[发明专利]熔纺型固-液复合相变纤维的纺丝设备及其制备方法

权利要求书

1.一种熔纺型固－液复合相变纤维的纺丝设备，其特征在于：该设备是由单螺杆（1）、熔体计量泵（2）、熔体输送管（3）、液体泵（4）、保温输入管（5）、板下形变区纺丝组件（6）及卷绕装置（7）所共同组成，所述板下形变区纺丝组件（6）具体包括熔体腔（61）、保温输入管（5）、中心导管（62）及熔体狭缝口（63）四个部分所组成。

2.如权利要求1所述的纺丝设备，其特性在于：所述熔体腔（61）是一个除腔内的中心导管（62）与插入腔内的保温输入管（5）之外的容器，该容器是用于贮存或输送聚合物基体熔体的一个空腔，其熔体腔（61）的顶端与熔体输送管（3）相连，其熔体腔（61）的底端置有圆弧型结构的熔体狭缝口（63），在熔体狭缝口（63）下方与喷丝板相连。

3.如权利要求1所述的纺丝设备，其特征在于：所述的保温输入管（5）是一根将液体泵（4）内所提供的复合相变材料输送到中心导管（62）中的管子，该管子的始端与液体泵（4）的出口处相连，再经熔体腔（61）旁侧插入熔体腔（61）的中心位置，最后以其末端与熔体腔（61）的中心导管（62）垂直相连。

4.如权利要求1中所述的纺丝设备，其特征在于：所述的中心导管（62）是位于熔体腔（61）内中心位置并与保温输入管（5）垂直相连的一根管子，所述熔体腔（61）内中心位置是指保温输入管（5）的末端与腔内中心导管（62）垂直相连的地方，保温输入管（5）与中心导管（62）均作为输送复合相变材料混合液的专用管道。

5.如权利要求1所述的纺丝设备，其特征在于：所述的熔体狭缝口（63）为位于熔体腔（61）底端的具有圆弧型结构的一个狭缝通道。

6.如权利要求5所述的纺丝设备，其特征在于：所述熔体狭缝口（63）所具有的圆弧结构具体为双圆弧、三圆弧或多圆弧结构中的任意一种。

7.一种采用如权利要求1所述的纺丝设备的熔纺型固－液复合相变纤维的制备方法，其特征在于：以两种固－液相变材料所组成的复合相变材料为芯层、以聚合物基体为皮层，采用单螺杆（1）、熔体计量泵（2）、熔体输送管（3）、液体泵（4）、保温输入管（5）、板下形变区纺丝组件（6）及卷绕装置(7)为纺丝设备，通过熔融纺丝的方法制成性能优良的熔纺型固-液复合相变纤维，具体步骤如下：

（A）将作为芯层的两种固-液型相变材料按重量百分比为3.0％～97.0％∶97.0％～3.0％的比例混合后，置于比其相变材料的相变温度高5.0～20.0℃的恒温水浴中搅拌半小时，形成混合均匀的固-液复合相变材料混合液；

（B）再将步骤（A）已混合均匀的固-液复合相变材料混合液，先后通过液体泵（4）、保温输入管（5）进入板下形变纺丝组件（6）中的中心导管（62）内，由此流出的固-液复合相变材料在喷丝板下形成初生纤维的芯层；

（C）另将作为皮层的单种聚合物基体先经单螺杆（1）熔融挤压后，再先后通过熔体计量泵（2）、熔体输送管（3）进入除中心导管（62）外的板下形变区纺丝组件（6）的熔体腔（61）内，再流入位于熔体腔（61）底端的具有圆弧结构的熔体狭缝口（63），最后在喷丝板下通过膨化自粘形成聚合物熔体环状包覆粘合的初生纤维的皮层；所述的单种聚合物基体具体为聚乙烯PE、聚丙烯PP、低熔点聚对苯二甲酸乙二酯LPET、低熔点聚酰胺LPA或聚乳酸PLA中任意一种；

（D）将步骤（B）与步骤（C）按比例在同一喷丝板下分别形成固－液复合相变材料为芯层、单种聚合物基体为皮层的初生纤维，经冷却、拉伸、卷绕后形成熔纺型复合相变长纤维，所述的纺丝温度为120~215℃，所述的纺丝速度为50~300m/min，所述的拉伸速度为30~100m/min；

（E）再根据用途，将由步骤（D）所制成的长纤维按常规切割封端技术进行切割封端，形成其纤维长度为6~110mm的熔纺型固-液复合相变短纤维。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的作为芯层的两种固－液型相变材料其混合重量百分比为3.0～97.0％:97.0~3.0％。