CZ2008226A3 - Zpusob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymeru a terpolymeru elektrostatickým zvláknováním, nanovlákna a textilie - Google Patents
Zpusob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymeru a terpolymeru elektrostatickým zvláknováním, nanovlákna a textilie Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2008226A3 CZ2008226A3 CZ20080226A CZ2008226A CZ2008226A3 CZ 2008226 A3 CZ2008226 A3 CZ 2008226A3 CZ 20080226 A CZ20080226 A CZ 20080226A CZ 2008226 A CZ2008226 A CZ 2008226A CZ 2008226 A3 CZ2008226 A3 CZ 2008226A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- spinning
- solution
- terpolymer
- fluorinated copolymer
- electrode
- Prior art date
Links
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 48
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims description 8
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title description 14
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 67
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 17
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N dihydroxyacetone Chemical compound OCC(=O)CO RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 8
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims abstract description 7
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical group CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N heptan-2-one Chemical compound CCCCCC(C)=O CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003511 tertiary amides Chemical class 0.000 claims description 4
- -1 aliphatic carboxylic ester Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 41
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
- D01D5/0038—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/32—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising halogenated hydrocarbons as the major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Vynález se týká zpusobu výrobu nanovláken z fluorovaných kopolymeru, ci terpolymeru elektrostatickým zvláknováním. Fluorovaný kopolymer, ci terpolymer se pred zvláknováním rozpustí v rozpouštedlovém systému na bázi smesi kapalného amidu (napríklad DMF, DMAc, HMPA, N-methylpyrollidon), ci DMSO a alifatického ketonu s maximálne deseti atomy uhlíku v molekule a tento roztok se privádí do elektrostatického pole mezi zvláknovací elektrodu a sbernou elektrodu.
Description
Vynález se týká způsobu výroby nanovláken z fluorovaných kopolymerů a terpolymerů elektrostatickým zvlákňováním. Dále se vynález týká nanovláken a textilie obsahující vrstvu nanovláken.
Dosavadní stav techniky
Fluorované kopolymery a terpolymery mají některé vlastnosti, které by bylo vhodné využít v nanovlákenných vrstvách. Vlákenné plošné útvary z tohoto polymeru jsou příslibem podobných nebo lepších vlastností, jako mají současné polopropustné textilie, sloužící k vytváření polopropustných membrán například v oděvech a obuvi.
Fluorované kopolymery a terpolymery jsou rozpustné v nevelké škále rozpouštědel, z nichž obvyklé jsou alifatické ketony, či aromatické uhlovodíky. Z roztoků v těchto rozpouštědlech však nelze vyrábět elektrostatickým zvlákňováním nanovlákna s dobrým výsledkem, neboť vzniklá vlákna nemají submikronový charakter, vrstvy těchto vláken obsahují řadu poruch struktury a zvlákňovací proces neprobíhá kontinuálně.
Z US 4x878v908 je kromě jiného známá výroba vláken elektrostatickým zvlákňováním vodné disperze s částicemi PTFE o rozměrech 0,22 mikronů ve směsi s vodným roztokem polyethylen oxidu (PEO), přičemž po tepelném slinuti vznikají vlákna s průměry 1,0 až 5,0 mikrometrů, tedy mikrovlákna. Textilie z těchto vláken nevykazují takové výhodné vlastnosti jako textilie z nanovláken , zejména nemají tak velký měrný povrch při velmi malé plošné hmotnosti.
Z US 2007/0274862 je dále znám testovací prvek pro zjišťování přítomnosti určitých látek v kapalinách, který obsahuje v jednom zmožných provedení fluorované nebo částečně fluorované polymery. Průběh výroby těchto nanovláken elektrostatickým zvlákňováním a jeho podmínky nejsou ” řs356KcZ*’ v tomto spise nijak popsány, a vzhledem kvýše uvedenému lze důvodně předpokládat, že pokud se vůbec jedná o nanovlákna, vykazují tato řadu povrchových poruch a nejsou vhodná pro praktické využití, ani pro průmyslovou výrobu.
Cílem vynálezu je navrhnout způsob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymerů a terpolymerů elektrostatickým zvlákňováním, který by odstraňoval nevýhody stavu techniky.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo způsobem výroby nanovláken z roztoku fluorovaného kopolymerů, či terpolymerů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že fluorovaný kopolymer nebo terpolymer se před zvlákňováním rozpustí v rozpouštědlovém systému na bázi směsi kapalného amidu (např. dimethylformamidu, dimethylacetamidu, či jiného amidu) a/nebo dimethylsulfoxidu a alespoň jednoho rozpouštědla ze skupiny alifatický keton s maximálně deseti atomy uhlíku v molekule a/nebo kapalný ester alifatických karboxylových kyselin a/nebo tetrahydrofuran ve vhodném vzájemném poměru a tento roztok se přivádí do elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodu a sběrnou elektrodu.
V důsledku rozpuštění v uvedeném rozpouštědlovém systému, je vzniklý roztok schopen elektrostatického zvlákňování s výsledky odpovídajícími elektrostatickému zvlákňování dosud běžných zvláknitelných roztoků polymerů.
Lze také zvlákňovat směsný roztok různých fluorovaných kopolymerů, či terpolymerů, či směs těchto polymerů s pevnou složkou.
Podle nároku 2 je výhodné, když se fluorovaný kopolymer či terpolymer před zvlákňováním rozpustí v rozpouštědlovém systému na bázi směsi kapalného terciálního amidu, a/nebo dimethylsulfoxidu a alifatického ketonu s maximálně sedmi atomy uhlíku v molekule a/nebo kapalného esteru alifatických karboxylových kyselin, a tento roztok se přivádí do elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.
PS3565CZ
Dále je výhodné, když se fluorovaný kopolymer či terpolymer před zvlákňováním rozpustí v rozpouštědlovém systému na bázi směsi kapalného terciálního amidu a/nebo dimethylsulfoxidu a alifatického ketonu s maximálně sedmi atomy uhlíku v molekule a/nebo kapalného esteru alifatických karboxylových kyselin s maximálně šesti atomy uhlíku, a tento roztok se přivádí do elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.
Stálých a opakovatelných zvlákňovacích výsledků se dosáhne rozpouštědlovým systémem, u něhož je alifatickým ketonem 4-methyl-pentan-2on nebo heptan-2-on, nebo jejich směs.
Přitom je výhodné, je-li kapalným amidem dimethylformamid, dimethylacetamid, N-methyl-pyrrolidon, či hexamethylfosforamid, nebo jejich směs. Je však možné použít jakýkoliv z výše uvedených rozpouštědlových systémů v závislosti na složení konkrétního kopolymeru, či terpolymeru.
Pro způsob podle vynálezu je dále výhodné, je-li viskozita zvlákňovaného roztoku v rozsahu od 50 do 5000 mPa. S, s výhodou v rozsahu mezi 150 a 2000 mPa.S, a nejlépe mezi 300 a 1000 mPa.s, přičemž roztoky s vyšší viskozitou je v závislosti na jejich složeni také možné zvláknit. Roztoky s nižší viskozitou zpravidla „sprejují“ (tj. vytváří nanočástice nikoliv nanovlákna), ale v závislosti na složeni roztoku je možné v některých případech vytvořit velmi tenká nanovlákna.
Výhodný objemový poměr kapalného amidu a alifatického ketonu v roztoku pro zvlákňován! je v rozmezí od 4 : 1 do 1 ; 4, přičemž nejlepších výsledků zvlákňováni se dosahuje, je-li poměr kapalného amidu a alifatického ketonu v roztoku pro zvlákňováni od 3:1 do 1:3.
Pro zmenšení výsledného průměru nanovláken je výhodné, pokud je elektrická vodivost roztoku pro zvlákňováni ještě před zvláknením zvýšena. Toto zvýšení lze provést například přidáním kvarterní amoniové soli.
Takové roztoky fluorovaných kopolymerů a terpolymerů jsou schopny trvalého elektrostatického zvlákňováni za vzniku nanovláken, přičemž dobrých zvlákňovacích výsledků se dosáhne, když se roztok kopolymeru, či terpolymeru v elektrostatickém poli pro zvlákňováni nachází na povrchu aktivní zóny zvlákňovacího prostředku zvlákňovací elektrody.
•««a · ♦ ·· * • · Φ ·
PS356VCZ”
Při tom je výhodné, když se roztok fluorovaných kopolymerů a terpolymerů do elektrostatického pole pro zvlákňování dopravován povrchem zvlákňovací elektrody.
Zvlákňovací elektroda je přitom s výhodou tvořena podle nároku 15 5 rotační zvlákňovací elektrodou protáhlého tvaru, která části svého obvodu zasahuje do roztoku fluorovaného kopolymeru, či terpolymerů v zásobníku.
Ve výhodném provedení podle nároku 16 obsahuje taková zvlákňovací elektroda dvojici čel z elektricky nevodivého materiálu, mezi nimiž jsou uloženy drátem tvořené zvlákňovací členy rozdělené rovnoměrně po obvodu, 10 rovnoběžné s osou rotace a navzájem elektricky vodivě spojené.
Také může být výhodné, když se roztok fluorovaného kopolymeru, či terpolymerů v elektrostatickém poli pro zvlákňování nachází na povrchu aktivní zvlákňovací zóny struny zvlákňovacího prostředku.
Aktivní zvlákňovací zóna struny má v průběhu zvlákňování stálou polohu 15 vůči sběrné elektrodě a roztok fluorovaného kopolymeru, či terpolymerů se na aktivní zvlákňovací zónu struny dopravuje nanášením nebo pohybem struny ve směru její délky.
Podstata vynálezu spočívá dále v nanovláknech, která jsou vyrobena z fluorovaného kopolymeru či terpolymerů elektrostatickým zvlákňováním.
Přitom je výhodné, jsou-li nanovlákna vyrobena způsobem podle libovolného z nároků 1 až 18.
Podstata vynálezu spočívá dále v textilii obsahující vrstvu nanovláken, která jsou vyrobena z fluorovaného kopolymeru či terpolymerů elektrostatickým zvlákňováním.
Přitom je výhodné, jsou-li nanovlákna vyrobena způsobem podle libovolného z nároků 1 až 18.
Při větších plošných hmotnostech textilie je výhodné, je-li perforovaná.
Příklady provedení vynálezu
K zvlákňování níže uvedených příkladných roztoků fluorovaných kopolymerů a terpolymerú bylo použito zařízení pro elektrostatické zvlákňování polymerních roztoků v elektrostatickém zvlákňovacím poli vytvořeném mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou přivedením vysokého stejnosměrného napětí na jednu z elektrod a vysokého stejnosměrného napětí opačné polarity na druhou elektrodu, případně uzemněním některé z nich. Takovým zařízením je například zařízeni známé zCZ patentu 294274, které obsahuje otočně uloženou zvlákňovací elektrodu zasahující částí svého obvodu do polymemího roztoku uloženého v zásobníku. Zvlákňovací elektroda vynáší při své rotaci polymerní roztok na svém povrchu do elektrostatického zvlákňovacího pole o vysoké intenzitě, přičemž část jejího povrchu nacházející se proti sběrné elektrodě přestavuje aktivní zvlákňovací zónu zvlákňovací elektrody. Konstrukce otočné zvlákňovací elektrody se může v závislosti na technologii a konkrétních požadavcích měnit, přičemž může odpovídat zvlákňovací elektrodě popsané například v CZ PV 2005-360 nebo CZ PV 2006545.
Užití otočné zvlákňovací elektrody však není podmínkou, neboť zvlákňování roztoků fluorovaných kopolymerů či terpolymerú probíhá úspěšně i při použiti strunových zvlákňovacích elektrodách známých z CZ PV 2007-485. U těchto elektrod má aktivní zvlákňovací zóna v průběhu zvlákňování stálou polohu vůči sběrné elektrodě, přičemž roztok pro zvlákňování se na aktivní zvlákňovací zónu dopravuje buď nanášením, nebo pohybem struny ve směru její délky.
Ve všech případech je s výhodou využita neionizující válcová sběrná elektroda známá z CZ PV 2006-477, přičemž v některých aplikacích může být výhodné použít jinou sběrnou elektrodu.
Roztok nacházející se na aktivní zvlákňovací zóně zvlákňovací elektrody je v důsledku silového působení elektrostatického zvlákňovacího pole známým postupem přetvářen na nanovlákna, která se dále ukládají na vhodný podklad, kterým může být plošný či lineární útvar vytvořený v podstatě z libovolného materiálu s různými elektrickými vlastnostmi. V níže popisovaných příkladech
........ ř>S3565CZ*‘ provedení je jako podklad použit polypropylénový spunbond o plošné hmotnosti 19 g/m2 s antistatickou povrchovou úpravou.
Příkladné podmínky, při nichž byly níže uvedené roztoky fluorovaných kopolymerů a terpolymerů zvlákňovány jsou následující: na zvlákňovací elektrodu bylo stabilně přiváděno vysoké stejnosměrné napětí o velikosti 70kV, zatímco sběrná elektroda byla uzemněna; rychlost otáčení zvlákňovací elektrody 6 ot/min; posun podkladu 20 cm/min; relativní vlhkost okolí 20% při teplotě 23°C.
Tyto hodnoty jsou však pouze ilustrační pro laboratorní podmínky, za kterých probíhaly ověřovací testy. Podstata vynálezu je využitelná i při podstatně odlišných podmínkách.
Příklad 1
Roztok pro zvlákňováni byl připraven tak, že k 75 g 30% hm. roztoku ETFE-terpolymeru v 4-methyl-pentan-2-onu bylo za stálého míchání mechanickým míchadlem v uzavřené nádobě při teplotě 20°C v průběhu 5 min přidáno 75 g dimethylformamidu technické čistoty. Roztok byl při stejné teplotě dále míchán ještě 60 min. Vzniklý roztok: měl koncentraci ETFE terpolymerů 15% hm a hmotnostní poměr rozpouštědel byl přibližně 2:3 (4-methyl-pentan-2on : dimethylformamid). Opačným způsobem, tedy rozpouštěním ETFEterpolymeru nejdříve v dimethylformamidu a teprve následně v 4-methylpentan-2-onu, lze vyrobit roztok pouze do hmotnostního poměru 4-methylpentan-2-on : dimethylformamid 3:7 z důvodu nižší rozpustnosti polymeru v dimethylformamidu. Kombinovaným přidáváním rozpouštědel lze docílit téměř jakéhokoliv poměru mezi složkami rozpouštědel.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodou a zvlákňovací elektrodou 180 mm.
Příklad 2
Roztok ETFE-terpolymeru rozpuštěný ve směsi 4-methyl-pentan-2-onu a dimethylacetamidu v hmotnostním poměru 7:2 o koncentraci 25% hm a viskozitě cca 5000mPa.s.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodou 210 mm.
Příklad 3
Roztok ETFE-terpolymeru rozpuštěný ve směsi 4-methyl-pentan-2-onu a
1-methyl-2-pyrolidonu v hmotnostním poměru 2:3 o koncentraci 15% hm a viskozítě 1150 mPa.s.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodou 210 mm.
Příklad 4
Roztok ETFE-terpolymeru rozpuštěný ve směsi 4-methyl-pentan-2-onu a dimethylacetamidu v hmotnostním poměru 1:2 o koncentraci 12% hm a viskozítě 210 mPa.s.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodou 210 mm.
Příklad 5
Roztok ETFE-terpolymeru rozpuštěný ve směsi 4-methyl-pentan-2-onu a dimethylacetamidu v hmotnostním poměru 2:3 o koncentraci 15% hm a viskozítě 780 mPa.S.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodou 210 mm.
Příklad 6
Roztok ETFE-terpolymeru rozpuštěný ve směsi 4-methyl-pentan-2-onu a hexamethylfosforamidu v hmotnostním poměru 2:3 a o koncentraci 15%.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodou 210 mm.
Příklad 7
Roztok ETFE-terpolymeru rozpuštěný ve směsi heptan-2-onu a dimethylformamidu v objemovém poměru 1:2 o koncentraci 15% hm.
Vzdálenost mezi sběrnou elektrodu a zvlákňovací elektrodou 210 mm.
• ··· * * » · · · ·* : : ·: : ··:· -: :: : ........ řS3565CZ*’
Ve všech případech bylo dosaženo dlouhodobého kontinuálního zvlákňovacího procesu, přičemž průměr nanovláken nepřesahoval 1000nm a průměr většiny nanovláken se pohybovala v intervalu od 200 do 700 nm.
Vrstvy nanovláken vytvořených elektrostatickým zvlákňováním fluorovaného kopolymeru či terpolymeru mají výhodné vlastnosti, neboť taková nanovlákenná vrstva je propustná pro vodní páru, ale současně je hydrofobní, tedy nepropustná pro vodu. Díky tomu lze vrstvu nanovláken v kombinaci s nosnou vrstvou, na které je vrstva nanovláken uložena, a ochrannou vrstvou, která chrání vrstvu nanovláken z druhé strany před mechanickým poškozením, použít stejně jako známé polopropustné membrány, zejména v outdoorových a sportovních oděvech a obuvi. Nosná vrstva je paropropustná i vodopropustná a s výhodou tvoři vnitřní vrstvu oděvu nebo obuvi nebo je s touto vrstvou kombinována. Ochranná vrstva je s výhodou tvořena vnější vrstvou oděvu a je paropropustná i vodopropustná, a jejím hlavním úkolem je ochrana nanovlákenné vrstvy před poškozením. Prodyšnost a nesmáčivost výrazně přesahuje vlastnosti dosud známých membrán z expandovaného PTFE, apod. Přitom plošná hmotnost nanovlákenné vrstvy se pohybuje od 2 g/m2 do 20 g/m2, s výhodou od 3 g/m2 do 10 g/m2. Při větších hodnotách plošné hmotnosti lze nanovlákennou vrstvu perforovat s cílem zvýšení paropropustnosti při zachování hydrofobnosti.
Nanovlákenné vrstvy z fluorovaného kopolymeru či terpolymeru podle vynálezu jsou dále využitelné například při výrobě paropropustných membrán či filtrů pro různé aplikace.
Úpravou složení zvlákňovaného roztoku lze také měnit výsledný průměr vytvořených nanovláken, přičemž například při zvýšení jeho elektrické vodivosti, se průměr nanovláken snižuje. Jednou z možností zvýšení elektrické vodivosti roztoku je například přidání vhodného množství kvartérní amoniové soli,
Claims (23)
1. Způsob výroby nanovláken z fluorovaného kopolymeru či terpolymeru elektrostatickým zvlákňováním, vyznačující se tím, že fluorovaný kopolymer či terpolymer se před zvlákňováním rozpustí v rozpouštědlovém systému na bázi směsi kapalného amidu a/nebo dimethylsulfoxidu a alespoň jednoho rozpouštědla ze skupiny alifatický keton s maximálně deseti atomy uhlíku v molekule, kapalný ester alifatických karboxylových kyselin, tetrahydrofuran ve vhodném vzájemném poměru a tento roztok se přivádí do elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že fluorovaný kopolymer či terpolymer se před zvlákňováním rozpustí v rozpouštědlovém systému na bázi směsi kapalného terciálního amidu a/nebo dimethylsulfoxidu a alifatického ketonu s maximálně sedmi atomy uhlíku v molekule a/nebo kapalného esteru alifatických karboxylových kyselin, a tento roztok se přivádí do elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že fluorovaný kopolymer či terpolymer se před zvlákňováním rozpustí v rozpouštědlovém systému na bázi směsi kapalného terciálního amidu a/nebo dimethylsulfoxidu a alifatického ketonu s maximálně sedmi atomy uhlíku v molekule a/nebo kapalného esteru alifatických karboxylových kyselin s maximálně šesti atomy uhlíku, a tento roztok se přivádí do elektrostatického pole mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou.
4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alifatickým ketonem je 4-methyl-pentan-2-on nebo heptan-2-on, nebo jejich směs.
5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že kapalným amidem je dimethylformamid, dimethylacetamid, N-methyl-pyrrolidon, či hexamethylfosforamid, nebo jejich směs.
• ·· • « · a ·a a · ·· a «**· a· • a · a · a···
......... PS3565CŽ
6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že viskozita roztoku fluorovaného kopolymerů či terpolymeru je v rozmezí 50 5000 mPa.s.
7. Způsob podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že viskozita roztoku fluorovaného kopolymerů či terpolymeru v roztoku je v rozmezí 150-2000 mPa.s.
8. Způsob podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že viskozita roztoku fluorovaného kopolymerů či terpolymeru v roztoku je v rozmezí 300-1000 mPa.s.
9. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že objemový poměr kapalného amidu a alifatického ketonu v roztoku je v rozmezí od 4 :1 do 1:4.
10. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že objemový poměr kapalného amidu a alifatického ketonu v roztoku je v rozmezí od 3 :1 do 1 : 3.
11. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že před zvlákněním se zvýši elektrická vodivost roztoku.
12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že elektrická vodivost roztoku se zvýší přidáním kvarterní amoniové soli.
13. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že roztok fluorovaného kopolymerů či terpolymeru se v elektrostatickém poli pro zvlákňování nachází na povrchu aktivní zvlákňovací zóny zvlákňovacího prostředku zvlákňovací elektrody.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že roztok fluorovaného kopolymerů či terpolymeru se do elektrostatického pole pro zvlákňování dopravuje povrchem zvlákňovací elektrody.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že zvlákňovací elektroda je tvořena rotační zvlákňovací elektrodou protáhlého tvaru, která části svého obvodu zasahuje do roztoku fluorovaného kopolymerů či terpolymeru v zásobníku.
·«' .·· ··.* • ,<> · · · · · · ·· * · · · · ···· · · ♦ ♦ · • · * · · · · · ♦
.........PS3565CZ
16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že rotační zvlákňovací elektroda obsahuje dvojici čel z elektricky nevodivého materiálu, mezi nimiž jsou uloženy drátem tvořené zvlákňovací členy rozdělené rovnoměrné po obvodu, rovnoběžné s osou rotace a navzájem elektricky vodivě spojené.
17. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že roztok fluorovaného kopolymeru či terpolymeru se v elektrostatickém poli pro zvlákňováni nachází na povrchu aktivní zvlákňovací zóny struny zvlákňovacího prostředku.
18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že aktivní zvlákňovací zóna struny má v průběhu zvlákňováni stálou polohu vůči sběrné elektrodě a roztok fluorovaného kopolymeru či terpolymeru se na aktivní zvlákňovací zónu struny dopravuje nanášením nebo pohybem struny ve směru její délky.
19. Nanovlákna vyznačující se tím, že jsou vyrobena z fluorovaného kopolymeru či terpolymeru elektrostatickým zvlákňováním.
20. Nanovlákna podle nároku 19, vyznačující se tím, že jsou vyrobena způsobem podle libovolného z nároků 1 až 18.
21. Textilie obsahující vrstvu nanovláken, vyznačující se tím, že nanovlákna jsou vyrobena z fluorovaného kopolymeru či terpolymeru elektrostatickým zvlákňováním.
22. Textilie obsahující vrstvu nanovláken, vyznačující se tím, že nanovlákna jsou vyrobena způsobem podle libovolného z nároků 1 až 18.
23. Textilie podle nároku 22, vyznačující se tím, že je perforovaná.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20080226A CZ2008226A3 (cs) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Zpusob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymeru a terpolymeru elektrostatickým zvláknováním, nanovlákna a textilie |
| TW098108132A TW200944629A (en) | 2008-04-15 | 2009-03-13 | Method for production of nanofibres from fluorated copolymers and terpolymers through electrostatic spinning, nanofibres and fabrics |
| PCT/CZ2009/000048 WO2009127170A2 (en) | 2008-04-15 | 2009-04-03 | Method for production of nanofibres from fluorated copolymers and terpolymers through electrostatic spinning, nanofibres and fabrics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20080226A CZ2008226A3 (cs) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Zpusob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymeru a terpolymeru elektrostatickým zvláknováním, nanovlákna a textilie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2008226A3 true CZ2008226A3 (cs) | 2009-10-29 |
Family
ID=41092097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20080226A CZ2008226A3 (cs) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Zpusob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymeru a terpolymeru elektrostatickým zvláknováním, nanovlákna a textilie |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2008226A3 (cs) |
| TW (1) | TW200944629A (cs) |
| WO (1) | WO2009127170A2 (cs) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130268062A1 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Zeus Industrial Products, Inc. | Composite prosthetic devices |
| CN104178926B (zh) | 2009-01-16 | 2018-02-09 | Zeus工业品公司 | 利用高粘度材料对ptfe进行电纺丝 |
| CN102596534B (zh) | 2009-08-07 | 2015-04-29 | 宙斯工业产品股份有限公司 | 多层复合材料 |
| RU2581871C2 (ru) | 2011-01-28 | 2016-04-20 | Мерит Медикал Системз, Инк. | Стент, покрытый электроспряденным птфэ, и способ применения |
| TWI453312B (zh) * | 2011-02-18 | 2014-09-21 | Univ Kun Shan | 太陽能面板及光激發光元件用之有機纖維 |
| WO2012122485A2 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-13 | Board Of Regents Of The University Of Texas System | Apparatuses and methods for the production of fibers |
| US11623438B2 (en) | 2012-01-16 | 2023-04-11 | Merit Medical Systems, Inc. | Rotational spun material covered medical appliances and methods of manufacture |
| US9353229B2 (en) | 2012-08-14 | 2016-05-31 | Gabae Technologies Llc | Compositions incorporating dielectric additives for particle formation, and methods of particle formation using same |
| US10507268B2 (en) | 2012-09-19 | 2019-12-17 | Merit Medical Systems, Inc. | Electrospun material covered medical appliances and methods of manufacture |
| US9198999B2 (en) | 2012-09-21 | 2015-12-01 | Merit Medical Systems, Inc. | Drug-eluting rotational spun coatings and methods of use |
| CA2887914A1 (en) | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Gabae Technologies Ulc | High dielectric compositions for particle formation and methods of forming particles using same |
| WO2014159710A1 (en) | 2013-03-13 | 2014-10-02 | Merit Medical Systems, Inc. | Serially deposited fiber materials and associated devices and methods |
| EP2967929B1 (en) | 2013-03-13 | 2017-11-29 | Merit Medical Systems, Inc. | Methods, systems, and apparatuses for manufacturing rotational spun appliances |
| EP2999809A1 (en) | 2013-05-21 | 2016-03-30 | Gabae Technologies, LLC | High dielectric compositions for particle formation and methods of forming particles using same |
| ES2989899T3 (es) | 2015-02-26 | 2024-11-28 | Merit Medical Systems Inc | Aparatos médicos en capas |
| US12310987B2 (en) | 2021-02-26 | 2025-05-27 | Merit Medical Systems, Inc. | Fibrous constructs with therapeutic material particles |
| CN119905300A (zh) * | 2022-09-28 | 2025-04-29 | 胡星维 | 一种防水耐冲击的防火电缆 |
| CN115504527A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-23 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 纳米纤维模板诱导制备三元纳米材料的方法及产品和应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7305569A (cs) * | 1972-04-22 | 1973-10-24 | ||
| KR20020063020A (ko) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | 한국과학기술연구원 | 미세 섬유상 고분자웹의 제조 방법 |
| DE102005008927A1 (de) * | 2005-02-24 | 2006-08-31 | Philipps-Universität Marburg | Hydrophobe fluorierte Polymeroberflächen |
| CZ299537B6 (cs) * | 2005-06-07 | 2008-08-27 | Elmarco, S. R. O. | Zpusob a zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním |
| WO2007013858A1 (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | National University Of Singapore | Method & apparatus for producing fiber yarn |
| CZ299549B6 (cs) * | 2006-09-04 | 2008-08-27 | Elmarco, S. R. O. | Rotacní zvláknovací elektroda |
| CN101069821A (zh) * | 2007-03-06 | 2007-11-14 | 天津大学 | 交联改性的pvdf－hfp超细纤维膜及其制备方法 |
-
2008
- 2008-04-15 CZ CZ20080226A patent/CZ2008226A3/cs unknown
-
2009
- 2009-03-13 TW TW098108132A patent/TW200944629A/zh unknown
- 2009-04-03 WO PCT/CZ2009/000048 patent/WO2009127170A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009127170A2 (en) | 2009-10-22 |
| WO2009127170A3 (en) | 2009-12-03 |
| TW200944629A (en) | 2009-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2008226A3 (cs) | Zpusob výroby nanovláken z fluorovaných kopolymeru a terpolymeru elektrostatickým zvláknováním, nanovlákna a textilie | |
| Erdem et al. | The impact of solvent type and mixing ratios of solvents on the properties of polyurethane based electrospun nanofibers | |
| Ohkawa et al. | Electrospinning of chitosan | |
| Abd Razak et al. | A review of electrospun conductive polyaniline based nanofiber composites and blends: processing features, applications, and future directions | |
| Ding et al. | Preparation and characterization of nanoscaled poly (vinyl alcohol) fibers via electrospinning | |
| Haider et al. | Highly aligned narrow diameter chitosan electrospun nanofibers | |
| Ohkawa et al. | Preparation of pure cellulose nanofiber via electrospinning | |
| CN102115918B (zh) | 一种超细定向聚合物纤维的射流稳定电驱动纺丝制备方法 | |
| WO2006129910A1 (en) | Procede de fabrication d’un filament continu par electro-filage et filament continu fabrique de cette maniere | |
| Jokisch et al. | Silk‐based fine dust filters for air filtration | |
| Abd El-Hady | Electrospun gelatin nanofibers: effect of gelatin concentration on morphology and fiber diameters | |
| WO2007111477A1 (en) | Method of manufacturing nanofiber web | |
| Klairutsamee et al. | Electrospinnability of poly (butylene succinate): Effects of solvents and organic salt on the fiber size and morphology | |
| EP2297389A2 (en) | Process for improved electrospinning using a conductive web | |
| Bazbouz et al. | Dry‐jet wet electrospinning of native cellulose microfibers with macroporous structures from ionic liquids | |
| Beigmoradi et al. | Controllability of the hydrophilic or hydrophobic behavior of the modified polysulfone electrospun nanofiber mats | |
| CN101605931A (zh) | 获得含纳米纤维的产品的方法和含纳米纤维的产品 | |
| Erdem et al. | Analysis of EMSE and mechanical properties of sputter coated electrospun nanofibers | |
| Christoforou et al. | Biodegradable cellulose acetate nanofiber fabrication via electrospinning | |
| Cengiz-Çallıoğlu et al. | The influence of non-solvent addition on the independent and dependent parameters in roller electrospinning of polyurethane | |
| Othman et al. | Electrospinning process parameters and application: A review | |
| Zhou et al. | Preparation of PVDF nanofibrous membrane and its waterproof and breathable property | |
| Karabulut et al. | Mapping the influence of solvent composition over the characteristics of polylactic acid nanofibers fabricated by electrospinning | |
| CN105908377B (zh) | 抗水溶性pva纳米纤维复合织物及其制备方法 | |
| Šukytė et al. | Investigation of the possibility of forming nanofibres with potato starch |