JP4948538B2 - 改良されたエレクトロブロー繊維紡糸法 - Google Patents
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Description
用語「エレクトロブロー」および「エレクトロブロー紡糸」は本明細書では同義的に、推進ガス流れがほぼコレクターの方へ向けられ、そのガス流れ中へポリマー流れが紡糸ノズルから注入され、それによってコレクター上に収集される繊維ウェブを形成する繊維ウェブの形成方法であって、電荷がポリマーに、それが紡糸ノズルから出るときに与えられる方法を意味する。
デュポン(DuPont)から入手可能な、ポリビニルアルコール(PVA)、エルバノール(Elvanol)(登録商標)85−82を脱イオン水に溶解させて10重量%PVA溶液を製造した。溶液電気伝導率は、VWRサイエンティフィック・プロダクツ(VWR Scientific Products)(VWRインターナショナル社、ペンシルバニア州ウェスト・チェスター(VWR International,Inc.,West Chester,PA))から入手可能なVWRデジタル導電率計を用いて493マイクロ−ジーメンス/cmであると測定された。溶液を、同心の推進空気ジェット中で、22ゲージ鈍注射針を含んでなる単一オリフィスエレクトロブロー装置で紡糸した。針先端は、紡糸パック本体の導電性面の下方に2mm突出していた。紡糸パック本体および紡糸オリフィスを、電流計を通して電気的に接地し、PVA溶液を、点電極としての機能を果たす高電圧に帯電された針のアレイと、接地した円筒形ターゲット電極との間のギャップを通して導いた。プロセス条件を下の表に示す。
シグマ−アルドリッチ(Sigma−Aldrich)から入手した、粘度平均分子量(Mv)300,000のポリエチレンオキシド(PEO)の7.5重量%溶液を脱イオン水に溶解させた。0.1重量%の濃度での塩化ナトリウム(NaCl)を、溶液電気伝導率を上げるためにPEO溶液に加えた。溶液を十分に混合すると、電気伝導率は、実施例1と同じデジタル導電率計を用いて、約1600マイクロ−ジーメンス/cmであると測定された。この溶液を、20ゲージ鈍針の単一オリフィスエレクトロブロー装置によって紡糸した。この試験についてのプロセス条件を下の表にリストする。この試験のための帯電法は、点電極としての機能を果たす針アレイと、接地された円筒形ターゲット電極とを利用して、実施例1に記載されたものと同じであった。
実施例2のPEO溶液を単一オリフィスエレクトロブロー装置によって紡糸したが、ただし、点電極ジオメトリーを変えた。電荷を提供する針のアレイの代わりに、単一ワイヤーを用いた。溶液を、単一ワイヤー電極と接地した棒との間のギャップを通して導き、高電圧で帯電した。接地したシリンダーがターゲット電極としての機能を果たした。この試験で用いた条件を下の表にリストする。
また、好ましい態様として、本発明を次のように構成することもできる。
1.非荷電の導電性ポリマー含有液体流れを紡糸口金に提供する工程と、
前記ポリマー含有液体流れを推進ガスと組み合わせて前記紡糸口金中の少なくとも1つの紡糸ノズルからある方向に出す工程と、
前記ポリマー含有液体流れを、コロナ放電によって形成されるイオンフローを通過させて電荷を液体流れに与える工程と、
前記ポリマーの微細ポリマー繊維を形成する工程と、
前記微細ポリマー繊維を収集する工程と
を含んでなる繊維紡糸法。
2.前記ポリマー含有液体流れが前記ポリマー用の溶剤をさらに含んでなる前記1に記載の繊維紡糸法。
3.前記ポリマー含有液体流れが溶融ポリマーを含んでなる前記1に記載の繊維紡糸法。
4.前記ポリマー含有液体流れが少なくとも約10 -12 ジーメンス/mの導電率を有する前記1に記載の繊維紡糸法。
5.前記イオンフローが異なって帯電した点電極とターゲット電極との間に形成される前記1に記載の繊維紡糸法。
6.前記点電極が負に帯電し、そして前記ターゲット電極が接地されている前記5に記載の繊維紡糸法。
7.前記点電極が正に帯電し、そして前記ターゲット電極が接地されている前記5に記載の繊維紡糸法。
8.前記ポイント−およびターゲット電極が逆帯電している前記5に記載の繊維紡糸法。
9.前記点電極とターゲット電極との間の電荷差が少なくとも1kVであるが、電極間にアーク放電を引き起こすために必要とされる電荷差未満である前記5に記載の繊維紡糸法。
10.前記ポリマー含有液体流れが前記点電極とターゲット電極との間に構築されたドリフト領域を通過させられる前記5に記載の繊維紡糸法。
11.前記微細ポリマー繊維が約1マイクロメートル未満の平均有効径を有する前記1に記載の繊維紡糸法。
12.前記微細ポリマー繊維が約0.5マイクロメートル未満の平均有効径を有する前記11に記載の繊維紡糸法。
13.前記微細ポリマー繊維が残留電荷を実質的に全く有さない繊維ウェブとして収集される前記1に記載の繊維紡糸法。
14.前記イオンフローがポリマー含有液体流れの方向に対して横方向である前記1に記載の繊維紡糸法。
15.非荷電の導電性ポリマー溶液を紡糸口金に提供する工程と、
前記ポリマー溶液を推進ガスと組み合わせて前記紡糸口金中の少なくとも1つの紡糸ノズルからある方向に流れとして出す工程と、
前記流れを、流れの方向に対して横方向である、コロナ放電によって形成されるイオンフローを通過させて電荷を前記流れに与える工程と、
約0.5マイクロメートル未満の平均有効径を有する微細ポリマー繊維を前記流れから形成する工程と、
前記微細ポリマー繊維を、残留電荷を実質的に全く有さない繊維ウェブとして収集する工程と
を含んでなる繊維紡糸法。
Claims (4)
- 非荷電の導電性ポリマー含有液体流れを紡糸口金に提供する工程と、
前記ポリマー含有液体流れを推進ガスと組み合わせて前記紡糸口金中の少なくとも1つの紡糸ノズルからある方向に出す工程と、
前記ポリマー含有液体流れを、コロナ放電によって形成される単一の流れのイオンフローを通過させて電荷を液体流れに与える工程と、を含み、前記イオンフローは前記液体流れの方向に対して横方向であり、さらに、
前記ポリマーの微細ポリマー繊維を形成する工程と、
前記微細ポリマー繊維を収集する工程と
を含んでなる繊維紡糸法。 - 非荷電の導電性ポリマー溶液を紡糸口金に提供する工程と、
前記ポリマー溶液を推進ガスと組み合わせて前記紡糸口金中の少なくとも1つの紡糸ノズルからある方向に流れとして出す工程と、
前記流れを、液体流れの方向に対して横方向である、コロナ放電によって形成される単一の流れのイオンフローを通過させて電荷を前記液体流れに与える工程と、
0.5マイクロメートル未満の平均有効径を有する微細ポリマー繊維を前記流れから形成する工程と、
前記微細ポリマー繊維を、残留電荷を実質的に全く有さない繊維ウェブとして収集する工程と
を含んでなる繊維紡糸法。 - 前記イオンフローは、異なって帯電した点電極とターゲット電極との間に形成され、これらの電極は、繊維を形成する前にポリマー含有液体流れに電荷を与えるために十分に短い、紡糸ノズルからの可変のダイ−電極距離(DED)に配置されている請求項1又は2に記載の方法。
- 前記紡糸口金は接地され、又は実質的に接地されている請求項1又は2に記載の方法。
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