[发明专利]溶液纺丝纤维方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成纤维和纤维网的方法。特别是可制成或收集成纤维网的极细纤维，该纤维网作为选择性屏障末端来使用，如，过滤器，电池隔板和透气的医疗用外衣。

背景技术

旋转喷丝头(sprayer)连同成形流体和电场被用于雾化涂料以涂布目标装置。由旋转喷丝头提供的离心力产生足够的切变使得涂料雾化，并且成形流体和电场牵引雾化的涂料涂布到目标装置。这一方法已被优化以产生雾化小滴。当太多的雾化小滴凝聚成较大的团块时就会出现不合格品。现有技术教导了关于制造没有较大团块的雾化小滴。

对于极细纤维和用极细纤维制成的纤维网存在进一步的需要。这些类型的网被作为选择性阻隔末端来使用。现有的极细纤维是由熔融纺制成的“海岛”截面纤维，裂膜，一些熔喷方法以及静电纺制成。现在需要一种高产出(throughout)方法来制造极细纤维和均匀的纤维网。

发明内容

本发明提供了一种通过使用高速旋转喷丝头来制造极细纤维和均匀网的高产出方法。

在第一个实施方案中，本发明涉及一种纤维形成方法，包括将纺丝溶液供应到具有圆锥形喷嘴的旋转喷丝头的步骤，该纺丝溶液具有溶解在至少一种溶剂中的至少一种聚合物，所述喷嘴具有凹形内表面和前向表面出料边缘；从旋转喷丝头沿该凹形内表面放出纺丝溶液以朝着喷嘴出料边缘的前向表面分送(distribute)所述纺丝溶液；以及由纺丝溶液形成单独的纤维流的同时在不存在电场的情况下溶剂蒸发以制成聚合纤维。成形流体可绕喷嘴流动来引导纺丝溶液离开旋转喷丝头。所述纤维可被收集在收集器上来形成纤维网。

在第二个实施方案中，本发明涉及一种纤维形成方法，包括将纺丝溶液供应到具有旋转圆锥形喷嘴的旋转喷丝头的步骤，该纺丝溶液具有溶解在至少一种溶剂中的至少一种聚合物，所述喷嘴具有凹形内表面和前向表面出料边缘；从旋转喷丝头沿该凹形内表面放出纺丝溶液以朝着喷嘴出料边缘的前向表面分送所述纺丝溶液；以及由纺丝溶液形成单独的纤维流的同时在存在电场的情况下溶剂蒸发以制成聚合纤维。成形流体可绕喷嘴流动来引导纺丝溶液离开旋转喷丝头。所述纤维可被收集在收集器上以形成纤维网。

附图说明

图1示出了适用于本发明使用的用来形成纤维的旋转喷丝头的喷嘴部分。

图2a是根据本发明的方法在没有电场情况下制成的聚乙烯纤维(环氧乙烷)的扫描电镜照片。

图2b是被分配到集料稀布(scrim)上的图2a的纤维的扫描电镜照片。

图3a是根据本发明的方法在有电场情况下制成的聚乙烯纤维(环氧乙烷)的扫描电镜照片。

图3b是被分配到集料稀布上的图3a的纤维的扫描电镜照片。

图4是根据本发明的方法在有电场情况下制成的聚乙烯纤维(乙烯醇)的扫描电镜照片。

具体实施方式

本发明涉及一种利用旋转喷丝头使纺丝溶液形成纤维的方法。

所述纺丝溶液含有至少一种溶解在至少一种溶剂中的聚合物。可以使用任何纤维形成聚合物可溶解于可被雾化的溶剂中。适宜的聚合物包括聚烯化氧(polyalkylene oxide)，聚(甲基)丙烯酸酯，聚苯乙烯基聚合物和共聚物，乙烯基聚合物和共聚物，含氟聚合物，聚酯和共聚酯，聚氨酯，聚烯类，聚酰胺，芳族聚酰胺，热塑性聚合物，液晶聚合物，工程聚合物，可生物降解聚合物，生物基聚合物，天然聚合物以及蛋白质聚合物。所述纺丝溶液可具有聚合物在纺丝溶液中为约1重量％至90重量％的聚合物浓度。而且，为有助于纺丝溶液的纺丝，所述纺丝溶液可被加热或冷却。通常，具有约10cP至约100,000cP的纺丝溶液是有效的。