KR20150126917A - 반응성 첨가제로부터 제조된 미세 섬유 - Google Patents

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KR20150126917A
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수레쉬 렉스만 셰노이
더스틴 알렌 자스테라
토마스 무레 웨이크
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도널드선 컴파니 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 서로 반응할 수 있으며, 선택적으로 섬유-형성 폴리머와 반응할 수 있는 적어도 2개의 반응성 첨가제를 사용하여 섬유-형성 폴리머 재료로부터 형성된 독특한 미세 섬유 재료를 제공한다.

Description

반응성 첨가제로부터 제조된 미세 섬유 {FINE FIBERS MADE FROM REACTIVE ADDITIVES}
관련 출원에 대한 교차 -참조
본 출원은 그 전체가 본원에 참조로서 통합된 2013년 3월 9일 출원된 미국 가출원 일련 번호 61/775,535에 대한 우선권을 주장한다.
폴리머 웹은 전기방사, 회전 방사 (rotary spinning), 원심 방사, 용융 방사, 압출 용융 방사, 공기 적층 가공 (air laid processing), 또는 습식 적층 가공 (wet laid processing)에 의해 제조되었다. 이러한 필터의 여과 효율은 여과 매체의 특징이며, 이동 유체 스트림으로부터 제거된 미립자의 분획과 관련이 있다.
다양한 그 밖의 물질과 혼합되거나 블렌딩된 폴리머 물질을 고려한 미세 섬유 기법은 공지되어 있다. 기술된 섬유중 특정 섬유는 축 코어 또는 폴리머 물질을 포함한다. 페놀 올리고머 또는 플루오로폴리머 성분과 같은 코팅 물질의 층이 축 코어를 둘러쌀 수 있는 것으로 밝혀졌다. 많은 이들 미세 섬유 물질이 많은 여과 최종 용도에 대한 적절한 성능을 갖지만, 극단적인 온도 범위의 적용에서 기계적 안정성이 요구되는 경우, 섬유 특성에서의 개선이 여전히 요구될 것이다.
요약
본 발명은 예를 들어, 섬유-형성 공정 또는 후속-처리 공정에서 서로 반응할 수 있는 적어도 2개의 반응성 첨가제와 섬유-형성 폴리머 물질로부터 형성되는 독특한 미세 섬유 물질을 제공한다. 이러한 반응성 첨가제는 독특한 특성을 갖는 미세 섬유를 제작하기 위한 용이한 메카니즘을 제공한다.
본 발명은 미세 섬유를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 미세 섬유를 제조하는 방법으로서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하고; 서로에 대해 반응성이며 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하고; 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 조합시키는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 미세 섬유를 제조하는 방법으로서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하고; 서로에 대해 반응성이고 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하고; 적어도 하나의 섬유 형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 조합시키는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명은 본원에 기술된 방법에 따라 제조된 미세 섬유를 또한 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하고; 서로에 대해 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하되, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 반응성이며; 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합하여 복수의 미세 섬유를 형성시키는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하고; 서로에 대해 반응성이나 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에는 반응성이지 않은 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하며; 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합하여 복수의 미세 섬유를 형성시키는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유를 제공한다.
본 발명은 또한, 미세 섬유, 필터 매체 및 필터 요소를 제공한다.
일 구체예에서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머; 서로에 공유적으로 결합되며 섬유-형성 폴리머에 선택적으로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 미세 섬유로서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 자기-축합되며, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 이러한 반응성 첨가제가 없는 미세 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키는, 미세 섬유를 제공한다.
또 다른 구체예에서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 포함하는 코어 상; 및 적어도 하나의 표면-이동제를 포함하는 코팅 상을 포함하는 미세 섬유로서, 섬유는 적어도, 표면-이동제에 공유적으로 결합되고 선택적으로 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합되는 제 2 첨가제로서, 이러한 첨가제 없는 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키는 제 2 첨가제를 포함하며; 적어도 하나의 섬유 형성 폴리머의 적어도 일부가 표면-이동제 및 제 2 첨가제 중 적어도 하나와 가교되는, 미세 섬유를 제공한다.
특정 구체예에서, 하나 이상의 반응성 첨가제는 반응성 첨가제(들) 없는 섬유와 비교하여 섬유의 하나 이상의 특성을 "향상"시키기 위해 선택된다. 이는 하나 이상의 반응성 첨가제가 섬유가 이미 지니는 하나 이상의 특성을 단순히 향상시키기 위해 선택됨을 의미한다. 이는 또한, 반응성 첨가제(들)가 없이는 이러한 섬유가 지닐 수 없는 하나 이상의 특성을 갖는 생성된 미세 섬유를 제공하기 위해 하나 이상의 반응성 첨가제가 선택됨을 의미한다. 따라서, 본 문맥에서 "향상"은 하나 이상의 특성의 개선 또는 발생을 의미한다.
본 발명의 특정 구체예에서, 하기 중 하나 이상은 사실이다: 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니다; 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나가 폴리아미드이면, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아니다; 반응성 첨가제 중 적어도 하나의 중량 평균 분자량은 3000 달톤 미만이다; 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 3 또는 그 초과의 작용성이다.
본 발명은 또한, 여과 기재 및 기재상에 배치된 본원에 기재된 복수의 미세 섬유를 포함하는 층을 포함하는 필터 매체를 제공한다.
본 발명은 또한, 본원에 기재된 필터 매체를 포함하는 필터 요소를 제공한다.
본원에서 "미세" 섬유는 5 미크론 미만의 평균 섬유 직경을 갖는다. 전형적으로, 이는 본 발명의 복수의 섬유의 샘플이 5 미크론 미만의 평균 섬유 직경을 가짐을 의미한다. 특정 구체예에서, 이러한 섬유는 2 미크론 이하, 1 미크론 이하, 0.8 미크론 이하, 또는 0.5 미크론 이하의 평균 직경을 갖는다. 특정 구체예에서, 이러한 섬유는 적어도 0.05 미크론, 또는 적어도 0.1 미크론의 평균 직경을 갖는다.
본원에서, "섬유-형성" 폴리머 (예를 들어, 호모폴리머 또는 코폴리머)는 반응성 첨가제의 부재하에 미세 섬유를 형성할 수 있는 것이다.
본원에서, "반응성 첨가제"는 모노머, 올리고머, 및/또는 폴리머를 지칭하며, 이는 다른 반응성 첨가제의 작용기 및 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 반응할 수 있는 작용기를 포함한다.
반응성 첨가제는 (섬유-형성 폴리머(들)와 비교하여) 사용된 반응성 첨가제의 농도에서 이들 자체는 섬유를 형성하지 않는다.
전형적으로, 사용된 이러한 농도는 중량 비로서 보고된다. 전형적으로, 섬유-형성 폴리머(들)와 비교하여 반응성 첨가제(들)의 양은 적어도 0.5:100, 또는 적어도 1:100, 또는 적어도 5:100, 또는 적어도 10:100, 또는 적어도 20:100 (중량 비)이다. 전형적으로, 섬유-형성 폴리머(들)와 비교하여 반응성 첨가제(들)의 양은 50:100 이하, 또는 200:100 이하 (중량 비), 또는 심지어 그 초과이다.
용어 "포함하다" 및 이의 변형은 상세한 설명 및 청구범위에서 이들 용어가 나타나는 곳에서 제한된 의미를 갖는 것이 아니다. 이러한 용어는 언급된 단계 또는 요소 또는 단계 또는 요소의 군을 내포하며, 임의의 다른 단계 또는 요소 또는 단계 또는 요소의 군의 배제를 나타내지 않는 것으로 이해될 것이다. "구성되는"은 문구 "구성되는"을 앞에 있는 무언가를 포함하며 이에 제한됨을 의미한다. 따라서, 문구 "구성되는"은 열거된 요소가 요구되거나 의무적이며, 다른 요소가 존재할 수 없음을 나타낸다. "본질적으로 구성되는"은 이 문구 앞에 열거된 임의의 요소를 포함하며, 열거된 요소에 대한 기재에서 명시된 활성 또는 작용에 기여하거나 이를 간섭하지 않는 다른 요소로 제한됨을 의미한다. 따라서, 문구 "본질적으로 구성되는"은 열거된 요소가 요구되거나 의무적이나, 다른 요소가 선택적이며 이들이 열거된 요소의 활성 또는 작용에 실질적으로 영향을 끼치는 지의 여부에 따라 존재할 수 있거나 없음을 나타낸다.
“바람직한” 및 “바람직하게”란 용어는, 특정 상황하에서 특정 이익을 제공할 수 있는 본 개시 내용의 구체예를 말한다. 그러나, 동일하거나 다른 상황 하에서 다른 구체예들도 바람직할 수 있다. 게다가, 하나 이상의 바람직한 구체예의 인용은, 다른 구체예가 유용하지 않다는 것을 내포하는 것은 아니며, 본 개시 내용의 범주로부터 다른 구체예를 배제하고자 하는 것이 아니다.
본 출원에 있어서, 예를 들어 단수 명사(“a”, “an” 및 “the”)의 용어들은 단지 단수인 실체만을 나타내고자 하는 의도로 사용된 것은 아니고, 어떠한 구체예가 예시를 위해 사용될 수 있는 전체 군을 포함하는 것으로 의도된다. 단수 명사(“a”, “an” 및 “the”)의 용어들은 "적어도 하나"라는 용어와 호환되어 사용된다.
목록 뒤에 오는 “~중 적어도 하나” 및 “~중 적어도 하나를 포함한다”라는 문구는, 목록의 항목 중 임의의 하나 및 목록의 항목 중 2개 이상의 임의의 조합을 나타낸다.
본원에 사용된 “또는”이란 용어는, 일반적으로 달리 명백히 명시되지 않는 한 “및/또는”을 포함하는 보통의 의미로 사용된다. “및/또는”이란 용어는 열거된 요소들 중 하나 또는 전부, 또는 열거된 요소들 중 임의의 것 2개 이상의 조합을 의미한다.
또한, 본원에 있어서 모든 수치는 용어 “약” 및 바람직하게는 용어 “정확히(exactly)”에 의해 변형되는 것으로 추정한다. 측정된 양과 관련하여 본원에 사용된 용어 “약”은, 당업자에 의해 예측되는 바대로 측정된 양에 변화를 주어 측정치를 확립하고, 측정의 목적과 사용된 측정 장치의 정확도에 상응하는 수준으로 주의가 기울여진 경우를 말한다.
또한, 본원에 있어서 한계점에 의한 수치 범위의 인용은 이러한 범위에 포함되고 상기 한계점을 포함하는 모든 수치들을 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5 등을 포함함). 여기서, 수치 "이하" (예를 들어, 50 이하)는 수치 (예를 들어, 50)를 포함한다.
상기 본 개시 내용의 개요는 본 개시 내용의 개시된 각각의 구체예 또는 모든 실시를 기술하는 것으로 의도되지 않는다. 이하 상세한 설명은 예시적인 구체예들을 더 구체적으로 예시한다. 본원 전체 중 몇몇 부분에서는 일련의 실시예들을 통해 교시가 제공되는데, 여기서 실시예들은 다양한 조합으로 이용될 수 있다. 각각의 경우에 있어서, 인용된 목록은 오로지 대표 군으로서 제공된 것이지, 배타적인 목록으로서 해석되어서는 안된다.
본 기재 내용은 하기 도면과 관련하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 실시예 1 ("1133:폴리아미드 651 =0.4:1")로부터 수득된 섬유 및 실시예 5 ("1133:폴리아미드 651 =0.4:1" 및 PF7002:1133=0.5:1)의 섬유의 SEM 이미지를 비교한다.
도 2는 실시예 1-5에 있어서 에탄올 침지 전 및 후 둘 모두의 미세 섬유 및 기재에 대한 여과 효율 (LEFS)를 그래프로 보여준다.
도 3은 실시예 6-10에 있어서 에탄올 침지 전 및 후 둘 모두의 미세 섬유 및 기재에 대한 여과 효율 (LEFS)을 그래프로 보여준다.
도 4는 실시예 6, 7 및 10에서 제조된 섬유를 사용하여 실시예 17-19에서 제조된 미세 섬유의 열중량 결과 (TGA)를 비교한다.
도 5는 실시예 20-23에서 셀룰로스 상의 미세 섬유의 열적 및/또는 기재 탈기 저항성의 표현으로서 미립자 효율 (LEFS)를 비교한다.
도 6은 실시예 24에서 수득된 에탄올 침지 전 및 후 섬유의 SEM 이미지를 비교한다.
도 7은 실시예 25에서 수득된 에탄올 침지 전 및 후 섬유의 SEM 이미지를 비교한다.
도 8은 실시예 26에서 수득된 에탄올 침지 전 및 후 섬유의 SEM 이미지를 비교한다.
도 9는 실시예 24-27 및 34에 있어서 에탄올 침지 전 및 후 둘 모두의 미세 섬유에 대한 여과 효율 (LEFS)를 그래프로 보여준다.
도 10은 실시예 31에서 수득된 섬유의 SEM 이미지를 보여준다.
도 11은 실시예 34에서 수득된 에탄올 침지 전 및 후 섬유의 SEM 이미지를 비교한다.
도 12는 실시예 35 및 36에 기술된 미세 섬유 코팅된 비코루게이팅된 셀룰로스 매체 상의 에탄올 침지 평가의 결과를 그래프로 보여준다.
도 13은 AATCC 118-1989에 기술된 바와 같은 발오성 평가의 결과를 보여준다. 시각적 선명도를 위해서 각 액체의 단지 1방울 (왼쪽부터 오른쪽으로: 케이돈, 케이돈/헥사데칸, 헥사데칸, 테트라데칸 및 도데칸)이 미세 섬유 코팅된 매체상에 부드럽게 위치한다.
예시적 구체예의 상세한 설명
본 기재 내용은 예를 들어, 섬유-형성 공정 또는 후속-처리 공정에서 서로에 대해 반응성일 수 있는 적어도 2개의 반응성 첨가제와 섬유-형성 폴리머로부터 형성되는 독특한 미세 섬유 물질을 제공한다. 또한, 반응성 첨가제는 이들 중 하나 이상이 섬유-형성 폴리머와 (예를 들어, 가교에 의해) 반응하도록 선택될 수 있다. 이러한 반응성 첨가제는 향상된 특성 (이러한 섬유가 이전에 나타낼 수 없었던 특성을 포함)을 갖는 미세 섬유를 제작하는 용이한 메카니즘을 제공한다.
본 기재 내용의 특정 구체예에서, 미세 섬유는 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머, 및 서로 공유적으로 결합하며 선택적으로 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합되는 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함한다. 특정 구체예에서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 자기-축합된다.
본 기재 내용의 특정 구체예에서, 미세 섬유는 코어 상 및 코팅 상을 포함하며, 코어 상은 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상은 적어도 하나의 표면-이동제 (반응성 첨가제의 예)를 포함한다. 이러한 섬유에서, 표면-이동제에 공유적으로 결합되며 선택적으로 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합되는 적어도 제 2 첨가제가 사용된다. 특정 구체예에서, 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부는 표면-이동제 및 제 2 첨가제 중 적어도 하나에 의해 가교되어 코어-쉘 구조의 가교된 섬유를 형성한다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제는 서로, 섬유-형성 폴리머와 또는 이 둘과 공유적으로 결합하여 가교된 네트워크를 형성할 수 있다. 따라서, 본원에 사용된 바와 같은 가교는 섬유-형성 폴리머와 반응성 첨가제 중 하나 이상과의 공유 결합을 필요로 하지 않는다.
반응성 첨가제는 전형적으로, 이들 중 적어도 하나가 이러한 반응성 첨가제가 없는 미세 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상 (예를 들어, 개선 또는 발생)시키도록 선택된다.
반응섬 첨가제의 적합한 선택은 예를 들어, 코어-쉘 구조에서 섬유 보호 층 (예를 들어, 소수성, 소유성 (olephobic), 화학 저항성, 내열성)을 생성할 수 있다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니다. 특정 구체예에서, 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제 중 어느 것도 폴리아미드는 아니다.
반응성 첨가제
본원에서 "반응성 첨가제"는 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머를 나타내며, 이는 다른 반응성 첨가제의 작용기 및 선택적으로 섬유-형성 폴리머와 반응할 수 있는 작용기를 포함한다. 본원에서, 용어 "반응성 첨가제"는 출발 물질은 물론, 최종 섬유 중의 물질을 나타낸다. 최종 섬유에서, 반응성 첨가제 중 적어도 일부는 또 다른 반응성 첨가제와 공유적으로 결합하며 섬유-형성 폴리머 상의 활성 부위 (예를 들어, 활성 수소)와 선택적으로 공유적으로 결합 (예를 들어, 가교에서와 같이)할 것임이 이해될 것이다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제는 모노머, 올리고머, 또는 저분자량 폴리머이다. 예를 들어, 특정 구체예에서, 반응성 첨가제는 3000 달톰 미만의 중량 평균 분자량을 갖는다. 특정 구체예에서, 미세 섬유를 제조하는데 사용된 반응성 첨가제 모두는 3000 달돈 미만의 중량 평균 분자량을 갖는다.
특정 구체예에서, 바람직한 반응성 첨가제는 실온 및 실압에서 실질적으로 비휘발성이다.
반응성 첨가제는 전기 방사에서와 같은 과정을 위한 폴리머 물질에 대해 선택된 용매에서 바람직하게는 용해되도록 선택된다.
적어도 2개 상 (예를 들어, 코어 상 및 코팅 상)을 갖는 섬유를 형성하기 위해 반응성 첨가제의 특히 바람직한 예는 표면-이동제이다. 표면-이동제는 전형적으로 섬유 형성 동안 미세 섬유의 표면으로 이동할 수 있는 화합물이다.
반응성 첨가제는 다양한 반응성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 이들은 알콕시 기, 히드록실 기, 산 기 (예를 들어, 카복실산 기), 이소시아네이트 기, 디글리시딜 에테르 기, 디클로로 기를 포함할 수 있다. 반응성 첨가제로서 기능하는 화합물 중 임의의 하나의 분자는 한 유형의 작용기 또는 2개 이상의 상이한 작용기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 반응성 첨가제는 상이한 수 또는 유형의 작용기를 갖는 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 히드록실-작용성 구성성분은 디올, 트리올, 폴리올 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 카복실산-작용성 구성성분은 다중 카복실산 기 (예를 들어, 이산, 삼산 또는 이들의 혼합물)를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 글리시딜 에테르-작용성 구성성분은 다중 글리시딜 에테르 기 (예를 들어, 디글리시딜 에테르, 트리글리시딜 에테르 또는 이들의 혼합물)를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 아민-작용성 구성성분은 1차 아민 화합물, 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 아민-작용성 구성성분은 다수의 1차, 2차 또는 3차 아민 기 (예를 들어, 디아민, 트리아민 또는 이들의 혼합물)를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 이소시아네이트-작용성 구성성분은 복수의 이소시아네이트 기 (예를 들어, 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물)를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 반응성 첨가제는 하나 초과의 유형의 반응성 작용기를 가질 수 있다. 예를 들어, 시트르산 및 디메틸올프로피온산은 히드록실 및 카복실산 기 둘 모두를 갖는다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 3 또는 그 초과의 작용성이다. 이는 반응성 첨가제가 분자 당 3 또는 그 초과의 반응성 작용기를 가짐을 의미한다. 예를 들어, 1,1,1-트리메틸올프로판은 3-작용성 알콕시-함유 화합물이며; 글리세롤, 펜타에리트리톨, 에르티톨, 트레이톨, 디펜타에리티톨, 소르비톨은 다-작용성 히드록실-함유 반응성 첨가제이며; 시트르산 및 디메틸올프로피온산은 다-작용성 카복실산-함유 반응성 첨가제이며; 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르는 3-작용성 글리시딜 에테르-함유 반응성 첨가제이며; 트리페닐메탄 트리이소시아네이트는 3-작용성 이소시아네이트-함유 반응성 첨가제이며; 트리에틸렌테트라민, 트리메틸올 프로판 및 트리스(폴리(프로렌ㄹ 글리콜)아민 말단)에테르는 다-작용성 아민-함유 반응성 첨가제이다.
하기는 작용기에 의해 분류된 다양한 반응성 첨가제의 예이다: (I) 알콕시-작용성; (II) 히드록실-작용성; (III) 산-작용성; (IV) 글리시딜 에테르-작용성; (V) 이소시아네이트-작용성; (VI) 아민-작용성; 및 (VII) 디클로로-작용성. 다양한 반응성 조합물 (즉, 서로와 반응성인 물질의 조합물)은 본 기재 내용의 미세 섬유를 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 (I) 족으로부터 하나 이상의 반응성 첨가제는 제 (II) 족 및/또는 제 (III) 족 및/또는 제 (IV) 족 및/또는 제 (V) 족 및/또는 제 (VI) 족으로부터의 하나 이상의 반응성 첨가제와 반응할 수 있다. 제 (Ii) 족으로부터 하나 이상의 반응성 첨가제는 제 (III) 족 및/또는 제 (IV) 족 및/또는 제 (V) 족 및/또는 제 (VI) 족 및/또는 제 (VII) 족으로부터의 하나 이상의 반응성 첨가제와 반응할 수 있다. 제 (III)족으로부터의 하나 이상의 반응성 첨가제는 제 (IV)족 및/또는 제 (V)족 및/또는 제 (VI)족 및/또는 제 (VII)족으로부터의 하나 이상의 반응성 첨가제와 반응할 수 있다.
(I) 알콕시-작용성 반응성 첨가제
알콕시-작용성 반응성 첨가제는 수지상 알데히드는 물론 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란과 같은 에톡시-함유 플루오르화된 화합물을 포함하는 1,1,1-트리메틸올프로판, 알콕시 실란 및 알콕시 티타네이트와 같은 화합물 및 Solvay로부터 상표명 FOMBLIN PFPE FUNCTIONAL and FLUOROLINK로 입수가능한 것들을 포함할 수 있다.
바람직한 알콕시-작용성 반응성 첨가제는 수지상 알데히드이다. 본원에서 "수지" 또는 "수지상"은 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머를 나타낸다. 본원에서 용어 "수지상 알데히드 조성물"은, 출발 물질은 물론 최종 섬유중의 물질을 나타낸다. 수지상 알데히드는 특정 (반응성) 섬유-형성 폴리머를 가교할 수 있을 뿐만 아니라, 이들은 자기-축합될 수 있으며, 이들은 섬유 형성 동안 미세 섬유의 표면으로 이동될 수 있다.
적당한 수지상 알데히드 조성물은 분자당 2개 이상의 알콕시 기를 포함한다. 예시적인 수지상 알데히드 조성물은 축합 반응 조건하에서 다양한 알데히드를 반응물로 처리함으로써 제조된 합성 수지이다. 유용한 이러한 반응물은 페놀, 우레아, 아닐린, 벤조구아나민, 글리콜우릴 및 멜라민을 포함한다. 유용한 수지상 알데히드 조성물은 알데히드-기반 제제로서, 가교 반응에 사용될 수 있는 제제를 포함한다. 수지상 알데히드 조성물은 통상적으로 비휘발성이다. 수지상 알데히드 조성물은 (이하 더욱 상세히 기술되는 바와 같은 폴리머, 예를 들어 나일론과 조합될 때) 바람직하게는, 가공, 예를 들어 전기 방사용 폴리머 물질을 위해 선택된 용매 중에 가용성이다. 반응성 첨가제로서 유용한 수지상 알데히드 조성물은 우레아 및 알데히드의 축합 생성물, 페놀과 알데히드의 축합 생성물, 또는 멜라민과 알데히드의 축합 생성물을 포함한다. 유용한 한 부류는 질소 화합물을 기반으로 하는 수지들, 예를 들어 멜라민, 우레아, 벤조구아나민, 글리콜우릴 수지, 및 알데히드를 질소 화합물과 반응시킴으로써 제조된 기타 다른 유사한 수지를 포함한다. 이와 같은 아민-기반 가교 수지는 가공 용매에 가용성이며, 다양한 폴리머 종과의 반응성을 가진다.
유용한 수지상 알데히드 조성물(예를 들어, 멜라민-알데히드 조성물)은 알콕시 기를 함유하는 화합물 및 혼합물 예컨대, 고도로 메틸화된 멜라민; 부분적으로 메틸화된 멜라민; 메틸화된 고도의 이미노 멜라민; 고도로 알킬화된 혼합 에테르 멜라민; 고도로 알킬화된 카복실화된 고도의 이미노 혼합 에테르 멜라민; 고도의 n-부틸화된 멜라민; n-부틸화된 고도의 이미노 및 부분적으로 n-부틸화된 멜라민; 부분적으로 이소-부틸화된 멜라민; 부분적으로 n-부틸화된 우레아; 부분적으로 이소-부틸화된 우레아; 글리콜우릴; 고도로 알킬화된 혼합 에테르 멜라민-포름알데히드; 고도로 알킬화된 혼합 에테르 카복실화 멜라민 수지; 헥사부톡시 메틸 멜라민; 부톡시 메틸 멜라민; 고도로 알킬화된 혼합 에테르 멜라민; 메톡시메틸 메틸올 멜라민, 고도로 메틸화된 멜라민 수지; 메탄올 및 n-부톡시 에탄올/n-부탄올 블렌드로 공동 에테르화된(co-etherified) 멜라민-포름알데히드 수지; n-부탄올 중 n-부탄올 및 메탄올로 공동 에테르화된 멜라민-포름알데히드 수지; n-부탄올 및 부틸 글리콜의 블렌드에 용해된 부틸화 멜라민-포름알데히드 수지; 헥사부톡시 메틸 멜라민; 부분적으로 n-부틸화된 멜라민; 고농도 고체인, 고도로 메틸화된 멜라민 수지; 뉴저지 소재의 Cytec Industries of West Paterson로부터 상표명 CYMEL로 시판되는 다양한 수지상 알데히드 조성물로서, 예를 들어 CYMEL 301, CYMEL 303 LF, CYMEL 350, CYMEL 3745, CYMEL MM-100, CYMEL 370, CYMEL 373, CYMEL 3749, CYMEL 323, CYMEL 325, CYMEL 327, CYMEL 328, CYMEL 385, CYMEL 481, CYMEL 1116, CYMEL 1130, CYMEL 1133, CYMEL 1135, CYMEL 1161, CYMEL 1168, CYMEL 1125, CYMEL 1141, CYMEL 202, CYMEL 203, CYMEL 254, CYMEL 1156, CYMEL 1158, CYMEL 9370, CYMEL MB-98, CYMEL MB-11-B, CYMEL MB-14-B, CYMEL 615, CYMEL 651, CYMEL 683, CYMEL 688, CYMEL MI-12-I, CYMEL MI-97-IX, CYMEL UM-15, CYMEL U-80, CYMEL UB-24-BX, CYMEL UB-25-BE, CYMEL UB-26-BX, CYMEL UB-30-B, CYMEL UB-90-BX, CYMEL U-227-8, CYMEL U-610, CYMEL U-640, CYMEL U-646, CYMEL U-662, CYMEL U-663, CYMEL U-665, CYMEL UI-19-I, CYMEL UI-19-IE, CYMEL UI-20-E, CYMEL UI-38-I, CYMEL 1123, CYMEL 659, CYMEL 1172, CYMEL 1170 등을 포함하는 조성물; 및 독일 루드비흐샤펜 소재하는 BASF AG로부터 상표명 LUWIPAL로 시판중인 다양한 수지상 알데히드 조성물로서, 예를 들어 LUWIPAL LR 8955, LUWIPAL LR 8968 및 LUWIPAL LR 8984를 포함하는 조성물을 포함한다. 이와 같은 수지들은 또한 INEOS Melamines Inc.으로부터 상표명 RESIMENE(예를 들어, RESIMENE HM 2608), MAPRENAL 및 MADURIT로서 시판되고 있다. 필요에 따라 수지상 알데히드 조성물의 다양한 조합들이 사용될 수 있다.
많은 바람직한 구체예에서, 멜라민-포름알데히드 수지(본원에서 종종 간략하게 “멜라민 조성물” 또는 “멜라민 수지”라고 칭하여짐)가 사용된다. 멜라민-포름알데히드 수지에 대한 언급은 멜라민 분자 당 알콕시 작용기(메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 등)을 2개 또는 그 초과(적어도 2개)로 가지는 멜라민-기반 수지를 의미한다. 알콕시 작용기 이외에, 멜라민-포름알데히드 수지는 히드록실 또는 카복실산 작용기를 가질 수 있다.
(II) 히드록실-작용성 반응성 첨가제
히드록실-작용성 반응성 첨가제는 비스페놀 (Bisphenol) A, 비스페놀 AF, 4,4(1,4-페닐렌디이소프로필리덴)비스페놀; (PDPBPA), 4,4'(1-페닐에틸리덴)비스페놀; (PEDBPA), 폴리머 과정중에 보통 사용되는 히드록실 기 함유 항산화제 예컨대, 장애된 방향족 페놀, 상표명 HOSTANOX O3 (Clariant), IRGANOX 등으로 입수가능한 것들, 플루오르화된 디올 예컨대, POLYFOX 반응성 폴리머 중간체 (Omnova Chemicals로부터 예를 들어, PF-636, PF-6320, PF-656, PF-6520, PF-151N, PF-154N, PF-159, PF-7002, 등), Solvay로부터의 상표명 FOMBLIN PFPE FUNCTIONAL 및 FLUOROLINK으로 입수가능한 히드록실 함유 화합물, 지방족 폴리카보네이트 디올 (예를 들어, Perstop로부터 상표명 M112로 입수가능한 것들), 페녹시 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 레소르시놀 및 폴리올을 포함할 수 있다. 폴리올이 사용되는 경우, 이러한 폴리올은 폴리올의 매 분자 당 바람직하게는, 적어도 2개 히드록실 기 및 종종 20개 이하의 히드록실 기를 포함한다.
히드록실-작용성 반응성 첨가제는 히드록실-작용성 불포화 모노머를 포함할 수 있다. 예로는 (메트)아크릴화된 펜타에리트리톨 유도체, (메트)아크릴화된 글리세롤, (메트)아크릴화된 트리메틸올 프로판, (메트)아크릴화된 DGEBA, 불포화된 폴리에스테르, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록실 알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴 알콜 프로폭실레이트, 폴리히드릭 알콜의 알릴 에테르 및 에스테르 예컨대, 트리메틸올 프로판 (예를 들어, 1,1,1-트리메틸올프로판)의 알릴 에테르 또는 펜타에리트리톨 또는 글리세롤, 에르티톨, 트레이톨, 디펜타에리티톨, 소르비톨 등을 포함한다.
히드록실-작용성 반응성 첨가제는 지환족 폴리올 예컨대, 시클로헥산 디메탄올(예를 들어, Dow로부터 입수가능한 디올 UNOXOL) 또는 이의 에톡실레이트, 에톡실화된 또는 프로폭실화된 폴리히드릭 알콜 (예를 들어, Perstrop으로부터 상표명 BOLTRON 폴리올 및 에톡실화된 펜타에리트리톨로 입수가능한 것들)을 포함할 수 있다. 이들은 헤테로시클릭-기반 폴리올을 포함할 수 있다. 이들은 불포화된 방향족 모노머 예컨대, 스티렌과 히드록실-함유 불포화 모노머의 코폴리머 예컨대, Lyondell Corp으로부터 상표명 SAA로 입수가능한 스티렌-알릴 알콜 코폴리머를 포함할 수 있다.
히드록실-작용성 반응성 첨가제는 히드록실 기 함유 폴리머 예컨대, 폴리비닐 알콜, 히드록실기 함유 폴리머 및 코폴리머 예컨대, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리비닐 부티랄, 및 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 등을 포함할 수 있다.
(III) 산-작용성 반응성 첨가제
산-작용성 반응성 첨가제는 이산, 삼산 등을 포함할 수 있다. 전형적으로, 이들은 카복실산이다. 카복실산-함유 분자 (히드로카본-기재 및 할로겐-기재 둘 모두) 예컨대, 글루타르산, 석신산, 아디프산, 말론산, 피멜산, 수베르산, 아젤라익산, 세바스산, 운데칸디오산, 도데칸디오산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 말레산, 무마르산, 글루타콘산, 트라우마트산, 무콘산, 시트르산, 아스코르브산, 디메틸올프로피온산, 플루오르화된 산 예컨대, 산-함유 화합물 예컨대, Solvay로부터 상표명 FOMBLIN PFPE FUNCTIONAL 및 FLUOROLINK로 입수가능한 것들, 폴리카복실산 예컨대, 폴리아크릴산, 스티렌 아크릴산, 폴리메타크릴산, 스티렌 메타크릴산 등이 사용될 수 있다. 산-작용성 반응성 첨가제는 또한, 아실 할라이드 예컨대, 아디포일 클로라이드를 포함할 수 있다.
산-작용성 반응성 첨가제는 약산성 올리고머 또는 폴리머를 포함할 수 있다. 예로는 다른 불포화된 모노머 예컨대, 스티렌과의 (메트)아크릴산 (즉, 아크릴산 또는 메타크릴산) 코폴리머, 다른 불포화 모노머 예컨대, 스트렌과의 말레산 또는 무수물 코폴리머 (예를 들어, 스티렌-말레산 무수물 코폴리머), 그라프트 기가 카복실산 또는 이의 무수물인 그라프트 폴리머, 인산 및 이의 에스테르를 포함하는 폴리머 (예를 들어, Solutia로부터의 상표명 ADDITOL XL-180로 입수 가능한 첨가제), 및 이중 작용성을 특징으로 하는 불포화된 폴리카복실산 수지 (예를 들어, Sartomer로부터의 상표명 SARBOX SB500E 50으로 입수가능한 것들)를 포함한다.
(IV) 글리시딜 에테르-작용성 반응성 첨가제
글리시딜 에테르-작용성 반응성 첨가제는, 디글리시딜 에테르-함유 첨가제 예컨대, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르는 물론 에폭시 수지 또는 저분자량 반응성 에폭시 수지 또는 희석물로서 판매되는 수지를 포함할 수 있다. 대표적인 예는 Dow Chemicals의 상표명 D.E.R (예를 들어, D.E.R. 317, 321, 322, 325, 331, 331-EL, 530-A80, 337-X80, 732, 등)로 판매되는 에폭시 반응성 희석제, 에폭시 수지, 개질된 에폭시 수지, 브롬화된 에폭시 수지를 포함한다. 이들은 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A/F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 및 개질된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A/F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르 등을 포함한다. 기타 예로는 Dow Chemicals의 상표명 D.E.N. (예를 들어, D.E.N. 425, 431, 438-A85, 등)으로 판매되는 에폭시 노볼락 수지 및 Momentive에 의해 판매되는 것과 같은 에폭시 수지를 포함한다. 이들은 에폭시 수지, 및 에폭시 다-작용성 수지, 에폭시 노볼락 수지, 및 상표명 EPON (예를 들어, EPON 수지 825, 828, 896, 872-X-75, 1001-X-75, 등)으로 판매되는 에폭시 폴리아크릴레이트 수지, 상표명 HELOXY (예를 들어, HELOXY Modifier 8, 61, 48, 67, 68, 등)으로 판매되는 에폭시 작용성 개질제, 및 상표명 EPONEX (예를 들어, EPONEX 수지 1510)로 판매되는 지환족 에폭시 수지를 포함한다.
(V) 이소시아네이트-작용성 반응성 첨가제
이소시아네이트-작용성 반응성 첨가제는 지방족 및 방향족 폴리이소시아네이트 (예를 들어, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트), 바람직하게는, 방향족 및 지방족 블록된 폴리이소시아네이트 예컨대, Bayer에 의해 판매된 것들 (등록 상표명 DESMODUR BL (예를 들어 BL 1100/1, BL 1265 MPA/X, BL 3175 SN, BL 4265 SN, BL 5375, PL 350, PL 340, VP LS 2078/2, 등), BAYHYDUR BL (예를 들어, BL 5140, BL 5335, VP LS 2310, BL XP 2706, 등), EVONIK, 및 VESTANAT (예를 들어, VESTANAT EP-B 1042 E, VESTANAT 1358 A, VESTANAT 1370, VESTANAT 데DS 1205, VESTANAT EP-DS 1076, 및 VESTANAT BF 1320)를 포함할 수 있다.
(VI) 아민-작용성 반응성 첨가제
아민-작용성 반응성 첨가제는 폴리에틸렌이민, 키토산, 리신, 폴리리신, 아미노산, 및 페닐렌 디아민 (파라, 오르토, 메타), 디메틸 4-페닐렌 디아민, 트리에틸렌테트라민, 트리메틸올 프로판 트리스(폴리(프로필렌 글리콜) 아민 말단) 에테르를 포함하는 아민을 포함할 수 있다. 아민-작용성 반응성 첨가제는 또한, 지방족 및 방향족 폴리우레탄, 플루오르화된 폴리우레탄 (프리폴리머, 올리고머 및 폴리머)를 포함할 수 있는 반응성 첨가제를 포함할 수 있다.
(VII) 디클로로-작용성 반응성 첨가제
디클로로-작용성 반응성 첨가제의 예로는 디클로로디페닐 설폰이 있다.
특정 구체예에서, 적어도 하나의 반응성 첨가제는 반응성 알콕시 기 (제 I 족)를 포함하는 수지상 알데히드 조성물이며, 적어도 하나의 반응성 첨가제는 알콕시-반응성 기 (즉, 알콕시 기에 반응성인 기 예컨대, 히드록실 기 (제 II 족), 산 기 (제 III 족), 디글리시딜 에테르 기 (제 IV 족), 또는 이소시아네이트 기 (제 V 족))를 포함한다.
특정 구체예에서, 한 반응성 첨가제 중의 반응성 기에 대한 또 다른 반응성 첨가제중의 반응성 기에 대한 몰비는 0.1:100 초과이다. 예를 들어, 특정 구체예에서, 알콕시-반응성 기 대 알콕시 기의 몰 비는 0.1:100 초과이다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제는 표면-이동제이다. 특정 구체예에서, 표면-이동제는 또한 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부가 표면-이동 가교제에 의해 가교되게 하는 가교제이다. 예시적인 표면-이동 가교제는 수지상 알데히드 조성물이다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제는 섬유-형성 폴리머와 반응성을 띠지 않으나 자기-축합된다. 이는 가교된 네트워크를 형성할 수 있다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제의 조합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 한 반응성 첨가제는 섬유-형성 폴리머와 가교하는데 사용될 수 있으며, 자기-축합되는 다른 반응성 첨가제가 사용될 수 있다.
특정 구체예에서, 하나 이상의 반응성 첨가제는 반응성 첨가제(들) 없는 섬유와 비교하여 섬유의 하나 이상의 특성을 "향상"시키도록 선택된다. 이는 하나 이상의 반응성 첨가제가 반응성 첨가제(들) 없는 섬유와 비교하여 이미 섬유가 지니고 있는 하나 이상의 특성을 단순히 향상시키도록 선택됨을 의미한다. 또한, 이는 하나 이상의 반응성 첨가제가 반응성 첨가제(들) 없이는 이러한 섬유가 지닐 수 없는 하나 이상의 특성을 갖는 생성된 미세 섬유를 제공하도록 선택됨을 의미한다.
이러한 특성은 각 섬유의 표면 특성일 수 있고/거나 이러한 특성은 각 섬유의 부피 특성일 수 있다. 이러한 특성은 기계적 및/또는 화학적 특성일 수 있다.
이러한 특성의 예로는 소수성, 친수성, 소유성 (oleophobicity), 친유성 (oleophilicity), 열 안정성, 화학적 안정성, 섬유간 접착성, 기재에 대한 접착성, 정전기 방지성, 전도성, 염색 저항성, 방수성 및/또는 방유성, 진동 감쇠성, 음향 감쇠성 및 이의 조합을 포함한다.
섬유-형성 폴리머
섬유-형성 폴리머는 반응성 첨가제와 반응성이거나 비반응성일 수 있다.
본 문맥에서, "반응성"은 폴리머가 하나 이상의 반응성 첨가제의 하나 이상의 작용기와 반응할 수 있는 하나 이상의 작용기를 포함함을 의미한다. 예를 들어, 섬유-형성 폴리머는 미세 섬유 제조에서 반응성 첨가제의 하나로서 사용된 수지상 알데히드 조성물의 알콕시 기에 의해 가교될 수 있는 작용기를 포함할 수 있다.
본 문맥에서, "비반응성"은 반응성 첨가제중 하나 이상과 반응할 수 없는 것으로 규정된다.
따라서, 폴리머가 반응성 또는 비반응성으로서 간주 되는 지의 여부는 반응성 첨가제의 선택에 의해 좌우된다. 즉, 특정 폴리머는 한 반응 혼합물에서 반응성 폴리머로서 분류될 수 있으나 다른 반응성 혼합물에서는 비반응성 폴리머로서 분류될 수 있다.
특정 구체예에서, 적합한 반응성 섬유-형성 폴리머는 하나 이상의 반응성 첨가제와 반응할 수 있는 하나 이상의 활성 수소기를 포함한다. 예를 들어, 반응성 섬유-형성 폴리머는 수지상 알데히드 조성물에 의해 가교될 수 있다. 바람직한 이러한 폴리머 물질은 비제한적으로, 티올(-SH), 히드록실(-OH), 카복실레이트(-CO2H), 아미도(-C(O)-NH- 또는 -C(O)-NH2), 아미노(-NH2), 에폭시드(또는 글리시딜 에테르 기) 또는 이미노 (-NH-) 및 (가수 분해시) 무수물(-COO)2R 기를 포함하는 하나 이상의 활성 수소 기를 포함한다. 이러한 기들은 펜던트 폴리머 기 또는 폴리머 백본 내부에서 발견될 수 있다.
본 개시 내용의 미세 섬유 제조에 사용하기에 적당한 미세 섬유-형성 폴리머 재료는 활성 수소와의 축합 폴리머 및 부가 폴리머 재료 둘 모두를 포함한다. 적당한 예로서는 폴리(메트)아크릴산, 폴리아미드, 셀룰로스 에테르 및 에스테르, 폴리(말레산 무수물) 코폴리머, 폴리아민, 예를 들어 키토산 및 혼합물, 블렌드, 합금, 및 이들의 블록, 그라프트 또는 랜덤 코폴리머를 포함한다. 이러한 코폴리머는 앞 문장에 나열된 것들 이외에도 하나 이상의 다른 모이어티를 포함할 수 있다. 이러한 일반 군에 포함되는 재료로서 바람직한 것으로는 가수 분해도가 다양한(예를 들어, 87% 내지 99.5%인) 폴리(비닐 알콜)을 포함한다. 바람직한 부가 폴리머는 유리와 같은 성질을 띠는 경향이 있는데, 즉 Tg(유리 전이 온도)가 실온 초과인 경향이 있다. 부가적으로 결정도가 낮은 폴리머 재료, 예를 들어 폴리(비닐 알콜) 재료도 본 개시 내용의 폴리머 재료로서 또한 유용하다.
유용한 폴리머 재료로서 바람직한 다른 예로서는, 에틸 셀룰로스, 히드록실 에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트 및 이들의 혼합물; 폴리(메트)아크릴산 호모폴리머 및 코폴리머 (예를 들어 스티렌-(메트)아크릴산 코폴리머 및 에틸렌-(메트)아크릴산 코폴리머 포함); 폴리비닐 알콜 호모폴리머 또는 코폴리머 (예를 들어 폴리비닐 부티랄 및 에틸렌 코-비닐 알콜 코폴리머 포함); 폴리(말레산 무수물) 코폴리머 (예를 들어 스티렌-말레산 무수물 코폴리머 포함); 및 폴리우레탄으로 구성된 군으로부터 선택되는 셀룰로스 유도체를 포함한다. 본원에 있어서, 폴리(메트)아크릴산은 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산) 폴리머를 말한다.
많은 유형의 폴리아미드가 또한, 본 개시 내용의 섬유 중의 폴리머 재료로서 유용하다. 한 가지 유용한 부류의 폴리아미드 축합 폴리머는 나일론 재료이다. “나일론”이란 용어는 모든 장쇄 합성 폴리아미드의 일반 명칭이다. 통상적으로 나일론의 명명법에는 일련 번호가 포함되는데, 예를 들어 나일론-6,6은 출발 물질이 C6 디아민과 C6 이산(첫번째 숫자는 C6 디아민을 나타내고, 두번째 숫자는 C6 디카복실산 화합물을 나타냄)임을 나타낸다. 소량의 물이 존재하는 조건 하에서 ε-카프로락탐의 중축합을 통해서 또 다른 나일론이 제조될 수 있다. 이러한 반응을 통해서 선형 폴리아미드인 나일론-6(ε-아미노카프로산이라고도 알려진 시클릭 락탐으로부터 제조됨)가 형성된다. 게다가, 나일론 코폴리머도 고려된다. 예시적 나일론 재료로서는 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-6,10, 이들의 혼합물 또는 코폴리머를 포함한다.
코폴리머는 반응 혼합물 중에서 다양한 디아민 화합물, 다양한 이산 화합물, 및 다양한 시클릭 락탐 구조를 조합한 다음, 폴리아미드 구조 내에 단량체 재료가 랜덤 배치된 나일론을 형성함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어 나일론-6,6-6,10 재료는 헥사메틸렌 디아민과, 이산의 C6 및 C10 블렌드로 제조된 나일론이다. 나일론-6-6,6-6,10은 ε-아미노카프로산, 헥사메틸렌 디아민, 및 C6 및 C10 이산 재료의 블렌드의 공중합에 의해 제조된 나일론이다. 본원에 있어서, “코폴리머”란 용어는, 2개 이상의 상이한 모노머로 제조된 폴리머를 포함하며, 터폴리머 등을 포함한다.
블록 코폴리머는 또한 본 개시 내용의 섬유 중 섬유-형성 폴리머 재료로서 유용하다. 이러한 코폴리머를 사용하여 섬유가 전기 방사될 경우, 용매 또는 용매 블렌드의 선택은 중요하다. 선택된 용매 또는 용매 블렌드는, 블록 둘 모두가 이 용매 중에서 가용성인 것으로 선택된다. 유용한 블록 코폴리머의 예로서는 펜실베이니아주 필라델피아 소재 Arkema Inc.로부터 시판중인 PEBAX ε-카프로락탐-b-에틸렌 옥사이드; 및 이소시아네이트와 에틸렌 옥사이드의 폴리우레탄을 포함한다.
부가 폴리머, 예를 들어 폴리비닐 알콜 및 비결정질 부가 폴리머, 예를 들어 아크릴산과 폴리(아크릴로니트릴)의 코폴리머가 또한 유용하다. 이들은 저압 및 저온에서 다양한 용매 및 용매 블렌드 중에 가용성이거나 분산 가능하므로, 이들은 비교적 용이하게 용액 방사될 수 있다. 가수 분해도가, 예를 들어 87% 내지 99.9+%인 폴리(비닐 알콜)이 본 개시 내용의 섬유 중의 폴리머 재료로서 사용될 수 있다.
이러한 구체예에 속하는 폴리머로서 바람직한 것으로는 폴리아미드(구체적으로 나일론), 폴리에스테르 아미드, 폴리비닐 알콜, 에틸렌-코-비닐 알콜 폴리머, 폴리비닐 부티랄, 및 폴리(말레산 무수물) 코폴리머를 포함한다. 바람직한 활성 수소 기는 히드록실, 아미노 및 아미도 기를 포함한다. 필요에 따라 폴리머 재료의 다양한 조합이 사용될 수 있다.
본 기재 내용의 섬유에 사용된 기타 섬유-형성 폴리머 재료는 특정 반응성 첨가제 (예를 들어, 수지상 알데히드 조성물)와 비반응성일 수 있으나, 이들은 다른 것과 반응성일 수 있다. 예를 들어, 폴리머 재료, 예를 들어 많은 폴리올레핀, 폴리비닐 클로라이드 및 기타 다른 이러한 재료가 사용될 수 있는데, 이와 같은 폴리머는 수지상 알데히드 조성물과 가교될 수 있는 기를 가지지 않는다. 기타 이러한 폴리머로서는 폴리아세탈, 폴리에스테르, 폴리알킬렌 설피드, 폴리아릴렌 옥사이드, 폴리설폰, 개질된 (예를 들어, 폴리에테르) 폴리설폰 폴리머, 폴리(비닐피리딘), 예를 들어 폴리(4-비닐피리딘) 등을 포함한다. 이러한 일반적 부류에 속하는 재료로서 바람직한 것으로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(메틸메타크릴레이트), (및 기타 아크릴 수지), 폴리스티렌 및 이들의 코폴리머 (ABA형 블록 코폴리머 포함), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 이들의 혼합물, 블렌드 또는 합금을 포함한다. 유용한 블록 코폴리머의 예로서는 ABA형 코폴리머(예를 들어, 스티렌-EP-스티렌)(여기서, “EP”는 에틸렌-프로필렌을 말함) 또는 AB(예를 들어, 스티렌-EP) 폴리머, KRATON 스티렌-b-부타디엔 및 스티렌-b-수소화 부타디엔(에틸렌 프로필렌)(텍사스주 휴스톤 소재 Kraton Polymers U.S.LLC로부터 입수가능); 및 SYMPATEX 폴리에스테르-b-에틸렌 옥사이드 (뉴햄프셔주 햄프턴 소재 SympaTex Technologies Inc.로부터 시판)를 포함한다. 필요에 따라 비반응성 폴리머의 다양한 조합이 사용될 수 있다.
폴리머 예컨대, 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 신디오택틱 폴리스티렌, 비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 폴리비닐 아세테이트, 비결정질 부가 폴리머, 예를 들어 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드) 및 이의 다양한 코폴리머, 및 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 이의 다양한 코폴리머는 저압 및 저온에서 다양한 용매와 용매 블렌드 중에 가용성이거나 분산성일 수 있으므로, 비교적 용이하게 용액 방사될 수 있다.
미세 섬유의 형성
본 기재 내용의 미세 섬유는, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하고; 서로에 대해 반응성이며 선택적으로 섬유-형성 폴리머와 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하고; 복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합하는 것을 포함하는 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
폴리머 재료 (예를 들어, 단일 폴리머 또는 폴리머 혼합물 또는 블렌드)는 용액 또는 분산물 중에서 또는 용융 상태에서 반응성 첨가제와 조합될 수 있도록 선택된다. 특정 구체예에서, 미세 섬유는 용액 또는 분산물로부터 전기 방사되거나 원심력을 이용하여 방사된다. 따라서, 특정 구체예에서, 폴리머 재료 및 반응성 첨가제는 전기방사에 적합한 적어도 하나의 공통의 용매 또는 용매 블렌드에서 분산가능하거나 가용성이다. 이들은 섬유가 형성될 수 있도록 충분한 시간 동안 용융 또는 용액 또는 분산물 형태에서 실질적으로 안정적이어야 한다.
사용된 반응성 첨가제의 양은 요망되는 결과를 수득하기 위해 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 전형적으로, 서로에 대해 반응성인 반응성 첨가제의 양은 요망되는 수의 공유 결합이 형성되도록 반응 작용기성의 화학양론에 의해 결정된다. 전형적으로, 섬유-형성 폴리머(들)에 대한 반응성 첨가제(들)의 양은 적어도 0.5:100, 또는 적어도 1:100 또는 적어도 5:100, 또는 적어도 10:100, 또는 적어도 20:100 (중량비)이다. 전형적으로, 섬유 형성 폴리머(들)에 대한 반응성 첨가제(들)의 양은 50:100 이하 또는 200:100 이하 (중량비) 또는 더 높다.
특정 구체예에서, 반응성 첨가제의 양은, 히드록실 (또는 알콕시 기와 반응할 수 있는 임의의 기타 작용기 또는 카복실산 기) 대 수지상 알데히드 조성물의 알콕시 기의 몰 비가 10:100 초과(더욱 바람직하게는, 1:100 초과, 및 심지어 더욱 바람직하게는, 5:100 초과)가 되게 하는 양이다. 바람직하게는, 반응성 첨가제 대 수지상 알데히드 조성물의 몰 비는, 반응성 작용기 (히드록실 또는 카복실산 기 또는 알콕시기와 반응할 수 있는 임의의 기타 작용기) 대 수지상 알데히드 조성물 중의 알콕시 기의 몰 비가 200:100 이하 (더욱 바람직하게는, 150:100 이하, 및 심지어 더욱 바람직하게는, 100:100 이하)가 되게 하는 양이다.
특정 구체예에서, 수지상 알데히드 조성물의 양은, 수지상 알데히드 조성물의 알콕시 기 대 섬유-형성 폴리머의 활성 수소 기의 몰 비는 10:100 초과 (바람직하게는, 20:100 초과, 더욱 바람직하게는, 30:100 초과, 및 심지어 더욱 바람직하게는, 40:100 초과)가 되게 하는 양이다. 바람직하게는, 수지상 알데히드 조성물 대 섬유-형성 폴리머의 몰 비는, 수지상 알데히드 조성물 중의 알콕시 기 대 섬유-형성 폴리머 중의 활성 수소 기의 몰 비가 300:100 이하 (더욱 바람직하게는, 250:100 이하, 및 심지어 더욱 바람직하게는, 210:100 이하)가 되게 하는 값이다.
특정 구체예에서, 20:100 초과 (폴리머 100 중량 부 당 20 중량 부의 수지상 알데히드 조성물)의 반응성 첨가제 조성물 대 수지상 알데히드 조성물의 중량 비를 이용하면 마이너 상 (minor phase)으로서 반응성 첨가제 및 수지상 알데히드 조성물을 포함할 수 있는 코어 폴리머를 둘러싸는 수지상 알데히드 조성물을 포함할 수 있거나 없는 유용한 외부 상 (exterior phase)을 발생시킨다.
따라서, 특정 구체예에서, 각 미세 섬유는 코어 상 및 코팅 상을 포함할 수 있으며, 여기서 코어 상은 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상은 서로 공유적으로 결합되는 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함한다. 폴리머가 활성 수소 기를 가지며, 수지상 알데히드 조성물이 반응성 첨가제 중 하나로서 선택되는 구체예에서, 수지상 알데히드의 일부분은 코어 폴리머 상에 존재하는 인접한 폴리머 사슬과 가교된다. 즉, 수지상 알데히드 조성물의 일부분이 내부 코어 폴리머 상에 존재하는 폴리머 백본 중의 기 또는 펜던트 기인 이용가능한 활성 수소 모이어티 (즉, 기)의 어느 정도의 가교를 초래한다. 또한, 수지상 알데히드 조성물의 일부분은 일작용성 또는 이작용성 제 2 구성성분과 반응할 수 있다. 섬유 형성에서 제 2 구성성분 및 폴리머 재료와 수지상 알데히드 조성물의 적절한 비를 이용하면, 일부 구체예에서, 수지상 알데히드 조성물은 제 2 구성성분과 함께 또한 코어 가교된 폴리머 상을 둘러싸는 추가적인 외부 코팅 상을 형성할 수 있다.
특정 구체예에서, 각 미세 섬유는 코어 상, 코팅 상 및 전이 상을 포함할 수 있다.
이러한 특정 3-상 섬유에서, 코어 상은 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상은 우세하게는 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 전이 상은 섬유-형성 폴리머 및 서로에 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함한다.
본 문맥에서, "우세하게는"은 언급된 재료가 특정 영역 (예를 들어, 코팅 층 또는 상)에서 그 영역의 물질의 주요 양 (즉, 50 중량% 초과)으로 존재함을 의미한다.
기타 이러한 3-상 섬유에서, 코어 상은 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상은 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 코팅 상은 우세하게는 표면-이동제를 포함한다.
여전히 또 다른 이러한 3-상 섬유에서, 코어 상은 우세하게는 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 공유적으로 결합된 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상은 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 코팅 상은 우세하게는 표면-이동제를 포함한다.
또 다른 구체예에서, 비반응성 폴리머 재료 (반응성 첨가제 조성물과 반응하거나 가교할 수 없음), 수지상 알데히드 조성물 및 제 2 반응성 첨가제 조성물의 혼합물 또는 블렌드는 준-상호침투 네트워크 형태학에서 3개 성분들의 균일한 (즉, 균질한) 혼합물 (예를 들어, 블렌드)을 형성한다.
특정 구체예에서, 본 기재 내용의 미세 섬유는 에탄올 침지 평가 당 적어도 20%, 또는 적어도 30%, 또는 적어도 40%, 또는 적어도 50% 보유된 미세 섬유 층 효율을 입증한다.
전형적으로, 본 기재 내용의 미세 섬유를 제조하는 방법에서, 구성성분은 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합, 및 선택적으로 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나와의 공유 결합을 형성하기에 효과적인 조건에서 조합될 수 있다 (선택적으로, 하나의 반응성 첨가제 내에서 이루어질 경우 자기-축합을 형성함). 이는 섬유 형성 공정 동안 발생할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 특정 구체예에서, 섬유가 초기에 형성되는 조합 단계 후에, 이러한 방법은 미세 섬유를 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합, 및 선택적으로 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하기에 효과적인 조건으로 처리하는 것을 포함한다.
필요에 따라, 본원에 기술된 바와 같은 반응성 첨가제 (예를 들어, 수지상 알데히드 조성물) 및 섬유-형성 폴리머 재료 간의 가교 반응, 및 2개의 반응성 첨가제 (예를 들어, 수지상 알데히드 조성물과 제 2 반응성 첨가제) 간의 가교 반응은 예를 들어, 속도 및 정도에 있어서, 미세 섬유를 열 처리 (특히, 섬유 형성 후)에 노출시킴으로써 향상될 수 있다. 이러한 열 처리는 전형적으로, 적어도 80℃, 적어도 100℃, 또는 적어도 120℃, 및 전형적으로, 150℃ 이하의 온도에서 전형적으로 적어도 5초 및 전형적으로 10분 이하를 포함한다.
본 개시 내용의 미세 섬유는 정전기적 방사, 원심 또는 회전 방사, 습식 방사, 건식 방사, 용융 방사, 압출 방사, 직접 방사, 겔 방사 등을 포함하는 다양한 기법을 이용하여 제조될 수 있다.
미세 섬유는, 예를 들어 정전기적 방사 또는 용융 방사 형성 동안 지지 층에 모아지며, 섬유 제조 후 종종 열 처리된다. 바람직하게는, 미세 섬유 재료 층은 투과성의 성긴 섬유상 매체 층(즉, 지지층)의 제 1 표면 상에 섬유 층으로서 배치된다. 또한, 투과성의 성긴 섬유상 재료의 제1 층의 제1 표면 상에 배치된 미세 섬유 재료의 제1 층의 전체 두께는 바람직하게는 50 미크론 이하, 더욱 바람직하게는, 30 미크론 이하, 심지어 더욱 바람직하게는, 20 미크론 이하, 및 가장 바람직하게는, 10 미크론 이하이다. 통상적으로, 그리고 바람직하게는, 미세 섬유 층의 두께는 이 층을 제조하는데 사용된 미세 섬유의 평균 직경의 1 내지 20 배(종종 1 내지 8 배, 및 더욱 바람직하게는, 5배 이하)인 두께 범위 내에 포함된다. 특정 구체예에서, 미세 섬유 층의 두께는 적어도 0.05μm이다.
본 개시 내용의 미세 섬유는, 바람직하게는, 정전기적 방사 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미세 섬유를 형성하는 장치로서 적당한 전기 방사 장치는, 미세 섬유 형성용 용액이 담긴 저장 장치, 및 일반적으로 오프셋 홀(offset hole)을 복수개로 포함하는 회전부로 이루어진 방사 장치를 포함한다. 상기 장치가 정전기장에서 회전할 때, 방사 장치 상에 있던 용액 액적은 집속 매체(collecting media)을 향한 정전기장에 의해 가속화된다. 방사 장치와 마주 보고 있으면서, 이 장치로부터 일정 간격 떨어진 위치에는, 그 위에 집속 매체(즉, 기재 또는 통합된 기재)가 배치되어 있는 그리드가 존재한다. 공기가 상기 그리드를 통과하여 지나갈 수 있다. 고전압 정전기 전위는 적당한 정전기 전압 소스에 의해 방사 장치와 그리드 사이에 유지된다. 상기 기재는 방사 장치와 그리드 사이에 위치되어 섬유를 집속한다.
구체적으로, 그리드와 방사 장치 간 정전기 전위는 재료에 전하를 제공하여, 액체가 상기 방사 장치로부터 가는 섬유(이 액체가 도달한 그리드 쪽으로 연신되어 기재 상에 집속된 것)로서 배출되게 한다. 용액 형태의 폴리머의 경우, 이 용액이 기재 상으로 이동할 때 용매의 일부는 증발되어 섬유가 생성된다. 용매가 계속해서 증발되고 섬유가 냉각될 때 미세 섬유는 기재 섬유에 결합된다. 정전기장의 세기는, 폴리머 재료가 방사 장치로부터 집속 매체로 가속화될 때, 가속화가 폴리머 재료를 매우 가는 마이크로 섬유 구조 또는 나노 섬유 구조로 만들기에 충분하도록 선택된다. 집속 매체의 진행 속도를 줄이거나 늘리면 다소간의 방사된 섬유가 형성 매체 상에 적층될 수 있고, 이로써 상기 매체 상에 증착된 각 층의 두께가 조절될 수 있다.
대안적으로, 미세 섬유를 형성하기 위한 전기방사 장치는 펜던트 액적 장치 즉, 폴리머 용액으로 충전된 주사기일 수 있다. 고전압이 주사기에 부착된 바늘에 인가되고, 폴리머 용액은 특정 펌프 속도로 펌핑된다. 폴리머 용액의 액적이 바늘로부터 나타나면, 이는 정전기장의 영향하에 테일러 (Taylor) 콘을 형성한다. 충분히 높은 전압에서, 젯은 연장되는 테일러 콘으로부터 방사되고 미세 섬유가 형성되며 수집기로서 작동하는 회전 맨드렐에 부착된 매체 상에 증착된다. 전기 방사 공정에서는 일반적으로, 5-20% 고형물 (폴리머 상) 농도를 갖는 폴리머 용액이 사용된다. 산업용으로서는 안전하고 사용하기 용이한 용매가 요구된다. 다른 한편으로, 이와 같은 용매를 사용하여 형성된 섬유는 종종 다양한 환경에서 내구성을 가지면서 제 기능을 발휘할 수 있어야 한다.
필터 매체 및 필터 요소
본 기재 내용의 미세 섬유는 필터 구조, 예를 들어 필터 매체 내로 형성될 수 있다. 이러한 구조에서, 본 기재 내용의 미세 섬유 재료는 필터 기재(즉, 여과 기재) 상에 배치된다 (전형적으로 이 위에 형성되어 부착됨). 천연 섬유 및 합성 섬유 기재는 필터 기재로서 사용될 수 있다. 예로서는 방사 결합되거나 용융 취입된 지지체 또는 패브릭, 합성 섬유의 직물 및 부직포, 셀룰로스 재료 및 유리 섬유를 포함한다. 플라스틱 스크린-유사 재료(압출된 것과 홀 펀칭된 것 둘 다)는 필터 기재의 또 다른 예로서, 유기 폴리머의 한외 여과(UF) 막 및 정밀 여과(MF) 막이 있다. 합성 부직포의 예로서는 폴리에스테르 부직포, 나일론 부직포, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리프로필렌) 부직포 또는 이들의 블렌딩된 부직포를 포함한다. 시이트-유사 기재(예를 들어, 셀룰로스 또는 합성 부직 웹)는 필터 기재의 통상의 형태이다. 그러나, 필터 재료의 형상과 구조는 통상적으로 디자인 엔지니어에 의해 선택되고, 구체적인 여과 목적에 따라서 달라진다.
본 기재 내용에 따른 필터 매체 구조물은 제 1 표면을 가지는 투과성의 성긴 섬유상 재료(즉, 매체 또는 기재) 층을 포함할 수 있다. 미세 섬유 매체의 제 1 층은 바람직하게는, 투과성의 성긴 섬유상 매체 층의 제 1 표면 상에 배치된다.
바람직하게는, 투과성의 성긴 섬유상 재료 층은 평균 직경이 적어도 5 미크론, 및 더욱 바람직하게는, 적어도 12 미크론, 및 심지어 더욱 바람직하게는, 적어도 14 미크론인 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 성긴 섬유의 평균 직경은 50 미크론 이하이다.
또한, 투과성의 성긴 섬유상 재료는 평량이 바람직하게 260그램/미터2(g/㎡) 이하, 및 더욱 바람직하게는 150g/㎡ 이하인 매체를 포함한다. 상기 투과성의 성긴 섬유상 재료는, 평량이 바람직하게는, 적어도 0.5g/㎡, 및 더욱 바람직하게는, 적어도 8g/㎡인 매체를 포함한다. 투과성의 성긴 섬유상 매체의 제 1 층의 두께는 바람직하게는, 적어도 0.0005인치 (12 미크론), 및 더욱 바람직하게는, 적어도 0.001인치이다. 바람직하게는, 투과성의 성긴 섬유상 매체의 제 1 층의 두께는 0.030인치 이하이다. 통상적으로, 그리고 바람직하게는, 투과성의 성긴 섬유상 매체의 제 1 층의 두께는 0.001인치 내지 0.030인치(25 내지 800 미크론)이다. 바람직하게는, 투과성의 성긴 섬유상 매체의 제 1 층의 프래지어 투과도(Frazier permeability)(물 0.5인치 간 차압)는 적어도 2미터/분(m/분)이다. 바람직하게는, 투과성의 성긴 섬유상 매체의 제 1 층의 프래지어 투과도(물 0.5인치 간 차압)는 900m/분 이하이다.
바람직한 배열에 있어서, 투과성의 성긴 섬유상 재료의 제 1 층은, 구조물의 나머지 부분을 프래이저 투과도 테스트에 의해 별도로 평가할 때 투과도가 적어도 1m/분, 및 바람직하게는, 적어도 2m/분인 재료를 포함한다. 바람직한 배열에 있어서, 투과성의 성긴 섬유상 재료의 제 1 층은, 구조물의 나머지 부분을 프래이저 투과도 테스트에 의해 별도로 평가할 때 투과도가 900m/분 이하, 및 통상적으로, 그리고 바람직하게는 2m/분 내지 900m/분인 재료를 포함한다. 본원에 있어서, 효율 또는 LEFS 효율 (Low Efficiency Flat Sheet)에 관하여 언급될 때, 달리 특정되지 않는 한, 이러한 언급은 ASTM-1215-89에 따라서 0.78 미크론(μ)의 단순 분산 폴리스티렌 구형 입자를 사용하여 20fpm(분당 피트, 6.1m/분)에서 측정될 때의 효율을 의미한다.
이들 구체예에서, 미세 섬유 층은 여과 기재 상에 복수의 미세 섬유를 형성시켜 필터 매체를 형성시킴으로써 제조될 수 있다. 이어서, 필터 매체 (즉, 미세 섬유 층과 여과 기재)는 예를 들어, 평편-패널 필터, 카트리지 필터 및 기타 여과 구성요소를 포함하는 필터 요소 (즉, 여과 요소) 내로 제조될 있다. 이러한 필터 요소의 예는 미국 특허 번호 6,746,517; 6,673,136; 6,800,117; 6,875,256; 6,716,274; 및 7,316,723에 기술되어 있다. 그러나, 필터 재료의 형상 및 구조는 디자인 엔지니어에 의해 통상적으로 선택되며, 특정 여과 적용에 따라 좌우된다.
예시적 방법 구체예
1. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
서로에 대해 반응성이며 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시키는 단계를 포함하여 미세 섬유를 제조하는 방법으로서,
단:
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아닌 방법.
2. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
서로에 대해 반응성이며 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시키는 단계를 포함하여 미세 섬유를 제조하는 방법으로서,
단:
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나의 중량 평균 분자량이 3000 달톤 미만인 방법.
3. 제 1 또는 제 2 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 표면-이동제인 방법.
4. 제 3 구체예에 있어서, 표면-이동제가 또한 가교제인 방법.
5. 제 4 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부가 표면-이동 가교제에 의해 가교되는 방법.
6. 제 5 구체예에 있어서, 표면-이동 가교제가 수지상 알데히드 조성물인 방법.
7. 제 1 내지 제 6 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 자기-축합되는 방법.
8. 제 1 내지 제 7 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 조합 단계가 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합 및 선택적으로, 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하는 것을 포함하는 방법.
9. 제 1 내지 제 8 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 조합 단계 후에, 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합 및 선택적으로 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하기에 효과적인 조건으로 미세 섬유를 처리하는 것을 포함하는 방법.
10. 제 1 내지 제 9 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 이러한 반응성 첨가제가 없는 미세 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키는 방법.
11. 제 10 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 표면 특성인 방법.
12. 제 10 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 부피 특성인 방법.
13. 제 10 내지 제 12 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 기계적 특성 및/또는 화학적 특성인 방법.
14. 제 10 내지 제 13 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 소수성, 친수성, 소유성 (oleophobicity), 친유성 (oleophilicity), 열 안정성, 화학적 안정성, 섬유간 접착성, 기재에 대한 접착성, 정전기 방지성, 전도성, 염색 저항성, 방수성 및/또는 방유성, 진동 감쇠성 (vibration damping), 음향 감쇠성 (acoustic damping) 및 이의 조합으로부터 선택되는 방법.
15. 제 1 내지 제 14 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리아미드를 포함하는 방법.
16. 제 15 구체예에 있어서, 폴리아미드가 나일론을 포함하는 방법.
17. 제 16 구체예에 있어서, 나일론이 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-6,10, 이들의 혼합물 또는 코폴리머를 포함하는 방법.
18. 제 17 구체예에 있어서, 나일론이 나일론-6-6,6-6,10을 포함하는 방법.
19. 제 1 내지 제 18 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 코-비닐 알콜 코-폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
20. 제 1 내지 제 19 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 에틸 셀룰로스, 히드록실 에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 셀룰로스 유도체를 포함하는 방법.
21. 제 1 내지 제 20 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리(메트)아크릴산 호모폴리머 또는 코폴리머를 포함하는 방법.
22. 제 21 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 스티렌-(메트)아크릴산 코폴리머를 포함하는 방법.
23. 제 1 내지 제 22 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리(말레산 무수물) 코폴리머를 포함하는 방법.
24. 제 23 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 스티렌-말레산 무수물 코폴리머를 포함하는 방법.
25. 제 1 내지 제 24 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 방법.
26. 제 25 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 모두가 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 방법.
27. 제 1 내지 제 26 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 히드록실-작용성 구성성분을 포함하는 방법.
28. 제 27 구체예에 있어서, 히드록실-작용성 구성성분이 디올, 트리올, 폴리올 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
29. 제 1 내지 제 28 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 카복실산-작용성 구성성분을 포함하는 방법.
30. 제 29 구체예에 있어서, 카복실산-작용성 구성성분이 다중 카복실산 기를 갖는 화합물을 포함하는 방법.
31. 제 1 내지 제 30 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 글리시딜 에테르-작용성 구성성분을 포함하는 방법.
32. 제 31 구체예에 있어서, 글리시딜 에테르-작용성 구성성분이 다중 글리시딜 에테르 기를 갖는 화합물을 포함하는 방법.
33. 제 1 내지 제 32 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 아민-작용성 구성성분을 포함하는 방법.
34. 제 33 구체예에 있어서, 아민 작용성 구성성분이 1차 아민 화합물, 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
35. 제 34 구체예에 있어서, 아민-작용성 구성성분이 다수의 1차, 2차 또는 3차 아민기를 갖는 화합물을 포함하는 방법.
36. 제 1 내지 제 35 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 이소시아네이트-작용성 구성성분을 포함하는 방법.
37. 제 36 구체예에 있어서, 이소시아네이트-작용성 구성성분이 다중 이소시아네이트 기를 갖는 화합물을 포함하는 방법.
38. 제 1 내지 제 37 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 디클로로디페닐 설폰을 포함하는 방법.
39. 제 1 내지 제 38 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 각 미세 섬유가 코어 상 및 코팅 상을 포함하며, 코어 상이 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상이 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 방법.
40. 제 1 내지 제 39 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 각 미세 섬유가 코어 상, 코팅 상 및 전이 상을 포함하는 방법.
41. 제 40 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상이 서로에 대해 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 전이 상은 섬유-형성 폴리머 및 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 방법.
42. 제 40 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상이 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 코팅 상이 표면-이동제를 포함하는 방법.
43. 제 42 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 공유적으로 결합된 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상은 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 코팅 상은 표면-이동제를 포함하는 방법.
44. 제 1 내지 제 43 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 반응성 알콕시 기를 포함하는 수지상 알데히드 조성물이며, 적어도 하나의 반응성 첨가제는 알콕시-반응성 기를 포함하며, 알콕시-반응성 기 대 알콕시 기의 몰 비가 0.1:100 초과인 방법.
45. 제 1 내지 제 44 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 비반응성 폴리머인 방법.
예시적인 제조방법에 의한 물건 구체예
1. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
서로에 대해 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계로서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 반응성인 단계; 및
적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
단:
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
섬유-형성 폴리머가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아닌 미세 섬유.
2. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
서로에 대해 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계로서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성인 단계; 및
적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
단:
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나의 중량 평균 분자량이 3000 달톤 미만인, 미세 섬유.
3. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
서로에 대해 반응성이나 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성이지 않은 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
단:
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3 또는 그 초과의 작용성이며;
섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아닌 미세 섬유.
4. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
서로에 대해 반응성이나 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성이지 않은 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
단:
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3 또는 그 초과의 작용성이며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나의 중량 평균 분자량이 3000 달톤 미만인 미세 섬유.
5. 제 1 내지 제 4 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 표면-이동제인 미세 섬유.
6. 제 5 구체예에 있어서, 표면-이동제가 또한 가교제인 미세 섬유.
7. 제 6 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부가 표면-이동 가교제에 의해 가교되는 미세 섬유.
8. 제 7 구체예에 있어서, 표면-이동 가교제가 수지상 알데히드 조성물인 미세 섬유.
9. 제 1 내지 제 8 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 조합 단계 또는 그 후속 단계 동안 자기-축합되는 미세 섬유.
10. 제 1 내지 제 9 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 조합 단계가 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합 및 선택적으로, 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하는 것을 포함하는 미세 섬유.
11. 제 1 내지 제 10 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 조합 단계 후에, 미세 섬유 제조 방법이 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합 및 선택적으로 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하기에 효과적인 조건으로 미세 섬유를 처리하는 것을 포함하는, 미세 섬유.
12. 제 1 내지 제 11 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 이러한 반응성 첨가제가 없는 미세 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시킨 미세 섬유.
13. 제 12 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 표면 특성인, 미세 섬유.
14. 제 12 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 부피 특성인 미세 섬유.
15. 제 12 내지 제 14 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 기계적 특성 및/또는 화학적 특성인 미세 섬유.
16. 제 12 내지 제 15 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 소수성, 친수성, 소유성, 친유성, 열 안정성, 화학적 안정성, 섬유간 접착성, 기재에 대한 접착성, 정전기 방지성, 전도성, 염색 저항성, 방수성 및/또는 방유성, 진동 감쇠성, 음향 감쇠성 및 이의 조합으로부터 선택되는 미세 섬유.
17. 제 1 내지 제 16 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리아미드를 포함하는 미세 섬유.
18. 제 17 구체예에 있어서, 폴리아미드가 나일론을 포함하는 미세 섬유.
19. 제 18 구체예에 있어서, 나일론이 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-6,10, 이들의 혼합물 또는 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
20. 제 19 구체예에 있어서, 나일론이 나일론-6-6,6-6,10을 포함하는 미세 섬유.
21. 제 1 내지 제 20 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 코-비닐 알콜 코-폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세 섬유.
22. 제 1 내지 제 21 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 에틸 셀룰로스, 히드록실 에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 셀룰로스 유도체를 포함하는 미세 섬유.
23. 제 1 내지 제 22 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리(메트)아크릴산 호모폴리머 또는 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
24. 제 23 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 스티렌-(메트)아크릴산 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
25. 제 1 내지 제 24 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리(말레산 무수물) 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
26. 제 25 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 스티렌-말레산 무수물 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
27. 제 1 내지 제 26 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 미세 섬유.
28. 제 27 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 모두가 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 미세 섬유.
29. 제 1 내지 제 28 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 히드록실-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
30. 제 29 구체예에 있어서, 히드록실-작용성 구성성분이 디올, 트리올, 폴리올 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세 섬유.
31. 제 1 내지 제 30 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 카복실산-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
32. 제 31 구체예에 있어서, 카복실산-작용성 구성성분이 다중 카복실산 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
33. 제 1 내지 제 32 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 글리시딜 에테르-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
34. 제 33 구체예에 있어서, 글리시딜 에테르-작용성 구성성분이 다중 글리시딜 에테르 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
35. 제 1 내지 제 34 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 아민-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
36. 제 35 구체예에 있어서, 아민 작용성 구성성분이 1차 아민 화합물, 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세 섬유.
37. 제 36 구체예에 있어서, 아민-작용성 구성성분이 다중 1차, 2차 또는 3차 아민 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
38. 제 1 내지 제 37 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 이소시아네이트-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
39. 제 38 구체예에 있어서, 이소시아네이트-작용성 구성성분이 다중 이소시아네이트 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
40. 제 1 내지 제 39 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 디클로로디페닐 설폰을 포함하는 미세 섬유.
41. 제 1 내지 제 40 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 각 미세 섬유가 코어 상 및 코팅 상을 포함하는 미세 섬유.
42. 제 41 구체예에 있어서, 코어 상이 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상이 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 미세 섬유.
43. 제 1 내지 제 42 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 각 미세 섬유가 코어 상, 코팅 상 및 전이 상을 포함하는 미세 섬유.
44. 제 43 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상이 서로에 대해 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 전이 상은 섬유-형성 폴리머 및 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 미세 섬유.
45. 제 43 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상이 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 코팅 상이 표면-이동제를 포함하는 미세 섬유.
46. 제 45 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 공유적으로 결합된 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상은 서로 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하며, 코팅 상은 표면-이동제를 포함하는 미세 섬유.
47. 제 1 내지 제 46 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 반응성 알콕시 기를 포함하는 수지상 알데히드 조성물이며, 적어도 하나의 반응성 첨가제는 알콕시-반응성 기를 포함하며, 알콕시-반응성 기 대 알콕시 기의 몰 비가 0.1:100 초과인 미세 섬유.
예시적인 섬유 구체예
1. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머;
서로 공유적으로 결합하고 선택적으로 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 미세 섬유로서,
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 자기-축합되며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 이러한 반응성 첨가제가 없는 미세 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키며;
반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아닌 미세 섬유.
2. 제 1 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 표면-이동제인 미세 섬유.
3. 제 2 구체예에 있어서, 표면-이동제가 또한 가교제인 미세 섬유.
4. 제 3 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부가 적어도 하나의 표면-이동 가교제에 의해 가교되는 미세 섬유.
5. 제 4 구체예에 있어서, 적어도 하나의 표면-이동 가교제가 수지상 알데히드 조성물인 미세 섬유.
6. 제 1 내지 제 5 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나에 공유적으로 결합된 미세 섬유.
7. 코어 상 및 코팅 상을 포함하는 미세 섬유로서,
코어 상은 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상은 적어도 하나의 표면-이동제를 포함하며;
섬유는 적어도, 표면-이동제에 공유적으로 결합되고 선택적으로 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합되는 제 2 첨가제로서, 이러한 첨가제가 없는 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키는 제 2 첨가제를 포함하며;
적어도 하나의 섬유-형성 폴리머 중 적어도 일부는 표면-이동제 및 제 2 첨가제 중 적어도 하나에 의해 가교되며;
첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아닌 미세 섬유.
8. 제 7 구체예에 있어서, 적어도 하나의 표면-이동제가 가교제이며, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부가 적어도 하나의 표면-이동 가교제에 의해 가교되는 미세 섬유.
9. 제 8 구체예에 있어서, 표면-이동 가교제가 수지상 알데히드 조성물인 미세 섬유.
10. 제 7 내지 제 9 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 표면 이동제 및 제 2 첨가제 중 적어도 하나가 자기 축합된 미세 섬유.
11. 제 7 내지 제 10 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 표면-이동제가 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합된 미세 섬유.
12. 제 1 내지 제 11 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 표면 특성인 미세 섬유.
13. 제 1 내지 제 11 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 부피 특성인 미세 섬유.
14. 제 1 내지 제 13 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 기계적 특성 및/또는 화학적 특성인 미세 섬유.
15. 제 1 내지 제 14 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 특성이 소수성, 친수성, 소유성, 친유성, 열 안정성, 화학적 안정성, 섬유간 접착성, 기재에 대한 접착성, 정전기 방지성, 전도성, 염색 저항성, 방수성 및/또는 방유성, 진동 감쇠성, 음향 감쇠성 및 이의 조합으로부터 선택되는 미세 섬유.
16. 제 1 내지 제 15 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리아미드를 포함하는 미세 섬유.
17. 제 16 구체예에 있어서, 폴리아미드가 나일론을 포함하는 미세 섬유.
18. 제 17 구체예에 있어서, 나일론이 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-6,10, 이들의 혼합물 또는 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
19. 제 18 구체예에 있어서, 나일론이 나일론-6-6,6-6,10을 포함하는 미세 섬유.
20. 제 1 내지 제 19 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 코-비닐 알콜 코-폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세 섬유.
21. 제 1 내지 제 20 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 에틸 셀룰로스, 히드록실 에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 셀룰로스 유도체를 포함하는 미세 섬유.
22. 제 1 내지 제 21 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리(메트)아크릴산 호모폴리머 또는 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
23. 제 22 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 스티렌-(메트)아크릴산 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
24. 제 1 내지 제 23 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 폴리(말레산 무수물) 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
25. 제 24 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 스티렌-말레산 무수물 코폴리머를 포함하는 미세 섬유.
26. 제 1 내지 제 25 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 미세 섬유.
27. 제 26 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 모두가 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 미세 섬유.
28. 제 1 내지 제 27 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나는 히드록실-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
29. 제 28 구체예에 있어서, 히드록실-작용성 구성성분이 디올, 트리올, 폴리올 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세 섬유.
30. 제 1 내지 제 29 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 카복실산-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
31. 제 30 구체예에 있어서, 카복실산-작용성 구성성분이 다중 카복실산 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
32. 제 1 내지 제 31 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 글리시딜 에테르-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
33. 제 32 구체예에 있어서, 글리시딜 에테르-작용성 구성성분이 다중 글리시딜 에테르 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
34. 제 1 내지 제 33 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 아민-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
35. 제 34 구체예에 있어서, 아민 작용성 구성성분이 1차 아민 화합물, 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세 섬유.
36. 제 35 구체예에 있어서, 아민-작용성 구성성분이 다중 1차, 2차 또는 3차 아민 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
37. 제 1 내지 제 36 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 이소시아네이트-작용성 구성성분을 포함하는 미세 섬유.
38. 제 37 구체예에 있어서, 이소시아네이트-작용성 구성성분이 다중 이소시아네이트 기를 갖는 화합물을 포함하는 미세 섬유.
39. 제 1 내지 제 38 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 디클로로디페닐 설폰을 포함하는 미세 섬유.
40. 제 1 내지 제 39 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 각 미세 섬유가 코어 상, 코팅 상 및 전이 상을 포함하는 미세 섬유.
41. 제 40 구체예에 있어서, 코어 상이 유세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상은 서로 공유적으로 결합된 제 2 첨가제 및 표면 이동제를 포함하며, 전이 상은 섬유-형성 폴리머 및 서로 공유적으로 결합된 제 2 첨가제 및 표면 이동제를 포함하는 미세 섬유.
42. 제 40 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상은 서로 공유적으로 결합된 제 2 첨가제와 표면 이동제를 포함하며, 코팅 상은 표면-이동제를 포함하는 미세 섬유.
43. 제 42 구체예에 있어서, 코어 상이 우세하게는 표면 이동제 및 제 2 첨가제 중 적어도 하나와 공유적으로 결합된 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 전이 상은 서로 공유적으로 결합된 표면 이동제와 제 2 첨가제를 포함하며, 코팅 상은 표면-이동제를 포함하는 미세 섬유.
44. 제 1 내지 제 43 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 반응성 첨가제가 반응성 알콕시 기를 포함하는 수지상 알데히드 조성물이며, 적어도 하나의 반응성 첨가제는 알콕시-반응성 기를 포함하며, 알콕시-반응성 기 대 알콕시 기의 몰 비는 0.1:100 초과인 미세 섬유.
45. 제 1 내지 제 44 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머가 비반응성 폴리머인 미세 섬유.
예시적인 필터 매체 및 필터 요소 구체예
1. 기재 상에 배치된 본원에 기재된 구체예들 중 임의의 구체예의 복수개의 미세 섬유를 포함하는 층과 여과 기재를 포함하는 필터 매체.
2. 제 1 구체예에 있어서, 미세 섬유 층의 두께가 0.05μm 내지 30μm인 필터 매체.
3. 제 1 또는 제 2 구체예에 있어서, 여과 기재가 부직포 기재인 필터 매체.
4. 제 1 내지 제 3 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 미세 섬유 층이 전기 방사 층이고, 여과 기재는 셀룰로스, 셀룰로스/합성 블렌드 또는 합성 부직포를 포함하는 필터 매체.
5. 제 1 내지 제 4 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 여과 기재가 폴리에스테르 부직포, 폴리올레핀 부직포 또는 이들의 블렌딩된 부직포를 포함하는 필터 매체.
6. 제 1 내지 제 5 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 여과 기재가 폴리프로필렌 부직포를 포함하는 필터 매체.
7. 제 1 내지 제 6 구체예 중 어느 한 구체예에 있어서, 여과 기재가 스펀본드 지지체 또는 용융 취입 지지체를 포함하는 필터 매체.
8. 제 1 내지 제 7 구체예 중 어느 한 구체예에 따른 필터 매체를 포함하는 필터 요소.
실시예
본 기재 내용의 목적과 이점은 이하 실시예들에 의해 추가로 예시되지만, 이하 실시예들에 언급된 구체적 재료와 그 양, 그리고 기타 다른 조건과 상세 내용들은 본 기재 내용을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예에 사용된 재료의 표
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평가 절차
에탄올 침지 평가
기재 상에 배치된 층의 형태를 가지는 미세 섬유 샘플을 주변 조건 하에서 에탄올(190 프루프 (proof)) 중에 침지시켰다. 1분 경과 후, 샘플을 꺼내어 건조시키고, U.S. 특허 제6,743,273호(“Fine fiber layer efficiency retained”)에 기술된 방법에 따라 측정되는, 미세 섬유 층 효율이 유지되는 양을 평가하였다. 결과는 단순히 LEFS 효율 (비처리 또는 에탄올 침지 후) 또는 보유된 미세 섬유 층으로서 보고하였다. 유지된 미세 섬유의 양은 미세 섬유의 초기 양의 백분율로 보고하였으며 "유지된 미세 섬유 층 효율 (fine fiber layer efficiency retained)"라 칭하여진다. 이는, 수득된 가교 정도가 다량의 재료를 에탄올에 대한 공격/용해를 보호하기에 충분하였는지 여부를 알려주는 우수한 지표가 된다.
발오성 평가
미세 섬유가 그 위에 증착된 매체 샘플 (평량이 120g/m2 인 폴리에스테르 스펀본드를 기재로서 선택하였음)을 미국 섬유 화학 염색자 협회 (AATCC) 평가 기준 118-1989에 따라 평가하였다. 유체의 액적을 복합 매체 상에 위치시키고, 30 초 (sec) 후 육안으로 위킹 (wicking)에 대해 평가하였다. 오일 등급은 30초 후 매체를 통과하여 위킹되지 않은 가장 낮은 표면 장력을 갖는 액체의 개수에 의해 규정하였다.
열중량 분석
열중량 분석은 전기방사되어 기재 매체로부터 분리된 미세 섬유 샘플 상에서 수행하였다. 7 내지 9 mg 샘플을 절단하고 테어링된 (tared) 백금 고온 TGA 팬에 넣었다. TA Instruments Q5000IR 열중량 분석기 (TGA)를 사용하여 샘플을 분석하였다. 샘플을 주위 온도로부터 800℃로 분당 10℃로 질소 환경에서 증가시켰다.
열 안정성 및 탈기 저항성
3000 평방 피트 (ft2) 당 68.6 파운드 (lb)의 평균 편량, 0.011 인치 (in)의 평균 두께 및 분당 16 피트 (ft/min)의 평균 프레지어 투과도를 지닌 Hollingsworth 및 Vose (Grade FA 448)상에 증착된 미세 섬유 샘플을 열 안정성의 결여로 인해 온도 노출 또는 기재 매체로부터의 탈기로 인한 파괴를 이용하여 효율 손실에 대해 평가하였다. 무작위로 선택된 3개 샘플을 사용하고 20℃ 간격으로 증가시킨 각 온도 (100℃에서 200℃로)에서 1시간 동안 노출하였다. 한 세트의 샘플 (3)을 전체 시험에 대해 사용하였다. 데이타는 항 (Δ(LEFS) = (LEFS)T-(LEFS)ini)로 보고하였다.
제조 방법
실시예 1-5
나일론 코폴리머 수지 (Shakespeare Co. (Columbia, SC)로부터 수득된 SVP 651, 45% 나일론-6, 20% 나일론-6,6 및 25% 나일론-6,10을 포함하며 21,500-24,800의 수평균 분자량을 갖는 터폴리머) 용액을, 알콜 (에탄올, 190 프루프)에 폴리머를 용해시키고 60℃로 가열하여 9% 고형물 용액을 생성시킴으로써 제조하였다. 냉각 후, 용액에 멜라민-포름알데히드 수지 (즉, 가교제) (Cytec Industries of West Paterson (NJ)로부터 수득된 CYMEL 1133)를 첨가하였다. 멜라민-포름알데히드 수지 대 나일론의 중량 비는 40:100 중량 부이다 (참조 실시예 4와 유사한 실시예 1). 또한, 이 용액에 파라-톨루엔 설폰산 (폴리머 고형물을 기준으로 하여 7%)을 첨가하였다. 균일하게 될 때까지 용액을 진탕시킨 후 전기방사하여 여과 기재상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 4개의 다른 용액을 실시예 1에서와 같이 제조하였으며, 단 CYMEL 1133 이외에, 반응성 첨가제 즉, 디올을 반응성 첨가제(디올):1133 = 0.5:1의 중량 비가 되도록 용액에 첨가하였다. 사용된 디올은 하기와 같다; 실시예 2 = 비스페놀 A; 실시예 3 = 비스페놀 AF (둘 모두 Sigma Aldrich로부터 수득); 실시예 4 = M112 (Perstop으로부터의 지방족 폴리카보네이트 디올) 및 최종적으로 실시예 5에 있어서, Omnova Solutions로부터의 플루오로계면활성제 디올 POLYFOX PF-7002를 사용하였다. 용액을 균일하게 될 때까지 진탕시키고 이어서 전기방사시켜 여과 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 본 실시예를 위해 전압 50kV를 사용하여, 방사 장치로부터 4 인치 거리에서 9ft/min의 라인 속도로 이동 중이던 기재 재료 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 상기 기재 재료는 68.6lbs/3000ft2의 평균 평량, 0.011인치(in)의 평균 두께 및 16ft/분의 평균 프레이저 투과도를 갖는 Hollingsworth and Vose (Grade FA 448)로부터의 습식 적층된 셀룰로스 매체이다. 모든 샘플을 140℃에서 10분 동안 열 처리하여 SVP 651과 1133 (첨가제 1)간의 가교 및 1133과 반응성 첨가제 (첨가제 2)중의 히드록실 기와의 반응을 촉진시켰다. 실시예 1-5에 상응하는 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 각각 89.5, 84.4, 87.7, 88.6 및 91.3%의 초기 LEFS 효율을 가졌다. 각각 실시예 1 및 5에 대한 도 1(a) 및 (b)에서 SEM 이미지는 유사한 섬유 형태를 보여주었다. 또한, 각각에 대한 3개의 4" 원형 샘플을 평가 절차에 기술된 에탄올 침지 평가로 처리하고 24 시간 공기 건조 후 LEFS를 측정하였다. 도 2는 에탄올 침지 전 및 후 샘플에 대한 LEFS 결과를 보여준다.
실시예 6-10
CYMEL 1133:SVP 651=20:100의 중량 비를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1을 반복하였다. 실시예 7-10에 있어서, CYMEL 1133 이외에, 디올을 용액에 다시 첨가하였으며, 단 반응성 첨가제(디올):1133의 중량 비는 =1:1이 되도록 선택하였다. 사용된 디올은 다음과 같다: 실시예 7= 비스페놀 A; 실시예 8= 비스페놀 AF (둘 모두 Sigma Aldrich로부터 수득); 실시예 9 = M112 (Perstop으로부터의 지방족 폴리카보네이트) 및 최종적으로 실시예 10에 있어서, Omnova Solutions로부터의 플루오로계면활성제 디올 POLYFOX PF-7002를 사용하였다. 앞서와 같이, 용액을 진탕시키고 전기방사시켜 여과 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 실시예 6-10에 상응하는 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 각각 89.7, 81.9, 85.8, 88.2 및 88.2%의 초기 LEFS 효율을 가졌다. 또한, 각각에 대한 3개의 4" 원형 샘플을 평가 절차에 기술된 에탄올 침지 평가로 처리하고 24 시간 공기 건조 후 LEFS를 측정하였다. 도 3은 에탄올 침지 전 및 후 샘플에 대한 LEFS 결과를 보여주었다.
실시예 11 및 12
본 경우에 미세 섬유 층을 5분 동안 수적 전기방사를 이용하여 비코루게이팅된 셀룰로스 매체 (셀룰로스 기재 LEFS = 19.5%) 상에 적층시키는 것을 제외하고는 실시예 1 및 5를 반복하였다. 실시예 11 및 12에 대해 30kV 및 21kV의 고전압을 각각 사용하였다. 바늘에서 수집기로의 간격은 4인치로 조절하였다. 모든 샘플을 10분 동안 140℃로 열 처리하여 SVP 651와 1133 (첨가제 1) 간의 가교 반응 및 1133과 PF-7002 (첨가제 2)중의 히드록실 기 간의 반응을 촉진하였다. 상기 방사된 미세 섬유를 갖는 평편 시트를 에탄올 침지 평가 (에탄올 중 1분)로 처리한 후 공기 건조하였다. 그 후, 물방울을 평편 시트 상에 위치시켜 15분 기간에 걸쳐 물방울 행동 (소수성으로 인한 비딩 (beading_, 스프레딩, 위킹 등)을 관찰하였다. 이러한 초기 관찰 후, 이어서 샘플을 에탄올 중에 90분 동안 침지시키고, 건조시키고, 물방울 행동을 다시 관찰하였다. 플루오르화된 반응성 첨가제와 1133 간의 반응이 존재하지 않으며, 반응성 첨가제 (PF7002)가 세척 제거되는 경우, 물방울 비딩 행동 (PF7002의 존재로 인한)은 현저하게 감소되어야 한다. 결과는 표 1에 기재하였다.
실시예 13 및 14
CYMEL 1133:SVP 651=20:100의 중량비 및 반응성 첨가제(디올):1133=1:1의 중량비를 이용한다는 점을 제외하고는 실시예 11 및 12를 반복하였다. 관찰 결과는 표 1에 기재하였다.
실시예 15
본 경우에 PF-7002:1133:=0.125:1의 중량 비를 이용한다는 점을 제외하고는 실시예 12를 반복하였다. 관찰 결과는 표 1에 기재하였다.
실시예 16
본 경우에 PF-7002:1133:=0.5:1의 중량 비를 이용한다는 점을 제외하고는 실시예 14를 반복하였다. 관찰 결과는 표 1에 기재하였다.
실시예 17-19
미세 섬유를 5분 동안 비코루게이팅된 셀룰로스 기재의 고정 웹 상에 증착시킨 것을 제외하고는 실시예 6, 7, 및 10을 반복하였다. 이러한 방법을 이용하여 수득된 섬유 샘플을 열중량 분석을 위해 제공하여 열 안정성/기재 탈기에 대한 미세 섬유 저항성을 검사하였다. 도 4는 TGA 결과를 보여준다.
실시예 20
실시예 1을 반복하고, 미세 섬유를 그 위에 지닌 코루게이팅된 매체의 샘플 (4-인치 직경의 3개 샘플)을 평가 절차에 기술된 열 안정성/기재 탈기 저항성 평가로 처리하였다. 결과는 도 5에 플롯팅하였다.
실시예 21-23
실시예 20을 반복하였으며, 단 방법에서 1133 (멜라민 포름알데히드 수지) 이외에, 히드록실 기를 함유하는 반응성 첨가제를, 반응성 첨가제 대 1133 = 0.5:1의 중량 비를 갖도록 혼합물에 첨가하였다. 실시예 21, 22 및 23은 각각 비스페놀 A, 비스페놀 F 및 Hostanox O3 (Clariant로부터 수득됨)을 나타낸다. 결과는 도 5에 플롯팅하였다.
실시예 24
CYMEL 1133:SVP 651=60:100의 중량 비를 사용한다는 점을 제외하고는 실시예 11을 반복하였다. 또한, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 (Sigma-Aldrich로부터 수득됨)를, PF-7002 (디올)를 사용하는 대신에 반응성 첨가제로서 사용하였다. 본 실시예에 있어서 특히, 반응성 첨가제(디글리시딜 에테르):1133의 중량 비를 =0.3:1이 되도록 선택하였다. 실시예 1에서와 같이, 용액을 진탕시키고, 전기방사하여 (35kV, 4-인치 팁에서 수집기까지의 간격) 비코루게이팅된 셀룰로스 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 3개 샘플을 각각 1, 2 및 5 분 동안 비코루게이팅된 기재상에 미세 섬유를 증착시킴으로써 수득하였다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 상의 섬유 형태를 SEM에 의해 분석하였다. 이어서, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고 샘플을 SEM에 의해 재-분석하였다. 도 6은 에탄올 침지 전 및 후 샘플에 대한 SEM 이미지를 보여준다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 95.6%의 초기 LEFS 효율을 갖는다. 앞서와 같이, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고, 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율을 계산하였다. 도 9는 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율 결과를 보여준다.
실시예 25
CYMEL 1133:SVP 651=40:100의 중량 비를 사용한다는 점을 제외하고는 실시예 20을 반복하였다. 이산 이외에, 소위 폴리(에틸렌 글리콜) 비스(카복시 메틸) 에테르 (Mn = 250; Sigma-Aldrich로부터 수득)를 반응성 첨가제로서 사용하였다. 본 실시예에 있어서 특히, 반응성 첨가제 (이산):1133의 중량비를 =0.44:1이 되도록 선택하였다. 실시예 1에서와 같이, 용액을 진탕시키고, 전기방사하여 (26kV, 4-인치 팁에서 수집기까지의 간격) 비코루게이팅된 셀룰로스 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 3개 샘플을 각각 1, 2 및 5 분 동안 비코루게이팅된 기재상에 미세 섬유를 증착시킴으로써 수득하였다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 상의 섬유 형태를 SEM에 의해 분석하였다. 이어서, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고 샘플을 SEM에 의해 재-분석하였다. 도 7은 에탄올 침지 전 및 후 샘플에 대한 SEM 이미지를 보여준다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 92.9%의 초기 LEFS 효율을 갖는다. 앞서와 같이, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고, 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율을 계산하였다. 도 9는 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율 결과를 보여준다.
실시예 26
반응성 첨가제를 첨가하지 않는다는 점을 제외하고는 실시예 25를 반복하였다. CYMEL 1133:SVP 651=40:100의 중량 비를 사용하였다. 1분 (min) 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 94.9%의 초기 LEFS 효율을 갖는다. 앞서와 같이, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고, 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율을 계산하였다. 도 9는 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율 결과를 보여준다.
실시예 27
폴리(4-비닐 피리딘) 수지 ("P4VP") 용액을, 190 프루프 에탄올/물 혼합물 (90:10 중량 비) 중에 폴리머 (8%)를 용해시킴으로써 제조하였다. 사용된 호모폴리머 (P4VP)는 약 200,000의 점도 평균 분자량을 갖는다 (Scientific Polymer). 이 용액에 멜라민-포름알데히드 가교제 (INEOS Melamines Inc.로부터 수득된 RESIMENE HM2608, "ME")를 약 80:100 중량부의 수지:폴리머 함량의 양으로 첨가하였다. 추가적으로, 이 용액에 파라-톨루엔 설폰산 (폴리머 고형물을 기준으로 하여 7중량%)을 첨가하였다. 실시예 5 및 10에 기술된 플루오르화된 디올 (PF-7002)을 반응성 첨가제로서 사용하였다. 본 실시예에 있어서 특히, 반응성 첨가제 (PF7002):2608의 중량비를 =0.5:1이 되도록 선택하였다. 실시예 25에서와 같이, 용액을 진탕시키고, 전기방사하여 (25kV, 4-인치 팁에서 수집기까지의 간격) 비코루게이팅된 셀룰로스 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 3개 샘플을 각각 1, 2 및 5 분 동안 비코루게이팅된 기재상에 미세 섬유를 증착시킴으로써 수득하고 140℃ 오븐에서 10분 동안 후속 처리였다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 상의 섬유 형태를 SEM에 의해 분석하였다. 이어서, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고 샘플을 SEM에 의해 재-분석하였다. 도 8은 에탄올 침지 전 및 후 샘플에 대한 SEM 이미지를 보여준다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 87.6%의 초기 LEFS 효율을 갖는다. 앞서와 같이, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고, 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율을 계산하였다. 도 9는 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율 결과를 보여준다.
실시예 28
(PF-7002):1133=0.12:1의 중량비를 이용한다는 점을 제외하고는 실시예 12를 반복하였다. 비코루게이팅된 기재 상의 미세 섬유의 접촉 각 (FTA 100을 사용하여 측정됨)을 측정하였다. 표 2가 결과를 보여준다.
실시예 29
시트르산을 반응성 첨가제로서 선택한다는 점을 제외하고는 실시예 28을 반복하였다. 시트르산:1133=0.1:1의 중량비를 선택하였다. 비코루게이팅된 기재 상의 미세 섬유의 접촉 각을 측정하였다. 표 2가 결과를 보여준다.
실시예 30-32
본 실시예에 선택된 반응성 첨가제가 비스페놀 A (BPA) 및 글루타르산 (GA)이라는 점을 제외하고는 실시예 27을 반복하였다. BPA:P4VP의 중량 비는 각각 0.2:1 (실시예 30), 0.4:1 (실시예 31), 및 0.6:1 (실시예 32)로서 선택하였다. 각각의 실시예에 있어서, 나머지 반응성 첨가제 (글루타르산 또는 GA)의 양은 BPA:GA =1:1의 몰 비가 되도록 선택하였다. 샘플을 각 실시예에 대해 1분 동안 비코루게이팅된 기재상에 미세 섬유를 증착시킴으로써 수득하고 140℃ 오븐에서 10분 동안 후속 처리였다. 미세 섬유 층을 갖는 매체 상의 섬유 형태를 SEM에 의해 분석하였다. 실시예 31에 상응하는 대표적인 이미지는 도 10에 도시되어 있다. 섬유 산출량 및 재질은 첨가제 반응에 의해 영향을 받지 않는 것으로 보인다.
실시예 33
사용된 폴리머가 SVP 651이며, 9% 고형물 (폴리머) 농도가 사용된다는 점을 제외하고는 실시예 30을 반복하였다. 실시예 33에서, BPA:651=0.2:1의 중량비를 사용하였다. 실시예에 있어서, 기타 반응성 첨가제 (글루타르산 또는 GA)의 양을 BPA:GA의 몰비가 1:1이 되도록 선택하였다. 또한, 더 높은 작동 전압 (31kV, 4인치 팁에서 수집기까지의 간격)을 이용하였다. 샘플을 1분 동안 비코루게이팅된 기재상에 미세 섬유를 증착시킴으로써 수득하고 140℃ 오븐에서 10분 동안 후속 처리였다. 미세 섬유 층을 갖는 매체 상의 섬유 형태를 SEM에 의해 분석하였다. 섬유 산출량 및 재질은 첨가제 반응에 의해 영향을 받지 않는 것으로 보인다.
실시예 34
실시예 34를 임의의 수지상 알데히드를 사용하지 않은 채 반복하였다. 본 실시예에 대해 선택된 반응성 첨가제는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 PF-7002이었다. 비스페놀 A 디글리시딜 에테르:P4VP=1:1 및 PF-7002:비스페놀 A 디글리시딜 에테르=0.5:1의 중량비를 이용하였다. 추가적으로 이 용액에 파라-톨루엔 설폰산 (폴리머 고형물을 기준으로 하여 7중량%)을 첨가하였다. 실시예 27에서와 같이, 용액을 진탕시키고, 전기방사하여 (25kV, 4-인치 팁에서 수집기까지의 간격) 비코루게이팅된 셀룰로스 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 샘플을 1분 동안 비코루게이팅된 기재상에 미세 섬유를 증착시킴으로써 수득하고 140℃ 오븐에서 10분 동안 후속 처리였다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 상의 섬유 형태를 SEM에 의해 분석하였다. 이어서, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고 샘플을 SEM에 의해 재-분석하였다. 도 10은 에탄올 침지 전 및 후 샘플에 대한 SEM 이미지를 보여준다. 1분 동안 증착된 미세 섬유 층을 갖는 매체 층은 80%의 초기 LEFS 효율을 갖는다. 앞서와 같이, 샘플을 에탄올 침지 평가로 처리하고, 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율을 계산하였다. 도 9는 유지된 원래의 미세 섬유 층 효율 층 결과 %를 보여준다.
실시예 35-38
나일론 코폴리머 수지 (실시예 1-5에 이미 기술된 SVP 651) 용액을, 알콜 (에탄올, 190 프루프)중에 폴리머를 용해시키고 60℃로 가열하여 9% 고형물 용액을 생성함으로써 제조하였다. 냉각 후, 이 용액에 멜라민-포름알데히드 수지 (즉, 가교제) (Cytec Industries of West Paterson (NJ)로부터 수득된 CYMEL 1133)를 첨가하였다. 멜라민-포름알데히드 수지 대 나일론의 중량 비는 40:100 중량 부이다 (실시예 1). 추가적으로, 이 용액에 파라-톨루엔 설폰산 (폴리머 고형물을 기준으로 7%)을 첨가하였다. 용액을 진탕시킨 후 전기방사하여 여과 기재 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 또 다른 한 용액 (실시예 36)을 제조하되, CYMEL 1133 이외에, 반응성 첨가제 퍼플루오로옥틸 트리에톡시 실란 (PFOTS) (Aldrich Chemicals로부터 구입)을 반응성 첨가제 (PFOTS)):1133 = 0.5:1 (또는 SVP651:PFOTS=1:0.2 중량)의 중량 비가 되도록 상기 용액에 첨가하였다. 용액을 균질하게 될 때까지 진탕시킨 후 미세 섬유 층을 2분 동안 수적 장치를 사용하여 비코루게이팅된 셀룰로스 매체 (셀룰로스 기재 LEFS = 19.5%) 상에 적층시켰다. 본 실시예에 있어서, 30 kV의 전압을 사용하여 방사기로부터 4인치 간격으로 기재 물질 상에 미세 섬유 층을 형성시켰다. 또한, 미세 섬유를 5분 동안 폴리에스테르 스펀본드 (평균 편량 = 120gm/m2) 상에 적층시켰다. 모든 샘플을 140℃에서 10분 동안 열 처리하여 SVP 651과 1133 (첨가제 1) 및 반응성 첨가제 2간의 가교를 촉진시켰다. 미세 섬유 층을 갖는 매체 층 (비코루게이팅된 셀룰로스)는 각각 실시예 35 및 36에 해당되는 70% 및 81%의 초기 (3개 샘플의 평균) LEFS 효율을 갖는다. 또한, 각각에 있어서 3개의 4-인치 원형 샘플을 평가 절차에 기술된 에탄올 침지 평가로 처리하고, 24시간 공기 건조시킨 후 LEFS를 측정하였다. 도 12는 에탄올 침지 후 유지된 원래 미세 섬유 층의 백분율을 보여준다 (실시예 단락의 처음에 규정됨). 실시예 37에 있어서, 첨가제 (1133 또는 PFOTS)를 첨가하지 않았으며, 즉, 대조군 용액 소위 나일론 SVP651/에탄올 용액 (9 중량%)이다. 실시예 38에 있어서, 단지 PFOTS를 첨가하였다 (SVP651:PFOTS = 1:0.2 중량). 미세 섬유 층을 갖는 매체 층 (비코루게이팅된 셀룰로스)는 각각 실시예 37 및 38에 해당하는 69% 및 72%의 초기 (3개 샘플의 평균) LEFS 효율을 갖는다. 발오성 특징에 대한 평가 이외에, 실시예 35-38에 있어서 미세 섬유를 5분 동안 폴리에스테르 스펀본드 (평균 편량 = 120 gm/m2) 상에 적층시켰다. 모든 샘플을 140℃에서 10분 동안 열 처리하였다.
결과
결과: 미세 섬유의 부피 특성
실시예 1-28에서 생성된 미세 섬유 샘플은 10 미크론 (μm) 이하의 평균 섬유 직경을 갖는다. 전형적으로, 이들은 주사 전자 현미경 (SEM)에 의해 측정시 200 나노미터 (nm) 내지 400 nm 범위의 평균 섬유 직경을 지닌다. 일부 샘플을 섬유 형태, 입자 포획 효율 (LEFS -- 0.8μm 라텍스 입자에 대한 입자 포집 효율, ASTM 표준 F1215-89에 따라 20ft/min에서 벤치 작동), 에탄올 침지 저항성, 및 열 또는 기재 탈기 저항성에 대해 평가하였다.
섬유 형태
본 기재 내용의 미세 섬유의 핵심이 되는 특징은, 반응성 첨가제 조성물이 사용된 폴리머의 섬유 형성 특성에 어떠한 악영향도 미치지 않는다는 점이다. 도 1은, 실시예 1의 섬유 (1133:폴리아미드 651 = 0.4:1) 및 실시예 5의 섬유 (1133:폴리아미드 651=0.4:1 및 PF-7002:1133=0.5:1)의 SEM 이미지를 비교하였다. 두 섬유 층 모두는 동일한 기재 물질 상에 형성되었다. 상기 두 섬유 모두 분명히 생성되었으며, 생성된 섬유의 직경도 매우 유사하였다. 반응성 첨가제 조성물 (플루오르화된 디올, 즉 본 실시예에서 PF-7002)이 폴리머 (본 실시예에 있어서 나일론)의 섬유 형성 능력에 악영향을 미치지 않는다는 것은, 입자 포집 효율에도 거의 영향을 미치지 않을 것임을 암시한다. 도 2 및 도 3은 미세 섬유 형성 능력이 반응성 첨가제 조성물의 첨가에 의해 방해받지 않는다는 주장을 확인시켜준다.
반응성 첨가제가 습윤 행동에 미치는 영향
본 기법은 미세 섬유를 변형시킴으로써 수분에 대한 노출시 미세 섬유 행동을 적절하게 제어하는 것을 허용한다. 실시예 13-16에서, PF7002 플루오르화된 디올은 첨가제로서 선택되었다. 물방물은 비코루게이팅된 셀룰로스 기재 상에 증착된 미세 섬유의 표면 상에 부드럽게 증착되며 침지 전 및 후의 샘플 모두에 대해 그 행동을 모니터링하였다. 표 1은 소적 행동을 기술한다. 이로부터 하기를 알 수 있다: (i) 이제 미세 섬유 표면은 PF-7002 중의 매달린 플루오로 기로 인해 더욱 소수성이다; (ii) 반응성 첨가제 (이러한 경우 PF-7002)는 알콜 침지가 반응성 첨가제를 세척 제거하지 않기 때문에 1133과 반응하였다.
표 1: 다양한 샘플 상에서의 물방울 행동
샘플 침지 전 물방울 행동 에탄올 침지 후 샘플 상의 물방울 행동
실시예 1 위킹되지 않음; 1분 후 매우 매우 서서히 위킹되기 시작함; 15분 후 더 이상 위킹되지 않으면 물방울이 평평해짐 약 30초 후 매우 서서히 위킹됨; 15분 후 여전히 위킹됨
실시예 6 서서히 위킹됨; 1분 후 빠르게 위킹되기 시작함; 15분 후 물이 위킹되며 표면 상에서 건조됨 약 1분 후 서서히 위킹됨; 15분 후 완전히 위킹되고 표면 상에서 건조됨
실시예 15 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름
실시예 5 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름
실시예 16 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름
실시예 10 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름 위킹되지 않으며; 물방물이 시트상에 머무름
실시예 29에서, 시트르산을 첨가제로서 선택하였다. 본 발명자들은 입체적 이유로 시트르산 중의 작용기 모두 (COOH 및 OH)가 1133 중의 알콕시기와 반응할 것으로 예상하였다. 비반응된 COOH 및 OH 기의 존재는 이론상 접촉 각을 저하시킨다.
표 2: 다양한 샘플 상의 접촉 각
샘플 접촉 각
실시예 11 88
실시예 28 110.7
실시예 29 79.7
미세 섬유 표면 화학작용은 사용된 반응성 첨가제의 유형에 따라 분명히 변형될 수 있다.
반응성 첨가제가 소유성 행동에 미치는 영향
본 기법은 또한 발오성과 관련하여 미세 섬유의 표면 행동을 제어하게 한다. 이를 위해, 미국 섬유 화학 염색자 협회 (AATCC) (118-1989)에 의해 규정된 평가 기준을 이용하였다. 폴리에스테르 스펀본드 기재 상에 실시예 35-38에서 제조된 미세 섬유 샘플을 발오성에 대해 검사하였다. 도 13은 30초 후의 유적을 보여준다 (왼쪽부터 오른쪽으로, 케이돈, 케이돈/헥사데칸, 헥사데칸, 테트라데칸 및 도데칸). 육안으로 명확히 확인하기 위해, 단지 1 방울을 각 복합 매체 상에 위치시켰다. 분명하게는, 반응성 첨가제 (PFOTS)의 존재 및 반응이 발오성 번호 5를 유도하였다 (실시예 36). 첨가제의 부재하에서 (실시예 35), 발오성 행동은 관찰되지 않았다. 또한, 반응성 첨가제의 단순한 존재 (실시예 36 vs 실시예 38)는 발오성 특징을 부여하지 않았다. 반응성 첨가제 (PFOTS)의 반응 및 따라서 고정은 도 13에서 관찰되는 바와 같이 발오성 행동을 수득하는데 기여하는 것으로 여겨진다.
반응성 첨가제가 미세 섬유의 TGA에 미치는 영향
다시 방수성과 관련하여, 본 기법은 미세 섬유를 조심스럽게 변형시켜 미세 섬유 온도 행동을 조작가능하게 한다. 도 4는 대조군 샘플 (실시예 6, 반응성 첨가제 비함유), 실시예 7 및 실시예 10에 대한 TGA 그래프를 플로팅하고 비교하였다. 도면에서의 그래프는, TGA에 의해 측정되는 미세 섬유 온도 저항성이 반응성 첨가제의 선택에 따라 증가(비스페놀 A)되거나 감소(플루오르화된 폴리에테르 디올)될 수 있음을 입증한다.
반응성 첨가제가 셀룰로스 기재 상의 미세 섬유의 온도 행동에 미치는 영향
미세 섬유를 그 위에 지닌 코루게이팅된 매체의 샘플 (4" 직경의 3개 샘플)을 평가 절차에 기술된 바와 같은 열 안정성/기재 탈기 저항성에 대해 처리하였다. 초기 TGA 결과를 기반으로 하여, 3개의 히드록실 함유 반응성 첨가제를 선택하여 복합 미세 섬유/셀룰로스 기재의 미립자 효율에 온도가 미치는 영향을 조사하였다. 첨가제 중 둘은 비스페놀 A 및 비스페놀 AF이다. 세 번째는 Clariant로부터 획득한 페놀 항산화제 Hostanox 03이다. 도 5는 (Δ(LEFS) = (LEFS)T-(LEFS)ini)의 항으로 보고된 효율의 저하를 비교하였다. 미세 섬유 온도 행동은 1133과 적당하게 선택된 반응성 첨가제 간의 반응에 의해 제공된 보호에 의해 현격하게 증대하였다.
기타 작용기를 갖는 반응성 첨가제
지금까지의 대부분의 논의는 주로 히드록실기를 갖는 반응성 첨가제 (시트르산 제외)에 관한 것이다. 본 기법은 멜라민 포름알데히드 (또는 기타 가교제 예컨대, 우레아 기반 또는 벤조구아나민 기반 가교제 등) 중의 알콕시기와 반응할 수 있는 작용기를 갖는 반응성 첨가제에 대해 유효하다. 실시예 24 및 25는 2개의 이러한 작용기 즉, 실시예 24에서의 글리시딜 에테르 및 실시예 25에서의 카복실산을 나타낸다. 도 6은 실시예 24 (1133:폴리아미드 651=0.6:1 및 비스페놀 A 디글리시딜 에테르:1133=0.3:1)에 대한 에탄올 침지 전 및 후의 섬유 형태의 SEM 이미지를 보여준다. 도 7은 실시예 25 (1133:폴리아미드 651=0.46:1 및 폴리(에틸렌 글리콜) 비스(카복시 메틸) 에테르:1133=0.44:1)에 대한 에탄올 침지 전 및 후의 섬유 형태의 SEM 이미지를 보여준다. 도 8은 실시예 26 (2608:폴리(4-비닐 피리딘)=0.8:1 및 PF-7002:2608=0.5:1)에 대한 에탄올 침지 전 및 후의 섬유 형태의 SEM 이미지를 보여준다. 도 10은 실시예 31 (BPA:폴리(4-비닐 피리딘)=0.8:1 및 글루타르산:BPA(몰)=1:1)에 대한 미세 섬유 형태의 SEM 이미지를 보여준다. 도 11은 실시예 34 (비스페놀 A 디글리시딜 에테르:폴리(4-비닐 피리딘)=1:1 및 PF-7002:비스페놀 A 디글리시딜 에테르=0.5:1)에 대한 에탄올 침지 전 및 후의 섬유 형태의 SEM 이미지를 보여준다. 모든 경우에, 섬유 층을 동일한 기재 물질 (비코루게이팅된 셀룰로스 기재) 상에 형성시켰다. 분명하게는, 섬유 형성 및 생성 섬유 직경 모두가 도 1과 매우 유사하였다. 반응성 첨가제 중 하나로서의 디올 (도 6, 7, 10 및 11) 및 반응성 알콕시기 (도 10 및 11) 이외의 기타 작용기가 폴리머의 섬유 형성 능력에 악영향을 미치지 않는다는 점은 입자 포집 효율 또한 대부분 영향을 받지 않을 것임을 암시한다. 도 9는 실시예 24-27 및 실시예 34에 대한 에탄올 침지 후 유지된 원래의 미세 섬유 층 %를 플롯팅한다.
본원에 인용된 특허, 특허 문헌 및 간행물의 전체 기재 내용들은, 각각이 별도로 포함되는 것처럼 전체가 참조로 포함되어 있다. 본 기재 내용에 대한 다양한 변형 및 대안이 본 기재 내용의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 자명할 것이다. 본 기재 내용이 본원에 제시된 예시적 구체예 및 실시예로 과도하게 제한하고자 한 것이 아니며, 이러한 실시예 및 구체예는 단지 예로서 제시되며, 본 기재 내용의 범주는 하기 본원에 제시된 청구범위에 의해서만 제한되는 것으로 의도됨을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
    서로에 대해 반응성이며 선택적으로, 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
    복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시키는 단계를 포함하여 미세 섬유를 제조하는 방법으로서,
    단:
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
    섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아닌 방법.
  2. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
    서로에 대해 반응성이며 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
    복수의 미세 섬유를 형성하기에 효과적인 조건하에서 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시키는 단계를 포함하여 미세 섬유를 제조하는 방법으로서,
    단:
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 조합 단계가 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합 및 선택적으로, 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하는 것을 포함하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 조합 단계 후에, 적어도 2개의 반응성 첨가제 간의 공유 결합 및 선택적으로 반응성 첨가제 중 적어도 하나와 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나 간의 공유 결합을 형성하기에 효과적인 조건으로 미세 섬유를 처리하는 것을 포함하는 방법.
  5. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
    서로에 대해 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계로서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성인 단계; 및
    적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
    단:
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
    섬유-형성 폴리머가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아닌 미세 섬유.
  6. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
    서로에 대해 반응성인 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계로서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성인 단계; 및
    적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
    단:
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 미세 섬유.
  7. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
    서로에 대해 반응성이나 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성이지 않은 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
    적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
    단:
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3 또는 그 초과의 작용성이며;
    섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나가 폴리아미드인 경우, 반응성 첨가제는 폴리아미드가 아닌 미세 섬유.
  8. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 제공하는 단계;
    서로에 대해 반응성이나 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머에 대해 반응성이지 않은 적어도 2개의 반응성 첨가제를 제공하는 단계; 및
    적어도 하나의 섬유-형성 폴리머와 적어도 2개의 반응성 첨가제를 조합시켜 복수의 미세 섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 미세 섬유로서,
    단:
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아니며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나가 3 또는 그 초과의 작용성이며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 3000 달톤 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 미세 섬유.
  9. 제 8항에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 표면-이동제인 미세 섬유.
  10. 제 9항에 있어서, 표면-이동제가 또한 가교제인 미세 섬유.
  11. 제 10항에 있어서, 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머의 적어도 일부가 표면-이동 가교제에 의해 가교된 미세 섬유.
  12. 제 11항에 있어서, 적어도 하나의 표면-이동 가교제가 수지상 알데히드 조성물인 미세 섬유.
  13. 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머;
    서로 공유적으로 결합하고 선택적으로, 섬유-형성 폴리머와 공유적으로 결합된 적어도 2개의 반응성 첨가제를 포함하는 미세 섬유로서,
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 자기-축합되며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는, 이러한 반응성 첨가제가 없는 미세 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키며;
    반응성 첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아닌 미세 섬유.
  14. 제 13항에 있어서, 반응성 첨가제 중 적어도 하나가 섬유-형성 폴리머 중 적어도 하나에 공유적으로 결합된 미세 섬유.
  15. 코어 상 및 코팅 상을 포함하는 미세 섬유로서,
    코어 상은 적어도 하나의 섬유-형성 폴리머를 포함하며, 코팅 상은 적어도 하나의 표면-이동제를 포함하며;
    섬유는 적어도, 표면-이동제에 공유적으로 결합되고 선택적으로, 섬유-형성 폴리머에 공유적으로 결합되는 제 2 첨가제로서, 이러한 첨가제가 없는 섬유와 비교하여 미세 섬유의 적어도 하나의 특성을 향상시키는 제 2 첨가제를 포함하며;
    적어도 하나의 섬유-형성 폴리머 중 적어도 일부는 표면-이동제 및 제 2 첨가제 중 적어도 하나에 의해 가교되며;
    첨가제 중 적어도 하나는 수지상 알데히드 조성물이 아닌 미세 섬유.
  16. 제 15항에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 표면 특성인 미세 섬유.
  17. 제 15항에 있어서, 적어도 하나의 특성이 각 섬유의 부피 특성인 미세 섬유.
  18. 제 15항에 있어서, 적어도 하나의 특성이 소수성, 친수성, 소유성 (oleophobicity), 친유성 (oleophilicity), 열 안정성, 화학적 안정성, 섬유간 접착성, 기재에 대한 접착성, 정전기 방지성, 전도성, 염색 저항성, 방수성 및/또는 방유성 (oleo resistance), 진동 감쇠성 (vibration damping), 음향 감쇠성 (acoustic damping) 및 이의 조합으로부터 선택되는 미세 섬유.
  19. 기재 상에 배치된 제 15항의 복수의 미세 섬유를 포함하는 층과 여과 기재를 포함하는 필터 매체.
  20. 제 19항의 필터 매체를 포함하는 필터 요소.
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