Лист на основе микроволоконной структуры и способ и устройство для его изготовления
Настоящее изобретение направлено на создание листа на основе микроволоконной структуры для использования в качестве фильтра. Лист 2 на основе микроволоконной структуры содержит микроволокна 1, диаметр каждого из которых составляет не более 3000 нм, и сформирован из смеси не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацетализированного поливинилового спирта, и не растворимой в воде, но растворимой в спирте фтористой смолы. Изобретение позволяет создать лист для использования в качестве фильтра, обладающего высокими фильтрационными характеристиками в отношении масляного тумана. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001]
Настоящее изобретение относится к листам на основе микроволоконной структуры, в которой диаметр каждого из микроволокон составляет не более 3000 нм, и способам и устройствам для их изготовления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Микроволокна, диаметр каждого из которых составляет не более 3000 нм, известны как нановолокна. Также известны листы, изготовленные из структруры на основе таких волокон.
[0003]
Свойства нановолокон, а также способы и устройства для их изготовления описаны, например, в «EREKUTOROSUPININGU SAIZENSEN (ELECTROSPINNING The Latest in Nanotechnology)», Yoshihiro Yamashita, SEN-I SHA KIKAKU SHUPPAN CORPORATION.
[0004]
В JP 2006-289209 A раскрыт фильтр, содержащий слой нетканого материала на основе волокон, диаметр каждого из которых составляет от 5000 до 20000 нм, с расположенным на нем слоем нетканого материала на основе нановолокон, диаметр каждого из которых составляет от 1 до 500 нм.
[0005]
Согласно изобретению по патенту JP 2006-144138 A, водный раствор поливинилового спирта добавлен к раствору аморфной фторированной смолы с получением прядильного раствора, а сопла функционально соединены с субстратом, к которому приложено высокое напряжение от сопел таким образом, что выводимый из сопел прядильный раствор может формировать на субстрате под действием высокого напряжения нетканый фторированный материал. В пределах объема этого изобретения соплам и/или субстрату могут быть при необходимости сообщены колебания. Фторированный нетканый материал, полученный согласно этому изобретению, может быть использован в качестве фильтра.
[0006]
В JP 1988-145565 A раскрыто устройство для изготовления так называемых нановолокон диаметром не более 1 мкм с использованием водорастворимого поливинилового спирта. Согласно этому изобретению, каждая группа сопел образована соплами, расположенными с промежутками в направлении ширины бесконечной транспортной ленты, проходящей в машинном направлении, и по меньшей мере две такие группы сопел расположены с промежутком в машинном направлении.
[0007]
Согласно JP 2005-246353 A, средства для подачи прядильного раствора, используемые в качестве сопел в устройстве для изготовления нановолоконной структуры, расположены непрямолинейно.
[0008]
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ 1: JP 2006-289209 A
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ 2: JP 2006-144138 A
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ 3: JP 1988-145465 A
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ 4: JP 2005-246353 A
[0009]
ДОКУМЕНТ 1: «EREKUTOROSUPININGU SAIZENSEN (ELECTROSPINNING The Latest in Nanotechnology)», Yoshihiro Yamashita, SEN-I SHA KIKAKU SHUPPAN CORPORATION.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЗАДАЧА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0010]
Компонентные волокна, составляющие нановолоконный нетканый материал, описанный в JP 2006-289209 A, выбраны из группы, включающей полиэтиленовые волокна, полиэфирные волокна, полиамидные волокна, полихлорвиниловые волокна, полиолефиновые волокна и полиакрилнитриловые волокна. Ввиду этого фильтр, изготовленный из такого нетканого материала, не обладает высокими фильтрационными характеристиками в отношении масляного тумана.
[0011]
Ясно, что фторированные нетканые материалы согласно JP 2006-144138 A могут быть подходящим производственным материалом для получения фильтра, обладающего высокими фильтрационными характеристиками в отношении масляного тумана. Однако в случае JP 2006-144138 A лист на основе волоконной структуры, состоящей из водного раствора поливинилового спирта и раствора фторированной смолы, должен быть погружен в горячую воду для удаления поливинилового спирта. В дополнение к этому недостатку, согласно описанию JP 2006-144138 A, колебания могут быть сообщены только одному соплу, причем неясно, какова форма этих колебаний, в случае если они необходимы.
[0012]
Поскольку нановолокна согласно JP 1988-145465 A являются водорастворимыми, лист на основе таких нановолокон не может быть использован в качестве фильтра, для которого необходима достаточная водостойкость. В целом, выводимые из сопел нановолокна несут электрический заряд, вследствие чего их равномерное распределение является затруднительным. В JP 1988-145465 A не раскрыты средства для устранения этого недостатка.
[0013]
Согласно JP 2005-246353 А, средства для подачи прядильного раствора, используемые в качестве сопел, закреплены в некотором положении, ввиду чего при необходимости изготовления волоконной структуры относительно большой ширины число средств для подачи прядильного раствора должно быть соответствующим образом увеличено. Вследствие этого работа и поддержание производственного устройства неизбежно являются более сложными.
[0014]
Задачей настоящего изобретения является создание листа на основе микроволоконной структуры, в которой диаметр каждого из волокон составляет не более 3000 нм, выполненного с возможностью использования в качестве фильтра, обладающего высокими фильтрационными характеристиками в отношении масляного тумана. Задачей настоящего изобретения также является создание способа изготовления такого листа.
РЕШЕНИЕ УКАЗАННОЙ ЗАДАЧИ
[0015]
Вышеописанные недостатки устранены посредством настоящего изобретения, включающего первый аспект, относящийся к листу на основе микроволоконной структуры, второй аспект, относящийся к способу изготовления этого листа, и третий аспект, относящийся к устройству для изготовления этого листа.
[0016]
Согласно первому аспекту изобретения, предложен лист на основе микроволоконной структуры, в которой диаметр каждого из микроволокон составляет не более 3000 нм.
[0017]
Такой лист на основе микроволоконной структуры содержит микроволокно, выполненное в форме смеси не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и не растворимой в воде, но растворимой в спирте фторированной смолы.
[0018]
Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации по первому аспекту изобретения, микроволокна получены путем электропрядения спиртового раствора смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и фторированной смолы и имеют диаметр в диапазоне от 30 до 800 нм.
[0019]
Согласно еще одному предпочтительному варианту реализации по первому аспекту изобретения, лист на основе микроволоконной структуры размещен с образованием слоистой структуры на воздухопроницаемом нетканом материале или воздухопроницаемом тканом материале.
[0020]
Согласно второму аспекту изобретения, предложен способ изготовления вышеописанного листа на основе микроволоконной структуры.
[0021]
Предложенный способ изготовления вышеописанного листа на основе микроволоконной структуры включает электропрядение с использованием прядильных сопел, выполненных с возможностью подачи высокого напряжения на прядильный раствор, и проводящей коллекторной пластины, расположенной напротив прядильных сопел на заданном расстоянии. Спиртовой раствор не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта, смешанной с не растворимой в воде, но растворимой в спирте фторированной смолой, подают на прядильные сопла в качестве прядильного раствора. Прядильный раствор выводят из прядильных сопел в направлении коллекторной пластины и формируют таким образом на несущем листе, расположенном на коллекторной пластине, лист на основе микроволоконной структуры в виде смеси смолы - на основе ацеталированного поливинилового спирта и фторированной смолы.
[0022]
Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации по второму аспекту изобретения, прядильный раствор содержит смолу на основе ацеталированного поливинилового спирта в количестве от 5 до 14% по массе, и этаноловый раствор в количестве от 27 до 60% по массе, содержащий фторированную смолу в количестве от 5 до 15% по массе и этанол в количестве от 20 до 62% по массе.
[0023]
Согласно еще одному предпочтительному варианту реализации по первому аспекту изобретения, несущий лист сформирован из воздухопроницаемого нетканого материала или воздухопроницаемого тканого материала.
[0024]
Согласно третьему аспекту изобретения, предложено устройство для изготовления вышеописанного листа на основе микроволоконной структуры.
[0025]
Предложенное устройство содержит прядильные сопла для непрерывной подачи прядильного раствора, которые выполняют функцию положительных электродов и выполнены с возможностью приложения к прядильному раствору высокого напряжения;
проводящую коллекторную пластину, расположенную напротив прядильных сопел на заданном расстоянии и выполняющую функцию отрицательного электрода; и
нитераскладчик, несущий прядильные сопла и выполненный с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения над коллекторной пластиной и параллельно ей;
причем нитераскладчик содержит множество групп сопел, причем каждая группа сопел содержит требуемое число прядильных сопел, расположенных с требуемым интервалом во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, в котором происходит возвратно-поступательное движение и параллельно коллекторной пластине, при этом указанное множество групп сопел расположено на требуемом расстоянии во втором направлении, а отдельные сопла в одной группе сопел, расположенные с указанным интервалом, расположены относительно отдельных сопел в соседней группе сопел таким образом, чтобы сохранить взаимное расположение в первом направлении без возникновения перекрытия в случае, если соседняя группа сопел поступательно перемещена во втором направлении к указанной одной группе сопел.
[0026]
Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации по третьему аспекту изобретения, центры прядильных сопел в каждой паре соседних прядильных сопел расположены на расстоянии по меньшей мере 50 мм друг от друга в нитераскладчике.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
[0027]
Предложенный лист на основе микроволоконной структуры сформирован из смеси не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и не растворимой в воде, но растворимой в спирте фторированной смолы. Благодаря этому воздухопроницаемый фильтр, выполненный из такого листа, может обладать значительной водостойкостью, а также значительной стойкостью в отношении масляного тумана.
[0028]
Согласно предложенному способу изготовления вышеописанного листа на основе микроволоконной структуры, спиртовой раствор растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и растворимой в спирте фторированной смолы используют в качестве прядильного раствора. Благодаря этому микроволокна, полученные из смол этих двух типов, надлежащим образом смешаны с увеличением стойкости поверхностей микроволокон в отношении масляного тумана.
[0029]
Предложенное устройство для изготовления листа на основе микроволоконной структуры позволяет ограничить число сопел даже при необходимости изготовления относительно широкого листа на основе микроволоконной структуры, поскольку группы сопел, расположенные параллельно друг другу, осуществляют возвратно-поступательное движение в направлении ширины коллекторной пластины, перпендикулярном этим группам. Путем размещения каждой пары смежных сопел на расстоянии по меньшей мере 50 мм можно ограничить электрическое отталкивание между микроволокнами, выведенными из каждой пары смежных сопел. Таким образом можно облегчить укладывание микроволокон на несущий лист непосредственно снизу соответствующих сопел и таким образом сформировать лист на основе равномерно распределенной микроволоконной структуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0030]
На фиг.1 показана фотография листа на основе микроволоконной структуры с 10000-кратным увеличением.
На фиг.2 показана фотография известного фильтра с 10000-кратным увеличением.
На фиг.3 показан вид сбоку внутренней структуры устройства для изгоотвления листа на основе микроволоконной структуры.
На фиг.4 показан вид сверху, соответствующий фиг.3.
На фиг.5 показан увеличенный вид части, изображенной на фиг.3.
ОБОЗНАЧНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ
[0031]
1 - микроволокно,
2 - лист на основе микроволоконной структуры,
11 - сопло,
11а - сопло,
11b - сопло,
12 - коллекторная пластина,
13 - поперечные средства,
16 - несущий лист,
MD второе направление (машинное направление),
CD первое направление (поперечное направление).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
[0032]
Настоящее изобретение подробно описано ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
[0033]
На фиг.1 показана электронная микрофотография структуры с 10000-кратным увеличением предлагаемого листа 2 на основе микроволоконной структуры, содержащего микроволокна 1, а на фиг.2 показана электронная микрофотография с 10000-кратным увеличением фильтра сверхмалых воздушных частиц, обычно используемого в качестве сверхэффективного фильтра для кондиционирования воздуха чистой комнаты с обеспечением сверхчистых условий. Используемый в настоящем описании термин «микроволокно» относится к компонентным волокнам диаметром не более 3000 нм. Проиллюстрированный на фиг.1 лист 2 имеет базовый вес 12 г/м2 и содержит микроволокна 1, соединенные в местах их пересечения с образованием воздухопроницаемых промежутков 3. Более конкретно, каждое из микроволокон 1 имеет диаметр от 100 до 200 нм и средний диаметр приблизительно 250 нм. В качестве микроволокна 1 использована смесь смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и фторированной смолы. Фильтр на основе листа 2 имеет значительную эффективность захвата для масляного тумана, например диоктилфталатового масляного тумана.
[0034]
На фиг.3 и 4 показаны вид сбоку и вид сверху внутренней структуры устройства 10 для изготовления листа на основе микроволоконной структуры соответственно. Направление сворачивания непрерывно изготовляемого листа 2 указано как машинное направление MD. Устройство 10 выполнено с возможностью изготовления микроволокон 1 диаметром не более 3000 нм и содержит прядильные сопла 11, коллекторную пластину 12, расположенную снизу этих сопел 11, поперечные средства 13, приводящие сопла 11 в возвратно-поступательное движение поперек пластины 12 в поперечном направлении CD, перпендикулярном машинному направлению MD, и валики 14а, 14b, выполненные с возможностью транспортировки несущего листа 16 в направлении MD. Все эти элементы расположены внутри корпуса 15. Как показано на фиг.3, микроволокна 1 выведены вниз из соответствующих сопел в направлении листа 16 таким образом, что диапазон распределения может быть расширен в направлении MD, а также направлении CD.
[0035]
Каждое из сопел 11 выполнено из проводящего металла, например стали типа SUS304, используемой в проиллюстрированном варианте реализации. Внутренний диаметр, а также длина сопла 11 выбраны в зависимости от диаметра изготовляемого микроволокна 1. При изготовлении микроволокон диаметром от 30 до 800 нм внутренний диаметр сопла 11 предпочтительно выбран в диапазоне от 0.2 до 0.5 мм, а длина от 10 до 20 мм. Верхние части соответствующих сопел 11 расположены соосно относительно соответствующих цилиндров 17, диаметр каждого из которых больше диаметра соответствующего сопла 11. В эти цилиндры подан находящийся под давлением прядильный раствор (не показан).
[0036]
Коллекторная пластина 12 сформирована из гладкой металлической пластины, имеющей большую электрическую проводимость, например из бескислородной меди или технически чистой меди. Сопла 11 и пластина 12 расположены на расстоянии от 40 до 180 мм, предпочтительно от 80 до 150 мм, в вертикальном направлении и электрически соединены друг с другом посредством высоковольтного источника питания (показан на фиг.3), выполненного с возможностью подачи высоковольтного напряжения между ними. Напряжение, приложенное к соплам 11, может быть выбрано в диапазоне от 15 до 25 кВ. При напряжении менее 15 кВ формирование волокон из прядильного раствора является затруднительным, а при напряжении более 25 кВ существует вероятность нежелательного искрового разряда.
[0037]
Валик 14а служит для подачи нетканого материала в виде несущего листа 16, а валик 14b служит для сворачивания листа 16 вместе с размещенным на нем листом 2. Как ясно из фиг.3, диапазон распределения микроволокон 1, сформированных из прядильного раствора, выведенного из соответствующих сопел, постепенно расширяется в машинном направлении MD и поперечном направлении CD при перемещении этих микроволокон 1 в направлении листа 16.
[0038]
На фиг.4, иллюстрирующей вид сверху внутренней структуры предлагаемого устройства, цилиндры 17 показаны, а сопла 11, расположенные снизу соответствующих цилиндров 17, не показаны. Однако поскольку эти сопла 11 расположены соосно относительно соответствующих цилиндров 17, эти цилиндры указаны не только обозначением 17, но также обозначением 11. Как показано на фиг.4, поперечные средства 13 содержат перекладину 21 для крепления сопел и электромотор 22, служащий для сообщения возвратно-поступательного движения противоположным концам 21а, 21b перекладины 21 в направлении CD, образующем первое направление для средств 13, вдоль пары направляющих средств 23, 24. Соответствующие средства 23, 24 содержат ленты (не показаны), соответственно соединенные с концами 21а, 21b таким образом, что эти ленты могут быть приведены в движение одним электромотором 22 с сообщением возвратно-поступательного движения перекладине 21. Скорость перемещения перекладины 21 в направлении CD может быть выбрана в диапазоне от 100 до 1000 мм/с, предпочтительно от 100 до 200 мм/с. Ниже более подробно описаны сопла 11. Первые сопла 11а установлены на перекладине 21 на требуемых, предпочтительно равных промежутках или интервалах Р в машинном направлении MD и таким образом формируют первую группу 31 сопел. Сходным образом вторые сопла 11b установлены на требуемых, предпочтительно равных промежутках или интервалах Р в машинном направлении MD и таким образом формируют вторую группу 32 сопел (см. фиг.3).
Как ясно показано на фиг.3, каждое из вторых сопел 11b расположено между каждой парой смежных сопел 11а, 11а, если смотреть сбоку. Как более ясно показано на фиг.4, если вторая группа 32 перемещена в поперечном направлении на линию первой группы 31, каждое из вторых сопел 11b расположено посередине между каждой парой первых сопел 11а, 11а, поскольку центры каждой пары смежных сопел 11а, 11а расположены на одинаковом расстоянии Р от центра вторых сопел 11b. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено проиллюстрированным вариантом реализации, и число сопел 11, расположенных в машинном направлении MD, а также поперечном направлении CD, может быть увеличено или уменьшено надлежащим образом.
[0039]
На фиг.5 показан частичный увеличенный вид, соответствующий фиг.3 и иллюстрирующий вывод микроволокон вниз из сопел 11а, 11b на несущий лист 16, расположенный сверху пластины 12. Под действием высокого напряжения, приложенного между соплом 11 и пластиной 12, между которыми расположен лист 16, диапазон распределения микроволокон, выведенных вертикально вниз из первых сопел 11а и вторых сопел 11b, постепенно расширяется с образованием кругов в промежутке между соплами 11 и листом 16. После этого микроволокна скапливаются с образованием листа 2 на листе 16. Существенным требованием к устройству 10 является предотвращение неравномерного распределения микроволокон 1 на листе 16 вследствие отталкивания электрически заряженных микроволокон 1, выведенных из соответствующих сопел. Для выполнения этого требования расстояние Р между каждой парой смежных сопел 11а, между каждой парой смежных сопел 11b и между каждой парой смежных сопел 11а и 11b должно быть выбрано надлежащим образом. В случае проиллюстрированного варианта реализации, если расстояние Р выбрано равным 80 мм, а расстояние D от конца сопла 11 до пластины 12 выбрано равным 115 мм, микроволокна 1, выведенные из соответствующих сопел 11, могут образовывать круги, диаметр каждого из которых составляет от 30 до 40 мм в областях листа 16, расположенных непосредственно снизу соответствующих сопел 11. Благодаря такой конфигурации микроволокна 1, поступающие из соответствующих сопел 11, не перекрывают друг друга в широкой области.
[0040]
При работе устройства 10 поперечные средства 13 могут совершать требуемое число возвратно-поступательных движений со складыванием микроволокон 1 требуемого веса на лист 16, неподвижно удерживаемый во время этих возвратно-поступательных движений. После этого лист 16 перемещают вперед в направлении MD на требуемое расстояние для подачи на валик 14b. Возвратно-поступательные движения средств 13 могут быть непрерывно повторены с непрерывным формированием листа 2. Как показано на фиг.4, если поперечное расстояние сопел 11 выбрано равным 270 мм, сопла 11 совершают 44 возвратно-поступательных движения в течение приблизительно 60 секунд с формированием листа 2 на несущем листе 16, который затем перемещают на требуемое расстояние вперед в машинном направлении MD. Таким образом, лист 2 может быть получен в виде нетканого материала с базовым весом 12 г/м2. В используемом согласно этому варианту реализации прядильном растворе смола на основе ацеталированного поливинилового спирта и фторированная смола надлежащим образом смешаны друг с другом. В микроволокнах 1, полученных из этого раствора, смолы этих двух типов также надлежащим образом смешаны друг с другом. В каждом из микроволокон 1 смола на основе ацеталированного поливинилового спирта образует матрицу, а фторированная смола смешана с этой матрицей, что позволяет предотвратить выпадение фторированной смолы из микроволокон при обработке листа 2. Кроме того, также можно погружать нетканый материал, используемый в качестве фильтра, в раствор фторированной смолы и покрывать таким образом волокна этого нетканого материала фторированной смолой. Однако в этом случае обработка нетканого материала может приводить к выпадению любого количества фторированной смолы из него.
[0041]
В одном из примеров прядильного раствора, подаваемого в цилиндры 17, в качестве спирта использован этанол. При использовании этанола прядильный раствор содержит смолу на основе ацеталированного поливинилового спирта в количестве от 5 до 14% по массе, и этаноловый раствор в количестве от 27 до 60% по массе, содержащий фторированную смолу в количестве от 5 до 15% по массе и этанол в количестве от 20 до 62% по массе. Используемый в настоящем описании термин «этанол» относится к этанолу, имеющему чистоту по меньшой мере 95% по массе, денатурированному этанолу и гидратированному этанолу, содержащему воду в количестве от 20 до 5% по массе. В качестве денатурированного этанола может быть использована смесь, содержащая 95% этанола по массе и 5% изопропилового спирта по массе. В качестве гидратированного этанола может быть использована смесь, содержащая 83% этанола по массе и 17% очищенной воды по массе. Согласно настоящему изобретению, в дополнение к этанолу, в качестве спирта может быть также использован н-бутанол (н-бутиловый спирт), вторичный бутанол (вторичный бутиловый спирт), 1-октанол (1-октиловый спирт), диацетоновый спирт и бензиловый спирт.
[0042]
Воздухопроницаемость несущего листа 16 должна быть больше воздухопроницаемости изготовляемого листа 2. В качестве производственных материалов для листа 16 могут быть использованы различные типы воздухопроницаемого нетканого материала или воздухопроницаемого тканого материала в зависимости от предполагаемого применения. Из этих различных типов воздухопроницаемого нетканого или тканого материалов наиболее предпочтительны материлы, не препятствующие эффективному образованию волокон из прядильного раствора под действием высокого напряжения, приложенного к прядильному раствору между соплами 11 и пластиной 12. Если диаметр каждого из волокон 1 составляет от 30 до 800 мм, а в качестве листа 16 использован нетканый материал из термопластических синтетических волокон, базовый вес нетканого материала предпочтительно составляет от 20 до 50 г/м2, а диаметры термопластических синтетических волокон предпочтительно составляют от 1 до 10 мкм. При базовом весе менее 20 г/м2 в листе 2, сформированном на нетканом материале, могут образовываться поры диаметром приблизительно 0,5 мм. При базовом весе более 50 г/м2 может иметь место неравномерное осаждение микроволокон 1. В качестве нетканого материала, образующего лист 16, может быть использован нетканый материал, полученный сухим или мокрым формированием. Например, могут быть эффективно использованы нетканый материал фильерного способа производства, термоскрепленный нетканый материал, химически скрепленный нетканый материал и гидросплетенный нетканый материал. Кроме того, для осуществления изобретения подходят некоторые другие типы нетканых материалов. При использовании в качестве листа 16 тканого или нетканого материала поверхность этого листа 16, на которой должен быть сформирован лист 2, предпочтительно выполнена как можно более гладкой. Для осуществления изобретения подходит нетканый материал под торговой маркой «Варифу» производства Ниссеки ПЛАСТ Ко., ЛТД. Нетканый материал наподобие материала под торговой маркой «Варифу» отличается плоской формой радиального сечения отдельных волокон, а также наличием пучка волокон, выровненных в одном направлении, и предпочтителен в качестве материала листа 16.
[0043]
В таблице 1 указаны примеры составов прядильных растворов, используемых в устройстве, изображенном на фиг.3 и 4, а также диаметры микроволокон 1 в листах 2, полученных из этих прядильных растворов. Как указано в таблице 1, были использованы три типа смол на основе ацеталированного поливинилового спирта - ПВС-1, ПВС-2 и ПВС-3 с температурами стеклования Tg, зависящими от их молекулярного веса и остаточных количеств гидроксильной группы (мол.%). Температура Tg стеклования ПВС-1 составляла 66°C, температура Tg стеклования ПВС-2 составляла 106°C, а температура Tg стеклования ПВС-3 составляла 107°C. Как указано в таблице 1, в качестве раствора фторированной смолы была использована смесь, содержащая по массе 10% фторированной смолы, 45% воды, 45% этанола с чистотой 95% по массе и 5% изопропилового спирта. В качестве этанолового растворителя был использован денатурированный этанол, содержащий по массе 95% этанола с чистотой 95% по массе и 5% изопропилового спирта. В качестве несущего листа 16 был использован нетканый материал из полипропиленовых смоляных волокон диаметром в диапазоне от 1 до 2 мкм. Средний диаметр волокон, указанный в таблице 1, был определен следующим образом: на микрофотографическом изображении листа 2, полученном электронным сканированием с 10000-кратным увеличением, были произвольным образом выбраны 20 (двадцать) микроволокон 1, а затем были определены промежуточное значение между максимальным и минимальным диаметрами для каждого из 20 микроволокон 1 и среднее значение этих промежуточных значений для 20 микроволокон 1. Такие средние значения указаны в таблице 1.
[0044]
| Таблица 1 | ||||
| № прядильного раствора | Состав | Доля в составе, мас.% | Средний диаметр волокна, нм | Диапазон распределения диаметра волокна, нм |
| 1 | ПВС-1 | 10 | 290 | 70-500 |
| Этаноловый растворитель | 61 | |||
| Раствор фторированной смолы | 29 | |||
| 2 | ПВС-2 | 8 | 250 | 100-400 |
| Этаноловый растворитель | 28 | |||
| Раствор фторированной смолы | 64 | |||
| 3 | ПВС-3 | 7 | 250 | 100-400 |
| Этаноловый растворитель | 39 | |||
| Раствор фторированной смолы | 54 |
[0045]
В таблице 2 указаны результаты сравнения фильтрационных характеристик предлагаемого листа 2, полученного с использованием прядильного раствора №2, содержащего раствор фторированной смолы, и сопоставляемого листа, полученного из смеси, содержащей по массе 10% ПВС-2 и 90% этанолового растворителя и не содержащей раствора фторированной смолы (указано в графе «нет» раствора фторированной смолы). Следует отметить, что для сопоставляемого листа был использован этаноловый растворитель, указанный в таблице 1. Тестовые условия для определения фильтрационных характеристик были выбраны следующим образом:
(1) тестовая частица: частица диоктилфталатового тумана (0,185±0.02 мкм, σg: не более 1,6 в соответствии со стандартом Национального института по охране труда и промышленной гигиене);
(2) тестовая скорость потока 30 л/мин (скорость вентилирования 5 см/с);
(3) тестовое осаждение: до 50 мг;
(4) тестовый прибор: CERTITEST, модель 8130 производства корпорации TSI, США.
[0046]
| Таблица 2 | ||||
| Смола на основе ацеталированного ПВС | Фторированная смола | Начальные потери давления, Па | Начальные потери скорости пропускания, % | Скорость пропускания при осаждении 20 мг диоктилфталата, % |
| есть | 317 | 0,001 | 0,001 | |
| ПВС-2 | нет | 267 | 0,001 | 0,114 |
1. Лист на основе микроволоконной структуры, в котором диаметр каждого из микроволокна составляет не более 3000 нм,
причем микроволокна выполнены из смеси не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и не растворимой в воде, но растворимой в спирте фторированной смолы,
при этом указанные микроволокна получены электропрядением с использованием прядильных сопел, выполненных с возможностью подачи прядильного раствора, содержащего спиртовой раствор не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта, смешанной с не растворимой в воде, но растворимой в спирте фторированной смолой.
2. Лист по п.1, в котором микроволокна получены путем электропрядения спиртового раствора смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и фторированной смолы и имеют диаметр в диапазоне от 30 до 800 нм.
3. Лист по п.1 или 2, размещенный с образованием слоистой структуры на воздухопроницаемом нетканом материале или воздухопроницаемом тканом материале.
4. Способ изготовления листа по п.1, включающий электропрядение с использованием прядильных сопел, выполненных с возможностью подачи высокого напряжения на прядильный раствор, и проводящей коллекторной пластины, расположенной напротив прядильных сопел на заданном расстоянии, и включающий этапы, на которых спиртовой раствор не растворимой в воде, но растворимой в спирте смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта, смешанной с не растворимой в воде, но растворимой в спирте фторированнной смолой, подают на прядильные сопла в качестве прядильного раствора, выводят прядильный раствор из прядильных сопел в направлении коллекторной пластины и формируют таким образом на несущем листе, расположенном на коллекторной пластине, лист на основе микроволоконной структуры в виде смеси смолы на основе ацеталированного поливинилового спирта и фторированной смолы.
5. Способ по п.4, согласно которому прядильный раствор содержит смолу на основе ацетализированного поливинилового спирта в количестве от 5 до 14% по массе и этаноловый раствор в количестве от 27 до 60% по массе, содержащий фторированную смолу в количестве от 5 до 15% по массе и этанол в количестве от 20 до 62% по массе.
6. Способ по п.4 или 5, согласно которому несущий лист сформирован из воздухопроницаемого нетканого материала или воздухопроницаемого тканого материала.
7. Устройство для изготовления листа по п.1, содержащее прядильные сопла для непрерывной подачи прядильного раствора, которые выполняют функцию положительных электродов и выполнены с возможностью приложения к прядильному раствору высокого напряжения,
проводящую коллекторную пластину, расположенную напротив прядильных сопел на заданном расстоянии и выполняющую функцию отрицательного электрода, и
нитераскладчик, несущий прядильные сопла и выполненный с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения над коллекторной пластиной и параллельно ей,
причем нитераскладчик содержит множество групп сопел, причем каждая группа сопел содержит требуемое число прядильных сопел, расположенных с требуемым интервалом во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, в котором происходит возвратно-поступательное движение и параллельно коллекторной пластине, при этом
указанное множество групп сопел расположено на требуемом расстоянии во втором направлении, а отдельные сопла в одной группе сопел, расположенные с указанным интервалом, расположены относительно отдельных сопел в соседней группе сопел таким образом, чтобы сохранить взаимное расположение в первом направлении без возникновения перекрытия в случае, если соседняя группа сопел поступательно перемещена во втором направлении к указанной одной группе сопел.
8. Устройство по п.7, в котором центры прядильных сопел в каждой паре соседних прядильных сопел расположены на расстоянии по меньшей мере 50 мм друг от друга в нитераскладчике.
