KR20100096146A - 산화방지제를 사용한 용매 제거 방법 - Google Patents

산화방지제를 사용한 용매 제거 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 형성 중합체에 산화방지제를 첨가하고, 섬유의 용매 농도를 약 1,000 ppmw 미만으로 감소시키기에 충분한 온도에서 그리고 그러한 시간 동안 용매 제거 구역을 통해 부직 웨브를 이송함으로써 용액 방사된 부직 웨브로부터 화학 결합된 방사 용매를 제거하는 개선된 방법이다.

Description

산화방지제를 사용한 용매 제거 방법{SOLVENT STRIPPING PROCESS UTILIZING AN ANTIOXIDANT}
산화방지제를 함유하는 용액-방사된 섬유 웨브(solution-spun fiber web)의 용매-동반(solvent-laden) 섬유로부터 용매를 제거하는 방법이 개시된다.
용액 방사 공정은 요구되는 중합체를 적합한 용매에 용해시키는 단계와, 중합체/용매 용액으로부터 섬유를 방사하는 단계를 포함한다. 흔히, 용매는 그렇게 형성된 천(fabric)의 사용시 바람직하지 않은 특성, 예를 들어 건강 유해 효과, 원하지 않는 냄새 등을 갖는 유기 용매이다. 사용하기 전에, 생산 공정 동안에 섬유 또는 천으로부터 원하지 않는 용매를 제거하는 것이 바람직할 것이다.
용액 방사 공정은 섬유 및 부직포 천을 제조하는 데 종종 이용되며, 몇몇 경우들에서는 처리량이 높은 이점을 가져 섬유 또는 천을 상업적으로 실행 가능한 많은 양으로 제조할 수 있도록 한다. 불행히도, 대량의 천을 방사 다이(die)를 통해 높은 처리량으로 용액 방사할 때, 수집된 천 또는 섬유에 상당한 양의 잔류 용매가 동반될 수 있다. 이상적으로, 잔류 용매는 방치시 단순히 증발하여 천에 용매가 없는 상태로 될 것이지만, 많은 경우에 용액 방사 공정에 사용되는 이상적인 용매는 섬유 중합체에 대한 높은 화학적 또는 물리적 친화성을 갖는다. 몇몇 경우에, 섬유 중합체는 용매에 의해 팽윤되는데, 즉, 용매 분자는 중합체 섬유 내에 흡수 및 분산된다. 다른 경우에서, 용매는, 예를 들어 수소 결합, 반데르발스 힘(Van der Waals force)에 의해 섬유를 이루는 중합체 분자에 화학 결합되거나, 또는 심지어 염 형성을 통해 이온 결합된다.
섬유 또는 부직 웨브의 화학적 및/또는 기계적인 특성에 영향을 주지 않고 가능한 한 많은 잔류 방사 용매를 제거하는 방법이 필요하다.
제1 실시형태에서, 본 발명은 열 안정화에 효과적인 양의 산화방지제를 포함하는 용매-동반 중합체 나노섬유의 부직 웨브를 제공하는 단계와, 부직 웨브의 용매 농도를 약 1,000 ppmw 미만으로 감소시키기에 충분한 온도 및 체류 시간에서 용매 제거 구역을 통해 부직 웨브를 가열 및 이송하는 단계를 포함하는 용액 방사된 부직 웨브로부터 화학 결합된 방사 용매를 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 적어도 하나의 나노섬유 층을 포함하는, 여과 매체, 전지 및 커패시터 분리막(capacitor separator), 보호용 의류 등과 같은 다양한 고객의 최종 용도의 응용을 위한 용매 방사된 웨브 및 천과, 용액 방사된 나노섬유 웨브 또는 천으로부터 잉여의 방사 용매를 제거하는 방법에 관한 것이다.
매우 다양한 중합체로부터 제조되는 섬유 제품이 다양한 최종 용도의 요구에 적합하게 될 필요성이 존재한다. 많은 중합체 섬유 및 웨브는 스펀 본딩(spun bonding) 및 멜트 블로잉(melt blowing)과 같은 용융 방사 공정으로부터 형성될 수 있다. 그러나, 용융 방사를 이용하는 능력은 용융 가공가능한 중합체, 즉 승온에서 연화되거나 용융되어 유동될 수 있는 중합체로부터의 섬유 방사로 제한된다. 여전히, 많은 최종 용도에서, 섬유 재료, 천 및 웨브를 형성하기 위해, 용용 가공이 가능하지 않은 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 용융 가공이 가능하지 않은 중합체를 섬유 재료로 형성하기 위해, 용액 방사 기술이 이용된다.
위에서 논의된 바와 같이, 습식 방사, 건식 방사, 플래시 방사(flash spinning), 전기 방사, 및 일렉트로블로잉(electroblowing)과 같은 용액 방사 공정은, 요구되는 중합체를 적합한 용매 내로 용해시키는 단계와, 중합체/용매 용액으로부터 섬유를 방사하는 단계를 포함한다. 평량이 약 1 그램/제곱미터(gsm) 초과인 부직 웨브의 형성을 위하여, 방사 다이를 통해 높은 처리량으로 다량의 중합체 용액을 방사할 때, 그렇게 방사된 중합체에 대한 용매의 높은 물리적 친화성 또는 화학적 친화성 중 어느 하나 또는 둘 모두와, 방사 용매의 완전한 증발을 위한 섬유 형성과 섬유 수집 사이의 충분한 시간 또는 공간의 결여로 인해, 수집된 천 또는 섬유에 상당한 양의 잔류 용매가 동반될 수 있다. 많은 경우, 용액 방사 방법에 사용되는 용매는 다양한 수준의 독성을 나타내거나, 또는 부정적인 환경적 효과를 나타내거나 특정 최종 용도에서 불리한 화학 반응을 야기한다. 이와 같이, 용액 방사된 섬유 재료로부터 가능한 한 많은 잔류 용매를 제거하는 것이 바람직하다.
방사 작업 동안에 중합체를 용매에 완전히 용해시키기 위해 중합체에 대한 용매의 강한 친화성을 기초로 임의의 특정 중합체/용매 방사 시스템이 선택된다는 사실에 의해 용매 제거는 종종 복잡하게 된다. 몇몇 경우에서, 섬유 중합체는 용매에 의해 팽윤되는데, 즉, 용매 분자는 중합체 섬유 내에 흡수 및 분산된다. 다른 경우에서, 용매는, 예를 들어 수소 결합, 반데르발스 힘에 의해 섬유를 이루는 중합체 분자에 화학 결합되거나, 또는 심지어 염 형성을 통해 이온 결합된다.
건식 방사와 같은 몇몇 종래 기술의 용매 방사 공정에서, 친화성이 높은 용매의 제거는, 길이가 9.1미터(30피트)만큼 긴 고온 기체 "연도(chimney)" 내로 섬유를 방사시키고, (500℃만큼 높은) 고온 기체를 연도를 통해 지나가게 하여 원하지 않는 용매를 제거함으로써 달성된다. 예상할 수 있는 바와 같이, 이러한 공정은 고가의 장치를 수반하며, 에너지 집약적 공정이다.
용액 방사된 섬유로부터의 원하지 않는 용매 제거를 향상시키는 한 가지 방식이 섬유 자체의 직경을 줄이는 것인데, 그 이유는 발산 탈휘발화 기작(diffusion de-volatilization mechanism)이 1/직경2 관계를 따르기 때문임을 알게 되었다. 즉, 동반된 용매는 더 큰 직경을 갖는 섬유의 외부로보다는 더 작은 직경을 갖는 섬유의 외부로 더 쉽게 발산될 것이다. 본 발명에 따르면, 용매 제거의 발산 탈휘발화 기작의 최적화를 위해 용액 방사된 섬유가 약 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 것(나노섬유)이 바람직하다.
용어 "나노섬유"는, 직경이 수십 나노미터로부터 수백 나노미터까지 변하지만, 일반적으로 약 1 마이크로미터 미만, 심지어 약 0.8 마이크로미터 미만, 및 심지어 약 0.5 마이크로미터 미만인 섬유를 말한다.
본 발명의 용액 방사된 천 및 웨브는 중합체 나노섬유의 적어도 하나의 층을 포함한다. 나노섬유는 평균 섬유 직경이 약 1 ㎛ 미만, 바람직하게는 약 0.1 ㎛ 내지 약 1 ㎛이고, 공기/액체 여과 매체, 전지 및 커패시터 분리막, 보호용 의류 등과 같은 다양한 상업적 최종 용도를 만족시키기에 충분히 큰 평량을 갖는다.
상업적인 양 및 평량의 나노섬유 층을 제조하는 방법이 국제 특허 공개 WO 2003/080905 (미국 특허 출원 제10/822,325호)에 개시되어 있는데, 이는 본 명세서에 참고로 포함된다. 이러한 종래 기술의 일렉트로블로잉 방법은, 용매 중의 중합체 용액을 혼합 챔버로부터 방사 비임(beam)을 통해 고전압이 인가된 방사 노즐로 공급하면서, 중합체 용액이 노즐을 빠져나옴에 따라 압축 기체를 블로잉 기체 스트림으로 중합체 용액을 향해 지향시켜 나노 섬유를 형성하는 단계와, 나노섬유를 진공 하에서 접지된 수집기 상에서 웨브로 수집하는 단계를 포함한다.
섬유 중합체로부터 방사 용매를 분리시키는데 필요한 비교적 높은 온도가 예측되지 않는데, 이는 미국 특허 공개 제2002/0092423호에 개시된 바와 같이 숙련자는 방사 노즐과 수집기 사이의 공간 내에서 용매가 실온에서 증발할 것으로 예측할 것이기 때문이다. 대신에, 방사 용매 수준을 연속 공정으로 그리고 상업적으로 실현가능한 시간 내에 약 1000 ppmw 미만으로 감소시키기 위해 방사 용매 비등점을 훨씬 초과하는 온도를 가하는 것이 필요한 것으로 밝혀졌다. 2006년 11월 19일자로 출원된 공계류 중인 미국 특허 출원 제11/595,176호는 비교적 낮은 제거 온도 및 제한된 체류 시간에서 용매-동반 나노섬유로부터 용매를 제거하는 용매 제거 방법을 개시한다. 300 ppm까지의 농도로의 용매의 제거가 예시되어 있다.
잔류 용매를 제거하기 위해, 용매 제거 방법은 종종 승온의 사용을 필요로 한다. 부직 웨브의 이러한 가열에 의해 중합체의 바람직하지 않은 화학적 및 기계적인 열화를 초래할 수 있다. 본 발명에 따라, 산화방지제가 존재함으로써 섬유 중합체의 열산화적 열화를 지연시키는데 도움을 주어, 산화방지제의 부재 하에서의 최대 안전 온도 및 체류 시간에 비해, 더욱 높은 온도, 예를 들어 약 70℃에서부터 최대로는 섬유 중합체의 융점 직전까지의 온도에서, 또는 더 긴 체류 시간 동안 용매의 제거가 가능하게 하는 것을 알게 되었다. 따라서, 산화방지제의 존재는 잔류 용매를 매우 낮은 수준으로 감소시키는데 도움이 되는데, 이는 이전에는 가능하지 않았다.
산화방지제는 중합체의 분해를 지연시키기에 충분한 양으로 방사 용액 내로 혼합된다. 산화방지제의 양은 특정 중합체의 열적 열화를 지연시키는데 있어서의 산화방지제의 효율에 따라 변하지만, 일반적으로 중합체의 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 범위, 또는 심지어 중합체의 중량을 기준으로 약 0.05 중량% 내지 약 2 중량%의 범위에서 효과적이다. 대안적으로, 산화방지제는 용해 전에 중합체와 배합될 수 있거나, 또는 심지어 일정 상황 하에서는 중합체와 공중합될 수 있다.
본 발명에 유용한 산화방지제는 페놀계 아미드, 예를 들어 N,N'-헥사메틸렌 비스(3,5-다이-(tert)-부틸-4-하이드록시하이드로신남아미드)(이르가녹스(Irganox) 1098); 아민, 예를 들어 다양한 변형 벤젠아민(예를 들어 이르가녹스 5057); 페놀계 에스테르, 예를 들어 에틸렌비스(옥시에틸렌)비스-(3-(5-tert-부틸-4-하이드록시-m-톨일)-프로피오네이트(이르가녹스 245)(미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션(Ciba Specialty Chemicals Corp.)으로부터 모두 입수 가능함); 유기 또는 무기 염, 예를 들어 (미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션으로부터) 폴리애드(Polyad) 201로서 입수가능한 요오드화 제1 구리, 요오드화 칼륨 및 옥타데칸산의 아연 염의 혼합물, 및 (미국 몬테나주 어스 시티 소재의 폴리애드 서비시스 인크.(Polyad Services Inc.)로부터) 폴리애드 1932-41로서 입수가능한 아세트산 제2 구리, 브롬화 칼륨 및 옥타데칸산의 칼슘 염의 혼합물; 장애 아민, 예를 들어 1,3,5-트라이아진-2,4,6-트라이아민, N,N'''-[1,2-에탄-다이일-비스[[[4,6-비스-[부틸 (1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딘일)아미노]-1,3,5-트라이아진-2-일]이미노]-3,1-프로판다이일]] 비스 [N',N''-다이부틸-N',N''-비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딘일)(키마스솔브(Chimassorb) 119 FL), 1,6-헥산다이아민, 2,4,6-트라이클로로-1,3,5-트라이아진과의 N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일)-중합체, N-부틸-1-부탄아민 및 N-부틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘아민(키마스솔브 2020)과의 반응 생성물, 및 폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트라이아진-2,4-다이일][2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일]이미노]-1,6-헥산다이일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일)이미노]])(키마스솔브 944)(미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션으로부터 모두 입수 가능함); 중합체성 장애 페놀, 예를 들어 2,2,4-트라이메틸-1,2-다이하이드록시퀴놀린(미국 코네티컷주 06749 미들버리 소재의 켐튜라 코포레이션(Chemtura Corporation)의 자회사인 크롬프톤 코포레이션(Crompton Corporation)으로부터의 울트라녹스(Ultranox) 254); 장애 포스파이트, 예를 들어 비스(2,4-다이-t-부틸페닐) 펜타에리트리톨 다이포스파이트(미국 코네티컷주 06749 미들버리 소재의 켐튜라 코포레이션의 자회사인 크롬프톤 코포레이션으로부터의 울트라녹스 626); 및 트리스(2,4-다이-tert-부틸-페닐) 포스파이트(미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션으로부터의 이르가포스(Irgafos) 168); 3-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피온산(미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션으로부터 입수가능한 파이버스탭(Fiberstab) PA6), 및 이들의 조합 및 블렌드를 포함한다.
섬유 내의 산화방지제의 존재는 용매 제거 구역에 더 높은 제거 온도 및/또는 더 긴 체류 시간의 사용을 가능케 하여, 이는 섬유 내의 용매 농도를 약 1,000 ppmw 미만 또는 심지어 약100 ppmw 미만으로 빠르게 감소시킬 수 있다.
이용될 수 있는 용매 제거 구역의 유형의 예는 가열된 기체 또는 방사 에너지, 예를 들어 적외선 에너지 및 마이크로파 에너지를 이용하는 구역을 포함한다.
[실시예]
다소의 잔류 용매를 함유하는 부직 웨브를 형성하도록 산화방지제와 함께 또는 산화방지제 없이 포름산 용매 내의 나일론 6,6 중합체의 중합체 용액으로부터 국제 특허 공개 WO 2003/080905호에 기술된 일렉트로블로잉 방법에 따라 하기 부직 웨브의 예들을 제조하였다.
나일론 부직 시트에서의 잔류 포름산 함량을 표준 습식 화학 기술 및 이온 크로마토그래피 분석을 이용하여 결정하였다. 전형적인 결정에서, 공지된 질량의 샘플을 부식성 용액 내에 두었다. 생성된 용액의 분취물을 이온 크로마토그래피에 의해 분석하였으며, 중화된 포름산(포르메이트 음이온)에 해당하는 피크 아래의 영역은 샘플에서의 포름산의 양에 비례하였다.
비교예 A, 비교예 B 및 비교예 C
비교예들은 상기 기술된 바에 따라, 그러나 산화방지제의 부재 하에서 제조된 대조 부직 웨브로부터 유도되었다. 생성된 대조 부직 웨브는 평량이 11.5 g/㎡ 이었으며, 이의 섬유는 평균 섬유 직경이 350 나노미터였다. 부직 웨브는 잔류 용매 함량이 2419 ppm이었다. 비교예 A, 비교예 B 및 비교예 C를 생성하기 위해 각각 24, 48 및 240 초의 체류 시간 동안 부직 웨브의 표면에 뜨거운 공기를 충돌시키면서 180℃ 온도에서 용매 제거 구역을 통해 마스터(master) 부직 웨브를 이송시켰다. 비교예들 각각에 대해 잔류하는 포름산의 양이 표에 열거되어 있다.
실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3
중합체의 중량을 기준으로 0.5 중량%의 산화방지제, 이르가녹스 1098(미국 뉴욕주 테리타운에 소재하는 시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션으로부터 입수가능함)을 방사 용액에 첨가한 것을 제외하고는 비교예들의 대조 부직 웨브와 동일한 방식으로 실시예들을 제조하였다. 생성된 개선된 부직 웨브는 평량이 11.3 g/㎡ 이었으며, 이의 섬유는 평균 섬유 직경이 350 나노미터였다. 부직 웨브는 잔류 용매 함량이 2783 ppm이었다. 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3을 생성하기 위해 각각 24, 48 및 240 초의 체류 시간 동안 부직 웨브의 표면에 뜨거운 공기를 충돌시키면서 180℃ 온도에서 용매 제거 구역을 통해 개선된 부직 웨브를 이송시켰다. 실시예들 각각에 대해 잔류하는 포름산의 양이 표에 열거되어 있다.
[표]
Figure pct00001
비교예 A, 비교예 B 및 비교예 C는 제거 구역을 통한 이송으로 포름산의 양이 감소됨을 보여 준다. 일반적으로, 제거 구역에서의 체류 시간의 증가로 포름산의 양이 감소할 것으로 예상할 것이다. 그러나, 비교예 B 및 비교예 C에 대해 체류 시간이 각각 48초로부터 240초로의 증가가 포름산의 양을 증가시키는 것으로 관찰된다. 이론에 얽매이는 것을 원하지 않지만, 포름산 양의 이러한 증가는 추가적인 포름산을 생성하는 나일론의 열화 때문인 것으로 믿어진다.
실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3은 또한 제거 구역을 통한 이송으로 포름산의 양이 감소됨을 보여 준다. 그러나, 동일한 온도 및 체류 시간에서, 본 발명의 산화방지제를 함유하는 부직 웨브는 포름산의 양이 산화방지제를 함유하지 않는 부직 웨브보다 더 크게 감소됨을 보여 준다. 추가적으로, 체류 시간이 240 초인 실시예 3은, 대응하는 비교예들의 경우 포름산의 양의 증가하는 것과 비교하여, 48 초부터 포름산의 양이 연속적으로 감소되는 것을 보여 준다. 다시, 이론에 얽매이는 것을 원하지 않지만, 포름산 양의 이러한 연속적인 감소는 산화방지제가 나일론을 보호하여 포름산의 생성을 최소화하거나 또는 방지하기 때문인 것으로 믿어진다.
승온에서 용매 제거 동안에 산화방지제의 존재에 의해 방사 용매가 더욱 높은 수준으로 제거되도록 하는 것을 이들 예들이 보여준다.

Claims (10)

  1. 열 안정화에 효과적인 양의 산화방지제를 포함하는 용매-동반 중합체 나노섬유의 부직 웨브를 제공하는 단계; 및
    부직 웨브의 용매 농도를 약 1,000 ppmw 미만으로 감소시키기에 충분한 온도 및 체류 시간에서 용매 제거 구역을 통해 부직 웨브를 가열 및 이송하는 단계를 포함하는, 용액 방사된 부직 웨브로부터 화학 결합된 방사 용매를 제거하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 산화방지제는 양이 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 부직 웨브는 약 70℃와 섬유 중합체의 융점 사이로 가열되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 산화방지제는 페놀계 아미드, 페놀계 에스테르, 구리의 유기 또는 무기 염, 장애 아민, 중합체성 장애 페놀, 장애 포스파이트, 및 이들의 조합 및 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 산화방지제는 중합체와 배합되거나, 중합체와 공중합되거나, 또는 용액 방사 이전에 방사 용매에 첨가되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 중합체는 폴리아미드이고, 용매는 포름산인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 산화방지제는 페놀계 아미드, 페놀계 에스테르, 구리의 유기 또는 무기 염, 장애 아민, 중합체성 장애 페놀, 장애 포스파이트, 및 이들의 조합 및 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 온도 및 체류 시간은 부직 웨브의 용매 농도를 100 ppmw 미만으로 감소시키기에 충분한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 웨브 온도는 약 180℃이고, 체류 시간은 약 48초인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 용매 제거 구역은 부직 웨브의 용매 농도를 감소시키기 위해 방사 에너지, 적외선 방사 또는 이의 조합을 이용하는 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011503880A (ja) * 2007-11-09 2011-01-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 改良された電気化学キャパシタ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607543A (en) * 1969-03-21 1971-09-21 Philip J Stevenson Process for forming lightweight nylon nonwoven web
US5573841A (en) * 1994-04-04 1996-11-12 Kimberly-Clark Corporation Hydraulically entangled, autogenous-bonding, nonwoven composite fabric
US5997789A (en) * 1997-03-31 1999-12-07 Toray Industries, Inc. Process of melt-spinning synthetic fiber
TW562889B (en) * 2000-07-31 2003-11-21 Sanyo Chemical Ind Ltd Lubricants for elastic fiber
US20020092423A1 (en) * 2000-09-05 2002-07-18 Gillingham Gary R. Methods for filtering air for a gas turbine system
US20020084178A1 (en) * 2000-12-19 2002-07-04 Nicast Corporation Ltd. Method and apparatus for manufacturing polymer fiber shells via electrospinning
US8129297B2 (en) * 2002-07-29 2012-03-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for heating nonwoven webs
CN100575586C (zh) * 2003-06-30 2009-12-30 宝洁公司 纳米纤维网中的颗粒
US6969553B1 (en) * 2004-09-03 2005-11-29 Honeywell International Inc. Drawn gel-spun polyethylene yarns and process for drawing
US7846374B2 (en) * 2004-11-05 2010-12-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Blowing gases in electroblowing process
KR100665838B1 (ko) * 2004-12-01 2007-01-09 삼성전자주식회사 커패시터의 스토리지 전극과 그의 제조방법
US20060135020A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Weinberg Mark G Flash spun web containing sub-micron filaments and process for forming same
EP1746187A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-24 DSM IP Assets B.V. Polyethylene multi-filament yarn
JP4653617B2 (ja) * 2005-09-28 2011-03-16 帝人株式会社 静電紡糸法により繊維構造体を製造する方法および装置

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