CN103987882A

CN103987882A - 由可溶性聚合物制成的纤维

Info

Publication number: CN103987882A
Application number: CN201280045721.3A
Authority: CN
Inventors: S·L·谢诺伊; T·M·维克
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: US9435056B2; AU2012312177B2; US20200240046A1; KR20190030236A; CN106929933B; AU2012312177A1; US20160333501A1; EP2758569A4; KR20140074353A; KR102051268B1; CN106929933A; US11479882B2; EP2758569A1; US20140230390A1; WO2013044014A1; US10640891B2; CN103987882B; KR101960124B1; EP2758569B1

Abstract

可以制备一种纤维，所述纤维具有有轴向芯和涂层的结构。所述纤维可以具有聚合物芯和一个或两个包围所述芯的层。所述细纤维可以由聚合物材料和树脂质醛组合物制成，使得所述纤维的一般结构具有聚合物芯，所述聚合物芯被至少一个所述树脂质醛组合物的层包围。

Description

由可溶性聚合物制成的纤维

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年9月21日提交的美国临时专利申请序列号61/537,171的优先权，所述临时专利申请通过引用以其整体结合在此。

背景技术

最近的技术已经用于形成细纤维层。考虑与多种其他物质混合或共混的聚合物材料的细纤维技术披露于，例如Chung等人的美国专利号6,743,273中。这些纤维已经在某些过滤应用中得到了商业接受，其中在一个过滤基底上形成一个细纤维层。所披露的纤维中的某些包括一个轴向芯，所述轴向芯包括一个包含聚合物材料的相。包围所述轴向芯可以存在一个涂层材料（如酚类低聚物或氟聚合物组分）的层。

在这些纤维的形成中，所述聚合物和添加剂的溶液是通过熔融方法形成的或被电纺丝以形成所述纤维。在某些制备纤维的方法中，安全并且易于使用的溶剂在工业应用中是所希望的。使用此类溶剂形成的纤维经常需要在多种多样的环境中存留并且表现良好。

发明内容

一种独特的纤维材料是通过将聚合物材料与树脂质醛组合物进行混合或共混来形成的。所述树脂醛组合物是可以自交联的组合物并且所述聚合物是与所述树脂质醛组合物非反应性的聚合物。

在某些实施例中，当形成为纤维时，非反应性聚合物材料和树脂质醛组合物的混合物或共混物形成处于半互穿网络形态的这两种组分的一种一致的（即，均匀的）混合物（即，共混物）。

在某些实施例中，当形成为纤维时，非反应性聚合物材料和树脂质醛组合物的混合物或共混物以适当比例优选形成至少两个（例如，同心的或同轴的）相。第一相是一个包含所述聚合物材料作为主要材料的内芯或轴向聚合物相。在此，“内芯”、“芯相”、“第一相”、以及“轴向相”可互换地使用。所述第一芯相被一个包含所述树脂质醛组合物作为主要材料的第二（涂层）相包围。

因此，本披露提供一种纤维（优选，一种细纤维），所述纤维包括芯相和涂层相，其中所述芯相包含聚合物并且所述涂层相包含树脂质醛组合物。

在所述纤维形成中使用适当比例的聚合物材料和树脂质醛组合物，在一些实施例中，所述纤维包括三个相。在这个实施例中，一个内部轴向聚合物相包括所述聚合物材料作为主要材料或多数量，其中具有可忽略的自交联的树脂质醛组合物（如果存在，它仅以一个次要相存在）。包围所述内部轴向聚合物相的是一个第二相（即，一个过渡层或过渡相），所述第二相包含所述聚合物材料和自交联的树脂质醛的混合物（典型地，在这个过渡相中存在相当量的聚合物和树脂质醛）。所述纤维此外包括一个包含树脂质醛作为占优势或多数组分的第三外部相（即，最外面的涂层）。

因此，本披露还提供一种纤维（例如，纳米纤维或微纤维，并且优选如在此所述的细纤维），所述纤维包括芯相和同轴的涂层相；其中所述芯相包含非反应性聚合物并且所述涂层相包含树脂质三聚氰胺-醛组合物；其中所述非反应性聚合物的一个可忽略的部分用所述树脂质三聚氰胺-醛组合物进行交联；并且进一步其中所述细纤维是从树脂质三聚氰胺-醛组合物制备的，所述树脂质三聚氰胺-醛组合物的量为大于每100重量份所述非反应性聚合物20份。

在此，一根纤维具有典型地不大于100微米的平均纤维直径。典型地，这意味着本披露的具有多根纤维的样品具有不大于100微米的平均纤维直径。一根优选的“细”纤维具有不大于10微米的平均纤维直径。

本披露的纤维优选从包括烷氧基基团和能够自交联的其他基团（例如，通过缩合）的树脂质醛组合物和非反应性聚合物来制备，其中树脂质醛组合物与聚合物的摩尔比优选是20:100。

在这些实施例中，一个细纤维层可以通过在过滤基底上形成多根细纤维来制造，从而形成过滤介质。所述过滤介质（即，细纤维层加上过滤基底）然后可以被制造成为过滤器元件（即，过滤元件），包括例如，平板式过滤器、筒式过滤器、或其他过滤组件。

术语“包括”以及其变体在这些术语出现在说明书和权利要求中时不具有限制性含义。

措辞“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本披露的实施例。然而，在相同的或其他情况下，其他实施例也可以是优选的。此外，一个或多个优选的实施例的陈述不意味着其他实施例是没有用的，并且不旨在将其他实施例从本披露的范围中排除。

在本申请中，术语如“一个/种（a/an）”和“所述”并非旨在仅仅是指一个单数实体，而是包括可以用于阐述的一个具体实例的一般类别。术语“一个/种（a/an）”和“所述”与术语“至少一个”可互换地使用。

后面跟着一个列表的短语“至少一（个）种”和“包括至少一（个）种”是指所述列表中多个项的任何一个以及所述列表中的两项或更多项的任何组合。

如在此使用的，术语“或者”通常以它的包括“和/或”的通常意义来使用，除非内容另外清楚地指示。术语“和/或”是指所列出的元素中的一项或所有或者这些所列出的元素中的任何两项或更多项的组合。

而且在此，假定所有数字被术语“大约”修饰，并且优选被术语“精确地”修饰。如在此使用的，与被测量相关，术语“大约”是指如将由进行所述测量并且运用与测量目的和所使用的测量设备的精密度相称的注意的熟练的业内人士所能预期的被测量的变化。

而且在此，由端点表述的数值范围包括包含在所述范围内的所有数值以及这些端点（例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等）。

本披露的以上概述并非旨在描述本披露的每个披露的实施例或每种实现方式。以下描述更具体地举例说明了示意性实施例。在贯穿本申请的若干地方，通过实例清单提供了指导，这些实例可以按多种组合来使用。在每种情况下，所列举的清单仅仅用作一个代表性群组并且不应被理解为一个排他性清单。

附图说明

可以结合以下附图来更全面地理解本披露，其中图1至图5包括展示细纤维材料的结构和性质的试验数据和结果，所述细纤维材料是从聚合物材料和树脂质醛组合物的一种混合物或共混物制成的。

图1：参考实例2和4、实例5（对照物）、和实例3的纤维形态的比较。

图2：(a)乙醇浸泡试验1分钟；(b)在140°F水浸泡试验5分钟。

图3：在1分钟乙醇浸泡试验之后的过滤介质的SEM图像。由a、b、c、d、e表示的图像对应于纳米纤维组合物的“照原样”的样品。由a'、b'、c'、d'、e'表示的图像对应于“乙醇浸泡后”的样品。

图4：通过C60离子枪溅射对于P4VP/三聚氰胺树脂获得的原子（C1s（C_P4VP和HM2608）、N1s和O1s）种类的曲线图。

图5：对于重量比分别为：(a)1:0.2、1:0.4和1:0.6，以及(b)1:0.8的P4VP:ME的基于ESCA/C60结果的纤维截面的图像表示。

具体实施方式

聚合物网已经通过电纺丝、熔融纺丝、挤出熔融纺丝、气流成网处理或湿法成网处理来制成。此类过滤器的过滤效力是所述过滤介质的特征并且与从所述流动液流中去除的微粒的分数相关。效力典型地是通过一套试验方案来测量的，所述试验方案的实例被定义在以下列出的专利中。考虑与多种其他物质混合或共混的聚合物材料的细纤维技术披露于Chung等人的美国专利号6,743,273、Chung等人的美国专利号6,924,028、Chung等人的美国专利号6,955,775、Chung等人的美国专利号7,070,640、Chung等人的美国专利号7,090,715、Chung等人的美国专利公开号2003/0106294、Barris等人的美国专利号6,800,117、以及Gillingham等人的美国专利号6,673,136中。此外，在Ferrer等人，美国专利号7,641,055中，一种非水溶性、高强度的聚合物材料通过将聚砜聚合物与聚乙烯吡咯烷酮聚合物混合或共混来制成，产生用于对细纤维材料电纺丝的单相聚合物合金。当以上所讨论的细纤维材料在具有温度范围的极值的应用中具有对于许多过滤最终用途的适当性能，其中要求机械稳定性时，常常可以实现纤维特性上的改进。

本披露的纤维是通过将形成纤维的聚合物材料和包含反应性基团以自交联的树脂质醛组合物（如反应性三聚氰胺-甲醛树脂）进行组合来制成的。在此背景下，“反应性”是指所述树脂包括能够自交联但不与制备这些细纤维中使用的一种或多种聚合物反应的一个或多个官能团。在此，“树脂”或“树脂质”是指尤其具有可以迁移至细纤维的表面的性质的单体、低聚物、和/或聚合物。在此，术语“树脂质醛组合物”是指起始材料以及这些最终纤维中的材料。将理解的是，在这些最终纤维中，所述树脂质醛组合物的至少多个部分将涉及在自交联中。

这些组分可以溶液或熔融的形式来进行组合。在某些实施例中，这些细纤维是从溶液或分散体进行电纺丝的。因此，这些聚合物材料和树脂质醛（例如，三聚氰胺-醛）组合物在适合于电纺丝的至少一种常见溶剂或溶液共混物中是可分散的或可溶的。

参见图5，当纤维100/102形成时，所述树脂质醛组合物优选形成至少一个外部同心层（即，相），如一个主要包含所述树脂质醛组合物（例如，三聚氰胺-醛组合物）的第二涂层相22（纤维102）、或两个外部同心层（即，相）如一个包含所述聚合物材料和树脂质醛组合物的混合物的第二涂层相20（纤维100）、以及一个主要包含所述树脂质醛组合物的第三外部相（最外面的相）30（纤维100）。即，所述树脂质醛组合物可以迁移至表面以形成两相纤维（纤维102）或三相纤维（纤维100），其中芯10（纤维100）或12（纤维102）主要包含所述聚合物材料（例如，聚(4-乙烯基吡啶)，还被称为P4VP）。

在此背景下，“主要地”是指所述参考材料以这个区域中的大多量（例如，大于按重量计50%）的材料存在于一个特定区域（例如，涂层、层、或相）中。

优选地，本披露的细纤维优选从包括反应性基团（优选，烷氧基基团）的可自身交联的树脂质醛组合物和不包括或包括少量反应性基团（即，能够与所述树脂醛组合物的反应性基团反应的基团）的聚合物来制备，其中可自身交联的树脂质醛组合物与非反应性聚合物的摩尔比是至少（优选，大于）20:100（即，20份树脂质醛组合物比100份非反应性聚合物）。更优选地，所述可自身交联的树脂质醛组合物与非反应性聚合物的重量比是大于40:100。甚至更优选地，所述可自身交联的树脂质醛组合物与所述非反应性聚合物的重量比是大于60:100。

优选地，所述可自身交联的树脂质醛组合物与非反应性聚合物的重量比是不大于300:100。更优选地，所述可自身交联的树脂质醛组合物与所述非反应性聚合物的重量比是不大于250:100。甚至更优选地，所述可自身交联的树脂质醛组合物与非反应性聚合物的重量比是不大于210:100。

在某些实施例中，使用大于40:100的树脂质醛组合物与聚合物的重量比产生一种聚合物/半互穿网络类型的结构，其中所述互穿网络是所述自交联的树脂质醛。相对于可商购的纤维和纤维层，这为本发明的细纤维和细纤维层提供改进的特性，如耐湿性。

合适的树脂质醛组合物包括如在此所述的能够在纤维制备过程中自交联的一个或多个反应性基团。此类反应性基团包括烷氧基以及羟基、羧酸和/或-NH基团。示例性树脂质醛组合物是通过在缩合反应条件下用反应物处理不同的醛来制成的合成树脂。有用的此类反应物包括苯酚、尿素、苯胺、苯并胍胺、甘脲、和三聚氰胺。有用的树脂质醛组合物包括可以用于自交联反应中的基于醛的试剂。这些树脂质醛组合物典型地是非挥发性的。这些树脂质醛组合物也应该在对于所述聚合物选择的溶剂中是可溶的以进行处理，如在电纺丝中。作为交联剂有用的树脂质醛组合物包括尿素和醛的缩合产物、苯酚和醛的缩合产物、或三聚氰胺和醛的缩合产物。一类有用的交联树脂包括通过使醛与氮化合物反应制造的基于氮化合物的树脂，如三聚氰胺、尿素、苯并胍胺、甘脲、以及其他类似树脂。此类自交联树脂在工艺溶剂中是可溶的并且具有与多种聚合物种类的反应性。

有用的树脂质醛组合物（例如，三聚氰胺-醛组合物）包括交联剂、以及任选地可以在溶液或熔融形式下与多种聚合物材料进行组合的其他非反应性的室温稳定的树脂组分。三聚氰胺与多种其他共反应物形成树脂质组合物。

有用的三聚氰胺-醛组合物包括通常由三聚氰胺与醛化合物之间的反应形成的三聚氰胺-醛产物。有用的醛化合物包括C_1-6链烷醛类，包括甲醛、乙醛、丁醛、异丁醛等等。如果希望的话，可以使用此类醛类的混合物。这些三聚氰胺-醛树脂、以及其他合适的树脂质醛组合物包括每分子具有至少两个烷氧基基团的组分。典型的部分和完全反应的三聚氰胺-醛类每分子具有从3个至6个、或从4个至6个烷氧基基团。

在某些实施例中，所述树脂质醛组合物包括尿素和醛的缩合产物、苯酚和醛的缩合产物、三聚氰胺和醛的缩合产物、或它们的混合物。在某些实施例中，所述树脂质醛组合物包括苯并胍胺和醛的缩合产物、甘脲和醛的缩合产物、或它们的混合物。

有用的树脂质醛组合物（例如，三聚氰胺-醛组合物）包括以下化合物和其混合物，这些化合物包括：除其他自交联的物质之外，部分甲基化的三聚氰胺、甲基化的高亚氨基三聚氰胺、高亚氨基混合醚三聚氰胺、正丁基化的高亚氨基和部分正丁基化的三聚氰胺、部分异丁基化的三聚氰胺、部分正丁基化的尿素、部分异丁基化的尿素、甘脲、甲氧基甲基羟甲基三聚氰胺树脂。

不同的自交联的三聚氰胺组合物是从新泽西州西帕特森的氰特工业（Cytec Industries）可获得的在商业名称CYMEL下出售的，其中此类组合物包括，例如，CYMEL3745、CYMEL MM-100、CYMEL3749、CYMEL323、CYMEL325、CYMEL327、CYMEL328、CYMEL370、CYMEL373、CYMEL385、CYMEL1158、CYMEL1172、CYMEL UM-15、CYMEL U-64、CYMEL U-65、CYMEL U-21-571、CYMEL U-93-210、CYMEL U-216-10-LF、CYMEL U-227-8、CYMEL U-1050-10、CYMEL U-1052-8、CYMEL U-1054、CYMEL UB-25-BE、CYMEL UB-30-B、CYMELU-662、CYMEL U-663、CYMEL U-1051、CYMEL UI-19-1、CYMEL UI-21E、CYMELUI-27-EI、CYMEL UI-38-I等等，以及从德国路德维希港的巴斯夫公司可获得的并且在商品名称LUWIPAL下出售的不同三聚氰胺组合物，其中此类组合物包括例如LUWIPAL LR8955、LUWIPAL LR8968和LUWIPAL LR8984。此类树脂也是从英力士三聚氰胺公司（INEOS Melamines Inc.）可获得的，在商业名称RESIMENE（例如，RESIMENE HM2608）、MAPRENAL、和MADURIT下出售的。对于此类材料的主要条件是它自缩合（即，自交联）的能力。可以使用树脂质醛组合物的不同组合，如果希望的话；然而，此类组合将包括至少一种自交联的醛组分。

在许多优选的实施例中，使用一种三聚氰胺-甲醛树脂（有时在此简单地被称为“三聚氰胺”组合物或“三聚氰胺”树脂）。所提及的三聚氰胺-甲醛树脂是指每个三聚氰胺分子具有两个或更多个（至少两个）烷氧基官能团（甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基，等等）的一种基于三聚氰胺的树脂。除了这些烷氧基官能团之外，这些三聚氰胺-甲醛树脂包括亚胺基（-NH-）、羧酸（-C(O)OH）、或羟基（-OH）官能团，或它们的组合，以赋予交联能力。取决于这些三聚氰胺甲醛树脂中的官能团，未交联的树脂可以是水溶性的和非水溶性两者，或者可溶于有机溶剂如醇类、烃类（甲苯、二甲苯等）或其他、或这些溶剂的混合物中。

三聚氰胺-甲醛树脂是从甲醛与三聚氰胺的反应制成的。三聚氰胺（化学式C₃H₆N₆）和甲醛（化学式CH₂O）具有以下结构：

三聚氰胺甲醛

其中三聚氰胺是1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、或2,4,6-三氨基-s-三嗪、或三聚氰酸三酰胺。所述三聚氰胺-甲醛树脂的一种代表性结构以结构I示出：

其中，在化合物I中，每个X和每个Y独立地是H、-(CH₂)_x-O-R（R=H或(C1-C4)烷基并且x=1-4）、或-(CH₂)_y-C(O)OH（y=1-4），并且其中这些X和Y基团中的至少两个是-(CH₂)_x-O-R（R=(C1-C4)烷基并且x=1-4），并且这些X和Y基团中的至少一个是H、-(CH₂)_x-OH（x=1-4）、和/或-(CH₂)_y-C(O)OH（y=1-4）。优选地，如果所述化合物具有两个或三个-(CH₂)_x-O-R（R=C1-C4烷基并且x=1-4）基团，那么它们不在相同的氮取代基上。

在本披露的纤维中，本披露的可自身交联的树脂质醛组合物与包括聚合物或聚合物混合物或共混物的聚合物材料进行组合。对所述聚合物或聚合物混合物或共混物进行选择，使得它可以与所述树脂质醛组合物在溶液或分散体中或在熔体中进行组合。在某些实施例中，聚合物材料和树脂质醛组合物的组合应该在熔体或在溶液或分散体形式下经过足够时间是基本上稳定的，使得可以形成纤维。

所述聚合物或聚合物混合物或共混物应该包括至少一种形成纤维的聚合物，并且应该不包括或包括非常少的能够被所述树脂质醛组合物交联的反应性基团。不应该存在的示例性聚合物反应性基团包括活性氢基。活性氢基包括但不限于硫醇基（-SH）、羟基（-OH）、羧基（-CO₂H）、酰氨基（-C(O)-NH-或-C(O)-NH₂）、氨基（-NH₂）、或亚氨基（-NH-）、和酸酐（(-COO)₂R）基团（水解时）。

适合用于本披露的聚合物组合物中的聚合物材料包括为非反应性聚合物的加聚物和缩聚物材料两者。在此背景下，“非反应性”被定义为不能够用所用的树脂质醛组合物交联（如与此一起同一天提交的，律师案卷号444.00010101，名称为由用树脂质醛组合物交联聚合物制成的细纤维（FINE FIBERS MADE FROMPOLYMER CROSSLINKED WITH RESINOUS ALDEHYDE COMPOSITION）的共同未决的申请中描述的反应性聚合物（例如，尼龙）相比））。例如，可以使用聚合物材料如许多聚烯烃类、聚氯乙烯、和其他此类材料，其中此类聚合物不具有可以用所述树脂质醛组合物交联的基团。其他非反应性聚合物包括聚缩醛类、聚酯类、聚硫化亚烃类、聚氧化芳撑类、聚砜类、改性的（例如，聚醚）聚砜聚合物、聚(乙烯吡啶)如聚(4-乙烯吡啶)等等。落入这些属类的优选的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚(氯乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)（以及其他丙烯酸树脂）、聚苯乙烯、以及它们的共聚物（包括ABA类型的嵌段共聚物）、聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、混合物、共混物或合金。有用的嵌段共聚物的实例包括ABA-类型的共聚物（例如，苯乙烯-EP-苯乙烯）（其中“EP”是指乙烯-丙烯）或AB（例如，苯乙烯-EP）聚合物、从得克萨斯州休斯顿的科腾聚合物有限公司（Kraton Polymers U.S.LLC）可获得的KRATON苯乙烯-b-丁二烯和苯乙烯-b-氢化丁二烯（乙烯丙烯）、以及从新罕布什尔州汉普顿的辛帕特克斯技术有限公司（SympaTex Technologies Inc.）可获得的SYMPATEX聚酯-b-氧化乙烯。如果希望的话，可以使用非反应性聚合物的不同组合。

加成非反应性聚合物像聚(偏二氟乙烯)，间同立构的聚苯乙烯，偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，聚醋酸乙烯酯，无定形加聚物如聚苯乙烯、聚(氯乙烯)以及它的不同共聚物，以及聚(甲基丙烯酸甲酯)和它的不同共聚物可以相对容易地进行溶液纺丝，因为它们在低压和低温下在多种溶剂和溶剂共混物中是可溶的或可分散的。然而，如果高度结晶的聚合物像聚乙烯和聚丙烯进行溶液纺丝，它们典型地要求高温、高压的溶剂或溶剂共混物。因此，聚乙烯和聚丙烯的溶液纺丝是非常困难的。

如果希望的话，并且取决于所述树脂质醛组合物，例如，在此所述的自交联反应可能需要一种强酸催化剂如磺酸，如对甲苯磺酸。在某些实施例中，一种催化剂如酸催化剂优选以基于聚合物固体的至少4wt-%的量来使用，以提高自交联速度。典型地，不大于10wt-%的催化剂，如酸催化剂用于本披露的自交联反应中。

如果希望的话，如在此所述的，可以使在非反应性聚合物材料的存在下从树脂质醛组合物的自交联反应形成的细纤维，通过使这些细纤维暴露于热处理，例如，在自交联的速度和程度方面增强。此类热处理典型地包括至少80℃、至少100℃、或至少120℃、以及典型地不大于150℃的温度，持续典型地至少5秒、以及典型地不大于10分钟。

本披露的一个方面是此类纤维（优选，细纤维）材料的实用性，如将它们形成为过滤结构如过滤介质。在此类结构中，本披露的细纤维材料在一个过滤器基底上形成并且粘附在所述过滤器基底上（即，过滤基底）。天然纤维和合成纤维基底可以用作所述过滤器基底。实例包括纺粘的或熔喷的支撑体或织物、合成纤维的织造物和非织造物、纤维素材料、以及玻璃纤维。挤出和冲孔两种的塑料网状材料是过滤器基底的其他实例，如有机聚合物的超滤（UF）和微滤（MF）膜。合成的非织造物的实例包括聚酯非织造物、聚烯烃（例如，聚丙烯）非织造物、或它们的共混的非织造物。片状的基底（例如，纤维素或合成的非织造网）是这些纤维基底的典型形式。然而，所述过滤材料的性质和结构典型地由设计工程师进行选择并且取决于具体的过滤应用。

根据本披露的一种过滤介质构造可以包括具有第一表面的一个可渗透的粗纤维材料层（即，介质或基底）。一个第一纤维介质层（优选，细纤维介质）优选被布置在所述可渗透的粗纤维介质层的第一表面上。

优选地，所述可渗透的粗纤维材料层包括纤维，这些纤维具有的平均直径为至少5微米、并且更优选至少12微米、并且甚至更优选至少14微米。优选地，这些粗纤维具有不大于50微米的平均直径。因此，在本披露的一个实施例中，所述粗纤维材料还可以包括本披露的纤维。

而且，优选地，所述可渗透的粗纤维材料包括一种介质，所述介质具有的基重为不大于260克/平方米（g/m²）、并且优选不大于150g/m²。优选地，所述可渗透的粗纤维材料包括一种介质，所述介质具有的基重为至少0.5g/m²、并且优选至少8g/m²。优选地，所述第一可渗透的粗纤维介质层是至少0.0005英寸（12微米）厚、并且更优选是至少0.001英寸厚。优选地，所述第一可渗透的粗纤维介质层是不大于0.030英寸厚。典型地并且优选地，所述第一可渗透的粗纤维介质层是0.001英寸至0.030英寸（25-800微米）厚。优选地，所述第一可渗透的粗纤维介质层具有至少2米/分钟（m/min）的弗雷泽渗透率（设置在0.5英寸水处的压差）。优选地，所述第一可渗透的粗纤维介质层具有不大于900m/min的弗雷泽渗透率（设置在0.5英寸水处的压差）。

在优选的安排中，所述第一可渗透的粗纤维材料层包括一种材料，如果用弗雷泽渗透率试验与所述构造的剩余部分分开进行评估，所述材料将展现至少1m/min、并且优选至少2m/min的渗透率。在优选的安排中，所述第一可渗透的粗纤维材料层包括一种材料，如果用弗雷泽渗透率试验与所述构造的剩余部分分开进行评估，所述材料将展现不大于900m/min、以及典型地并且优选2-900m/min的渗透率。在此，当提及效力时，除非另外说明，所提及的是指如在此所述的根据ASTM-1215-89用0.78微米（μ）的单分散聚苯乙烯球形颗粒在20fpm（英尺每分钟，6.1米/分钟）下测量的效力。

本披露的纤维（优选，细纤维）可以使用包括静电纺丝、湿法纺丝、干法纺丝、熔融纺丝、挤出纺丝、直接纺丝、凝胶纺丝等等的多种技术来制备。尽管以下描述特别指“细”纤维（即，具有不大于10微米的平均纤维直径），但它也适用于具有更大纤维直径的纤维。

在此，一根“细”纤维具有不大于10微米的平均纤维直径。典型地，这意味着本披露的具有多根纤维的样品具有不大于10微米的平均纤维直径。优选地，此类纤维具有不大于5微米、更优选地不大于2微米、甚至更优选地不大于1微米、以及甚至更优选地不大于0.5微米的平均直径。优选地，此类纤维具有至少0.005微米、更优选地至少0.01微米、以及甚至更优选地至少0.05微米的平均直径。

将这些细纤维在例如静电或熔融纺丝成型过程中收集在一个支撑层上，并且通常在纤维制备之后进行热处理。优选地，所述细纤维材料层被布置在一个可渗透的粗纤维介质层（即，支撑层）的第一表面上作为纤维层。而且，优选地，布置在所述第一可渗透的粗纤维材料层的第一表面上的第一细纤维材料层具有的总厚度为不大于50微米、更优选不大于30微米、甚至更优选不大于20微米、并且最优选不大于10微米。典型地并且优选地，所述细纤维层的厚度在用于制备所述层的细纤维平均直径的1-20倍（常常1-8倍，并且更优选地不大于5倍）的厚度内。在某些实施例中，所述细纤维层具有至少0.05μ的厚度。

在用于制备本披露的细纤维的纤维纺丝工艺中，被纺丝的聚合物典型地被转化为流体状态（例如，通过溶解于溶剂中或熔化）。然后强制所述流体聚合物通过喷丝头，其中所述聚合物冷却至橡胶状状态，并且然后至固化状态。当所述流体聚合物转变为固态时，醛组合物可以迁移至表面。湿法纺丝典型地用于需要被溶解在溶剂中以进行纺丝的聚合物。将喷丝头浸没在化学浴中，所述化学浴导致所述纤维在出现时沉淀，并且然后固化。所述方法从这个“湿”浴得名。通过这种方法生产腈纶、人造丝、芳纶、变性腈纶、和氨纶。干法纺丝也用于被溶解于溶剂中的聚合物。它的不同之处在于固化是通过溶剂的蒸发来实现的。这通常是通过空气或惰性气体流来实现的。因为不包含起沉淀作用的液体，所述纤维不需要进行干燥，并且溶剂更容易地进行回收。熔融纺丝用于可以被熔化的聚合物。所述聚合物在从喷丝头中挤出之后通过冷却而固化。

在一种典型方法中，将固体聚合物的球粒或颗粒进料至挤出机中。将这些球粒通过挤出螺杆压缩、加热并且熔化，然后进料至纺丝泵并且进入喷丝头中。直接纺丝方法避免了固体聚合物球粒的阶段。所述聚合物熔体是从原料生产的，并且然后从聚合物整理机直接被泵入纺丝机中。直接纺丝主要在生产聚酯纤维和细丝的过程中施用，并且专用于高生产能力（>100吨/天）。凝胶纺丝（也被称为干湿法纺丝）用于获得这些纤维中的高强度、或其他特殊的特性。所述聚合物处于“凝胶”状态，仅部分液体，使这些聚合物链保持某种程度上键合在一起。这些键产生所述纤维中的强的链间力，这增加了它的抗张强度。这些纤维内的聚合物链还具有大的取向度，这增加了强度。首先将这些纤维风干，然后进一步在液体浴中冷却。一些高强度的聚乙烯和芳纶纤维是经由这种方法生产的。

用于制备本披露的细纤维的一种替代方案是熔喷方法。熔喷（MB）是一种用于使用高速空气或另一种适当的力以使细丝变纤细来直接从聚合物或树脂生产纤维性网或物品的方法。这种方法是独特的，因为它几乎唯一地用于生产微纤维，而不是具有正常纺织纤维的尺寸的纤维。MB微纤维通常具有在2μm至4μm（微米或百万分之一米或μ）范围内的直径，尽管它们可以是小至0.1μm并且大至10μm至15μm。MB非织造织物与其他非织造织物之间的差异（如软化度、覆盖度或不透明度、以及孔隙率）通常可以追溯到细丝尺寸上的差异。一旦将所述熔融聚合物从这些模具孔中挤出，高速热空气流（从模具喷嘴的顶部和底部退出）使这些聚合物流变纤细以形成微纤维。当包含这些微纤维的热孔气流向收集器网前进时，它夹带了冷却和固化这些纤维的大量的周围空气（也被称为二次空气）。随后，这些固化的纤维在收集网上进行无规成网，形成一种自粘合的非织造网。因为空气流中的湍流，这些纤维通常进行无规成网（并且还是高度缠络的），但由于移动的收集器赋予的某一方向性，存在机器方向上的小偏移。收集器速率和收集器距模具喷嘴的距离可以是变化的以产生多种熔喷网。通常，将真空施加到收集器网的内部以抽出热空气并且增强纤维成网过程。

用于制备本披露的细纤维的以上列出的方法中的任一项可以用于制备用于过滤基底的可渗透过程纤维性材料。纺粘技术也可以用于制备用于过滤基底的可渗透过程纤维性材料。纺粘织物是通过将挤出的、纺成的细丝按一种均匀的无规方式沉积到收集带上，随后使这些纤维粘合来生产的。在通过空气喷射或静电电荷的成网过程中将这些纤维分离。通常将收集面进行穿孔以防止空气流按一种不受控制的方式偏转和携带这些纤维。粘合通过施用加热的辊或热针以使所述聚合物部分熔化并且使这些纤维一起熔化来赋予网强度和完整性。由于分子取向增加熔点，未被高度拉伸的纤维可以用作热粘合纤维。聚乙烯或无规乙烯-丙烯共聚物用作低熔的粘合位点。纺粘产品用于地毯底布、地工织物、以及一次性的医学/卫生用品中。由于所述织物产品与纤维产品进行组合，所述方法通常比当使用短纤维来制备非织造织物时是更经济的。所述纺丝方法类似于长丝纱的生产并且对于一种给定的聚合物利用类似的挤出机条件。当所述熔融聚合物从这些喷丝头退出并且用冷空气骤冷时，形成纤维。所述方法的目的是生产一种宽网，并且因此将许多喷丝头并排放置以产生足够的横跨总宽度的纤维。所述喷丝头的分组常常被称为一个区块（block）或库（bank）。在商业生产中，两个或多个区块串联使用，以便增加纤维的覆盖性。

在一种纺粘方法中，在移动的带或网上沉积之前，喷丝头的输出通常由一百根或更多根单独的细丝组成，这些细丝必须被细化以使这些纤维内的分子链进行取向，以增加纤维强度并且降低可伸展性。这是通过在退出所述喷丝头之后立即快速地将这些塑料纤维拉伸而完成的。在实践中，将这些纤维机械地或气动地加速。在大多数方法中，将这些纤维在多个细丝束中气动地进行加速；然而，已经描述了其他安排，其中将一个或多个线性对齐的排的单独细丝气动地进行加速。

在一种传统的纺织纺粘方法中，纤维的某一取向是通过将这些细丝以大约3,200m/min的速率进行缠绕以产生部分取向的纱线（POY）来实现的。可以将这些POY在一个单独步骤中机械地进行拉伸以提高强度。在纺粘生产中，细丝束通过6,000m/min或更高的气动加速度来部分地进行取向。此种高速度导致部分取向和高速率的网形成，特别对于轻质结构（17g/m²）。在高速度下宽网的形成是高度多产的操作。

对于许多应用，所述纤维基底的过程纤维的部分取向足够增加强度并且降低可伸展性以给出一种功能织物（实例：尿布套原料）。然而，一些应用，如初级地毯底布，要求具有非常高的抗张强度和低的伸长度的细丝。对于此类应用，将这些细丝在加热的辊上以3.5:1的典型拉伸比进行拉伸。然后将这些细丝气动地进行加速到一个移动的带或网上。这个过程是较慢的，但给出更强的网。

所述纺粘网是通过将这些细丝束气动沉积在移动带上来形成的。气动枪使用高压空气将这些细丝移动通过如在文丘里管中的一个具有更低压力、但更高速率的收缩区域。为了实现网的最大的均匀性和覆盖，可以将单独的细丝在到达带之前进行分离。这是通过在张力下并且在沉积之前诱发静电电荷到束上来实现的。电荷可以摩擦电地或通过施加一个高压电荷来诱发。前者是将这些细丝对一个接地的、导电的表面进行摩擦的结果。这些细丝上的静电电荷可以是至少30,000000静电单位每平方米（esu/m²）。

本披露的纤维（优选，细纤维）可以优选使用所述静电纺丝方法来制备。一种用于形成这些细纤维的合适的静电纺丝设备包括容器和发射装置，所述容器中包含所述形成细纤维的溶液，所述发射装置通常由包括多个偏孔的旋转部分组成。当它在静电场中旋转时，在所述发射装置上一滴所述溶液通过所述静电场被加速朝向收集介质。面对所述发射器（但与其间隔开）的是一个栅格，所述收集介质（即，一个基底或组合的基底）位于所述栅格之上。空气可以被吸取穿过所述栅格。通过合适的静电电压源将高电压静电势维持在发射器与栅极之间。所述基底位于发射器与栅极之间以收集纤维。

确切地，在栅格与发射器之间的静电势赋予所述材料电荷，这导致液体作为薄纤维从其发射，这些薄纤维被引导朝向栅格，它们到达所述栅格处并且被收集在基底上。在溶液中的聚合物的情况下，在它们至所述基底的飞行过程中，将所述溶剂的一部分从所述纤维中蒸发掉。当所述溶剂继续蒸发并且所述纤维冷却时，这些细纤维粘合至这些基底纤维。选择静电场强度以确保当将所述聚合物材料从所述发射器至所述收集介质加速时，加速足以使得所述聚合物材料成为一种非常细的微纤维或纳米纤维结构。增加或减缓所述收集介质的前进速率可以或多或少将发射的纤维沉积在所述形成介质上，从而允许控制沉积在其上的每个层的厚度。电纺丝方法通常使用具有5%-20%固体（在聚合物上）浓度的聚合物溶液。安全并且易于使用的溶剂在工业应用中是所希望的。另一方面，用此类溶剂形成的纤维经常需要在多种多样的环境中生存并且表现。

具有高去除效力的过滤介质可以利用来自本披露的聚合物和纤维来制造。所述过滤介质的典型特性在表1中示出。在表1中，LEFS效力（低效力平片材）是指当根据ASTM-1215-89进行测试时，在20英尺/分钟（ft/min）的迎面速度下对于0.78微米胶乳粒子的去除效力。

表1

典型的纤维参数

纤维（尺寸）直径	0.01-2	0.05-0.8	0.1-0.5	（μ）
					层厚度	0.1-8	0.4-5	0.8-4	（μ）
效力	至少75%	75%-90%	80%-85%	（LEFS）

处于布置于过滤基底上的一个层的形式的本披露的纤维（优选，细纤维）然后可以被制造成为过滤元件，包括平板式过滤器、筒式过滤器、或其他过滤组件。此类过滤元件的实例描述于美国专利号6,746,517、6,673,136、6,800,117、6,875,256、6,716,274、和7,316,723中。

示例性实施例

1.一种纤维，包括非反应性聚合物和自交联的树脂质醛组合物。

2.如实施例1所述的纤维，其中所述非反应性聚合物和自交联的树脂质醛组合物形成处于半互穿网络形态的均匀混合物。

3.如实施例1所述的纤维，其中所述纤维包括芯相和涂层相；其中所述芯相包括非反应性聚合物并且所述涂层相包括自交联的树脂质醛组合物。

4.如实施例3所述的纤维，包括两个相，其中所述芯相包含所述聚合物和所述树脂质醛组合物的混合物。

5.如实施例3所述的纤维，包括三个相，其中所述芯相包括所述聚合物，所述涂层相包括所述树脂质醛组合物，并且过渡相包括所述聚合物和所述树脂质醛组合物的混合物。

6.如实施例1至4中任一项所述的纤维，所述纤维是从包含反应性烷氧基基团的树脂质醛组合物和非反应性聚合物制备的。

7.如实施例1至6中任一项所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物以大于每100重量份所述聚合物20重量份的量存在。

8.如实施例1至7中任一项所述的纤维，所述纤维是细纤维。

9.如实施例1至8中任一项所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括树脂质甲醛组合物。

10.如实施例9所述的纤维，其中所述树脂质甲醛组合物包括树脂质三聚氰胺-甲醛组合物。

11.如实施例1至8中任一项所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括三聚氰胺-醛组合物；并且其中所述醛包括甲醛、乙醛、丁醛、异丁醛、或它们的混合物。

12.如实施例1至8中任一项所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括尿素和醛的缩合产物、苯酚和醛的缩合产物、三聚氰胺和醛的缩合产物、或它们的混合物。

13.如实施例1至8中任一项所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括苯并胍胺和醛的缩合产物、甘脲和醛的缩合产物、或它们的混合物。

14.一种细纤维，包括芯相和涂层相；其中所述芯相包括非反应性聚合物并且所述涂层相包括自交联的树脂质三聚氰胺-醛组合物；其中所述细纤维是从树脂质三聚氰胺-醛组合物制备的，所述树脂质三聚氰胺-醛组合物的量为大于每100重量份所述非反应性聚合物20份。

15.一种过滤介质，包括过滤基底和层，所述层包括布置在所述基底上的多根如实施例1至14中任一项所述的细纤维。

16.如实施例15所述的过滤介质，其中所述细纤维层具有0.05μ至30μ的厚度。

17.如实施例15或实施例16所述的过滤介质，其中所述过滤基底是非织造基底。

18.如实施例15至17中任一项所述的过滤介质，其中所述细纤维层是电纺丝层并且所述过滤基底包括纤维素的或合成的非织造物。

19.如实施例15至17中任一项所述的细纤维介质，其中所述过滤基底包括聚酯非织造物、聚烯烃非织造物、或它们的共混的非织造物。

20.如实施例19所述的细纤维介质，其中所述过滤基底包括聚丙烯非织造物。

21.如实施例15所述的细纤维介质，其中所述过滤基底包括纺粘的或熔喷的支撑体。

22.一种过滤元件，包括如实施例15至21中任一项所述的细纤维介质。

实例

本披露的目的和优点进一步通过以下实例来说明，但在这些实例中引用的其具体的材料和量、以及其他条件和细节不应该被理解为过度限制本披露。

试验程序

ESCA

电子能谱法或化学分析（ESCA，也被称为x射线光电子能谱法或XPS）是一种用于获得关于固体材料的表面的化学信息的表面分析技术。这些材料表征方法利用x射线束来激发一个固体样品，导致光电子的发射。这些光电子的能量分析提供关于一个样品表面的元素和化学键合信息两者。这些光电子的相对低的动能给予ESCA约的取样深度。ESCA可以检测从锂至铀的所有元素，具有约0.1原子百分比的检测极限。ESCA的主要优点是它的查看宽范围的材料（聚合物、玻璃、纤维、金属、半导体、纸等等）以及识别表面组分以及它们的化学状态的能力。这个试验可以用作所述醛化合物迁移至所述纤维的表面的一个指标。

乙醇浸泡试验

将处于布置于一个基底上的处于一个层的形式的细纤维的样品浸没在周围条件下的乙醇中（190酒度）。1分钟之后，将所述样品移除，干燥，并且对于如根据美国专利号6,743,273中描述的程序测定的保留的细纤维层效力（“保留的细纤维层效力”）的量进行评估。保留的细纤维的量被报告为细纤维的初始量的百分比并且被称为“保留的细纤维层效力”。这给出了所实现的交联度是否足以保护本体材料免于乙醇的侵蚀/溶解的一个良好指示。

热水浸泡试验

将处于布置于一个基底上的处于一个层的形式的细纤维的样品浸没在之前被加热至140°F的温度的水中。5分钟之后，将所述样品移除，干燥，并且对于如根据美国专利号6,743,273中描述的程序测定的保留的细纤维层效力（“保留的细纤维层效力”）的量进行评估。保留的细纤维的量被报告为细纤维的初始量的百分比并且被称为“保留的细纤维层效力”。这给出了所实现的交联度是否足以保护本体材料免于热水的侵蚀/溶解的一个良好指示。

细纤维的制备

参考实例

参考实例1（Chung等人，美国专利号6,743,273的实例5）利用通过结合对叔丁基苯酚的低聚物（一种保护细纤维免于湿环境的添加剂）形成一个表面涂层。

改进环境抗性的一种替代方法包括将一种可自身交联的聚合物与一种非可自身交联的聚合物共混，导致形成与IPN（互穿网络）或半IPN（半互穿网络）类似的一种结构，其中所述非可交联的聚合物在电纺丝和热处理之后不再溶解。

参考实例2（Chung等人，美国专利号6,743,273的实例6）描述了如何可以实现此类结构。

最后，参考实例3（Chung等人，美国专利号6,743,273的实例6B）将三种重要的组分进行组合：一种非可自身交联的形成纤维的聚合物、一种可自身交联的形成纤维的聚合物、以及一种非可交联的形成表面的添加剂。

参考实例4

尼龙共聚树脂（从南卡罗来纳州哥伦比亚的莎士比亚公司（ShakespeareCo.）获得的SVP651，一种包含45%尼龙-6、20%尼龙-6,6以及25%尼龙-6,10的具有21,500-24,800的数均分子量的三聚物）溶液是通过将聚合物溶解在醇（乙醇，190酒度）中并且加热至60℃以产生一种9%的固体溶液制备的。在冷却之后，向所述溶液中加入一种三聚氰胺-甲醛树脂（即，交联剂）（从新泽西州西帕特森的氰特工业获得的CYMEL1133）。三聚氰胺-甲醛树脂与尼龙的重量比是40:100重量份。此外，向所述溶液中加入对甲苯磺酸（7%，基于聚合物固体）。将所述溶液搅拌直到均匀并且然后进行电纺丝以在一个过滤基底上形成细纤维层。对于这个实例，50kV的电压用于形成在一种基底材料上的纤维层，所述基底材料在距发射器4英寸的距离处以5ft/min的线速度移动。所述基底材料是一种湿法成网的纤维素介质，所述纤维素介质来自霍林斯沃思和沃斯有限公司（Hollingsworth and Vose）（Grade FA448），具有68.6lbs/3000ft²的平均基重、0.011英寸（in）的平均厚度、以及16ft/min的平均弗雷泽渗透率。将布置在所述基底上的细纤维在140℃下热处理10分钟。

实例1

如图2中所示的对于过滤效力测试的材料是如以下制造的。聚(4-乙烯基吡啶)树脂（“P4VP”）溶液是通过将所述聚合物（8%）溶解在190酒度乙醇/水混合物（90:10重量比）中制备的。所用的均聚物（P4VP）具有约200,000的粘均分子量（科学聚合物公司）。向所述溶液中加入三聚氰胺-甲醛交联剂（从英力士三聚氰胺公司获得的RESIMENE HM2608，“ME”），所述交联剂的量为约20:100份树脂:聚合物含量。此外，向所述溶液中加入对甲苯磺酸（7wt-%，基于聚合物固体）。将所述溶液搅拌直到均匀并且然后进行电纺丝以在一个过滤基底上形成细纤维层。对于这个实例，50kV的电压用于形成在一种基底材料上的细纤维层，所述基底材料在距所述发射器4英寸的距离处以5ft/min的线速度移动。所述基底材料是一种湿法成网的纤维素介质，所述纤维素介质来自霍林斯沃思和沃斯有限公司（Hollingsworth and Vose）（Grade FA448），具有68.6lbs/3000ft²的平均基重、0.011英寸（in）的平均厚度、以及16ft/min的平均弗雷泽渗透率。将布置在所述基底上的细纤维在140℃下热处理10分钟。所形成的复合介质层具有90%的初始LEFS效力和0.81英寸水的初始压降。在此背景下，“初始”是指在任何乙醇或水浸泡试验之前。

实例2-5

重复实例1，除了以ME:P4VP的重量比为40:100（实例2）、60:100（实例3）、80:100（实例4）和0:100（实例5）来使用三聚氰胺-甲醛试剂和P4VP。对于实例2-4，聚(4-乙烯基吡啶)树脂（P4VP）溶液是通过将所述聚合物（8%）溶解在190酒度乙醇/水混合物（90:10重量比）中制备的。对于实例5，制备一种聚(4-乙烯基吡啶)树脂10%（P4VP）溶液。实例2具有92%的初始LEFS效力和0.82英寸水的初始压降。实例3具有90.6%的初始LEFS效力和0.84英寸水的初始压降。实例4具有86.4%的初始LEFS效力和0.85英寸水的初始压降。最后，对于实例5，实例5是对照物（未添加自交联树脂），用0.83英寸水的压降获得了77%的初始LEFS效力。在此背景下，“初始”是指在任何乙醇或水浸泡试验之前。这些结果列于以下表2中。

表2

细纤维聚合物	LEFS效力（复合的）	压降（英寸H₂O）
			实例1	90（初始）	0.81（初始）
实例2	92（初始）	0.82（初始）
			实例3	90.6（初始）	0.84（初始）
实例4	86.4（初始）	0.85（初始）
			实例5	78（初始）	0.83（初始）
参考实例2	78.1（初始）	0.84（初始）
			参考实例4	87.8（初始）	0.81（初始）

结果：本体特性

纤维形态

实例1-5中生产的细纤维样品具有不大于10微米的平均纤维直径。典型地，它们具有从200nm至400nm范围的平均纤维直径，如由SEM测量的。对这些样品中的某些的纤维形态、颗粒俘获效力（LEFS--按照ASTM标准F1215-89在20ft/min下运行的工作台，0.8μm的胶乳粒子的颗粒俘获效力）、耐湿性、以及交联效力进行评估。

图1比较了从参考实例2、参考实例4获得的纤维与实例3的纤维的SEM照片；这两种纤维层是同样的基底材料上形成的。清楚地，这两种纤维形成以及所得到的纤维直径是非常类似的。

催化剂水平的影响

建议的三聚氰胺-甲醛树脂的催化剂水平通常是小于2%的固体（对于典型的三维产品如薄膜）。在一维纤维的情况下，更高的催化剂水平是所希望的，以获得足够快的交联速度。据信，这些活性催化种类必须沿纤维轴行进，而不是沿通常的三维方向。因此，对于优选的交联速率，优选的催化剂浓度是至少4wt-%，基于聚合物固体。

环境抗性

从环境抗性角度来说，在参考实例2纤维、实例4纤维对比实例3的细纤维的纤维素过滤介质（平片材）上测试乙醇和水浸泡的影响。

图2示出了在乙醇和热水浸泡之后，对于纯的均聚物纤维的细纤维层效力保留是零（在图2中被指定为实例5）。当增加所述自交联三聚氰胺-甲醛树脂（RESIMENEHM2608）的量时，对于乙醇和水两者的细纤维耐受性显著增加。图3中示出的SEM图像证实了这个结论。

表面特性

通过ESCA的表面分析

为了更好理解所述细纤维形态，细纤维上的ESCA分析如实例1-5中进行，但在一个静止的基底上收集5分钟（在图3中被称为实例1'-5'，在明尼苏达州查斯卡的埃文思分析集团（Evans Analytical Group）进行评估）。所述C1s曲线被分为两种组分：1)来自所述自交联的三聚氰胺-甲醛的树脂（RESIMENEHM2608，“MA”）的贡献，以及2)来自P4VP的贡献。将所述C1s曲线分开，看到来自所述P4VP组分的贡献随着溅射时间的增加，直到它变为恒定的。相对应地，观察到来自涂层组分的C1s贡献的降低。通过查看来自C-C、C-N-C、C-O等的贡献，确定近似的表面碳化学并且在以下列出。列3（“C_MA”）和列4（“C_P4VP”）分别定义了来自所述醛树脂和所述非反应性聚合物的贡献。

表3

近似的表面^#碳化学（总C%）

样品	描述	C_MA	C_P4VP
				实例1'	P4VP:MA=1:0.2	12	88
实例2'	P4VP:MA=1:0.4	24	76
				实例3'	P4VP:MA=1:0.6	35	65
实例4'	P4VP:MA=1:0.8	67	33

^#从深度曲线的第一（表面）循环获得的。

这些结果表明了具有芯鞘但共混类型形态的一种细纤维。在图4中，随着溅射时间增加，逐渐地失去细纤维层。基于以上的C1-s曲线和表，清楚的是对于实例1'至3'的样品，存在2个层：一个具有很少的或无三聚氰胺-甲醛的外部聚合物层和一个具有聚合物和三聚氰胺-甲醛两者的鞘层。然而，所述鞘层中的多数组分仍是所述聚合物（参见以上表3）。对于实例4'的样品，存在3个层：一个富含三聚氰胺（多数组分）的外部鞘、一个富含聚合物的过渡（共混）相以及一个具有很少的或无三聚氰胺-甲醛的轴向聚合物层。这个结论是由以下%-原子O支持的。图4中绘出的O1s贡献完全来自所述自交联树脂（P4VP不具有氧）。

基于图4中示出的结果，P4VP/HM2608细纤维的形态可以用如在图5(a)（对于实例1'至3'）和图5(b)（对于实例4'）中示出的两种可能性绘图地进行描述。

在此引用的专利、专利文献、以及公开的完全披露是通过引用以其整体结合的，如同各自单独地被结合。尽管本披露对于多种修改和替代形式是敏感的，但已经通过实例和附图的方式示出了其特殊性，并且将详细进行描述。然而，应当理解，本披露并不限于所描述的这些具体实施例。与此相反，本发明将覆盖落入本披露精神和范围内的修改、等效物、以及替代方案。

Claims

2.如权利要求1所述的纤维，其中所述非反应性聚合物和自交联的树脂质醛组合物形成处于半互穿网络形态的均匀混合物。

3.如权利要求1所述的纤维，其中所述纤维包括芯相和涂层相；其中所述芯相包括非反应性聚合物并且所述涂层相包括自交联的树脂质醛组合物。

4.如权利要求3所述的纤维，包括两个相，其中所述芯相包含所述聚合物和所述树脂质醛组合物的混合物。

5.如权利要求3所述的纤维，包括三个相，其中所述芯相包括所述聚合物，所述涂层相包括所述树脂质醛组合物，并且过渡相包括所述聚合物和所述树脂质醛组合物的混合物。

6.如权利要求3所述的纤维，所述纤维是从包含反应性烷氧基基团的树脂质醛组合物和非反应性聚合物制备的。

7.如权利要求3所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物以大于每100重量份所述聚合物20重量份的量存在。

8.如权利要求1所述的纤维，所述纤维是细纤维。

9.如权利要求1所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括树脂质甲醛组合物。

10.如权利要求9所述的纤维，其中所述树脂质甲醛组合物包括树脂质三聚氰胺-甲醛组合物。

11.如权利要求1所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括三聚氰胺-醛组合物；并且其中所述醛包括甲醛、乙醛、丁醛、异丁醛、或它们的混合物。

12.如权利要求1所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括尿素和醛的缩合产物、苯酚和醛的缩合产物、三聚氰胺和醛的缩合产物、或它们的混合物。

13.如权利要求1所述的纤维，其中所述树脂质醛组合物包括苯并胍胺和醛的缩合产物、甘脲和醛的缩合产物、或它们的混合物。

15.一种过滤介质，包括过滤基底和层，所述层包括布置在所述基底上的多根如权利要求1所述的细纤维。

16.如权利要求15所述的过滤介质，其中所述细纤维层具有0.05μ至30μ的厚度。

17.如权利要求15所述的过滤介质，其中所述过滤基底是非织造基底。

18.如权利要求15所述的过滤介质，其中所述细纤维层是电纺丝层并且所述过滤基底包括纤维素的或合成的非织造物。

19.如权利要求15所述的细纤维介质，其中所述过滤基底包括聚酯非织造物、聚烯烃非织造物、或它们的共混的非织造物。

20.如权利要求15所述的细纤维介质，其中所述过滤基底包括聚丙烯非织造物。

21.如权利要求15所述的细纤维介质，其中所述过滤基底包括纺粘的或熔喷的支撑体。

22.一种过滤元件，包括如权利要求15所述的细纤维介质。