高表面积纤维及其制造方法技术

提供有一种高表面积纤维及其制造方法。所述高表面积纤维包括沿纵向中心轴延伸的内部纤维。内部纤维具有多个腿，所述腿以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸。所述腿中的每一个都径向延伸远离中心轴至第一峰。第一通道以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地形成于相邻的腿之间。所述腿的至少其中一些具有从其横向向外延伸的突出物。所述突出物以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求提交于2013年9月13日的美国临时专利申请序列No.61/877,727以及提交于2014年9月12日的美国实用申请序列No.14/484,369的优先权，其通过全文引用并入本申请。
技术介绍
1.
本专利技术通常涉及具有高表面积的纤维以及涉及其制造方法。2.相关技术传统上，圆形纤维用于纺织领域中。圆形纤维的横截面形状为圆形的。因此，圆形纤维具有最小化的外表面积，为3.14*纤维直径*纤维长度，增大给定长度的圆形纤维的表面积的两种方法为增大其直径，因而会导致纤维占据更大的空间且具有增加的重量，或者在采用相同重量的同时通过采用许多小的圆形纤维增大表面积。这就是纳米纤维或静电纺丝技术的优势所在。在给定体积的情况下，纤维越小，表面积就越大，这进而又提供了更好的过滤效果。在许多应用中，空间和重量要严格控制，从而需要使用具有尽可能最高表面积的纤维。已知相对于圆形纤维非圆纤维具有增大的表面积。这种纤维具有多个纵向延伸的腿(leg)，每个腿从纤维的中心轴径向向外延伸，形成纤维表面上的纵向延伸通道。尽管已知的腿为纤维提供了增大的表面积，改进了过滤、声音和流体吸收以及毛细管作用，根据本专利技术的进一步改进显著增大了纤维的表面积，从而显著提升了其过滤、声音和流体吸收特性。小直径纤维通常为“海中岛屿(islandsinthesea)”设计。这是许多一种材料制成的小纤维在另一种牺牲材料(sacrificialmaterial)内挤出的位置，这样，一旦外部的牺牲材料被冲洗掉，留下的就是许多单个的小直径纤维。这实现了冷却时封装的多个待伸展纤维但仍然保持其内部形状，但是实现了制造较小直径的单个纤维。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供有一种高表面积纤维。所述高表面积纤维包括沿纵向中心轴延伸的内部纤维。内部纤维具有多个腿，所述腿以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸。所述腿中的每一个都径向延伸远离中心轴至第一峰。第一通道形成于相邻的腿之间。第一通道以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸。所述腿的至少其中一些具有从其横向向外延伸的突出物。所述突出物以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸。根据本专利技术进一步的方面，每个腿具有相对的第一侧面，其中所述相对的第一侧面中的每一者都具有多个从其横向向外延伸的突出物。根据本专利技术进一步的方面，每个腿的相对的侧面朝向其各自的峰收缩。根据本专利技术进一步的方面，每个突出物延伸至第二峰，其中所述突出物的每一个具有相对的第二侧面，朝向其各自的第二峰收缩。根据本专利技术进一步的方面，内部纤维采用第一材料形成，与中心轴重合延伸，外部护套与内部纤维分开，其采用第二材料形成，封装第一材料，其中第一和第二材料不同。根据本专利技术进一步的方面，第二材料在溶剂中可溶解。根据本专利技术进一步的方面，第二材料可提供为在水中溶解。根据本专利技术进一步的方面，提供有一种制造高表面积纤维的方法。所述方法包括挤出内部纤维，所述内部纤维具有纵向中心轴和多个腿，所述腿以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸，所述腿中的每一个都径向延伸远离中心轴至第一峰。以在相邻的腿之间形成第一通道，其中第一通道以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸。所述方法进一步包括与腿同时挤出突出物，所述突出物从所述腿的至少其中一些横向向外延伸且以通常相互之间平行的关系以及与中心轴平行地纵向延伸，以形成相邻的突出物之间的第二通道。所述方法进一步包括围绕内部纤维采用不同于第一材料的第二材料共同挤出外部护套，这样，外部护套至少部分填充第一和第二通道。根据本专利技术进一步的方面，所述方法进一步包括挤出每个具有相对的第一侧面的腿，以及挤出多个从所述相对的第一侧面中的每一个向外延伸的突出物。根据本专利技术进一步的方面，所述方法进一步包括挤出每个腿的相对的侧面，所述相对的侧面朝向峰收缩。根据本专利技术进一步的方面，所述方法进一步包括挤出每个延伸至第二峰的突出物，以及挤出具有朝向第二峰收缩的相对的第二侧面的突出物中的每一个。根据本专利技术进一步的方面，所述方法进一步包括提供在溶剂中可溶解的第二材料。根据本专利技术进一步的方面，所述方法可进一步包括提供在水中可溶解的第二材料。附图说明当结合以下优选实施例及最佳方式、所附权利要求和附图的具体说明考虑时，本专利技术的这些和其它方面、特征以及优势将变得更容易理解，其中：图1为根据本专利技术的一个实施例构造的一种高表面积纤维的透视视图；图2A为通常沿图1中的直线2-2取的截面图；图2B为类似于图2A的视图，其中挤出纤维的外部护套已溶解；图3A为根据本专利技术的另一实施例构造的一种纤维的类似于图2A的截面图；图3B为类似于图3A的视图，其中挤出纤维的外部护套已溶解；图4为图2B的纤维的部分放大视图；图5为图3B的纤维的部分放大视图；以及图6为根据本专利技术的另一方面构造的多个高表面积纤维的部分透视图，所示为其在牺牲护套内共同挤出。具体实施方式更具体地参照附图，图1所示为根据本专利技术构造的一种高表面积单纤维，以下称为纤维10。纤维10可根据需要形成为具有任意合适的连续长度和直径。纤维10包括连续的内部纤维11，其沿纵向中心轴12纵向延伸。内部纤维11具有多个腿14，所述腿以通常相互之间平行的关系以及与中心轴12平行地纵向延伸。腿14中的每一个以分支的方式径向向外延伸远离内部纤维11的中心主体16，且从而远离中心轴12至第一峰18。在腿14以相互平行的关系延伸的情况下，多个连续的第一通道20由腿14形成，其中通道20中的每一个在相邻的腿14之间形成为连续的凹部。因此，第一通道20以通常相互之间平行的关系以及还与中心轴12平行地延伸。至少腿14中的一些，此处所示为腿14中的每一个，具有细长的脊部(ridge)，也称为凸角(lobe)、脊部、指状物、突出部或臂22，从腿14横向向外延伸出来。臂22中的每一个径向向外延伸至第二峰24。臂22以通常相互之间平行的关系以及与中心轴12平行地连续纵向地延伸，且因此在相邻的臂22之间形成连续的第二通道26。内部纤维11的纵向延伸的腿14和臂22为内部纤维11提供相较于圆柱形单纤维丝增大的表面积，这进而提升了当机织(woven)、针织(knit)、编织(braided)或以其它方式形成织物时纤维10过滤和吸收声音和/或流体的能力。因此，采用纤维10形成的织物，不论纤维10是通过机织、针织或编织进行交织的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高表面积纤维，包括：沿纵向中心轴延伸的细长内部纤维，所述内部纤维具有多个细长的腿，所述腿以通常相互之间平行的关系以及与所述中心轴平行地纵向延伸，所述腿中的每一个都从所述中心轴径向向外延伸至第一峰，所述腿相互之间通过形成于相邻的腿之间的第一通道周向间隔开，所述腿的至少其中一些具有从其横向向外延伸的突出物，所述突出物中的每一个都延伸至第二峰，所述突出物相互之间通过在相邻的突出物之间延伸的第二通道间隔开；以及至少部分填充所述第一和第二通道的外部护套。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.13 US 61/877,7271.一种高表面积纤维，包括：
沿纵向中心轴延伸的细长内部纤维，所述内部纤维具有多个细长的腿，所述腿以通常
相互之间平行的关系以及与所述中心轴平行地纵向延伸，所述腿中的每一个都从所述中心
轴径向向外延伸至第一峰，所述腿相互之间通过形成于相邻的腿之间的第一通道周向间隔
开，所述腿的至少其中一些具有从其横向向外延伸的突出物，所述突出物中的每一个都延
伸至第二峰，所述突出物相互之间通过在相邻的突出物之间延伸的第二通道间隔开；以及
至少部分填充所述第一和第二通道的外部护套。
2.根据权利要求1所述的高表面积纤维，其中所述突出物以通常相互之间平行的关系
以及与所述中心轴平行地纵向延伸。
3.根据权利要求1所述的高表面积纤维，其中每个腿具有相对的第一侧面，所述相对的
第一侧面中的每一者都具有多个从其向外延伸的所述突出物。
4.根据权利要求3所述的高表面积纤维，其中每个腿的所述相对的侧面朝向所述第一
峰收缩。
5.根据权利要求4所述的高表面积纤维，其中每个突出部具有朝向所述第二峰收缩的
相对的第二侧面。
6.根据权利要求1所述的高表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·K·施托德，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US