KR20200047663A - 조절 가능한 고체 부피 분율을 갖는 나노 웹 - Google Patents

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KR20200047663A
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키키 왕
레이 리아오
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    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles

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Abstract

본 명세서에서 나노섬유 구조, 및 그것을 제조 및 사용하는 방법이 개시된다. 일부 실시예에서, 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트가 제공되며, 여기서 나노섬유는 약 10-900㎚의 평균 직경을 갖고; 지지 요소는 나노섬유의 두께보다 작거나, 대략 같거나, 더 큰 평균 두께를 가지고; 시트는 지지 요소의 평균 두께의 약 75% 내지 150%인 평균 두께를 갖고; 나노섬유의 총 부피는 다공성 시트의 총 부피의 약 20% 미만이고; 및/또는 지지 구조체의 총 부피는 다공성 시트의 총 부피의 약 50% 미만이다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 섹션을 포함하는 다층 구조체가 제공되며, 여기서 각각의 섹션은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 다공성 시트를 독립적으로 포함한다.

Description

조절 가능한 고체 부피 분율을 갖는 나노 웹
종래의 나노섬유 웹(web) 구조는 일반적으로 매우 약하며, 스펀본디드(spunbonded) 부직포 재료, 섬유-유리 매트 등과 같은 응용 사용을 위해 다른 섬유 매체에 의해 지지될 필요가 있다.
섬유질 매체에 나노섬유 웹을 영구적으로 고정시키기 위해, 캘린더링(calendering)과 같은 웹 형성 프로세스가 종종 사용된다. 도 1a-1b는 섬유질 매체(104)의 상부(또는 하부 표면) 상에(도 1a) 또는 섬유질 매체(104) 사이에(도 1b) 위치된 본딩되지 않은 나노섬유 웹(102)이 사전 결정된 압력 및/또는 온도에서 서로에 대해 가압되는 2 개의 대향 롤(106a, 106b)의 닙(nip)을 통과하는 캘린더링 프로세스의 예를 도시한다.
예를 들어, 도 1a-1b에 도시된 캘린더링 프로세스는 전체 구조체를 압축하여, 나노섬유 웹(102)의 고체 부피 분율(solid volume fraction)을 증가시킬 것이다. 나노섬유 웹(102)의 고체 부피 분율은 전체 구조체의 부피에 대한 나노섬유의 부피의 비로 정의될 수 있다. 도 2a-2b는 캘린더링 전에 제 1 고체 부피 분율(SV1)을 갖는 나노섬유 웹(102)의 분해도(도 2a), 및 캘린더링 후 제 2 부피 분율(SV2)을 갖는 결과적인 나노섬유 웹(102)의 분해도(도 2b)를 제공하며, 여기서 SV1은 SV2보다 작다.
고체 부피 분율은 나노섬유 웹 구조체의 성능/기능을 판정하는데 있어서 중요한 요소 중 하나이다. 그러나, 종래의 나노섬유 웹 구조체는 나노섬유 웹의 고체 부피 분율의 정확한 제어를 허용하지 않는다.
본 개시물은 섬유 직경, 평량(basis weight), 고체 부피 분율 등과 같은, 구조체의 하나 이상의 특성이 제어 가능한 새로운 나노섬유 웹 구조체 및 그것을 제조 및 사용하는 방법을 제공한다.
이에 따라, 일 실시예에서, 본 명세서에서 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트가 제공되며, 여기서, 나노섬유는 약 10-900㎚의 평균 직경을 갖고; 지지 요소는 나노섬유의 두께보다 작거나, 대략 같거나, 더 큰 평균 두께를 갖고; 시트는 지지 요소의 평균 두께의 약 75% 내지 150%인 평균 두께를 갖고; 나노섬유의 총 부피는 다공성 시트의 총 부피의 약 20% 미만이고; 및/또는 지지 구조체의 총 부피는 다공성 시트의 총 부피의 약 50% 미만이다.
일부 실시예에서, 다공성 시트의 총 부피의 적어도 약 30%는 비어 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유의 적어도 85%는 시트의 일 표면에 시트의 반대 표면보다 더 가깝게 존재한다.
일부 실시예에서, 나노섬유는 인접하고 평행한 지지 요소 사이에 실질적으로 균일하게 분포되지 않는다.
일부 실시예에서, 나노섬유는 전기 방사(electrospinning), 멜트 블로잉(melt blowing), 가스 블로잉(gas blowing), 포스 스피닝(force spinning) 및 이들의 조합으로부터 선택된 방법에 의해 준비된다.
일부 실시예에서, 나노섬유는 지지 구조체의 한 측면 상에 배치된다.
일부 실시예에서, 지지 구조체는 메쉬 형상을 갖는다. 일부 실시예에서, 메쉬 내의 평행한 지지 요소들은 지지 요소의 두께의 적어도 약 1 배인 평균 거리를 갖는다.
일부 실시예에서, 각각의 지지 요소는 원, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴, 육각형, 팔각형, 불규칙한 형상 또는 이들의 조합으로부터 선택된 형상을 독립적으로 형성한다.
또한, 일 실시예에서, 복수의 제 1 기공을 포함하는 메쉬 구조체 및 메쉬 구조체와 접촉하는 중합체성 나노섬유 웹을 포함하는 다공성 시트가 제공되며, 여기서, 중합체성 나노섬유 웹은 복수의 제 2 기공을 포함하고, 나노섬유 웹의 적어도 일부는 메쉬 구조체의 제 1 복수의 기공 내에 위치된다.
일부 실시예에서, 메쉬 구조체는 복수의 제 1 기공을 형성하는 복수의 상호 연결된 지지 요소를 포함한다.
일부 실시예에서, 지지 요소는 금속 재료, 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 섬유 재료 또는 이들의 조합으로 구성된다.
일부 실시예에서, 지지 요소는 약 30㎛ 내지 약 3㎜ 범위의 평균 직경을 갖는다.
일부 실시예에서, 메쉬 구조체는 메쉬 구조체의 두께의 적어도 1 배인 평균 기공 크기를 갖는다. 일부 실시예에서, 메쉬 구조체의 평균 기공 크기는 약 0.01㎟ 내지 약 100㎠의 범위이다.
일부 실시예에서, 복수의 제 1 기공의 각각의 기공은 원형, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴, 육각형, 팔각형 및 불규칙한 형상으로부터 선택된 형상을 갖는다.
일부 실시예에서, 나노섬유 웹은 복수의 제 2 기공을 형성하는 복수의 상호 연결된 중합체성 나노섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 나노섬유 웹은 메쉬 구조체의 평균 기공 크기보다 작은 평균 기공 크기를 갖는다.
일부 실시예에서, 중합체 나노섬유는 약 10 내지 900㎚의 평균 직경을 포함한다.
일부 실시예에서, 중합체성 나노섬유 중 일부는 하나 이상의 극성 작용기(functional group)를 포함한다.
일부 실시예에서, 중합체성 나노섬유는 나일론, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리락트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리-아라미드, 폴리(페닐렌설파이드), 폴리-페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시예에서, 나노섬유 웹은 20% 미만의 고체 부피 분율을 포함한다.
일부 실시예에서, 다공성 시트는 약 30㎛ 내지 6㎜ 범위의 두께를 갖는다.
또한, 일 실시예에서, 본 명세서에 기술된 하나 이상의 다공성 시트를 포함하는 장치가 제공된다. 일부 실시예에서, 이 장치는 본 명세서에 기재된, 적어도 2개의 다공성 시트를 포함한다.
또한, 일 실시예에서, 표면을 갖는 기판, 및 기판의 표면 상에 위치하는 본명세서에에 기재된, 하나 이상의 다공성 시트를 포함하는 장치가 제공된다.
또한, 일 실시예에서, 다공성 시트를 형성하는 방법이 제공되며, 이 방법은 복수의 나노섬유를 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서, 나노섬유는 평균 직경이 약 10-900㎚이고; 지지 요소는 나노섬유의 두께의 적어도 약 1 배의 평균 두께를 가지며; 시트는 지지 요소의 평균 두께의 약 75% 내지 150%인 평균 두께를 갖고; 나노섬유의 총 부피는 약 20% 미만이고; 및/또는 지지 구조체의 총 부피는 다공성 시트의 총 부피의 약 50%미만이다.
일부 실시예에서, 이 방법은 전기 방사, 멜트 블로잉, 가스 블로잉, 포스 스피닝 및 이들의 조합을 통해 복수의 나노섬유를 형성하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 구조체는 메쉬 형상을 갖는다.
또한, 일 실시예에서, 하나 이상의 영역을 포함하는 다층 다공성 구조체가 제공되며, 각각의 영역은 서로에 대해 수직으로 배열된 복수의 층 및 상기 층 충 적어도 하나의 층의 다공성 재료의 적어도 일부 내에 배치된 복수의 나노섬유를 포함한다. 각 층은 층의 총 부피의 약 50% 미만인 총 부피를 갖는 다공성 재료를 포함한다. 또한, 나노섬유를 포함하는 각각의 층에 대해, 나노섬유의 총 부피는 층의 총 부피의 약 20% 미만이다.
일부 실시예에서, 다층 다공성 구조체의 각 층의 다공성 재료는 기공을 포함하고, 각각의 기공은 원, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴, 육각형, 팔각형, 및 불규칙한 모양 중 선택된 형상을 독립적으로 갖는다.
일부 실시예에서, 다층 다공성 구조체의 적어도 하나의 층은 나노섬유를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 다층 다공성 구조체는 서로에 대해 수평으로 배열된 복수의 영역을 포함한다.
일부 실시예에서, 다층 다공성 구조체의 각 층의 다공성 재료는 직물 또는 부직포 재료로 독립적으로 구성된다.
일부 실시예에서, 다층 다공성 구조체의 층 중 적어도 하나의 층의 다공성 재료는 부직포 재료로 구성된다. 일부 실시예에서, 부직포 재료는 스펀 본딩(spun bonding), 멜트 블로잉(melt blowing), 니들 펀칭(needle punching), 에어 레이잉(air-laying), 스펀레이싱(spunlacing) 및 이들의 조합 중 선택된 방법에 의해 준비된다.
본 발명의 예시적이고 비 제한적인 실시예는 첨부 도면을 참조함으로써 보다 쉽게 이해 될 수 있다.
도 1a-1b는 나노섬유 웹 구조를 형성하기 위한 캘린더링과 같은 압축 프로세스의 개략도를 도시한다.
도 2a-2b는 캘린더링 전 제 1 고체 부피 분율(SV1)을 갖는 나노섬유 웹(도 2a) 및 캘린더링 후 제 2 부피 분율(SV2)을 갖는 나노섬유 웹의 단면도(도 2a)를 도시하며, 여기서 SV1은 SV2보다 작다.
도 3은 일 실시예에 따른 나노섬유 웹 구조의 등각도를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른, 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트의 측 단면도를 도시한다.
도 5a-5h는 본 명세서에 기술된 바와 같이 다공성 시트의 기공이 취할 수 있는 예시적인 단면 형상을 도시한다.
도 6a는 일 실시예에 따른, 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트의 평면도를 도시하고, 여기서 지지 구조체는 메쉬이다. 도 6b는 도 6a의 다공성 시트의 단일 기공의 평면도를 도시하고, 도 6c-6d는 단일 기공의 단면도를 도시한다. 도 6e는 추가로 도 6a의 다공성 시트가 본 명세서에 기술된 압축 프로세스(예를 들어, 캘린더링)를 거친 후 단일 기공의 단면도를 제공한다. 복수의 나노섬유는 도 6a 내지 도 6e에서 명확성을 위해 생략되었다.
도 6f는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트의 평면도를 도시하며, 여기서 지지 구조체는 일 실시예에 따른 직물 구조체이다. 도 6g는 도 6f의 다공성 시트의 단일 기공의 평면도를 도시하고, 도 6h-6i는 단일 기공의 단면도를 도시한다. 도 6j는 추가로 도 6f의 다공성 시트가 본원에 기술된 압축 프로세스(예를 들어, 캘린더링)를 거친 후 단일 기공의 단면도를 제공한다. 복수의 나노섬유는 도 6f-6j에서 명확성을 위해 생략되어 있다.
도 7a 내지 도 7c는 일부 실시예에 따른, 본 명세서에 기술된 다공성 시트의 기공 내의 다양한 나노섬유 분포의 단면도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8b는 일부 실시예에 따른, 본 명세서에 기술된, 적어도 3 개의 수직으로 배열/배향된 다공성 시트를 포함하는 다층 구조의 단면도를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 기판의 표면과 접촉하는 다공성 구조체의 단면도를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 4 개의 수직으로 배열/배향된 다공성 층을 포함하는 다층 구조의 단면도를 도시한다.
도 11은 하나의 실시예에 따라, 본 명세서에 기술된, 적어도 2 개의 수평으로 배열/배향된 섹션을 포함하는 다층 구조의 단면도를 도시하고, 여기서 각각의 섹션은 적어도 2 개의 수직으로 배열/배향된 다공성 층을 포함한다.
도 12는 일 실시예에 따른, 본 명세서에 기술된 다공성 시트를 형성하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13a-13b는 일 실시예에 따른 압축 프로세스(예컨대, 캘린더링) 전후 각각의 다공성 시트의 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유의 단면도를 도시한다.
본 발명은 새로운 나노섬유 웹 구조체 뿐만 아니라 이를 제조 및 사용하는 방법을 제공한다. 섬유 직경, 평량, 고체 부피 분율 등과 같은, 이러한 새로운 나노섬유 웹 구조의 하나 이상의 특성은 현 기술에서는 존재하지 않는 정도까지 독립적으로 제어될 수 있어, 원하는 성능/기능을 포함하는 구조체의 형성을 가능하게 해준다.
나노섬유 웹의 고체 부피 분율(SVF)의 정의는, 예를 들어, 도 3을 참조하여 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 구조체(302) 및 그것과 접촉하는 복수의 나노섬유(304)를 도시한다. 복수의 나노섬유(304)는 본 명세서에서, 일부 실시예에서, 통칭하여 나노섬유 웹이라 지칭될 수 있다. 복수의 나노섬유(304)의 SVF는 다음과 같이 정의될 수 있다:
SVF = Σ 나노섬유(304)의 부피/구조체(302)의 부피.
이제 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따라 다공성 시트(400)의 측 단면도가 도시되어있다. 다공성 시트(400) 또는 그 구성요소/특징은 다른 실시예 및 도면을 참조하여 설명된 것과 같은, 본 명세서에 기술된 다른 장치/기능/구성요소와 조합하여 또는 그 대안으로서 구현될 수 있다. 또한, 다공성 시트(400)는 본 명세서에 기술된 그러한 장치/구성요소/특징을 제조 및/또는 사용하기 위한 임의의 방법으로 이용될 수 있다. 다공성 시트(400)는 또한 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예에서 언급될 수도 있고 또는 언급되지 않을 수도 있는 다양한 응용 및/또는 순열로 사용될 수 있다. 예를 들어, 다공성 시트(400)는 일부 실시예에서 도 4에 도시된 것보다 많거나 적은 특징/구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 다공성 시트(400)는 도 4에 구체적으로 도시된 크기, 형상, 구성요소/특징의 수 등에 제한되지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 다공성 시트(400)는 복수의 지지 요소(406)를 포함하는 지지 구조체(404)와 접촉하는 복수의 나노섬유(402)를 포함한다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 지지 요소(406)의 평균 두께(ts)의 약 75% 내지 약 150%인 평균 두께(tp)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 지지 요소(406)의 평균 두께(ts)의 약 100% 내지 약 150%인 평균 두께(tp)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 지지 요소(406)의 평균 두께(ts)의 약 100%인 평균 두께(tp)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 지지 요소(406)의 평균 두께(ts)의 약 125%인 평균 두께(tp)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 지지 요소(406)의 평균 두께(ts)의 약 150%인 평균 두께(tp)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 약 30㎛ 내지 약 10㎜, 약 50㎛ 내지 약 6㎜, 또는 약 100㎛ 내지 약 2mm 의 범위 내의 평균 두께(tp)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 약 30㎛, 약 50㎛, 약 100㎛, 약 150㎛, 약 200㎛, 약 250㎛, 약 300㎛, 약 350㎛, 약 400㎛, 약 450㎛, 약 500㎛, 약 550㎛, 약 600㎛, 약 650㎛, 약 700㎛, 약 750㎛, 약 800㎛, 약 850㎛, 약 900㎛, 약 950㎛, 약 1㎜, 약 1.5㎜, 약 2㎜, 약 2.5㎜, 약 3㎜, 약 3.5㎜, 약 4㎜, 약 4.5㎜, 약 5㎜, 약 5.5㎜, 약 6㎜, 약 6.5㎜, 약 7㎜, 약 7.5㎜, 약 8㎜, 약 8.5㎜, 약 9㎜, 약 9.5㎜, 및 약 10㎜를 포함하고 이들 중 임의의 두 값 사이의 범위인 평균 두께(tp)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 30% 내지 약 90%는 비어 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)의 총 부피의 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%는 비어 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)의 총 부피의 적어도 약 30%, 적어도 약 60% 또는 적어도 약 90%는 비어 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)의 총 부피의 적어도 약 30%는 비어 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)의 총 부피의 적어도 약 90%는 비어 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 30% 내지 약 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 30% 미만, 약 32% 미만, 약 34% 미만, 약 36% 미만, 약 38% 미만, 약 40% 미만, 약 42% 미만, 약 44% 미만, 약 46%, 약 48% 미만 또는 약 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 30% 미만, 약 40% 미만, 또는 약 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 30% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 40% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 50% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 구조체(404) 및 그 각각의 지지 요소(406)는 직물 또는 부직포 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404) 및 그 각각의 지지 요소(406)는 직물 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체(404) 및 그 각각의 지지 요소(406)는 부직포 재료로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 구조체(404)의 지지 요소(406)는 금속 재료, 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 섬유 재료 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(406)는 각각 독립적으로 실질적으로 원형, 실질적으로 직사각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다(여기서, 상기 단면은 도 4에 도시된 바와 같이 y 축에 수직으로 취해진다). 일부 실시예에서, 지지 요소(406)는 직사각형(도 5a), 삼각형(도 5b), 평행사변형(도 5c), 사다리꼴(도 5d), 육각형(도 5e), 팔각형(도 5f), 원(도 5g), 정사각형(도 5h) 또는 불규칙한 형상(미도시)과 같은 도 5a-5h에 예시된 형상을 각각 독립적으로 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(406) 중 적어도 2 개는 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406) 각각은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(406) 중 적어도 2 개는 서로 상이한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406) 각각은 상이한 형상을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(404)의 지지 요소(406)는 실질적으로 모든 나노섬유(402)가 배치되는 복수의 기공(408)을 형성한다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)보다 작거나, 대략 같거나, 또는 클 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)와 대략 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)의 적어도 1 배일 수 있다.
일부 실시예에서, 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 약 0.1㎜ 내지 약 10㎝, 약 0.3㎜ 내지 약 5㎝, 또는 약 0.5㎜ 내지 약 4㎝의 범위 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 거리(Ds)는 약 0.1mm, 약 0.2mm, 약 0.4mm, 약 0.6mm, 약 0.8mm, 약 1mm, 약 2mm, 약 4mm, 약 6mm, 약 8mm, 약 1cm, 약 2cm, 약 3cm, 약 4cm, 약 5cm, 약 6cm, 약 7cm, 약 8㎝, 약 9㎝ 및 약 10㎝를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 대향하고 인접한 지지 요소(406)는 서로 평행하게 이격될 수 있다. 이는, 예를 들어, 기공(408)이 각각 독립적으로 실질적으로 정사각형, 직사각형, 평행사변형 형상 등을 가질 수 있는 경우에 발생할 수 있다(여기서, 상기 단면은 도 4에 도시된 바와 같이 z-축에 수직으로 취해진다).
일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)보다 작거나, 대략 같거나, 또는 클 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)와 대략 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 지지 구조체(404)의 두께(ts)의 적어도 1 배일 수 있다.
일부 실시예에서, 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 약 0.1㎜ 내지 약 10㎝, 약 0.3㎜ 내지 약 5㎝, 또는 약 0.5㎜ 내지 약 4㎝의 범위 일 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 거리(Ds)는 약 0.1mm, 약 0.2mm, 약 0.4mm, 약 0.6mm, 약 0.8mm, 약 1mm, 약 2mm, 약 4mm, 약 6mm, 약 8mm, 약 1cm, 약 2cm, 약 3cm, 약 4cm, 약 5cm, 약 6cm, 약 7cm, 약 8㎝, 약 9㎝ 및 약 10㎝를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 피치(Ps)(예를 들어, 중심간 거리)는 약 0.1㎜ 내지 약 20㎝, 약 0.3mm 내지 약 10㎝, 또는 약 0.5㎜ 내지 약 6㎝의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 최대 피치(Ps)는 약 0.1, 약 0.2㎜, 약 0.4㎜, 약 0.6㎜, 약 0.8㎜, 약 1mm, 약 2mm, 약 4mm, 약 6mm, 약 8mm, 약 1cm, 약 2cm, 약 3cm, 약 4cm, 약 5cm, 약 6cm, 약 7cm, 약 8cm, 약 9cm 또는 약 10cm, 약 11cm, 약 12cm, 약 13cm, 약 14cm, 약 15cm, 약 16cm, 약 17cm, 약 18cm, 약 19cm 및 약 20cm를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 피치(Ps)(예를 들어, 중심간 거리)는 약 0.1㎜ 내지 약 20㎝, 약 0.3mm 내지 약 10㎝, 또는 약 0.5㎜ 내지 약 6㎝의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406) 사이의 평균 피치(Ps)는 약 0.1, 약 0.2㎜, 약 0.4㎜, 약 0.6㎜, 약 0.8㎜, 약 1mm, 약 2mm, 약 4mm, 약 6mm, 약 8mm, 약 1cm, 약 2cm, 약 3cm, 약 4cm, 약 5cm, 약 6cm, 약 7cm, 약 8cm, 약 9cm 또는 약 10cm, 약 11cm, 약 12cm, 약 13cm, 약 14cm, 약 15cm, 약 16cm, 약 17cm, 약 18cm, 약 19cm 및 약 20cm를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 다수의 반복 가능한 섹션에 의해 형성된 길이(lp)를 가질 수 있으며, 각각의 섹션은 평균 피치(Ps)를 갖는다. 예를 들어, 다공성 시트의 길이(lp)는 Ps의 N 개의 섹션 수와 대략 동일할 수 있는데, 여기서, N은 적어도 1, 적어도 2, 적어도 5, 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25, 적어도 50, 적어도 75, 적어도 100, 적어도 150, 적어도 200, 적어도 250, 적어도 300, 적어도 350, 적어도 400, 적어도 500, 적어도 600, 적어도 700, 적어도 800, 적어도 900, 적어도 1000, 적어도 1200, 적어도 1400, 적어도 1600, 적어도 1800, 적어도 2000, 적어도 2200, 적어도 2400, 적어도 2600, 적어도 2800, 적어도 3000, 적어도 3200, 적어도 3400, 적어도 3600, 적어도 3800, 적어도 4000, 적어도 4200, 적어도 4400, 적어도 4600, 적어도 4800, 적어도 5000 등이다. 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 다공성 시트(400)의 길이(lp)보다 작거나, 대략 동일하거나, 또는 큰 폭(wp)(도시되지 않음)을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 지지 구조체(404)의 두께의 적어도 1 배인 기공 크기를 독립적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 약 0.01㎟ 내지 약 100㎠, 약 0.1㎟ 내지 약 25㎠, 또는 약 0.25㎟ 내지 약 16㎠ 범위의 기공 크기를 독립적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 약 0.01㎟, 약 0.05㎟, 약 0.1㎟, 약 0.5㎟, 약 1㎟, 약 2㎟, 약 4㎟, 약 6㎟, 약 8㎟, 약 1㎠, 약 5㎠, 약 10㎠, 약 15㎠, 약 20㎠, 약 25㎠, 약 30㎠, 약 35㎠, 약 40㎠, 약 45㎠, 약 50㎠, 약 55㎠, 약 60㎠, 약 65㎠, 약 70㎠, 약 75㎠, 약 80㎠, 약 85㎠, 약 90㎠, 약 95㎠, 및 약 100㎠을 포함하는 범위 및 이들 중 임의의 두 값 사이의 범위의 기공 크기를 기공 크기를 독립적으로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기공(408)의 평균 크기는 지지 구조체(404)의 두께의 평균 크기의 적어도 1 배일 수 있다. 일부 실시예에서, 기공(408)의 평균 크기는 약 0.01㎟ 내지 약 100㎠, 약 0.1㎟ 내지 약 25㎠, 또는 약 0.25㎟ 내지 약 16㎠ 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 기공(408)의 평균 크기는 약 0.01㎟, 약 0.05㎟, 약 0.1㎟, 약 0.5㎟, 약 1㎟, 약 2㎟, 약 4㎟, 약 6㎟, 약 8㎟, 약 1㎠, 약 5㎠, 약 10㎠, 약 15㎠, 약 20㎠, 약 25㎠, 약 30㎠, 약 35㎠, 약 40㎠, 약 45㎠, 약 50㎠, 약 55㎠, 약 60㎠, 약 65㎠, 약 70㎠, 약 75㎠, 약 80㎠, 약 85㎠, 약 90㎠, 약 95㎠, 및 약 100㎠를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 실질적으로 직사각형 또는 정사각형 단면 형상을 가질 수 있다(여기서 상기 단면은 도 4에 도시된 바와 같이 z 축에 수직으로 취해진다). 일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 직사각형(도 5a), 삼각형(도 5b), 평행사변형(도 5c), 사다리꼴(도 5d), 육각형(도 5e), 팔각형(도 5f), 원(도 5g), 정사각형(도 5h)와 같은, 도 5a 내지 도 5h에 도시된 형상 또는 불규칙한 형상(도시되지 않음)을 독립적으로 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 2개의 기공(408)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 2개의 기공(408)은 서로 상이한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 서로 상이한 형상을 가질 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, 일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)보다 작거나, 대략 같거나 또는 큰 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께보다 작은 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께와 대략 동등한 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께보다 큰 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 1 배인 두께(또는 직경)(ts)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 2 배인 두께(또는 직경)(ts)을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(406)는 독립적으로 약 30㎛ 내지 약 10㎜, 약 50㎛ 내지 약 6㎜, 또는 약 100㎛ 내지 약 2mm 범위의 두께(또는 직경)(ts)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406) 각각은 독립적으로 약 30㎛, 약 50㎛, 약 100㎛, 약 150㎛, 약 200㎛, 약 250㎛, 약 300㎛, 약 350㎛, 약 400㎛, 약 450㎛, 약 500㎛, 약 550㎛, 약 600㎛, 약 650㎛, 약 700㎛, 약 750㎛, 약 800㎛, 약 850㎛, 약 900㎛, 약 950㎛, 약 1㎜, 약 1.5㎜, 약 2㎜, 약 2.5㎜, 약 3㎜, 약 4㎜, 약 5㎜, 약 6㎜, 약 7㎜, 약 8㎜, 약 9㎜, 및 약 10㎜를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위의 두께(또는 직경)(ts)을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(406)의 평균 두께(또는 직경)는 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)보다 작거나, 대략 같거나, 또는 클 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406)의 평균 두께(또는 직경)는 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 1 배일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406)의 평균 두께(또는 직경)는 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 2 배일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406)의 평균 두께(또는 직경)는 약 30㎛ 내지 약 10㎜, 약 50㎛ 내지 약 6㎜, 또는 약 100㎛ 내지 약 2㎜일 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(406) 중 적어도 2 개는 서로 동일한 두께(또는 직경)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406) 각각은 서로 동일한 두께(또는 직경)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(406) 중 적어도 2 개는 서로 상이한 두께(직경)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(406) 각각은 서로 상이한 두께(직경)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 구조체(404)는 메쉬일 수 있다. 도 6a는 이러한 메쉬(602)를 갖는 다공성 시트(400)의 평면도를 제공한다. 도 6a의 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 기공(408)은 2 쌍의 대향하고 평행한 지지 부재(406a, 406b)에 의해 형성된 실질적으로 정사각형 단면 형상을 가질 수 있다(여기서, 상기 단면은 도 6의 z 축에 수직이다). 메쉬(602)의 단일 기공(408)의 분해 평면도는 도 6b에 제공되어 있고, 상기 기공(408)의 분해 측면도는 도 6c 내지 도 6d에 제공되어 있다. 복수의 나노섬유(402)는 단지 명확성을 위해 도 6a 내지 도 6d에 도시되지 않았음을 이해해야 한다.
메쉬(602)는 인접하고 직교하는 지지 요소(406a, 406b)들이 만나거나 교차하는 교차 영역(604)을 포함한다. 도 4a 내지 도 4d의 실시예에서, 지지 요소(406b)(예를 들어, y 축에 실질적으로 평행하게 배열된 것)는 지지 요소(406a)(예를 들어, x 축에 실질적으로 평행하게 배열된 것) 위에 위치된다. 그러나, 다른 실시예에서, 지지 요소(406b)가 지지 요소(406a) 아래에 위치될 수도 있음을 이해해야 한다. 또 다른 실시예에서, 지지 요소(406b)는 지지 요소(406a)의 위 또는 아래에 위치되지 않을 수 있고, 오히려 동일한 평면 x-y 평면 내의 교차점에서 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 도 6f-6h에 도시된 바와 같이, 교대의 지지 요소(406b)가 지지 요소(406a)의 위 및 아래에 있을 수 있으며, 이에 대해서는 아래에 상세하게 설명된다.
도 6a 내지 도 6d를 계속 참조하면, 일부 실시예에서, 제 1 쌍의 대향하는 평행한 지지 요소(406a) 사이의 거리는 각각의 기공(408)의 길이(D1)를 형성할 수 있고, 제 2 쌍의 대향하는 평행한 지지 요소(406b) 사이의 거리는 상기 기공(408)의 폭(D2)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 지지 요소의 두께(ts)보다 작거나, 대략 같거나 또는 클 수 있다. 일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 지지 요소의 두께(ts)보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 지지 요소의 두께(ts)와 대략 동일할 수 있다. 일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 지지 요소의 두께(ts)보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 지지 요소의 두께(ts)의 두께의 적어도 약 1 배일 수 있다.
일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 약 0.1㎜ 내지 약 10㎝, 약 0.3㎜ 내지 약 5㎝, or 약 0.5㎜ 내지 약 4㎝의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, D1 및/또는 D2는 각각 독립적으로 약 0.1㎜, 약 0.2㎜, 약 0.4㎜, 약 0.6㎜, 약 0.8㎜, 약 1㎜, 약 2㎜, 약 4㎜, 약 6㎜, 약 8㎜, 약 1㎝, 약 2㎝, 약 3㎝, 약 4㎝, 약 5㎝, 약 6㎝, 약 7㎝, 약 8㎝, 약 9㎝, 또는 약 10㎝를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 6a 내지 도 6d의 실시예에서, 메쉬(100)의 각각의 기공(408)은 실질적으로 정사각형 형상을 가질 수 있고, 따라서 그 길이(D1) 및 폭(D2)은 대략 동일할 수 있다. 그러나, (메쉬이든 아니든 관계없이) 지지 구조체(404)의 각각의 기공(408)의 형상은 정사각형으로 제한되지 않으며, 본 명세서에서 논의된 것과 같은 임의의 적합한 형상을 취할 수 있음에 유의해야 한다. 이와 같이, 각각의 기공(408)의 길이(D1)는 그것의 폭(D2)보다 크거나, 같거나, 작을 수 있다. 예를 들어, 각각의 기공(408)이 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 예시적인 실시예에서, 각각의 기공(408)의 길이(D1)는 약 0.1㎜ 내지 약 10㎝의 범위일 수 있고, 그것의 폭(D2)은 약 0.1mm 내지 약 10cm의 범위일 수 있고, 여기서 D1은 D2와 대략 같지 않다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 기공(408)은 메쉬(602)의 두께의 적어도 1 배인 최대 길이, 폭 및/또는 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 기공(408)은 약 0.1㎜ 내지 약 10㎝ 범위의 최대 길이, 폭 및/또는 직경을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 기공(408)의 평균 길이, 폭 및/또는 직경은 메쉬(602)의 두께의 적어도 1 배일 수 있다. 일부 실시예에서, 기공(408)의 평균 길이, 폭 및/또는 직경은 약 0.1㎜ 내지 약 10㎝의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 대향하고 인접한 지지 요소(406b)(및/또는 406a) 사이의 최대 피치(Pm)(예를 들어, 중심간 거리)는 약 0.1㎜ 내지 약 20㎝, 약 0.3㎜ 내지 약 10㎝, 또는 약 0.5㎜ 내지 약 6㎝의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 대향하고 인접한 지지 요소(406b)(및/또는 406a) 사이의 최대 피치(Pm)는 약 0.1㎜, 약 0.2㎜, 약 0.4㎜, 약 0.6㎜, 약 0.8㎜, 약 1㎜, 약 2㎜, 약 4㎜, 약 6㎜, 약 8㎜, 약 1㎝, 약 2㎝, 약 3㎝, 약 4㎝, 약 5㎝, 약 6㎝, 약 7㎝, 약 8㎝, 약 9㎝, or 약 10㎝, 약 11㎝, 약 12㎝, 약 13㎝, 약 14㎝, 약 15㎝, 약 16㎝, 약 17㎝, 약 18㎝, 약 19㎝, 및 약 20㎝를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 대향하고 인접한 지지 요소(406b)(및/또는 406a) 사이의 평균 피치(Pm)(예를 들어, 중심간 거리)는 약 0.1㎜ 내지 약 20㎝, 약 0.3㎜ 내지 약 10㎝, 또는 약 0.5㎜ 내지 약 6㎝의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 대향하고 인접한 지지 요소(406b)(및/또는 406a) 사이의 평균 피치(Pm)는 약 0.1㎜, 약 0.2㎜, 약 0.4㎜, 약 0.6㎜, 약 0.8㎜, 약 1㎜, 약 2㎜, 약 4㎜, 약 6㎜, 약 8㎜, 약 1㎝, 약 2㎝, 약 3㎝, 약 4㎝, 약 5㎝, 약 6㎝, 약 7㎝, 약 8㎝, 약 9㎝, or 약 10㎝, 약 11㎝, 약 12㎝, 약 13㎝, 약 14㎝, 약 15㎝, 약 16㎝, 약 17㎝, 약 18㎝, 약 19㎝, 및 약 20㎝를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
메쉬(602)는 또한 (예를 들어, 도 6c에 도시된) 비교차 영역(606)에서 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께(또는 직경)(ts)의 약 75% 내지 약 150%인 평균 두께(tm1)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께(또는 직경)(ts)의 약 100% 내지 약 150%의 평균 두께(tm1)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 비교차 영역(606)에서 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께(또는 직경)(ts)의 약 100%인 평균 두께(tm1)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 비교차 영역(606)에서 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께(또는 직경)(ts)의 약 125%인 평균 두께(tm1)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 비교차 영역(606)에서 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께(또는 직경)(ts)의 약 150%인 평균 두께(tm1)를 가질 수 있다.
메쉬(602)는 또한 (예를 들어, 도 6d에 도시된) 교차 영역(604)에서 상기 교차 영역(604)의 두 지지 요소(406a, 406b)의 평균 결합 두께(또는 직경)의 약 75% 내지 약 150%인 평균 두께(tm2)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 교차 영역(604)에서 두 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께(또는 직경)의 약 75% 내지 약 150%인 평균 두께(tm2)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 교차 영역(604)에서 두 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께의 약 75%인 평균 두께(tm2)를 가질 수 있다. 메쉬(602)는 교차 영역(604)에서 두 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께의 약 100%인 평균 두께(tm2)를 가질 수 있다. 메쉬(602)는 교차 영역(604)에서 두 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께의 약 125%인 평균 두께(tm2)를 가질 수 있다. 메쉬(602)는 교차 영역(604)에서 두 지지 요소(406a, 406b)의 평균 두께의 약 150%인 평균 두께(tm2)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)는 독립적으로 약 30㎛ 내지 약 10㎜, 약 50㎛ 내지 약 6mm, 또는 약 100㎛ 내지 약 2㎜ 범위의 교차 영역(604) 및 비교차 영역(606)에서의 평균 두께를 가질 수 있으며, 여기서 교차 영역(604)에서의 메쉬(602)의 평균 두께는 비교차 영역(606)에서의 메쉬의 평균 두께와 대략 동일하거나 그보다 크다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)는 독립적으로 약 30㎛, 약 50㎛, 약 100㎛, 약 150㎛, 약 200㎛, 약 250㎛, 약 300㎛, 약 350㎛, 약 400㎛, 약 450㎛, 약 500㎛, 약 550㎛, 약 600㎛, 약 650㎛, 약 700㎛, 약 750㎛, 약 800㎛, 약 850㎛, 약 900㎛, 약 950㎛, 약 1㎜, 약 1.5㎜, 약 2㎜, 약 2.5㎜, 약 3㎜, 약 3.5㎜, 약 4㎜, 약 4.5㎜, 약 5㎜, 약 5.5㎜, 약 6㎜, 약 6.5㎜, 약 7㎜, 약 7.5㎜, 약 8㎜, 약 8.5㎜, 약 9㎜, 약 9.5㎜, 및 약 10㎜를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있는 교차 영역(604) 및 비교차 영역(606)에서의 평균 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b) 각각은 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)보다 작거나, 대략 같거나, 또는 큰 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b) 각각은 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)보다 작은 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b) 각각은 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)와 대략 동일한 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b) 각각은 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)보다 큰 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 1 배인 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 2 배인 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 약 30㎛ 내지 약 10㎜, 약 50㎛ 내지 약 6mm, 또는 약 100㎛ 내지 약 2㎜의 범위인 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 약 30㎛, 약 50㎛, 약 100㎛, 약 150㎛, 약 200㎛, 약 250㎛, 약 300㎛, 약 350㎛, 약 400㎛, 약 450㎛, 약 500㎛, 약 550㎛, 약 600㎛, 약 650㎛, 약 700㎛, 약 750㎛, 약 800㎛, 약 850㎛, 약 900㎛, 약 950㎛, 약 1㎜, 약 1.5㎜, 약 2㎜, 약 2.5㎜, 약 3㎜, 약 4㎜, 약 5㎜, 약 6㎜, 약 7㎜, 약 8㎜, 약 9㎜ 및 약 10㎜를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있는 두께(또는 직경)(ts)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b)의 두께(또는 직경)(ts)는 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 1 배일 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b)의 두께(또는 직경)(ts)는 나노섬유(402)의 평균 두께(또는 직경)의 적어도 약 2 배일 수 있다. 일부 실시예에서, 메쉬(602)의 지지 요소(406a, 406b)의 두께(또는 직경)(ts)는 약 30㎛ 내지 약 10㎜, 약 50㎛ 내지 약 6㎜, 또는 약 100㎛ 내지 약 2mm범위 일 수 있다.
일부 실시예에서, 메쉬(602)는 캘린더링을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 본 명세서에 기술된 압축 프로세스를 거칠 수 있다. 일부 실시예들서, 이러한 압축 프로세스는 적어도 교차 영역(604) 내에서 지지 요소(406a, 406b)의 두께 및 메쉬(602)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 6e는 압축 프로세스 후 메쉬(602)의 교차 영역(604)에서의 하나의 기공(408)의 분해된 단면도를 제공한다(여기서, 단지 명확성을 위해 도면에서 나노섬유가 다시 생략되었다). 특히 도 6e에 도시된 바와 같이, 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 상기 압축 프로세스 이전에 그 각각의 두께(ts)보다 작은 두께(ts2)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 상기 압축 프로세스 이전의 그 각각의 두께(ts)의 약 100% 내지 약 30%인 두께(ts2)를 가질 수 있다.
또한, 도 6e에 도시된 바와 같이, 전술한 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 메쉬(602)는 상기 압축 프로세스 이전의 그 각각의 두께(tm2)보다 작은 두께(tm3)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 메쉬(602)는 상기 압축 프로세스 이전의 그 각각의 두께(tm2)의 약 100% 내지 약 30%인 두께(tm3)를 가질 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, 일부 실시예에서 지지 구조체(404)는 직물 구조체 일 수 있다. 도 6f는 이러한 직물 구조체(608)를 갖는 다공성 시트(400)의 평면도를 제공한다. 도 6f의 실시예에서, 직물 구조체(608)의 각각의 기공(408)은 두 쌍의 대향하는 평행한 지지 부재(406a, 406b)에 의해 형성된 실질적으로 정사각형인 단면 형상을 가질 수 있다(여기서 상기 단면은 도 6f의 z-축에 수직으로 취해진다). 직물 구조체(608)의 단일 기공(408)의 분해 평면도는 도 6g에 제공되고, 상기 기공(408)의 분해 측면도는 도 6h-6i에 제공된다. 복수의 나노섬유(402)는 단지 명확성을 위해 도 6f 내지 도 6i에 도시되지 않았음을 이해해야 한다.
메쉬 구조체(602)와 관련하여 위에서 논의한 바와 같이, 직물 구조체(608) 또한 일부 실시예에서 본 명세서에 설명된 바와 같은 압축 프로세스(예를 들어, 캘린더링)를 거칠 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 압축 프로세스는 적어도 교차 영역(604) 내의 지지 요소(406a, 406b)의 두께 및 직물 구조체(608)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 6j는 압축 프로세스 후 직물 구조체(608)의 교차 영역(604)에서의 하나의 기공(408)의 분해된 단면도를 제공한다(여기서, 나노섬유는 단지 명확성을 위해 도면에서 생략되었다). 특히 도 6j에 도시된 바와 같이, 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604)내의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 감소된 두께(ts2)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 각각의 지지 요소(406a, 406b)는 독립적으로 상기 압축 과정 이전의 그 각각의 두께(ts)의 약 100% 내지 약 30%인 두께(ts2)를 가질 수 있다.
또한, 도 6j에 도시된 바와 같이, 전술한 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 직물 구조체(608)는 감소된 두께(tm3)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압축 프로세스 후, 적어도 교차 영역(604) 내의 직물 구조체(608)는 상기 압축 프로세스 이전의 그 각각의 두께(tm2)의 약 100% 내지 약 30%인 두께(tm3)를 가질 수 있다.
도 6f-6j의 직물 구조체(608)는 도 6a-6e에 기술된 메쉬(602)의 변형을 나타낸다는 점에 유의해야 하며, 여기서 동일하거나 유사한 구성요소 및 특징들은 동일한 참조 번호가 부여된다. 따라서, 도 6f-6j의 직물 구조체(608)의 치수(예를 들어, D1, D2, d1, d2, ts, ts2, 기공 크기 및/또는 기공 형상 등)는 도 6a-6e의 메쉬(602)를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 도 6f-6j의 직물 구조체(608)의 치수(Pw, tw1, tw2, tw3)는 각각 도 6a-6e의 메쉬(602)의 치수(Pm, tm1, tm2, tm3)에 상응하고 및/또는 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, 복수의 나노섬유(402)는 복수의 제 2 기공(410)을 형성한다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)에 의해 형성된 기공(410)의 평균 기공 크기는 지지 요소(406)에 의해 형성된 기공(408)의 평균 기공 크기보다 작다.
일부 실시예에서, 각각의 나노섬유(402)는 독립적으로 약 10㎚ 내지 약 900㎚ 범위의 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 나노섬유(402)는 독립적으로 약 10㎚, 약 20㎚, 약 40㎚, 약 60㎚, 약 80㎚, 약 100㎚, 약 120㎚, 약 140㎚, 약 160㎚, 약 180㎚, 약 200㎚, 약 220㎚, 약 240㎚, 약 260㎚, 약 280㎚, 약 300㎚, 약 320㎚, 약 340㎚, 약 360㎚, 약 380㎚, 약 400㎚, 약 420㎚, 약 440㎚, 약 460㎚, 약 480㎚, 약 500㎚, 약 520㎚, 약 540㎚, 약 560㎚, 약 580㎚, 약 600㎚, 약 620㎚, 약 640㎚, 약 660㎚, 약 680㎚, 약 700㎚, 약 820㎚, 약 840㎚, 약 860㎚, 약 880㎚, 및 약 900㎚를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있는 직경을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 나노섬유(402)의 평균 직경은 독립적으로 약 10㎚ 내지 약 900㎚ 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 나노섬유(402)의 평균 직경은 독립적으로 약 10㎚, 약 20㎚, 약 40㎚, 약 60㎚, 약 80㎚, 약 100㎚, 약 120㎚, 약 140㎚, 약 160㎚, 약 180㎚, 약 200㎚, 약 220㎚, 약 240㎚, 약 260㎚, 약 280㎚, 약 300㎚, 약 320㎚, 약 340㎚, 약 360㎚, 약 380㎚, 약 400㎚, 약 420㎚, 약 440㎚, 약 460㎚, 약 480㎚, 약 500㎚, 약 520㎚, 약 540㎚, 약 560㎚, 약 580㎚, 약 600㎚, 약 620㎚, 약 640㎚, 약 660㎚, 약 680㎚, 약 700㎚, 약 820㎚, 약 840㎚, 약 860㎚, 약 880㎚, 및 약 900㎚를 포함하고 그 중 임의의 두 값 사이의 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 나노섬유(402)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 20% 미만이다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유(402)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만, 약 12% 미만, 약 12% 미만, 약 10% 미만, 약 8% 미만, 약 6% 미만, 약 4% 미만, 또는 약 2% 미만이다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유(402)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 20% 미만, 약 15% 미만 또는 약 10% 미만이다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유(402)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 20% 미만이다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유(402)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 10% 미만이다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유(402)의 총 부피는 다공성 시트(400)의 총 부피의 약 5% 미만이다.
일부 실시예에서, 각각의 나노섬유(402)는 독립적으로 중합체 재료를 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 나노섬유(402)는 독립적으로 나일론, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리락트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리-아라미드, 폴리(페닐렌설파이드), 폴리-페닐렌 테레프탈아미드 또는 폴리테트라플루오로 에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 나노섬유(402) 각각은 하나 이상의 극성 작용기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)는, 예를 들어, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합된 US 2016/0166959에 기술된 재료 및/또는 특성을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유(402)는 제한하는 것은 아니지만 전기 방사, 멜트 블로잉, 가스 블로잉(예컨대, 에어 블로잉, 질소 블로잉 등), 포스 스피닝 및 이들의 조합을 포함하는 방법에 의해 준비될 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유(402)는 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 실질적으로 균등하게 분포될 수 있고 및/또는 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균등하게 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)는 적어도 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 실질적으로 균등하게 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)는 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균등하게 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)는 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있고, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균등하게 분포될 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유(402)는 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 균등하게 분포되지 않을 수도 있고 및/또는 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균등하게 분포되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 도 7a는 나노섬유(402)의 적어도 약 85%, 약 90%, 약 95% 또는 약 100%가 다공성 시트(400)의 대향하는 제 2 표면(414)보다는 제 1 표면(412)에 더 가깝게 존재하는 실시예를 제공한다.
도 7b는 나노섬유(402)가 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 균등하게 분포되지 않은 실시예를 제공한다. 특히 도 7b에 도시된 바와 같이, 나노섬유(402)는 실질적으로 기공(408)의 일면에 배치/분포된다.
도 7C는 나노섬유(402)가 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 균등하게 분포되지 않고 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균등하게 분포되지 않은 실시예를 제공한다.
일부 실시예에서, 다공성 시트(400)의 각각의 기공(408)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 나노섬유(402)의 특정 분포를 독립적으로 포함할 수 있음에 유의해야 한다. 다른 방식으로 말하면, 각각의 기공(408)은 각각의 기공(408)의 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 실질적으로 균등하게 분포된 또는 균등하게 분포되지 않은, 및/또는 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균일하게 분포된 또는 균일하게 분포되지 않은 나노섬유(402)를 독립적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 다음의 임의의 조합을 분포될 수 있다:
i) 나노섬유(402)가 각각의 기공(들)(408)의 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소들(406) 사이에 실질적으로 균등하게 분포되어 있는 하나 이상의 기공(408);
ii) 나노섬유(402)가 다공성 시트(400)의 제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균일하게 분포되어 있는하나 이상의 기공(408);
iii) 나노섬유(402)가 각각의 기공(들)(408)의 대향하고 인접한(또는 평행한) 지지 요소(406) 사이에 실질적으로 균일하게 분포되고, 다공성 시트(400)의제 1 표면(412)과 대향하는 제 2 표면(414) 사이에 실질적으로 균일하게 분포되어 있는 하나 이상의 기공(408) ;
iv) 도 7a에 도시된 바와 같은 나노섬유(402) 분포를 갖는 하나 이상의 기공(408);
v) 도 7b에 도시된 바와 같은 나노섬유(402) 분포를 갖는 하나 이상의 기공(408); 및/또는
vi) 도 7c에 도시된 바와 같은 나노섬유(402) 분포를 갖는 하나 이상의 기공(408).
일부 실시예에서, 나노섬유(402)의 고체 부피 분율(SVF)은 약 20% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)의 고체 부피 분율은 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만, 약 12% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 8% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)의 고체 부피 분율은 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)의 고체 부피 분율은 약 10% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(402)의 고체 부피 분율은 약 5% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 다공성 시트(400)는 하나 이상의 추가의 다공성 시트(400) 근처에(예를 들어, 위, 아래, 옆에) 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 8a-도 8b는 서로에 대해 수직으로 배열된 적어도 3 개의 다공성 시트(400)를 포함하는 다층 구조체(800)의 예시적인 실시예를 도시한다. 단지 명확성을 위해 다층 구조체(800) 내의 각각의 다공성 시트(400)의 단일 기공(408)이 도시되어 있음에 유의해야 한다. 또한, 각각의 다공성 시트(400) 내의 기공(408)은 도 8a 내지 도 8b에 도시된 나노섬유(402) 분포에 제한되지 않고, 각각 독립적으로 본 명세서에 기술된 임의의 나노섬유(402) 분포를 가질 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 다층 구조체(800)는 3 개의 다공성 시트(400)로 제한되지 않으며, 그 보다는 적어도 2 개의 다공성 시트(400), 적어도 3 개 다공성 시트(400), 적어도 4 개의 다공성 시트(400), 적어도 5 개의 다공성 시트(400), 적어도 6 개의 다공성 시트(400), 적어도 7 개의 다공성 시트(400) 등과 같은, 임의의 원하는 개수의 상기 시트를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 다층 구조체(800) 내의 각각의 다공성 시트(400)의 기공(408)은 도 8a에 도시된 바와 같이 서로 정렬될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 다층 구조체(800) 내의 2 개 이상의 다공성 시트(400)의 하나 이상의 기공(408)은 도 8b에 도시된 바와 같이 서로 정렬되지 않을 수도 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 다공성 시트(400)는 기판의 표면 상에 위치될 수 있다. 도 9는 하나 이상의 다공성 시트(400)가 기판(904)의 상부 표면(902) 상에 위치되는 그러한 예시적인 실시예를 제공한다. 일부 실시예에서, 기판(904)은 섬유질 매체, 막 구조 및 이들의 조합일 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 다른 예시적인 실시예에 따른 다층 구조체(1000)의 단면도가 도시되어 있다. 다층 구조체(1000) 또는 그것의 구성요소/특징은 다른 실시예 및 도면을 참조하여 설명된 것과 같은, 본 명세서에 기술된 다른 장치/특징/구성요소와 조합하여 또는 그것의 대안으로서 구현될 수 있다. 다층 구조체(1000)는 본 명세서에 설명된 이러한 장치/구성요소/특징을 제조 및/또는 사용하기 위한 임의의 방법에서 추가로 이용될 수 있다. 다층 구조체(1000)는 또한 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예에서 언급되거나 언급되지 않을 수 있는, 다양한 응용 및/또는 순열로 사용될 수 있다. 예를 들어, 다층 구조체(1000)는 일부 실시예에서 도 10에 도시된 것보다 많거나 적은 특징/구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 다층 구조체(1000)는 도 10에 구체적으로 도시된 크기, 형상, 구성요소/특징의 수 등에 제한되지 않는다.
도 10에 도시된 바와 같이, 다층 구조체(1000)는 서로에 대해 수직으로 배열된 4 개의 다공성 층(1002)을 포함할 수 있다. 다시, 다층 구조체(1000)는 4 개의 다공성 층(1002)으로 제한되지 않고, 그보다는 적어도 2 개의 다공성 층(1002), 적어도 3 개의 다공성 층(1002), 적어도 4 개의 다공성 층(1002), 적어도 5 개의 다공성 층(1002), 적어도 6 개의 다공성 층(1002), 적어도 7 개의 다공성 층(1002) 등과 같은 임의의 원하는 개수의 상기 층을 가질 수 있음에 유의해야 한다.
일부 실시예에서, 각각의 층(1002)은 상기 층의 총 부피의 약 30% 내지 약 50% 미만인 총 부피를 갖는 다공성 재료(1004)를 독립적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 층(1002)은 상기 층의 총 부피의 약 30% 미만, 약 32% 미만, 약 34% 미만, 약 36% 미만, 약 38% 미만, 약 40% 미만, 약 42% 미만, 약 44% 미만, 약 46% 미만, 약 48% 미만 또는 약 50% 미만의 총 부피를 갖는 다공성 물질(1004)을 독립적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 층(1002)은 상기 층의 총 부피의 약 30% 미만, 약 40% 미만, 또는 약 50% 미만인 총 부피를 갖는 다공성 재료(1004)를 독립적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)의 총 부피는 상기 층의 총 부피의 약 30% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)의 총 부피는 상기 층의 총 부피의 약 40% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)의 총 부피는 상기 층의 총 부피의 약 50% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)는 하나 이상의 기공(1006)을 포함할 수 있다. 각각의 기공(1006)은 사각형(도 5a), 삼각형(도 5b), 평행사변형(도 5c), 사다리꼴(도 5d), 육각형(도 5e), 팔각형(도 5f), 원(도 5g), 정사각형(도 5h)과 같이 도 5a-5h에 예시된 단면 형상, 또는 불규칙한 형상(미도시)을 독립적으로 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)는 독립적으로 직포 또는 부직포 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 층(1002) 중 적어도 하나의 다공성 재료(1004)는 직물 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)는 직물 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 층(1002) 중 적어도 하나의 다공성 재료(1004)는 부직포 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1002)의 다공성 재료(1004)는 부직포 재료로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에 개시된 부직포 재료는 스펀본딩, 멜트 블로잉, 니들 펀칭, 에어-레이닝, 스펀레이싱 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 제한되지 않는 방법에 의해 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 다층 구조체(1000)의 층(1002)은, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 각각 독립적으로 다공성 시트(400)일 수 있다.
도 10에 도시되지 않았지만, 복수의 나노섬유는 적어도 하나의 층(1002)의 다공성 재료(1004)의 적어도 일부 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 적어도 하나의 층(1002) 중 적어도 하나의 기공(1006) 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 적어도 하나의 층(1002)의 각 기공(1006)과 함께 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 각각의 층(1002)의 적어도 하나의 기공(1006) 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 각 층(1002)의 각각의 기공(1006) 내에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1002)의 총 부피의 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1002)의 총 부피의 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만, 약 12% 미만, 약 12% 미만, 약 10% 미만, 약 8% 미만, 약 6% 미만, 약 4% 미만, 또는 약 2% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1002)의 총 부피의 약 20% 미만, 약 10% 미만 또는 약 5% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1002)의 총 부피의 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1002)의 총 부피의 약 10% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1002)의 총 부피의 약 5% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 상기 층(1002) 내의 나노섬유의 고체 부피 분율(SVF)은 약 20% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 상기 층(1002) 내의 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만,약 12% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 8% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 상기 층(1002)에서 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 상기 층(1002)에서 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 10% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 상기 층(1002)에서 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 5% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1002)에 대해, 나노섬유는 본 명세서에 기재된 임의의 배열에 따라 각각의 기공(들)(1006) 내에 분포될 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 층(1002)은 나노섬유를 포함하지 않을 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 또 다른 예시적인 실시예에 따른 다층 구조체(1100)의 단면도가 도시되어 있다. 다층 구조체(1100) 또는 그것의 구성요소/특징은 다른 실시예 및 도면을 참조하여 설명된 것과 같은, 본 명세서에 기술된 다른 장치/기능/구성요소와 조합하여 또는 그 대안으로서 구현될 수 있다. 다층 구조체(1100)는 본 명세서에 기술된 이러한 장치/구성요소/특징을 제조 및/또는 사용하기 위한 임의의 방법에서 추가로 이용될 수 있다. 다층 구조체(1100)는 또한 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예에서 언급되거나 언급되지 않을 수 있는, 다양한 응용 및/또는 순열로 사용될 수 있다. 예를 들어, 다층 구조체(1100)는 일부 실시예에서 도 11에 도시된 것보다 많거나 적은 특징/구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 다층 구조체(1100)는 도 11에 구체적으로 도시된 크기, 형상, 구성요소/특징의 수 등에 제한되지 않는다.
도 11에 도시된 바와 같이, 다층 구조체(1100)는 서로에 대해 수평으로 배열된 적어도 3 개의 섹션(또는 하위 영역)(1102)을 포함할 수 있다. 각각의 섹션(1102)은 서로에 대해 수직으로 배열된 4 개의 다공성 층(1104)을 포함할 수 있다. 다층 구조체(1100)는 3 개의 섹션(1102)으로 제한되지 않으며, 그보다는 적어도 2 개의 섹션(1102), 적어도 3 개의 섹션(1102), 적어도 4 개의 섹션(1102), 적어도 5 개의 섹션(1102), 적어도 6 개의 섹션(1102), 적어도 7 개의 섹션(1102) 등과 같은 임의의 원하는 수의 섹션을 가질 수 있음에 유의한다. 또한, 각각의 섹션(1102)은 4 개의 수직으로 배열된 다공성 층(1104)으로 제한되지 않으며; 그보다는, 각각의 섹션(1102)은 독립적으로 적어도 하나의 다공성 층(1104), 적어도 2 개의 다공성 층(1104), 적어도 3 개의 다공성 층(1106), 적어도 4 개의 다공성 층(1104), 적어도 5 개의 다공성 층(1104), 적어도 6 개의 다공성 층(1104), 적어도 7 개의 다공성 층(1104) 등을 분포될 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 층(1104)은 상기 층의 총 부피의 약 30% 내지 약 50% 미만인 총 부피를 갖는 다공성 재료(1106)를 독립적으로 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 층(1104)은 상기 층(1104)의 총 부피의 약 30% 미만, 약 32% 미만, 약 34% 미만, 약 36% 미만, 약 38% 미만, 약 40% 미만, 약 42% 미만, 약 44% 미만, 약 46% 미만, 약 48% 미만 또는 약 50% 미만의 총 부피를 갖는 다공성 물질(1106)을 독립적으로 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 층(1104)은 상기 층(1104)의 총 부피의 약 30% 미만, 약 40% 미만, 또는 약 50% 미만인 총 부피를 갖는 다공성 재료(1106)를 독립적으로 분포될 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1104)의 다공성 재료(1106)의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 30% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1104)의 다공성 재료(1106)의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 40% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 각 층(1104)의 다공성 재료(1106)의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 50% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 각 층(1104)의 다공성 재료(1106)는 하나 이상의 기공(1108)을 분포될 수 있다. 각각의 기공(1108)은 직사각형(도 5a), 삼각형(도 5b), 평행사변형(도 5c), 사다리꼴(도 5d), 육각형(도 5e), 팔각형(도 5f), 원(도 5g), 정사각형(도 5h)와 같은 도 5a-5h에 예시된 형상 또는 불규칙한 형상(미도시)을 독립적으로 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 각 층(1104)의 다공성 재료(1106)는 독립적으로 직물 또는 부직포 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 층(1104) 중 적어도 하나의 다공성 재료(1106)는 직물 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 층(1104)의 다공성 재료(1106)는 직물 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 층(1104) 중 적어도 하나의 다공성 재료(1106)는 부직포 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 층(1104)의 다공성 재료(1106)는 부직포 재료로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 층(1104)은각각 독립적으로, 예를 들어, 도 4에 설명된 다공성 시트(400)일 수 있다.
도 11에 도시되지 않았지만, 복수의 나노섬유는 적어도 하나의 층(1104)의 다공성 재료(1106)의 적어도 일부 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 적어도 하나의 층(1104)의 적어도 하나의 기공(1108) 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 적어도 하나의 층(1104)의 각각의 기공(1108)과 함께 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 각각의 층(1104)의 적어도 하나의 기공(1108) 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 나노섬유가 각 층(1104)의 각각의 기공(1108) 내에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만, 약 12% 미만, 약 12% 미만, 약 10% 미만, 약 8% 미만, 약 6% 미만, 약 4% 미만 또는 약 2% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 20% 미만, 약 10% 미만 또는 약 5% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 10% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유의 총 부피는 상기 층(1104)의 총 부피의 약 5% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 상기 층(1104) 내의 나노섬유의 고체 부피 분율(SVF)은 약 20% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 상기 층(1104) 내의 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만, 약 12% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 8% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 상기 층(1104)에서 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 상기 층(1104)에서 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 10% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 상기 층(1104)에서 나노섬유의 고체 부피 분율은 약 5% 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 포함하는 각각의 층(1104)에 대해, 나노섬유는 본 명세서에 기재된 임의의 배열에 따라 각각의 기공(들)(1108) 내에 분포될 수 있다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 층(1104)은 나노섬유를 포함하지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 섹션(1102) 각각은 층의 개수(1104); 기공의 개수(1108); 기공(1108)의 단면 형상; 나노섬유를 갖는 기공(1108)의 개수; 기공(1108) 내의 나노섬유의 배열/분포; 다공성 재료(1106)의 조성, 단면 형상 및/또는 구조; 및 층(1104) 당 나노섬유의 고체 부피 분율 중 하나 이상에 대해 동일하거나 상이할 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 섬유를 형성하기 위한 예시적인 방법(1200)의 흐름도가 일 실시예에 따라 도시되어있다. 방법(1200)은 다른 실시예 및 도면을 참조하여 기술된 것과 같이, 본 명세서에 기술된 임의의 특징/구성요소와 함께 구현될 수 있다. 방법(1200)은 또한 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예/양태에서 언급되거나 언급되지 않을 수도 있는 다양한 응용으로 및/또는 다양한 순열로 사용될 수 있다. 예를 들어, 방법(1200)은 일부 실시예에서 도 12에 도시된 것보다 많거나 적은 동작/단계를 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 방법(1200)은 복수의 나노섬유를 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉시키는 단계를 포함하며, 여기서, 나노섬유는 약 10 내지 약 900㎚의 평균 직경을 갖고; 지지 요소는 평균 두께가 나노섬유의 두께보다 작거나, 대략 같거나, 더 크며; 다공성 시트는 지지 요소의 평균 두께의 약 95% 내지 약 150%인 평균 두께를 갖고; 나노섬유의 총 부피는 약 20% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만이고; 지지 구조체의 총 부피는 다공성 시트의 총 부피의 약 50% 미만, 약 40% 미만, 또는 약 30% 미만이다. 단계(1202)를 참조할 수 있다..
일부 실시예에서, 나노섬유와 접촉하는 지지 구조체는 메쉬 형상을 갖는다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 지지 구조체와 접촉시키기 전에, 방법(1200)은 전기 방사, 멜트 블로잉, 가스 블로잉(예컨대, 에어 블로잉, 질소 블로잉 등), 포스 스피닝 및 이들의 조합을 통해 나노섬유를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 나노섬유를 지지 구조체와 접촉시킨 후, 방법(1200)은 생성된 구조체를 캘린더링과 같은 압축 프로세스로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 13a-13b는 이러한 압축 프로세스 전 및 후의 각각의 지지 구조체(1304)와 접촉하는 복수의 나노섬유(1302)를 도시한다. 명확성을 위해 지지 구조체(1304)의 단일 기공(1306)이 도시된 것임에 유의해야 한다.
일부 실시예에서, 적어도 압착 프로세스 후, 나노섬유(1302)의 고체 부피 분율(SVF)은 약 20% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만일 수 있다. 나노섬유(1302)의 고체 부피 분율은 지지 구조체(1304)의 유효 부피에 대한 나노섬유(1302) 부피의 비에 의해 근사화될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 기공(1306)의 유효 면적은 D*d와 동일할 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(1302)의 고체 부피 분율은 약 20% 미만, 약 18% 미만, 약 16% 미만, 약 14% 미만, 약 12% 미만, 약 10% 미만 또는 약 8% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(1302)의 고체 부피 분율은 약 20% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(1302)의 고체 부피 분율은 약 10% 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 나노섬유(1302)의 고체 부피 분율은 약 5% 미만일 수 있다.
일부 구체 예에서, 본 명세서에 기술된 다공성 시트, 다층 구조체 등은 다양한 응용에 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 본 명세서에 기재된 다공성 시트, 다층 구조체 등은 필터(예를 들어, 에어 필터)와 함께 또는 필터의 일부/구성요소로서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 다공질 시트, 다층 구조체 등은, 예를 들어, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된 미국 2016/0166959에 기술된 바와 같이 공기 필터로서 사용될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들이 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다.
본 명세서 및 청구 범위 전체에서, 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 단어 "포함하다" 및 그 변형(예를 들어, "포함하다" 및 "포함하는")은 "~포함하지만 이에 제한되지는 않는"과 같이 개방적이고 포괄적인 의미로 해석되어야 한다. 또한, 단수 형태 "일", "하나" 및 "그"는 문맥 상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 수치 범위 값의 언급은 그 범위를 형성하는 값을 포함하는 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지칭하는 것의 속기 표기법(shorthand notation)으로서 역할하도록 의도된 것이며, 각각의 개별 값은 본 명세서에서 그것이 개별적으로 인용된 것과 같이, 명세서에 포함된다.
본 명세서에서 "약" 값 또는 파라미터에 대한 언급은 그 값 또는 파라미터 자체에 관한 실시예를 포함한다(및 설명한다). 일부 실시예에서, 용어 "약"은 지시된 양 ±10%를 포함한다.
본 명세서 전체에서 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 언급은 그 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체의 다양한 곳에서 "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"라는 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니라, 일부 경우일 수 있다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 특징 또는 양태가 마쿠쉬(Markush) 그룹의 관점에서 설명되는 경우, 당업자는 본 발명이 또한 마쿠쉬 그룹의 임의의 개별 구성원 또는 구성원의 서브 그룹의 관점에서 설명됨을 이해할 것이다.
명세서에 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 마치 각각 개별적으로 참고로서 통합된 것과 동일한 정도로 그 전체가 참고로서 통합된다. 충돌이 있을 경우, 정의를 포함한 본 명세서가 우선할 것이다.
본 명세서에 기술되고 청구된 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 의해 그 범위가 제한되지 않으며, 이러한 실시예는 본 발명의 여러 앙태의 예시로서 의도된 것이다. 실제로, 본 명세서에 도시되고 기술된 것들에 추가하여 본 발명의 다양한 변형들이 상기 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 이러한 변형은 실질적으로 동일한 방식으로 동일한 결과를 달성하기 위해 본 발명의 임의의 양태에 대해 공지된 등가물의 치환을 포함한다. 이러한 변형은 또한 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims (21)

  1. 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트로서,
    상기 나노섬유는 약 10 내지 900㎚의 평균 직경을 갖고;
    상기 지지 요소는 상기 나노섬유의 두께보다 작거나, 대략 같거나, 또는 큰 평균 두께를 가지고;
    상기 다공성 시트는 상기 지지 요소의 평균 두께의 약 75% 내지 150%인 평균 두께를 갖고;
    상기 나노섬유의 총 부피는 상기 다공성 시트의 총 부피의 약 20% 미만이고; 그리고
    상기 지지 구조체의 총 부피는 상기 다공성 시트의 총 부피의 약 50% 미만인 것을 특징으로 하는 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다공성 시트의 총 부피의 적어도 약 30%는 비어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 구조체는 메쉬 형상를 갖는 것을 특징으로 하는 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉하는 복수의 나노섬유를 포함하는 다공성 시트.
  4. 다공성 시트로서,
    복수의 제 1 기공을 포함하는 메쉬 구조체; 및
    상기 메쉬 구조체와 접촉하는 중합체 나노섬유 웹(web)을 포함하고, 상기 중합체 나노섬유 웹은 복수의 제 2 기공을 포함하고;
    상기 나노섬유 웹의 적어도 일부는 상기 메쉬 구조체의 상기 복수의 제 1 기공 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 지지 요소는 약 30㎛ 내지 약 3㎜ 범위의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 메쉬 구조체는 상기 메쉬 구조체의 두께의 적어도 1 배의 평균 기공 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬 구조체의 상기 평균 기공 크기는 약 0.01㎟ 내지 약 100㎠의 범위인 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 기공의 각각의 기공은 원형, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴, 육각형, 팔각형 및 불규칙한 형상 중 선택된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 나노섬유 웹은 상기 복수의 제 2 기공을 형성하는 복수의 상호 연결된 중합체 나노섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 중합체 나노섬유는 나일론, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리락트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤조옥사졸, 폴리-아라미드, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리-페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  11. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 나노섬유 웹은 20% 미만의 고체 부피 분율을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  12. 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 시트는 약 30㎛ 내지 약 10㎜ 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 시트.
  13. 다공성 시트를 형성하는 방법으로서,
    복수의 나노섬유를 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 구조체와 접촉시키는 단계를 포함하고,
    상기 나노섬유는 약 10 내지 900㎚의 평균 직경을 갖고;
    상기 지지 요소는 상기 나노섬유의 두께보다 작거나, 대략 같거나, 또는 큰 평균 두께를 갖고;
    상기 다공성 시트는 상기 지지 요소의 평균 두께의 약 75% 내지 150%인 평균 두께를 갖고;
    상기 나노섬유의 총 부피는 약 20% 미만이고; 그리고
    상기 지지 구조체의 총 부피는 상기 다공성 시트의 총 부피의 약 50% 미만인 것을 특징으로 하는 다공성 시트를 형성하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 전기 방사(electrospinning), 멜트 블로잉(melt blowing), 가스 블로잉(gas blowing) 또는 포스 스피닝(force spinning)을 통해 복수의 나노섬유를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 시트를 형성하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 지지 요소는 금속 재료, 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 섬유 재료 또는 이들의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 다공성 시트를 형성하는 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 구조체는 메쉬 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 시트를 형성하는 방법.
  17. 다층 다공성 구조체로서,
    각 영역이 서로에 대해 수직으로 배열된 복수의 층을 포함하는 하나 이상의 영역으로서, 각 층은 그 층의 총 부피의 약 50% 미만인 총 부피를 갖는 다공성 재료를 포함하는, 상기 하나 이상의 영역;
    적어도 하나의 상기 층의 상기 다공성 재료의 적어도 일부 내에 배치된 복수의 나노섬유를 포함하고,
    상기 나노섬유를 포함하는 각각의 층에 대해, 상기 나노섬유의 총 부피는 상기 층의 총 부피의 약 20% 미만인 것을 특징으로 하는 다층 다공성 구조체.
  18. 제 17 항에 있어서, 각 층의 상기 다공성 재료는 기공을 포함하고, 각 기공은 원, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴, 육각형, 팔각형 및 불규칙한 형상 중 선택된 형상을 독립적으로 갖는 것을 특징으로 하는 다층 다공성 구조체.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 층들 중 적어도 하나의 층은 나노섬유를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 다층 다공성 구조체.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로에 대해 수평으로 배열된 복수의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 다공성 구조체.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 층의 상기 다공성 재료는 직물 또는 부직포 재료로 독립적으로 구성된 것을 특징으로 하는 다층 다공성 구조체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210041612A (ko) * 2018-08-14 2021-04-15 1441413 앨버타 인코포레이티드 디비에이 이피티 고다공성 윤활제 컨디셔닝 및 복원 매체
WO2021215700A1 (ko) 2020-04-20 2021-10-28 경북대학교 산학협력단 Nadph 산화효소 1 저해제를 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 조성물

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018103682A1 (de) * 2018-02-19 2019-08-22 Twe Gmbh & Co. Kg Filtermedium
KR102487103B1 (ko) * 2019-07-22 2023-01-10 주식회사 아모그린텍 필터여재 및 이를 포함하는 복합필터
KR102311748B1 (ko) * 2019-08-05 2021-10-13 한국과학기술연구원 흡음 장치 및 그 제조 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040092185A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-13 Grafe Timothy H. Wipe material with nanofiber layer
US8025960B2 (en) 2004-02-02 2011-09-27 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
US7789930B2 (en) * 2006-11-13 2010-09-07 Research Triangle Institute Particle filter system incorporating nanofibers
US20070074628A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Jones David C Coalescing filtration medium and process
US8187354B2 (en) * 2005-12-07 2012-05-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Filtration media for filtering particulate material from gas streams
WO2008118228A2 (en) * 2006-12-05 2008-10-02 Stonybrook Water Purification Articles comprising a fibrous support
US20110174158A1 (en) * 2008-05-13 2011-07-21 Research Triangle Institute Particle filter system incorporating electret nanofibers
JP5539407B2 (ja) * 2009-02-17 2014-07-02 フィルトロナ・ポーラス・テクノロジーズ・コーポレーション ナノファイバを含む多層流体透過性繊維構造体およびこの構造体の製造方法
DE102009010935A1 (de) * 2009-02-27 2010-10-14 Fleissner Gmbh Verbundvliesstoff sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Verbundvliesstoffes
DE102009015226A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-14 Kim, Gyeong-Man, Dr. Template-gestütztes Musterbildungsverfahren von Nanofasern im Electrospinn-Verfahren und deren Anwendungen
WO2014095959A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Dsm Ip Assets B.V. Membrane construction with fiber layers for blood filtration
US20140207248A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Hierarchical multiscale fibrous scaffold via 3-d electrostatic deposition prototyping and conventional electrospinning
US10137394B2 (en) * 2013-12-09 2018-11-27 Nano and Advanced Materials Institute Ltd. Interlaced filtration barrier
CN105828905A (zh) * 2013-12-18 2016-08-03 曼·胡默尔有限公司 过滤介质和带有过滤介质的过滤元件
CA2967048A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Air filter for high-efficiency pm2.5 capture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210041612A (ko) * 2018-08-14 2021-04-15 1441413 앨버타 인코포레이티드 디비에이 이피티 고다공성 윤활제 컨디셔닝 및 복원 매체
WO2021215700A1 (ko) 2020-04-20 2021-10-28 경북대학교 산학협력단 Nadph 산화효소 1 저해제를 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 조성물

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