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(11) |
EP 1 417 360 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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22.12.2004 Patentblatt 2004/52 |
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Anmeldetag: 23.07.2002 |
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE2002/002704 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2003/014430 (20.02.2003 Gazette 2003/08) |
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VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON FASERN ODER EINES FASERPRODUKTS IN EINEM ELEKTROSTATISCHEN
SPINNVERFAHREN
METHOD FOR THE PRODUCTION OF FIBRES OR A FIBROUS PRODUCT IN AN ELECTROSTATIC SPINNING
METHOD
PROCEDE DE PRODUCTION DE FIBRES OU D'UN PRODUIT FIBREUX DANS UN PROCESSUS DE FILAGE
ELECTROSTATIQUE
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR |
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Priorität: |
30.07.2001 DE 10137160 12.11.2001 DE 10155448
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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12.05.2004 Patentblatt 2004/20 |
| (73) |
Patentinhaber: helsa-automotive GmbH & Co. KG |
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95482 Gefrees (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- CZADO, Wolfgang
95482 Gefrees (US)
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| (74) |
Vertreter: Walcher, Armin |
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Louis, Pöhlau, Lohrentz & Segeth
Postfach 3055 90014 Nürnberg 90014 Nürnberg (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-02/50346 US-A1- 2001 045 547
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DE-A- 2 032 072
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasern oder
eines Faserprodukts in einem elektrostatischen Spinnverfahren. Die Herstellung von
Fasern oder Faserprodukten, wie z.B. von Vliesstoffen, in einem elektrostatischen
Spinnverfahren ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bereits seit geraumer Zeit
bekannt. Bei derartigen Verfahren wird ein Polymerlösung oder eine Polymerschmelze
auf eine Elektrode aufgebracht und durch eine hohe elektrische Spannung aufgeladen.
Bringt man nun eine Gegenelektrode in die Nähe, so wirken elektrische Kräfte auf die
Polymerlösung bzw. auf die Polymerschmelze und ziehen feinste Fasern von dieser Elektrode
ab. Zur Durchführung dieser Verfahren wurden bereits verschiedene Elektroden- und
Auftragungsvorrichtung beschrieben. Stellvertretend sind hier z.B. die DE 20 32 072,
EP 1 059 106, US 3,994,258, US 4,144,553, US 4,323,525 und die US 4,287,139 zu nennen.
[0002] Bereits in der DE 20 32 072 ist offenbart, daß der Faserdurchmesser der erzeugten
Faser beim Verspinnen einer Polymerlösung in einem elektrostatischen Spinnverfahren
durch die Leitfähigkeit der Lösung beeinflußt werden kann. Dabei sind mit einer verbesserten
Leitfähigkeit der zu verspinnenden Polymerlösung Fasern mit einem geringeren Faserdurchmesser
zu erhalten. Um dies zu erreichen, offenbart die DE 20 32 072 den Zusatz von in Ionen
überführbaren organischen Salzen.
[0003] Aus der EP 1 059 106 sind ebenfalls Zusätze zur Kontrolle der Ladung, Viskosität,
Oberflächenspannung und der Leitfähigkeit einer in einem elektrostatischen Spinnverfahren
zu verspinnenden Polymerlösung oder Polymerschmelze offenbart. Diese Zusätze dienen
jedoch ausdrücklich dazu das Verspinnen der Polymerlösung bzw. der Polymerschmelze
zu verbessern, ohne zu einer verbleibenden Ladung oder Aufladung der erzeugten Fasern
zu führen. Im Gegenteil, eine dauerhafte elektrische Aufladung der erzeugten Fasern
bzw. Faserprodukte ist gemäß der Lehre der EP 1 059 106 zu vermeiden. Dies ist jedoch
für den Einsatz dieser Materialien für das Filtern von Luft nachteilig, da es ohne
elektrisch geladene Fasern nur möglich ist Staubpartikel mechanisch abzuscheiden.
[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung das eingangs erwähnte Verfahren zu
Bereicherung des Standes der Technik weiterzubilden. Es ist weiterhin Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ein solches Verfahren so weiterzubilden, daß auf technisch
einfache und ökonomische Weise die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest
teilweise überwunden werden, wobei mit diesem Verfahren Produkte mit verbesserten
Produkteigenschaften erhältlich sein sollen.
[0005] Die vorliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des beigefügten
Anspruchs 1 gelöst sowie durch eine Verwendung von nach diesem Verfahren hergestellten
Fasern oder Faserprodukten mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.
[0006] Das eingangs erwähnte Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß
Polymere aus Lösung und/oder aus der Schmelze versponnen werden und der Lösung und/oder
der Schmelze vor dem Verspinnen eine oder mehrere oxidierbare Substanzen oder Substanzen
mit einem π-Elektronensystem zugesetzt werden, wodurch die Ladung in der zu verspinnenden
Lösung vorteilhafterweise erhöht und in den Fasern konservierbar ist. D.h. das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht die Herstellung von elektrisch aufgeladenen Fasern oder eines
aus solchen Fasern bestehenden Faserprodukts in einem elektrostatischen Spinnverfahren.
Die Erzeugnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens finden bevorzugt Anwendung bei der
Herstellung von Filtermaterialien.
[0007] Es ist dabei weiter bevorzugt, die Polymerlösung oder Polymerschmelze von der Anode
zu versprühen, wobei die zugesetzte Substanz bzw. die zugesetzten Substanzen vorzugsweise
eine positive Ladung zumindest stabilisieren oder diese Substanzen in dem entsprechenden
Lösungsmittel über ein oder mehrere Oxidationspotentiale verfügen, die mittels zyklischer
Voltammetrie bestimmbar sind.
[0008] Im Gegensatz zum Stand der Technik, in dem die Veränderung der Leitfähigkeit der
zu verspinnenden Polymerflüssigkeit zur Beeinflussung des Faserdurchmessers durch
Zusatz von in Ionenpaare dissoziierbare Salze bewirkt wird, beruht die vorliegende
Erfindung auf der Erkenntnis, daß eine wesentliche verfahrenstechnische Verbesserung
möglich wird, wenn in der zu verspinnenden Polymerlösung oder Polymerschmelze ein
echter Ladungsüberschuß erzeugt wird, auf den das elektrische Feld wirkt.
[0009] Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, daß es grundsätzlich viel effektiver
ist die Lösung von einer positiv geladenen Düse auf eine negativ geladene Gegenelektrode
abzusprühen, als umgekehrt. Der Grund hierfür ist noch nicht vollständig geklärt.
Da sich die meisten organischen Substanzen leichter oxidieren als reduzieren lassen
wird jedoch angenommen, daß hierfür die entsprechenden Oxidationspotentiale dieser
Substanzen entscheidend sind. Aufgrund dieses Sachverhalts ist daher eine positive
Ladung effektiver in die zu verspinnende Lösung oder Schmelze einzubringen.
[0010] Zur Untersuchung dieses Phänomens wurden bspw. Bromthymolblau, Methylrot, Rhodamin
B und Kristallviolett in Dichlormethan als Lösungsmittel und mit Ferrocen als Referenz
cyclovoltammetrisch vermessen. Dabei weist Bromthymolblau in dem Meßbereich, der in
Dichlormethan zugänglich ist kein Oxidationspotential auf. In völliger Übereinstimmung
mit diesem Untersuchungsergebnis hat sich Bromthymolblau auch als Zusatz in Dichlormethan
im Sinne der vorliegenden Erfindung als vollkommen wirkungslos gezeigt. Methylrot,
Rhodamin B und Kristallviolett weisen hingegen Oxidationspotential im Bereich von
0,9 bis 1,14 V auf und stellen äußerst wirkungsvolle Vertreter der erfindungsgemäßen
Zusätze dar. Auch Ferrocen selbst mit einem Oxidationspotential von 0,38 V ist ein
wirkungsvoller Zusatz.
[0011] Bei der vorliegenden Erfindung ist weiterhin das Zusammenspiel bzw. sind die Wechselwirkungen
von Lösungsmittel und zugesetzter Substanz weiterhin von besonderer Bedeutung. Dies
wird beim Übergang zu polaren Lösungsmitteln wie Tetrahydrofuran oder Butanon ganz
deutlich, da die oben genannten Substanzen in diesen eine noch größere Wirkung im
Sinne der Erfindung zeigen. Dies wird allgemein darauf zurückgeführt, daß Ionen im
einem Solvens mit höherer Dielektrizitätskonstante besser stabilisiert werden.
[0012] Vergleichbares gilt auch für Polymerschmelzen, da diese sich wie ein Lösungsmittel
für die erfindungsgemäß zugesetzten Substanzen verhalten.
[0013] Durch Verwendung von Lösungsmitteln mit vergleichsweise großen Dielektrizitätskonstanten,
wie besonders bevorzugt z.B. Butanon, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, Wasser, Dimethylformamid,
n-Methylformamid, Aceton, Ethanol und Ethylenglycol ist es möglich mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren zum elektrostatischen Spinnen noch weiter verbesserte Verfahrensprodukte
zu erhalten. Durch die geeignete Wahl des Lösungsmittels und/oder der zugesetzten
Substanzen läßt sich vorzugsweise der Faserdurchmesser der in dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhaltenen Fasern einstellen. Auch läßt sich beim Verspinnen aus einer Lösung
der Gehalt an Polymer in derselben entsprechend variieren, insbesondere auch erhöhen.
Die Polarität des Lösungsmittels läßt sich ferner auch durch Zusatz einer Substanz
mit einer sehr hohen Dielektrizitätskonstante steigern oder erhöhen. Bei einer Lösung
von Polystyrol in Dichlormethan oder Essigester ist dies z.B. durch einen Zusatz von
Acetamid möglich. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es nicht ausreicht die Polarität
des Lösungsmittels zu erhöhen. Von entscheidender Bedeutung für die vorliegende Erfindung
ist daher, daß sowohl ein Ladungsträger, als auch ein polares Solvens vorliegt, das
den Ladungsträger vermutlich stabilisiert.
[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Lösungsmittel mit einer vergleichsweisen
großen Dielektrizitätskonstanten eine relative Dielektrizitätskonstante von wenigstens
15,0 bei einer Temperatur von 20 °C auf. Des weiteren ist bevorzugt, daß die zur Erhöhung
der Polarität des Lösungsmittels verwendete Substanz mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante
bzw. verwendeten Substanzen mit sehr hohen Dielektrizitätskonstanten jeweils eine
relative Dielektrizitätskonstante von wenigstens 20,0, weiter bevorzugt von wenigstens
30,0 bei 20 °C aufweist bzw. aufweisen.
[0015] Im Zusammenspiel mit den oben aufgeführten polaren Lösungsmitteln sind erstaunlicherweise
sehr viele Substanzen als Ladungsträger geeignet, die dann nicht unbedingt über ein
Oxidationspotential verfügen müssen.
[0016] Von besonderer Bedeutung für die Verwendung der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Fasern bzw. des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fasermaterials
zur Herstellung von Luftfiltern ist, daß diese Ladungen stabil über einen langen Zeitraum
beibehalten, um neben einer rein mechanischen Abscheidung von Staubpartikeln auch
eine elektrostatische Abscheidung von Staubpartikeln zu ermöglichen. Hierfür haben
sich insbesondere Subtanzen als äußerst wirkungsvolle Zusätze erwiesen, die große
π-Elektronensysteme besitzen, welche vorteilhafterweise mit Aminogruppen bzw. Aminofunktionen
wechselwirken können. Als Beispiele sind Farbstoffderivate des Fuchsins, wie Kristallviolett
und Malachingrün, Rhodamine, Azofarbstoffe mit zusätzlichen Amingruppen, wie Methylrot,
und andere, wie bspw. Auramin, Safranin oder Oracetblau zu nennen. Neben Azo-Farbstoffen
sind auch Diazonium-Farbstoffe, vorzugsweise Diazoechtsalze, wie z.B. Echtblausalz
B bzw. BB, Echtviolettsalz B oder Echtrotsalz GG, geeignet. Ebenso haben sich Charge-Transfer-Komplexe,
wie z.B. aus Kristallviolett und lod oder aus Chinon und Hydrochinon, als wirkungsvoll
im Sinne der vorliegende Erfindung erwiesen. Überraschenderweise ist ein Großteil
der angeführten Farbstoffe den basischen- bzw. sauren Farbstoffen zuzuordnen, d.h.
es handelt sich um Salze aus negativ bzw. positiv geladenen Farbstoffmolekülen. Hieraus
ist zu schließen, daß von vornherein geladene Farbstoffmoleküle einen besonders geeigneten
Zusatz bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellen.
[0017] Auch bei diesen Substanzen läßt sich die Wirkung beim Einsatz von stärker polaren
Lösungsmitteln oder beim Einsatz von Lösungsmitteln mit polaritätssteigernden Zusätzen
verstärken. Dabei hat sich unerwarteter Weise gezeigt, daß Substanzen mit einem ausgedehnten
π-Elektronensystem, das vorzugsweise resonanzstabilisiert ist, besonders gut als Zusatz
beim erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, wenn sie funktionelle Gruppen wie
Amino-, Amido- , Imino-, Azo-, Nitro-, Carboxy-, Diazonium-, Hydroxy-, Thio-, Sulfo-
oder Halogengruppen enthalten. Sie können aber auch ausgewählt sein aus der Gruppe
der organischen Farbstoffe, deren Vorstufen oder Derivate, der Metallocene und der
Phthalocyanine sowie aus der Gruppe der optischen Aufheller, wie bspw. Blankophor
R.
[0018] Der Zusatz der einen oder mehreren Substanzen zu der Polymerlösung oder Polymerschmelze
kann erfindungsgemäß über einen relativ breiten Bereich erfolgen. Der Fachmann wird
hier anhand der angestrebten und gewünschten Produkteigenschaften im Endprodukt problemlos
den erforderlichen Gewichtsanteil ermitteln. Grundsätzlich ist aber bevorzugt, wenn
der Zusatz bei einem oder mehreren Substanzen in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%
der Polymerlösung oder Polymerschmelze erfolgt, stärker bevorzugt in einer Menge von
0,5 bis 5 Gew.-%.
[0019] In Bezug auf die Produkteigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Fasern bzw. des Faserprodukts ist anzumerken, daß Farbstoffe häufig bereits in sehr
geringen Konzentrationen eine vergleichsweise intensive Färbung hervorrufen. Da mit
Ausnahme von Anwendungen in Spezialgebieten häufig erwünscht ist, daß Luftfilter weiß
oder bestenfalls schwach gefärbt sind, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die
der Polymerlösung bzw. der Polymerschmelze zugesetzten Substanzen farblos sind. Alternativ
ist es bevorzugt, die vorstehend aufgeführten Zusätze, sofern sie farbig sind, so
zu verändern, daß sie farblos erscheinen, ohne dabei ihre Wirkung zu verlieren. Dem
Fachmann stehen hierfür allgemein bekannte chemische Umsetzungen zur Verfügung, wie
z.B. die Alkylierung, Acylierung, Veresterung, Silylierung, Diazotierung, Oxidation
oder die Umsetzung mit Halogenen, bevorzugt mit Chlor, oder starken Säuren oder Basen,
Stickoxiden oder Schwefeloxiden. Hier haben sich Halogenwasserstoffe, wie z.B. Salzsäuregas,
oder Basen, wie z.B. Ammoniak, besonders bewährt.
[0020] Grundsätzlich lassen sich sämtliche Polymere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
verspinnen, die aus einer Lösung oder aus der Schmelze heraus verspinnbar sind. Hier
sind insbesondere in organischen Lösungsmitteln lösliche Polymere zu erwähnen, wie
Polystyrol, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyvinylacetat,
Polyvinylacetal, Polyvinylether, Polyurethan, Polyamid, Polysulfon, Polyethersulfon,
Polyacrlynitril, Cellulosederivate sowie Mischungen und Copolymere dieser Polymere.
Als Thermoplaste sind hier bspw. Polyolefine, Polyester, Polyoxymethylen, Polychlortrifluorethylen,
Polyphenylensulfid, Polyaryletherketon, Polyvinylidenfluorid sowie Mischungen und
Copolymere dieser Polymere zu nennen. Weiterhin haben sich die Copolymere von Polystyrol,
wie z.B. Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Styrol/Butadien/Styrol-Copolymer, Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymer,
als besonders geeignet erwiesen.
[0021] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert,
die ausschließlich dem besseren Verständnis der Erfindung dienen sollen und keinesfalls
zu deren Einschränkung.
Beispiel
[0022] In einer Laboranlage, bei der die Polymerlösung sehr langsam aus einer 5 ml Kolbenspritze
durch eine Stahlnadel gedrückt wird, wird eine Lösung von 5 Gew.-% Polystyrol in Dichlormethan
mit ca. 0,5 bis 2 g/l Rhodamin G6 zugesetzt. Bei einer an den Elektroden anliegenden
Potentialdifferenz von 15 bis 50 kV entstehen Fasern mit einem Durchmesser von ca.
200 bis 1500 nm, wobei der maximale Anteil einen Durchmesser von etwa 600 nm besitzt.
[0023] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf diese Weise 3 ml und mehr Polymerlösung
pro Stunde verspinnen. Im Gegensatz dazu war es mit dem aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren nur möglich 0,32 ml Polymerlösung pro Stunde zu verspinnen. Ebenso
war es nicht möglich Polystyrollösungen in Dichlormethan mit einem Anteil von weniger
als 10 Gew.-% elektrostatisch zu verspinnen. Aufgrund der hohen Konzentration erhält
man im Stand der Technik darüberhinaus auch deutlich dickere Fasern mit einem Durchmesser
von etwa 20 µm. Die vorliegende Erfindung erlaubt es daher vorteilhafterweise auch
Polymere in einem elektrostatischen Spinnverfahren zu verspinnen, die bisher nicht
bzw. bisher nicht in Konzentrationen von weniger als 10 % zu verspinnen waren. Dies
ist insbesondere mit Lösungen von Polystyrol, Polycarbonat, Polyacrylonitril, Polymethylmethacrylat
möglich, wobei diese Polymere auch bei Konzentrationen unter 10 Gew.-% Polymeranteil
an der Lösung versponnen werden können, insbesondere bis zu einer Konzentration von
etwa 3 Gew.-%.
1. Verfahren zur Herstellung von Fasern oder eines Faserprodukts in einem elektrostatischen
Spinnverfahren, wobei Polymere aus Lösung und/oder aus der Schmelze versponnen werden
und der Lösung und/oder der Schmelze vor dem Verspinnen eine oder mehrere oxidierbare
Substanz(en) oder Substanz(en) mit einem π-Elektronensystem und ein polares Solvens
und/oder eine Substanz zur Erhöhung der Polarität des Lösungsmittel zugesetzt wird
bzw. werden, wobei die Polymerlösung oder Polymerschmelze von der Anode versprüht
wird und die zugesetzte(n) oxidierbare(n) Substanz(en) oder Substanz(en) mit einem
π-Elektronensystem eine positive Ladung zumindest stabilisieren, so daß die Fasern
oder das Faserprodukt nach dem Verspinnen eine elektrische Ladung tragen bzw. trägt.
2. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zugesetzte(n) oxidierbare(n) Substanz(en) oder Substanz(en) mit einem π-Elektronensystem
ausgewählt ist (sind) aus der Gruppe der organischen Farbstoffe, vorzugsweise der
basischen- bzw. sauren Farbstoffe, deren Vorstufen oder Derivate, der Charge-Transfer
Komplexe, der Metallocene und der Phthalocyanine sowie der optischen Aufheller.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zugesetzte(n) oxidierbare(n) Substanz(en) oder Substanz(en) mit einem π-Elektronensystem
über wenigstens eine funktionelle Gruppe mit ladungsstabiliserenden Eigenschaften
verfügt, insbesondere Amino-, Amido-, Imino-, Azo-, Diazonium-, Nitro-, Carboxy-,
Hydroxy-, Thio-, Sulfo- oder Halogeno-Gruppe.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Verspinnen aus einer Lösung erfolgt und als Lösungsmittel insbesondere Butanon,
Acetonitril, Dimethylsulfoxid, Wasser, Dimethylformamid, Formamid, N-Methylformamid,
Dichlormethan, Essigester, Aceton, Ethanol und Ethylenglycol verwendet werden.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zusatz der einen oder mehreren oxidierbaren Substanz(en) oder Substanz(en) mit
einem π-Elektronensystem in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-% der Polymerlösung oder
Polymerschmelze erfolgt, bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zugesetzte(n) oxidierbare(n) Substanz(en) oder Substanz(en) mit einem π-Elektronensystem
farblos sind.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
das die zugesetzte(n) oxidierbare(n) Substanz(en) oder Substanz(en) mit einem π-Elektronensystem
vor der Zugabe zu der Polymerlösung oder der Polymerschmelze durch chemische Umsetzung
entfärbt wird (werden), insbesondere durch Alkylierung, Acylierung, Veresterung, Silylierung,
Diazotierung, Oxidation oder durch Umsetzung mit Halogenen, bevorzugt mit Chlor, oder
starken Säuren oder Basen, Stickoxiden oder Schwefeloxiden.
8. Verwendung von Fasern oder eines Faserproduktes, hergestellt nach einem Verfahren
gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Herstellung von Luftfiltermedien, insbesondere
zur Herstellung von Kabinenluftfilter, Umluftfilter, Reinraumfilter, Abluftfilter,
Wohnraumfilter oder Staubsaugerfilter.
1. Process for producing fibres or a fibrous product in an electrostatic spinning process,
wherein polymers are spun from solution and/or from the melt and the solution and/or
the melt has or have added to it or them before spinning one or more oxidizable substances
or substances having a π-electron system and a polar solvent and/or a substance for
increasing the polarity of the solvent and the polymer solution or polymer melt is
spray dispensed by the anode, the added oxidizable substance(s) or substance(s) having
a π-electron system at least stabilizing any positive charge, so that the fibres or
the fibrous product bear(s) an electric charge after spinning.
2. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the added oxidizable substance(s) or substance(s) having a π-electron system is or
are selected from the group consisting of the organic dyes, preferably the basic or
acidic dyes, their precursors or derivatives, the charge transfer complexes, the metallocenes
and the phthalocyanines and the optical brighteners.
3. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the added oxidizable substance(s) or substance(s) having a π-electron system has
at least one functional group having charge-stabilizing properties, especially an
amino, amido, imino, azo, diazonium, nitro, carboxyl, hydroxyl, thio, sulpho or halo
group.
4. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the spinning is effected from a solution in especially butanone, acetonitrile, dimethyl
sulphoxide, water, dimethylformamide, formamide, N-methylformamide, dichloromethane,
ethyl acetate, acetone, ethanol or ethylene glycol solvent.
5. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the one or more oxidizable substance (5) or substance(s) having a π-electron system
are added in an amount of 0.1% to 50% by weight of the polymer solution or polymer
melt, preferably in an amount of 0.5% to 5% by weight.
6. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the added oxidizable substance(s) or substance(s) having a π-electron system are
colourless.
7. Process according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that the added oxidixable substance(s) or substance(s) having a π-electron system is or
are decolourized by chemical reaction, especially by alkylation, acylation, esterification,
silylation, diazotization, oxidation or by reaction with halogens, preferably with
chlorine, or strong acids or bases, nitrogen oxides or sulphur oxides, before being
added to the polymer solution or polymer melt.
8. Use of fibres or of a fibrous product produced by a process according to any one of
the preceding claims, for producing air filter media, especially for producing cabin
air filters, circulating air filters, cleanroom filters, waste air filters, living
room filters or vacuum cleaner filters.
1. Procédé pour la fabrication de fibres ou d'un produit fibreux, dans un processus de
filage électrostatique, dans lequel des polymères sont filés à partir de leur solution
ou de leur état de fusion, et, à la solution et/ou à la fusion est, ou sont ajoutée(s),
avant le filage, une ou plusieurs substances oxydables ou une ou plusieurs substances
comportant un système électronique π et un solvant polaire et/ou une substance destinée
à augmenter la polarité de l'agent dissolvant, et dans lequel la solution de polymère
ou le polymère en fusion est pulvérisé à partir de l'anode, et la, ou les substance(s)
oxydable(s) ajoutée(s), ou la, ou les substances comportant un système électronique
π est (sont) stabilisée(s) par au moins une charge positive, de telle sorte que les
fibres ou le produit fibreux porte(nt), après le filage, une charge électrique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la, ou les substance(s) oxydable(s) ajoutée(s), et la, ou les substance(s) comportant
un système électronique π ajoutée(s) est (sont) choisie(s) dans le groupe constitué
par les matières colorantes organiques, de préférence les matières colorantes basiques
ou acides, leurs précurseurs ou leur dérivés, les complexes de transfert de charge,
les métallocènes, et les phtalocyanines, ainsi que les éclaircisseurs optiques.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la, ou les substance(s) oxydable(s) ou la, ou les substance(s) comportant un système
électronique π ajoutée(s) présente(nt) des propriétés de stabilisation de charge apportées
par un groupe fonctionnel, plus particulièrement un groupe amino-, amido- imino-,
azo-, diazonium, nitro-, carboxy-, hydroxy-, thio-, sulfo- ou halogèno-.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filage est exécuté à partir d'une solution, et comme agent dissolvant est utilisé,
en particulier la butanone, l'acétonitrile, le diméthylsulfoxyde, l'eau, la diméthylformamide,
un ester acétique, l'acétone, l'éthanol ou l'éthylène-glycol.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'addition de la (ou des) substance(s) oxydable(s) ou de la (ou des) substance(s)
comportant un système électronique π est pratiquée à raison d'une quantité de 0,1
à 50 % en poids de la solution de polymère ou du polymère en fusion, et de préférence
de 0,5 à 5 % en poids.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le (ou les) substance(s) oxydable(s), ou la (ou les) substance(s) comportant un système
électronique π est (sont) incolore(s).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la (ou les) substance(s) oxydable(s), ou la (ou les) substance(s) comportant un système
électronique π est (sont) décolorée(s), avant addition à la solution de polymère ou
au polymère en fusion, par transformation chimique, en particulier par alkylation,
acylation, estérification, silylation, diazotation, ou oxydation, ou par réaction
avec des halogènes, plus particulièrement le chlore, ou avec des acides ou bases forts,
des oxydes d'azote ou des oxydes de soufre.
8. Utilisation des fibres ou des produits fibreux fabriqués conformément à un procédé
selon l'une quelconque des revendications précédentes, en vue de la fabrication d'agents
de filtration de l'air, et plus particulièrement de filtres d'air de cabine, de filtres
pour air recyclé, de filtres d'air évacué, de filtres pour habitation, ou de filtres
pour aspirateurs de poussière.