專利名稱：芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)，采用向中空纖維空腔中灌注由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體的方法，制備芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維，其特征在于灌注過程中和灌注完成后，中空纖維的大部分外表面與液體或膠體沒有接觸，無需清洗處理就可進行后續(xù)的物理或化學處理工序或直接應(yīng)用，并且灌注過程可在較大的溫度范圍內(nèi)進行，適合更多種類的功能材料與中空纖維復合，可制備更多種類的功能纖維，并可實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
傳統(tǒng)的芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制造方法是采用共軸紡絲技術(shù)。在干法或濕法紡絲工藝中，功能材料及輔料形成的熔體或膠體處在噴絲孔中心，成纖材料處在噴絲孔外圈，抽絲后功能材料沿軸向形成芯層，成纖材料沿軸向包覆于功能材料外層形成殼層。干法或熔體紡絲工藝中，纖維成形的溫度一般在200℃以上，濕法紡絲則需有特定的溶劑，而大多數(shù)功能材料，特別是藥物、香料及生化制劑等都是溫度敏感性物質(zhì)，高溫或溶劑作用往往會破壞或影響功能材料的性能，限制了很多功能材料在傳統(tǒng)紡絲技術(shù)中的應(yīng)用，因而目前傳統(tǒng)紡絲技術(shù)生產(chǎn)的功能纖維品種極為有限。
為適應(yīng)更多的功能材料在纖維制造中應(yīng)用，中國專利(專利號98115257，1999年8月18日)采用將多孔中空纖維浸入功能材料溶液中的方法，實現(xiàn)了低沸點的香料與中空纖維的復合，可制備較多種類的釋香纖維及紡織品；美國專利(U.S.Patent，6021822，2000年2月8日)和中國專利(專利號97190944，1998年11月4日)及其提及的專利中也給出了采用多孔中空纖維浸入法向中空纖維空腔中灌注功能材料的方法，采用這些專利給出的加工方法可在室溫條件下實現(xiàn)多種溫度敏感型的功能材料與中空纖維的復合，但是按這些專利提出的加工方法，要求中空纖維的纖維壁全部或大部分具有通孔結(jié)構(gòu)，一方面在進行浸入處理之前必須對全部的多孔中空纖維進行充分清洗以除去致孔處理時殘留在中空纖維中的物質(zhì)；另一方面浸入灌注完成后亦有必要進行清洗，清除殘留在中空纖維表面的功能材料及輔助材料后，才能進行后續(xù)加工，不僅工序繁瑣，而且清洗過程必然會影響甚至破壞已灌入在空腔中的功能材料，還會造成環(huán)境污染，因此浸入法適用的功能材料及其適用性有較大的局限性。
美國專利(U.S.Patent，4017030，1977年4月12日)提出利用虹吸原理灌注中空纖維的方法，采用芯吸法從中空纖維絲段的一端開口處吸入香料或藥物制備釋香纖維及藥物控制釋放纖維，該方法可在室溫條件下進行纖維復合成形，并且加工工藝簡單，用于低粘度的液體灌裝或灌注長度不長的中空纖維絲段是行之有效的，但是用于粘度較高的液體或膠體或需灌注的中空纖維絲段較長時則有困難。美國專利(U.S.Patent，5538735，1996年7月23日)和中國專利(專利號94110114，1995年9月20日)提出了真空浸入法，將一定長度的中空纖維絲段浸沒在藥物制劑或涂膜制劑中，采用抽真空的方法抽出中空纖維空腔中的空氣，讓藥物制劑或涂膜制劑浸入空腔中，制備功能纖維。該方法可在室溫條件下實現(xiàn)多種藥物或涂層功能材料與中空纖維復合，可進行批量生產(chǎn)，但要求將批量中空纖維短絲全部浸沒在待裝液體之中，一次灌注過程需備用大量的由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體，此方法用于貴重的藥物、香料或其它功能材料的灌注顯然是不經(jīng)濟的，并且在灌注完成后必須對中空纖維表面進行清洗，才能進行下一步的加工處理或應(yīng)用，同樣存灌注后的清洗問題。
實際上僅向中空纖維空腔中灌注進功能材料，并不意味著功能纖維產(chǎn)品制備工作的完成，多數(shù)功能纖維產(chǎn)品的制備還必須進行后續(xù)的物理或化學處理，如功能材料及輔料在空腔中的干燥或固化、功能材料與輔助材料的相分離以及生物功能材料的功能表達處理等。采用浸入法或真空浸入法將功能材料灌注進中空纖維后，不對纖維表面進行清洗，一般來說是不能進行后續(xù)的物理或化學處理工序，而要將殘留在中空纖維表面的功能材料及輔料清除，必然會影響或破壞已灌注在空腔中的功能材料及輔料，同時纖維壁中的通孔或兩端的開口并未封閉，儲存及應(yīng)用過程中的不利因素亦會直接影響或破壞功能材料的性能，因此浸入法或真空浸入法只適合灌注工序完成后無須作后續(xù)處理的功能纖維制備，如部分釋香和釋藥功能纖維。芯吸法僅依靠毛細作用將功能材料及輔助材料吸入中空纖維空腔中，適用的功能材料和輔助材料種類及能灌注的纖維長度有限。在本發(fā)明提出的方法中，使用的中空纖維是采用物理或光化學的方法，如中國專利(專利號97114324.2，2001年1月27日)，進行局部“干法”致孔或開口處理，無須進行灌注前的清洗工序；灌注過程中中空纖維只有局部處與由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體接觸，中空纖維的大部分表面保持“潔凈”，無須對全部的纖維進行清洗就可得到成品或進行后續(xù)的物理或化學處理，并且灌注過程可在較大的溫度范圍內(nèi)進行，適合更多種類的功能材料與中空纖維復合；另一方面，本發(fā)明提出的方法中采用了加壓和抽真空的方法，與芯吸法相比是一種“主動”的灌注方法，可灌注粘度更高的液體或膠體，灌注的纖維長度更長。
本發(fā)明的目的是提供一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維的制備方法，可將多種功能材料，如無機功能材料、有機功能材料、各種生化制劑、生物活性材料、各種藥物及香料與中空纖維復合制備多種功能纖維。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維的制備方法，其特征在于(a)、所用纖維是局部纖維壁中具有通孔的中空纖維長絲或兩端具有開口的中空纖維絲段，中空纖維長絲中纖維壁中具有通孔的相鄰的局部延纖維軸向之間的距離或中空纖維絲段的長度為0.1米至100米；(b)、所用灌注材料是由功能材料和輔助材料或無輔助材料組成的液體或膠體；(c)、將(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的纖維壁中有通孔的局部部分或中空纖維絲段兩端開口部分用密封膠分別密封于彼此不相連通的容器中；(d)、在(c)所述的容器中選擇部分容器加入(b)所述的灌注材料，其它容器空置，使得(a)所述的中空纖維長絲中兩相鄰的纖維壁中有通孔的局部部分或中空纖維絲段兩端開口部分分別處在加有(b)所述的灌注材料的容器中和空置容器中，并使處在加有灌注材料的容器中的中空纖維的通孔或開口部分完全浸沒在(b)所述的液體或膠體之中；(e)、采用壓縮氣體，如壓縮空氣，給(d)所述的加有灌注材料的容器加壓，同時或不同時給(d)所述的空置容器抽真空，在(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的有通孔的局部之間的纖維段兩端或中空纖維絲段的兩端產(chǎn)生壓力差；使(b)所述的液體或膠體灌入(a)所述的中空纖維的空腔中，形成芯殼結(jié)構(gòu)的纖維；(f)、可對(e)所述的灌注好的處在(c)所述的容器之外的芯殼結(jié)構(gòu)纖維直接進行物理或化學處理或者毋須處理，或?qū)⒎馊肴萜髦信c灌注材料和密封膠接觸的局部清洗后，對中空纖維整體進行物理或化學處理或者毋須處理，獲得芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維。
本發(fā)明涉及的技術(shù)方案中，采用適當種類的密封膠和封裝方式，灌注過程可在低于所用中空纖維的熔點溫度或低溫條件下進行；一般來說，液體或膠體的粘度是隨溫度的升高而降低的，在較高的溫度條件下進行灌注，可使灌注速度加快或使某些需加熱才能熔化或液化的特殊功能材料與中空纖維復合；另一方面，某些在常溫、常壓條件下是氣態(tài)的功能材料在低溫條件下液化后可采用本發(fā)明技術(shù)與中空纖維復合；同時，在本發(fā)明提出的技術(shù)方案中，灌注過程中和灌注完成后，只有處于容器中的少部分中空纖維直接與所述的密封膠及液體或膠體接觸，大部分中空纖維處在容器外，并且表面保持“潔凈”，可直接進行諸如熱處理、冷凍干燥、表面涂層、微波處理及二次復合等后續(xù)的物理或化學處理，適合更多種類的功能材料與中空纖維復合；灌注完成后可依據(jù)實際需要對處于容器內(nèi)的少部分纖維進行清洗，或無需清洗，截取處于容器外的纖維進行后續(xù)處理，或無需處理獲得成品；選擇適當?shù)姆庋b形式可實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖1是采用本發(fā)明技術(shù)對局部纖維壁中有通孔的單根中空纖維長絲進行功能材料灌注加工，制備芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維的原理示意圖。
圖1中1是中空纖維，1’是中空纖維長絲局部纖維壁中的通孔，如所用的中空纖維是兩端具有開口的中空纖維絲段，則圖1中1’是中空纖維絲段端部的開口；一般來說，所述中空纖維長絲局部纖維壁中的通孔比中空纖維絲段端部的開口要小，但均可采用于本發(fā)明提出的技術(shù)進行灌注。圖1中2是加壓容器；2’是抽真空容器；3是將部分中空纖維段封入加壓容器中的密封膠；3’是將部分中空纖維段封入抽真空容器的密封膠；4是壓縮氣體入口；4’是抽真空的氣體出口；5是由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體；6是加料或取料的入口或出口。按圖1所示的方式，用密封膠3和3’將局部纖維壁中具有通孔的中空纖維長絲或兩端具有開口的中空纖維絲段封入加壓容器2和抽真空容器2’中；在加壓容器2中加入事先配制好的由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體5，并使處在該容器內(nèi)的中空纖維有通孔的局部或兩端的開口部分在灌注過程中完全浸沒在所述的液體或膠體中；用壓縮氣體給加壓容器2加壓，同時或不同時給抽真空容器2’抽真空，使所述的液體或膠體經(jīng)由所述中空纖維1的局部纖維壁中的通孔或端部的開口，灌注進中空纖維的空腔中；對處在容器2和2’之外的纖維部分進行物理或化學處理，或不經(jīng)處理即可得到芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維；按圖1所示的原理，重復設(shè)置灌注加工單元或采用其它封裝形式可進行批量生產(chǎn)。
本發(fā)明涉及的中空纖維可以是丙綸、滌綸、錦綸或其它材料制備的中空纖維，包括單孔或多孔中空纖維，可是單絲或復絲；包括處在單一或多種類纖維集合體或纖維制成品及其它材料中的中空纖維；中空纖維的皮層材料組成中可以包含為改善纖維性能或為其它目的而加入的各種有機或無機添加劑組份，如抗靜電劑、熒光增白劑、紫外光穩(wěn)定劑、阻燃劑、著色劑以及納米或其它尺寸的有機或無機顆粒材料等；皮層外表面可以是光滑的，也可以是具有一定規(guī)則的幾何形態(tài)或無規(guī)則的幾何形態(tài)；中空纖維長絲中局部纖維壁中的通孔或絲段兩端的開口可以采用各種物理或化學的方法產(chǎn)生，以“干法”處理較為適合，如美國專利(U.S.Patent，5538735，1996年7月23日)和中國專利(專利號97114324.2，2001年1月27日)提出的方法可應(yīng)用于本發(fā)明技術(shù)方案中進行中空纖維長絲的局部纖維壁開孔或絲段兩端開口，實際過程中也可以采用其它技術(shù)。各種尺寸的空腔孔徑、皮層厚度及外徑的中空纖維經(jīng)過所述的開孔或開口處理后，均可采用本發(fā)明提出的技術(shù)方案進行灌注復合，制備芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維。
本發(fā)明涉及的功能材料包括可用物理或化學方法處理成液體或膠體的無機功能材料、有機功能材料、生物活性材料、生化制劑以及藥物和香料等，如各種功能性色素、場反應(yīng)材料、生物酶及細胞、西藥及中藥提純制劑、動植物提純油精等；可以同時使用一種或一種以上的功能材料。
本發(fā)明涉及的輔助材料包括有助于功能材料性能發(fā)揮、有助于應(yīng)用本發(fā)明方案進行功能纖維制備并能溶解或乳化所用功能材料或能與功能材料共溶的有機或無機材料及生物活性材料，如各種溶劑、表面活性劑、聚合物單體、高分子聚合物、引發(fā)劑、催化劑、功能性助劑以及有機或無機填料等。依據(jù)制備功能纖維種類的不同，輔助材料的作用在于作為功能材料的溶劑，使功能材料液化或乳化；作為填充或骨架材料將功能材料固定在中空纖維的空腔中；作為載體溶劑，在同功能材料一起被灌入纖維空腔后，通過物理或化學的方法可被移去；作為功能材料的保護成分，保護功能材料的性能在功能纖維的制備、儲存和應(yīng)用過程中不被影響或破壞；還可作為功能材料性能發(fā)揮的促進劑或“開關(guān)”成分等。一般來講，實施本發(fā)明技術(shù)方案制備功能纖維，需用一種或一種以上的輔助材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案中，將中空纖維局部密封于容器內(nèi)的密封膠是各種天然或合成的密封膠，可以是反應(yīng)型密封膠、溶液型密封膠、乳液型密封膠、熱熔型密封膠或增塑糊型密封膠。一般來說，要求密封膠在纖維之間及纖維與容器封口處的材料之間形成良好的密封，同時還應(yīng)具有較好的耐溶劑、耐酸堿和耐油性能。在制備不同種類功能纖維的過程中，由于所用中空纖維的種類、功能材料和輔助材料性質(zhì)、灌注所需壓力以及封裝方法的不同，對所用密封膠的性能要求差異很大，可依據(jù)實際需要選擇使用，并且用于密封如圖1所示的加壓容器和抽真空容器的密封膠可以相同或不相同。
本發(fā)明提出的技術(shù)方案中，由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體是在中空纖維長絲中兩相鄰纖維壁有通孔的局部之間或中空纖維絲段兩端開口之間的壓力差作用下被灌注進中空纖維空腔之中的。按流體力學的原理，當液體流速較低，液體流經(jīng)圓形毛細管的壓力損失可按Hagen-Poiseuille公式計算ΔP＝8LQη /AR2………(1)公式(1)中，ΔP表示毛細管兩端流體的壓力差，L表示液體流過的毛細管長度，Q表示單位時間的流量，η表示流體粘度系數(shù)，R表示毛細管內(nèi)腔半徑，A表示毛細管截面面積。由公式(1)可推導出流體流經(jīng)長度為L圓形毛細管所需時間為t＝4ηL2/ΔPR2………(2)本發(fā)明涉及的中空纖維可近似視為毛細管，當所灌注的中空纖維長度和空腔內(nèi)徑尺寸確定時，灌注的液體或膠體的粘度系數(shù)為已知，選擇適當?shù)墓嘧毫Σ?，可由公?2)預測所需的灌注時間。公式(2)表明，在實施本發(fā)明方案時，可通過采用適當種類的密封膠和密封方式，增強密封效果，提高灌注壓力差的方法，或通過選擇適當?shù)妮o助材料和適當提高整個灌裝系統(tǒng)的溫度，降低灌注的液體或膠體的粘度的方法，提高灌注速度。
在本發(fā)明涉及的技術(shù)方案中，還包括采用適當?shù)姆庋b方式，可對整個灌裝系統(tǒng)進行升溫或降溫處理，使某些需加熱才能熔化或液化的特殊功能材料或某些在常溫、常壓條件下是氣態(tài)的功能材料在低溫條件下液化與中空纖維復合。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
實施例1芯殼結(jié)構(gòu)型熒光纖維制備步驟1采用中國專利(專利號97114324.2，2001年1月27日)公開的方法或其它局部制孔的方法，在中空度為259％的100D/24F滌綸中空纖維長絲中按3米長度的間隔選擇3處進行局部致孔處理，孔徑約為0.5微米～2微米，致孔區(qū)域長度約為0.2厘米～0.5厘米，并將20至50根處理過的長絲按致孔區(qū)域?qū)R的要求排列整齊，作為絲束樣品備用；步驟2將30份的工業(yè)明膠和30份的甘油溶于75份溫度為60℃的溫水中，并保溫在50℃至60℃，作為密封膠備用；步驟3用步驟2制備的密封膠備將步驟1準備好的中空纖維絲束的3個致孔區(qū)域及相鄰約15厘米的纖維段依次封入3個大小適當?shù)娜萜髦?，使中空纖維的致孔區(qū)域露出容器內(nèi)一側(cè)的密封膠面約10厘米，埋入密封膠中約5厘米，并讓密封膠冷卻至室溫；步驟4依據(jù)容器的大小，量取適當體積的二丙烯酸三乙二醇酯，并按其重量比例加入3％～6％的安息香乙醚和0.01％～0.1％，最好是0.059％～0.089％的羅丹明640熒光染料，待加入的安息香乙醚和染料完全溶解后得到由功能染料和輔助材料組成的液體；步驟5將制備的液體移入步驟3準備的3個容器中居中的容器內(nèi)，并使封入該容器中的中空纖維開孔部分在灌注過程中始終浸沒在液體的液面之下，另外兩容器空置；步驟6用壓縮空氣給裝有液體的容器加壓，逐步升高壓力至2×105帕斯卡，同時在兩空置的容器中連續(xù)不斷地抽真空，并保持加壓和抽真空約40分鐘，觀察到抽真空的容器內(nèi)中空纖維的開孔處有液體滲出時即可降低該容器中的真空度，直至與外界氣壓平衡，再逐步降低加壓容器中的壓力直至與外界氣壓平衡；步驟7將由步驟6灌注好的處于加壓容器和抽真空容器之外的中空纖維絲段貼近主波長為365納米、功率密度為700×10-3瓦特/厘米2的紫外燈照射，照射過程中應(yīng)將復絲排列開，使復絲中的單絲彼此不遮擋，照射約3分鐘即可使灌注在中空纖維空腔中的二丙烯酸三乙二醇酯聚合固化，使熒光染料固定在纖維的芯層，切下被紫外燈照射光固化的部分，獲得芯殼結(jié)構(gòu)型熒光功能纖維絲。所制備的熒光功能纖維在紫外燈的照射下有明顯的紅色熒光效應(yīng)。
實施例2自封閉型釋香纖維制備步驟1重復實施例1中的步驟1、步驟2、步驟3；步驟2依據(jù)容器的大小，按1∶3∶1的體積比例分別量取適量的水仙花油精、玫瑰油及桂花凈油并混合均勻；按所配香料總重量的15％、10％和5％分別量取聚乙烯吡咯烷酮K-15、無水乙醇和甘油混合均勻后加入所配香料中并充分混合得到由香料和無水乙醇等輔助材料組成的待灌注液體；步驟3重復實施例1中的步驟5和步驟6；步驟4將灌注好的纖維絲段切下，并可按照釋香時間長短的要求不同將其切成不同長度，形成具有催眠功能的釋香纖維，并可直接與其它紡織品復合形成最終產(chǎn)品。由于在釋香過程中隨著香料和乙醇的揮發(fā)，纖維空腔中的固份比例不斷擴大，纖維自行封閉，釋香速度越來越慢，由此可通過調(diào)整加入填料的種類和比例改變釋香纖維的控制釋放特征。
實施例3鹽酸可樂定釋藥功能纖維制備步驟1重復實施例1中的步驟1、步驟2、步驟3；步驟2依據(jù)容器的大小，量取一定體積的無水乙醇，并按其重量的5％和60％分別量取聚乙烯吡咯烷酮K-15和鹽酸可樂定溶于其中，制得藥物和輔助材料組成的待灌注液體；步驟3重復實施例1中的步驟5和步驟6；步驟4將灌注好的纖維絲段切下，可按照釋藥速度和時間長短的要求不同將其切成不同長度，制備成外用透皮吸收降壓藥物劑型；在使過程中人體皮膚排出的水份不斷地將中空纖維芯層中的鹽酸可樂定經(jīng)纖維的兩端開口和纖維壁溶出，透過皮膚進入人體，達到治療的目的?？梢酝ㄟ^改變輔助材料的成份、用量和纖維的幾何尺寸或經(jīng)必要的后處理十分方便地調(diào)節(jié)中空纖維藥物釋放劑型的控釋參數(shù)。
實施例4固化型釋香纖維制備步驟1采用美國專利(U.S.Patent，5538735，1996年7月23日)公開的方法或其它方法，將中空度為25％的100D/24F滌綸中空纖維長絲切成長度為3米的中空纖維絲段，取20至50根切好的絲段按兩端對齊的要求排列整齊，作為絲束樣品備用；
步驟2取適量的EVA28/250(乙烯-醋酸乙烯共聚物)與普通石蠟按5∶1的比例在120℃的條件下熔融混合形成的粘結(jié)劑，并保溫在90℃作為密封膠備用；步驟3用步驟2制備的密封膠備將步驟1準備好的中空纖維絲束的兩端約15厘米的纖維段分別封入兩個大小適當?shù)娜萜髦校怪锌绽w維絲束的兩端露出容器內(nèi)一側(cè)的密封膠面約10厘米，埋入密封膠中約5厘米，并讓密封膠冷卻至室溫；步驟4依據(jù)容器的大小，量取一定體積的薰衣草油，并按其重量的5％和15％分別量取甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯與之充分混合，在混合液中加入甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯合計重量6％的安息香乙醚并待其完全溶解，得到由香料和輔助材料組成的待灌注液體；步驟5將制備的液體移入步驟3準備的兩個容器中的任一個容器內(nèi)，并使封入該容器中的中空纖維絲束的開口部分在灌注過程中始終浸沒在液體的液面之下；另一容器空置；步驟6用壓縮空氣，給裝有液體的容器加壓，逐步升高壓力至3×105帕斯卡，同時給另一空置的容器連續(xù)不斷地抽真空，并保持加壓和抽真空約50分鐘，觀察到抽真空的容器內(nèi)中空纖維的端部開口處有液體滲出時即可降低容器中的真空度，直至與外界氣壓平衡，再逐步降低加壓容器中的壓力直至與外界氣壓平衡；步驟7將由步驟6灌注好的、封于加壓容器和抽真空容器之外中空纖維絲段貼近主波長為365納米、功率密度為700×10-3瓦特/厘米2的紫外燈照射，照射過程中應(yīng)將復絲排列開，使復絲中的單絲彼此不遮擋，照射約5分鐘使灌注在中空纖維空腔中的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯聚合形成多孔膠狀體，實現(xiàn)香料和輔助材料的相分離，截取處理好中空纖維絲段，獲得薰衣草香型的釋香功能纖維絲。由于所制備的釋香纖維芯層中的多孔膠狀體是不溶于水，香料被吸附在多孔膠狀體中，釋香時間比實施例2所制備的釋香纖維更長，由此可通過選擇不同的輔助材料制備長效型釋香纖維。
實施例5光致變色功能纖維制備步驟1重復實施例4中的步驟1、步驟2、步驟3；步驟2依據(jù)容器的大小，量取一定體積的甲基丙烯酸甲酯，并按其重量的2％和0.1％的比例稱取1′，3′，3-三甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并砒喃-2，2′-二氫吲哚]和偶氮二異丁腈分別溶于其中，得到由光致變色功能材料和輔助材料組成的待灌注液體；步驟3重復實施例4中的步驟5和步驟6；步驟4將由步驟3灌注好的、封于加壓容器和抽真空容器之外中空纖維段切下并立即用加熱的方法使絲段兩端的切口熱熔封閉，放入溫度為60℃的烘箱中加熱40分鐘，再將烘箱溫度提高到90℃加熱60分鐘；或不切下中空纖維絲段，在絲段兩端的容器中保持相同的壓力，同時用表面溫度控制在90℃的加熱平板加熱灌注好的絲段約90分鐘，即可得到芯殼結(jié)構(gòu)型光致變色功能纖維。制備的光致變色功能纖維在紫外燈的下近距離照射10秒～20秒后由白色變?yōu)樯钭霞t色，在暗處放置2小時或經(jīng)加熱后會消色，并可重復顯色。
權(quán)利要求
1.一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)，其特征在于(a)、所用纖維是局部纖維壁中具有通孔的中空纖維長絲或兩端具有開口的中空纖維絲段，中空纖維長絲中纖維壁中具有通孔的相鄰的局部延纖維軸向之間的距離或中空纖維絲段的長度為0.1米至100米；(b)、所用灌注材料是由功能材料和輔助材料或無輔助材料組成的液體或膠體；(c)、將(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的纖維壁中有通孔的局部部分或中空纖維絲段兩端開口部分用密封膠分別密封于彼此不相連通的容器中；(d)、在(c)所述的容器中選擇部分容器加入(b)所述的灌注材料，其它容器空置，使得(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的纖維壁中有通孔的局部或中空纖維絲段兩端開口分別處在加有(b)所述的灌注材料的容器中和空置容器中，并使處在加有灌注材料的容器中的中空纖維長絲的纖維壁中有通孔的部分或中空纖維絲段的端部開口部分完全浸沒在(b)所述的液體或膠體之中；(e)、用壓縮氣體給(d)所述的加有灌注材料的容器加壓，同時或不同時給(d)所述的空置容器抽真空，在(a)所述的中空纖維長絲中相鄰的有通孔的局部之間的纖維段兩端或中空纖維絲段的兩端產(chǎn)生壓力差；使(b)所述的液體或膠體灌入(a)所述的中空纖維的空腔中，形成芯殼結(jié)構(gòu)的纖維；(f)、可對(e)所述的灌注好的處在(c)所述的容器之外的芯殼結(jié)構(gòu)纖維直接進行物理或化學處理或者毋須處理，或?qū)⒎馊肴萜髦信c灌注材料和密封膠接觸的局部清洗后，對纖維整體進行物理或化學處理或者毋須處理，獲得芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的中空纖維可以是丙綸、滌綸、錦綸或其它材料制備的中空纖維，包括單孔或多孔中空纖維，可是單絲或復絲；包括處在單一或多種類纖維集合體或纖維制成品及其它材料中的中空纖維；中空纖維的皮層材料組成中可以包含為改善纖維性能或為其它目的而加入的各種有機或無機添加組份；皮層外表面可以是光滑的，也可以是具有一定規(guī)則的幾何形態(tài)或無規(guī)則的幾何形態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的功能材料包括可用物理或化學方法處理成液體或膠體的無機功能材料、有機功能材料、生物活性材料、生化制劑以及藥物和香料等，如各種功能性色素、場反應(yīng)材料、生物酶及細胞、西藥及中藥提純制劑、動植物提純油精等，可以同時使用一種或一種以上的功能材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的輔助材料包括有助于功能材料性能發(fā)揮、有助于應(yīng)用本發(fā)明方案進行功能纖維制備并能溶解或乳化所用功能材料或能與功能材料共溶的有機或無機材料及生物活性材料，如各種溶劑、表面活性劑、聚合物單體、高分子聚合物、引發(fā)劑、催化劑、功能性助劑以及有機或無機填料等，可以同時使用一種或一種以上的輔助材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用密封膠是各種天然或合成的密封膠，可以是反應(yīng)型密封膠、溶液型密封膠、乳液型密封膠、熱熔型密封膠或增塑糊型密封膠等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的灌注過程可以在低于所用中空纖維的熔點溫度或低溫條件下進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述的灌注過程完成后，大部分中空纖維的表面與密封膠和灌注材料沒有接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維制備技術(shù)，采用向中空纖維空腔中灌注由功能材料和輔助材料組成的液體或膠體的方法，制備芯殼結(jié)構(gòu)型功能纖維，其特征在于灌注過程中和灌注完成后，中空纖維的大部分外表面與液體或膠體沒有接觸，無需清洗處理就可進行后續(xù)的物理或化學處理工序或直接應(yīng)用，并且灌注過程可在較大的溫度范圍內(nèi)進行，適合更多種類的功能材料與中空纖維復合，可制備更多種類的功能纖維，并可實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
文檔編號D01D5/34GK1511979SQ0214975
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者龔文忠 申請人:龔文忠