的一種扁平纖維的制備方法，采用干噴濕法紡絲工藝，聚合物溶液經(jīng)圓形噴絲孔擠出后進(jìn)入第一凝固浴，通過調(diào)節(jié)凝固浴的濃度、溫度和擠出溶液在凝固浴中的停留時(shí)間，保證在凝固浴中進(jìn)行不完全凝固，出凝固浴絲條中溶劑含量為25～50wt%，使其具有塑性，并且噴絲頭拉伸比為2～10倍，纖維出凝固浴后，輥輪的高倍牽引下，在垂直牽引方向上受到來自于輥輪的正壓力，使得纖維截面形狀發(fā)生改變，然后第二凝固浴中凝固拉伸，減少纖維中的溶劑含量并對纖維進(jìn)行牽伸降低纖維細(xì)度，提高纖維取向，之后經(jīng)過水洗，并進(jìn)行干燥拉伸制備得到的扁平截面的纖維，而對于某種聚合物纖維，還要進(jìn)行高溫?zé)崂?，才能得到扁平纖維。截面形狀為扁平形，并可調(diào)節(jié)噴絲頭拉伸比來實(shí)現(xiàn)纖維截面形狀的控制。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

如上所述的一種扁平纖維的制備方法，所述的聚合物溶液的濃度為5～30wt%；所述的第一和第二凝固浴組成為與聚合物溶液一致的溶劑和余量水；所述的第一凝固浴溫度為0～30℃，所述的第一凝固浴濃度為40～70wt%，在所述凝固浴的條件下，使得聚合物溶液在凝固浴中進(jìn)行不完全凝固，且出凝固浴絲條的溶劑含量達(dá)到25～50wt%的要求，使得其具有足夠的形變塑性。