(57)【要約】  本発明の開示は、エポキシおよび４−ビニルピリジン含有ポリマーを含むポリマー成分を含む組成物から形成される、微細繊維を作製するユニークな方法を提供する。本発明の開示は、エポキシおよび４−ビニルピリジン含有ポリマーを含むポリマー成分を含む組成物を用いて微細繊維をコーティングする、ユニークな方法も提供する。本発明の開示はさらに、その繊維のすべてが、エポキシを含む組成物および４−ビニルピリジン含有ポリマーを含むポリマー成分から形成される、微細繊維も提供する。微細繊維を含むフィルター媒体およびフィルター基材も提供される。
2019513910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物から複数の繊維を形成させて、前記組成物からそれぞれの繊維の全体が形成されるようにする工程
を含む方法。
【請求項２】
微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物の温度を８０℃より上に上げることなく、前記組成物から複数の繊維を形成させて、前記組成物からそれぞれの繊維の全体が形成されるようにする工程
を含む方法。
【請求項３】
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを室温で組み合わせ、前記組成物の温度を室温より上に上げることなく、前記複数の繊維を形成させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物から複数の繊維を形成させる工程が、同時に実施される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物から複数の繊維を形成させる工程は、
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを混合する工程；
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを反応させる工程；ならびに
前記溶媒の少なくとも一部を除去する工程
を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
コーティングされた微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；
繊維を備える工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程
を含む方法。
【請求項７】
コーティングされた微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である工程；
繊維を備える工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物の温度または前記繊維の温度を８０℃より上に上げることなく、前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程
を含む方法。
【請求項８】
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを室温で組み合わせ、前記組成物の温度、または前記繊維の温度を室温より上に上げることなく、前記繊維をコーティングする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程を、同時に実施する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程は、
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを混合する工程；
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを反応させる工程；ならびに
前記溶媒の少なくとも一部を除去する工程
を含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶媒が、エタノールを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶媒が、非プロトン性溶媒を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーが、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ポリマー成分がさらに、ナイロン、ポリアミドターポリマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、もしくはポリウレタン、またはそれらの組合せを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記エポキシが、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ／Ｆエポキシ樹脂、改質ビスフェノールＡエポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、二官能性脂環式エポキシ樹脂、もしくはグリシジルアミン−タイプの多官能エポキシ樹脂、またはそれらの組合せを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも２０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
微細繊維であって、前記繊維のすべてが、組成物を含み、前記組成物が、ポリマー成分とエポキシとの反応生成物を含み、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含み、さらに前記エポキシは、少なくとも二官能性である、繊維。
【請求項１８】
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーが、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物を含む、請求項１７に記載の微細繊維。
【請求項１９】
フィルター媒体であって、請求項１７または１８に記載の、複数の繊維を含む、フィルター媒体。
【請求項２０】
濾過基材をさらに含み、前記複数の繊維が、前記基材の上に配されて、微細繊維層を形成する、請求項１９に記載のフィルター媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年４月６日に出願された米国特許仮出願番号第６２／３１８，９５１号明細書の利益を主張するものであり、この明細書は参照により、本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
他の各種物質と混合またはブレンドしたポリマー材料を想定している、微細繊維（ｆｉｎｅ  ｆｉｂｅｒ）技術は公知である。これら微細繊維物質の多くのものは、末端の多くの濾過用途には十分な性能を有するが、極端な温度および／または湿度での用途においては、繊維加工および製造における改良がさらに必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書の開示は、エポキシおよびポリマー成分を含む組成物から形成される、微細繊維または微細繊維のためのコーティングを作製するユニークな方法を提供する。そのエポキシは、少なくとも二官能性である。そのポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む。いくつかの実施形態においては、その組成物は、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を含む。いくつかの実施形態においては、そのポリマー成分が、熱を加えなくても、エポキシと結合する。その組成物にはさらに、溶媒を含むことができ、その溶媒の少なくとも一部は、繊維の形成またはコーティングの際に除去することができる。
【０００４】
本明細書の開示はさらに、微細繊維も提供するが、その繊維のすべてが、エポキシおよび４−ビニルピリジン含有ポリマーを含むポリマー成分を含む組成物から形成される。
【０００５】
本明細書の開示はさらに、本明細書に記載された微細繊維を含む、フィルター媒体も提供する。
【０００６】
本明細書においては、「微細（ｆｉｎｅ）」繊維は、１０ミクロン未満の平均繊維直径を有する。このことは、典型的には、本明細書に開示の複数の繊維のサンプルが、１０ミクロン未満の平均繊維直径を有するということを意味する。ある種の実施形態においては、そのような繊維が、５ミクロンまで、２ミクロンまで、１ミクロンまで、０．８ミクロン、または０．５ミクロンまでの平均直径を有する。ある種の実施形態においては、そのような繊維が、少なくとも０．０５ミクロン、または少なくとも０．１ミクロンの平均直径を有する。
【０００７】
本明細書においては、「室温（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」は、６２゜Ｆ〜７８゜Ｆ、またはより好ましくは、６５゜Ｆ〜７５゜Ｆである。ある種の実施形態においては、室温が７２゜Ｆである。
【０００８】
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」という用語およびそれの関連語は、それらの用語が明細書および特許請求の範囲に表れた場合、限定的な意味を有さない。そのような用語は、記述された工程もしくは要素、または複数の工程もしくは要素の群を含むが、いかなる他の工程もしくは要素、または複数の工程もしくは要素の群を排除するものではないことを意味すると理解されよう。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語は、その「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」というフレーズの後に続くものを含み、かつそれに限定されるということを意味する。したがって、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語は、そこの列記された要素が、必要とされるかまたは必須であり、他のいかなる要素も存在しなくてよいということを示している。「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という用語は、そのフレーズの後に列挙されたいかなる要素も含み、かつその列記された要素のための開示の中に特定された活性または作用を妨げないか、または寄与しない他の要素に限定されることを意味する。したがって、「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」というフレーズは、そこに列挙された要素は必要または必須であるが、他の要素は任意であり、列記された要素の活性または作用にそれらが物質的に影響をおよぼすか否かに応じて、存在させても、存在させなくてもよいということを意味する。
【０００９】
「好ましい（ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ）」または「好ましくは（ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）」という用語は、ある種の環境において、その開示された実施形態がある種の便益を与えることができるということを示す。しかしながら、同一の環境またはその他の環境で、他の実施形態も好ましいということはあり得る。さらには、一つまたは複数の好ましい実施形態を取り上げたということが、他の実施形態は役に立たないということを意味する訳でもなく、本開示の範囲から、他の実施形態を排除しようという意図がある訳でもない。
【００１０】
本明細書においては、不定冠詞の「ａ」や「ａｎ」、および定冠詞の「ｔｈｅ」という用語は、単数の実体のみを指そうとするのではなく、説明のために使用され得る具体例のタイプ全体を含む。「ａ」や「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という用語は、「少なくとも１種の（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」という用語と、言い換え可能に使用される。
【００１１】
列記された項目の前にある、「少なくとも１種の（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ）」、および「少なくとも１種の〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ  ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ）」というフレーズは、その列挙項目のいずれか一つ、ならびに、その列挙項目の二つ以上の任意の組合せを示す。
【００１２】
本明細書で使用するとき、「または（ｏｒ）」という用語は、一般的に、それが通常使用される感覚で使用され、特に明確に断らない限り、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」も含まれる。「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、列挙された要素の一つもしくは全部、または列挙された要素の任意の二つ以上の組合せを意味する。
【００１３】
本明細書においてはさらに、すべての数値は、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語、好ましくは「正確に（ｅｘａｃｔｌｙ）」という用語で修飾されるとみなされる。測定された量に関連して、本明細書で使用される「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、測定の対象と使用した測定装置の精度とに対応したレベルの注意を払って、測定を実施した当業者によって予想されるように、測定量における変動を示す。
【００１４】
本明細書においてはさらに、終点によって記述した数値範囲には、その範囲内に包含されるすべての数値とともに、その両端も含まれる（たとえば、１〜５といった場合、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５、などが含まれる）。本明細書においては、ある数字「まで（ｕｐ  ｔｏ  〜）」（たとえば、５０まで）には、その数（たとえば、５０）も含まれる。
【００１５】
表題はすべて、読者の便宜のためにあるのであって、特に断らない限り、その表題の後に続く本文の意味を限定するために使用されるべきではない。
【００１６】
先に示した、本明細書の開示の要約は、開示される実施形態のそれぞれを記載したり、本明細書に開示のすべての実施例を表したりすることを意味するのではない。以下における記述は、説明のための実施形態をより具体的に例示するものである。本明細書を通じて、いくつかの場所で、例を列挙して案内をしているが、それらの例は、各種組み合わせて使用することもできる。それぞれの場合において、列記されたリストは、代表的な群として提供されたものであって、他を排除するためのリストと解釈してはならない。
【００１７】
以下の図面を参照すれば、本明細書の開示が、より完全に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａ−Ｂは実施例１から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図１Ａ）または温水浸漬後（図１Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図１Ｂ】図１Ａ−Ｂは実施例１から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図１Ａ）または温水浸漬後（図１Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図２Ａ】図２Ａ−Ｂは実施例２から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図２Ａ）または温水浸漬後（図２Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図２Ｂ】図２Ａ−Ｂは実施例２から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図２Ａ）または温水浸漬後（図２Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図３Ａ】図３Ａ−Ｂは実施例３から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図３Ａ）または温水浸漬後（図３Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ａ−Ｂは実施例３から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図３Ａ）または温水浸漬後（図３Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａ−Ｂは実施例４から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図４Ａ）または温水浸漬後（図４Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ａ−Ｂは実施例４から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図４Ａ）または温水浸漬後（図４Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図５Ａ】図５Ａ−Ｂは実施例５から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図５Ａ）または温水浸漬後（図５Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ａ−Ｂは実施例５から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図５Ａ）または温水浸漬後（図５Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａ−Ｂは実施例６から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図６Ａ）または温水浸漬後（図６Ｂ）に保持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ａ−Ｂは実施例６から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図６Ａ）または温水浸漬後（図６Ｂ）に保持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａ−Ｂは実施例７から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図７Ａ）または温水浸漬後（図７Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【図７Ｂ】図７Ａ−Ｂは実施例７から得られた微細繊維および基材で、エタノール浸漬後（図７Ａ）または温水浸漬後（図７Ｂ）に維持されている、微細繊維層効率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書の開示は、ポリマー成分およびエポキシから形成される、微細繊維物質を作製するためのユニークな方法を提供するが、そのポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む。そのエポキシは、少なくとも二官能性である。いくつかの実施形態においては、そのポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて、組成物を形成させる。いくつかの実施形態においては、その組成物から複数の繊維を形成させることができる。その組成物から、それぞれの繊維の全体（ｅｎｔｉｒｅｔｙ  ｏｆ  ｅａｃｈ  ｆｉｂｅｒ）を調製することができる。いくつかの実施形態においては、その組成物を使用して、微細繊維をコーティングすることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態においては、その組成物は、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を含む。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせ、その組成物の温度を３０℃よりも高くしなくても、その組成物を用いて繊維を形成させたり、繊維をコーティングしたりする。
【００２２】
ポリマー成分
本明細書で使用するとき、「ポリマー成分（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」という用語は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む。そのポリマー成分は、任意選択的に、微細繊維の作製に使用するのに適した、他の繊維形成性ポリマー物質を含む。
【００２３】
その４−ビニルピリジン含有ポリマーは、たとえば、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物であってよい。本明細書においては、「コポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）」という用語には、２種またはそれ以上の異なったモノマーから作製されたポリマーが含まれ、ターポリマー、テトラポリマーなども含まれる。
【００２４】
フリーラジカル重合によって重合することが可能な各種のモノマーが、４−ビニルピリジンコポリマーの中で、４−ビニルピリジンのためのコモノマーとして使用することができる。たとえば、その４−ビニルピリジン含有ポリマーが、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル、アクリロニトリル、およびそれらの組合せを含むモノマーとのコポリマーであってもよい。（メタ）アクリル酸アルキルは、アクリル酸アルキルとメタクリル酸アルキルとを含む。
【００２５】
各種の４−ビニルピリジンコポリマーとしては、以下のものが挙げられる：スチレンと４−ビニルピリジンとのコポリマー、（メタ）アクリル酸アルキルと４−ビニルピリジンとのコポリマー、およびアクリロニトリルと４−ビニルピリジンとのコポリマー。（メタ）アクリル酸アルキルとしては、たとえば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチルなどが挙げられる。コポリマーは、４−ビニルピリジンモノマーと他のモノマーとを組み合わせて、それを、反応混合物中でフリーラジカル重合させることによって、作製することができる。たとえば、４−ビニルピリジンモノマーと、スチレン、α−メチルスチレン、スチレンスルホン酸、メタクリル酸アルキル（たとえば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチルなど）、アクリル酸アルキル（たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなど）、塩化ビニル、酢酸ビニルなど、またはそれらの組合せ（たとえば、それらの混合物またはコポリマー）とを、反応混合物中で、組み合わせることによって、コポリマーを作製することができる。たとえば、ポリ（４−ビニルピリジン）と、スチレン、アクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキルなどとを、反応混合物の中で組み合わせることによって、ブロックコポリマーを作製することもできる。
【００２６】
いくつかの実施形態においては、そのポリマー成分には、４−ビニルピリジン含有ポリマーに加えて、微細繊維の作製に使用するのに適した、繊維形成性ポリマー物質を含んでいてもよい。いくつかの実施形態においては、それらのその他の繊維形成性ポリマー物質が、４−ビニルピリジン含有ポリマーよりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。例としては、ナイロン、ポリアミドターポリマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタン、またはそれらの組合せ（たとえば、それらの混合物またはコポリマー）が挙げられる。
【００２７】
「ナイロン」という用語は、すべての長鎖合成ポリアミドの一般名である。典型的には、ナイロンの命名法には、一連の数字が含まれていて、たとえばナイロン−６，６では、その出発物質がＣ６ジアミンとＣ６二酸であることを表している（一番目の数字がＣ６ジアミンを表し、二番目の数字がＣ６ジカルボン酸化合物を表している）。また別なナイロンは、少量の水の存在下にε−カプロラクタムを重縮合させることによって作製することができる。この反応によって、ナイロン−６（環状ラクタム（ε−アミノカプロン酸とも呼ばれる）から作製）が形成されるが、これは直鎖状のポリアミドである。さらには、ナイロンコポリマーも考えられる。ナイロン物質の例としては、以下のものが挙げられる：ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−６，１０、さらにはナイロン−６、ナイロン−６，６およびナイロン−６，１０のターポリマー；またはそれらの組合せ（たとえば、それらの混合物またはコポリマー）。
【００２８】
コポリマーは、各種のジアミン化合物、各種の二酸化合物、および各種の環状ラクタム構造物を、反応混合物の中で組み合わせ、次いで、ポリアミド構造の中にモノマー物質がランダムの位置しているナイロンを形成させることにより、作製することができる。たとえば、ナイロン−６，６−６，１０物質は、ヘキサメチレンジアミンと、Ｃ６二酸およびＣ１０二酸のブレンド物とから、製造されたナイロンである。ナイロン−６−６，６−６，１０は、ε−アミノカプロン酸と、ヘキサメチレンジアミンと、Ｃ６二酸およびＣ１０二酸物質のブレンド物とを共重合させることによって製造されたナイロンである。
【００２９】
典型的には、４−ビニルピリジン含有ポリマーの量は、重量パーセント（重量％）で表される。典型的には、溶媒に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量は、少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、または少なくとも７０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーである。典型的には、溶媒に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量は、１０重量％まで、２０重量％まで、３０重量％まで、４０重量％まで、４５重量％まで、５０重量％まで、５５重量％まで、６０重量％まで、６５重量％まで、７０重量％まで、８０重量％まで、または９０重量％までである。いくつかの実施形態においては、溶媒に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、５重量％〜１０重量％の範囲である。いくつかの実施形態においては、溶媒に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、８重量％である。
【００３０】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを含めた組成物の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、少なくとも１重量％、少なくとも２重量％、少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、または少なくとも７０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーである。典型的には、組成物の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、５重量％まで、１０重量％まで、２０重量％まで、３０重量％まで、４０重量％まで、４５重量％まで、５０重量％まで、５５重量％まで、６０重量％まで、６５重量％まで、７０重量％まで、８０重量％まで、または９０重量％までである。
【００３１】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、または少なくとも７０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーである。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、４０重量％まで、４５重量％まで、５０重量％まで、５５重量％まで、６０重量％まで、６５重量％まで、７０重量％まで、８０重量％まで、または９０重量％までである。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量が、３０重量％〜５０重量％の範囲、または４０重量％〜５０重量％の範囲である。
【００３２】
典型的には、ポリマー成分中のポリマー固形分の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量は、少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーである。典型的には、ポリマー成分中のポリマー固形分の合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの量は、４０重量％まで、５０重量％まで、６０重量％まで、７０重量％まで、８０重量％まで、９０重量％まで、または１００重量％までである。典型的には、４−ビニルピリジン含有ではないポリマーを存在させるのなら、その量は、４０重量％まで、５０重量％まで、６０重量％まで、または７０重量％までである。
【００３３】
溶媒
ある種の実施形態においては、その組成物は、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を含む。いくつかの実施形態においては、４−ビニルピリジン含有ポリマー、および、存在させるなら、他のポリマー成分のポリマーが、溶媒の中に少なくとも部分的に溶解する。いくつかの実施形態においては、４−ビニルピリジン含有ポリマー、および、存在させるなら、他のポリマー成分のポリマーが、溶媒の中に分散される。いくつかの実施形態においては、エポキシが、溶媒の中に少なくとも部分的に溶解する。
【００３４】
いくつかの実施形態においては、その溶媒の特に好ましい例が、エタノールである。４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒の特に好ましい例が、エタノールである。使用することが可能な他のプロトン性溶媒としては、たとえば、メタノール、酢酸などが挙げられる。いくつかの実施形態においては、その溶媒が、非プロトン性溶媒、たとえば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジオキソラン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、またはそれらの混合物である。
【００３５】
いくつかの実施形態においては、その溶媒が、溶液相における反応を抑制することができる。溶液相の中での反応を抑制することが可能な溶媒は、４−ビニルピリジンと錯体を形成することができる。溶液相の中で反応を抑制することができる溶媒としては、たとえば、非プロトン性溶媒が挙げられる。たとえば、その溶媒がジオキソランであってよい。ジオキソランは、溶液相の中では反応を抑制するが、その溶媒を除去した後、たとえば、繊維の紡糸の際には、反応が進行するであろう。
【００３６】
たとえば静電紡糸（ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ）によって微細繊維を形成させるような場合も含めて、いくつかの実施形態においては、そのポリマー成分が、その溶媒または溶媒ブレンド物に溶解できるような、溶媒または溶媒ブレンド物を選択するのが好ましい場合がある。
【００３７】
エポキシ
そのエポキシは、少なくとも二官能性である。好適なエポキシとしては、以下のものが挙げられる：１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル；ビスフェノールＡジグリシジルエーテル；ビスフェノールＦエポキシ樹脂；ビスフェノールＡ／Ｆエポキシ樹脂；改質ビスフェノールＡエポキシ樹脂；臭素化エポキシ樹脂（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから、商品名Ｄ．Ｅ．Ｆ．として入手可能なものを含む）；エポキシノボラック樹脂（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名Ｄ．Ｅ．Ｎ．として販売されているものを含む）；エポキシフェノールノボラック樹脂（Ｈｕｎｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名ＥＰＮとして販売されているものを含む）；エポキシクレゾールノボラック樹脂（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名ＥＣＮとして販売されているものを含む）；二官能性脂環式エポキシ樹脂（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名ＡＲＡＬＤＩＴＥ  ＣＹとして販売されているものを含む）；グリシジルアミン−タイプの多官能エポキシ樹脂（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名ＡＲＡＬＤＩＴＥ  ＭＹとして販売されているものを含む）；Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから、商品名ＥＰＯＮ、ＥＰＩ−ＲＥＺ、ＥＰＩＫＯＴＥ、ＥＰＯＮＯＬ、ＥＰＯＮＥＸとして販売されているエポキシ樹脂；または、それらの組合せ（たとえば、それらの混合物またはコポリマー）。
【００３８】
微細繊維の形成またはコーティング
本明細書に開示の微細繊維は、以下の工程を含む方法によって調製することができる：ポリマー成分を備える工程であって、そのポリマー成分は４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；溶媒を備える工程；エポキシを備える工程であって、そのエポキシは、少なくとも二官能性である、工程；ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程；ならびにその組成物から複数の繊維を形成させる工程。ある種の実施形態においては、その組成物からそれぞれの繊維の全体が形成される。
【００３９】
本明細書に開示のコーティングされた微細繊維は、以下の工程を含む方法によって調製することができる：ポリマー成分を備える工程であって、そのポリマー成分は４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；溶媒を備える工程；エポキシを備える工程であって、そのエポキシは、少なくとも二官能性である、工程；プリフォームされた繊維を備える工程；ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程；ならびにその組成物を用いてその繊維をコーティングする工程。コーティングされる繊維は、各種の微細繊維形成性−ポリマー物質から作製することができる。適切な例としては、以下のものが挙げられる：ポリ（４−ビニルピリジン）、ナイロン、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタン、ポリアミドターポリマー６５１など、またはそれらの組合せ（たとえば、それらの混合物またはコポリマー）。所望により、ポリマーの各種組合せを使用することができる。たとえば、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、エアロゾル付着法など、各種の適切な方法によって、繊維をコーティングすることができる。
【００４０】
ある種の実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて組成物を形成させ、その組成物の温度を上げることなく、その組成物から繊維を形成させるか、またはその組成物を用いて繊維をコーティングする。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて組成物を形成させ、外部熱源から熱を直接加えることなく、その組成物から繊維を形成させるか、またはその組成物を用いて繊維をコーティングする。ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせる場合には、それらが室温であるのが好ましい。繊維をコーティングする場合には、その組成物を用いてその繊維をコーティングするときに、繊維を室温とすることができる。繊維をその組成物から形成させるか、またはその組成物を用いてコーティングするときに、その組成物が室温であるのが好ましい。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて組成物を形成させ、繊維をその組成物から形成させるかまたはそれを用いてコーティングするが、その際に、ポリマー成分；溶媒；エポキシ；ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを含めた組成物；および／または繊維の温度を室温より高く上げない。いくつかの実施形態においては、組成物を形成させるときの、ポリマー成分、溶媒、および／またはエポキシの温度が、３０℃まで、４０℃まで、５０℃まで、６０℃まで、７０℃まで、または８０℃までである。いくつかの実施形態においては、得られる組成物の温度が、３０℃より上、４０℃より上、５０℃より上、６０℃より上、７０℃より上、または８０℃より上には上がらないようにして、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせる。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを含めた組成物から繊維を形成させるか、またはそれらを用いてコーティングするが、その組成物の温度および／または形成されるかまたはコーティングされる繊維の温度を、３０℃より上、４０℃より上、５０℃より上、６０℃より上、７０℃より上、または８０℃より上には上がらないようにする。
【００４１】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせる場合に、ポリマー成分中のポリマー固形分の重量の、エポキシの重量に対する比率が、（１：０．４）から（１：１．５）（ｗｔ：ｗｔ）までの間である。たとえば、ある種の実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせる場合に、ポリマー成分中のポリマー固形分の重量の、エポキシの重量に対する比率が、（１：０．４）（ｗｔ：ｗｔ）、（１：０．６）（ｗｔ：ｗｔ）、（１：０．８）（ｗｔ：ｗｔ）、（１：１）（ｗｔ：ｗｔ）、または（１：１．５）（ｗｔ：ｗｔ）である。
【００４２】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせるときに、４−ビニルピリジン含有ポリマーのエポキシに対するモル比が、（１：０．１）から（１：１．５）までの間である。たとえば、ある種の実施形態においては、４−ビニルピリジン含有ポリマーのエポキシに対するモル比が、（１：０．１２５）、（１：０．１８）、（１：０．２５）、または（１：０．３）である。
【００４３】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせる場合に、４−ビニルピリジンの重量の、エポキシの重量に対する比率が、（１：０．４）から（１：１）（ｗｔ：ｗｔ）までの間である。たとえば、ある種の実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせるときに、４−ビニルピリジンの重量の、エポキシの重量に対する比率が、（１：０．４）（ｗｔ：ｗｔ）、（１：０．６）（ｗｔ：ｗｔ）、（１：０．８）（ｗｔ：ｗｔ）、または（１：１）（ｗｔ：ｗｔ）である。
【００４４】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせるときに、４−ビニルピリジンのエポキシに対するモル比が、（１：０．１）から（１：１．５）までの間である。たとえば、ある種の実施形態においては、４−ビニルピリジンのエポキシに対するモル比が、（１：０．１２５）、（１：０．１８）、（１：０．２５）、または（１：０．３）である。
【００４５】
ある種の実施形態においては、４−ビニルピリジン含有ポリマー成分の中の反応性基（たとえば、Ｎ）の、エポキシ中の反応性基（たとえば、グリシジルエーテル）に対するモル比が、（１：０．２）から（１：３）までの間である。たとえば、ある種の実施形態においては、アルコキシ反応性基対アルコキシ基のモル比が、（１：０．２５）、（１：０．３６）、（１：０．５）、または（１：０．０６）である。
【００４６】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分と溶媒とを組み合わせた後で、エポキシを組み入れる。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分と溶媒とを組み合わせた溶液を生成させた後で、エポキシを組み入れる。
【００４７】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分と溶媒を混合してから、加熱する。その溶媒は、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒とすることができる。いくつかの実施形態においては、その混合物を、溶液が形成されるまで、加熱する。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分と溶媒とを、３０℃まで、４０℃まで、５０℃まで、６０℃まで、７０℃まで、８０℃まで、または１００℃まで加熱する。
【００４８】
いくつかの実施形態においては、４−ビニルピリジン含有ポリマーと溶媒とを混合してから、加熱する。その溶媒は、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒とすることができる。いくつかの実施形態においては、その混合物を、溶液が形成されるまで、加熱する。いくつかの実施形態においては、その混合物を、３０℃まで、４０℃まで、５０℃まで、６０℃まで、７０℃まで、８０℃まで、または１００℃まで加熱する。そのポリマー成分に、微細繊維を作製するために使用するのに適したまた別の繊維形成性ポリマー物質が含まれている場合には、４−ビニルピリジン含有ポリマーと溶媒とを加熱した後に、任意選択的に、この他の繊維形成性ポリマー物質を添加してもよい。
【００４９】
あらかじめ加熱した場合には、ポリマー成分と溶媒を冷却した後で、そのポリマー成分および溶媒をエポキシと組み合わせる。ポリマー成分および溶媒は、室温にまで冷却するのが好ましい。いくつかの実施形態においては、そのポリマー成分および溶媒を、３０℃まで、４０℃まで、５０℃まで、６０℃まで、７０℃まで、または８０℃までの温度にまで冷却するのがよい。
【００５０】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて組成物を形成させる工程およびその組成物から複数の繊維を形成させる工程は、次の工程を含む：エポキシ、溶媒、および４−ビニルピリジン含有ポリマーを含むポリマー成分を混合する工程；４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを反応させておく工程；および溶媒の少なくとも一部を除去する工程。いくつかの実施形態においては、４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを、少なくとも１時間（６０分間）、少なくとも２時間（１２０分間）、少なくとも３時間（１８０分間）、または少なくとも４時間（２４０分間）かけて反応させておいた後に、その溶媒の少なくとも一部を除去する。組成物からの調製により得られた繊維は、ポリマー成分およびエポキシを含むが、任意選択的に、溶媒の少なくとも一部を含んでもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせることにはさらに、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを混合する時点に存在する、周囲温度および／または相対湿度を調節することも含まれる。いくつかの実施形態においては、その周囲温度が、少なくとも６０゜Ｆ、少なくとも７０゜Ｆ、少なくとも７２゜Ｆ、または少なくとも７５゜Ｆであってよい。いくつかの実施形態においては、その周囲温度を、７０゜Ｆまで、７２゜Ｆまで、７５゜Ｆまで、８０゜Ｆまで、または８５゜Ｆまでとするのがよい。いくつかの実施形態においては、その相対湿度（これは、水蒸気の分圧の、同一の温度における水の平衡蒸気圧に対する比率である）は、少なくとも８％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１５％、少なくとも１８％、または少なくとも２０％であってよい。いくつかの実施形態においては、その相対湿度が、１０％まで、１２％まで、１５％まで、２０％まで、３０％まで、４０％まで、５０％まで、８０％まで、または９０％までであってよい。
【００５２】
いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて組成物を形成させる工程と、その組成物から複数の繊維を形成させる工程とが同時に実施される。いくつかの実施形態においては、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程と、その組成物を用いて繊維をコーティングする工程とが同時に実施される。
【００５３】
いくつかの実施形態においては、繊維を形成またはコーティングした後で、その繊維を保存してもよい。いくつかの実施形態においては、貯蔵の際に存在する周囲温度および／または相対湿度を、調節することも可能である。いくつかの実施形態においては、繊維を、たとえば、少なくとも６０゜Ｆ、少なくとも７０゜Ｆ、少なくとも７２゜Ｆ、もしくは少なくとも７５゜Ｆおよび／または、７０゜Ｆまで、７２゜Ｆまで、７５゜Ｆまで、８０゜Ｆまで、もしくは８５゜Ｆまでの周囲温度を有する条件下で保存するのがよい。いくつかの実施形態においては、繊維を、少なくとも８％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１５％、少なくとも１８％、もしくは少なくとも２０％および／または１０％まで、１２％まで、１５％まで、２０％まで、３０％まで、４０％まで、５０％まで、８０％まで、もしくは９０％までの相対湿度を有する条件下で保存するのがよい。
【００５４】
いくつかの実施形態においては、たとえば、ポリマー成分、溶媒、およびエポキシを混合する時点で存在するか、および／または繊維を貯蔵する際に存在する周囲温度および／または相対湿度が調節できない場合には、それらの繊維を、使用するまでにより長い期間保存しておくか、ポリマー成分合計重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの重量を高くするか、および／またはエポキシの重量に対する４−ビニルピリジン含有ポリマーの重量を高くしておいてもよい。
【００５５】
ある種の実施形態においては、本明細書に開示の微細繊維が、エタノール浸漬試験において、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、または少なくとも６０％の、「維持された微細繊維層効率」（ｆｉｎｅ  ｆｉｂｅｒ  ｌａｙｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｒｅｔａｉｎｅｄ）を示す。
【００５６】
ある種の実施形態においては、本明細書に開示の微細繊維が、温水浸漬試験において、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、または少なくとも６０％の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００５７】
ここに開示の微細繊維は、広く各種の技術、たとえば、静電紡糸法、遠心すなわち回転紡糸法、湿式紡糸法、乾式紡糸法、溶融紡糸法、押出紡糸法、直接紡糸法、ゲル紡糸法などを用いて作製することができる。
【００５８】
微細繊維は、たとえば、静電紡糸または溶融紡糸による成形の間に、サポート層の上に捕集することができる。そのサポート層は、繊維状物質、メタルメッシュなども含め、各種の多孔質物質のいずれであってもよい。典型的には、サポート層のために使用される繊維状物質は、天然繊維および／または合成繊維から作製される。ある種の実施形態においては、そのサポート層は、少なくとも５ミクロン、または少なくとも１０ミクロンの平均直径を有する繊維を含む。ある種の実施形態においては、そのサポート層には、２５０ミクロンまでの平均直径を有する繊維を含むことができる。ある種の実施形態においては、そのサポート層が、少なくとも０．００５インチ（１２５ミクロン）の厚み、多くの場合、少なくとも０．０１インチ（２５０ミクロン）の厚みである。ある種の実施形態においては、そのサポート層が、０．０３インチ（７５０ミクロン）までの厚みである。ある種の実施形態においては、そのサポート層が、１００グラム以上のＧｕｒｌｅｙ剛性を有する。
【００５９】
微細繊維物質の層が、透過性の粗い繊維状媒体の層（すなわち、サポート層）の第一の表面の上に、繊維の層として配されるのが好ましい。さらに、透過性の粗い繊維状物質の第一の層の第一の表面の上に配された微細繊維物質の第一の層が、５０ミクロン以下、より好ましくは３０ミクロン以下、さらにより好ましくは２０ミクロン以下、最も好ましくは１０ミクロン以下の、全体の厚み（ｏｖｅｒａｌｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を有するのが好ましい。典型的かつ好ましくは、その微細繊維層の厚みが、その層を作製するために使用された微細繊維の平均直径の、１〜２０倍の範囲内（多くの場合１〜８倍、より好ましくは５倍以下）の厚みである。ある種の実施形態においては、その微細繊維層が、少なくとも０．０５μｍの厚みを有する。いくつかの実施形態においては、その微細繊維層が、２００ミクロン未満の厚みを有する。
【００６０】
ここに開示の微細繊維は、静電紡糸（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｓｐｉｎｎｉｎｇ、すなわちｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ）プロセスを使用して、作製することができる。微細繊維を形成させるのに好適な静電紡糸装置は、その中に微細繊維形成性溶液が収容されているリザーバーと、エミッティングデバイス（一般的に、複数のオフセットホールを含む回転部分からなっている）とを含む。静電場の中でそれが回転するにつれて、エミッティングデバイス上の溶液の液滴が、静電場によって、捕集媒体に向かって加速される。エミッターに面するが、それから空間的に離れたところに、グリッドがあって、その上に捕集媒体（すなわち、サポート層すなわち基材）が配置されている。そのグリッドの間を通して、空気を引き込むことができる。適切な静電電圧電源の手段によって、エミッターとグリッドとの間に、高電圧の静電電位が維持される。サポート層が、エミッターとグリッドとの間に位置していて、繊維を捕集する。
【００６１】
具体的には、グリッドとエミッターとの間の静電電位が、材料に電荷を与え、それによって、液体が細い繊維としてそれから放出されて、グリッドに向かって引き出され、それらがグリッドに到達して、基材の上に捕集される。溶液中のポリマーの場合においては、基材へ向かって飛行中に、溶媒の一部が繊維から揮散する。溶媒が引き続き蒸発し、繊維が冷えてくると、微細繊維が、その基材繊維に接合される。静電場の強度を選択して、ポリマー物質が、エミッターから捕集媒体へ向けて加速される際に、その加速が、そのポリマー物質が極めて細いミクロ繊維またはナノ繊維構造になるのに十分となるようにする。捕集媒体の進行速度を増減させることによって、放出された繊維の形成媒体の上への堆積量を増減させることが可能となり、それによって、その上に堆積されるそれぞれの層の厚みを制御することが可能となる。
【００６２】
別な方法として、微細繊維を形成させるための静電紡糸装置を、ペンダントドロップ装置、すなわちポリマー溶液を充填したシリンジとすることも可能である。シリンジに取り付けた針に高電圧を印加して、所定のポンプ速度でポリマー溶液をポンプ押出しする。ポリマー溶液の液滴が針から出てくるにつれて、静電場の影響を受けて、それがＴａｙｌｏｒコーンを形成する。十分に高い電圧では、そのＴａｙｌｏｒコーンから、ジェットが放出され、それが、延伸されて、微細繊維が形成され、コレクターとして機能する回転マンドレルに取り付けられた媒体の上に堆積する。静電紡糸プロセスでは通常、固形分濃度（ポリマー規準）５〜２０％のポリマー溶液を使用する。
【００６３】
フィルター媒体およびフィルター要素
本明細書に開示の微細繊維を成形して、フィルター媒体のようなフィルター構造体とすることができる。そのような構造体においては、開示された微細繊維物質が、フィルター基材（すなわち、濾過基材）の上に配される（典型的には、それらが、その上に形成され、付着する）。フィルター基材としては天然繊維および合成繊維の基材が使用できる。例としては、以下のものが挙げられる：スパンボンドまたはメルトブローン法によるサポートまたはファブリック、合成繊維、セルロース系材料、およびガラス繊維の織布および不織布。押出加工および穿孔の両方を行ったプラスチックスクリーン様の材料が、フィルター基材の別な例であって、たとえば、有機ポリマーの限外濾過（ＵＦ＝ｕｌｔｒａ−ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）および精密濾過（ＭＦ＝ｍｉｃｒｏ−ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）用の膜である。合成の不織布の例としては以下のものが挙げられる：ポリエステル不織布、ナイロン不織布、ポリオレフィン（たとえば、ポリプロピレン）不織布、またはそれらをブレンドした不織布。シート様の基材（たとえば、セルロース系および／または合成の不織ウェブ）は、フィルター基材の典型的な形態である。しかしながら、フィルター材料の形状および構造は、典型的には、設計エンジニアにより、特定の濾過用途に合わせて選択される。
【００６４】
本明細書の開示に従うフィルター媒体の構成には、第一の表面を有する、透過性の粗い繊維状物質（すなわち、媒体または基材）の層を含むことができる。微細繊維媒体の第一の層が、透過性の粗い繊維状媒体の層の第一の表面の上に配されているのが好ましい。
【００６５】
透過性の粗い繊維状物質の層には、少なくとも５ミクロン、より好ましくは少なくとも１２ミクロン、さらにより好ましくは少なくとも１４ミクロンの平均直径を有する繊維を含んでいるのが好ましい。その粗い繊維が、５０ミクロン以下の平均直径を有するのが好ましい。
【００６６】
さらに、その透過性の粗い繊維状物質は、好ましくは２６０グラム／（メートル）２（ｇ／ｍ２）以下、より好ましくは１５０ｇ／ｍ２以下の目付け（ｂａｓｉｓ  ｗｅｉｇｈｔ）を有する媒体を含んでいる。その透過性の粗い繊維状物質は、好ましくは少なくとも０．５ｇ／ｍ２、より好ましくは少なくとも８ｇ／ｍ２の目付けを有する媒体を含んでいる。その第一の透過性の粗い繊維状媒体の層の厚みは、好ましくは少なくとも０．０００５インチ（１２ミクロン）、より好ましくは少なくとも０．００１インチである。その第一の透過性の粗い繊維状媒体の層の厚みが、０．０３０インチ以下であるのが好ましい。典型的かつ好ましくは、その第一の透過性の粗い繊維状媒体の層の厚みが、０．００１インチ〜０．０３０インチ（２５〜８００ミクロン）である。その第一の透過性の粗い繊維状媒体の層が、少なくとも２メートル／分（ｍ／ｍｉｎ）のＦｒａｚｉｅｒ透過度（差圧設定：水柱０．５インチ）を有するのが好ましい。その第一の透過性の粗い繊維状媒体の層が、９００ｍ／ｍｉｎ以下のＦｒａｚｉｅｒ透過度（差圧設定：水柱０．５インチ）を有するのが好ましい。
【００６７】
好ましい構成においては、その透過性の粗い繊維状物質の第一の層が、Ｆｒａｚｉｅｒ透過度試験によって、その構成物の残りの部分とは分けて評価した場合に、少なくとも１ｍ／ｍｉｎ、好ましくは少なくとも２ｍ／ｍｉｎの透過度を示すであろう材料を含む。好ましい構成においては、その透過性の粗い繊維状物質の第一の層が、Ｆｒａｚｉｅｒ透過度試験によって、その構成物の残りの部分とは分けて評価した場合に、９００ｍ／ｍｉｎ以下、典型的かつ好ましくは２ｍ／ｍｉｎ〜９００ｍ／ｍｉｎの透過度を示すであろう材料を含む。本明細書において、効率または低効率フラットシート（ＬＥＦＳ＝Ｌｏｗ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｆｌａｔ  Ｓｈｅｅｔ）の効率に言及した場合には、特に断らない限り、その言及は、本明細書に記載したようにして、ＡＳＴＭ−１２１５−８９に従い、０．７８ミクロン（μ）の単分散ポリスチレン球状粒子を用い、２０フィート／分（ｆｐｍ、６．１ｍ／ｍｉｎ）で測定した効率を意味する。
【００６８】
これらの実施形態において、微細繊維の層は、濾過基材の上に複数の微細繊維を形成させ、それによってフィルター媒体を形成させることにより製造することができる。そのフィルター媒体（すなわち、微細繊維層プラス濾過基材）から、次いで、たとえば、フラットパネルフィルター、カートリッジフィルター、またはその他の濾過構成要素も含めた、フィルター要素（すなわち、濾過要素）を製造することができる。そのようなフィルター要素の例は、以下の特許に記載されている：米国特許第６，７４６，５１７号明細書；米国特許第６，６７３，１３６号明細書；米国特許第６，８００，１１７号明細書；米国特許第６，８７５，２５６号明細書；米国特許第６，７１６，２７４号明細書；および米国特許第７，３１６，７２３号明細書。しかしながら、フィルター材料の形状および構造は、典型的には、設計エンジニアにより、特定の濾過用途に合わせて選択される。
【００６９】
例示的な、繊維を作製するための方法の実施形態
１．微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物から複数の繊維を形成させて、前記組成物からそれぞれの繊維の全体が形成されるようにする工程
を含む方法。
２．微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物の温度を８０℃より上に上げることなく、前記組成物から複数の繊維を形成させて、前記組成物からそれぞれの繊維の全体が形成されるようにする工程
を含む方法。
３．前記組成物の温度を８０℃より上、または３０℃より上に上げることなく前記複数の繊維が形成される、実施形態１〜２のいずれかに記載の方法。
４．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを室温で組み合わせ、前記組成物の温度を上げることなく、前記複数の繊維を形成させる、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
５．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーが、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物を含む、実施形態１〜４のいずれかに記載の方法。
６．前記４−ビニルピリジン含有コポリマーが、４−ビニルピリジンと、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル、もしくはアクリロニトリル、またはそれらの組合せを含むコモノマーとのコポリマーを含む、実施形態５に記載の方法。
７．前記エポキシが、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ／Ｆエポキシ樹脂、改質ビスフェノールＡエポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、二官能性脂環式エポキシ樹脂、もしくはグリシジルアミン−タイプの多官能エポキシ樹脂、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜６のいずれかに記載の方法。
８．前記ポリマー成分がさらに、ナイロン、ポリアミドターポリマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、もしくはポリウレタン、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜７のいずれかに記載の方法。
９．前記ポリマー成分がナイロンを含み、さらに、前記ナイロンが、ナイロン−６；ナイロン−６，６；ナイロン−６，１０；もしくはナイロン−６、ナイロン−６，６およびナイロン−６，１０のターポリマー；またはそれらの組合せを含む、実施形態８に記載の方法。
１０．前記溶媒が、プロトン性溶媒を含む、実施形態１〜９のいずれかに記載の方法。
１１．前記溶媒が、エタノールを含む、実施形態１〜１０のいずれかに記載の方法。
１２．前記溶媒が、非プロトン性溶媒を含む、実施形態１〜１１のいずれかに記載の方法。
１３．前記非プロトン性溶媒が、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトニトリル、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、もしくはアセトン、またはそれらの混合物を含む、実施形態１２に記載の方法。
１４．さらに、前記ポリマー成分と前記溶媒とを組み合わせる工程、ならびに前記ポリマー成分と前記溶媒とを加熱、次いで冷却する工程、その後での、前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせる工程、をさらに含む、実施形態１〜１３のいずれかに記載の方法。
１５．前記ポリマー成分および前記溶媒を、室温にまで冷却する、実施形態１４に記載の方法。
１６．前記溶媒が、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない、実施形態２〜１５のいずれかに記載の方法。
１７．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程および、前記組成物から複数の繊維を形成させる工程は、
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを混合する工程；
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシを反応させる工程；および
前記溶媒の少なくとも一部を除去する工程、
を含む、実施形態１〜１６のいずれかに記載の方法。
１８．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシとを、少なくとも１時間（６０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７に記載の方法。
１９．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシとを、少なくとも２時間（１２０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７または１８のいずれかに記載の方法。
２０．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシとを、少なくとも３時間（１８０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７〜１９のいずれかに記載の方法。
２１．前記溶媒が、エタノールである、実施形態１〜２０のいずれかに記載の方法。
２２．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程および、前記組成物から複数の繊維を形成させる工程が、同時に実施される、実施形態１〜２１のいずれかに記載の方法。
２３．前記組成物から複数の繊維を形成させる工程は、繊維を静電紡糸する工程を含む、実施形態１〜２２のいずれかに記載の方法。
２４．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも２０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜２３のいずれかに記載の方法。
２５．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも３０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜２４のいずれかに記載の方法。
２６．４−ビニルピリジン含有ポリマーのエポキシに対するモル比が、（１：０．１）から（１：１．５）までの間である、実施形態１〜２５のいずれかに記載の方法。
【００７０】
例示的な、コーティングされた繊維を作製するための方法の実施形態
１．コーティングされた微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；
繊維を備える工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程
を含む方法。
２．コーティングされた微細繊維を作製するための方法であって、前記方法が、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；
繊維を備える工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物の温度または前記繊維の温度を８０℃より上に上げることなく、前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程
を含む方法。
３．前記組成物の温度を上げることなく、または前記繊維の温度を８０℃より上、または３０℃より上に上げることなく、前記繊維をコーティングする、実施形態１または２のいずれかに記載の方法。
４．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを、室温で組み合わせ、前記組成物の温度を上げることなく、または前記繊維の温度を室温より上に上げることなく、前記繊維をコーティングする、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
５．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーが、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物を含む、実施形態１〜４のいずれかに記載の方法。
６．前記４−ビニルピリジン含有コポリマーが、４−ビニルピリジンと、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル、もしくはアクリロニトリル、またはそれらの組合せを含むコモノマーとのコポリマーを含む、実施形態５に記載の方法。
７．前記エポキシが、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ／Ｆエポキシ樹脂、改質ビスフェノールＡエポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、二官能性脂環式エポキシ樹脂、もしくはグリシジルアミン−タイプの多官能エポキシ樹脂、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜６のいずれかに記載の方法。
８．前記ポリマー成分がさらに、ナイロン、ポリアミドターポリマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、もしくはポリウレタン、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜７のいずれかに記載の方法。
９．前記ポリマー成分がナイロンを含み、さらに、前記ナイロンが、ナイロン−６；ナイロン−６，６；ナイロン−６，１０；もしくはナイロン−６、ナイロン−６，６およびナイロン−６，１０のターポリマー；またはそれらの組合せを含む、実施形態８に記載の方法。
１０．前記溶媒が、プロトン性溶媒を含む、実施形態１〜９のいずれかに記載の方法。
１１．前記溶媒が、エタノールを含む、実施形態１〜１０のいずれかに記載の方法。
１２．前記溶媒が、非プロトン性溶媒を含む、実施形態１〜１１のいずれかに記載の方法。
１３．前記非プロトン性溶媒が、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトニトリル、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、もしくはアセトン、またはそれらの混合物を含む、実施形態１２に記載の方法。
１４．さらに、前記ポリマー成分と前記溶媒とを組み合わせる工程、ならびに前記ポリマー成分と前記溶媒とを加熱、次いで冷却する工程、その後での、前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせる工程、をさらに含む、実施形態１〜１３のいずれかに記載の方法。
１５．前記ポリマー成分および前記溶媒を、室温にまで冷却する、実施形態１４に記載の方法。
１６．前記溶媒が、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない、実施形態２〜１５のいずれかに記載の方法。
１７．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程に、
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを混合する工程；
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを反応させる工程；および
前記溶媒の少なくとも一部を除去する工程、
を含む、実施形態１〜１６のいずれかに記載の方法。
１８．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを、少なくとも１時間（６０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７に記載の方法。
１９．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを、少なくとも２時間（１２０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７または１８のいずれかに記載の方法。
２０．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシとを、少なくとも３時間（１８０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７〜１９のいずれかに記載の方法。
２１．前記溶媒が、エタノールである、実施形態１〜２０のいずれかに記載の方法。
２２．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程を同時に実施する、実施形態１〜２１のいずれかに記載の方法。
２３．前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程が、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、またはエアロゾル付着法を含む、実施形態１〜２２のいずれかに記載の方法。
２４．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも２０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜２３のいずれかに記載の方法。
２５．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも３０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜２４のいずれかに記載の方法。
２６．４−ビニルピリジン含有ポリマーのエポキシに対するモル比が、（１：０．１）から（１：１．５）までの間である、実施形態１〜２５のいずれかに記載の方法。
【００７１】
例示的な、繊維の実施形態
１．微細繊維であって、前記繊維のすべてが、組成物を含み、前記組成物が、４−ビニルピリジン含有ポリマーとエポキシ（前記エポキシは、少なくとも二官能性である）との反応生成物を含む、微細繊維。
２．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーが、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物を含む、請求項１に記載の微細繊維。
３．前記４−ビニルピリジンコポリマーが、４−ビニルピリジンと、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル、もしくはアクリロニトリル、またはそれらの組合せを含むコモノマーとのコポリマーを含む、請求項２に記載の微細繊維。
４．前記エポキシが、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ／Ｆエポキシ樹脂、改質ビスフェノールＡエポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、二官能性脂環式エポキシ樹脂、もしくはグリシジルアミン−タイプの多官能エポキシ樹脂、またはそれらの組合せを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の微細繊維。
５．前記組成物がさらに、ナイロン、ポリアミドターポリマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、もしくはポリウレタン、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜４のいずれかに記載の微細繊維。
６．前記組成物がナイロンを含み、さらに、前記ナイロンが、ナイロン−６；ナイロン−６，６；ナイロン−６，１０；もしくはナイロン−６、ナイロン−６，６およびナイロン−６，１０のターポリマー；またはそれらの組合せを含む、実施形態５に記載の微細繊維。
７．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも２０重量％の前記４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜６のいずれかに記載の微細繊維。
８．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも３０重量％の前記４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜７のいずれかに記載の微細繊維。
９．４−ビニルピリジン含有ポリマーのエポキシに対するモル比が、（１：０．１）から（１：１．５）までの間である、実施形態１〜８のいずれかに記載の微細繊維。
【００７２】
例示的な、フィルター媒体およびフィルター要素の実施形態
１．フィルター媒体であって、本明細書に開示の前記実施形態のいずれかに記載の複数の前記繊維を含む、フィルター媒体。
２．液体濾過媒体であって、本明細書に開示の前記実施形態のいずれかに記載の複数の前記繊維を含む、液体濾過媒体。
３．空気濾過媒体であって、本明細書に開示の前記実施形態のいずれかに記載の複数の前記繊維を含む、空気濾過媒体。
４．濾過基材をさらに含み，前記複数の繊維が前記基材の上に配されて、微細繊維層を形成する、実施形態１に記載のフィルター媒体。
５．前記微細繊維層が、２００ミクロン以下の厚みを有する、実施形態４に記載のフィルター媒体。
６．前記濾過基材が、不織布基材を含む、実施形態４または５のいずれかに記載のフィルター媒体。
７．前記微細繊維層が、静電紡糸層であり、前記濾過基材が、セルロース系、セルロース／合成ブレンド物、または合成の不織布を含む、実施形態４〜６のいずれかに記載のフィルター媒体。
８．前記濾過基材が、ポリエステル不織布、ポリオレフィン不織布、およびブレンドされた不織布の少なくとも１種を含む、実施形態４〜７のいずれかに記載のフィルター媒体。
９．前記濾過基材が、スパンボンドサポートを含む、実施形態４〜８のいずれかに記載のフィルター媒体。
１０．フィルター要素であって、実施形態４〜９のいずれか一つに記載のフィルター媒体を含むフィルター要素。
【００７３】
例示的な、プロダクト−バイ−プロセス（ｐｒｏｄｕｃｔ−ｂｙ−ｐｒｏｃｅｓｓ）の実施形態
１．微細繊維であって、
ポリマー成分を備える工程であって前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物からそれぞれの繊維の全体が形成されるようにして、前記組成物から複数の繊維を形成させる工程
を含む方法によって調製される微細繊維。
２．微細繊維であって、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物の温度を８０℃より上に上げることなく、前記組成物からそれぞれの繊維の全体が形成されるようにして、前記組成物から複数の繊維を形成させる工程
を含む方法によって調製される微細繊維。
３．コーティングされた微細繊維であって、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である、工程；
繊維を備える工程；
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程
を含む方法によって調製されるコーティングされた微細繊維。
４．コーティングされた微細繊維であって、
ポリマー成分を備える工程であって、前記ポリマー成分は、４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、工程；
溶媒を備える工程；
エポキシを備える工程であって、前記エポキシは、少なくとも二官能性である工程；
繊維を備える工程；ならびに
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程、および前記組成物の温度または前記繊維の温度を８０℃より上に上げることなく、前記組成物を用いて前記繊維をコーティングする工程
を含む方法によって調製されるコーティングされた微細繊維。
５．前記溶媒が、プロトン性溶媒を含む、実施形態１〜４のいずれかに記載の微細繊維。
６．前記溶媒が、エタノールを含む、実施形態１〜５のいずれかに記載の微細繊維。
７．前記溶媒が、非プロトン性溶媒を含む、実施形態１〜６のいずれかに記載の微細繊維。
８．前記非プロトン性溶媒が、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトニトリル、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、もしくはアセトン、またはそれらの混合物を含む、実施形態７に記載の微細繊維。
９．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーが、ポリ（４−ビニルピリジン）ホモポリマー、４−ビニルピリジンコポリマー、またはそれらの混合物を含む、実施形態１〜８のいずれかに記載の微細繊維。
１０．前記４−ビニルピリジン含有コポリマーが、４−ビニルピリジンと、スチレン、（メタ）アクリル酸アルキル、もしくはアクリロニトリル、またはそれらの組合せを含むコモノマーとのコポリマーを含む、実施形態９に記載の微細繊維。
１１．前記エポキシが、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ／Ｆエポキシ樹脂、改質ビスフェノールＡエポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、二官能性脂環式エポキシ樹脂、もしくはグリシジルアミン−タイプの多官能エポキシ樹脂、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜１０のいずれかに記載の微細繊維。
１２．前記ポリマー成分がさらに、ナイロン、ポリアミドターポリマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、もしくはポリウレタン、またはそれらの組合せを含む、実施形態１〜１１のいずれかに記載の微細繊維。
１３．前記ポリマー成分がナイロンを含み、さらに、前記ナイロンが、ナイロン−６；ナイロン−６，６；ナイロン−６，１０；もしくはナイロン−６、ナイロン−６，６およびナイロン−６，１０のターポリマー；またはそれらの組合せを含む、実施形態１２に記載の微細繊維。
１４．前記方法が、前記ポリマー成分と前記溶媒とを混合する工程、ならびに前記ポリマー成分と前記溶媒とを加熱、次いで冷却する工程、その後での、前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせる工程、をさらに含む、実施形態１〜１３のいずれかに記載の微細繊維。
１５．前記ポリマー成分および前記溶媒を、室温にまで冷却する、実施形態１４に記載の微細繊維。
１６．前記溶媒が、４−ビニルピリジンとは錯体を形成しない、実施形態１〜１５のいずれかに記載の微細繊維。
１７．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程および、前記組成物から複数の繊維を形成させる工程は、
前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを混合する工程；
前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシを反応させる工程；および
前記溶媒の少なくとも一部を除去する工程
を含む、実施形態１〜１６のいずれかに記載の微細繊維。
１８．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシとを、少なくとも１時間（６０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７に記載の微細繊維。
１９．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシとを、少なくとも２時間（１２０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７または１８のいずれかに記載の微細繊維。
２０．前記４−ビニルピリジン含有ポリマーと前記エポキシとを、少なくとも３時間（１８０分間）かけて反応させ、その後で、前記溶媒の少なくとも一部を除去する、実施形態１７〜１９のいずれかに記載の微細繊維。
２１．前記溶媒が、エタノールである、実施形態１〜２０のいずれかに記載の微細繊維。
２２．前記ポリマー成分、前記溶媒、および前記エポキシを組み合わせて、組成物を形成させる工程および、前記組成物から複数の繊維を形成させる工程が、同時に実施される、実施形態１〜２１のいずれかに記載の微細繊維。
２３．前記組成物から複数の繊維を形成させる工程は、繊維を静電紡糸する工程を含む、実施形態１〜２２のいずれかに記載の微細繊維。
２４．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも２０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜２３のいずれかに記載の微細繊維。
２５．前記ポリマー成分が、ポリマー固形分を規準にして、少なくとも３０重量％の４−ビニルピリジン含有ポリマーを含む、実施形態１〜２４のいずれかに記載の微細繊維。
２６．４−ビニルピリジン含有ポリマーのエポキシに対するモル比が、（１：０．１）から（１：１．５）までの間である、実施形態１〜２５のいずれかに記載の微細繊維。
【実施例】
【００７４】
この開示の目的と利点を以下の実施例によりさらに説明するが、これらの実施例に記載されている特定の物質およびその量、さらにはその他の条件および詳細が、不当にも、この開示を限定すると解釈してはならない。
【００７５】
【表１】
2019513910.tif 000003
【００７６】
試験手順
濾過効率の測定
フィルター媒体（基材＋微細繊維）の効率は、低効率フラットシート（ＬＥＦＳ）効率として測定し、報告する。ＬＥＦＳ効率とは、ＡＳＴＭ−１２１５−８９に従って試験したときに、２０フィート／分（ｆｔ／ｍｉｎ）の面速度のときの、０．７８ミクロンのラテックス粒子についての除去効率を示す。
【００７７】
エタノール浸漬試験
ＬＥＦＳ効率は、基材の上に配された層の形態にある微細繊維のサンプルについて測定する。その測定の後、そのサンプルを、エタノール（１９０プルーフ）の中に周囲条件下で１分間浸漬させる。そのサンプルを取り出し、乾燥させてから、ＬＥＦＳ効率の再測定を行う。そのサンプルを、米国特許第６，７４３，２７３号明細書（「維持された微細繊維層効率（Ｆｉｎｅ  ｆｉｂｅｒ  ｌａｙｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｒｅｔａｉｎｅｄ）」）に記述されている手順に従って求めた、「維持された微細繊維層効率」の量について評価する。それらの結果は、ＬＥＦＳ効率として、または「維持された微細繊維層効率」としてのいずれかで、報告される。「維持された微細繊維層効率」の量は、元々の微細繊維の量に対するパーセントとして報告され、「維持された微細繊維層効率（ｆｉｎｅ  ｆｉｂｅｒ  ｌａｙｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｒｅｔａｉｎｅｄ）」と呼ばれる。このパーセントの数字は、達成された架橋度がエタノールによる攻撃／溶解または層間剥離からその微細繊維物質を保護するのに十分であったかどうかの、良好な指標を与える。
【００７８】
温水浸漬試験
この試験は、上に述べたエタノール浸漬試験と極めてよく似ているが、ただし、サンプルを温水（１４０゜Ｆ）中に５分間浸漬させるという点で異なっている。そのサンプルを取り出し、乾燥させてから、上に述べたようにして、米国特許第６，７４３，２７３号明細書（「Ｆｉｎｅ  ｆｉｂｅｒ  ｌａｙｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｒｅｔａｉｎｅｅｄ」）に記述されている手順に従って、「維持された微細繊維層効率」の量について評価する。微細繊維層効率の量は、達成された架橋度が温水による攻撃／溶解からその微細繊維物質を保護するのに十分であったかどうかの、良好な指標を与える。
【００７９】
調製方法
実施例１
ポリ（４−ビニルピリジン）（Ｐ４ＶＰ）およびエタノールを含むポリマー混合物を、熱を加えないで（すなわち、いかなる熱の入力もなしで）、機械的撹拌により調製して、８％固形分の溶液を得た。Ｐ４ＶＰが完全に溶解したら、機械的撹拌を維持しながら、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＢＡＤＧＥ）を添加した。ポリ（４−ビニルピリジン）対ＢＡＤＧＥの重量比は、（１：０．８）（ｗｔ：ｗｔ）または（１：１）（ｗｔ：ｗｔ）であった。４時間放置して、その溶液を反応させ、次いで、ペンダントドロップ静電紡糸技術を使用した、静電紡糸にかけて、濾過基材の上に微細繊維の層を形成させた。この例では、３０ＫＶ〜４０ＫＶの電圧を使用して、エミッターから４インチの距離で移動している基材物質の上に微細繊維層を形成させた。その基材は、平均目付け８３ｇ／ｍ２、平均厚み０．２９ｍｍ、および平均Ｆｒａｚｉｅｒ透過度６．７ｍ／ｍｉｎを有するフラットなセルロース媒体（ＥＮ８４８、Ｈｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈ  ＆  Ｖｏｓｅ，Ｅａｓｔ  Ｗａｌｐｏｌｅ，ＭＡ）であった。
【００８０】
微細繊維を担持させた基材から切り出した円板について、１日後、３日後、７日後、および１８日後に、エタノール浸漬試験および温水浸漬試験を実施した。サンプルは、周囲温度および周囲湿度条件に保存した。後処理（ＰＴ）（１３０℃×１０分間）にかけて強制的に反応を完結させたサンプルを、対照サンプルとして使用した。図１に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００８１】
実施例２
実施例１をもう一度繰り返した。しかしながら、採用したＰ４ＶＰ対ＢＡＤＧＥの比率が、（１：０．４）、（１：０．６）、（１：０．８）、および（１：１）であり、エポキシを添加した後での溶液中における反応時間を減らして３時間とした。周囲温度および周囲湿度条件下で保存しておいたサンプルの円板について、０日後（静電紡糸の直後）、１日後、３日後、７日後、および２２日後に、エタノール浸漬試験および温水浸漬試験を実施した。１３０℃で１０分間加熱することにより後処理（ＰＴ）したサンプルを、対照サンプルとして使用した。図２に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００８２】
実施例３
実施例１および２と同様にして、Ｐ４ＶＰとＢＡＤＧＥを用いて混合物を調製した。しかしながら、採用したＰ４ＶＰ対ＢＡＤＧＥの比率は、（１：０．６）、（１：０．７）、（１：０．８）、（１：０．９）、および（１；１）であった。それに加えて、Ｐ４ＶＰおよび、ジオキソランとエタノールとの溶液（ジオキソラン：エタノールの比＝３０：７０（ｖｏｌ／ｖｏｌ））を含む追加のポリマー混合物を、熱を加えないで（すなわち、いかなる熱の入力もなしで）、機械的撹拌により調製して、８％固形分の溶液を得た。３時間放置して、その溶液を反応させ、次いで、実施例１の記載のようにして、静電紡糸を行った。
【００８３】
周囲温度および周囲湿度条件下で保存しておいたサンプルの円板について、０日後（静電紡糸の直後）、１日後、３日後、１１日後、および２２日後に、エタノール浸漬試験および温水浸漬試験を実施した。さらに、１０分間１３０℃にして後処理（ＰＴ）したサンプルを、対照サンプルとして使用した。図３に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００８４】
実施例４
ポリ（４−ビニルピリジン）（Ｐ４ＶＰ）、ポリアミドターポリマー６５１、およびエタノールを含むポリマー溶液を調製し、６０℃に加熱して、８％固形分の溶液を得た。使用した６５１：Ｐ４ＶＰの比率は、（３０：７０）および（５２：４８）（ｗｔ：ｗｔ）であった。冷却して室温としてから、比率Ｐ４ＶＰ：ＢＡＤＧＥ＝（１：０．８）となるように、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＢＡＤＧＥ）を添加した。撹拌しながら４時間置いて、その溶液を反応させ、次いで、ペンダントドロップ静電紡糸技術を使用した、静電紡糸にかけて、濾過基材の上に微細繊維の層を形成させた。この例では、４０ＫＶの電圧を使用して、エミッターから４インチの距離で基材物質の上に微細繊維層を形成させた。その基材は、平均目付け８３ｇ／ｍ２、平均厚み０．２９ｍｍ、および平均Ｆｒａｚｉｅｒ透過度６．７ｍ／ｍｉｎを有するフラットなセルロース媒体（ＥＮ８４８、Ｈｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈ  ＆  Ｖｏｓｅ，Ｅａｓｔ  Ｗａｌｐｏｌｅ，ＭＡ）であった。
【００８５】
微細繊維を担持させた基材から切り出した円板について、０日後、１日後、５日後、１３日後、および２１日後に、エタノール浸漬試験および温水浸漬試験を実施した。サンプルは、周囲温度および周囲湿度条件に保存した。１０分間１３０℃にして後処理（ＰＴ）したサンプルを、対照サンプルとして使用した。図４に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００８６】
実施例５
実施例４を繰り返した。しかしながら、使用した６５１：Ｐ４ＶＰのブレンド比は、（３０：７０）、（５２：４８）、および（７０：３０）であった。それに加えて、ポリアミドターポリマー６５１：Ｐ４ＶＰ＝５２：４８を含む参照溶液を調製したが、それに対してはＢＡＤＧＥを添加しなかった（すなわち、Ｐ４ＶＰ：ＢＡＤＧＥ＝（１：０））。
【００８７】
周囲温度および周囲湿度条件で保存した円板について、０日後、１日後、３日後、７日後、および２１日後に、エタノール浸漬および温水浸漬試験を実施した。１０分間１３０℃にして後処理（ＰＴ）したサンプルを、対照サンプルとして使用した。図５に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００８８】
実施例６
実施例４をもう一度繰り返した。しかしながら、使用した６５１：Ｐ４ＶＰのブレンド比は、（５２：４８）、（６０：４０）、（７０：３０）、（８０：２０）、（９０：１０）、および１００：０（Ｐ４ＶＰなし）であった。それに加えて、ナイロンターポリマー（ポリアミドターポリマー６５１）のみを含み、Ｐ４ＶＰなし、エポキシ（ＢＡＤＧＥ）なしの、参照溶液を調製した。
【００８９】
周囲温度および周囲湿度条件で保存した円板について、０日後、１日後、５日後、および１２日後に、エタノールおよび温水浸漬試験を実施した。１０分間１３０℃にして後処理（ＰＴ）したサンプルを、対照サンプルとして使用した。図６に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００９０】
実施例７
ポリ（４−ビニルピリジン）（Ｐ４ＶＰ）、ポリアミドターポリマー６５１、およびエタノールを含むポリマー溶液を調製し、６０℃に加熱して、８％固形分の溶液を得た。６５１：Ｐ４ＶＰの比率は、６０：４０（ｗｔ：ｗｔ）であった。冷却して室温としてから、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＢＡＤＧＥ）を添加して、比率Ｐ４ＶＰ：ＢＡＤＧＥ＝（１：０．８）または（１：１）となるようにした。撹拌しながら４時間置いて、その溶液を反応させ、次いで、ペンダントドロップ静電紡糸技術を使用した、静電紡糸にかけて、濾過基材の上に微細繊維の層を形成させた。この例では、４０ＫＶの電圧を使用して、エミッターから４インチの距離で基材物質の上に微細繊維層を形成させた。その基材は、平均目付け８３ｇ／ｍ２、平均厚み０．２９ｍｍ、および平均Ｆｒａｚｉｅｒ透過度６．７ｍ／ｍｉｎを有するフラットなセルロース媒体（ＥＮ８４８、Ｈｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈ  ＆  Ｖｏｓｅ，Ｅａｓｔ  Ｗａｌｐｏｌｅ，ＭＡ）であった。
【００９１】
微細繊維を担持させた基材から切り出した円板について、０日後、１日後、５日後、１３日後、および２１日後に、エタノール浸漬試験および温水浸漬試験を実施した。それらのサンプルを、周囲温度および周囲湿度条件下か、または温度７２゜Ｆ、湿度１０％〜１２％の調節室内のいずれかで保存した。１０分間１３０℃にして後処理（ＰＴ）したサンプルを、対照サンプルとして使用した。図７に、エタノール浸漬後および温水浸漬後の、「維持された微細繊維層効率」を示す。
【００９２】
本明細書に引用したすべての特許、特許出願、および公刊物は、引用することにより、本明細書に取り入れたものとする。本出願の開示と、引用することにより本明細書に取り入れた文献の開示との間に、何らかの不一致がある場合には、本出願の開示が優先するものとする。誤解が無いように付言すれば、先に挙げた詳細な説明と実施例は、理解を促すためだけのものである。それらから、不必要な限定がもたらされると理解するべきではない。本発明は、開示し、記述したそのままの詳細に限定されるものではなく、当業者に自明である各種の変更も、特許請求項によって定義される本発明の範囲内に含まれるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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