JP2023536381A - 原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維、その製造方法及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は新規な機能性繊維及びその変性製造方法に関し、特に、紡糸中に原位置疎水性変性を行ったアラミドナノエアロゲル繊維、その製造方法及び使用に関し、ナノ多孔質材料及び機能繊維の技術分野に属する。
アラミドナノ紡糸溶液を提供するステップと、
第1有機溶媒とハロゲン化試薬との組み合わせを含む凝固浴を用いた紡糸技術によって疎水性変性アラミドナノゲル繊維を製造するステップであって、前記ハロゲン化試薬はモノブロモアルカン、モノクロロアルカン、ジブロモアルカン、ジクロロアルカン、トリクロロアルカンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含むステップと、
前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維を乾燥処理して、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維を得るステップとを含む、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維の製造方法を提供する。
アラミドナノ紡糸溶液を提供するステップと、
第1有機溶媒とハロゲン化試薬との組み合わせを含む凝固浴を用いた紡糸技術によって疎水性変性アラミドナノゲル繊維を製造するステップであって、前記ハロゲン化試薬はモノブロモアルカン、モノクロロアルカン、ジブロモアルカン、ジクロロアルカン、トリクロロアルカンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含むステップと、
前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維を乾燥処理して、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維を得るステップとを含む。
アラミドナノ紡糸溶液を提供するステップ(1)と、
紡糸凝固浴の化学成分及び割合を決定して調整するステップ(2)と、
特定の凝固浴にて、所定の紡糸プロセスによって、アラミドナノ紡糸溶液を用いて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を製造するステップ(3)と、
前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して特殊な乾燥処理を行い、疎水性化変性アラミドナノエアロゲル繊維を得るステップ(4)とを含む。
(1)適切なポリパラフェニレンテレフタルアミド(商品名:アラミドナノ)材料を用いて溶解し、各濃度の紡糸液を調製し、好ましくは、ポリパラフェニレンテレフタルアミド材料を特定の溶媒に溶解する。
(2)適切な凝固浴の組成を決定し、割合を適切に調整する。
(3)紡糸技術によって前記紡糸液を特定の凝固浴にてゾル-ゲル変換を行い、疎水性変性処理をしたアラミドナノゲル繊維を得る。
(4)所定の配比の溶媒を用いて前記アラミドナノゲル繊維に対して置換を複数回行い、アルコールゲル繊維又はハイドロゲル繊維を得て、次に、特殊な乾燥技術で上記アラミドナノゲル繊維を乾燥させ、疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維を得る。
さらに、前記常圧乾燥技術は、疎水性変性アラミドナノゲル繊維材料を常圧又は低真空に置いて、温度を上げて溶媒を揮発させ、疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維材料を得ることを含む。
1)前記原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、アラミドナノ材料を骨格とするので、優れた機械的強度及び極めて良好な柔軟性を示し、一定の可紡性を有し、また、この繊維を用いて製造される疎水性織物は、実用的な場面に対応するだけでなく、セルフクリーニング能力も備え、このため、紡績分野に広く利用される。
2)該原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、三次元網目構造により極めて高い空隙率及び高い空気含有量を有し、該方法により製造された繊維フロックは、熱伝導率が低く、保温・断熱材料として有用である。
3)前記原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、オープン孔構造であるので、油水分離、セルフクリーニング防水生地、複合材料、疎水性繊維フロック、ろ過材料、断熱・保温材料などの1つ又は複数の分野に適用できるが、これらに限定されるものではない。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、1%の紡糸溶液を調製した。
(2)噴射ポンプによりモノブロモブタン:エタノール(体積比)=1:3の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。図1は、本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のSEM写真を示し、図2は本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維の接触角を示す。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維の他のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、2%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりジブロモブタン:エタノール(体積比)=2:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。図3は本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維の接触角を示す。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維の他のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、2%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりジブロモブタン:エタノール(体積比)=3:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をアセトンとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。
図4は本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維の接触角を示す。
本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、NMPに溶解し、3%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりモノブロモブタン:エタノール(体積比)=2:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒を脱イオン水として、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のハイドロゲル繊維を-12℃で8時間凍結した後、真空凍結乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKTBを加えて、DMFに溶解し、1%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによってジクロロブタン:エタノール(体積比)=2:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維フロックを形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維フロックに対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維フロックを超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。図5は本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維フロックの一般的な液体に対する撥液特性の写真を示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、2%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりモノブロモブタン:エタノール(体積比)=1:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をt-ブタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のハイドロゲル繊維を-12℃で8時間凍結した後、真空凍結乾燥機に入れて、コールドトラップ温度を-50℃として、繊維の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、8%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりモノブロモエタン:メタノール(体積比)=2:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は300μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、NMPに溶解し、10%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによってジクロロブタン:エタノール(体積比)=1:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は500μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界エタノール乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリアラミド1313繊維を準備し、等量のNaOHを加えて、DMSOに溶解し、5%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによってジクロロブタン:エタノール(体積比)=20:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は10μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)アラミド1414繊維を準備し、等量のNaOHを加えて、DMSOに溶解し、2%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりモノブロモブタン:ジブロモブタン:エタノール(体積比)=2:2:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は2mmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をシクロヘキサンとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、8%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりモノクロロエタン:メタノール(体積比)=2:2の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をt-ブタノール水溶液として、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のゲル繊維を真空凍結乾燥機に入れて、コールドトラップ温度を-45℃として、繊維の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKTBを加えて、DMSOに溶解し、30%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによってジクロロブタン:プロパノール(体積比)=2:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は2mmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をt-ブタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のゲル繊維を真空凍結乾燥機に入れて、コールドトラップ温度を-80℃として、繊維の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMFに溶解し、2%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりジブロモブタン:ブタノール(体積比)=1:20の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をメタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKTBを加えて、DMSO及びメタノールに溶解し、15%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによりジブロモブタン:ギ酸(体積比)=1:1の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は100μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をアセトンとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。本実施例で得られた疎水性変性後のアラミドナノエアロゲル繊維のパラメータを表1に示す。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKTBを加えて、DMF及びメタノールに溶解し、10%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによってトリクロロメタン:酢酸(体積比)=1:3の凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は500μmであった。
(3)上記疎水性変性アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をn-ヘキサンとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を60℃のオーブンに入れて、繊維の溶媒成分がなくなるまで常圧乾燥させた。
(1)ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を準備し、等量のKOHを加えて、DMSOに溶解し、1%の紡糸液を調製した。
(2)噴射ポンプによってエタノール凝固浴に紡糸液を押し出し、反応させてアラミドナノゲル繊維を形成し、押し出し針の直径は250μmであった。
(3)上記アラミドナノゲル繊維に対して、置換溶媒をエタノールとして、溶媒置換を複数回行った。
(4)置換後のアルコールゲル繊維を超臨界CO2乾燥機に入れて、繊維中の溶媒成分がなくなるまで乾燥させた。
乾燥させた繊維は、細孔容積0.28cm3/g、引張強さ6MPa、破断伸び23%、水と接触角67°である。
(付記1)
アラミドナノ紡糸溶液を提供するステップと、
第1有機溶媒とハロゲン化試薬との組み合わせを含む凝固浴を用いた紡糸技術によって疎水性変性アラミドナノゲル繊維を製造するステップであって、前記ハロゲン化試薬はモノブロモアルカン、モノクロロアルカン、ジブロモアルカン、ジクロロアルカン、トリクロロアルカンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含むステップと、
前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維を乾燥処理して、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維を得るステップとを含む、ことを特徴とする原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維の製造方法。
前記ハロゲン化試薬と第1有機溶媒との体積比が20:1~1:20であり、及び/又は、前記第1有機溶媒はDMSO、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ギ酸、酢酸のうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、及び/又は、前記ハロゲン化試薬はモノブロモブタン、モノブロモエタン、モノクロロエタン、ジブロモブタン、ジクロロブタン、トリクロロメタンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする付記1に記載の製造方法。
前記アラミドナノ紡糸溶液は第2有機溶媒とポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子を含み、好ましくは、前記第2有機溶媒はDMF、DMSO、NMP、及びメタノールのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、好ましくは、前記ポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子はアラミド1313、アラミド1414、及びポリパラフェニレンテレフタルアミド変性高分子のうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、好ましくは、前記アラミドナノ紡糸溶液中のポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子の濃度が1~30wt%であり、
好ましくは、前記アラミドナノ紡糸溶液はアルカリ性物質をさらに含み、好ましくは、前記アルカリ性物質はKOH、NaOH、カリウムtert-ブトキシドのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする付記1に記載の製造方法。
前記紡糸技術は湿式紡糸技術及び3Dプリント技術のうちのいずれか1種又は2種の組み合わせを含み、好ましくは湿式紡糸技術である、ことを特徴とする付記1に記載の製造方法。
前記湿式紡糸技術は、所定濃度のアラミドナノ紡糸溶液を提供し、凝固浴の組成を制御して、アラミドナノ紡糸溶液中のポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子を架橋させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成することを含み、
好ましくは、前記湿式紡糸技術に使用されるプロセス条件は、前記アラミドナノ紡糸溶液の濃度が1~30wt%であること、紡糸液が噴射ポンプにより凝固浴に押し出されること、前記押し出し針の直径が10μm~2mmであることを含む、ことを特徴とする付記4に記載の製造方法。
前記3Dプリント技術は、プリントインクとしてアラミドナノ紡糸溶液を用いて、第2有機溶媒とハロゲン化試薬との混合溶液を凝固浴とした環境にてプリントされた繊維を物理架橋又は化学架橋させて、疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成することを含む、ことを特徴とする付記4に記載の製造方法。
まず、前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維中の難揮発性溶媒を易揮発性溶媒で置換し、次に、置換された疎水性変性アラミドナノゲル繊維を乾燥処理するステップを含み、
好ましくは、前記易揮発性溶媒は水、メタノール、エタノール、t-ブタノール、アセトン、シクロヘキサン、及びn-ヘキサンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、及び/又は、
前記乾燥処理は、超臨界流体乾燥法、真空凍結乾燥法及び常圧乾燥法のうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする付記1に記載の製造方法。
付記1~7のいずれか1つに記載の前記方法で製造された原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維であって、
グラフト変性アラミドナノ構造が突き合わせられた連通している三次元多孔質網目構造を有し、前記アラミドナノ構造のサイズが8nm~300nmであり、好ましくは、前記三次元多孔質網目構造は、2nm以下のミクロ細孔、2~50nmのメソ細孔及び50nm~500μmのマクロ細孔からなり、好ましくは、前記三次元多孔質網目構造は、空隙率が60%~99%、好ましくは70%~99%、比表面積が100~1000m2/gであり、好ましくは、
前記原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、直径が10μm~2mm、好ましくは50μm~1mm、特に好ましくは50μm~500μm、アスペクト比が10よりも大きく、好ましくは、
前記原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、熱伝導率が50mW/(m・K)未満、引張強さが3~35MPa、破断伸びが10~50%である、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維。
表面と水との接触角が90°~150°であり、グラフト置換度が0.01~20%である、ことを特徴とする付記8に記載の原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維。
油水分離、セルフクリーニング防水生地、複合材料、疎水性繊維フロック、ろ過材料又は断熱・保温材料の分野における付記8又は9に記載の原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維の使用。
Claims (10)
- アラミドナノ紡糸溶液を提供するステップと、
第1有機溶媒とハロゲン化試薬との組み合わせを含む凝固浴を用いた紡糸技術によって疎水性変性アラミドナノゲル繊維を製造するステップであって、前記ハロゲン化試薬はモノブロモアルカン、モノクロロアルカン、ジブロモアルカン、ジクロロアルカン、トリクロロアルカンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含むステップと、
前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維を乾燥処理して、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維を得るステップとを含む、ことを特徴とする原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維の製造方法。 - 前記ハロゲン化試薬と第1有機溶媒との体積比が20:1~1:20であり、及び/又は、前記第1有機溶媒はDMSO、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ギ酸、酢酸のうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、及び/又は、前記ハロゲン化試薬はモノブロモブタン、モノブロモエタン、モノクロロエタン、ジブロモブタン、ジクロロブタン、トリクロロメタンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記アラミドナノ紡糸溶液は第2有機溶媒とポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子を含み、好ましくは、前記第2有機溶媒はDMF、DMSO、NMP、及びメタノールのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、好ましくは、前記ポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子はアラミド1313、アラミド1414、及びポリパラフェニレンテレフタルアミド変性高分子のうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、好ましくは、前記アラミドナノ紡糸溶液中のポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子の濃度が1~30wt%であり、
好ましくは、前記アラミドナノ紡糸溶液はアルカリ性物質をさらに含み、好ましくは、前記アルカリ性物質はKOH、NaOH、カリウムtert-ブトキシドのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 前記紡糸技術は湿式紡糸技術及び3Dプリント技術のうちのいずれか1種又は2種の組み合わせを含み、好ましくは湿式紡糸技術である、ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記湿式紡糸技術は、所定濃度のアラミドナノ紡糸溶液を提供し、凝固浴の組成を制御して、アラミドナノ紡糸溶液中のポリパラフェニレンテレフタルアミド高分子を架橋させて疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成することを含み、
好ましくは、前記湿式紡糸技術に使用されるプロセス条件は、前記アラミドナノ紡糸溶液の濃度が1~30wt%であること、紡糸液が噴射ポンプにより凝固浴に押し出されること、前記押し出し針の直径が10μm~2mmであることを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の製造方法。 - 前記3Dプリント技術は、プリントインクとしてアラミドナノ紡糸溶液を用いて、第2有機溶媒とハロゲン化試薬との混合溶液を凝固浴とした環境にてプリントされた繊維を物理架橋又は化学架橋させて、疎水性変性アラミドナノゲル繊維を形成することを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
- まず、前記疎水性変性アラミドナノゲル繊維中の難揮発性溶媒を易揮発性溶媒で置換し、次に、置換された疎水性変性アラミドナノゲル繊維を乾燥処理するステップを含み、
好ましくは、前記易揮発性溶媒は水、メタノール、エタノール、t-ブタノール、アセトン、シクロヘキサン、及びn-ヘキサンのうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含み、及び/又は、
前記乾燥処理は、超臨界流体乾燥法、真空凍結乾燥法及び常圧乾燥法のうちのいずれか1種又は2種以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の前記方法で製造された原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維であって、
グラフト変性アラミドナノ構造が突き合わせられた連通している三次元多孔質網目構造を有し、前記アラミドナノ構造のサイズが8nm~300nmであり、好ましくは、前記三次元多孔質網目構造は、2nm以下のミクロ細孔、2~50nmのメソ細孔及び50nm~500μmのマクロ細孔からなり、好ましくは、前記三次元多孔質網目構造は、空隙率が60%~99%、好ましくは70%~99%、比表面積が100~1000m2/gであり、好ましくは、
前記原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、直径が10μm~2mm、好ましくは50μm~1mm、特に好ましくは50μm~500μm、アスペクト比が10よりも大きく、好ましくは、
前記原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維は、熱伝導率が50mW/(m・K)未満、引張強さが3~35MPa、破断伸びが10~50%である、原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維。 - 表面と水との接触角が90°~150°であり、グラフト置換度が0.01~20%である、ことを特徴とする請求項8に記載の原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維。
- 油水分離、セルフクリーニング防水生地、複合材料、疎水性繊維フロック、ろ過材料又は断熱・保温材料の分野における請求項8又は9に記載の原位置疎水性変性アラミドナノエアロゲル繊維の使用。
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