JP2022553468A - 複合フィルタ材を作成するための方法およびこの方法によって得られた複合フィルタ材 - Google Patents

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Abstract

複合フィルタ材（１）を作成するための方法であって、電界紡糸プロセスによって基布（２）上にナノ繊維（４）を堆積させることによって第１のフィルタ材（８）を形成するステップと、前記第１のフィルタ材（８）へのコーティング（７）のプラズマ堆積によって前記フィルタ材（１）を形成する後続のステップと、先行のプラズマ堆積ステップにおいて得られたフィルタ材（１）のプラズマ処理によって前記コーティング（７）の表面に凹凸を形成するステップとを含む方法。既知のフィルタ材に対して、本発明のフィルタ材は、所望のレベルの撥水性および撥油性を維持しつつ、液体の浸入に対して保護されるべき開口部が位置している物体へのフィルタ材の確実な接着を妨げることがないという利点を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、複合フィルタ材を作成するための方法に関する。さらに、本発明は、この方法によって得られた複合フィルタ材に及ぶ。
本発明の分野は、複合フィルタ材の分野であり、とりわけ、例えば家電製品、とくには携帯電話機の電気音響部品において、最良の音響伝達のために、高い空気透過性、すなわち低い音響インピーダンスが保証されるように、塵埃粒子の侵入に対する保護をもたらすとともに、水および油などの液体全般をはじくために使用される複合フィルタ材の分野である。
既知の複合フィルタ材は、横糸および経糸の基布によって支持されたナノ繊維の少なくとも１つの層の組み合わせによって形成され、ナノ繊維層は、電界紡糸プロセスによって基布上に堆積させられ、プラズマコーティングが、基布およびナノ繊維に適用される。この方法は、ナノ繊維層が基布に接着した複合フィルタ材を生じる。
その最終用途において、フィルタ材は、典型的には、保護されるべき開口部を含む装置（例えば、スマートフォン）のプラスチック製または金属製の本体上にフィルタ材を組み付けるために使用されるＰＳＡ（感圧接着剤）の１つまたは２つの層、あるいは実質的には接着剤と組み合わせられた「ダイカット部品」、すなわち小さな材料片にパッケージされる。
フィルタ材は、大量の空気流、すなわち可能な限り低い音響インピーダンスを保証する高い空気透過性を維持しつつ、粒子および加圧液体の侵入に対する保護を保証しなければならないため、先行技術のフィルタ材は、上述のように、ナノ繊維の層で覆われた通常の基布によって形成された基材からなり、そのすべてがきわめて低い表面エネルギを有するコーティング層で覆われている。このコーティングは、水および油に対するフィルタ材の所望のレベルの反発性を保証して、加圧液体の浸入に対する抵抗を確実にするために不可欠である。
一方では、低い表面エネルギが高いレベルの性能を保証するが、他方では、水および油性液体に対する反発性が、フィルタ材とＰＳＡとの間の効果的な接着に対して障害となる。この理由で、フィルタ材の適用が不可能ではないにしても困難であり、接着剤にくっつかない可能性がある。結果として、たとえフィルタ材が加圧液体を確実に防ぐとしても、ＰＳＡの層への接着が不充分であることで、加圧液体が横から浸入して漏れ、したがって接着剤の層とフィルタ材自体との間に自由に浸透できるというリスクが生じる。
本発明の主な目的は、複合フィルタ材およびその製造プロセスであって、この種の既知のフィルタ材と比較して、加圧液体の侵入に対して所望のレベルの阻止をもたらすだけでなく、フィルタ材をその標的支持体に取り付けるために使用される接着剤の層に対してフィルタ材を固定する複合フィルタ材およびその製造プロセスを提供することである。
これらの目的および他の目的は、それぞれ請求項１および請求項６に記載の方法およびフィルタ材によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、残りの請求項から明らかになるであろう。
既知のフィルタ材に対して、本発明のフィルタ材は、所望のレベルの撥水性および撥油性を維持しつつ、液体の浸入に対して保護されるべき開口部が位置している物体へのフィルタ材の確実な接着を妨げることがないという利点を提供する。
個々のナノ繊維および布の個々の糸が薄い高度に疎水性かつ疎油性のコーティングで覆われている本発明の複合フィルタ材フィルタ材は、汚れをはじき、とくには液体、とりわけ水（高い表面張力、７２ｍＮ／ｍ）だけでなく、低い表面張力（３０～４０ｍＮ／ｍ）の油などの液体もはじく能力をさらに有する。本発明のフィルタ材のこの特性は、とりわけ携帯電話機の電気音響部品のための保護スクリーンとしての適用においてきわめて有用である。実際、本発明のフィルタ材は、空気に対するきわめて高い透過性（および、きわめて低い音響インピーダンス）を提供し、したがって粒子の侵入に対する効果的な保護を保証するナノ繊維からなる。さらに、その特定のコーティングゆえに、本発明の複合フィルタ材は、水、油、および他の種類の液体の浸入を防止する。実際、本発明のフィルタ材は、これらの液体の浸入を防止するだけでなく、その撥水性ゆえに洗浄がより容易である。
これらの目的、利点、および特徴、ならびに他の目的、利点、および特徴は、あくまでも本発明を限定するものではない例として添付の図面の図に示される本発明による方法およびフィルタ材の好ましい実施形態の以下の説明から、明らかになるであろう。
本発明の複合フィルタ材の一例の断面概略図である。 基布の対応する糸へと電界紡糸によって堆積させられたナノ繊維の詳細図を示しており、ナノ繊維および基布の糸の両方が、プラズマ処理によって適用された撥水撥油ポリマーのナノメートル層ですべてコーティングされている。 本発明のフィルタ材のナノ繊維の層を製作するための電界紡糸方法を示している。 基布上に電界紡糸によって作られたナノ繊維層を堆積させることによって得られた本発明のフィルタ材のプラズマ処理を概略的に示している。 乾燥サンプルおよび湿潤サンプルについて、フィルタ材をまたいで測定された流量と圧力との間の関係を示している。 ２つの異なるサンプルについて実施された詰まり除去試験について、除去圧力と対応する圧力降下との間の関係を示している。
図１に番号１によって全体として示されている本発明の複合フィルタ材は、経糸および横糸形式の基布２、好ましくはモノフィラメント布によって形成された支持体を備え、その表面にナノ繊維４が電界紡糸によって堆積させられる。ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、のモノフィラメントから出発して作られたモノフィラメント３が、本発明に好適であり、基布２のメッシュ開口部は、２５００ミクロン～５ミクロンの範囲にある。
本発明の複合フィルタ材の作成に使用される基布は、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、など、製織に使用されるモノフィラメントの化学的性質が異なる広範囲の合成モノフィラメント布から選択される。また、糸が４～３００本／ｃｍである織物構造、１０～５００ミクロンである糸の直径、重量が１５～３００ｇ／ｍ２である織り方、および１８～１０００ミクロンの厚さを有する基布が、本発明に好適である。仕上げおよびさらなる表面処理に関して、メタライゼーションに加えて、洗浄およびヒートセットされた「白色」布、着色布、プラズマ処理を施した布、疎水性の布、親水性の布、抗菌性の布、帯電防止布、などを使用することができる。糸が４８本／ｃｍであり、直径が５５μｍであり、基布のメッシュ開口部が１５３μｍであるポリエステルモノフィラメント布が、本発明にとって好ましい。
ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アルギネート、ポリカーボネート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＥＶＡ（ポリエチレンビニルアセテート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ、ＰＥＩ、ＰＵＲ、およびポリスチレンのナノ繊維４が、本発明に好適である。これらのナノ繊維は、５０ｎｍ～７００ｎｍの間の直径を有することができる。７５～２００ｎｍの範囲の直径を有するＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ナノ繊維が好ましい。
図３に示されるように、ナノ繊維４の形成およびその後の基布２上への堆積のための電界紡糸プロセスは、適切な溶媒に溶解させたナノ繊維４の形成のための材料をノズル５を通って射出して、電極６上に広げることにある。ノズル５と電極６との間の電位差により、ナノ繊維４が、ノズルによって、電界および電極上に堆積したポリマーの引き延ばしゆえに、溶媒の蒸発を通じて形成される。次いで、このようにして形成されたナノ繊維は、引き延ばされ、その後に基布２上に堆積する。
次いで、このようにして得られた複合フィルタ材に、基布２のモノフィラメント３および上述のナノ繊維４の外面を完全に覆う布２およびナノ繊維層４の露出面上のナノメートル厚のポリマー層７のプラズマ堆積による表面処理が施される（図２）。
図４に示されるように、図３の先行の電界紡糸プロセスから得られた複合フィルタ材８が、本発明の複合フィルタ材１を覆うように上述のコーティング７を形成するガスの存在下で、プラズマ処理チャンバ９の内部に配置される。
フルオロカーボンアクリレート、とくにはヘプタデカフルオロデシルアクリレート、パーフルオロオクチルアクリレート、などに基づくガスが、本発明にとって好ましい。本発明の利点は、フルオロカーボンアクリレートの撥水性および撥油性ゆえに、プラズマ処理によってフルオロカーボンアクリレートの堆積物を形成するガスである。
上述のプラズマ処理において、キャリアガスも使用され、キャリアガスは、例えば国際公開第２０１１０８９００９号に記載されている種類のキャリアガスである。
上述のプラズマ処理は、１０～５０ｍＴｏｒｒの真空の生成、１５０～３５０Ｗの電極出力、および０．５～６分の曝露時間を含む。
プラズマ技術によって堆積させたコーティングは、最大５００ｎｍの厚さを有することができ、使用される特定の技術に起因して、布地のような３Ｄ表面でさえもコーティングすることができる連続フィルムの構造を有する。使用される化合物に応じて、上述のコーティングは、疎水性、疎油性、親水性、および帯電防止性などのさまざまな特有の特性を有することができる。
出発ガス中の以下の化合物から出発して得られるコーティングが、本発明にとって好ましい。
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ヘプタデカフルオロデシルアクリレート（ＣＡＳ番号２７９０５－４５－９、Ｈ２Ｃ＝ＣＨＣＯ２ＣＨ２ＣＨ２（ＣＦ２）７ＣＦ３）
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－パーフルオロオクチルアクリレート（ＣＡＳ番号１７５２７－２９－６、Ｈ２Ｃ＝ＣＨＣＯ２ＣＨ２ＣＨ２（ＣＦ２）５ＣＦ３）
コーティング７の厚さは１５～６０ｎｍであり、複合フィルタ材１が布２およびナノ繊維４の両方において形成する細孔を過度に狭めて、音の自由な通過を妨げてしまうことを、防止するために適している。
図３の電界紡糸プロセスから得られた複合フィルタ材８について試験を行い、図４の後続のプラズマ処理を施した類似の複合フィルタ材１と比較した。
とくには、上述のフィルタ材８は、（例えば、ポリエステルの）合成モノフィラメント３で作られた横糸および経糸の布によって形成され、この布に、音響インピーダンス／空気透過性を測定するためのＴｅｘｔｅｓｔ機器などで測定される２５ＭＫＳ Ｒａｙｌの音響インピーダンスを得るように、やはり合成材料（例えば、ポリエステル）で作られたナノ繊維４が堆積させられている。
フィルタ材８のプラズマ処理後に、本発明の複合フィルタ材１について、音響インピーダンスが２５ＭＫＳ Ｒａｙｌの値で不変のままであることを観察することができる。２００Ｐａの圧力における５，２００ｌ／ｍ２ｓという空気透過性およびフィルタリング効率も、不変のままである。
他方で、水との接触角（５０°から１３０°）および油との接触角（表面張力が３２ｍＮ／ｍのコーン油を含む油の場合、５０°から１２０°）の両方で顕著な増加が観察され、ここで接触角は、Ｋｒｕｓｓ機器で液滴法（液滴の堆積および高解像度カメラによる接触角の測定）を使用して、ナノ繊維４における水または油の液滴について測定される。
詰まり除去試験
上述の観察の証拠を提示するために、本発明の複合フィルタ材の表面に付着した油を除去するために必要なエネルギを数値的に定量化する目的で、試験方法を開発した。
この試験を、キャピラリーフローポロメトリを使用して試験された試料のバブルポイント、最小細孔径、および細孔径の分布を明らかにする機器であるポロメータ（ＰＭＩ社製のＰＭＩ１２００）を用いて行った。キャピラリーフローポロメトリ、または単にポロメトリは、材料の細孔を通る湿潤液体の通過を生じさせるために必要なガスの圧力を測定するというきわめて単純な原理に基づく。細孔が空になる圧力は、細孔自体の大きさに反比例する。大きな細孔は、低い圧力しか必要としないが、小さな細孔は、高い圧力を必要とする。
試験は、分析すべき試料を切断し、試験チャンバ内に配置することからなる。次いで、試料は、横方向の空気漏れが存在しないことを確実にするようなやり方で、Ｏリングによって定位置に保持される。チャンバが閉じられると、フィルタ材の空気透過性が測定され、試料を通る空気の流れをフィルタ材をまたいで測定される圧力降下に関連させる曲線（図５のグラフの乾燥曲線）が得られる。乾燥曲線が得られた後に、試験チャンバを開き、試料を定位置に残しつつ、その表面を低い表面張力（典型的には、２０ｍＮ／ｍ未満）を有する試験液体で覆う。次いで、試験チャンバを閉じ、材料の空気透過性を再び測定する。材料が試験液体によって閉塞されると、圧力は高くなるが、圧力が液体を押して細孔を通過させるために充分に高くなるまでは、下流において空気流は測定されない。圧力が充分に高くなり、液体が細孔を通過し始めた瞬間から、（それまでは濡れていた）試料が完全に乾燥し、図５の２つの曲線が重なるまで、圧力の値が大きくなるにつれてだんだんと小さなサイズの細孔が空になる。分析の詳細は論じないが、定性的なレベルにおいて、２つの曲線間の差から、バブルポイント値（最大の細孔）、最小の細孔のサイズ、および細孔のサイズの分布を決定することができる。
具体的な事例において、撥油性／除去能力を判断するために、試験液体の代わりにコーン油（表面張力は３２ｍＮ／ｍ）を使用して、この試験を行った。
図６のグラフは、除去圧力および対応する圧力降下（除去に必要なエネルギ）を示している。図６のグラフで考慮されているサンプルは、電界紡糸処理からのフィルタ材８（曲線１０）および本発明のフィルタ材１（曲線１１）である。本発明のフィルタ材１では、プラズマ処理が施されていない複合フィルタ材８よりも、明らかに低い圧力で油を除去することができ、あるいは同じ圧力で明らかに多くの量の油が除去されることを、見て取ることができる。
今や、本発明によれば、驚くべきことに、上述の方法に、ポリマー層７でコーティングされた複合フィルタ材１のプラズマ処理というさらなるステップを、今回はキャリアガスのみの存在下で、したがって上述のポリマーコーティング７を形成するガスを含まずに追加することにより、同じフィルタ材が水および油性液体に対する所望の反発度を示すだけでなく、ＰＳＡ層への優秀なレベルの接着も示すことが発見された。
実際、本発明の方法は、ポリマーコーティング７が設けられたフィルタ材１のプラズマ処理、すなわちこのコーティングの上述の堆積後に今回はポリマー含有ガスを含まないプラズマ処理という追加のステップを含む。
この追加のステップにおいて、プラズマ処理チャンバ９の内部の適切な作業圧力（１０～４００ｍＴｏｒｒ）、１００～２０００Ｗの電極電力、および５秒～５分の曝露時間が設定され、好ましくは窒素、ヘリウム、アルゴン、および酸素から選択されるキャリアガスが注入される。
このステップにおいて、使用されるガスの不活性な性質に鑑み、フィルタ材を構成する材料は、さらなるコーティングプロセスを被ることがない。プラズマ処理の最中に形成されるキャリアガスのイオンが、先行のステップにおいて堆積させたコーティング７の表面にいくらかのエネルギで衝突することで、コーティング７を再び活性化させ、ＰＳＡ接着剤層へのポリマーコーティング７の接着にとって有利である例えばマイクロ波形またはナノ溝の形態の表面の凹凸を生じさせる。
一方では、このコーティングが被る作用は、コーティングの完全性および連続性に影響を及ぼし、結果として、コーティングの表面エネルギ値を変化させ、フィルタ材の撥水性および撥油性のレベルを著しくではないが低下させるが、他方では、ＰＳＡ層に対するフィルタ材の接着強度が著しく向上し、フィルタ材の撥水性／撥油性と作業性との間の満足できる妥協点に達する。
実際、本発明の上述の方法を使用して得られたフィルタリングシステムは、油とのきわめて大きな接触角（１３０～１３５°）を保証し、この場合、既知の技術では、通常はＰＳＡとの接着の値がきわめて低くなり、「ダイカット部品」の正確なシールおよび容易な組み立てが危うくなる。
本発明の方法で作成したフィルタ材によって得られた結果を、以下の表に示すが、表中の値は、ポリマー材料の層７を有し、次いでキャリアガスとしてのヘリウムの存在下で１００ｍＴｏｒｒの真空、７００Ｗの電極出力、および２分の曝露時間で実行されたプラズマ処理に曝されたフィルタ材について測定されている。
Figure 2022553468000001
 ここで、「ｇｆ／２０ｍｍ」は、幅２０ｍｍのＰＳＡサンプルに対するフィルタ材の接着の値（単位は、重量グラム）を表す。
これらの結果から、先行のステップで形成されたポリマーコーティング７のプラズマ再活性化という追加のステップの後で、このようにして得られたフィルタ材は、油とのきわめて大きい接触角（＞１１０°）、およびＰＳＡとの必要最小限の接着レベル、すなわち１００ｇｆ／ｍｍをはるかに上回る接着レベルの両方を達成することを、見て取ることができる。

Claims (14)

  1. 複合フィルタ材（１）を作成するための方法であって、
    電界紡糸プロセスによって基布（２）上にナノ繊維（４）を堆積させることによって第１のフィルタ材（８）を形成するステップと、前記第１のフィルタ材（８）へのコーティング（７）のプラズマ堆積によって前記フィルタ材（１）を覆う後続のステップと、前記先行のプラズマ堆積ステップにおいて得られた前記フィルタ材（１）のプラズマ処理によって前記コーティング（７）の表面に凹凸を形成する後続のステップと、を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記電界紡糸プロセスは、適切な溶媒に溶解させたポリマーをノズル（５）によって押し出すことと、その後に前記ノズル自体と電極との間で前記繊維を引き延ばすことで、前記ノズルと前記電極との間に適切に介在させた前記基布へのナノメートル繊維の堆積物を得ることとを含み、次いで、このようにして得られた前記フィルタ材（８）に、前記基布（２）および前記ナノ繊維層（４）の露出面へのナノメートル厚のポリマー層（７）のプラズマ堆積による表面処理が施されて、前記基布（２）の前記モノフィラメント（３）および前記ナノ繊維（４）の外面が前記ポリマー層（７）でコーティングされた前記複合フィルタ材（１）が得られ、次いで、このようにして得られたフィルタ材に、キャリアガスの存在下で、いかなるポリマー含有ガスも有さずに、さらなるプラズマ処理ステップが施される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記プラズマ堆積処理は、１０～５０ｍＴｏｒｒの真空の生成、１５０～３５０Ｗの電極出力、および０．５～６分の曝露時間を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記さらなるプラズマ処理ステップは、１０～４００ｍＴｏｒｒの真空の生成、１００～２０００Ｗの電極出力、および５秒～５分の間の曝露時間を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  5. 前記キャリアガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、および酸素から選択される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  6. ナノ繊維（４）が堆積させられた基布（２）を備える種類の複合フィルタ材であって、
    前記基布および前記ナノ繊維は、プラズマプロセスによって適用されたナノメートルのコーティング層（７）で覆われており、前記コーティング層（７）は、キャリアガスの存在下でのいかなるポリマー含有ガスも有さないプラズマ処理によって得られたナノ溝を有している、ことを特徴とする複合フィルタ材。
  7. 前記コーティング（７）は、最大５００ｎｍの厚さ、好ましくは１５～６０ｎｍの厚さを有するフィルムによって形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  8. 前記コーティング（７）は、撥水性および撥油性を有するフルオロカーボンアクリレートに基づくコーティングである、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  9. 前記モノフィラメント（３）は、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミドのモノフィラメントから出発して作られている、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  10. 前記基布（２）は、２５００～５ミクロンのメッシュ開口部を有する、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  11. 前記基布（２）は、糸が４～３００本／ｃｍである織物構造、１０～５００ミクロンである糸の直径、重量が１５～３００ｇ／ｍ２である織り方、および１８～１０００ミクロンの厚さを有する、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  12. 前記ナノ繊維（４）は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アルギネート、ポリカーボネート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＥＶＡ（ポリエチレンビニルアセテート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ、ＰＩ、またはポリスチレンのナノ繊維である、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  13. 前記ナノ繊維（４）は、５０ｎｍ～７００ｎｍの間の直径を有し、好ましくは７５～２００ｎｍの範囲の直径を有するＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ナノ繊維である、ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材。
  14. 携帯電話機の電気音響部品の保護のための、請求項６～１３のいずれか一項に記載のフィルタ材の使用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022177805A (ja) * 2021-05-18 2022-12-01 シーファー アーゲー 親水性ポリマー・ナノコーティングを有する担体層を生成するための方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021079282A1 (en) 2019-10-24 2021-04-29 Saati S.P.A. A method for preparing a composite filter medium and the composite filter medium obtained with this method

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189374A (ja) * 1984-10-05 1986-05-07 平岡織染株式会社 防水シ−トの製造方法
JPH01201582A (ja) * 1988-02-02 1989-08-14 Seiren Co Ltd 表面活性ポリエステル系繊維構造物とその製造方法
US20060081394A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Georgia Tech Research Corporation Insulator coating and method for forming same
JP2011504207A (ja) * 2007-11-09 2011-02-03 ハッチンソン 通気性膜および該膜を作製する方法
JP2012525243A (ja) * 2009-04-29 2012-10-22 サアティ エス．ピー．エー． ろ過手段として使用するための布地材料複合構造
US20140275692A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Shagufta Patel Modified surface energy non-woven filter element
JP2015505725A (ja) * 2011-12-13 2015-02-26 ザルトリウス ステディム ビオテック ゲーエムベーハー 構造的に誘導されるビーディング効果を有する疎水性又は疎油性の微孔性高分子膜
EP3101170A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-07 Europlasma NV Surface coatings
JP2017064684A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 東洋紡株式会社 エレクトレットフィルター
JP2018523588A (ja) * 2016-04-14 2018-08-23 シーファー アーゲーＳｅｆａｒ Ａｇ 複合膜および複合膜を製造するための方法
JP2018134634A (ja) * 2017-02-23 2018-08-30 シーファー アーゲーＳｅｆａｒ Ａｇ 保護性通気性材料および保護性通気性材料を製造するための方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3233683B2 (ja) * 1992-05-22 2001-11-26 ジャパンゴアテックス株式会社 撥油性防水性通気フィルター製品
EP1618225B1 (en) * 2003-04-25 2011-08-10 Sigma Laboratories of Arizona, Incorporated Porous materials functionalized by vacuum deposition
CZ299537B6 (cs) 2005-06-07 2008-08-27 Elmarco, S. R. O. Zpusob a zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním
DE102006060932A1 (de) * 2006-12-20 2008-07-03 Carl Freudenberg Kg Temperaturstabile plasmabehandelte Gebilde und Verfahren zu deren Herstellung
CZ17577U1 (cs) 2007-03-08 2007-06-11 Elmarco S. R. O. Zarízení pro výrobu nanovláken a/nebo nanocástic z roztoku nebo tavenin polymeru v elektrostatickémpoli
CN101498098B (zh) * 2009-02-20 2012-06-06 西安工程大学 一种增强织物自清洁性能的方法
BE1019159A5 (nl) 2010-01-22 2012-04-03 Europlasma Nv Werkwijze voor de afzetting van een gelijkmatige nanocoating door middel van een lage druk plasma proces.
CN103468835B (zh) * 2013-09-16 2015-05-27 四川大学 用低温等离子体聚合沉积制备的防水皮革及其方法
WO2015187412A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 The Research Foundation For The State University Of New York Highly porous fibrous network materials for gas filtration
US20160175751A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 The Procter & Gamble Company Composite filter substrate comprising a mixture of fibers
WO2021079282A1 (en) 2019-10-24 2021-04-29 Saati S.P.A. A method for preparing a composite filter medium and the composite filter medium obtained with this method

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189374A (ja) * 1984-10-05 1986-05-07 平岡織染株式会社 防水シ−トの製造方法
JPH01201582A (ja) * 1988-02-02 1989-08-14 Seiren Co Ltd 表面活性ポリエステル系繊維構造物とその製造方法
US20060081394A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Georgia Tech Research Corporation Insulator coating and method for forming same
JP2011504207A (ja) * 2007-11-09 2011-02-03 ハッチンソン 通気性膜および該膜を作製する方法
JP2012525243A (ja) * 2009-04-29 2012-10-22 サアティ エス．ピー．エー． ろ過手段として使用するための布地材料複合構造
JP2015505725A (ja) * 2011-12-13 2015-02-26 ザルトリウス ステディム ビオテック ゲーエムベーハー 構造的に誘導されるビーディング効果を有する疎水性又は疎油性の微孔性高分子膜
US20140275692A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Shagufta Patel Modified surface energy non-woven filter element
EP3101170A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-07 Europlasma NV Surface coatings
JP2017064684A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 東洋紡株式会社 エレクトレットフィルター
JP2018523588A (ja) * 2016-04-14 2018-08-23 シーファー アーゲーＳｅｆａｒ Ａｇ 複合膜および複合膜を製造するための方法
JP2018134634A (ja) * 2017-02-23 2018-08-30 シーファー アーゲーＳｅｆａｒ Ａｇ 保護性通気性材料および保護性通気性材料を製造するための方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022177805A (ja) * 2021-05-18 2022-12-01 シーファー アーゲー 親水性ポリマー・ナノコーティングを有する担体層を生成するための方法
JP7440566B2 (ja) 2021-05-18 2024-02-28 シーファー アーゲー 親水性ポリマー・ナノコーティングを有する担体層を生成するための方法

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