KR20200088483A - 2성분 또는 다성분 섬유 및 그것을 제조하는 방법 - Google Patents

2성분 또는 다성분 섬유 및 그것을 제조하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200088483A
KR20200088483A KR1020207019165A KR20207019165A KR20200088483A KR 20200088483 A KR20200088483 A KR 20200088483A KR 1020207019165 A KR1020207019165 A KR 1020207019165A KR 20207019165 A KR20207019165 A KR 20207019165A KR 20200088483 A KR20200088483 A KR 20200088483A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
layer
solution
nanofibers
dipole moment
Prior art date
Application number
KR1020207019165A
Other languages
English (en)
Inventor
기기 왕
레이 리아오
이 취
Original Assignee
4씨 에어 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 4씨 에어 인코퍼레이티드 filed Critical 4씨 에어 인코퍼레이티드
Publication of KR20200088483A publication Critical patent/KR20200088483A/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B29C48/21Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D1/00Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/02Preparation of spinning solutions
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0015Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D01D5/0038Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0069Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/36Matrix structure; Spinnerette packs therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00Layered products
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0076Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
    • D01D5/0084Coating by electro-spinning, i.e. the electro-spun fibres are not removed from the collecting device but remain integral with it, e.g. coating of prostheses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

2성분 또는 다성분 나노섬유를 형성하기 위한 시스템, 장치, 및 방법이 여기 개시된다.

Description

2성분 또는 다성분 섬유 및 그것을 제조하는 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 35 U.S.C. § 119(e)하에 2017년 12월 7일자 제출된 미국 임시출원 제62/596,057호의 이익을 주장하며, 이것의 내용은 그 전체가 여기 참고로 포함된다.
예를 들어 중합체 섬유를 포함하는 섬유성 매체는 의료 및 방호복, 절연체, 필터, 천장 타일, 배터리 세퍼레이터 매질, 조직 공학 스캐폴드 등과 같은 여러 다양한 용도에 사용된다. 그러나, 특정한 구조 및/또는 기능적 이익을 제공하는 주문제작 가능하며 독특하게 배치된 2성분 또는 다성분 섬유에 대한 필요성이 본 분야에 존재한다.
본 발명은 독특한 2성분 또는 다성분 섬유, 및 그것의 제작을 위한 주문제작 가능한 시스템, 장치, 및 방법을 제공한다.
따라서, 하나의 구체예에서, 제1 채널 및 제1 채널 내부의 제2 채널을 포함하는 방사구멍(spinneret)을 포함하는 전기방사 장치로 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 제1 방법이 여기 제공된다. 일부 구체예에서, 이 방법은 제1 채널에 제1 중합체의 용액을 공급하는 단계; 제2 채널에 제2 중합체의 용액을 공급하는 단계; 및 기판의 표면 위에 각각의 채널을 통해서 용액을 전기방사하는 단계를 포함하고, 이로써 제1 층 및 제1 층 내부의 제2 층을 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조가 제조되며, 여기서 제1 층은 제1 중합체를 포함하고, 제2 층은 제2 중합체를 포함한다.
제1 방법의 일부 구체예에서, 여기 개시된 제1 및 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D(Debye) 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
제1 방법의 일부 구체예에서, 방사구멍의 제1 채널 및 제2 채널은 동축이다.
제1 방법의 일부 구체예에서, 상기 방법은 방사구멍의 제3 채널에 제3 중합체의 용액을 공급하는 단계를 더 포함하며, 여기서 제3 채널은 제2 채널 내부에 있고, 이로써 제1 층, 제1 층 내부의 제2 층, 및 제2 층 내부의 제3 층을 포함하는 섬유가 제조된다. 제1, 제2, 및 제3 층은 각각 제1, 제2 및 제3 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 제2 중합체의 쌍극자 모멘트보다 큰 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 제2 중합체보다 크고 제1 중합체의 쌍극자 모멘트보다 작은 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 제2 중합체의 쌍극자 모멘트보다 크고 제1 중합체의 쌍극자 모멘트와 대략 동일하거나 그보다 큰 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 동일한 중합체이다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 상이한 중합체이다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 약 1D와 대략 동일하거나 그보다 큰 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가지며, 제3 중합체는 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가진다.
제1 방법의 일부 구체예에서, 방사구멍은 제1 채널 내부에 복수의 비-중첩 제2 채널을 포함하며, 따라서 제조된 섬유는 제1 층 및 제1 층 내부의 복수의 비-중첩 제2 층을 포함한다. 이러한 구체예에서, 제2 층 중 적어도 하나는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
제1 방법의 일부 구체예에서, 방사구멍은 제1 채널 내부의 복수의 비-중첩 제2 채널, 및 복수의 제2 채널의 각각의 내부의 제3 채널을 포함한다.
또한, 하나의 구체예에서, 제1 중합체를 포함하는 제1 층 및 제1 층 내부의 제2 중합체를 포함하는 제2 층을 포함하는 나노섬유가 여기 제공되며, 여기서 제1 층 및 제2 층은 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다.
일부 구체예에서, 나노섬유의 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 층은 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
일부 구체예에서, 나노섬유는 제2 층 내부의 제3 층을 더 포함하며, 여기서 제2 층 및 제3 층은 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 나노섬유의 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 나노섬유의 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가지며, 제3 층은 약 1D와 대략 동일하거나 그보다 큰 쌍극자 모멘트를 가진다.
일부 구체예에서, 나노섬유는 복수의 제2 층을 포함한다. 이러한 구체예에서, 나노섬유의 제2 층 중 적어도 하나는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 나노섬유는 복수의 제2 층의 각각의 내부에 제3 층을 더 포함하며, 여기서 각 제3 층은 각각의 제2 층과 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다.
또한, 하나의 구체예에서, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 제2 방법이 여기 제공되며, 상기 방법은 적합한 조건하에서 제1 중합체 용액을 제2 중합체 용액과 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액이 상이한 상을 유지하거나 상이한 상으로 분리되는 것을 허용하는 조건하에서 기판의 표면 위에 혼합물을 전기방사하는 단계를 포함하며, 이로써 분리된 부분에 제1 중합체 및 제2 중합체를 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조가 제조된다.
제2 방법의 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
제2 방법의 일부 구체예에서, 혼합물은 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액을 대략 동일한 부피로 포함한다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 100:1 내지 약 1:100이다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:100 내지 약 1:1, 약 1:75 내지 약 1:1, 약 1:50 내지 약 1:1, 약 1:25 내지 약 1:1, 약 1:10 내지 약 1:1, 약 1:5 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 100:1 내지 약 1:1, 약 75:1 내지 약 1:1, 약 50:1 내지 약 1:1, 약 25:1 내지 약 1:1, 약 10:1 내지 약 1:1, 약 5:1 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:1이다.
제2 방법의 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액의 적어도 일부는 제2 중합체 용액으로부터 상 분리된다. 제2 방법의 일부 구체예에서, 혼합물의 적어도 일부는 비-균질하며, 제1 중합체 용액의 적어도 일부가 전기방사 동안 제2 중합체 용액으로부터 상 분리된다.
제2 방법의 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액은 제2 중합체 용액에 실질적으로 균일하게 분산된다.
제2 방법의 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액은 제1 치료 분자를 포함한다. 일부 구체예에서, 제2 중합체 용액은 제2 치료 분자를 포함한다. 일부 구체예에서, 제1 치료 분자는 사람 환자에서 제2 치료 분자보다 짧은 방출 시간을 필요로 한다. 일부 구체예에서, 제2 치료 분자는 사람 환자에서 제1 치료 분자보다 짧은 방출 시간을 필요로 한다.
또한, 하나의 구체예에서, 복수의 방사구멍을 포함하는 전기방사 장치로 섬유성 구조를 제조하는 제3 방법이 여기 제공되며, 상기 방법은 방사구멍 중 적어도 하나에 제1 중합체의 용액을 공급하는 단계; 방사구멍 중 적어도 다른 하나에 제2 중합체의 용액을 공급하는 단계; 및 용액을 전기방사하는 단계를 포함하고, 이로써 상이한 중합체를 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조가 제조된다.
제3 방법의 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
제3 방법의 일부 구체예에서, 전기방사 장치는 적어도 한 줄의 방사구멍을 포함하며, 상기 줄의 방사구멍 중 적어도 하나는 제1 용액과 연결되고, 상기 줄의 방사구멍 중 적어도 다른 하나는 제2 용액과 연결된다. 일부 구체예에서, 전기방사 장치는 복수의 줄의 방사구멍을 포함하며, 적어도 하나의 줄의 모든 방사구멍은 제1 용액에 연결되고, 적어도 다른 줄의 모든 방사구멍은 제2 용액에 연결된다.
또한, 하나의 구체예에서, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 제4 방법이 여기 제공되며, 상기 방법은 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액의 혼합물에 입자를 침지시키는 단계; 입자가 혼합물로 덮이는 것을 허용하는 조건하에서 혼합물로부터 입자를 들어올리는 단계; 및 입자와 수집기 사이에 전기장을 인가하여 혼합물로부터 입자 위에 나노섬유가 형성되고 수집기 상에 수집되도록 하는 단계를 포함하며, 여기서 나노섬유는 제1 중합체와 제2 중합체를 둘 다 포함한다.
제4 방법의 일부 구체예에서, 제1 용액의 적어도 일부는 제2 용액으로부터 상 분리를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액의 적어도 일부는 실질적으로 혼합물의 표면에 위치된다.
제4 방법의 일부 구체예에서, 입자는 거친 외부 표면을 가진다. 일부 구체예에서, 입자는 매끄러운 외부 표면을 가진다. 일부 구체예에서, 입자는 스레드를 통해서 하나 이상의 입자에 연결된다.
상기 개시된 제1, 제2, 제3, 및 제4 방법의 일부 구체예에서, 상기 방법들은 전기방사, 전기분무, 분무 과정, 롤링 과정 등에 의해 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 하나의 구체예에서, 2성분 또는 다성분 나노섬유 웹을 제조하는 제5 방법이 여기 제공되며, 상기 방법은 전기방사 시스템에 의해 기판 위에 나노섬유 웹의 제1 층을 형성하는 단계; 및 제2 전기방사 시스템, 분무 시스템, 또는 롤링 시스템으로 제1 층 위에 기능성 층을 추가하는 단계를 포함한다.
제5 방법의 일부 구체예에서, 제1 층은 상이한 쌍극자 모멘트를 가진 적어도 두 중합체를 포함한다. 일부 구체예에서, 중합체 중 하나는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 중합체 중 다른 하나는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
제5 방법의 일부 구체예에서, 결과의 다성분 나노섬유 웹은 발광(light emission), 단열(heat insulation), 내열(heat resistance), 멸균(sterilization), 내염(flame resistance), 열화(degradation), 자정(self-cleaning), 방식(anti-corrosion), 또는 이들의 조합에 유용하도록 구성된다.
본 발명의 예시적인 비제한적 구체예는 첨부한 도면을 참조함으로써 더 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 하나의 구체예에 따른, 동축(시스-코어)(sheath-core) 구조를 포함하는 2성분 나노섬유의 단면도이다.
도 2는 하나의 구체예에 따른, "해도"(islands-in-sea) 구조를 포함하는 2성분 나노섬유의 단면도이다.
도 3a는 하나의 구체예에 따른, 2성분 완전 코팅 나노섬유의 측면도이다. 도 3b-3c는 두 상이한 단면에서 취해진 도 3a의 2성분 완전 코팅 나노섬유의 두 단면도이다.
도 4a는 하나의 구체예에 따른, 2성분 부분 코팅 나노섬유의 측면도이다. 도 4b-4d는 3개의 상이한 단면에서 취해진 도 4a의 2성분 부분 코팅 나노섬유의 3개 단면도이다.
도 5는 하나의 구체예에 따른, 2성분 분산형(dispersed) 나노섬유의 측면도이다.
도 6a는 하나의 구체예에 따른, 2성분 집합형(aggregate) 나노섬유의 측면도이다. 도 6b-6d는 3개의 상이한 단면에서 취해진 도 6a의 2성분 집합형 나노섬유의 3개 단면도이다.
도 7은 하나의 구체예에 따른, 동축(시스-코어) 구조를 포함하는 다성분 나노섬유의 단면도이다.
도 8은 하나의 구체예에 따른, 제1 타입의 "해도" 구조를 포함하는 다성분 나노섬유의 단면도이다.
도 9는 하나의 구체예에 따른, 제2 타입의 "해도" 구조를 포함하는 다성분 나노섬유의 단면도이다.
도 10a는 하나의 구체예에 따른, 다성분 완전 코팅 나노섬유의 측면도이다. 도 10b-10c는 두 상이한 단면에서 취해진 도 10a의 다성분 완전 코팅 나노섬유의 두 단면도이다.
도 11a는 하나의 구체예에 따른, 다성분 부분 코팅 나노섬유의 측면도이다. 도 11b-11e는 4개의 상이한 단면에서 취해진 도 11a의 다성분 부분 코팅 나노섬유의 4개 단면도이다.
도 12는 하나의 구체예에 따른, 다성분 분산형의 측면도이다.
도 13a는 하나의 구체예에 따른, 다성분 집합형 나노섬유의 측면도이다. 도 13b-13e는 4개의 상이한 단면에서 취해진 도 13a의 다성분 집합형 나노섬유의 4개 단면도이다.
도 14a-14k는 다양한 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유의 형성을 위해 구성된 시스템의 다양한 도면을 도시한다. 예를 들어, 도 14a-14b는 시스템이 2성분 동축("시스-코어") 나노섬유 섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰이다. 도 14c-14d는 시스템이 2성분 해도형 나노섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍을 포함하는 다른 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰이다. 도 14e-14f는 시스템이 다성분 동축("시스") 나노섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰이다. 도 14g-14h는 시스템이 제1 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰이다. 도 14i-14j는 시스템이 제2 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰이다. 도 14k는 시스템이 2성분 또는 다성분 완전 코팅, 부분 코팅, 분산형, 또는 집합형 나노섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍을 포함하는 구체예의 단면도이다.
도 15a-15c는 다양한 구체예에 따른, 탑-다운 전기방사 과정(도 15a), 바텀-업 전기방사 과정(도 15b), 및 수직 전기방사 과정(도 15c)의 단순화된 도해이다.
도 16a-16c는 다양한 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 형성하기 위한 시스템의 측면 단면도이며, 여기서 시스템은 단일 방사구멍(도 16a), 복수의 방사구멍(도 16b), 및 상이한 재료 또는 재료들의 상이한 조합을 압출하도록 구성된 적어도 두 세트/그룹의 방사구멍(도 16c)을 포함한다.
도 17a-17b는 거친 표면(도 17a) 또는 매끄러운 표면(도 17b)을 가진 용액 침지 성분을 포함하는 니들리스(또는 니들-프리) 시스템의 측면 단면도이다. 도 17c-17d는 각각 거친 외부 표면(도 17c) 또는 매끄러운 외부 표면(도 17d)을 가진 복수의 특징부를 연결하는 스레드를 포함하는 니들리스 압출 요소의 측면 단면도를 더 도시한다.
도 18은 하나의 구체예에 따른, 다기능성 나노섬유 웹을 생성하기 위한 시스템의 단순화된 도해이다.
도 19는 하나의 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법의 순서도이다.
도 20은 다른 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법의 순서도이다.
도 21은 하나의 구체예에 따른, 복수의 방사구멍을 포함하는 전기방사 장치로 섬유성 구조를 제조하는 방법의 순서도이다.
도 22는 또 다른 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법의 순서도이다.
도 23은 하나의 구체예에 따른, 다기능성 웹을 제조하는 방법의 순서도이다.
2성분 또는 다성분 섬유를 제조하기 위한 시스템, 장치, 및 방법이 여기 설명된다.
1. 나노섬유
일부 구체예에서, 서로 상이한 조성 및/또는 상이한 특징/특성을 가진 적어도 두 중합체를 포함하는 나노섬유가 여기 제공된다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 적어도 두 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 적어도 두 중합체의 쌍극자 모멘트의 차이는 적어도 약 1.0D일 수 있다. 일부 구체예에서, 적어도 두 중합체의 쌍극자 모멘트의 차이는 적어도 약 1.0D, 적어도 약 1.5D, 적어도 약 2.0D, 적어도 약 2.5D, 적어도 약 3.0D, 적어도 약 3.5D, 적어도 약 4.0D, 적어도 약 4.5D, 적어도 약 5.0D, 적어도 약 5.5D, 적어도 약 6.0D, 적어도 약 6.5D, 적어도 약 7.0D, 적어도 약 7.5D, 적어도 약 8.0D, 적어도 약 8.5D, 적어도 약 9.0D, 적어도 약 9.5D, 또는 적어도 약 10.0D일 수 있다. 일부 구체예에서, 적어도 중합체들의 쌍극자 모멘트의 차이는 약 1.0D 내지 약 10.0D의 범위일 수 있다.
일부 구체예에서, 적어도 제1 중합체는 약 2.0D와 대략 동일하거나 그보다 큰 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 이 제1 중합체는 약 2.0D, 약 2.2D, 약 2.4D, 약 2.6D, 약 2.8D, 약 3.0D, 약 3.2D, 약 3.4D, 약 3.6D, 약 3.8D, 약 4.0D, 약 4.2D, 약 4.4D, 약 4.6D, 약 4.8D, 약 5.0D, 약 5.2D, 약 5.4D, 약 5.6D, 약 5.8D, 약 6.0D, 약 6.2D, 약 6.4D, 약 6.6D, 약 6.8D, 약 7.0D, 약 7.2D, 약 7.4D, 약 7.6D, 약 7.8D, 약 8.0D, 약 8.2D, 약 8.4D, 약 8.6D, 약 8.8D, 약 9.0D, 약 9.2D, 약 9.4D, 약 9.6D, 약 9.8D, 또는 약 10.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 이 제1 중합체는 약 2.0D 내지 약 10.0D의 범위의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
제1 중합체에 대한 예시적인 재료는, 제한은 아니지만, 폴리이미드, 불화폴리비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 6.1D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리이미드를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.3D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리비닐피롤리돈을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.0D의 쌍극자 모멘트를 가진 불화폴리비닐리덴을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.0D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 폴리이미드, 불화폴리비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 및 폴리비닐피롤리돈의 임의의 조합(예를 들어, 적어도 2, 적어도 3, 또는 각각)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 적어도 제2 중합체는 약 1.0D 이하의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 1.0D, 약 0.9D, 약 0.8D, 약 0.7D, 약 0.6D, 약 0.5D, 약 0.4D, 약 0.3D, 약 0.2D, 약 0.1D, 약 0.5D, 또는 약 0.0D 이하의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 1.0D 내지 0.0D의 범위의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
제2 중합체에 대한 예시적인 재료는, 제한은 아니지만, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리테트라플루오르에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 0.7D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리스티렌을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 0.6D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 0.0D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 0.0D의 쌍극자 모멘트를 가진 폴리테트라플루오르에틸렌을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 및 폴리테트라플루오르에틸렌의 임의의 조합(예를 들어, 적어도 2, 적어도 3, 또는 각각)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 나노섬유는 높은 쌍극자 모멘트를 가진 적어도 제1 중합체, 및 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 적어도 제2 중합체를 포함할 수 있다. 예로서, 제1 중합체는 약 2.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1.0D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 높은 쌍극자 모멘트를 가진 제1 중합체와 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 제2 중합체의 조합은 독특한 구조적 특징, 특성, 및/또는 기능성을 가진 나노섬유를 가져올 수 있다. 예를 들어, 높은 쌍극자 모멘트를 가진 제1 중합체는 친수성일 수 있고, 높은 표면 에너지를 가질 수 있고, 및/또는 미립자 물질을 보유할 수 있다. 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 제2 중합체는 친수성일 수 있고, 낮은 표면 에너지를 가질 수 있고, 및/또는 미립자 물질을 붙잡을 수 있다. 따라서, 나노섬유가 각각 높은 또는 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 적어도 제1 및 제2 중합체를 포함하는 구체예에서, 나노섬유는 뛰어난 기계적 특성, 제어된 소수성 및/또는 친수성, 제어된 표면 에너지, 및/또는 미립자 물질을 보유하고 및/또는 붙잡을 수 있는 제어된 능력을 나타낼 수 있다. 일부 구체예에서, 나노섬유에서 중합체의 조성 및/또는 배치는, 예컨대 소수성 또는 친수성의 정도, 표면 에너지, 미립자 물질을 보유하고 및/또는 붙잡을 수 있는 능력, 및/또는 나노섬유의 구조적 완전성과 관련하여 원하는 특징 또는 기능성을 생성하도록 재단/선택될 수 있다. 더욱이, 각각 높은 또는 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 적어도 제1 및 제2 중합체를 포함하는 이러한 나노섬유는, 제한은 아니지만, 인쇄 산업, 공기 여과, 오일 분리, 촉매 시스템 등에서의 용도를 포함하는 여러 용도에 독자적으로 적합하게 될 수 있다.
일부 구체예에서, 나노섬유는 서로 상이한 쌍극자 모멘트를 가진 두 중합체를 포함하는 2성분 나노섬유일 수 있다. 일부 구체예에서, 나노섬유는 3개 이상의 중합체를 포함하는 다성분 나노섬유일 수 있고, 여기서 중합체 중 적어도 2개는 서로 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 2성분 또는 다성분 나노섬유는 동축(시스-코어) 구조, "해도" 타입 구조, 집합 구조, 분산 구조, 부분 코팅 구조, 또는 완전 코팅 구조를 가질 수 있으며, 이들은 아래 더 상세히 논의된다.
일부 구체예에서, 나노섬유는 각각의 쌍극자 모멘트에 더하여, 또는 그것 이외의 다른 특성에 대하여 상이한 적어도 두 중합체를 포함할 수 있다는 것이 주지된다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 적어도 두 중합체는 중합체의 접착성 정도에 대하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제1 중합체는 접착성 재료를 포함할 수 있고, 제2 중합체는 비-접착성 재료 또는 제1 중합체보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다.
예시적인 접착성 재료는, 제한은 아니지만, 압력 감응성 접착성 중합체, 광 감응성 접착성 중합체, 핫-멜트 접착성 중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 접착성 재료의 추가 예는, 제한은 아니지만, 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 폴리올레핀(PO), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 폴리우레탄(PU), 아크릴, 바이오-기반 아크릴레이트, 부틸 고무, 니트릴, 실리콘 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 및 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 비-접착성 중합체 재료는, 제한은 아니지만, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 불화폴리비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 염화폴리비닐, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아세트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리아라미드, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
a. 2성분 섬유
도 1-6d는 다양한 구체예에 따른, 상대적으로 상이한 구성형태로 배치된 제1 층(102) 및 제2 층(104)을 포함하는 2성분 나노섬유의 다양한 도면을 도시한다. 도 1-6d의 나노섬유, 또는 그것의 특징은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 다른 나노섬유, 또는 그것의 특징과 조합하여, 또는 대안으로서 실시될 수 있다. 도 1-6d의 나노섬유는 추가로 여기 설명된 나노섬유의 제조 및/또는 사용 방법 중 어느 것에서 이용될 수 있다. 도 1-6d의 나노섬유는 또한 다양한 용도 및/또는 변형에서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 도 1-6의 나노섬유는 도 1-6d에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 특징부/성분을 포함할 수 있다. 더욱이, 도 1-6d의 나노섬유는 또한 도 1-6d에 구체적으로 도시된 성분/특징부 등의 크기, 모양, 수에 제한되지 않는다. 더 나아가, 도 1-6d의 나노섬유는 서로의 변형일 수 있으므로, 유사한 특징부 또는 성분에는 동일한 참조번호가 배정된다.
일부 구체예에서, 2성분 나노섬유의 제1 층(102)은, 여기 개시된 것과 같은, 제1 중합체를 포함할 수 있고, 2성분 나노섬유의 제2 층(104)은, 여기 개시된 것과 같은, 제2 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 여기 개시된 것과 같이, 제1 층(102)은 높은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 2.0D 이상)을 가진 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 낮은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 1.0D 미만)를 가진 제2 중합체를 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 및 제2 중합체는 중합체의 접착성 정도에 대하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제1 중합체는 접착성 재료를 포함할 수 있고, 제2 중합체는 비-접착성 재료 또는 제1 중합체보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다.
예시적인 접착성 재료는, 제한은 아니지만, 압력 감응성 접착성 중합체, 광 감응성 접착성 중합체, 핫-멜트 접착성 중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 접착성 재료의 추가 예는, 제한은 아니지만, 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 폴리올레핀(PO), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 폴리우레탄(PU), 아크릴, 바이오-기반 아크릴레이트, 부틸 고무, 니트릴, 실리콘 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 및 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 비-접착성 중합체 재료는, 제한은 아니지만, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 불화폴리비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 염화폴리비닐, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아세트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리아라미드, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
여기 개시된 것과 같은 제1 중합체 및 제2 중합체가 각각 제1 층(102) 및 제2 층(104)에 제한될 필요는 없다는 것이 주지된다. 이와 같이, 일부 구체예에서, 제1 층(102)은 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 하나의 구체예에 따라서 동축(시스-코어) 구조를 포함하는 2성분 나노섬유(100)의 단면도가 도시되며, 여기서 단면은 2성분 나노섬유(100)의 길이방향 축에 대해 수직으로 취해진다. 도 1에 도시된 대로, 2성분 동축 나노섬유(100)는 제1 층(102) 및 제1 층(102) 내에/내부에 배치된 제2 층(104)을 포함한다. 다시 말하면, 2성분 동축 나노섬유(100)는 제2 층(104)을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제1 층(102)을 포함한다.
일부 구체예에서, 2성분 동축 나노섬유(100)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 일부 구체예에서, 2성분 동축 나노섬유(100)의 제1 층(102)이 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)이 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 하나의 구체예에 따라서 "해도" 구조를 포함하는 2성분 나노섬유(200)의 단면도가 도시되며, 여기서 단면은 나노섬유(200)의 길이방향 축에 대해 수직으로 취해진다. 일부 구체예에서, 2성분 해도형 나노섬유(200)는 제1 층(102), 및 제1 층(102)의 "해" 내에/내부에 배치되고 제2 층(104)을 포함하는 둘 이상의 "섬"을 포함한다. 도 2의 예시적인 구체예에서, 2성분 해도형 나노섬유(200)는 제2 층(104)을 포함하는 4개의 분리된 섬을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제1 층(102)을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 구체예에서, 제2 층(104)을 포함하는 "섬"의 수는 2 이상의 임의의 정수일 수 있다(예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8 등).
일부 구체예에서, 2성분 해도형 나노섬유(200)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 구체예에서, 2성분 해도형 나노섬유(200)의 제1 층(102)이 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)이 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 3a를 참조하면, 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)의 측면도가 하나의 구체예에 따라서 도시된다. 도 3a에 도시된 대로, 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)는 제2 층(104)을 실질적으로 코팅하는 제1 층(102)을 포함한다. 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)가 실질적으로 균일한 단면을 갖지 않는 것을 제외하면, 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)는 도 1에 도시된 2성분 동축 나노섬유(100)와 유사하다. 예를 들어, 제2 층(104)은 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)의 길이를 따라 제1 층(102) 내에 분산되지만, 상기 나노섬유(300)의 단면 중 하나 이상에서 제2 층(104)을 둘러싸는/감싸는 제1 층(102)의 모양 및 양은 상이할 수 있다.
예로서, 도 3b-3c는 그것의 두 상이한 단면에서 취해진 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)의 2개 단면도를 제공한다. 도 3b-3c에서 입증된 대로, 제1 및 제2 층(102, 104)의 조합의 단면 모양은 나노섬유(300)의 이들 두 상이한 단면에서 다양하다. 일부 구체예에서, 제1 및 제2 층(102, 104)의 조합의 단면 모양은 나노섬유(300)의 각 단면에서 다양할 수 있다.
일부 구체예에서, 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 구체예에서, 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)의 제1 층(102)이 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)이 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이미 논의된 대로, 일부 구체예에서, 제1 중합체는 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트을 가질 수 있다. 예로서, 제1 중합체는 약 2.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1.0D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 이와 같이, 쌍극자 모멘트가 높은 제1 중합체는 높은 표면 에너지를 가질 수 있고 및/또는 미립자 물질을 보유할 수 있다. 쌍극자 모멘트가 낮은 제2 중합체는 낮은 표면 에너지를 가질 수 있고 및/또는 미립자 물질을 붙잡을 수 있다. 따라서, 쌍극자 모멘트가 높은 제1 중합체가 제1 층(102)(외부층)에 존재하고 쌍극자 모멘트가 낮은 제2 중합체가 제2 층(들)(104)(내부층(들))에 존재하는 2성분 나노섬유(100(동축), 200(해도형), 300(완전 코팅))에서, 결과의 나노섬유는 미립자 물질을 붙잡는 동시에 보유할 수 있고, 이것은 여과 용도에 특히 유용할 수 있다.
이제 도 4a를 참조하면, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)의 측면도가 하나의 구체예에 따라서 도시된다. 도 4a에 도시된 대로, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)는 제2 층(104)의 하나 이상의 부분 상의 코팅으로서 제1 층(102)을 포함한다. 도 3a-3c의 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)와 달리, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)의 제1 층(102)은 제2 층(104)의 모든 부분을 코팅하지(예를 들어, 둘러싸지/감싸지) 않는다.
그러나, 도 3a-3c의 2성분 완전 코팅 나노섬유(300)와 유사하게, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)는 균일한 단면을 갖지 않는다. 예를 들어, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)의 하나 이상의 단면은, 예를 들어 도 4b-4c에 제공된 2개 단면도에 도시된 대로, 최내부 제2 층(104)을 둘러싸는/감싸는 제1 층(102)의 모양 및 양에 대하여 상이할 수 있다. 또한, 도 4d에 도시된 대로, 제1 층(102)의 코팅이 없고 오직 제2 층(104)만을 포함하는 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)의 하나 이상의 영역이 있을 수 있다.
일부 구체예에서, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)의 제1 층(102)은 여기 설명된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 설명된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 구체예에서, 2성분 부분 코팅 나노섬유(400)의 제1 층(102)이 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)이 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 하나의 구체예에 따라서 2성분 분산형 나노섬유(500)의 측면도가 도시된다. 도 5에 도시된 대로, 2성분 분산형 나노섬유(500)는 제1 층(102) 및 제2 층(104)의 분산물을 포함한다. 일부 구체예에서, 2성분 분산형 나노섬유(500)는 제1 층(102) 및 제2 층(104)의 균일한 분산물을 포함할 수 있다.
도 5의 구체예에서, 제1 층(102)은 제2 층(102) 내에/전체적으로 분산될 수 있다. 이러한 구체예에서, 제2 층(104) 대 제1 층(102)의 비는 약 100:1 내지 약 1:1이다. 일부 구체예에서, 제2 층(104) 대 제1 층(102)의 비는 약 100:1 내지 약 1:1, 약 75:1 내지 약 1:1, 약 50:1 내지 약 1:1, 약 25:1 내지 약 1:1, 약 10:1 내지 약 1:1, 약 5:1 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 일부 구체예에서, 제2 층(104) 대 제1 층(102)의 비는 약 20:1 내지 약 5:1이다.
일부 구체예에서, 2성분 분산형 나노섬유(500)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 구체예에서, 2성분 분산형 나노섬유(500)의 제1 층(102)이 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)이 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 6a를 참조하면, 하나의 구체예에 따른 2성분 집합형 나노섬유(600)의 측면도가 도시된다. 도 6a에 도시된 대로, 2성분 집합형 나노섬유(600)는 제2 층(104)의 하나 이상의 부분 내에 분산된 제1 층(102)을 포함한다. 도 5의 2성분 분산형 나노섬유(500)와 달리, 2성분 집합형 나노섬유(600)의 제1 층(102)은 제2 층(104)의 특정 부분 내에만 분산되고, 실질적으로 전체적으로는 분산되지 않는다.
2성분 집합형 나노섬유(600)는 균일한 단면을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 2성분 집합형 나노섬유(600)의 하나 이상의 단면은, 예를 들어 도 6b-6c에 제공된 2개 단면도에 도시된 대로, 제2 층(104) 내에 분산된 제1 층(102)의 모양 및 양에 대하여 상이할 수 있다. 또한, 도 6d에 도시된 대로, 제1 층(102)이 분산되지 않고 오직 제2 층(104)만을 포함하는 2성분 집합형 나노섬유(600)의 하나 이상의 영역이 있을 수 있다.
대안적인 구체예에서, 2성분 집합형 나노섬유(600)의 제2 층(104)은 전체적으로는 아니지만 제1 층(102)의 하나 이상의 부분 내에 분산될 수 있다.
일부 구체예에서, 2성분 집합형 나노섬유(600)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 제2 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 구체예에서, 2성분 집합형 나노섬유(600)의 제1 층(102)이 제2 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)이 제1 중합체를 포함할 수 있다.
이미 논의된 대로, 제1 중합체는 높은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 2.0D 이상)를 가질 수 있고 친수성일 수 있으며, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 1.0D 미만)을 가질 수 있고 소수성일 수 있다. 이러한 구체예에서, 2성분 나노섬유(400(부분 코팅), 500(분산형), 600(집합형))은 약물 캐리어 또는 파인 케미스트리를 위한 다른 캐리어로서 사용될 수 있으며, 이때 높은 쌍극자 모멘트를 가진 제1 친수성 중합체는 수성 과정에서 빠르게 약물 또는 화학물질을 방출할 거시고, 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 제2 소수성 중합체는 수성 과정에서 느리게 약물 또는 화학물질을 방출할 것이다. 따라서, 적어도 2개의 약물 또는 화학물질에 결합된 상기 2성분 나노섬유(400, 500, 600)는 수성 과정에서 적어도 2개의 약물 또는 화학물질을 연속적으로 방출할 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 친수성 중합체 및 제2 소수성 중합체는 상이한 약물(치료 분자) 또는 화학물질에 결합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 구체예에서, 제1 친수성 중합체는 제1 치료 분자에 결합될 수 있고, 제2 소수성 중합체는 제2 치료 분자에 결합될 수 있으며, 이때 제1 치료 분자는 제2 치료 분자와 비교하여 사람 환자에서 더 짧은 방출 시간을 필요로 할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 친수성 중합체 및 제2 소수성 중합체는 상이한 약물 또는 화학물질에 결합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 구체예에서, 제1 친수성 중합체는 제1 치료 분자에 결합될 수 있고, 제2 소수성 중합체는 제2 치료 분자에 결합될 수 있으며, 이때 제2 치료 분자는 제1 치료 분자와 비교하여 사람 환자에서 더 짧은 방출 시간을 필요로 할 수 있다.
b. 다성분 나노섬유
도 7-13e는 다양한 구체예에 따른, 상대적으로 상이한 구성형태로 배치된 적어도 제1 층(102), 적어도 제2 층(104), 및 적어도 제3 층(106)을 포함하는 다성분 나노섬유의 다양한 도면을 도시한다. 도 7-13e의 나노섬유, 또는 그것의 특징은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 다른 나노섬유, 또는 그것의 특징과 조합하여, 또는 대안으로서 실시될 수 있다. 도 7-13e의 나노섬유는 추가로 여기 설명된 나노섬유의 제조 및/또는 사용 방법 중 어느 것에서 이용될 수 있다. 도 7-13e의 나노섬유는 또한 다양한 용도 및/또는 변형에서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 도 7-13e의 나노섬유는 도 7-13e에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 특징부/성분을 포함할 수 있다. 더욱이, 도 7-13e의 나노섬유는 또한 도 7-13e에 구체적으로 도시된 성분/특징부 등의 크기, 모양, 수에 제한되지 않는다. 더 나아가, 도 7-13e의 나노섬유는 서로의 변형일 수 있으므로, 유사한 특징부 또는 성분에는 동일한 참조번호가 배정된다.
일부 구체예에서, 다성분 나노섬유의 제1 층(102)은, 여기 개시된 것과 같은, 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은, 여기 개시된 것과 같은, 제2 중합체를 포함할 수 있다. 추가로, 다성분 나노섬유는 제3 중합체를 포함하는 제3 층을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체 중 적어도 2개는 서로 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체는 각각 서로 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 중합체는 적어도 제2 중합체의 쌍극자 모멘트보다 큰 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 제2 중합체 및 제3 중합체보다 큰 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 제2 중합체보다 크지만 제1 중합체보다 작은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체(μ 1 ), 제2 중합체(μ 2 ), 및 제3 중합체(μ 3 )의 쌍극자 모멘트(μ) 간의 상대적 관계는 아래 중 어느 것에 따라 표시될 수 있다:
μ 1 μ 2 및/또는 μ 3 ;
μ 1 μ 2 μ 3 ;
μ 1 μ 3 μ 2 ;
μ 1
Figure pct00001
μ 3 μ 2 ;
μ 3 μ 1 μ 2 .
일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 이 경우 제1 및 제3 중합체의 높은 쌍극자 모멘트는 서로 대략 동일하다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 단 제1 중합체의 쌍극자 모멘트가 제3 중합체의 쌍극자 모멘트보다 크고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 단 제3 중합체의 쌍극자 모멘트가 제1 중합체의 쌍극자 모멘트보다 크고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.0D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.0D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 제3 중합체는 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체는 중합체의 접착성 정도에 대하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제1 중합체는 접착성 재료를 포함할 수 있고, 제2 중합체 및/또는 제3 중합체는 각각 독립적으로 비-접착성 재료 또는 제1 중합체보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제3 중합체는 접착성 재료를 포함할 수 있고(서로 동일하거나 상이할 수 있다), 제2 중합체는 비-접착성 재료 또는 제1 및 제3 중합체보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체는 서로 상이한 접착성 재료 또는 상이한 접착성 중합체 조성물을 포함할 수 있다.
이미 논의된 대로, 예시적인 접착성 재료는, 제한은 아니지만, 압력 감응성 접착성 중합체, 광 감응성 접착성 중합체, 핫-멜트 접착성 중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 접착성 재료의 추가 예는, 제한은 아니지만, 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 폴리올레핀(PO), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 폴리우레탄(PU), 아크릴, 바이오-기반 아크릴레이트, 부틸 고무, 니트릴, 실리콘 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 및 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 비-접착성 중합체 재료는, 제한은 아니지만, 또한 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 불화폴리비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 염화폴리비닐, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아세트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리아라미드, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 하나의 구체예에 따라서 동축(시스-코어) 구조를 포함하는 다성분 나노섬유(700)의 단면도가 도시되며, 여기서 단면은 다성분 나노섬유(700)의 길이방향 축에 대해 수직으로 취해진다. 도 7에 도시된 대로, 다성분 동축 나노섬유(700)는 외부 제1 층(102), 중간 제2 층(104) 및 최내부 제3 층(106)을 포함한다.
일부 구체예에서, 다성분 나노섬유(700)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 층을 포함할 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 하나의 구체예에 따른 제1 타입의 "해도" 구조를 포함하는 다성분 나노섬유(800)의 단면도가 도시되며, 여기서 단면은 나노섬유(800)의 길이방향 축에 대해 수직으로 취해진다. 일부 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(800)는 둘 이상의 "섬"을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제1 층(102)을 포함하고, 여기서 섬 중 적어도 하나는 제2 층(104)을 포함하며, 섬 중 적어도 다른 하나는 제3 층(106)을 포함한다. 도 8의 예시적인 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(800)는 4개의 분리된 섬을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제1 층(102)을 포함할 수 있고, 여기서 여기서 섬 중 2개는 제2 층(104)을 포함하며, 섬 중 2개는 제3 층(106)을 포함한다. 그러나, 일부 구체예에서, 제2 및 제3 층(104, 106)을 포함하는 "섬"의 수는 독립적으로 2 이상의 임의의 정수일 수 있다(예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8 등). 더욱이, 일부 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(800)는 추가의 중합체 재료(예를 들어, 여기 개시된 제1, 제2, 및 제3 중합체와 상이한 중합체 재료)를 각각 독립적으로 포함하는 하나 이상의 추가의 섬을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(800)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 하나의 구체예에 따른 제2 타입의 "해도" 구조를 포함하는 다성분 나노섬유(900)의 단면도가 도시되며, 여기서 단면은 나노섬유(900)의 길이방향 축에 대해 수직으로 취해진다. 일부 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(900)는 적어도 2개의 "섬"을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제1 층(102)을 포함하고, 여기서 각 섬은 제3 층(106)을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제2 층(104)을 포함한다. 도 9의 예시적인 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(900)는 제2 및 제3 층(104, 106)을 포함하는 4개의 분리된 섬을 실질적으로 둘러싸고/감싸고 있는 제1 층(102)을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 구체예에서, 제2 및 제3 층(104, 106)을 포함하는 "섬"의 수는 2 이상의 임의의 정수일 수 있다(예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8 등). 더욱이, 일부 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(900)는 제3 층(106) 내에 배치된 하나 이상의 추가의 층을 포함할 수 있으며, 여기서 각 추가의 층은 독립적으로 추가의 중합체 재료(예를 들어, 여기 개시된 제1, 제2, 및 제3 중합체와 상이한 중합체 재료)를 포함한다.
일부 구체예에서, 다성분 해도형 나노섬유(900)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 10a를 참조하면, 다성분 완전 코팅 나노섬유(900)의 측면도가 하나의 구체예에 따라서 도시된다. 도 10a에 도시된 대로, 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)는 제1, 제2, 및 제3 층(102, 104, 106)을 포함하고, 여기서 제1 층(102)은 실질적으로 제2 층(104)을 코팅하고, 제2 층(104)은 실질적으로 제3 층(106)을 코팅한다. 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)가 실질적으로 균일한 단면을 갖지 않는 것을 제외하면, 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)는 도 7에 도시된 다성분 동축 나노섬유(700)와 유사하다. 예를 들어, 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)의 하나 이상의 단면은, 예를 들어 도 10b-10c에 제공된 2개 단면도에 도시된 대로, 제1 및 제2 층(102, 104)의 모양 및 양에 대하여 상이할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 층(102, 104, 106)의 조합의 단면 모양은 나노섬유(1000)의 각 단면에서 다양할 수 있다.
일부 구체예에서, 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함할 수 있다.
이미 논의된 대로, 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트을 가질 수 있다. 예로서, 제1 중합체는 약 2.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1.0D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 제3 중합체는 약 1.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 이와 같이, 쌍극자 모멘트가 높은 제1 중합체는 높은 표면적을 갖는 경향이 있으며, 따라서 미립자 물질을 보유할 수 있는 높은 능력이 얻어진다. 쌍극자 모멘트가 낮은 제2 중합체는 미립자 물질을 붙잡는 능력을 가질 수 있다. 쌍극자 모멘트가 높은 제3 중합체는 하전되는 경향이 있으며, 따라서 미립자 물질을 붙잡고 보유하기 위한 높은 정전기력(electro-staticity)이 얻어진다. 따라서, 쌍극자 모멘트가 높은 제1 중합체가 제1 층(102) (외부층)에 존재하고, 쌍극자 모멘트가 낮은 제2 중합체가 제2 층(들)(104)(내부층(들))에 존재하며, 쌍극자 모멘트가 높은 제3 중합체가 제3 층(106)에 존재하는 다성분 나노섬유(700(동축), 800(해도형), 900(해도형), 1000(완전 코팅))에서, 결과의 나노섬유는 미립자 물질을 붙잡는 동시에 보유할 수 있고, 이것은 여과 용도에 특히 유용할 수 있다.
이제 도 11a를 참조하면, 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)의 측면도가 하나의 구체예에 따라서 도시된다. 도 11a에 도시된 대로, 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)는 제1 층(102) 또는 제2 층(104) 또는 이들의 조합에 의해 부분적으로 코팅된 최내부 제3 층(106)을 포함한다. 도 10a-10c의 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)와 달리, 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)의 제1 층(102) 및 제2 층(104)은 최내부 제3 층(106)의 모든 부분을 코팅하지(예를 들어, 둘러싸지/감싸지) 않는다.
그러나, 도 10a-10c의 다성분 완전 코팅 나노섬유(1000)와 유사하게, 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)는 균일한 단면을 갖지 않는다. 예를 들어, 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)의 하나 이상의 단면은, 예를 들어 도 11b-11d에 제공된 3개 단면도에 도시된 대로, 최내부 제3 층(106)을 둘러싸는/감싸는 제1 층(102) 및/또는 제2 층(106)의 모양 및 양에 대하여 상이할 수 있다. 또한, 도 11e에 도시된 대로, 제1 층(102) 및/또는 제2 층(104)의 코팅이 없고 오직 제3 층(106)만을 포함하는 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)의 하나 이상의 영역이 있을 수 있다.
일부 구체예에서, 다성분 부분 코팅 나노섬유(1100)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 다성분 분산형 나노섬유(1200)의 측면도가 하나의 구체예에 따라서 도시된다. 도 12에 도시된 대로, 2성분 분산형 나노섬유(1200)는 제1 층(102), 제2 층(104), 및 제3 층(106)의 분산물을 포함한다. 일부 구체예에서, 2성분 분산형 나노섬유(1200)는 제1 층(102), 제2 층(104), 및 제3 층(106)의 균일한 분산물을 포함할 수 있다. 도 12의 특정 구체예에서, 제1 및 제2 층(102, 104)은 제3 층(106) 내에 분산된다.
일부 구체예에서, 다성분 분산형 나노섬유(1200)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함할 수 있다.
이제 도 13a를 참조하면, 다성분 집합형 나노섬유(1300)의 측면도가 하나의 구체예에 따라서 도시된다. 도 13a에 도시된 대로, 다성분 집합형 나노섬유(1300)는 제3 층(106)의 하나 이상의 부분 내에 분산된 제1 층(102) 또는 제2 층(104) 또는 이들의 조합을 포함한다. 도 12의 다성분 분산형 나노섬유(1200)와 달리, 다성분 집합형 나노섬유(1300)의 제1 층(102) 및/또는 제2 층(104)은 제3 층(106)의 특정 부분 내에만 분산되고, 실질적으로 전체적으로는 분산되지 않는다.
다성분 집합형 나노섬유(1300)는 균일한 단면을 갖지 않는다. 예를 들어, 다성분 집합형 나노섬유(1300)의 하나 이상의 단면은, 예를 들어 도 13b-13d에 제공된 3개 단면도에 도시된 대로, 제3 층(106) 내에 분산된 제1 층(102) 및/또는 제2 층(104)의 모양 및 양에 대하여 상이할 수 있다. 또한, 도 13e에 도시된 대로, 제1 층(102)이 분산되지 않고 오직 제3 층(106)만을 포함하는 다성분 집합형 나노섬유(1300)의 하나 이상의 영역이 있을 수 있다.
일부 구체예에서, 다성분 집합형 나노섬유(1300)의 제1 층(102)은 여기 개시된 것과 같은 제1 중합체를 포함할 수 있고, 제2 층(104)은 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함할 수 있으며, 제3 층(106)은 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함할 수 있다.
이미 논의된 대로, 제1 중합체 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 제1 중합체는 약 2.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제3 중합체는 약 1.0D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다)를 가질 수 있고 친수성일 수 있으며, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 1.0D 미만)을 가질 수 있고 소수성일 수 있다. 이러한 구체예에서, 다성분 나노섬유(1100(부분 코팅), 1200(분산형), 1300(집합형))은 약물 캐리어 또는 파인 케미스트리를 위한 다른 캐리어로서 사용될 수 있으며, 이때 높은 쌍극자 모멘트를 가진 제1 및 제3 친수성 중합체는 수성 과정에서 빠르게 약물 또는 화학물질을 방출할 것이고, 낮은 쌍극자 모멘트를 가진 제2 소수성 중합체는 수성 과정에서 느리게 약물 또는 화학물질을 방출할 것이다. 따라서, 적어도 2개의 약물 또는 화학물질에 부착된 상기 다성분 나노섬유(1100, 1200, 1300)는 수성 과정에서 적어도 2개의 약물 또는 화학물질을 연속적으로 방출할 수 있다.
2. 시스템
여기 개시된 나노섬유(예를 들어, 도 1-13e에 도시된 나노섬유)를 제조하도록 구성된 다양한 주문제작 가능한 시스템이 여기 제공된다.
a. 방사구멍 시스템
예를 들어, 도 14a-14k는 2성분 또는 다성분 나노섬유를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍(1402)을 포함하는 시스템(1400)을 설명한다. 일부 구체예에서, 이중성분 또는 다성분 나노섬유로 형성되는 재료가 방사구멍(1402)으로부터 기판(1404)을 향해 빠져나오거나 인발되어 그 위에 이중성분 또는 다성분 나노섬유의 층(1406)을 형성한다. 일부 구체예에서, 기판(1404)은 전도성일 수 있다. 일부 구체예에서, 기판(1404)은 비-전도성일 수 있다.
도 14a-14b는 시스템(1400)이 2성분 동축("시스-코어") 나노섬유(예를 들어, 도 1에 설명된 것과 같은)를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍(1402a)을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰를 각각 제공한다. 적어도 하나의 방사구멍(1402a)은 제1 중합체(1412)의 제1 공급원(미도시)(예를 들어, 제1 중합체를 포함하는 용액 또는 용융물)과 유체 연통하고 있는 제1 표면(1410a), 및 제1 중합체(1412)가 압출되는 제2 표면(1414a)을 가진 제1 채널(1408)을 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 방사구멍(1402a)은 제2 중합체(1418)의 제2 공급원(미도시)(예를 들어, 제2 중합체를 포함하는 용액 또는 용융물)과 유체 연통하고 있는 제1 표면(1410b), 및 제2 중합체(1418)가 압출되는 제2 표면(1414b)을 가진 제2 채널(1416)을 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제2 채널(1408, 1416)은 제1 및 제2 중합체(1412, 1418)를 동시에 압출하여 2성분 동축 나노섬유를 형성할 수 있고, 이것은 기판(1404)을 향해 이동하거나 인발되어 그 위에 층(1406)을 형성할 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 채널(1408)은 방사구멍(1402a)의 외주부의 하나 이상의 부분을 따라 위치될 수 있고, 제2 채널(1416)은 방사구멍(1402a)의 내부 부분 내에 위치될 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 채널(1408)은 내부 제2 채널(1416) 주변에 동심 배치될 수 있다.
일부 구체예에서, 제2 채널(1416)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등)의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 채널(1408)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등), 정사각형, 직사각형, 불규칙형, 또는 본 명세서를 읽었을 때 당업자에게 분명해지는 다른 이러한 적합한 모양의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제2 채널(1408, 1416)은 둘 다 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등) 단면 모양을 가질 수 있다.
여기 개시된 대로, 일부 구체예에서, 제1 중합체(1412) 및 제2 중합체(1418)는 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 여기 개시된 것과 같이, 제1 중합체(1412)는 높은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 2.0D 이상)를 가질 수 있고, 제2 중합체(1418)는 낮은 쌍극자 모멘트(예를 들어, 약 1.0D 미만)를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 및 제2 중합체(1412, 1418)는 중합체의 접착성 정도에 대하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제1 중합체(1412)는 접착성 재료를 포함할 수 있고, 제2 중합체(1418)는 비접착성 재료 또는 제1 중합체(1412)보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다.
예시적인 접착성 재료는, 제한은 아니지만, 압력 감응성 접착성 중합체, 광 감응성 접착성 중합체, 핫-멜트 접착성 중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 접착성 재료의 추가 예는, 제한은 아니지만, 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 폴리올레핀(PO), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 폴리우레탄(PU), 아크릴, 바이오-기반 아크릴레이트, 부틸 고무, 니트릴, 실리콘 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 및 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 비-접착성 중합체 재료는, 제한은 아니지만, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 불화폴리비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 염화폴리비닐, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아세트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리아라미드, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
도 14c-14d는 시스템(1400)이 2성분 해도형 나노섬유(예를 들어, 도 2에 설명된 것과 같은)를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍(1402b)을 포함하는 다른 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰를 각각 제공한다. 도 14d에 제공된 탑-다운 뷰에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 적어도 하나의 방사구멍(1402b)은 서로 이격된 관계에 있으며 또한 제1 채널(1408)의 내부 부분 내에 배치된 제2 채널(1416)을 4개를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제2 채널(1408, 1416)은 각각 제1 및 제2 중합체(1412, 1418)를 동시에 압출하여 2성분 해도형 나노섬유를 형성할 수 있고, 이것은 기판(1404)을 향해 이동하거나 인발되어 그 위에 단일 층(1420)을 형성할 수 있다.
도 14c-14d의 적어도 하나의 방사구멍(1402b)은 제2 채널(1416)의 수나 구성형태에 제한되지 않는다는 것이 주지된다. 적어도 하나의 방사구멍(1402b)은 제1 중합체(1412)의 "해" 내에 배치된 제2 중합체(1416) "섬"의 원하는 수 및 구성형태를 달성할 수 있는 임의의 수 또는 구성형태의 제2 채널(1416)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 방사구멍(1402b)의 제2 채널(1416)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등)의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 방사구멍(1402b)의 제1 채널(1408)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등), 정사각형, 직사각형, 불규칙형, 또는 본 명세서를 읽었을 때 당업자에게 분명해지는 다른 이러한 적합한 모양의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 방사구멍(1402b)의 제1 및 제2 채널(1408, 1416)은 둘 다 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등) 단면 모양을 가질 수 있다.
도 14e-14f는 시스템(1400)이 다성분 동축("시스") 나노섬유(예를 들어, 도 7에 설명된 것과 같은)를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍(1402c)을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰를 각각 제공한다. 적어도 하나의 방사구멍(1402c)은 상기 설명된 대로 각각 제1 중합체(1412) 및 제2 재료(1418)를 압출하도록 구성된 적어도 제1 채널(1408) 및 적어도 제2 채널(1416)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 방사구멍(1402b)은 제3 중합체(1424)의 제3 공급원(미도시)(예를 들어, 제3 중합체를 포함하는 용액 또는 용융물)과 유체 연통하고 있는 제1 표면 (1410c), 및 제3 중합체(1424)가 압출되는 제2 표면(1414c)을 가진 적어도 제3 채널(1422)을 더 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 채널(1408, 1416, 1422)은 각각 제1, 제2, 및 제3 중합체(1412, 1418, 1424)를 동시에 압출하여 다성분 공축 나노섬유를 형성할 수 있고, 이것은 기판(1404)을 향해 이동하거나 인발되어 그 위에 단일 층(1406)을 형성할 수 있다.
여기 개시된 대로, 제1, 제2, 및 제3 중합체 중 적어도 2개는 서로 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체는 각각 서로 상이한 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 중합체는 적어도 제2 중합체의 쌍극자 모멘트보다 큰 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 제2 중합체 및 제3 중합체보다 큰 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 제2 중합체보다 크지만 제1 중합체보다 작은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체(μ 1 ), 제2 중합체(μ 2 ), 및 제3 중합체(μ 3 )의 쌍극자 모멘트(μ) 간의 상대적 관계는 아래 중 어느 것에 따라 표시될 수 있다:
μ 1 μ 2 및/또는 μ 3 ;
μ 1 μ 2 μ 3 ;
μ 1 μ 3 μ 2 ;
μ 1
Figure pct00002
μ 3 μ 2 ;
μ 3 μ 1 μ 2 .
일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 이 경우 제1 및 제3 중합체의 높은 쌍극자 모멘트는 서로 대략 동일하다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 단 제1 중합체의 쌍극자 모멘트가 제3 중합체의 쌍극자 모멘트보다 크고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 및 제3 중합체는 각각 독립적으로 높은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 단 제3 중합체의 쌍극자 모멘트가 제1 중합체의 쌍극자 모멘트보다 크고, 제2 중합체는 낮은 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.0D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제3 중합체는 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2.0D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 제3 중합체는 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체는 중합체의 접착성 정도에 대하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제1 중합체는 접착성 재료를 포함할 수 있고, 제2 중합체 및/또는 제3 중합체는 각각 독립적으로 비-접착성 재료 또는 제1 중합체보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제3 중합체는 접착성 재료를 포함할 수 있고(서로 동일하거나 상이할 수 있다), 제2 중합체는 비-접착성 재료 또는 제1 및 제3 중합체보다 덜 접착성인 재료를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 중합체는 서로 상이한 접착성 재료 또는 상이한 접착성 중합체 조성물을 포함할 수 있다.
이미 논의된 대로, 예시적인 접착성 재료는, 제한은 아니지만, 압력 감응성 접착성 중합체, 광 감응성 접착성 중합체, 핫-멜트 접착성 중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 접착성 재료의 추가 예는, 제한은 아니지만, 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 폴리올레핀(PO), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 폴리우레탄(PU), 아크릴, 바이오-기반 아크릴레이트, 부틸 고무, 니트릴, 실리콘 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 천연고무 라텍스, 및 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 비-접착성 중합체 재료는, 제한은 아니지만, 또한 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 불화폴리비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌옥시드), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 염화폴리비닐, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아세트산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리벤족사졸, 폴리아라미드, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리페닐렌 테레프탈아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
계속 도 14e-14f를 참조하면, 일부 구체예에서, 제3 채널(1422)은 방사구멍(1402c)의 최내부 영역 내에 위치될 수 있고, 제2 채널(1416)은 제3 채널(1422)의 하나 이상의 부분을 둘러쌀 수 있으며, 제1 채널(1408)은 제2 채널(1416)의 하나 이상의 부분을 둘러쌀 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 채널(1416)은 최내부 제3 채널(1422) 주변에 동심 배치될 수 있고, 제1 채널(1408)은 중앙 제2 채널(1416) 주변에 동심 배치될 수 있다.
일부 구체예에서, 제2 채널(1416) 및/또는 제3 채널(1422)은 각각 독립적으로 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등)의 단면 모양을 가질 수 있다. 더욱이, 이미 주지된 대로, 일부 구체예에서, 제1 채널(1408)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등), 정사각형, 직사각형, 불규칙형, 또는 다른 이러한 적합한 모양의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 채널(1408, 1416, 1422)의 각각은 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등) 단면 모양을 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 제2 및 제3 채널(1416, 1422)은 동심 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 14g-14h는 시스템(1400)이 제2 중합체(1418)를 압출하도록 구성된 적어도 2개의 비-중첩 제2 채널(1416), 및 제3 중합체(1424)를 압출하도록 구성된 적어도 2개의 비-중첩 제3 채널(1422)을 가진 적어도 하나의 방사구멍(1402d)을 포함하는 다른 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰를 각각 제공한다. 이러한 구성형태는, 예를 들어 도 8에 설명된 것과 같은 제1 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 생성할 수 있다.
도 14i-14j는 시스템(1400)이 제2 타입의 다성분 해도형 나노섬유(예를 들어 도 9에 설명된 것과 같은)를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍(1402e)을 포함하는 구체예의 단면도 및 탑-다운 뷰를 제공한다. 도 14j에 제공된 탑-다운 뷰에 도시된 대로, 적어도 하나의 방사구멍(1402e)은 서로 이격된 관계에 있으며 또한 제1 채널(1408)의 내부 부분 내에 배치된 제2 채널(1416)을 4개를 포함할 수 있고, 여기서 제2 채널(1416)의 각각은 내부 제3 채널(1422) 주변에 동심 배치된다. 일부 구체예에서, 제1, 제2, 및 제3 채널(1408, 1416, 1422)은 각각 제1, 제2, 및 제3 중합체(1412, 1418, 1424)를 동시에 압출하여 다성분 해도형 나노섬유를 형성할 수 있으며, 이것은 기판(1404)을 향해 이동하거나 인발되어 그 위에 단일 층(1420)을 형성할 수 있다.
도 14i-14j의 적어도 하나의 방사구멍(1402e)은 제2 채널(1416) 또는 제3 채널(1422)의 수나 구성형태에 제한되지 않는다는 것이 주지된다. 방사구멍(1402e)은 제2 중합체(1416) 및/또는 제3 중합체(1424)를 포함하고 제1 재료(1412)의 "해" 내에 배치되는 "섬"의 원하는 수 및 구성형태를 달성할 수 있는 임의의 수 또는 구성형태의 제2 채널(1416) 및/또는 제3 채널(1422)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 방사구멍(1402e)의 제2 채널(1416)및/또는 제3 채널(1422)은 각각 독립적으로 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등)의 단면 모양을 가질 수 있다. 더욱이, 일부 구체예에서, 방사구멍(1402e)의 제1 채널(1408)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등), 정사각형, 직사각형, 불규칙형, 또는 다른 이러한 적합한 모양의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 방사구멍(1402e)의 제1, 제2, 및 제3 채널(1408, 1416, 1422)의 각각은 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등) 단면 모양을 가질 수 있다.
도 14k는 시스템(1400)이 2성분 또는 다성분 완전 코팅, 부분 코팅, 분산형, 또는 집합형 나노섬유(예를 들어, 도 10a-10c, 11a-11e, 12, 13a-13e에 설명된 것과 같은)를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 방사구멍(1402f)을 포함하는 구체예의 단면도를 제공한다. 도 14k에 도시된 대로, 방사구멍(1402f)은 적어도 두 중합체의 혼합물을 포함하는 용액과 유체 연통하고 있는 제1 표면(1410c), 및 중합체의 조합(1426)이 압출되는 제2 표면(1414c)을 가진 단일 채널(1408)을 포함한다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 용액, 및 그에 따른 결과의 중합체(1426)는 제1 및 제2 중합체(1412, 1418)의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 용액, 및 그에 따른 결과의 중합체(1426)는 제1, 제2, 및 제3 중합체(1412, 1418, 1424)의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 용액은 각각의 중합체의 균질한 혼합물일 수 있다. 일부 구체예에서, 용액은 각각의 혼합물의 비-균질 혼합물일 수 있다. 압출 과정 동안 중합체의 상 분리가 일어날 것이고, 이로써 상기 중합체의 불규칙적 배치를 포함하는 나노섬유가 얻어진다(예를 들어, 각각 도 3a-3c 및 도 10a-10c에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 완전 코팅 나노섬유; 각각 도 4a-4d 및 도 11a-11e에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 부분 코팅 나노섬유; 각각 도 5 및 도 12에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 분산형 나노섬유; 또는 각각 도 6a-6d 및 도 13a-13e에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 집합형 나노섬유).
일부 구체예에서, 방사구멍(1402f)의 단일 채널(1408)은 실질적으로 라운드형(예를 들어, 원형, 타원형 등), 정사각형, 직사각형, 불규칙형, 또는 다른 이러한 적합한 모양의 단면 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 방사구멍(1402f)의 단일 채널(1408)은 실질적으로 라운드형의 단면 모양을 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 도 14a-14k 중 어느 것에 설명된 시스템(1400)은 전기방사 또는 전기분무 과정를 통해서 원하는 중합체를 압출할 수 있다. 이러한 전기방사 또는 전기분무 과정의 단순화된 도해의 측면 단면도가 도 15a-15c에 제공된다.
도 15a-15c에 도시된 대로, 전원(1502)이 적어도 하나의 방사구멍(1402)(예를 들어, 방사구멍(1402a, 1402b, 1402c, 1402d, 1402e, 또는 1402f))에 작동 가능하게 결합될 수 있고, 그것에 높은 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 방사구멍(1402)의 표면(1504) 근처에 형성된 액체 방울에 충분히 높은 전압이 인가되었을 때, 액체의 바디가 하전되고, 정전기적 반발이 표면 장력을 상쇄하여 액체 방울이 신축되며, 임계점에서 액체의 스트림이 표면(1504)으로부터 분출한다. 액체의 분자 응집력이 충분히 높은 경우, 스트림 파괴는 일어나지 않고(만약 스트림 파괴가 일어난다면 방울은 전기분무된다), 하전된 액체 분출물(jet)이 형성된다. 분출물은 비행 중에 건조되므로, 섬유의 표면으로 전하가 이동함에 따라 현재 흐름의 방식은 옴 방식에서 대류 방식으로 변화한다. 다음에, 접지된 수집기(기판(1506)) 상에 최종적으로 부착될 때까지, 분출물은 섬유의 작은 휨(bend)들에서 개시된 정전기적 반발에 의해 야기된 위핑(whipping) 과정에 의해 신장된다. 일부 구체예에서, 이 휨 불안정성으로 인해 생긴 섬유의 신장 및 얇아짐은 나노미터-규모 직경을 가진 균일한 섬유의 형성을 초래한다.
또한, 도 15a-15c에 도시된 대로, 이러한 전기방사(또는 전기분무) 과정은 적어도 하나의 방사구멍(1402)(예를 들어, 방사구멍(1402a, 1402b, 1402c, 1402d, 1402e, 또는 1402f))이 기판(1506) 위에 수직으로 위치되고(도 15a), 나노섬유는 아래쪽으로 생성되는 탑-다운 과정; 기판(1506)이 방사구멍(1402) 위에 수직으로 위치되고(도 15b), 나노섬유는 위쪽 방향으로 생성되는 바텀-업 과정; 또는 방사구멍(1402)에 대하여 기판(1506)이 수평으로 위치되고(도 15c), 섬유는 수평/옆 방향으로 생성되는 수직 과정일 수 있다.
계속 도 14a-14k를 참조하면, 일부 구체예에서, 시스템(1400)은 단일 방사구멍(1402)을 포함할 수 있고, 예를 들어 2성분 동축 나노섬유를 압출하도록 구성된 단일 방사구멍(1402a); 2성분 해도형 나노섬유를 압출하도록 구성된 단일 방사구멍(1402b); 다성분 동축 나노섬유를 압출하도록 구성된 단일 방사구멍(1402c); 제1 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 압출하도록 구성된 단일 방사구멍(1402d); 제2 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 압출하도록 구성된 단일 방사구멍(1402e); 또는 완전 코팅, 부분 코팅, 분산형, 또는 집합형 나노섬유를 압출하도록 구성된 단일 방사구멍(1402f)을 포함할 수 있다. 단일 타입의 방사구멍을 포함하는 시스템의 예시적인 도해는, 예를 들어 도 16a를 참조한다.
일부 구체예에서, 시스템(1400)은 복수의 방사구멍(1402)을 포함할 수 있고, 여기서 각 방사구멍(1402)은 독립적으로 2성분 동축 나노섬유를 압출하도록 구성된 방사구멍(1402a); 2성분 해도형 나노섬유를 압출하도록 구성된 방사구멍(1402b); 다성분 동축 나노섬유를 압출하도록 구성된 방사구멍(1402c); 제1 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 압출하도록 구성된 방사구멍(1402d); 제2 타입의 다성분 해도형 나노섬유를 압출하도록 구성된 방사구멍(1403e); 또는 완전 코팅, 부분 코팅, 분산형, 또는 집합형 나노섬유를 압출하도록 구성된 방사구멍(1402f)이다. 일부 구체예에서, 시스템(1400)은 복수의 방사구멍을 포함할 수 있고, 여기서 각 방사구멍은 동일한 타입(예를 들어, 방사구멍(1402a), 방사구멍(1402b), 방사구멍(1402c), 방사구멍(1402d), 방사구멍(1402e), 또는 방사구멍(1402f))이다. 일부 구체예에서, 시스템(1400)은 복수의 방사구멍(1402)을 포함할 수 있고, 여기서 적어도 2개의 방사구멍(1402)은 서로 상이한 타입(예를 들어, 방사구멍(1402a), 방사구멍(1402b), 방사구멍(1402c), 방사구멍(1402d), 방사구멍(1402e), 또는 방사구멍(1402f))이다. 복수의 방사구멍을 포함하는 시스템의 예시적인 도해는, 예를 들어 도 16b를 참조한다.
예를 들어 도 16b에 설명된 대로, 시스템(1400)이 복수의 방사구멍(1402)을 포함할 수 있는 다른 구체예에서, 예를 들어 적어도 하나의 방사구멍은 제1 중합체를 압출하도록 구성될 수 있고, 적어도 다른 방사구멍은 제2 중합체 재료를 압출하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 중합체는 서로 상이한 조성, 쌍극자 모멘트, 및/또는 접착성 정도를 포함한다.
일부 구체예에서, 시스템(1400)은 방사구멍(1402)의 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개 등의 세트/그룹(1602)(a, b, c 등)을 포함할 수 있고, 여기서 각 세트/그룹은 독립적으로 적어도 2개의 방사구멍(1402)을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 세트/그룹 중 적어도 하나는 상기 세트/그룹의 적어도 다른 하나의 방사구멍의 타입과 비교하여 상이한 타입의 방사구멍(예를 들어, 방사구멍(1402a), 방사구멍(1402b), 방사구멍(1402c), 방사구멍(1402d), 방사구멍(1402e), 또는 방사구멍(1402f))을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 세트/그룹 중 적어도 2개는 동일한 타입의 방사구멍(예를 들어, 방사구멍(1402a), 방사구멍(1402b), 방사구멍(1402c), 방사구멍(1402d), 방사구멍(1402e), 또는 방사구멍(1402f))을 포함할 수 있다. 적어도 4개 세트/그룹의 방사구멍을 포함하는 시스템의 예시적인 도해는, 예를 들어 도 16c를 참조한다.
예를 들어 도 16c에 설명된 대로, 시스템(1400)이 복수의 방사구멍(1402)을 포함할 수 있는 다른 구체예에서, 예를 들어 방사구멍의 세트 중 적어도 하나(예를 들어, 1602a)는 제1 중합체를 압출하도록 구성될 수 있고, 방사구멍의 세트 중 적어도 다른 하나(예를 들어, 1602b)는 제2 중합체 재료를 압출하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 중합체는 서로 상이한 조성, 쌍극자 모멘트, 및/또는 접착성 정도를 포함한다.
시스템(1400)이 단일 방사구멍(1402)(예를 들어, 도 16a에 도시된 대로), 또는 복수의 방사구멍(1402)(예를 들어, 도 16b-16c에 도시된 대로)을 포함하는 구체예에서, 시스템(1400)은 방사구멍(들)(1402)에 결합되고 그것을 지지하는 스캐폴드(1604)를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 스캐폴드(1604), 및 특히 그것의 외주부는 직사각형, 삼각형, 평행사변형, 사다리꼴, 육각형, 팔각형, 원형, 정사각형, 또는 불규칙한 모양으로부터 선택된 모양을 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 스캐폴드(1602)는 약 1 방사구멍 내지 약 5000 방사구멍, 약 5 내지 약 2500 방사구멍, 약 10 내지 약 1000 방사구멍, 또는 약 20 내지 약 500 방사구멍의 범위의 방사구멍(1402)의 총 수를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 스캐폴드(1602)는 다음의 값 중 임의의 두 값 사이의 범위이며 그것을 포함하는 방사구멍(1402)의 총 수를 포함할 수 있다: 약 1, 약 2, 약 4, 약 6, 약 8, 약 10, 약 12, 약 14, 약 16, 약 18, 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 720, 약 740, 약 760, 약 780, 약 800, 약 820, 약 840, 약 860, 약 880, 약 900, 약 920, 약 940, 약 960, 약 980, 약 1000, 약 1050, 약 1100, 약 1150, 약 1200, 약 1250, 약 1300, 약 1350, 약 1400, 약 1450, 약 1500, 약 1550, 약 1600, 약 1650, 약 1700, 약 1750, 약 1800, 약 1850, 약 1900, 약 1950, 약 2000, 약 2050, 약 2100, 약 2150, 약 2200, 약 2250, 약 2300, 약 2350, 약 2400, 약 2450, 약 2500, 약 2550, 약 2600, 약 2650, 약 2700, 약 2750, 약 2800, 약 2850, 약 2900, 약 2950, 약 3000, 약 3050, 약 3100, 약 3150, 약 3200, 약 3250, 약 3300, 약 3350, 약 3400, 약 3450, 약 3500, 약 3550, 약 3600, 약 3650, 약 3700, 약 3750, 약 3800, 약 385 , 약 3900, 약 3950, 약 4000, 약 4050, 약 4100, 약 4150, 약 4200, 약 4250, 약 4300, 약 4350, 약 4400, 약 4450, 약 4500, 약 4550, 약 4600, 약 4650, 약 4700, 약 4750, 약 4800, 약 4850, 약 4900, 약 4950, 및 약 5000.
b. 니들리스(또는 니들-프리) 시스템
일부 구체예에서, 여기 개시된 나노섬유는 하나 이상의 니들-프리(또는 니들리스) 방사구멍을 포함하는 시스템을 통해서 형성될 수 있다. 도 17a-17d는 다양한 구체예에 따른, 적어도 하나의 니들-프리 방사구멍(1702)을 포함하는 시스템의 예시적인 도해를 제공한다.
도 17a-17b에 도시된 대로, 니들-프리 방사구멍(1702)은 혼합물(1706)(즉, 섬유로 형성되는 재료의 공급원)과 접촉하고 있는 용액 침지 성분(입자)(1704)을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 혼합물(1706)은 여기 개시된 것과 같은 적어도 제1 중합체를 포함하는 제1 용액, 및 여기 개시된 것과 같은 적어도 제2 중합체를 포함하는 제2 용액을 포함할 수 있다. 혼합물(1706)이 적어도 제1 중합체 용액 및 적어도 제2 중합체 용액을 포함하는 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 100:1 내지 약 1:100이다. 혼합물(1706)이 적어도 제1 중합체 용액 및 적어도 제2 중합체 용액을 포함하는 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 100:1 내지 약 1:1, 약 75:1 내지 약 1:1, 약 50:1 내지 약 1:1, 약 25:1 내지 약 1:1, 약 10:1 내지 약 1:1, 약 5:1 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 혼합물(1706)이 적어도 제1 중합체 용액 및 적어도 제2 중합체 용액을 포함하는 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:100 내지 약 1:1, 약 1:75 내지 약 1:1, 약 1:50 내지 약 1:1, 약 1:25 내지 약 1:1, 약 1:10 내지 약 1:1, 약 1:5 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 혼합물(1706)이 적어도 제1 중합체 용액 및 적어도 제2 중합체 용액을 포함하는 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:1이다.
일부 구체예에서, 혼합물(1706)은 여기 개시된 것과 같은 적어도 제1 중합체를 포함하는 용액, 여기 개시된 것과 같은 제2 중합체를 포함하는 제2 용액, 및 여기 개시된 것과 같은 제3 중합체를 포함하는 제3 용액을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 혼합물(1706)은 각각의 중합체의 균질한 혼합물일 수 있다. 일부 구체예에서, 혼합물(1706)은 각각의 중합체의 비-균질 혼합물일 수 있다. 일부 구체예에서, 니들-프리 방사구멍(1702)으로부터의 압출 과정 동안 혼합물(1706)에서 중합체의 상 분리가 일어날 수 있고, 이로써 2성분 또는 다성분 나노섬유가 형성되며, 이때 각 나노섬유는 독립적으로 여기 개시된 것과 같은 각각의 중합체의 불규칙한 배치 중 하나, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다(예를 들어, 각각 도 3a-3c 및 도 10a-10c에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 완전 코팅 나노섬유; 각각 도 4a-4d 및 도 11a-11e에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 부분 코팅 나노섬유; 각각 도 5 및 도 12에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 분산형 나노섬유; 또는 각각 도 6a-6d 및 도 13a-13e에 도시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 집합형 나노섬유).
예를 들어, 일부 구체예에서, 혼합물(1706)은 여기 개시된 것과 같은 제1 및 제2 중합체를 포함하는 용액을 포함할 수 있고, 압출 과정 동안 상 분리에 의해 복수의 2성분 나노섬유가 얻어지며, 이것의 각각은 독립적으로 완전 코팅 구조(예를 들어, 도 3a-3c 참조), 부분 코팅 구조(예를 들어, 도 4a-4d 참조), 분산 구조(예를 들어, 도 5 참조), 집합 구조(예를 들어, 도 6a-6d 참조), 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구체예에서, 결과의 2성분 나노섬유 중 하나 이상은 상술된 구조 중 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 조합의 일례는 2성분 나노섬유의 적어도 하나가 분산 구조(예를 들어, 제1 층이 제2 층 내에/전체에 분산된)이고, 또한 상기 2성분 분산형 나노섬유의 하나 이상의 부분은 부분 코팅 구조(예를 들어, 제1 층으로 부분적으로 코팅된)를 갖는 경우일 수 있다.
일부 구체예에서, 혼합물(1706)은 여기 개시된 것과 같은 제1, 제2, 및 제3 중합체를 포함하는 용액을 포함할 수 있고, 압출 과정 동안 상 분리에 의해 복수의 다성분 나노섬유가 얻어지며, 이것의 각각은 독립적으로 완전 코팅 구조(예를 들어, 도 10a-10c 참조), 부분 코팅 구조(예를 들어, 도 11a-11e 참조), 분산 구조(예를 들어, 도 12 참조), 집합 구조(예를 들어, 도 13a-13e 참조), 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구체예에서, 결과의 다성분 나노섬유 중 하나 이상은 상술된 구조 중 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 조합의 일례는 다성분 나노섬유의 적어도 하나가 분산 구조(예를 들어, 제1 층 및 제2 층이 제3 층 내에/전체에 분산된)를 가지고, 또한 상기 다성분 분산형 나노섬유의 하나 이상의 부분은 부분 코팅 구조(예를 들어, 제1 및/또는 제2 층으로 부분적으로 코팅된)를 갖는 경우일 수 있다.
또한, 도 17a-17b에 도시된 대로, 니들-프리 방사구멍(1702)은 그것에 높은 전압을 공급하도록 구성된 전원(1708)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 일부 구체예에서, 예를 들어 도 17a-17b에 도시된 것과 같이, 전원(1708)은 용액 침지 성분(1704)에 결합될 수 있다. 그러나, 일부 구체예에서, 전원(1708)은 침지 용액 (1706), 및 특히 상기 침지 용액(1706)이 배치된 용기에 결합될 수 있다.
용액 침지 성분(1704)은 회전하도록 구성될 수 있고, 이로써 혼합물은 침지 성분(1704)의 표면(1710) 위에 로딩되어 그것을 덮는다. 혼합물(1706)은 그것의 회전으로 인해 침지 성분(1704)의 표면에 원뿔형 스파이크를 형성할 수 있다. 충분히 높은 전압의 인가시 원뿔형 스파이크는 전기 전하를 집중시킬 수 있고, 정전기적 반발이 표면 장력을 상쇄할 때 더 신축할 수 있다(예를 들어, 테일러 콘을 형성한다). 일단 임계점에 도달되면, 액체(예를 들어, 용액 분출물)의 스트림이 침지 성분(1704)의 표면(1710)으로부터 분출하여 2성분 또는 다성분 나노섬유(1712)를 형성할 수 있고, 이것은 니들-프리 방사구멍(1702) 위에 수직으로 위치된 접지된 수집기(예를 들어, 기판(1714)) 상에 수집된다.
일부 구체예에서, 침지 성분(1704)은 구형, 타원형, 또는 다른 라운드형 모양을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 침지 성분(1704)은 회전가능한 롤러 또는 볼일 수 있다.
일부 구체예에서, 침지 성분(1704)의 표면(1710)은 거칠거나 매끄러울 수 있다. 도 17a는 침지 성분(1704)의 표면(1710)이 거칠고, 특히 복수의 제작된 스파이크를 포함하는 하나의 구체예를 도시한다. 반면, 도 17b는 침지 성분(1704)의 표면(1710)이 실질적으로 매끄러운 하나의 구체예를 도시한다.
도 17c-17d는 니들-프리 방사구멍(1702)의 추가의 구체예를 제공하며, 여기서는 용액 침지 성분(1704)이 복수의 침지 요소(입자)(1716)를 연결하는 스레드(또는 체인)(1714)를 포함한다. 스레드(1714)는 회전하도록 구성될 수 있으며, 이로써 침지 요소(1716)가 용액(1706)으로 코팅될 수 있다. 이들 침지 요소(416)는 도 17c의 구체예에 도시된 대로, 실질적으로 거친 외부 표면(1710)을 가질 수 있거나, 또는 도 17d의 구체예에 도시된 대로, 실질적으로 매끄러운 외부 표면(1710)을 가질 수 있다.
c. 다기능성 나노섬유 웹을 제조하기 위한 시스템
이제 도 18을 참조하면, 하나의 구체예에 따른, 다기능성 나노섬유 웹을 제조하기 위한 시스템(1800)이 도시된다. 도 18의 시스템(1800), 또는 그것의 성분/특징은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 다른 시스템, 또는 그것의 성분/특징과 조합하여, 또는 대안으로서 실시될 수 있다. 시스템(1800)은 추가로 여기 설명된 나노섬유의 제조 및/또는 사용 방법 중 어느 것에서 이용될 수 있다. 시스템(1800)은 또한 다양한 용도 및/또는 변형에서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 시스템(1800)은 도 18에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 특징부/성분을 포함할 수 있다. 더욱이, 시스템(1800)은 또한 도 18에 구체적으로 도시된 성분/특징부 등의 크기, 모양, 수에 제한되지 않는다.
도 18에 도시된 대로, 시스템(1800)은 하나 이상의 중합체 형성(예를 들어, 전기방사 또는 전기분무) 스테이션(1802)(a, b, c 등)을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 스테이션(1802) 중 적어도 하나는 여기 개시된 2성분 또는 다성분 나노섬유를 포함하는 나노섬유 웹을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스테이션(1802) 중 적어도 하나는 도 14a-14j 중 어느 하나에 설명된 것과 같은 시스템 (1400)을 포함할 수 있다.
여기 개시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 나노섬유를 포함하는 나노섬유 웹을 생성하도록 구성된 하나 이상의 스테이션(1802)에 더하여, 시스템(1800)은 선택적으로, 예를 들어 전기분무 또는 전기방사 과정을 통해서, 원하는 기능적 성능을 제공하기 위해 독립적으로 선택된 하나 이상의 추가의 재료(예를 들어, 중합체 재료(들))를 압출하도록 구성된 적어도 하나의 스테이션(1802)을 포함할 수 있다. 이러한 기능적 성능은, 제한은 아니지만, 발광, 단열, 내열, 멸균, 내염, 열화, 자정, 방식, 접착, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 구체예에서, 시스템은 여기 개시된 것과 같은 2성분 또는 다성분 나노섬유를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 스테이션(예를 들어, 1802a), 및 원하는 기능적 성능을 제공하기 위해 독립적으로 선택된 하나 이상의 추가의 재료를 압출하도록 구성된 적어도 하나의 스테이션(예를 들어, 1802b)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 시스템(1800)은 선택적으로 원하는 기능성 최종 산물을 제공하기 위해 하나 이상의 분무 첨가제 스테이션(1804)(a, b 등) 및/또는 하나 이상의 롤러 첨가제 스테이션(1806)(a, b 등)을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 도 18에 설명된 과정 전이나 후에, 또는 여기 설명된 단계 중 어느 것 사이에 기판이 도입될 수 있다.
3. 방법
이제 도 19를 참조하면, 하나의 구체예에 따른, 전기방사 장치로 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법(1900)의 순서도가 도시된다. 방법(1900)은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 특징/성분 중 어느 것과 함께 실시될 수 있다. 방법(1900)은 또한 다양한 용도를 위해 및/또는 다양한 변형에 따라서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예/양태에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 방법(1900)은 도 19에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 작동/단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(1900)은 여기 도시된 작동/단계의 순서에 의해 제한되지 않는다.
도 19에 도시된 대로, 방법(1900)은 전기방사 장치의 방사구멍의 제1 채널에 제1 중합체의 용액을 공급하는 단계, 및 방사구멍의 제2 채널에 제2 중합체의 용액을 공급하는 단계를 포함한다. 각각 단계 1902 및 1094를 참조한다. 방법(1900)은 용액들을 각각의 채널을 통해서 기판의 표면 위에 전기방사하는 단계를 더 포함하며, 이로써 제1 중합체를 포함하는 제1 층 및 제1 층 내부의 제2 중합체를 포함하는 제2 층을 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조가 제조된다. 단계 1906을 참조한다.
도 19의 일부 구체예에서, 중합체 중 하나는 약 2 debye(D) 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 다른 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 전기방사 장치의 제1 채널 및 제2 채널은 동축일 수 있다(예를 들어, 2성분 동축 나노섬유를 제조하도록 구성된 도 14a-14b의 시스템(1400) 참조).
도 19의 일부 구체예에서, 방사구멍은 제2 채널 내부에 제3 채널을 더 포함할 수 있으며, 따라서 제조된 섬유는 제1 층, 제1 층 내부의 제2 층, 및 제2 층 내부의 제3 층을 포함할 수 있다(예를 들어, 다성분 동축 나노섬유를 제조하도록 구성된 도 14e-14f의 시스템(1400) 참조). 이러한 구체예에서, 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 제3 층은 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서. 제1 층 및 제3 층은 동일한 중합체를 포함한다. 일부 구체예에서, 제1 층 및 제3 층은 상이한 중합체를 포함한다.
도 19의 일부 구체예에서, 방사구멍은 제1 채널 내부에 복수의 비-중첩 제2 채널을 포함할 수 있으며, 따라서 제조된 섬유는 제1 층 및 제1 층 내부의 복수의 비-중첩 제2 층을 포함한다(예를 들어, 2성분 해도형 나노섬유를 제조하도록 구성된 도 14c-14d의 시스템(1400) 참조). 이러한 구체예에서, 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 층 중 적어도 하나는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 층은 각각 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진 동일한 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서. 제2 층 중 적어도 2개는 서로 상이한 중합체를 포함할 수 있으며, 단 상기 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
도 19의 일부 구체예에서, 방사구멍은 제1 채널 내부에 복수의 비-중첩 제2 채널 및 복수의 비-중첩 제3 채널을 포함할 수 있으며, 따라서 제조된 섬유는 제1 층 및 제1 층 내부의 복수의 비-중첩 제2 층 및 비-중첩 제3 층을 포함한다(예를 들어, 제1 타입 다성분 해도형 나노섬유를 제조하도록 구성된 도 14g-14h의 시스템(1400) 참조). 이러한 구체예에서, 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있고, 제2 층은 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있으며, 제3 층은 약 1D 이상의 쌍극자 모멘트를 가질 수 있다.
도 19의 일부 구체예에서, 방사구멍은 제1 채널 내부의 복수의 비-중첩 제2 채널, 및 복수의 제2 채널의 각각의 내부의 제3 채널을 포함할 수 있다(예를 들어, 제2 타입 다성분 해도형 나노섬유를 제조하도록 구성된 도 14g-14h의 시스템(1400) 참조).
이제 도 20을 참조하면, 다른 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법(2000)의 순서도가 도시된다. 방법(2000)은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 특징/성분 중 어느 것과 함께 실시될 수 있다. 방법(2000)은 또한 다양한 용도를 위해 및/또는 다양한 변형에 따라서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예/양태에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 방법(2000)은 도 20에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 작동/단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(2000)은 여기 도시된 작동/단계의 순서에 의해 제한되지 않는다.
도 20에 도시된 대로, 방법(200)은 혼합물을 제조하기 위한 적합한 조건하에서 제1 중합체 용액을 제2 중합체 용액과 혼합하는 단계를 포함한다. 단계 2002를 참조한다. 일부 구체예에서, 혼합물은 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액을 대략 같은 부피로 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:100 내지 약 100:1이다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 100:1 내지 약 1:1, 약 75:1 내지 약 1:1, 약 50:1 내지 약 1:1, 약 25:1 내지 약 1:1, 약 10:1 내지 약 1:1, 약 5:1 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:100 내지 약 1:1, 약 1:75 내지 약 1:1, 약 1:50 내지 약 1:1, 약 1:25 내지 약 1:1, 약 1:10 내지 약 1:1, 약 1:5 내지 약 1:1, 또는 약 1:1이다. 일부 구체예에서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:1이다.
도 20의 일부 구체예에서, 혼합물의 적어도 일부는 균질하다. 일부 구체예에서, 혼합물의 실질적으로 전부는 균질하다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액은 제2 중합체 용액에 실질적으로 균일하게 분산될 수 있다. 일부 구체예에서, 제2 중합체 용액은 제1 중합체 용액에 실질적으로 균일하게 분산될 수 있다. 아래 논의된 대로, 후속 전기방사 과정 동안 혼합물의 상 분리가 일어날 수 있다.
도 20의 일부 구체예에서, 혼합물의 적어도 일부는 비-균질하다. 일부 구체예에서, 혼합물의 실질적으로 전부는 비-균질하다. 아래 논의된 대로, 후속 전기방사 과정 동안 혼합물의 상 분리가 유지되고 및/또는 더 증가될 수 있다.
또한, 도 20에 도시된 대로, 방법(2000)은 추가로 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액이 상이한 상을 유지하거나 상이한 상으로 분리되는 것을 허용하는 조건하에서 혼합물을 기판의 표면 위에 전기방사하는 단계를 포함하며, 이로써 분리된 부분에 제1 중합체 및 제2 중합체를 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조가 제조된다. 단계 2004를 참조한다.
일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 도 20의 일부 구체예에서, 제1 중합체는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
도 20의 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액은 제1 치료 분자를 포함한다. 일부 구체예에서, 제2 중합체 용액은 제2 치료 분자를 포함한다. 일부 구체예에서, 제1 치료 분자는 제2 치료 분자보다 사람 환자에서 더 짧은 방출 시간을 필요로 한다. 일부 구체예에서, 제2 치료 분자는 제1 치료 분자보다 사람 환자에서 더 짧은 방출 시간을 필요로 한다.
이제 도 21을 참조하면, 하나의 구체예에 따른, 복수의 방사구멍을 포함하는 전기방사 장치로 섬유성 구조를 제조하는 방법(2100)의 순서도가 도시된다. 방법(2100)은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 특징/성분 중 어느 것과 함께 실시될 수 있다. 방법(2100)은 또한 다양한 용도를 위해 및/또는 다양한 변형에 따라서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예/양태에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 방법(2100)은 도 21에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 작동/단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(2100)은 여기 도시된 작동/단계의 순서에 의해 제한되지 않는다.
도 21에 도시된 대로, 방법(2100)은 방사구멍 중 적어도 하나에 제1 중합체의 용액을 공급하는 단계, 및 방사구멍 중 적어도 다른 하나에 제2 중합체의 용액을 공급하는 단계를 포함한다. 각각 단계 2102 및 2104를 참조한다. 방법(2100)은 추가로 용액들을 각각의 방사구멍을 통해서 기판의 표면 위에 전기방사하는 단계를 포함하며, 이로써 상이한 중합체를 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조가 제조된다. 단계 2106을 참조한다.
일부 구체예에서, 전기방사 장치는 적어도 한 줄의 방사구멍을 포함할 수 있으며, 상기 줄의 방사구멍 중 적어도 하나는 제1 용액과 연결되고, 상기 줄의 방사구멍 중 적어도 다른 하나는 제2 용액과 연결된다(예를 들어, 도 16b-16c에 도시된 방사구멍 구성형태 참조). 일부 구체예에서, 전기방사 장치는 복수의 줄의 방사구멍을 포함하며, 적어도 하나의 줄의 모든 방사구멍이 제1 용액에 연결되고, 적어도 다른 줄의 모든 방사구멍은 제2 용액에 연결된다.
도 21의 일부 구체예에서, 제1 중합체 및 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다. 일부 구체예에서, 중합체 중 하나는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 다른 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
이제 도 22를 참조하면, 하나의 구체예에 따른, 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법(2200)의 순서도가 도시된다. 방법(2200)은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 특징/성분 중 어느 것과 함께 실시될 수 있다. 방법(2200)은 또한 다양한 용도를 위해 및/또는 다양한 변형에 따라서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예/양태에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 방법(2200)은 도 22에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 작동/단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(2200)은 여기 도시된 작동/단계의 순서에 의해 제한되지 않는다.
도 22에 도시된 대로, 방법은 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액의 혼합물에 입자를 침지시키는 단계, 및 입자가 혼합물로 덮이는 것을 허용하는 조건하에서 혼합물로부터 입자를 들어올리는 단계를 포함한다. 각각 단계 2202 및 2204를 참조한다. 방법(2200)은 입자와 수집기 사이에 전기장을 인가하여 혼합물로부터 입자 위에 나노섬유가 형성되고 수집기 상에 수집되도록 하는 단계를 더 포함하며, 여기서 나노섬유는 제1 중합체와 제2 중합체를 둘 다 포함한다. 단계 2206을 참조한다.
도 22의 일부 구체예에서, 제1 용액의 적어도 일부는 제2 용액으로부터 상 분리를 가진다. 일부 구체예에서, 제1 중합체 용액의 적어도 일부는 실질적으로 혼합물의 표면에 위치된다.
도 22의 일부 구체예에서, 입자는 거친 외부 표면을 가질 수 있다(예를 들어, 도 17a에 설명된 니들리스 시스템 참조). 일부 구체예에서, 입자는 매끄러운 외부 표면을 가질 수 있다(예를 들어, 도 17a에 설명된 니들리스 시스템 참조).
도 22의 일부 구체예에서, 입자는 스레드를 통해서 하나 이상의 입자에 연결될 수 있다(예를 들어, 도 17c-17d에 설명된 니들리스 시스템 참조).
이제 도 23을 참조하면, 하나의 구체예에 따른, 다기능성 웹을 제조하는 방법(2300)의 순서도가 도시된다. 방법(2300)은 다른 구체예 및 도면을 참조하여 설명된 것들과 같은, 여기 설명된, 특징/성분 중 어느 것과 함께 실시될 수 있다. 방법(2300)은 또한 다양한 용도를 위해 및/또는 다양한 변형에 따라서 사용될 수 있으며, 이들은 여기 설명된 예시적인 구체예/양태에서 주지될 수도 있고 주지되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 방법(2300)은 도 23에 도시된 것들보다 더 많거나 적은 작동/단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(2300)은 여기 도시된 작동/단계의 순서에 의해 제한되지 않는다.
도 23에 도시된 대로, 방법(2300)은 제1 전기방사 시스템에 의해 기판 위에 나노섬유 웹의 제1 층을 형성하는 단계, 및 제2 전기방사 시스템, 분무 시스템, 또는 롤링 시스템으로 제1 층 위의 나노섬유 위에 기능성 층을 추가하는 단계를 포함한다. 각각 단계 2302 및 2304를 참조한다. 일부 구체예에서, 제1 층 및 제2 층은 상이한 중합체를 포함하거나, 또는 상이한 쌍극자 모멘트를 가진다.
도 23의 일부 구체예에서, 중합체 중 하나는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 중합체 중 다른 하나는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가진다.
도 23의 일부 구체예에서, 방법(2300)은 전기방사, 전기분무 또는 롤러 전기방사에 의해 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 단계를 더 포함한다.
일부 구체예에서, 결과의 다성분 나노섬유 웹은 발광, 단열, 내열, 멸균, 내염, 열화, 자정, 방식, 또는 이들의 조합에 유용하도록 구성된다.
달리 정의되지 않는다면, 여기 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 통상 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서 및 청구범위 전체를 통해 문맥상 달리 요구되지 않는다면 단어 "포함한다"(comprise) 및 그것의 변형들(예를 들어, "포함한다"(comprises) 및 "포함하는"(comprising))은, 제한은 아니지만 "포함하는"(including)처럼, 개방형, 포괄적 의미로 해석되어야 한다. 추가로, 단수형 "한" 및 "그"는 문맥상 분명히 다른 의미가 아니라면 복수의 언급을 포함한다.
본 명세서 전체를 통해 값의 수치 범위의 인용은 단축 표기를 위해 이용되며, 해당 범위를 한정하는 값을 포함하는 범위 내에 들어가는 각 별개의 값을 개별적으로 언급하고, 각 별개의 값은 그것이 여기 개별적으로 언급된 것처럼 본 명세서에 포함된다.
여기서 "약" 값 또는 변수의 언급은 그 값 또는 변수 자체에 대한 구체예를 포함한다(그리고 설명한다). 일부 구체예에서, 용어 "약"은 나타낸 양의 ±10%를 포함한다.
본 명세서 전체를 통해 "하나의 구체예" 또는 "한 구체예"라는 언급은 해당 구체예와 관련하여 설명된 특정한 특징부, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 구체예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체를 통해 다양한 장소에서 문구 "하나의 구체예에서" 또는 "한 구체예에서"의 출현은 반드시 모두 동일한 구체예를 언급하는 것은 아니며, 일부 예에서는 그럴 수 있다. 또한, 특정한 특징부, 구조 또는 특징은 하나 이상의 구체예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 특징 또는 양태가 마쿠시 그룹의 항목으로 설명되는 경우, 당업자는 본 발명이 또한 마쿠시 그룹의 임의의 개별 멤버 또는 멤버들의 하위그룹의 항목으로 설명된다는 것을 인정할 것이다.
여기 언급된 모든 간행물, 특허출원, 특허, 및 다른 참고자료는 각각이 개별적으로 참고로 포함되는 것과 동일한 정도로 그 전체가 참고로 분명히 포함된다. 모순되는 점이 있는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 통제할 것이다.
여기 설명되고 청구된 발명은 여기 개시된 특정 구체예에 의해 범위가 제한되어서는 안 되며, 이들 구체예는 본 발명의 몇몇 양태를 예시하는 것이다. 실제로, 여기 나타내고 설명된 것들에 더하여 본 발명의 다양한 변형이 전술한 설명으로부터 당업자에게 자명하게 될 것이다. 이러한 변형은 실질적으로 동일한 방식으로 동일한 결과를 달성할 수 있는 본 발명의 임의의 양태에 대한 공지의 등가물의 치환을 포함한다. 이러한 변형은 또한 첨부된 청구범위의 범위 내에 들어간다.

Claims (23)

  1. 제1 채널 및 제1 채널 내부의 제2 채널을 포함하는 방사구멍을 포함하는 전기방사 장치로 2성분 또는 다성분 나노섬유를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    제1 중합체의 용액을 제1 채널에 공급하는 단계;
    제2 중합체의 용액을 제2 채널에 공급하는 단계; 및
    상기 용액들을 각각의 채널을 통해서 기판의 표면 위에 전기방사하고, 이로써 제1 중합체를 포함하는 제1 층 및 제1 층 내부의 제2 중합체를 포함하는 제2 층을 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조를 제조하는 단계
    를 포함하며, 여기서 제1 중합체와 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 갖는 것인 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 중합체 중 하나는 약 2 debye(D) 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 다른 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 방사구멍은 제2 채널 내부에 제3 채널을 더 포함하며, 따라서 제조된 섬유가 제1 층, 제1 층 내부의 제2 층, 및 제2 층 내부의 제3 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 제1 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 제2 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 가지며, 제3 층은 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 방사구멍은 제1 채널 내부에 복수의 비-중첩 제2 채널을 포함하며, 따라서 제조된 섬유가 제1 층 및 제1 층 내부의 복수의 비-중첩 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 제2 층 중 적어도 하나는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 방사구멍은 복수의 제2 채널의 각각의 내부에 제3 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 2성분 또는 다성분 나노섬유의 제조 방법으로서, 상기 방법은:
    혼합물을 제조하기 위한 적합한 조건하에서 제1 중합체 용액을 제2 중합체 용액과 혼합하는 단계; 및
    제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액이 상이한 상으로 유지되거나 상이한 상으로 분리되는 것을 허용하는 조건하에서 상기 혼합물을 기판의 표면 위에 전기방사하고, 이로써 분리된 부분에 제1 중합체 및 제2 중합체를 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조를 제조하는 단계
    를 포함하며, 여기서 제1 중합체와 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 갖는 것인 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 혼합물은 제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액을 대략 같은 부피로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 혼합물에서 제1 중합체 용액 대 제2 중합체 용액의 비는 약 1:100 내지 약 100:1, 약 1:10 내지 약 10:1, 또는 약 1:1인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 제1 중합체 용액의 적어도 일부가 제2 중합체 용액으로부터 상 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 복수의 방사구멍을 포함하는 전기방사 장치로 섬유성 구조를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    제1 중합체의 용액을 방사구멍 중 적어도 하나에 공급하는 단계;
    제2 중합체의 용액을 방사구멍 중 적어도 다른 하나에 공급하는 단계; 및
    상기 용액들을 각각의 방사구멍을 통해서 기판의 표면 위에 전기방사하고, 이로써 상기한 중합체를 가진 섬유를 포함하는 섬유성 구조를 제조하는 단계
    를 포함하며, 여기서 제1 중합체와 제2 중합체는 상이한 쌍극자 모멘트를 갖는 것인 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 전기방사 장치는 적어도 한 줄의 방사구멍을 포함하며, 상기 줄의 방사구멍 중 적어도 하나는 제1 용액에 연결되고, 상기 줄의 방사구멍 중 적어도 다른 하나는 제2 용액에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 전기방사 장치는 복수의 줄의 방사구멍을 포함하며, 적어도 하나의 줄의 모든 방사구멍이 제1 용액에 연결되고, 적어도 다른 줄의 모든 방사구멍은 제2 용액에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 중 하나는 약 2D 초과의 쌍극자 모멘트를 가지고, 다른 중합체는 약 1D 미만의 쌍극자 모멘트를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 2성분 또는 다성분 나노섬유의 제조 방법으로서, 상기 방법은:
    제1 중합체 용액과 제2 중합체 용액의 혼합물에 입자를 침지시키는 단계;
    입자가 혼합물로 덮이는 것을 허용하는 조건하에서 혼합물로부터 입자를 들어올리는 단계; 및
    입자와 수집기 사이에 전기장을 인가하여 혼합물로부터 입자 위에 나노섬유가 형성되고 수집기 상에 수집되도록 하는 단계
    를 포함하며, 여기서 나노섬유는 제1 중합체와 제2 중합체를 둘 다 포함하는 것인 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 제1 용액의 적어도 일부는 제2 용액으로부터 상 분리를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 제1 중합체 용액의 적어도 일부는 실질적으로 혼합물의 표면에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서, 입자는 거친 외부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 입자는 매끄러운 외부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 입자는 스레드를 통해서 하나 이상의 입자에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 2성분 또는 다성분 나노섬유 웹의 제조 방법으로서, 상기 방법은:
    전기방사 시스템에 의해 기판 위에 나노섬유 웹의 제1 층을 형성하는 단계; 및
    제2 전기방사 시스템, 분무 시스템, 또는 롤링 시스템으로 제1 층 위에 기능성 층을 추가하는 단계
    를 포함하며, 여기서 제1 층은 상이한 쌍극자 모멘트를 가진 적어도 2개 중합체를 포함하는 것인 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 다성분 나노섬유 웹은 발광, 단열, 내열, 멸균, 내염, 열화, 자정, 방식, 또는 이들의 조합에 유용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.

KR1020207019165A 2017-12-07 2018-12-06 2성분 또는 다성분 섬유 및 그것을 제조하는 방법 KR20200088483A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762596057P 2017-12-07 2017-12-07
US62/596,057 2017-12-07
PCT/US2018/064298 WO2019113348A1 (en) 2017-12-07 2018-12-06 Bicomponent or multicomponent fibers and methods of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200088483A true KR20200088483A (ko) 2020-07-22

Family

ID=66735173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207019165A KR20200088483A (ko) 2017-12-07 2018-12-06 2성분 또는 다성분 섬유 및 그것을 제조하는 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11124898B2 (ko)
EP (1) EP3720993A4 (ko)
JP (1) JP2021505777A (ko)
KR (1) KR20200088483A (ko)
CN (1) CN111417749B (ko)
WO (1) WO2019113348A1 (ko)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3656732B2 (ja) * 2000-04-21 2005-06-08 日産自動車株式会社 エネルギー変換繊維体および吸音材
JP2003064530A (ja) * 2001-08-28 2003-03-05 Toray Monofilament Co Ltd 複合モノフィラメント及びその用途
US7799968B2 (en) * 2001-12-21 2010-09-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Sponge-like pad comprising paper layers and method of manufacture
EP1731634B1 (en) * 2004-03-30 2010-08-25 Teijin Fibers Limited Composite fiber and composite fabric of island-in-sea type and process for producing the same
JP2008517782A (ja) * 2004-11-01 2008-05-29 ナノファイバー エイ/エス 有機ナノファイバーのソフトリフトオフ
EP2079416A4 (en) * 2006-10-30 2012-06-27 Univ Rutgers ELECTROSPIN MATRICES FOR DISPENSING HYDROPHILIC AND LIPOPHILLE COMPOUNDS
US8129019B2 (en) * 2006-11-03 2012-03-06 Behnam Pourdeyhimi High surface area fiber and textiles made from the same
US20110111012A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-12 Hemcon Medical Technologies, Inc. Nanomaterial wound dressing assembly
US20120189795A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Shing-Chung Wong Electrospun microtubes and nanotubes containing rheological fluid
US9194058B2 (en) * 2011-01-31 2015-11-24 Arsenal Medical, Inc. Electrospinning process for manufacture of multi-layered structures
CA2880289A1 (en) * 2012-08-06 2014-02-13 The University Of Akron Fabrication of nanofibers as dry adhesives and applications of the same
WO2015080939A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 Ethicon, Inc. Absorbable polymeric blend compositions with precisely controllable absorption rates, processing methods, and dimensionally stable medical devices therefrom
TWI721037B (zh) * 2015-11-20 2021-03-11 美商纖維創新科技公司 多成分纖維、織物、紗及其形成方法
CN105734696B (zh) * 2016-04-21 2018-02-02 北京理工大学 一种聚苯乙烯‑聚偏氟乙烯同轴静电纺丝纤维的制备方法
CN106381532B (zh) * 2016-11-21 2018-07-31 上海理工大学 具有材料梯度分布特征纳米纤维的电纺制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019113348A1 (en) 2019-06-13
US11124898B2 (en) 2021-09-21
CN111417749A (zh) 2020-07-14
US20190177879A1 (en) 2019-06-13
JP2021505777A (ja) 2021-02-18
EP3720993A1 (en) 2020-10-14
CN111417749B (zh) 2022-11-01
EP3720993A4 (en) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Electrospinning of ultrafine core/shell fibers for biomedical applications
JP4908498B2 (ja) 紡糸用電界紡糸装置、および紡糸方法
KR100458946B1 (ko) 나노섬유 제조를 위한 전기방사장치 및 이를 위한방사노즐팩
CN1284888C (zh) 利用电荷感应纺丝的高分子纤维网制造装置和其制造方法
JP4346647B2 (ja) ナノ繊維からなる連続状フィラメントの製造方法
EP2327817B1 (en) Spinning apparatus and process for manufacturing nonwoven fabric
RU2600903C1 (ru) Устройство для изготовления нановолокна, способ изготовления нановолокна и структура, сформованная из нановолокна
US20060049542A1 (en) Apparatus for electro-blowing or blowing-assisted electro-spinning technology and process for post treatment of electrospun or electroblown membranes
Begum et al. Study on the various types of needle based and needleless electrospinning system for nanofiber production
CN109152970A (zh) 多层或多重聚合物细纤维网
US20130316172A1 (en) Carbon nanotube elongates and methods of making
KR20060051263A (ko) 섬유 집합체의 제조 방법 및 섬유 집합체의 제조 장치
US20190176191A1 (en) System and methods for forming a self-adhesive fibrous medium
JP6699093B2 (ja) 静電紡糸用スピナレット
US9034240B2 (en) Electrospinning process for fiber manufacture
CN107974716A (zh) 模板辅助三维纳米结构的构筑方法
KR20200088483A (ko) 2성분 또는 다성분 섬유 및 그것을 제조하는 방법
JP2006152479A (ja) 極細繊維の製造装置およびそれを用いた製造方法
JP2010196236A (ja) ナノ・ファイバ製造装置およびそれを用いたナノ・ファイバ製造方法
US20190145022A1 (en) Devices and methods for producing aligned nanofibers
JP2000248420A (ja) 複数のセグメントに分割可能な繊維の製造方法、並びにそれによって製造される糸又は繊維及び織物
US20220090298A1 (en) Capillary type multi-jet nozzle for fabricating high throughput nanofibers
CN113882037A (zh) 一种仿蛛丝复合纤维粘附材料及其制备方法
KR20110079254A (ko) 전기방사용 노즐블럭 및 이를 구비하는 전기방사장치
CN109706547B (zh) 一种聚合物纤维及其制备方法