[發明專利]用于制造微纖維、線和絲的腔-微纖維、方法和裝置

在審

• 申請號: 201680088704.6
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN109891009A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 田野;王立秋
• 申請（專利權）人: 香港大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D5/247;D01F9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初明明;黃希貴

一種用于制造微纖維的方法，包括將分散相流體引入到連續相流體中以形成組合流體，其中所述組合流體包括在連續相流體中的分散相流體氣泡或分散相流體液滴，和紡織所述組合流體以形成腔?微纖維。所述微纖維具有腔和非均勻的質地。

發明領域

本發明涉及新的微纖維、線和絲。更具體地，本發明涉及用于制造具有腔和非均勻結構的微纖維、線和絲的新裝置和方法。

發明背景

微纖維可以是長、薄、柔性和中空的且可以包括腔。微纖維已經吸引在不同領域中廣泛應用的關注，包括生物醫學工程、組織工程、化學工程、信息技術、生物材料和傳感器技術。因此，對新類型的微纖維，以及用于形成不同類型的微纖維的方法和裝置，總是存在興趣。

發明概述

本發明的實施方案包括新的微纖維、線和絲，以及用于制造這樣的新微纖維、線和絲的方法和裝置。更具體地，本發明的實施方案包括用于制造具有腔和非均勻質地的微纖維、線和絲(即，腔-微纖維)的裝置和方法。

本發明的一個實施方案包括一種用于制造微纖維的方法，包括將分散相流體引入到連續相流體中以形成組合流體，其中所述組合流體包括在連續相流體中的分散相流體氣泡或分散相流體液滴；和紡織所述組合流體以形成腔-微纖維。紡織可以包括迫使所述組合流體通過通道或孔，在通道中凝固所述組合流體，或濕紡方法。纖維可以通過在空氣中干燥，通過浸沒在固化浴中，通過UV固化，通過熱固化或其它固化方法來固化。腔-微纖維然后可以在一個容器中收集或纏繞在桿或其它設備上。分散相流體可以使用在包含連續相流體的流的第二管內的具有孔的第一管(或注射器)引入到連續相流體。連續相流體流速可以為0.1 mL/h至5.6 mL/h、0.3 mL/h至2.8 mL/h或0.6 mL/h至1.4 mL/h。分散相流體可以是氣體或液體，且其可在各種壓力下提供以產生具有不同性質的腔-微纖維。例如，分散相流體的壓力可以是0.0 atm至0.7 atm、0.1 atm至0.6 atm、0.2 atm至0.5 atm、0.0 atm至0.1atm、0.1 atm至0.2 atm、0.2 atm至0.3 atm、0.3 atm至0.4 atm、0.4 atm至0.5 atm或0.6atm至0.7 atm。

本發明的其它實施方案包括用于制造腔-微纖維的裝置。根據本發明的一個實施方案的用于制造腔-微纖維的裝置可包括連接到第一壓力源并具有第一孔的第一管、在第一管內的具有第二孔的第二管和連接到所述第二管的第二壓力源。該裝置還可以包括適合于容納固化流體以固化腔-微纖維的第一容器、適合于收集腔-微纖維的第二容器和適合于收集腔-微纖維的輥。

附圖簡述

圖1是根據本發明的一個實施方案的用于腔-微纖維制造的微流體設備的圖像。

圖2是顯示根據本發明的一個實施方案的腔-微纖維的制造的圖像。

圖3a、3c、3e和3g是通過本發明的實施方案產生的腔-微纖維的圖像。圖3b、3d、3f和3h是分別對應于圖3a、3c、3e和3g的腔-微纖維的水合腔-微纖維的圖像。圖3i、3j和3k是在不同放大水平下的脫水腔-微纖維的圖像。

圖4a-f是腔-微纖維的SEM圖像。

圖5是說明連續相流體流速對微纖維直徑的影響的圖。

圖6是說明不同類型的腔-微纖維如何作為Cao (連續相的毛細管數)和Pr (分散相流體氣體的壓力除以標準大氣壓)的函數而形成的圖。

圖7顯示由本發明的實施方案產生的不同類型的腔-微纖維。

圖8是顯示在0.6 mL/h的連續相流體流速下分散相流體壓力對氣體氣泡、水合腔-微纖維的結和脫水腔-微纖維的結的體積的影響的圖。

圖9是顯示在0.6 mL/h的連續相流體流速下分散相流體壓力對氣泡、水合腔-微纖維的結和脫水腔-微纖維的結之間的距離的影響的圖。