[发明专利]一种连续功能化纤维、装置及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种连续功能化纤维的制备方法，包括如下步骤：将具有吐丝功能的动物的纺丝器固定；在动物吐丝时将动物吐出的丝纤维以恒定的速度牵伸并卷绕成筒，且在牵伸过程中丝纤维经功能化处理获得包覆在丝纤维表面的功能材料层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具有吐丝功能的动物选自蚕或蜘蛛。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，动物的纺丝器的固定方式为采用固定件将动物的纺丝器固定在平面上，或者采用具有多个腔体结构的气囊通过控制气囊的形状和不同腔体中的气体压力来固定动物及动物的纺丝器。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，牵伸使得丝纤维的运动速度大于动物自然吐丝速度。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，功能化处理包括荧光处理以使得丝纤维表面包覆荧光层；和/或

夜光处理以使得丝纤维表面包覆夜光层；和/或

导电处理以使得丝纤维表面包覆导电层形成导电纤维或纤维传感器；和/或

光敏处理以使得纤维表面包覆光敏层形成光电纤维；和/或

热致变色处理以使得丝纤维表面包覆热致变色层形成热致变色纤维；和/或

光致变色处理以使得丝纤维表面包覆光致变色层形成光致变色纤维；和/或

电致变色处理以使得丝纤维表面包覆电致变色层形成电致变色纤维。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的功能化处理通过功能化处理单元进行，所述功能化处理单元至少包括功能材料溶液，动物吐出的丝纤维连续穿过功能材料溶液以使其表面包覆有功能材料层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，沿着丝纤维的运动方向，在所述功能化处理单元的下游还设有固化单元，用于将功能化处理单元中丝纤维上形成的功能材料层固化。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述固化处理单元提供一个能够控制温度、湿度及长度的空间，包覆有功能化材料层的丝纤维贯穿此空间后实现固化。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，沿着丝纤维的运动方向，在所述功能化处理单元的上游还设有预处理单元，用于将动物吐出的丝纤维的表面性质进行改进。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述预处理单元利用蒸汽、温度、溶剂或溶液改变丝纤维的表面性质。

11.一种采用如权利要求1～10任一项所述的制备方法获得的连续功能化纤维。

12.如权利要求11所述的连续功能化纤维在可穿戴设备、柔性器件、医疗保健监控、环境保护和人机界面中的用途。

13.一种连续功能化纤维的装置，其特征在于，沿着纤维连续的加工方向，依次设有若干个功能化处理单元，若干个所述功能化处理单元的下游，还依次设有固化处理单元和卷绕单元。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，沿着连续纤维的加工方向，所述功能化处理单元的上游还设有预处理单元。