FR2461032A1 - Procede de preparation de fibres creuses et microporeuses - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE A UN PROCEDE DE PREPARATION DE FIBRES CREUSES ET MICROPOREUSES. SELON L'INVENTION, ON ETIRE AU SOLVANT UNE FIBRE CREUSE ET NON POREUSE COMME PRECURSEUR, AYANT UN DEGRE CONTROLE D'ORIENTATION MOLECULAIRE MESURE PAR BIREFRINGENCE. LE CONTROLE DE L'ORIENTATION DONNE UNE FIBRE CREUSE ET MICROPOREUSE AYANT UN MEILLEUR EQUILIBRE DE RESISTANCE MECANIQUE ET DE PERMEABILITE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA FILTRATION.

Description

I Les fibres creuses et microporeuses sont bien connues dans la technique,

comme le sont les avantages qui peuvent en être dérivés. Par exemple, les fibres creuses et microporeuses possèdent une plus grande aire superficielle par volume unitaire qu'une pellicule plate ou configuration poreuse semblable lors d'un emploi dans un dispositif séparateur. En conséquence, elles sont capables de diminuer les nécessités d'amorçage des dispositifs les employant qui sont utilisés pour la filtration, et dans un grand nombre d'autres cas. Une

faible nécessité d'amorçage est particulièrement impor-

tante pour la séparation du sang humain en plasma et

ses composants cellulaires couramment appelée plasma-

phérèse du sang car les règlements nécessitent qu'il n'y ait pas plus d'environ 500 ml de sang entier en dehors du corps en tout moment donné pendant un processus de plasmaphérèse. Des techniques de centrifugation sont couramment

utilisées pour la plupart des applications plasma-

ph-rétiques. Cependant, ces techniques sont entreprises

sur une base discontinue et présentent plusieurs incon-

vénients en rapport avec le temps de traitement,

l'efficacité de prix et la sécurité.

En conséquence, l'utilisation d'une technologie de filtration sur membrane pour la plasmaphérèse à écoulement continu comme alternative aux techniques centrifuges existantes fait l'objet d'une recherche actuelle. On a observé que quanddU sang s'écoule dans des canaux étroits, comme une fibre creuse, les globules rouges du sang ont tendance à émigrer vers l'axe du trajet, laissant une couche "pauvre en cellules ou globules" au pourtour. Si la paroi du canal est perméable (c'est-à-dire une membrane microporeuse), le plasma peut

être recueilli sans affecter les cellules ou globules.

Dans un tel système, deux forces agissent sur lesglobules. La première est une "force de traînée" qui a

tendance à tirer les globules vers la paroi de filtra-

tion, tandis que la seconde est une "force de répulsion" qui déplace les globules vers l'axe du canal. Si la

force de répulsion, qui est fonction du taux de cisaille-

ment du système, est supérieure à la force de traînée, le contact des globules avec la surface de filtrage

est diminué et le plasma peut être rapidement recueilli.

Afin qu'une fibre creuse et microporeuse soit appropriée pour une utilisation dans des applications de plasmaphérèse, la dimension des pores, la densité des pores, l'épaisseur et la structure de la fibre peuvent être contrôlées pour obtenir la filtration seulement du plasma du sang à un taux acceptable. Cela nécessite que la fibre creuse ait une dimension des pores suffisamment importante pour que les molécules de protéine du plasma puissent traverser la paroi de la fibre tout en étant suffisamment petite pour empêcher le passage des globules du sang. De plus, les propriétés mécaniques d'une fibre creuse et microporeuse doivent être suffisantes pour empêcher une rupture de la paroi de la fibre à la différence de pression à travers la

membrane qui est employée pendant le processus.

En plus des processus de plasmaphérèse, il y a un certain nombre d'autres séparations nécessaires dans certaines opérations industrielles o des membranes à fibres creuses du type envisagé selon la présente

invention peuvent également être avantageusement employées.

Dans toutes ces applications, l'économie du procédé dépend fortement du taux de transport des divers composants à travers la paroi de la fibre et de la capacité de cette paroi à effectuer la discrimination entre les divers composants. En effet, une membrane à fibrescreus6 efficace doit non seulement avoir une forte perméabilité ou taux de transport mais également posséder un fort degré de sélectivité. Les déficiences des fibres creuses selon l'art antérieur sont principalement centrées sur l'incapacité d'obtenir un équilibre acceptable des

proprj&és mécaniques, de la sélectivité et de la perméabi-

lité. Par exemple, les membranes cellulosiques et en polycarbonate possèdent généralement de mauvaises propriétés mécaniques et se rompent relativement facile- ment. Il y a une grande variété de techniques connues pour impartir une structure poreuse à des fibres ou pellicules polymériques. Par exemple, le brevet U.S. No. 3 839 516 est dirigé vers un procédé de préparation d'une pellicule microporeuse par une technique d'étirement au solvant, qui repose sur les mêmes principes généraux que ceux de la présente invention pour développer une structure microporeuse dans une fibre creuse. Cependant, ce brevet est dirigé vers des pellicules et non pas des fibres creuses. En conséquence, il n'y est pas reconnu que le degré d'orientation de la fibre creuse comme précurseur, qui est rendue microporeuse dans la présente invention, doit être contrôlé pour la rendre traitable sur une base continue et pour contrôler et améliorer sa perméabilité. Des améliorations au procédé d'étirement de la pellicule au solvant du brevet U.S. No. 3 839 516 peuvent se trouver dans les demandes de brevet U.S. Nos. 44801 et 44805 déposées le 1 Juin 1979 o n'est pas suggéré l'importance de prévoir une fibre

creuses comme précurseur ayant un degré spédfLé d'Oeîa1ation.

Le brevet U.S. No. 4 055 702 révèle un procédé o des microvides oumicropores d'interconnexion sont impartis à une fibre solide et les microvides sont imprégnés de divers additifs. Cela est obtenu par un

étirement à froid d'une fibre filée à lailsion partielle-

ment étirée ou non étirée formée en un polyester, un polyamide, du propylène, ou du polyéthylène de forte densité en présence d'un agent d'étirement en liquide ou en vapeur gonflant et non solvant pour obtenir une réduction localisée du diamètre de la fibre. La température de l'agent d'étirement cependant doit être en dessous de la température effective de transition du verre de la fibre. Par ailleurs, des agents d'étirement qui gonflent la fibre non étirée sur plus d'environ 2% du volume sec ne sont pas considérés comme étant appropriés. Ce brevet ne reconnait pas non plus l'impor- tance de l'orientation moléculaire de la fibre comme précurseur. Dans le brevet U.S. No. 3 325 342 est révélé un procédé o un fil en fibre solide de polyamide non orientéenon cristalline et tel qu'étiré est traité dans un agent gonflant aqueux pour développer la cristallinité puis il est étiré pour cristalliser le fil. Le fil étiré présente une plus faible densité que

le fil non étiré du fait de la présence de vide microscopi-

quesproduitspar l'agent gonflant pendant l'étape de cristallisation. Il ntest pas indiqué si ces microvides sont interconnectants ce qui est essentiel dans la présente invention. Par ailleurs, la fibre telle que filée qui est étirée est non orientée et non cristalline, ces deux conditions étant inacceptables dans 3aprésente invention. Aucun des brevets ci-dessus décrits n'est dirigé -vers la préparation d'une fibre creuse et microporeuse à cellules ouvertes selon les processus de la présente

invention.

La présente invention a par conséquent pour objet

un procédé de préparation de fibres creuses et micro-

poreuses à cellules ouvertes aussi bien sur une base discontinue que, plus particulièrement, sur une base

continue, qui présenrt un équilibre amélioré de sélecti-

vité, perméabilité, propriétés de résistance mécanique

et aptitude au traitement.

La présente invention a pour autre objet des fibres creuses, microporeuses et à cellules ouvertes pouvant

être utilisées comme membranes de séparation.

La présente invention a pour autre objet des fibres creuses et microporeuses à cellules ouvertes pouvant être utilisées particulièrement dans des applications de plasmaphérèse. Ces objets et d'autres encore deviendront mieux

apparents à la lecture de la description explicative

qui suit. Selon un aspect de la présenteinvention, on prévoit

un procédé de préparation de fibres creuses et micro-

poreuses à cellules ouvertes qui consiste à: (a) former une fibre creuse et non poreuse comme précurseur, à partir d'un polymère choisi dans le groupe consistant en polyoléfines, polyacétals, polyamides,

polyesters, sulfures de polyalcoylène et oxydes de poly-

arylène, ce polymère ayant à la fois un composat amorphe et un composant cristallin avec un degré d'orientation moléculaire caractérisé par une biréfringence de l'ordre de 0,005 à environ 0,010;

(b) mettre encoetact les fibres creuses comme pré-

curseur avec un agent gonflant, cet agent gonflant comprenant un solvant non aqueux ayant un paramètre de solubilité de Hildebrand égal ou proche de celui des fibres creuses et polymériques comme précurseur, pendant un temps suffisant pour permettre l'absorption de l'agent gonflant dans les fibres creuses; (c) étirer les fibres creuses comme précurseur tandis qu'elles sont en contact avec l'agent gonflant, qui est à une température supérieure à la température de transition du verre de la fibre et au point de congélation de l'agent gonflant, et inférieure à la température à laquelle la fibre comme précuseur se dissout, à un degré d'étirement de l'ordre de 150 à environ 400% en se basant sur la longueur initiale de la fibre comme précurseur et à une allure de déformation de l'ordre de 5 à environ 150%/mn; et (d) retirer l'agent gonflant de la pellicule tout

en maintenant les fibres creuses sur l'état étiré.

Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé ci-dessus décrit est entrepris sur une base continue. La présente invention concerne un procédé pour préparer des fibres creuses et microporeuses qui présentent un meilleur équilibre entre les propriétés mécaniques et les perméabilités aux gaz et aux liquides. Le procédé décrit ici concerne une fibre creuse et non poreuse comme précurseur qui a une orientation spécifiquement définie, qui est alors soumise à un certain nombre de conditions de traitement contrôlées, pour impartir, à la fibre creuse comme précurseur, la configuration poreuse souhaitée. En contrôlant l'orientation de la fibre comme précurseur, l'équilibre de la résistance mécanique et de la perméabilité peut être contrôlé et les fibres creuses et microporeuses peuvent être préparées sur une

base continue.

On comprendra que les structures des fibres poreuses ou cellulaires selon la présente invention peuvent être réparties en deux types généraux: un type o les pores ne sont pas interconnectés, c'est-à-dire une structure à cellules fermées, et l'autre type o les pores sont essentiellement interconnectés par des trajets plus ou moins tortueux qui peuvent s'étendre d'une surface externe ou. région de surface à une autre, c'està-dire une structure à cellules ouvertes. Les fibres creuses et poreuses selon la présente invention sont de ce

dernier type.

La nécessité générale des polymères utilisés pour préparer la fibre creuse comme précurseur employée dans le procédé décrit ici, est qu'ils doivent avoir au moins deux composants dont un a plus forte affinité pour l'agent gonflant choisi que l'autre. On emploie de préférence des matériaux cristallins qui ont à la fois un composant amorphe et un composant cristallin. C'est le composant amorphe qui est mobilisé par l'agent gonflant pour

permettre la séparation entre les lamelles des cristaux.

En conséquence, des polymères qui présentent un pourcentage de cristallinité d'au moins 30%, de préférence d'au moins % et mieux d'au moins 50%, comme de l'ordre de 50 à environ 90%, sont appropriés car, par nature, ils

possèdent deux composants.

Le pourcentage de cristallinité est déterminé par une méthode aux rayons X décrite par R.G. Quynn et autres dans Journal of Applied Polymer Science, Volume 2,

No. 5, pages 166-173 (1959). Pour une description détaillée

de la cristallinité et de son importance dans les polymères, on peut se référer à Polymers and Resins,

Golding (D. Van Nostrand, 1959).

D'autres fibres creuses comme précuseur à deux composants ou à plusieurs composants que l'on peut utiliser comprennent des mélanges à la fusion de deux polymères ou plus, dont au moins un mais non pas la quantité majeure du mélange, est préférentiellement gonflé par l'agent gonflant choisi. On peut citer, comme exemples de tels mélanges à la fusion, des mélanges de deux ou plusieurs des polymères qui suivent: polyéthylène, polypropylène, polyacrylonitrile, polystyrène, polyamides, polyesters, et polyacétals pour n'en nommer que quelques uns. Des copolymères séquences sont également utiles dans le procédé selon l'invention. Avec de tels copolymères, l'agent gonflant choisi doit préférentiellement gonfler au moins l'une, mais pas la quantité majeure, des sortes de blocs dans le copolymère. On peut citer comme exemples

de tels copolymères séquences: polystyrène-poly-2-

vinyl-pyridine, polystyrène-poly-acrylonitrile, poly-

méthacrylate-polyvinylpyridine, et polypropylène-poly-

méthacrylate pour n'en nommer que quelques uns.

Un groupe important de polymères cristallins, c'es-

à-dire des matériaux résineux synthétiques auxquels peut s'appliquer le procédé selon l'invention et composé

des polymères d'oléfine comme le polyéthylène, le poly-

propylène, le poly-3-méthyl butène-1, le poly-4-méthyl

pentène-1 ainsi que des copolymères de propylène, de 3-

méthyl butène-1, de 4-méthyl pentène-1 ou d'éthylène les uns avec les autres ou avec des quantités mineures d'autres

2461032-

oléfines, comme des copolymères de propylène et d'éthylène, des copolymères d'une quantité majeure de 3-méthyl butène-1 et d'une quantité mineure d'un n-alcène à chaine droite comme un n-octène-1, un nhexadécène-1, un n-octadécène-1 ou autres alcènes à chatne relativement longue, ainsi que des copolymères de 3-méthyl pentène-1 et l'un des mêmes n-alcènes que ceux ci-dessus mentionnés en connexion avec du 3-méthyl butène-1. Ces polymères sous forme de fibres creuses comme précurseur doivent généralement avoir un pourcentage de cristallinité d'au moins 30%, de préférence d'au moins 40% et mieux de l'ordre de 50

à environ 90%, ou plus.

Par exemple, quand on utilise du polyéthylène, on peut employer un polymère linéaire ayant typiquement un poids moléculaire moyen en poids compris entre 50 000

et 800 000 et de préférence entre 50 000 et 500 000.

Si des homopolymères de propylène sont envisagés, on peut employer un polypropylène isotactique ayant un pourcentage de cristallinité tel qu'indiqué ci-dessus, un poids moléculaire moyen en poids compris entre environ 000 et 750 000 et de préférence entre environ 200 000 et 500 000 et un indice de fusion de l'ordre de 0,1 à environ 75., Les polymères préférés employés pour préparer la fibre creuse comme précurseur sont choisis dans le groupe - ci-dessus décrit de polymères d'oléfine en se basant sur leur possession d'un certain nombre de propriétés différentes de polymère qui comprennent le rapport de distribution de poids moléculaire (Mw /), l'indice de fusion (norme américaine ASTM D-1238), la densité (c'est-à-dire que le polymère doit être un homopolymère)

et le temps de cristallisation.

Plus particulièrement, les polymères d'oléfine (c'est-à-dire les polymères préparés par polymérisation de monomères d'oléfine par leur insaturation) comme le polyéthylène ayant un fort indice de fusion, c'est- à-dire pas inférieur à environ 3 et typiquement de l'ordre de 3 à environ 20 et de préférence de l'ordre de 3 à environ et mieux de l'ordre de 3 à environ 8 sont préférés pour préparer les fibres creuses comme précurseur selon l'invention. Le terme indice de fusion utilisé ici est défini comme étant la valeur obtenue en accomplissant la norme américaine ASTM D-1238 dans des conditions de température, charge appliquée, intervalles dans le temps et autres variables spécifiées pour le polymère particulier essayé. La limite inférieure de l'indice de fusion, c'est-à-dire environ 3 peut être encore réduite à environ 0,3 en employant des agents nucléants qui compensent l'effet de l'emploi de faibles indices de fusion en dessous d'environ 3 et la tendance de certains polymères à former

de grands sphérulites.

Les agents nucléants appropriés doivent être non réactifs avec la résine polymérique aux conditions de traitement et avoir une grande aire superficielle, une petite dimension des particules et être capables de se disperser dans la matrice du polymère. Par ailleurs, de tels agents ne doivent pas s'agglomérer pour obtenir

un effet maximum.

On peut citer comme exemples représentatifs d'agents nucléants appropriés, la silice, la diatomite, le bioxyde

de titane, les argiles, les sels d'acide mono- et di-

carboxyliques, le polytétrafluoroéthylène colloldal,

c'est-à-dire du polytétrafluoroéthylène ayant une -

dimension de particules colloidalesde l'ordre de 0,5 à 1,0 i et pouvant être dispersé à l'état colloïdal,

et leurs mélanges.

L'agent nucléant peut également être une résine de polyéthylène ayant un faible indice de fusion de l'ordre de 0,1 à environ 3, typiquement de l'ordre de 0,4 à environ 1, et un rapport étroit de distribution de poids moléculaire de l'ordre de 1 à environ 3,5. Un tel polymère présentera une proportion importante de fractiorede poids moléculaire entre environ 150 000 et environ 200 000. En conséquence, ces fractions de poids moléculaire élevé seront les premières à se solidifier lors du refroidissement et on pense qu'elles formeront des sites de nucléation pour la formation de petits sphérulites. Comme on emploie un agent nucléant de polyéthylène en faibles quantités, cela a pour résultat un équlibre total des propriétés du mélange polymérique qui sont bénéfiques à la structure de la fibre creuse

et microporeuse selon l'invention.

Les agents nucléants peuvent être présents dans le polymère en une quantité qui variera typiquement entre environ 0,01 et environ 10%, de préférence entre environ 0,1 et environ 1,0% et mieux entre environ 0,01 et

environ 0,5% en poids en se basant sur le poids du polymère.

Les agents nucléants sont incorporés et dispersés dans la résine polymérique par un moyen traditionnel

comme leur mélange avec des boulettes de résine et l'ex-

trusion subséquente à la fusion du mélange dans des fortes

conditions de cisaillement.

Alternativement, le polymère peut être dissous dans un solvant appropié, et l'agent nucléant dispersé dans la solution. Le polymère et l'agent nucléant sont alors coprécipités en retirant le solvant ou par addition d'un

non solvant. Le coprécipité sera alors filtré et séché.

Des polymères oléfiniques préférés ont également un large rapport de distribution de poids moléculaire

(ô /E) quL n'est pas inférieur à environ 3,8, et typique-

ment de l'ordre de 3,8 à environ 13 et de préférence de

l'ordre de 6 à environ 12 (comme environ 8 à environ 12).

Le rapport de distribution de poids moléculaire d'un polymère est déterminé en divisant le poids moléculaire moyen en poids (Mw) par le poids moléculaire moyen en

nombre (M) d'un échantillon donné.

w peut être déterminé par chromotographie par perméation d'un gel en utilisant du o-dichlorobenzène à 145 C, ce qui est mieux décrit dans "Analytical Gel

Permeation Chromatography", de J.F. Johnson et B.S.

Porter, Wiley-Interscience, New York (1968). M peut être il déterminé par l'analyse des groupes terminaux comme cela est décrit dans Encyclopedia of Polymer Science and

Technology 184, Interscience Publishers (1967).

De même, il est préférable d'employer des homopoly-

mères d'oléfine ayant une densité aussi élevée que

cela est techniquement possible plutôt que des copoly-

mères pour préparer la fibre creuse- comme précurseur, car l'utilisation d'homopolymères d'une densité de plus en plus élevée, améliore la structure morphologique

des fibres creuses et microporeuses qui en sont préparées.

Quand on emploie du polyéthylène comme polymère utilisé pour préparer la fibre creuse comme précurseur, sa densité ne doit pas être inférieure à environ 0,960 g/cm3, et mieux de l'ordre de 0,962 à environ 0,965 g/cm3. Ces

gammes de densité indiquent des homopolymères de poly-

éthylène. Le terme densité utilisé ici est défini comme la valeur en g/cm3 obtenue en accomplissant la norme

ASTM D-1505 sur un polymère particulier.

Les polymères oléfiniques préférés présenteront également de préférence un temps de cristallisation

supérieur à certaines limites. Le temps de cristallisa-

tion est déterminé en chauffant le polymère à une température supérieure au point de fusion (comme 2001C

pour le polyéthylène) et le maintenant à cette tempéra-

ture pendant 1 minute. On laisse alors le polymère refroidir jusqu'à une température prédéterminée (comme 1201C pour le polyéthylène) et on le maintient à cette température tandis que le temps qu'il faut pour que

la cristallisation se produise est déterminé par calori-

métrie de balayage différentiel (DSC). Dans l'analyse par DSC, on établit un graphique de la chaleur émise pendant la cristallisation en fonction du temps. Le temps qu'il faut pour que la courbe DSC atteigne une

crête est pris comme temps de cristallisation.

Des polymères ayant des temps de cristallisation de plus en plus faibles donneront généralement des fibres creuses comme précurseur présentant des potentiels de plus

en plus élevés de perméabilité. Les temps de cristallisa-

tion pour que le polyéthylène atteigne la crête de DSC à une température de 120WC doivent être inférieurs à environ 70 secondes et de préférence de l'ordre de 10 à environ 40 secondes. La présence de gels dans le polymère employé pour préparer la fibre comme précurseur est de préférence

évitée par filtration à la fusion.

Cela est obtenu en faisant passer la résine employée pour former les fibres comme précurseur, à l'état fondu, d'une extrudeuse à travers un filtre approprié comme un amas de filtrage (tel que 80 x 480 mailles par centimètre) ou un filtre Dynalloy X-6 ou X-7 (calibrésrespectivement à 15 et 20 p). Dynalloy X-6 et X-7 sont des qualités de milieux de filtrage du type en profondeur fabriqués en fibres métalliques frittées par Fluid Dynamics, Inc, de Cedar Knolls, New Jersey, E.U.A.. Les milieux ou agents de filtrage sont montés dans un support approprié et placés à l'extrémité de sortie d'une extrudeuse à la fusion et avant la filière. Pour une opération continue, le milieu ou agent de filtrage est changé périodiquement en faisant passer l'écoulement à la fusion à travers un autre filtre en réserve, tandis que l'on change le

filtre épuisé.

Le compte moyen de gel de la résine après filtra-

tion est déterminé en extrudant une pellicule plate de 0,0762 mm d'épaisseur en utilisant la résine filtrée et en comptant le nombre de gels dans une surface de

la pellicule de 580,6 cm2 par examen à l'oeil.

La résine est filtrée à la fusion jusqu'à ce qu'elle présente un faible compte moyen de gel lie dépassant pas environ 2,0 et de préférence de l'ordre de O à environ 1,0% pour580,6 cm2 de surface d'un échantillon de pellicule

extrudé de 0,0762 mm.

On comprendra que les polymères d'oléfine, en particulier le polyéthylène, qui posséda une ou plusieurs des propriétés ci-dessus décrites en dehors des gammes ci-dessus,peuvmt être employ ésdans le procédé selon l'invention. Cependant, on le paye par la perméabilité de plus en plus faible de la fibre creuse et microporeuse tandis que toute propriété particulière s'écarte de plus en plus des gammes préférées des propriétés du polymère. Cependant, les résines tout à fait préférées se composeront d'homopolymères cristaflisant rapidement,à fort indice de fusion et de forte densité, ayant un large

rapport de distribution de poids moléculaire.

L'homopolymère préféré à utiliser dans le procédé selon l'invention est le polyéthylène ayant les propriétés

décrites ici.

Tandis que la présente description et les exemples

sont dirigés principalement vers les polymères oléfiniques ci-dessus, la présente invention envisage également les

acétals de poids moléculaire élevé, comme l'oxyméthylène.

Tandis qu! aussi bien des homopolymères que des copolymères d'acétal sont envisagés, le polymère d'acétal préféré est un copolymère d'oxyméthylène "statistique", c'est-à-dire un copolymère contenant des unités récurrentes d'oxyméthylène, c'est-à-dire -CH2-0-, o sont intercalés des groupes -ORdans la chaîne principale du polymère, R étant un radical bivalent contenant au moins 2 atomes de carbone, directement liés l'un à l'autre et placés dans la chaine entre les deux valences, tout substituant sur ce radical R étant inerte, c'est-à-dire ne comportant pas de groupe fonctionnel interférant et ne pouvant induire des réactions non souhaitables, et o une quantité majeure des unités -OR- existe sous formé d'unités simples attachées auxgroupesoxyméthylène de chaque côté. On peut citer, comme exemples de polymères préférés, des copolymères de trioxane et d'éthers cycliques contenant au moins deux atomes de carhone adjacents comme les copolymères révélés dans le brevet U.S. No. 3 027 352 au nom de Walling et autres. Ces polymères sous forme de fibres peuvent également avoir une cristallinité d'au moins 30%, de préférence d'au moins 40% et mieux d'au moins 50%o, c'est-à-dire de 50 à 60%, ou plus. Par ailleurs, ces polymères ont un point de fusion d'au moins 1500C et

un poids moléculaire moyen en nombre d'au moins 10 000.

Pour une description plus détaillée de polymères d'acétal

et d'oxyméthylène on peut voir Formaldehyde, Walker,

pages 175-191 (Reinhold, 1964).

D'autres polymères relativement cristallins auxquels la présente invention peut s'appliquer sont

les sulfures de polyalcoylène comme le sulfure de poly-

méthylène et le sulfure de polyéthylène, les oxydes de polyarylène comme l'oxyde de polyphénylène, les polyamines comme le polyhexaméthylène adipamide (nylon 66) et le polycaprolactame (nylon 6), et des polyesters comme le téréphtalate de polyéthylène, le téréphtalate de polypropylène, le téréphtalate de polybutylène, tous étant bien connus et ne devant pas être décrits

plus en détail ici.

Le polymère approprié est converti en une fibre creuse comme précurseur, par toute technique connue permettant d'impartir le degré souhaité d'orientation et adaptée au polymère particulier choisi pour impartir une configuration de fibre creuse. De telles méthodes comprennent un filage à l'état humide, un filage à l'état humide par jet sec, un filage à l'état sec et un filage à la fusion. La méthode préférée est le filage à la fusion. Dans une technique de filage à la fusion, le polymère fondu est forcé à s'écouler à travers un ou plusieurs orifices (c'est-à-dire jet) d'une filière capable d'impartir, à la fibre, la configuration creuse et continue souhaitée. Par exemple, dans le mode de réalisation préféré, leproduit fondu est forcé à s'écouler à travers une ou plusieurs matrices annulaires ayant une aiguille creuse s'étendant dans chaque partie centrale. On fait alors passer un courant gazeux ouliquide à travers l'aiguilles tandis que le produit fondu est pompé à travers la matrice annulaire, afin d'impartir

ainsi, à la fibre, une configuration creuse.

Les conditions de filge auxquelles est préparée la fibre creuse non poreuse comme précurseur, comme le diamètre du jet, la température d'extrusion, le débit d'air, la vitesse d'enroulement, la vitesse de refroidis- sement et le rapport d'étirement sont contrôlée, d'une part, d'une façon suffisante pour impartir un degré spécifique d'orientation moléculaire à la fibre creuse

comme précurseur.

Le degré d'orientation moléculaire de la fibre est caractérisé en terme de biréfringence qui est déterminée selon les processus décrits dans le brevet

U.S. No. 3 681 188.

Ainsi, la biréfringence des fibres creuses comme précurseur est contrôlée pour être typiquement de l'ordre de 0,0005 à environ 0,010, de préférence de l'ordre de 0,0008 à environ 0,005 et mieux de 1' ordre de 0,001

à environ 0,003.

La biréfringence particulière impartie aux fibres creuses comme précurseur est choisie, en association avec les conditions d'étirement au solvant, pour contrôler l'aptitude au traitement des fbres et la perméabilité

des fibres microporeuses creuses résultantes.

A des biréfringences de plus en plus élevées de la fibre précurseur, c'est-à-dire supérieuresà environ 0,01, la perméabilité auxliquides et atcgaz des fibres microporeuses creuses étirées au solvant résultantes est de plus en plus réduite pour tout groupe donné

de conditionsd'étirement dans un solvant. A des biréfrin-

gences de plus en plus faibles de la fibre comme pré-

curseur, c'est-à-dire moins d'environ 0,0005, les propriétés mécaniques de la fibre creuse comme précurseur sont de plus en plus réduites au point de perdre sa

capacité d'être étirée dans un solvant dans des condi-

tions continues de traitement.

Les conditions de rapport d'étirement, vitesse d'enroulement et taux de refroidissement sont directement proportionnelles à l'orientation moléculaire de la fibre comme précurseur, tandis que le diamètre du jet et la température d'extrusion sont inversement proportionnels

à cette orientation.

Etant donné ce qui précède, la température à laquelle le polymère est extrudé, c'est-à-dire filé à la fusion (en supposant que les autres variables de filage ci-dessus décrites sont employées), n'est généralement pas supérieure à environ 1500C au-dessus du point de fusion du polymère et pas inférieure à environ WC au-dessus de ce point de fusion. Pour le polyéthylène, cette température peut varier entre environ 170 et environ

2700C et de préférence entre environ 180 et environ 2500C.

L'étape de filage à la fusion ou d'extrusion à la fusion du procédé est entreprise à un rapport "d'étirement" ou "d'étirement de filage" relativement élevé. Le rapport d'étirement employé est un facteur important contribuant au degré d'orientation imparti à la fibre creuse comme précurseur. Le rapport d'étirement est défini comme étant le rapport de la vitesse initiale d'enroulement des fibres creuses à la vitesse linéaire d'extrusion du polymère à travers l'orifice de la filière. Le rapport d'étirement utilisé dans le procédé selon l'invention quand on prépare des fibres comme précuseur à partir d'un polymère d'oléfine comme du polyéthylène est typiquement de l'ordre de 20 à environ 200, de préférence de l'ordre de 25

à environ 150 et mieux de l'ordre de 30 à environ 100.

Les vitesses d'enroulement employées pour atteindre les rapports requis d'étirement sont généralement d'au moins environ 20 m/mn, typiquement de l'ordre de à environ 200 m/mn et de préférence de l'ordre de à 150 m/mn. Typiquement, bs forces modérées de cisaillement se développent dans le matériau polymérique,

qui ne se détendent pas avant solidifIcation de la fibre.

Plus particulièrement, la quantité des-forces résiduelles de cisaillement détermine l'orientation ou la biréfringence de la fibre comme précurseur. De telles forces de cisaillement sont principalement influencées par la température de fusion, le rapport d'étirement et le taux ou la vitesse de refroidissement. En conséquence, il est possible qu'une fibre comme précurseur présente une biréfringence plus faible à des rapports plus élevés d'étirement et des températures plus élevées d'extrusion que ce que l'on obtiendrait en employant des températures inférieures d'extrusion et des rapports d'étirement aussi élevés. La vitesse d'enroulement par elle-même ne détermine pas le rapport d'étirement car de tels rapports dépendent également des vitesses d'extrusion. Cependant, la vitesse d'enroulement peut

influencer la biréfringence parce qu'elle affecte égale-

ment les taux ou vitesses de refroidissement de la fibre

comme précurseur.

Le débit d'air, c'est-à-dire la vitesse à laquelle l'air passe à travers l'aiguille dans la partie centrale du trou du jet, variera selon le nombre de trous dans la filière et il est typiquement contrôlé pour ttre compris entre environ 0,05 et environ 10 cm3/mn/trou de jet, et de préférence de l'ordre de 0,5 à environ cn3/mn/trou de jet. La température de l'air à sa sortie de la filière d'injection d'air est typiquement la même température

que la température de filage à la fusion du polymère.

Les fibres creuses filées à la fusion sont de préférence lentement refroidies afin de diminuer les tensions et toute orientation associée pouvant résulter d'un refroidissement rapide pour obtenir une cristallinité maximale, mais cependant suffisamment rapidement pour éviter le développement de grands sphérulites. Cela peut être accompli en contrôlant la distance entre le cylindre refroidisseur d'enroulement et la filière pour qu'elle soit de l'ordre de 1 à environ 2-0 m et de préférence de 2 à environ 10 m. Eventuellement, les fibres peuvent passer dans un bain de refroidissement rapide à l'eau>maintenu à une température de l'ordre de 20 à environ 300C (par exemple de 25 à 300C). Le bain est de préférence placé à environ 12,7 à 25,4 cm de la

face de la filière.

Tandis que les paramètres ci-dessus de traitement sont contrôlés afin d'obtenir une orientation moléculaire de la fibre comme précurseur dans une gamme limitée, ils sont également contrôlés pour impartir à cette fibre les dimensions souhaitées de diamètres interne et externe ainsi que le rapport du diamètre interne à l'épaisseur de paroi. Les dimensions de la fibre creuse comme précurseur contrôlent les dimensions des fibres creuses microporeuses résultant du processus d'étirement au solvant. Les dimensions particulières imparties aux fibres 1.5 creuses comme précurseur seront généralement déterminées par l'usage auquel seront destinées les fibres creuses

microporeuses résultantes.

Ainsi, le diamètre interne moyen de la fibre creuse.

comme précurseur peut varier d'une valeur aussi faible que 25,1. jusqu'à une valeur aussi élevée que 500 u. Le processus d'étirement au solvant a généralement pour résultat une diminution de 20 à 40% du diamètre interne de la fibre comme précurseur, tandis que l'épaisseur de paroi de la fibre creuse microporeuse résultante ne change pas sensiblement par rapport à celle de la fibre

creuse comme précurseur. Quand les fibres creuses micro-

poreuses sont destinées à être utilisées pour obtenir la séparation et la purification du plasma sanguin, le diamètre interne moyen est typiquement contrôlé pour

être entre environ 200 et environ 400-,u.

L'épaisseur minimum de paroi des fibres creuses comme précurseur doit être suffisante pour qu'elles ne

se rompent pas facilement ou subissent une autre détériora-

tion physique à un taux rendant leututilisation sans attrait après les avoir rendues microporeuses par les processus décrits ici. L'épaisseur maximum de paroi des fibres creuses est limitée par le degré de perméabilité

que l'on cherche impartir au produit final.

La mesure de l'épaisseur moyenne de paroi est accomplie en déterminant le diamètre externe moyen et le diamètre interne moyen de la fibre et en prenant, comme épaisseur de paroi, la moitié de la différence

de ces diamètres moyens.

Par ailleurs, l'épaisseur moyenne de paroi peut être exprimée en fonction du diamètre interne moyen de la fibre creuse. Le rapport du diamètre interne moyen de la fibre creuse comme précurseur à son épaisseur moyenne de paroi variera typiquement entre environ 1:1 et environ :1, de préférence entre environ 2:1 et environ 8:1 et

mieux entre environ 3:1 et environ 6:1, respectivement.

Les fibres creuses comme précurseur ayant le

degré approprié d'orientation sont alors rendues micro-

poreuses en les soumettant à une opération d'étirement

au solvant.

Eventuellement, les fibres creuses comme précurseur peuvent d'abord être initialement traitées à la chaleur ou recuite avant contact avec l'agent gonflant afin d'améliorer la structure cristalline, c'est-à-dire en augmentant la dimension des cristallites et en retirant les imperfections. Le recuit de la fibre creuse comme précurseur lui permet de répondre aux conditions données de l'étirement au solvant en une plus courte période de temps que celle obtenue autrement en l'absence du recuit, et permet en conséquence l'utilisation de taux

plus élevésde c1ormation pendant l'étirement.

En général, ce recuit est effectué à une température comprise entre environ 5 et environ 500C en dessous

du point de fusion du polymère pendant une période compri-

se entre quelques secondes et plusieurs heures, par exemple 5 secondes à 24 heures et de préférence environ

secondes à environ 2 heures.

Des températures appropriées de recuit pour le polyéthylène, lorsqu'il est accompli en ligne c'est-à-dire sur une base continue, peuvent varier entre environ 90 et environ 1200C, et de préférence entre environ 110 et environ 1200C, pendant un temps qui peut varier entre environ 1 et environ 30 minutes, et de préférence entre environ 2 et environ 10 minutes (par exemple 5 minutes). Un recuit discontinu d'un gros rouleau de fibres creuses comme précurseur (par exemple environ 5000 m) nécessitera de plus longues périodes, par exemple 24 à 96 heures, à des températures comprises entre environ

et environ 900C pour obtenir des résultats semblables.

Il est approprié de mentionner que la durée et la température de recuit sont généralement interchangeables à un certain degré dans le sens que la température dé recuit peut être accrue si l'exposition est diminuée

de façon appropriée.

L'étape de recuit peut être entreprise à un état de longueur sous tension ou contr8lée, en déposant la fibre comme précurseur en condition statique dans une zone chauffante maintenue à la température élevée requise, ou en faisant passer continuellement la fibre comme précurseur à travers la zone chauffante. Par exemple, la température élevée peut être atteinte en utilisant un four traditionnel à circulation d'air, un chauffage à infrarouge, un chauffage diélectrique, ou par contact direct de la fibre en déplacement avec une surface chauffée qui est de préférence courbée pour favoriser un bon contact. La fibre comme précurseur peut passer continuellement à travers un tube chemisé ou blindage qui zanede la chaleur à la température souhaitée. Alternativement, la fibre peut être enroulée sensiblement sans contrainte ou tension sur une bobine tout en subissant le recuit, ou être simplement placée : dans la zone chauffante à l'état libre ou lache, comme un écheveau de fibre continues.Pour les meilleurs résultats, il est recommandé que la fibre creuse soit maintenue à une longueur constante pendant l'étqe de recuit, c'est-à-dire dans des conditions suffisantes pour empêcher une extension ou un retrait longitudinal supérieur à environ 5%. Cela peut être obtenu en faisant passer les fibres dans la direction de leur longueur, sur et autour d'un premier dispositif d'isolement de tensionsà travers une zone chauffante maintenue à la température appropriée puis sur et autour d'un second dispositif d'isolement de tensions Chaque dispositif peut avantageusement avoir la forme de deux cylindres obliques. Le contrôle du rapport des vitesses de surface des deux groupes'de cylindres permet l'isolement et le contrôle des tensions dans les fibres entre les cylindres

tandis qu'elle subissent le recuit.

La fibre creuse comme précurseur, qui peut éventuellement et de préférence être recuite, est alors mise en contact avec un agent gonflant (c'est-à-dire pré-trempée), et y est de préférence immergée, pendant un temps suffisant pour permettre l'absorption de l'agent gonflant dans les parois de la fibre creuse afin de forcer ainsi ces parois à gonfler, et elle est étirée tout en étant toujours en contact avec l'agent gonflant. L'agent gonflant est de préférence retiré par évaporation, tout

en maintenant la fibre creuse sous tension, et de préfé-

rence à la mêmeextension à l'état étiré.

L'agent gonflant doit être tel qu'il gonfle préférentiellement au moins l'un des composants mineurs de la fibre creuse comme précurseur à deux composants ou à plusieurs composants. La diffusion ou l'absorption de l'agent gonflant dans la fibre est de préférence obtenue en trempant la fibre dans l'agent gonflant (avant étirement) à peu près à la température d'étirement au solvant voulue, pendant environ 10 secondes à environ minutes et de préférence environ 15 secondes à environ

3 minutes, à une longueur sensiblement constante (c'est-

à-dire pas plus d'environ 5% de retrait ou d'extension en se basant sur la longueur d'origine de la fibre comme

précurseur).

Pour la plupart des polymères, l'étirement au solvant peut être entrepris par contact avec tout solvant approprié. En général, un solvant ayant un paramètre de solubilité de Hildebrand égal ou proche de celui du polymère aura une solubilité appropriée pour le procédé d'étirement décrit ici. Le paramètre de solubilité

d'Hildebrand mesure la densité d'énergie de cohésion.

Ainsi, le principe sous-jacent repose sur le fait qu'un solvant ayant une densité d'énergie de cohésion semblable à celle du polymère aura une forte affinité

pour ce polymère et sera approprié pour ce procédé.

Il est préférable que les agents gonflants soient un composé formé de carbone, hydrogène, oxygène, azote, halogène, soufre et contiennent jusqu'à environ 20 atomes de carbone, et de préférence jusqu'à environ 10 atomes

de carbone.

Les classes générales d'agents gonflants parmi lesquelles on peut choisir un agent approprié pour la fibre creuse particulière comme précurseur sont des alcools aliphatiques inférieurs comme l'éthanol, et autres; des cétones aliphatiques inférieures comme l'acétone, la méthyl éthyl cétone, la cyclohexanone; des esters d'acides aliphatiques inférieurs comme le formiate d'éthyle, l'acétate de butyle, et autres; des hydrocarbures halogénés comme le tétrachlorure de carbone,

le trichloroéthylène, le perchloroéthylène, le chloro-

benzène et autres; des hydrocarbures comme l'heptane, le cyclohexane, le benzène, le xylène, la tétraline, la décaline et autres; des composés organiques contenant

de l'azote comme la pyridine, le formamide, le diméthyl-

formamide et autres; des éthers comme le méthyl éther, l'éthyl éther, le dioxane et autres; un mélange de deux ou plusieurs de ces solvants organiques peut également

être utilisé.

On peut citer comme agents gonflants préférés pour le polyéthylène, le perchloroéthylène (point d'ébullition127 C) et le trichloroéthylène (point

*d'ébullition 86 C).

Le degré d'étirement en présence d'un agent gonflant ne doit pas dépasser environ 400% et peut varier entre environ 150 et environ 400% (par exemple 150 à environ 300%) et de préférence entre environ 200 et environ 325% (par exemple entre environ 200 et environ 300%) en se basant sur la longueur d'origine de la fibre linéaire

comme précurseur.

Le taux de déformation, c'est-à-dire le pourcentage d'étirement par temps unitaire en présence 1o de l'agent gonflant auquel les fibres creuses comme précurseur sont étirées dépend partiellement du degré total d'étirement. Ainsi, si l'on emploie un degré d'étirement de l'ordre de 150 à environ 400% dans un étirement au solvant,les taux appropriés peuvent varier entre environ 5 et environ 150%/mn, de préférence entre environ 10 et environ 50%/mn et mieux entre environ 10 et environ 30%/mn. Ces taux peuvent être accrus par

recuit de la fibre précurseur comme on l'a décrit ici.

Au degré préféré d'étirement de l'ordre de 200 à environ 300%, le taux peut varier entre environ 10et environ %/mn. Dans un mode de réalisation préféré, l'étirement au solvant est entrepris en plusieurs stades o le degré total d'étirement décrit ici est obtenu par étapes

incrémentielles en présence de l'agent gonflant.

La température de l'agent gonflant pendant l'étire-

ment au solvant (c'est-à-dire la température de l'étire-

ment au solvant) dépend principalement du point d'ébulli-

tion des agents gonflants particuliers, du degré d'étirement et du taux employé. Cependant, tandis que la température de l'agent gonflant augmente, la fibre comme précurseur devient de plus en plus gonflée et les chaines du polymère commencent à se séparer. Si la température d'étirement au solvant est trop élevée

(c'est-à-dire supérieure à environ 95WC pour le perchloro-

éthylène), le polymère gonfle au point que la fibre se fend quand elle est étirée. Si la température employée pendant l'étirement au solvant est trop faible (par

exemple en dessous de la température de transition vi-

treue du polymère), la perméabilité des fibres micro-

poreuses résultantes est sensiblement réduite. En conséquence, la température pendant l'étirement au solvant est contrôlée pour chaque sClvant en conjonction avec les autres paramètres du procédé révélés ici pour éviter un gonflement extensif et pour obtenir une fibre creuse et microporeuse présentant une bonne perméabilité

aux liquides et aux gaz.

Ansi, la température d'étirement au solvant peut largement varier d'une valeur supérieure à la température de transition du verre de la fibre comme précurseur (déterminée par analyse thermomécanique) et le point de congélation de l'agent gonflant jusqu'en dessous de la température à laquelle la fibre se dissout et variera typiquement entre environ 25 et environ 95 C et mieux

entre environ 85 et environ 90 C.

Quand on emploie du perchloroéthylène comme agent gonflant, le degré d'étirement employé est de l'ordre de 150 à environ 300% (par exemple 300%) et le taux est de l'ordre de 5 à environ 150%/mn (par exemple 15%/mn), la température pendant l'étirement au solvant peut varier entre environ 80 et environ 95 C et de préférence entre environ 90 ét environ 95 C (par exemple 90 C). Quand on emploie du trichloroéthylène comme agent gonflant dans des conditions semblables, la température variera typiquement entre environ 25et environ 80 C (par exemple oC). Les fibres étirées au solvant sont également de préférence post-trempées à une longueur sensiblement constante après étirement pendant environ 1 à environ 5 minutes (par exemple 2 minutes)dans le solvant d'étirement

choisi à peu près à la température d'étirement au solvant.

L'étirement des fibres comme précurseur peut être accompli de toute façon habituelle en utilisant des techniques connues. Par exemple, les filres creuses peuvent être étirées sur un banc d'étirage traditionnel placé dans un bain de l'agent gonflant contrôlé à la

température appropriée d'étirement au solvant. Alternative-

ment, les fibres peuvent être étirées de façon continue au moyen d'un dispositif d'isolement de tensiorsou de

contrainte semblable à celui décrit pour l'étape de recuit.

En conséquence, les fibres comme précurseur peuvent être enroulées plusieurs fois autour d'une première paire de cylindres ou rouleaux obliques, peuvent passer à travers un bain de l'agent gonflant et être enroulées plusieurs fois autour d'une seconde paire de cylindres ou rouleaux obliques. Cet agencement permet l'isolement et le contrôle de la tension ou contrainte longitudinale des fibres entre les deux paires

de cylindres ou rouleaux pendant l'étirement au solvant.

Le rapport différentiel de la vitesse de surface de la seconde paire de cylindres ou rouleaux à la vitesse de surface de la première paire détermine le rapport

d'étirement et le taux qui sont ajustés en conséquence.

Quand les fibres creuses et microporeuses sont destinées à une utilisation dans certains processus

comme une plasmaphérèse, elles doivent être non toxiques.

Ainsi, pour certains agents éventuellement toxiques, il est préférable de laver les fibres au moyen d'un liquide non toxique comme de l'alcool éthylique puis de les soumettre à un traitement thermique sous vide pour assurer

que tout l'agent gonflant d'origine aura été retiré.

Alternativement, il peut être préférable d'employer des agents gonflants comme de l'acétone, de l'alcool éthylique

et analogues.

Quand les fibres creuses et microporeuses ont été étirées au solvant et éventuellement post-trempées, elles sont de préférence recultes, c'est-àdire durcies à la chaleur, à une température de l'ordre de 25 jusqu'à moins de la température de fusion, typiquement de l'ordre de 80 à environ 1300C et de préférence de l'ordre de 85 à environ 1200C, pour stabiliser la structure microporeuse des fibres vis-à-vis d'un retrait à la température ambiante sur une longue période de temps ou quand elles

sont soumises à des températures élevées.

Le durcissement ou la prise à la chaleur est effectué tandis que les fibres sont maintenues sous tension, afin qu'elles ne soient pas libres de rétrécir ou qu'elles puissent rétrécir dans chaque direction uniquement à une étendue contr8lée ne dépassant pas Environ %, mais pas à une tension suffisante pour étirer les fibres de plus de 15% supplémentaires. De préférence, la tension est telle qu'il n'y ait sensiblement pas de retrait ou d'étirement, c'est-à-dire pas plus d'environ % de changement de la longueur étirée dans chaque direction. La durée de la prise à chaud effectuée après opération d'étirement au solvant peut varier entre environ et environ 180-secondes aux températures supérieures de recuit et en général, elle peut être comprise entre environ 0,1 seconde et environ 1 heure (environ 5 secondes à environ 1 heure) et de préférence entre environ 1 et

minutes.

La prise à chaud peutttre obtenue dans une atmosphère chauffée à la température prescrite. On peut obtenir une performance satisfaisante dans des fours à circulation

d'air chaud placés après la zone d'étirement au solvant.

Les fours peuvent être pourvus de rouleaux ou cylindres à vitesses différentielle afin que les fibres soient maintenues sous une tension longitudinale tandis qu'elles avancent à des vitesses étudiées pour permettre une bonne

résidence des fibres dans les fours de recuit.

Pour certaines utilisations, il peut être souhaitable de rendre les fibres creuseset microporeuses normalement hydrophobes selon l'invention, hydrophiles. Cela peut être obtenu par tout moyen connu de ceux qui sont compétents en la matière, par exemple par imprégnation des pores des fibres d'un agent tensio-actif approprié comme de la polyvinylpyrrolidone (P.V.P.) et des agents tensio-actifs non ioniques et de fort poids moléculaire, commercialisés sous la dénomination commerciale Pluronics (marque déposée) de Wyandotte Chemicals Corp, qui sont préparés par condensation d'oxyde d'éthylène avec une base hydrophobe formée par la condensation de l'oxyde de propylène avec du propylère glycol. D'autres agents tensio-actifs comprennent la série des agents tensio-actifs non ioniques commercialisés sous la dénomination commerciale Tween (marque déposée) qui sont des dérivés de polyoxyalcoylène d'esters d'acides gras à chaîne longue partielle d'hexitol anhydride. Alternativement, les fibres peuvent être traitées avec de l'acide sulfurique, de l'acide chlorosulfonique ou autres agents identiques pour les rendre hydrophiles. Le choix particulier de l'agent tensio-actif sera influencé par l'usage final des fibres creuses. Quand les fibres creuses sont destinées à des applications en plasmaphérèse, l'agent tensio-actif doit

être non toxique.

Les pores des fibres creuses microporeuses sont essentiellement interconnectés par des trajets tortueux qui doivent s'étendre d'une surface externe ou d'une région de surface à une autre, c'est-à-dire à cellules ouvertes. Ce terme "structure à cellules ouvertes" signifie que la partie majeure de l'espace des vides ou pores dans les confins géométriques des parois de la fibre creuse est accessible aux surfaces des parois

de la fibre.

Par ailleurs, les fibres creuses et poreuse selon l'invention sont microscopiques, c'est-à-dire que les détails de la configuration ou de l'agencement de leurs

pores ne sont décrits que par examen microscopique.

En fait, les cellules ouvertes ou pores dans les fibres sont plus petits que ceux pouvant être mesurés en utilisant un microscope à lumière ordinaire, parce que la longueur d'onde de la lumière visible, qui est de l'ordre de 5000 A>est plus longue que la plus longue dimension plane ou de surface de la cellule ouverte ou du

pore. Les fibres creuses et microporeuses selon l'inven-

tion peuvent être identifiées cependant, en utilisant des techniques de microscopie électronique capables de résoudre des détails de structure des -pores en-dessous de 5000 A. Les fibres creuses et microporeuses préparées selon la présente invention ont une dimension moyenne des pores de 2000 à 10 000 A et plus habituellement de 4000 à 8000 A. Ces valeurs sont déterminées par porosimétrie au mercure, comme cela est décrit dans un article de R.G. Quynn, aux pages 21-34 de Textile Research Journal, Janvier 1963. Alternativement, une micrographie électronique des fibres peut être prise et des mesures de la longueur et de la largeur des pores peuvent être obtenues en utilisant un analyseur d'image ou une règle pour mesurer directement la longueur et la largeur des pores, habituellement à un grossissement de 5000 à 12 000 et en réduisant à la dimension appropriée. En général, les valeurs des longueurs des pores que l'on peut obtenir par microscopie électronique sont à peu près égales aux valeurs des dimensions des pores obtenues par

porosimétrie au mercure.

Les fibres creuses et microporeuses selon l'invention sont également caractérisées par une densité apparente

réduite, quelquefois simplement appelée "faible" densité.

La densité apparente est également une mesure de l'augmenta-

tion de la porosité des fibres. En effet, ces fibres creuses et microporeuses ont une densité apparente ou totale inférieure à la densité apparente des fibres creuses correspondantes comme précurseur, qui sont composées d'un matériau polymérique identique, mais sans structure àcellules ouvertes ou autres vides. Le terme "densité apparente" utilisé ici signifie le poids par unité de volume brut ou géométrique de la fibre, le volume brut étant déterminé en immergeant un poids connu de la fibre dans un récipient partiellement rempli de mercure à 250C et à la pression atmosphérique. L'augmentation de volume du niveau de mercure est une mesure directe du volume brut. Cette méthode est décrite dans Encyclopedia of Chemical

Technology, volume 4, page 892 (Interscience, 1949).

Ainsi, les fibres creuses et microporeuses ont une densité apparente ne dépassant pas 60%, et de préférence

de l'ordre de 20 à 50% des fibres comme précurseur.

En d'autres termes, la densité apparente a été réduite

d'au moins 40% et de préférence de 50 àEnviron 80%.

La densité apparente est également une mesure de la porosité parce que, quand elle est de l'ordre de 20 à 50% de la fibre précurseur, la porosité a été accrue à 50 à 80 du

fait des pores ou trous.

La cristallinité finale des fibres creuses et micro-

poreuses est de préférence d'au moins 50%, et mieux d'au

moins 60% et encore mieux de l'ordre de 65 à 90%.

Les fibres creuses et microporeuses décrites ici présenteront une aire superficielle d'au moins 15 m2/g

et de préférence de l'ordre de 20 à 60 m2/g.

L'aire superficielle peut être déterminée au moyen d'isothermes d'adsorption d'azote ou de Krypton gazeux en utilisant une méthode et un dispositif décrit dans le brevet U.S. No. 3 262 319. L'aire superficielle obtenue par cette méthode est habituellement exprimée en mètres

carrés par gramme.

Afin de faciliter la comparaison des divers matériaux, cette valeur peut être multipliée par la densité apparente du matériau en grammes par centimètre cube, donnant une quantité d'aire superficielle exprimée en mètres carrés

par centimètre cube.

La porosité des fibres creuses et microporeuses étirées au solvant selon l'invention peut être définie comme le rapport, en %, du volume total occupé par l'espace

vide d'un échantillon standard d'une fibre creuse et micro-

poreuse au volume apparent ou de la masse du même échantillon qui est la somme du volume des espaces vides et du volume occupé par le matériau solide de la fibre elle-même. Le pourcentage de porosité est déterminé en calculant le volume apparent ou de la masse d'un échantillon d'une fibre microporeuse puis en déterminant la densité de la fibre à partir de son poids et de ce volume apparent calculé. La densité de la résine polymérique utilisée pour préparer la fibre creuse est alors déterminée. Le pourcentage de porosité est alors calculé à partir de l'équation: densité de l'échantillon de la Libre % porosité (1 - delafbe) x 100 densité de la résine La porosité des fibres creuses et microporeuses préparées selon la présente invention peut varier entre environ 40 et environ 80%, de préférence entre environ

et environ 80%, et mieux entre environ 60 et environ 80%.

Les fibres creuses et microporeuses ont également un allongement à la rupture (norme américaine ASTM D 123-70) qui n'est pas inférieur à environ 20% et qui de préférence

n'est pas inférieur à emiron 50%.

La résistance à la traction (norme américaine ASTM D 123-70) des fibres creuses et microporeuses est

typiquement supérieure à environ 105,46 kg/cm2, de préfé-

rence supérieure à environ 140,6 kg/cm2, et mieux supérieure

à environ 175,77 kg/cm2.

La perméabilité aux gaz des fibres creuses et micro-

poreuses selon l'invention est déterminée par l'essai de

Gurley, c'est-à-dire selon la norme américaine ASTM D 726.

Cet essai est entrepris en assemblant les fibres creuses et microporeuses dans un module d'essai pouvant s'adapter à un densimètre de Gurley. Une extrémité du module de fibres ereuses est scellée de façon que tout l'air déplacé de l'instrument de Gurley traverse les pores des fibres

creuses. Les fibres sont soumises à une pression différen-

tielle standard de 310 mm d'eau. Le temps requis pour le passage de 10 cm3 d'air à travers les fibres creuses est exprimé en secondes. Ce temps est alors ajusté, en utilisant l'air de transfert, c'est-à-dire 1 'aire de surface interne des fibres creuses de l'ensemble des fibres creuses pour convertir la valeur de temps en secondes/cm2 d'airede transfert. Les temps ajustés résultants sont les secondes de Gurley. Ainsi, une valeur de Gurley indiquée ici est le temps en secondes qu'il faut pour le passage de 10 cm3 d'air à travers 6,45- cm2 d'aii de surface

interne de fibres creuses à une pression de 310 mm d'eau.

La valeur de Gurley des fibres creuses et micro-

poreuses selon l'invention peut être contrôlée pour être inférieure à environ 50 secondes, de préférence inférieure à environ 20 secondes et mieux inférieure à environ 10 secondes. La sélectivité des fibres creuses et microporeuses selon l'invention a été mesurée en terme de la perméabilité aux dextranes (dissous dans des solutions aqueuses) à des palIs moléculaires variables. Les dextranes sont des polymères de glucose qui ont des structures en forme de

chaîne, et des poids moléculaires qd. varient considérable-

ment. Les dextranes qui sont des substituts connus du plasma sanguin sont utilisés ici pour juger la capacité des fibres creuses et microporeuses à laisser passer ou filtrer des molécules de poids moléculaire élevé à travers les pores des parois des fibres. La propriété de la fibre creuse et microporeuse qui décrit sa perméabilité au dextrane est appelée ici la caractéristique de jeu ou d'espace libre. La caractéristique de jeu ou d'espace libre est mesurée en déterminant le pourcentage de jeu de 0,10% en poids de solutions aqueuses de dextrane, des types T10, T40, T70, T250, T500 et T2000 dont les caractéristiques de poids moléculaire diffèrent comme cela est indiqué au tableau 2 de l'exemple 1. Le pourcentage de jeu est déterminé comme on le décrira à l'exemple 1. On effectue alors la moyenne du pourcentage de jeu pour chaque solution

du type dextrane pour déterminer la caractéristique de jeu.

En conséquence, les fibres creuses et microporeuses

selon l'invention sont capables de présenter des caracté-

ristiques de jeu typiquement supérieures à environ 80%, de préférence supérieures à environ 90% et nieux supérieures

à environ 95%.

Les fibres creuses et microporeuses selon l'invention permettent d'obtenir un bon équilibre des propriétés mécaniques et de perméabilité. Cela les rend appropriées à un certains nombre d'applications différentes. Comme on l'a décrit, les fibres creuses et microporeuses selon l'invention peuvent être utilisées dans des processus de plasmaphérèse. La séparation des globules ou cellules du sang de fluides en suspension a plusieurs applications importantes. Dans les services publics sanguins, la récupération du plasma et l'enlèvement des agents cryoprotecteurs des cellules ou globules du sang maintenus

à l'état congelé sont des exemples de telles applications.

Des applications thérapeutiques, comportant l'enlèvement du plasma des patients suivi d'une purification par perfusion sur des sorbants spécifiques ou échange avec des solutions physiologiques appropriées, ont réussi dans le traitement de divers troubles parmi lesquels le syndrome de Goodpasture, l'hyperviscosité, la néphrite crescentique immuno- complexe fulminante, l'encéphalopathie hépatique, certaines formes de cancers, le rejet de greffes

et le lupus.

Pour employer des fibres creuses et microporeuses pour une plasmaphérèse, tout dispositif de filtration pouvant fonctionner avec des fibres creuses et microporeuses peut être employé. Par exemple, on peut pré-arranger un nombre souhaité de fibres creuses en une configuration de faisceauparallèle en appliquant un adhésif à chaque extrémité du faisceau. Les fibres en faisceau sont alors de préférence insérées dans un ensemble formant bottier tubulaire allongé et étanche auKfluidesformé en un matériau approprié tel que de l'acier ou de la matière plastique. Chaque extrémité des fibres en faisceau communique vers l'extérieur du bottier tandis qu'à chaque extrémité du bottier est prévu un moyen pour sceller chaque

extrémité du faisceau de fibres aux extrémités du bottier.

Ainsi, le sang peut être pompé à travers l'orifice des fibres creuses. Le bottier tubulaire est de plus pourvu de soupapes qui débouchent dans l'intérieur du bottier et vers la surface externe de chacune des fibres. On peut faire passer continuellement le sang d'un donneur à travers l'orifice des fibres creuses à un débit approprié et à la pression d'entrée et le plasma peut être recueilli et retiré du bottier tubulaire. Les globules du sang peuvent être soit ramenés au donneur dans un procédé

continu ou recueillis et utilisés comme on le souhaite.

Plut8t que d'utiliser un bottier tubulaire à deux extrémités dont les deux extrémités sont ouvertes pour permettre le passage du sang, il est possible d'utiliser un dispositif o le faisceau de fibres creuses a été formé en une boucle, afin que les extrémités de chacune des fibres passent par la même ouverture du bottier tubulaire. En plus de la plasmaphérèse, les fibres creuses et microporeuses peuvent être employées dans une grande variété d'autes applications comme la séparation des protéines du fromage et du petit lait l'oxygénation du sang, l'ultrafiltration, la dialyse et analogues La dimension des pores des fibres creuses peut être contr8lée pour tenir compte des nécessités de chaque usage final

particulier.

La présente invention sera mieux illustrée en se référant aux exemples qui suivent qui ne doivent en aucun cas en limiter le cadre. Toutes les parties et pourcentages indiqués sont en poids à moins que cela

ne soit spécifié autrement.

Exemple 1.

Du polyéthylène ayant un indice de fusion de 6, un poids moléculaire moyen en poids de 79 000, un rapport de distribution de poids moléculaire de l'ordre de 6,0, un compte de gel de 2 tel que défini ici et une densité de 0,962 g/cm3, est filé à la fusion à travers une filière à jet creux concentrique à cinq trous. Chaque trou de jet

2461032-

-I de la filière est du type standard à tube dans l'orifice, le tube étant alimenté en une source d'air à basse pression, la pression étant réglée avec un dispositif

de dosage de débit d'air établi à un débit de 3,0 cmJ/mn.

Le diamètre externe de chaque orifice d'extrusion (trou du jet) de la filière est de 1,39 mm et le diamètre interne est de 0,76 mm. Le diamètre du tube d'air dans chaque orifice d'extrusion est de 0,32 mm. Des boulettes du polyéthylène sont placées dans une extrudeuse Modern Plastics Machinery (MPM) de 25,4 mm (24:1) et amenées

à la zone d'alimentation de l'extrudeuse par gravité.

L'extrudeuse est pourvue d'une pompe de dosage pour contrôler la session de fusion de l'ensemble de la filière afin de produire un débit à travers l'ensemble de la filière de 22,2 g/mn. Les températures de la zone d'alimentation, des zones de dosage et de fusion de l'extrudeuse sont contrôlées par des sections séparées de chemise. La température de l'ensemble de la filière est contrôlée par une chemise électriquement chauffée séparée et une température d'extrusion constante, par exemple de filage,de 2500C est maintenue comme cela est indiqué par un thermocouple dans l'ensemble de la filière. Un dispositif d'enroulement à alimentation réglable recueille les fibres extrudées, après leur passage à travers un bain d'eau maintenu à 25-300C et placé à

177,8 mm de la face de la filière, à une vitesse d'enroule-

ment (TUS) de 140 m/mn. Les fibres creuses comme précurseur sont en conséquence étirées à un rapport d'étirement ou de filage de 32,3. Le cylindre ou rouleau d'enroulement est placé à 7,62 m de la filière. Le degré d'orientation des fibres creuses comme précurseur est déterminé par analyse de biréfringence comme on l'a décrit ici et les résultats sont indiqués au tableau 2, essai 1. Les fibres résultantes sont alors recuites à une longueur constante tandis qu'elles sont toujours enroulées sur le cylindre d'enroulement, en plaçant ce cylindre dans un four et en chauffant à 1000C pendant 120 minutes. Plusieurs autres groupes de fibres sont préparés d'une façon analogue dans des conditions de traitement résumées au tableau 1, essais 2 à 4, et les biréfringences sont

indiquées au tableau 2.

Des échantillons des fibres creuses comme précurseur qui sont recuites, obtenus à chaqueEsssai sont subséquemment serrés entre les mâchoires d'un cadre mobile d'étirage

de Bruckner et immergés (pré-trempés) dans du perchloro-

éthylène maintenu' à la température d'étirement au solvant pour gonfler les fibres.Les -emps de pré-trempage sont indiqués au tableau 1. Les échantillons sont alors

étirés tandis qu'ils sont immergés dans un bain de perchloro-

éthylène au degré approprié d'étirement et de taux de dé-

formation comme indiqué au tableau 2, essais 1 à 4. La température du bain d'immersion de perchloroéthylène (c'est-à-dire la température d'étirement au solvant) est maintenue comme indiqué au tableau 1. Après étirement au solvant, les fibres sont post-tiempées à une longueur constante dans du perchloroéthylène à la température d'étirement au solvant pendant 1 minute comme cela est indiqué au tableau 2. Le perchloroéthylène est alors retiré par évaporation tandis qu'on laisse les fibres sécher à l'air à la température ambiante à l'état étiré. Les fibres sont alors prises à chaud à une longueur constante à 1100C pendant 3 minutes dans un four à circulation d'air chaud. Le diamètre interne moyen (I^D.), le diamètre externe (O.D.), l'épaisseur de paroi et la dimension des pores de chaque groupe de fibres sont résumés au tableau 2 pour

chaque essai.

Chaque groupe de fibres est alors examiné pour déterminer le pourcentage de jeu pour des solutions de

dextrane à la façon qui suit.

Les fibres creuses et microporeuses de chaque essai sont pré-arrangées en configuration de faisceau de fibres parallèles. Le nombre et la longueur des fibres employées

dans chaque module pour chaque essai sont indiqués au -

tableau 2. Les extrémités ouvertes de chaque extrémité du faisceau sont alors insérées à travers deux tubes courts différents en matière plastique dure (25,4 mm) ayant chacun un diamètre interne de 1,6 mm. Les deux extrémités des fibres sont alors enduites de résine époxy à 25,4-50, 8 mm à partir des extrémités ouvertes des fibres. Chaque tube en matière plastique est alors glissé sur la section enduite de résine de chaque extrémité du faisceau de fibres afin qu'environ 12,7 mm du faisceau non enduit fasse saillie hors de chaque tube laissant les extrémités ouvertes du faisceau de fibres s'étendant hors du tube. Quand la résine est durcie, les extrémités ouvertes du faisceau de fibres sont coupées à fleur avec chaque section du tube en matière plastique. Chaque extrémité de chaque ensemble tube-fibres est alors placée dans un adapteur Swagelok (marque déposée) de 3,2 mm de diamètre, et serrée pour obtenir un joint étanche au fluide laissant une extension de 3,8 mm de chaque section du tube exposée au-dessus des adapteurs. Chaque ensemble fibres garnies d'époxy est alors mis en boucle et inséré dans un bécher séparé. Chaque ensemble est amorcé avec de l'alcool éthylique puis lavé avec de l'eau distillée triple pendant une demi-heure. La perméabilité à l'eau de chaque ensemble de fibres est alors déterminée en pompant de l'eau distillée triple à la pression indiquée au tableau 4 et le débit à travers la paroi de la fibre pendant le temps de récupération, comme cela est indiqué au tableau 4, est

déterminé. L'extrémité d'entrée de chaque ensemble tube-

fibres est alors reliée à une source de solution d'alimen-

tation et l'autre extrémité sert de sortie.

Chaque solution d'alimentation contient un dextrane ayant des caractéristiques différentes de poids moléculaire comme cela est indiqué au tableau 3. Le dextrane est un

substitut connu du plasma sanguin et un dilatateur.

La concentration de dextrane dans chaque solution est

également indiquée au tableau 3. Chaque solution d'alimen-

tation passe à travers l'ensemble de fibres pendant des périodes (c'est-àdire temps de récupération) variant de 1 à 4 heures, et à la pression d'entrée indiquée au tableau 4. Le produit ayant traversé est recueilli dans le bécher. Les fibres sont purgées avec de l'eau avant chaque solution d'alimentation. Le débit (c'est-à- dire écoulement ayant traversé) de chaque solution d'alimentation à travers la paroi d'une fibreest indiqué au tableau 4. La concentration de dextrane dans le produit ayant traversé qui est recueilli, est alors déterminée par analyse spectrophotométrique et le pourcentage de jeu pour chaque solution est déterminé comme indiqué au tableau 4. La valeur de Gurley de chaque ensemble de fibresest également déterminée comme on l'a décrit ici à une pression de 310 mm d'eau et les résultats sont indiqués au tableau 4. Comme on peut le voir par les données du tableau 4, les fibres creuses et microporeuses présentent un bon pourcentage de jeu pour des dextranes ayant une grande variété de poids moléculaires. Un jeu si élevé indique que les fibres creuses et microporeuses sont perméables à des molécules de poids moléculaire élevé qui sont dans la gamme des poids moléculaires

des protéines du plasma sanguin.

De même, en comparant les essais 1 à 3, qui sont préparés aux mêmes conditions d'étirement dans un solvant, on peut voir que tandis que la biréfringence diminue, la perméabilité par micron d'épaisseur de paroi de fibre s'améliore tandis que les propriétés mécaniques diminuent. g g'g 1g' I. ç'lz

1. '

(u) ( w z) e9eduIeJq.-9Jdl q.uetu q.aodd'e (uM/M) q.uameu -noauea p assaq:FA (Do) uoTSna.xe,p aanqelJadmaU (uM/2) uo-tsnq -xe, àp xnej, * oN peSSz i-Pd;Tq9aMo nealqie c%O o v0 o CD 8' 11 8' 11 0' o

O' I11

g'o g'O0 o'ç 0' 0g? I. pZ'Z Z'ZZ

Tableau 2.

Essai Biréfrin-

gence moyen-

No. ne fibre pré-

curseur

0,00125

0,00125

0,00028

0,00028

Degré d'é-

tirement au solvant (M)

Taux de dé-

formation (,qmn) 13,3 ,0 13,3 16,7

Tempéra-

ture d'é-

tirement au solvant ( c) Agent gon- flant

perchlo-

ro éthy-

lène il Il I' Post- trem- page (mn) Température prise à chaud ( c) rM o rla Tableau 2 (suite) Durée prise à chaud (s) 0.D. moyen

fibre micro-

poreuse (p) I.D. moyen

fibre micro-

poreuse (ô1) Epaisseur moyenne paroi

fibre micro-

poreuse (i)

Dimen-

sion des pores (a) Longueur faisceau de fibres cm nombre de fibres dans un module 0,48x0,11 0,38x0,10 2,9x0,6 3,0xl,0 o 11,2 14,5 14,5 12,5 U4

Tableau 3.

Solutions de dextrane Proprgés du dextrane RW (1) Mn (2) Concentration solution dextrane dans solution d'alimentation (3) (%) 2 000 200

28 000

41 000

109 000

303 000

N/D = Poids moléculaire moyen en poids = Poids moléculaire moyen en nombre % en poids, en se basant sur le poids de la solution d'alimentation

N/D = non disponible.

ri 1%> on Lw Type du dextrane T 10 T 40 T 70 T 250 T 500

T 2000

(1) =

(2) M n (3) 0,10% 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 1:'

Tableau 4.

Type solution d'alimentation Type d'esEai Ec ment 2 1 yant traversé (ml/cm.min)* pression d'entrie(mm Hg) % jeu ** Séquence d'eSsai Temps de récupération (heures) M O (ml/cm2.min)* "t " (mm iHg) *, fti ** n " (heui) (ml/cm2.min)* " (mm HIIg) N n ** 6& Il N N (heures) " " Iml/cm *mim>* ". Imm MIg>

N, " * *

N (heures) (ml/cm 2.min)* I. ( Mm iTg} a N (heures) Eau T40 T 70 T 250 T 500 T 2000

0,056 0,089 0,084 0,009 0,032 0,0'2

170 150 200 260 200

N/A 96 96 90 90 87

T 500, T 250, T 70, T 40, H20, T 2000

I1 1 1/2 2 1 1

0,021 0,020 0,065 0,035 0,022 0, 010

200 200 200 200 200

N/D 100 92 91 93 74

T 70, T 250, T 500, T 20p0, H20, T 40

1 1 1 1 1 1

0,096 0,044 0,035 0,020 0,014 0,006

200 200 200 200 200

N/DD N NO 87 97 70

H20, T 40, T 70, T 250, T 500, T 2000

1 1 1 1.1 2

0,52 N/D 0,027 0,015 0, 0081 0, 0037

N/O 200 200 200 200

N/D N/D 96 93 90 78

1120, T 70, T 250, T 500, T 2000

2 N/D 1 1 1,75 2,25

Ourley 38, 5 96,4 11,5 33,

Gurleys Rist-

ce a s Allongement de pszed e =Dreo L t)

0,98 283,337

2,5

289,665 220

0,087 172,252

0,24 224,280

* Ecoulement - écoulement moyen du produit ayant traversé la paroi do la fibre pendant le temps de rcupératon * % Jeu - concentration en dextrane dans le produit ayant traversé (ig/) x 100 concentration en dextrane dans la solution d'alimentation (g/l) N/D - non déterminé 1:* rg o fW O e>

Exemple 2.

On répète l'exemple 1 pour préparer plusieurs groupes de fibres creuses comme précurseur en utilisant

les conditions indiquées au tableau 5, essais 1 à 6.

Les fibres résultantes dont la biréfringence et les dimensions sont indiquées au tableau 5 sont pré-trempées à une longueur constante pendant 1 minute à 900C dans du perchloroéthylène et sont étirées au solvant dans du perchloroéthylène selon l'exemple 1 à un degré total de 300% d'étirement, un taux de 30%/mn et une température d'étirement au solvant de 901C. Les fibres creuses et microporeuses résultantes de chaque essai sont alors post-trempées pendant 1 minute dans du perchloroéthylène à 901C à une longueur constante, et ensuite prises à la chaleur pendant 3 minutes à 1000C dans un four à air chaud. La valeur Gurley dans l'air est alors déterminée

sur chaque essai et convertie en secondes Gurley par mi-

cron d'épaisseur de paroi de fibre pour la facilité de la comparaison des données pour chaque essai. Comme on peut le voir par les données du tableau 5, la valeur de Gurley par micron d'épaisseur de paroi de fibre est accrue sensiblement tandis que la biréfringence de la fibre augmente ce qui indique une réduction de la perméabilité des fibres creuses. Dans certains cas, une faible perméabilité peut tre souhaitable. Ces données illustrent que le contrble de la biréfringence des fibres creuses comme précurseur est critique pour obtenir une perméabilité particulière quand la fibre est étirée au solvant selon tout jeu donné de conditionsd'étirement

au solvant comme on l'a décrit ici.

Tableau 5.

Essai No.

Tempé-

rature

d'extru-

sin ( C)

Taux d'ex-

trusion (gm/mn) ,5 22,2 16,2 ,5 9,0 ,1

Vitesse d'en-

roulement (m/mn) Rapport

d'étire-

ment Fibre précurseur O.D. I.D. P. c3 0% -à r> Tableau 5 (suite) Biréfringence précurseur Epaisseur de paroi

fibre creuse micro-

poreuse étirée au solvant /

*0,00106

0,00125

0,00181

0,00183

0,00200

0,00517

Gurley (s) Gurley dans l'air, s par) d'épaisseur de paroi 0,8 0,7 1,8 3,2 8,4 16,4 J' ré 0% on N r4

Exemple 3.

Plusieurs groupes d'échantillons de précurseur de fibre creuse sont préparés selon l'exemple 1 aux conditions de traitement contrtlées pour leur impartir une biréfringence indiquée au tableau 6. Les fibres creuses résultantes comme précurseur sont pré-trempées et recuites selon l'exemple 1 et étirées au solvant sur une base continue à la façon qui suit. On fait passez, les fibres creuses comme précurseur obtenues de chaque essai à travers un bain de perchloroéthylène en utilisant une série de dispositifs d'isolement de tension ayant la forme de plusieurs paires de cylindres ou rouleaux obliques. La vitesse de surface de chaque groupe de

cylindres ou rouleaux est contrôlée pour étirer incrémen-

tiellement les fibres creuses et immergées comme précurseur.

Le degré total d'étirement imparti aux fibres creuses

varie entre 200 et 300% comme cela est indiqué au tàleau 6.

Le taux est également élevé pendant chaque essai comme cela est indiqué au tableau 6. * Comme on peut le voir sur le tableau 6, les fibres creuses des essais 6 à 9 qui ont des biréfringences de 0,00022 et 0,00030 qui ne font partie du cadre de l'invention se rompent du.it du manque de résistance mécanique suffisante, et ne peuvent ttre traitées sur une base continue. Au contraire, les fibres creuses des essais 1 à 5 qui ont des biréfringences de 0,00150 et 0,00180 qui font partie du cadre de l'invention ne se rompent pas

et sont facilement étirées au solvant.

Cet exemple illustre l'effet 'du contrble de la bi-

réfringence des fibres creuses comme précurseur sur les propriétés mécaniques et la facilité de traitement

dans un procédé d'étirement au solvant en continu.

Tableau 6.

Biréfringence fibre creuse

comme pré-

curseur Degré total d'étirement (%) Taux de déformation (% /mn) Observations pas de rupture pas de rupture pas de rupture pas de rupture pas de rupture rupture rupture rupture rupture Essai No.

0,00150

0,00150

0,00150

0,00180

0,00180

0,00022

0,00022

0,00030

0,00030

% -100 -125 -150 -100 -125 -100 -125 -100 -125 i- t'O o w ulj Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans

le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims (8)

R E V E N D I C A T 1 0 N S

1. Procédé de prépwation de fibres creuses et micro-

poreuses à cellules ouvertes caractérisé en ce qu'il consiste à: (a) former des fibres creuses et non poreuses comme précurseur à partir d'un polymère choisi dans le groupe consistant en polyoléfines, polyacétals, polyamides, polyesters, sulfures de polyalcoylène et oxydes de polyarylène, ledit polymère ayant à la fois un composant amorphe et un composant cristallin avec un degré d'orientation moléculaire caractérisé par une biréfringence de l'ordre de 0,0005 à environ 0,010; (b) mettre lesdites fibres creuses comme précurseur en contact avec un agent gonflant,ledit agent gonflant comprenant un solvant non aqueux ayant un paramètre de solubilité de Hildebrand égal ou proche de celui des fibres creuses polymériques comme précurseur, pendant un temps suffisant pour permettre l'absorption de l'agent gonflant dans lesdites fibres creuses;

(c) éthrer lesdites fibres creuses comme précurseur -.

tandis qu'elles sont en contact avec.l'agent gonflant, qui est à une température supérieure à la température de transition vitreuse de ladite fibre creuse et au point de congélation de l'agent gonflant et inférieure à la température à laquelle lesdites fibres se dissolvent, à un degré d'étirement de l'ordre de 150 à environ 400% en se basant sur la longueur initiale de la fibre comme précurseur et à un taux de l'ordre de 5 à environ 150%/mn;et (d) retirer l'agent gonflant de ladite fibre tout

en maintenant ladite fibre creuse à 1' état étiré.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère dont la fibre creuse comme précurseur est préparé et choisi dans le groupe consistant en

polyoléfines et polyacétals.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'il est entrepris sur une base continue.

4. Procédé de préparation de fibres creuses et microporeuses à cellules ouvertes caractérisé en ce qu'il consiste à: (a) former, à partir d'au moins une polyoléfine ayant à la fois un composant amorphe et un composant cristallin, des fibres creuses polymériques et non poreuses comme précurseur à un degré d'orientation moléculaire caractérisé par une biréfringence de l'ordre de 0,0005 à environ 0,010; (b) mettre lesdites fibres creuses en contact avec un agent gonflant. ledit agent gonflant comprenant un solvant non aqueux ayant un paramètre de solubilité 1 5 de Hildebrand égal ou proche de celui des fibres creuses polymériques comme précurseur, pendant un temps suffisant pour permettre l'absorption de l'agent gonflant dans les fibres creuses; (c) étirer lesdites fibres creuses comme précurseur tandis qu'elles sont en contact avec l'agent gonflant, qui est maintenu à une température supérieure à la température de transition vitreuse des fibres comme précurseur et au point de congélation de l'agent gonflant et inférieure à la température à laquelle les fibres se dissolvent, à un degré d'étirement de l'ordre de à environ 400% en se basant sur la longueur initiale des fibres et à un taux de l'ordre de 5 à environ 150%/mn; et (d) retirer l'agent gonflant de ladite fibre tout

en mintenant lesdites fibres creuses à l'état étiré.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la polyoléfine est un homopolymère qui est filé

à la fusion pour former les fibres creuses comme pré-

curseur, la biréfringence des fibres est contrblée pour être comprise entre 0,0008 et environ 0,005, l'agent gonflant est choisi dans le groupe consistant en trichloroéthylène et perchloroéthylène, le degré d'étirement est de l'ordre de 200 à environ 300%, le taux est de l'ordre de 10 à environ 50%/mn et la température d'étirement au solvant est comprise entre

environ 25 et environ 900C.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étirement des fibres creuses comme précurseur

est entrepris sur une base continue.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'homopolymère de polyoléfine est un polyéthylène ayant un indice de fusion de l'ordre de-3 à environ 20, un rapport de distribution de poids moléculaire de l'ordre de 3,8 à environ 13, une densité de l'ordre de 0,962 à environ 0, 965 g/cm3 et en ce que la biréfringence des fibres creuses comme précurseur est contrôlée pour

être comprise entre environ 0,001 et environ 0,003.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les fibres creuses comme précurseur sont recuites avant étirement à une température de l'ordre de 90 à environ 120 0C à une longueur sensiblement constante pendant environ 1 à environ 30 minutes, trempées dans l'agent gonflant à la température d'étirement au solvant pendant environ

secondes à environ 10 minutes à une longueur sensible-

ment constante avant étirement, et en ce que les fibres creuses et microporeuses résultantes sont prises à la chaleur après étirement à une température de l'ordre de 85 à environ 1200C pendant environ 0,1 seconde à environ 1 heure d'une façon suffisante pour empêcher

un changement de la longueur des fibres creuses et micro-

poreuses de plus d'environ 5% en se basant sur la

longueur de ces fibres avant prise à la chaleur.