[發明專利]用于形成空心纖維和空心纖維束的方法

無效

• 申請號: 201080060708.6
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102695554A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: J·P·蒙托亞
• 申請（專利權）人: 梅達雷公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D69/08
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 邵靜玥;楊勇

相關申請的引用

該美國發明專利申請要求享有于2009年11月8日提交的美國臨時專利申請No.61/259,191的優先權，該美國臨時專利申請的全部內容通過引用納入本文。

背景技術

不同材料的空心纖維或微管可被用于許多應用，取決于空心纖維材料的性質。如果空心纖維的壁是可滲透的，則所述空心纖維可被用在物質（mass）傳輸設備中；如果空心纖維的壁是導熱性的，則所述空心纖維可被用作熱傳輸設備。由于空心纖維是小的，它們的薄壁對所述空心纖維內外之間的熱傳輸和物質傳輸幾乎沒有構成妨礙。通過將多個空心纖維密集地集束成小包裝，可實現將用于熱傳輸和物質傳輸的大表面區域包裝在相對小的體積中。用于熱傳輸和物質傳輸的空心纖維束的實例包括市售的血液充氧機，其包括：物質傳輸部分，其具有氣體可滲透的空心纖維；以及熱傳輸部分，其具有導熱的中空纖維。

蒙托亞（Montoya）的于2005年7月5日提交的美國再頒專利申請No.11/175,104（現為RE?41,870，于2010年10月26日頒證）描述了一種用于使用可溶性芯形成空心纖維束的方法。這個申請的全部內容通過引用納入本文，因為其中的一些方法和描述可能在本申請中有用，或者可能與本申請結合起來有用。當空心纖維的直徑與纖維束的長度的比值變得非常小時，實踐該在先申請中的方法可變得耗時，因為通過小直徑和長通道將溶解的支撐材料去除變得愈來愈慢。此外，還有一些應用，其中在得到的空心纖維中不期望有支撐材料或溶劑的潛在痕量殘余。為了克服這些限制，提供了包括下述步驟的用于形成空心纖維束的下述方法。

發明內容

本發明提供了改進的用于形成空心纖維的方法。根據一個實施方案，該方法包括如下步驟：提供細長的（elongated）柔性的基本連續的支撐纖維，所述支撐纖維具有外表面。用空心纖維材料覆蓋所述支撐纖維的外表面。將空心纖維材料覆蓋層固化或硬化在所述外表面上，以在所述支撐纖維的外表面上形成基本連續和均勻的覆蓋層。所述覆蓋層具有與所述支撐纖維的外表面相鄰的內表面。在所述支撐纖維的外表面與限定在其上的覆蓋層的內表面之間建立間隙。將已覆層的支撐纖維切割成多個纖維段，每個纖維段都具有曝露的端部。將所述支撐纖維段從所述覆蓋層去除，以提供多個空心纖維。

在一些實施方案中，切割步驟在間隙建立步驟之前執行；而在另一些實施方案中，間隙建立步驟在切割步驟之前執行。

所述支撐纖維的外表面具有外部尺寸（dimension），且所述覆蓋層的內表面具有內部尺寸。在一些實施方案中，在所述支撐纖維的外表面與所述覆蓋層的內表面之間建立間隙的步驟是用從如下組中選擇的至少一個用于建立間隙的方法實現的：膨脹已固化的覆蓋層，以增大所述內部尺寸；收縮所述支撐纖維，以減小所述外部尺寸；以及使用加壓流體在所述支撐纖維的外表面與所述覆蓋層的內表面之間進行滲透。

在一些實施方案中，間隙建立步驟包括：通過將已固化的覆蓋層曝露于能使已固化的覆蓋層膨脹的物質（substance），來使已固化的覆蓋層膨脹，從而擴張已固化的覆蓋層，由此增大所述覆蓋層的內部尺寸。所述物質可包括二甲苯（xylene）或甲苯（toluene）。該方法還可包括蒸發所述能使已固化的覆蓋層膨脹的物質的步驟。

在一些實施方案中，間隙建立步驟包括：收縮所述支撐纖維，使得所述支撐纖維的外部尺寸減小。這個收縮步驟是用收縮方法實現的。一個收縮方法包括：提供具有隨溫度而膨脹的外部尺寸的支撐纖維，所述支撐纖維在被所述空心纖維材料進行覆蓋期間處于第一溫度，且所述支撐纖維對于建立所述間隙處于較低的第二溫度。該方法還包括將所述支撐纖維從所述第一溫度冷卻到所述第二溫度。第二個收縮方法包括：提供由熱收縮性材料制成的支撐纖維，以及加熱所述支撐纖維以減小所述外部尺寸。第三個方法包括：相對于所述外覆蓋層拉伸（stretch）所述支撐纖維，由此減小所述外部尺寸。

在本發明的一些實施方案中，間隙建立步驟包括：使用加壓流體在所述支撐纖維的外表面與已固化的覆蓋層的內表面之間進行滲透。所述流體包括低表面張力、低粘性的潤滑劑。所述流體可以是異丙醇（isopropyl?alcohol）。該方法還可包括在間隙建立步驟期間向已固化的覆蓋層施加至少局部真空（backing）的步驟。該方法還可包括使用導致所述覆蓋層膨脹的流體的步驟。

在一些實施方案中，將支撐纖維去除的步驟包括用所述流體將所述支撐纖維推出已固化的覆蓋層。