JP2010512472A - 電気紡糸方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下の詳細な記載の目的のために、本発明は他のように表現的に特定する以外は、種々の別の変更及び工程順序を想定することができることが理解されるべきである。さらに、いずれかの操作例において以外、又は他のように示す場合以外は、全ての数の表現、例えば本明細書及び特許請求の範囲において使用される成分の量は、“約”と言う用語により、あらゆる場合において修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、他のように示されないかぎり、以下の本明細書及び特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明により得られるべき所望の性質に依存して変化させることができる概数である。少なくとも、そして特許請求の範囲の範囲に均等の教義の適用を制限するための試みとしてではなく、各々の数値パラメータは報告された有効数字の桁数から考えて、そして通常の四捨五入の適用により少なくとも解釈されるべきである。本発明の広い範囲を記載している数値範囲及びパラメータは概数であるにもかかわらず、特定例に記載されている数値はできる限り正確に報告されている。しかしながら、どの数値も、それらのそれぞれの試験測定において見い出される標準の変動値から必ず生ずる或る誤差を本来的に含有する。
アクリルシラン重合体の合成
下記の表1においての例A〜Cの各々について、反応フラスコはかき混ぜ機、熱電対、窒素入口及びコンデンサを備えていた。次に仕込み物Aを加え、そして窒素雰囲気下に還流温度(75℃〜80℃)に加熱しながらかき混ぜた。還流しているエタノールに、仕込み物B及び仕込み物Cを、3時間にわたって同時に加えた。反応混合物を2時間還流条件に維持した。次に、仕込み物Dを30分の期間にわたって加えた。反応混合物を2時間還流条件に維持し、次に30℃に冷却した。
1 アーチェル ダニエル ミッドランド カンパニー(Archer Daniel Midland Co.)から市販の変性エチルアルコール、200標準強度。
2 GEシリコーンから市販のガンマ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン。
3 サルトマー(Sartomer)カンパニー インコーポレーテッドから市販のジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレート。
4 イー.アイ.デュポン ド ネモラス&カンパニー インコーポレーテッドから市販の2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)。
5 可溶性部分のMn;重合体は、テトラヒドロフランに完全には溶解性ではない。
アクリル−シランナノ繊維
例 1
例Cからのアクリル−シラン樹脂溶液(8.5グラム)を、ポリビニルピロリドン(0.2グラム)及び水(1.5グラム)とブレンドした。
配合物を215分間、室温で貯蔵した。得られた配合物の一部分を10mlシリンジに装入し、そしてシリンジポンプを介して1.6ミリリットル/時間の速度で紡糸口金(1/16インチ外径及び0.010インチ内径のステンレススチール管)に送り出す。約21kV電位を適用した高電圧源を介して、アースしているアルミニウムコレクタにこの管を接続した。送り出し管及びコレクタを箱の中に入れ、窒素パージさせて、25パーセント未満の相対湿度を維持した。約100〜200ナノメートルの厚さ及び500〜700ナノメートルの幅を有するリボン形状ナノ繊維を、アースされたアルミニウムパネル上に集め、そして光学顕微鏡及び走査電子顕微鏡により特徴づけた。
例Bからのアクリル−シラン樹脂溶液(8.5グラム)を、ポリビニルピロリドン(0.1グラム)及び水(1.5グラム)とブレンドした。その配合物を、210分間室温で貯蔵した。得られた溶液の一部分を10mlシリンジに装入し、そしてシリンジポンプを介して、0.2ミリリットル/時間の速度で例1の紡糸口金に送った。電気紡糸のための条件は、例1に記載されたとおりであった。100〜200ナノメートルの厚さ及び900〜1200ナノメートルの幅を有するリボン形状ナノ繊維を、アースされたアルミニウムホイル上に集め、そして光学顕微鏡及び走査電子顕微鏡により特徴づけた。
例Aからのアクリル−シラン樹脂(8.5グラム)を、ポリビニルピロリドン(0.1グラム)及び水(1.5グラム)とブレンドした。その配合物を225分間室温で貯蔵した。得られた溶液の一部分を10mlシリンジに装入し、そして1.6ミリリットル/時間の速度でシリンジポンプを介して、例1において記載されたような紡糸口金に送った。電気紡糸のための条件は例1において記載されたとおりであった。100〜200ナノメートルの厚さ及び1200〜5000ナノメートルの幅を有するリボン形状ナノ繊維を、アースされたアルミニウムホイル上に集め、そして光学顕微鏡及び走査電子顕微鏡により特徴づけた。ナノ繊維のサンプルを2時間110℃でオーブン中で乾燥させた。測定可能な重量損失は観察されなかった。このことはナノ繊維が完全に架橋されたことを示す。
Claims (18)
- 紡糸口金とアース源(ground source)との間の電界の存在下に重合体の電導性溶液から繊維を電気紡糸する方法であって、該重合体が電気紡糸の前に及び電気紡糸の間に架橋反応を受ける、上記方法。
- 重合体が、重合体主鎖に沿って架橋可能な基を含有する、請求項1の方法。
- 架橋可能な基が水分と反応性である、請求項2の方法。
- 架橋可能な基がシラン基である、請求項3の方法。
- 重合体が(メタ)アクリル重合体である、請求項2の方法。
- 重合体が、シラン基を含有する(メタ)アクリル重合体である、請求項2の方法。
- 重合体が、架橋可能な基を含有する他に、カルボキシル及びヒドロキシルから選ばれた基をまた含有する、請求項2の方法。
- 重合体が、シラン基、カルボキシル基、ヒドロキシル基及び窒素−含有基を含有する、請求項2の方法。
- シラン基が、合計重合体重量に基づいて0.2〜20重量パーセントの珪素の量で重合体中に存在する、請求項2の方法。
- 重合体が、合計重合体重量に基づく重量によるパーセンテージで、
(a)珪素として測定して0.2〜20パーセントのシラン基、
(b)1〜45パーセントのカルボキシル基、
(c)0.5〜6.5パーセントのヒドロキシル基、及び
(d)0.2〜5.0パーセントの窒素基、
を含有する、請求項8の方法。 - 溶液が増粘剤を含有する、請求項1の方法。
- 増粘剤がポリビニルピロリドンである、請求項11の方法。
- ポリビニルピロリドンが、溶液の合計の重量に基づいて20重量パーセント以下の量で存在する、請求項12の方法。
- 電気紡糸処理の前及びその間に架橋された重合体を含む、電気紡糸された繊維。
- 5〜5,000ナノメートルの直径を有する、請求項14の電気紡糸された繊維。
- −Si−O−Si−架橋を有する、請求項14の電気紡糸された繊維。
- 架橋された(メタ)アクリル重合体である請求項14の電気紡糸された繊維。
- −Si−O−Si−架橋を有する(メタ)アクリル重合体である、請求項14の電気紡糸された繊維。
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