剪切紡絲亞微米纖維的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明總體設(shè)及剪切紡絲（shearspun)亞微米纖維，并且更具體地設(shè)及剪切紡絲 亞微米聚合物纖維。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酸酷亞胺(PEI)纖維用于許多應(yīng)用和復(fù)合結(jié)構(gòu)，其需要不同樹脂的各種獨(dú)特的 性能W在必要的環(huán)境中執(zhí)行。許多運(yùn)些應(yīng)用需要樹脂在合理的生產(chǎn)率下具有比利用纖維生 產(chǎn)的常規(guī)方法目前可實(shí)現(xiàn)的小得多的纖維尺寸。運(yùn)一直是適用于運(yùn)些應(yīng)用的許多運(yùn)些樹脂 的引入和測試的障礙。一段時間W來，利用烙紡工藝，PEI已被轉(zhuǎn)化為纖維。運(yùn)樣的工藝能夠 生產(chǎn)10-20微米范圍內(nèi)的纖維。利用PEI也已嘗試?yán)芋w噴射，并且目前正在進(jìn)行的工作是使 運(yùn)種工藝適合于使用陽I。如果可W克服技術(shù)障礙，則運(yùn)可W生產(chǎn)3至10微米范圍內(nèi)的PEI纖 維。
[0003]聚苯酸(PPE)樹脂和/或聚對苯二甲酸下二醇醋(PBT)樹脂纖維用于許多應(yīng)用和復(fù) 合結(jié)構(gòu)，其需要不同樹脂的各種獨(dú)特的性能W在必要的環(huán)境中執(zhí)行。許多運(yùn)些應(yīng)用需要樹 脂在合理的生產(chǎn)率下具有比利用纖維生產(chǎn)的常規(guī)方法目前可實(shí)現(xiàn)的小得多的纖維尺寸。運(yùn) 一直是適用于運(yùn)些應(yīng)用的許多運(yùn)些樹脂的引入和測試的障礙。利用烙紡工藝，P陽和PBT樹 脂已被轉(zhuǎn)化為直徑下至15至20微米，但尚未用于烙體噴射工藝。
[0004]聚碳酸醋(PC)和PC共聚物纖維用于許多應(yīng)用和復(fù)合結(jié)構(gòu)，其需要不同樹脂的各種 獨(dú)特的性能W在必要的環(huán)境中執(zhí)行。許多運(yùn)些應(yīng)用需要樹脂在合理的生產(chǎn)率下具有比利用 纖維生產(chǎn)的常規(guī)方法目前可實(shí)現(xiàn)的小得多的纖維尺寸。運(yùn)一直是適用于運(yùn)些應(yīng)用的許多運(yùn) 些樹脂的引入和測試的障礙。一段時間W來，利用烙紡工藝，PC和PC共聚物已被轉(zhuǎn)化為纖 維。運(yùn)能夠產(chǎn)生10-20微米范圍內(nèi)的纖維。烙體噴射還已用于一些PC來產(chǎn)生1至10微米范圍 內(nèi)的纖維。
[000引所有運(yùn)些樹脂的電紡絲(electro-spinning)是可能的，但樹脂的成本和此工藝的 緩慢的生產(chǎn)率已使得此方法是不可接受的。此工藝的典型的生產(chǎn)速率是200至300克/小時， W及60米/分鐘的線速率。
[0006]由于上述原因，在應(yīng)用如電氣用紙、電池隔膜、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和過濾紙中，需要產(chǎn) 生自剪切紡絲工藝的納米纖維形式的PEI樹脂、聚苯酸(PPE)，如NORYL(TM)樹脂或PPO(TM) 樹脂、聚對苯二甲酸下二醇醋(PBT)VALOX(TM)樹脂、和聚碳酸醋(PC)、W及PC共聚物L(fēng)EXAN (TM)樹脂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]各種實(shí)施方式設(shè)及一種包括W下的方法:在沉淀多個聚合物纖維條件下剪切第一 分散介質(zhì)和第二分散介質(zhì)；W及W至少300克/小時的速率收集多個聚合物纖維。第一分散 介質(zhì)可W是包含至少一種聚合物組分的溶液。至少一種聚合物組分可W包括選自由聚酸酷 亞胺均聚物、聚酸酷亞胺共聚物組成的組的聚酸酷亞胺組分，聚酸酸酬均聚物，聚酸酸酬共 聚物，聚苯諷均聚物，聚苯諷共聚物，W及它們的組合。至少一種聚合物組分可W包括聚苯 酸組分、聚苯酸-聚硅氧烷嵌段共聚物、或它們的組合。
[0008] 各種實(shí)施方式設(shè)及用于從聚酸酷亞胺組分來形成短纖維的方法，所述聚酸酷亞胺 組分選自（i)聚酸酷亞胺均聚物、（ii)聚酸酷亞胺共聚物、W及（iii)它們的組合。所述方法 可W包括:在分散介質(zhì)中沉積聚酸酷亞胺組分在溶劑中的溶液W及剪切分散介質(zhì)，W致將 溶液形成為聚酸酷亞胺纖維，其具有可W大于1，000，000:1、10，000:1、500:1、100:1或10:1 的長徑比，W及范圍從50納米至5微米，優(yōu)選0.05至2微米的直徑，其不溶于分散介質(zhì)；W及 收集如此形成的多個聚酸酷亞胺纖維。上述方法可W進(jìn)一步包括將收集的纖維形成為非織 造料片（非織造網(wǎng)，非織造織物，non-wovenweb)的步驟。其它實(shí)施方式包括形成和收集聚 碳酸醋和聚苯酸(在其他之中）的纖維，W及使非織造料片用于各種產(chǎn)品。
[0009]各種實(shí)施方式設(shè)及用于從聚合物組分形成短纖維的方法，所述聚合物組分選自由 聚碳酸醋組分、聚碳酸醋共聚物組分、W及它們的組合組成的組。上述方法可W包括在分散 介質(zhì)中沉積聚合物組分在溶劑中的溶液并剪切分散介質(zhì)W致將溶液形成為根據(jù)本發(fā)明的 聚酸酷亞胺、聚碳酸醋、聚苯酸或其它纖維，其具有大于10至大于1，〇〇〇,〇〇〇的長徑比，和范 圍從50納米至5微米，優(yōu)選0.05至2微米的直徑，其不溶于分散介質(zhì)；W及收集如此形成的多 個纖維。上述方法可W進(jìn)一步包括將收集的纖維形成為非織造料片的步驟。
[0010] 各種實(shí)施方式設(shè)及通過上述方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。產(chǎn)品可W是非織造紙(無紡紙，non-wovenpaper)、醫(yī)療植入物、超濾器(ultra-finefilter)、膜、病號服、電絕緣紙、蜂窩結(jié)構(gòu) 和個人衛(wèi)生用品、透析器、血液、氧合器過濾器（0巧genatorfilter)、靜脈內(nèi)（IV)過濾器、 診斷測試過濾器、和血液/單采血液成分過濾器(機(jī)采過濾器，a地eresisfilter)。產(chǎn)品可 W是包含初生絲（spunfilament)和至少一種其它纖維的復(fù)合非織造產(chǎn)品。產(chǎn)品可W是粘 附于社制薄板產(chǎn)品的復(fù)合非織造產(chǎn)品。產(chǎn)品可W是粘附于片材或薄膜的至少一種的復(fù)合非 織造產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0011] 參照W下描述和所附權(quán)利要求W及附圖，本發(fā)明的運(yùn)些和其它特征、方面、和優(yōu)點(diǎn) 將變得更好理解，其中：
[0012] 圖1:示出溶液紡絲（solutionspun)至亞微米范圍內(nèi)的平均纖維直徑的陽I樹脂， ULTEM(TM);
[0013]圖2:是根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式可用于制造納米纖維的裝置或系統(tǒng)的實(shí)施例 的截面圖；
[0014] 圖3A:是SEM顯微照片，放大率化000X，示出根據(jù)實(shí)施例1的樣品的纖維形態(tài)；
[0015]圖3B:是針對根據(jù)實(shí)施例1的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0016] 圖4A:是SEM顯微照片，放大率為2000X，示出根據(jù)實(shí)施例2的樣品的纖維形態(tài)；
[0017] 圖4B:是針對根據(jù)實(shí)施例2的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0018]圖5A:是沈M顯微照片，放大率為3000X，示出根據(jù)實(shí)施例3的樣品的纖維形態(tài)；
[0019]圖5B:是針對根據(jù)實(shí)施例3的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0020] 圖6A:是沈M顯微照片，放大率為500X，示出根據(jù)實(shí)施例4的樣品的纖維形態(tài)；
[0021]圖6B:是針對根據(jù)實(shí)施例4的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0022] 圖7A:是沈M顯微照片，放大率為900X，示出根據(jù)實(shí)施例5的樣品的纖維形態(tài)；
[0023]圖7B:是針對根據(jù)實(shí)施例5的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0024] 圖8:示出將PP06130(TM)溶液剪切紡絲成亞微米纖維的結(jié)果的實(shí)施例；
[002引圖9A:是沈M顯微照片，放大率為4000X，示出根據(jù)實(shí)施例6的樣品的纖維形態(tài)；
[0026]圖9B:是針對根據(jù)實(shí)施例6的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0027]圖1OA:是沈M顯微照片，放大率為4000X，示出根據(jù)實(shí)施例7的樣品的纖維形態(tài)；
[0028] 圖IOB:是針對根據(jù)實(shí)施例7的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0029]圖1IA:是沈M顯微照片，放大率為3500X，示出根據(jù)實(shí)施例8的樣品的纖維形態(tài)；
[0030]圖IlB:是針對根據(jù)實(shí)施例8的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0031 ]圖12A:是沈M顯微照片，放大率為1200X，示出根據(jù)實(shí)施例9的樣品的纖維形態(tài)；
[0032]圖12B:是針對根據(jù)實(shí)施例9的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖；
[0033]圖13A:是沈M顯微照片，放大率為1300X，示出根據(jù)實(shí)施例10的樣品的纖維形態(tài)；W 及
[0034]圖13B:是針對根據(jù)實(shí)施例10的樣品獲得的纖維直徑測量結(jié)果的直方圖。
[0035]應(yīng)當(dāng)理解的是，各種實(shí)施方式并不限于附圖所示的安排和功用性。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 利用剪切紡絲工藝，根據(jù)各種實(shí)施方式，PEI樹脂可W溶液紡絲至亞微米范圍內(nèi)的 纖維直徑。
[0037]通過參照W下本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述W及其中包括的實(shí)施例，可W更 容易地理解本發(fā)明。無論是否明確指出，本文中的所有數(shù)值假定通過術(shù)語"約"修飾。術(shù)語 "約"一般是指數(shù)量范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)為其相當(dāng)于引用值(即，具有相同的功能或結(jié) 果）。在許多情況下，術(shù)語"約"可W包括被四舍五入到最近有效數(shù)字的數(shù)值。
[0038]各種實(shí)施方式設(shè)及在應(yīng)用如電氣用紙、電池隔膜、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、和濾紙中產(chǎn)生自 剪切紡絲工藝的納米纖維形式的聚酸酷亞胺(P