CZ2017297A3 - Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby - Google Patents

Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ2017297A3
CZ2017297A3 CZ2017-297A CZ2017297A CZ2017297A3 CZ 2017297 A3 CZ2017297 A3 CZ 2017297A3 CZ 2017297 A CZ2017297 A CZ 2017297A CZ 2017297 A3 CZ2017297 A3 CZ 2017297A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
nanofibers
modified polyurethane
layer
nanofiber membrane
nanofiber
Prior art date
Application number
CZ2017-297A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ308156B6 (cs
Inventor
Tereza Štajerová
Ivan Ponomarev
Original Assignee
Elmarco S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elmarco S.R.O. filed Critical Elmarco S.R.O.
Priority to CZ2017-297A priority Critical patent/CZ308156B6/cs
Publication of CZ2017297A3 publication Critical patent/CZ2017297A3/cs
Publication of CZ308156B6 publication Critical patent/CZ308156B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/02—Layered products comprising a layer of synthetic resin in the form of fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/83—Chemically modified polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M17/00—Producing multi-layer textile fabrics
    • D06M17/04—Producing multi-layer textile fabrics by applying synthetic resins as adhesives
    • D06M17/10—Polyurethanes polyurea

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

Řešení se týká nanovlákenné membrány, která je tvořená alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da, s výhodou 70 000 až 110 000 Da. Tento materiál přitom membráně poskytuje nejen vysokou prodyšnost, hydrofobitu a olefobitu, ale současně i trvanlivost těchto parametrů i po několika cyklech praní. Řešení se dále týká také způsobu výroby této nanovlákenné membrány, textilního kompozitu, který obsahuje alespoň jednu takovou nanovlákennou membránu, a způsobu výroby takového kompozitu.

Description

CZ 2017 - 297 A3
Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Vynález se týká nanovlákenné membrány a způsobu její výroby. Vynález se dále týká také textilního kompozitu, který obsahuje alespoň jednu takovou nanovlákennou membránu, a způsobu výroby tohoto kompozitu.
Dosavadní stav techniky
Pro výrobu tzv. funkčního oblečení a outdoorového vybavení se v současné době využívá celá řada textilií, které nejsou průchozí pro vodu v kapalném stavu, ale přitom jsou paropropustné. Jejich úkolem je bránit průniku vody z vnějšího prostředí a současně umožňovat odvod vodní páry z vnitřního prostředí, a tím udržovat svého uživatele v co nejvyšším komfortu. Tyto textilie jsou obvykle tvořeny dvěma nebo třemi vrstvami a jejich princip je založen na tom, že póry alespoň jedné z těchto vrstev jsou tak malé, že jimi nepronikne voda v kapalném stavu, ale přitom dostatečně velké na to, aby jimi pronikla vodní pára. Toho se obvykle dosáhne buď použitím mikroporézní a/nebo hydrofobní membrány (např. Gore-Tex), nebo úpravou běžné textilie nanesením povlaku, resp. její impregnací hydrofobním prostředkem (obvykle na bázi modifikovaného polyuretanu apod.).
Většina těchto textilií dosahuje srovnatelné hydrostatické odolnosti, avšak značně se navzájem liší dalšími podstatnými parametry, zejména paropropustností a prodyšností, schopností vést, resp. odvádět vlhkost, a také svou tuhostí, tloušťkou, omakem, trvanlivostí apod. V důsledku toho se tyto textilie zásadně liší svou využitelností, celkovým komfortem, který svému uživateli poskytují, a také svou životností.
Jako velmi progresivní se v současné době jeví textilie obsahující membránu tvořenou alespoň jednou vrstvou polymemích nanovláken, která jim zaručuje vysokou prodyšnost. Vrstva polymemích nanovláken se přitom používá buď bez jakékoliv povrchové úpravy - viz např. US 2011092122 nebo US 2008184453, kdy má však poměrně nízkou hydrostatickou odolnost (v řádu stovek mm vodního sloupce), nebo s nánosem hydrofobní látky vytvořeným např. nástřikem - viz např. US 2008220676, US 2009176056 nebo WO 2012159592, kdy se sice dosáhne velmi vysoké hydrostatické odolnosti (i přes 10 000 mm vodního sloupce), avšak obvykle jen za cenu zvýšení výrobních nákladů a podstatného snížení paropropustností a prodyšnosti a zvýšení tuhosti této membrány, neboť nanášený hydrofobní materiál uzavírá její póry.
Největší nevýhodou v současné době známých textilií obsahujících membránu tvořenou alespoň jednou vrstvou polymemích nanovláken je ale to, že během jejich praní dochází kvůli nízké kohezi nanovláken k mechanickému poškození této membrány, a také k jejímu poškození působením povrchově aktivní látky (látek), případně i jiných složek obsažených v běžných pracích prostředcích. Díky tomu ztrácí tyto membrány i jen po jednom vyprání značnou část svých výchozích výhodných vlastností (až 90 %).
Cílem vynálezu je tak navrhnout nanovlákennou membránu, která by měla dostatečnou hydrostatickou odolnost i prodyšnost, a která by tyto vlastnosti, na rozdíl od membrán známých ze stavu techniky, neztrácela při běžném praní, nebo by případná změna těchto vlastností nebyla natolik zásadní, aby znemožnila další používaní této membrány, resp. jí opatřeného textilního kompozitu.
Kromě toho je cílem vynálezu také navrhnout způsob výroby takové membrány, textilní kompozit obsahující takovou membránu a způsob výroby takového textilního kompozitu.
- 1 CZ 2017 - 297 A3
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu se dosáhne nanovlákennou membránou podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že je tvořená alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu následujícího strukturního vzorce:
s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da, s výhodou 70 000 až 110 000 Da. Tento materiál této membráně poskytuje hydrofobní a olefobní vlastnosti a díky své struktuře i vysokou paropropustnost a prodyšnost.
Ve výhodné variantě provedení obsahuje nanovlákenná membrána vrstvu nanovláken z modifikovaného polyuretanu, která obsahuje dvě frakce nanovláken navzájem se lišící průměrem nanovláken, neboť taková struktura dosahuje výhodnější kombinace prodyšnosti a hydrostatické odolnosti než nanovlákenná membrána ze stejného materiálu tvořená jedinou frakcí nanovláken s podobnými průměry.
Dle použitého rozpouštědlového systému obsahuje vrstva nanovláken např. bimodální směs nanovláken o průměru 50 až 100 nm a 300 až 400 nm, ve vzájemném poměru 5:1 až 4:3, o průměru 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru 5:1 až 4:3, nebo o průměru 100 až 300 nm a 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru 5:1 až 4:3.
Nanovlákna různých průměrů však lze vzájemně kombinovat i v rámci dvou nebo více na sobě uložených vrstev nanovláken z modifikovaného polyuretanu Obecně se alespoň dvě na sobě uložené vrstvy nanovláken z modifikovaného polyuretanu mohou navzájem lišit průměrem vláken a/nebo plošnou hmotností a/nebo tloušťkou a/nebo podílem v nich obsažených nanovláken z modifikovaného polyuretanu a/nebo molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu případně dalším parametrem/parametry.
Současně může alespoň jedna z těchto vrstev pro dosažení požadovaných parametrů obsahovat dvě frakce nanovláken s různým průměrem.
Plošná hmotnost nanovlákenné membrány může být v závislosti na způsobu a podmínkách její výroby v podstatě libovolná. Pro dosažení požadovaných vlastností však postačuje plošná hmotnost v intervalu 3 až 20 g/m2, výhodněji v intervalu 4 až 12 g/m2, a nejvýhodněji pak
-2CZ 2017 - 297 A3 v intervalu 5 až 10 g/m2. Při nižších hodnotách plošné hmotnosti nemá membrána dostatečnou mechanickou odolnost, resp. soudržnost pro udržení vodního sloupce; při vyšších hodnotách pak klesá její prodyšnost, aniž by se adekvátně tomu zvyšovala její hydrostatická odolnost.
Kromě samotné membrány se cíle vynálezu dosáhne také způsobem pro její přípravu. Při tomto způsobu se připraví roztok modifikovaného polyuretanu s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da, s výhodou 70 000 až 110 000 Da, v dimethylformamidu s koncentrací modifikovaného polyuretanu 10 až 20 %, a z tohoto roztoku se elektrostatickým zvlákňováním vytvoří nanovlákna. V další variantě může být koncentrace modifikovaného polyuretanu v roztoku 12 až 18 %.
Pro vytvoření dvou frakcí nanovláken s různými průměry může roztok modifikovaného polyuretanu dále obsahovat až 11 % ethylacetátu, který má vyšší tenzi par než dimethylformamid, díky čemuž dochází k jeho rychlejšímu odpařování a k tvorbě určitého podílu nanovláken s větším průměrem.
V případě, kdy se roztok modifikovaného polyuretanu zvlákňuje elektrostatickým nebo elektrickým zvlákňováním, je pro průběh tohoto procesu výhodné, pokud se jeho elektrická vodivost před zvlákňováním zvýší přídavkem alespoň jedné kvartemí amoniové soli na 28 až 32 μS/cm při teplotě 22 °C.
Nejvyšší rovnoměrnosti vytvářené vrstvy nanovláken a nejvyššího zvlákňovacího výkonu se dosáhne v případě, kdy se roztok modifikovaného polyuretanu zvlákňuje beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním.
Vytvářená nanovlákna se přitom během zvlákňování ukládají do vrstvy na porézním podkladovém materiálu s povrchovou rezistivitou menší než ΙΟ9 Ω a objemovou rezistivitou menší než 1010Ω, jakým je např. sulfátový nebo silikonový papír.
Nanovlákna se přitom na tento podkladový materiál nanáší jednorázově nebo opakovaně, přičemž v druhém případě je možné, že se alespoň při jednom opakování vytváří z roztoku sjinou koncentrací modifikovaného polyuretanu, a/nebo sjinou molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu, případně z roztoku jiného polymeru, v důsledku čehož se vytváří strukturovaná nanovlákenná membrána kombinující nanovlákna různých průměrů.
Cíle vynálezu se dále dosáhne textilním kompozitem, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje alespoň jednu vrstvu textilie s výpamým odporem menším než 1,5 Pa.m2/W, přičemž na alespoň jednom povrchu této vrstvy je uložená nanovlákenná membrána tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da, s výhodou 70 000 až 110 000 Da, která je s vrstvou textilie spojená bodovými a/nebo úsečkovými a/nebo liniovými spoji tavného pojivá.
Ve výhodné variantě provedení pak tato nanovlákenná membrána obsahuje vrstvu nanovláken z modifikovaného polyuretanu, která obsahuje dvě frakce nanovláken navzájem se lišící průměrem nanovláken, neboť taková struktura dosahuje výhodnější kombinace prodyšnosti a hydrostatické odolnosti než nanovlákenná membrána ze stejného materiálu tvořená jedinou frakcí nanovláken s podobnými průměry.
Z hlediska mechanické ochrany nanovlákenné membrány je výhodné, pokud je tato membrána uložená mezi dvěma vrstvami textilie, z nichž každá má výpamý odpor menší než 1,5 Pa.m2^'1, a je s oběma těmito vrstvami spojená bodovými a/nebo úsečkovými a/nebo liniovými spoji tavného pojivá.
Nanovlákna různých průměrů však lze vzájemně kombinovat i v rámci dvou nebo více na sobě uložených vrstev nanovláken z modifikovaného polyuretanu. Obecně se alespoň dvě na sobě
-3CZ 2017 - 297 A3 uložené vrstvy nanovláken z modifikovaného polyuretanu mohou navzájem lišit průměrem vláken a/nebo plošnou hmotností a/nebo tloušťkou a/nebo podílem v nich obsažených nanovláken z modifikovaného polyuretanu a/nebo molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu případně dalším parametrem/parametry.
V případě více na sobě uložených vrstev nanovláken může kterákoliv z nich obsahovat dvě frakce nanovláken z modifikovaného polyuretanu s různým průměrem.
Vrstva nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu může být v případě potřeby kombinovaná s jinou vrstvou nanovláken, vč. vrstvy, který obsahuje méně než 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu, případně mohou být dvě vrstvy nanovláken, z nichž každá obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu, oddělené jinou vrstvou nanovláken, případně vrstvou textilie.
Nanovlákenná membrána má s výhodou plošnou hmotnost 3 až 20 g/m2, výhodněji 4 až 12 g/m2, nej výhodněji 5 až 10 g/m2.
Při výrobě kompozitu podle vynálezu se nanovlákenná membrána, která je tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da prostřednictvím bodových a/nebo úsečkových a/nebo liniových spojů tavného pojivá spojí s alespoň jednou vrstvou textilie, která má výpamý odpor menší než 1,5 Pa.m2/W.
Pokud se tavné pojivo nanáší na vrstvu nanovláken gravírovacím válcem, musí způsob jeho nanášení respektovat vlastnosti nanovlákenné membrány, aby nedošlo k uzavření jejích pórů a jejímu znehodnocení. Zakrytí gravírovacího válce laminačními body je přitom s výhodou nižší než 30 %, objem laminámích bodů menší než 15 ml/m2, hloubka laminámích bodů menší než 0,2 mm a nános pojivá menší než 10 g/m2. V průběhu laminace je možné na spojované vrstvy aplikovat tlak do 6 barů.
Příklady uskutečněni vynálezu
Nanovlákenná membrána podle vynálezu je tvořená alespoň jednou vrstvou polymemích nanovláken, která obsahuje nanovlákna vytvořená libovolným způsobem zvlákňování, s výhodou elektrostatického zvlákňování, z modifikovaného polyuretanu následujícího strukturního vzorce (dále jen „modifikovaný polyuretan“):
-4CZ 2017 - 297 A3
Tento modifikovaný polyuretan je možné syntetizovat např. póly adicí, kdy jsou výchozími surovinami difenylmethan-4,4'-diisokyanát, fluorovaný diol se strukturním vzorcem
OH
F a případně prodlužovač polymemího řetězce - např. 1,4-butandiol. Syntéza přitom s výhodou probíhá ve dvou krocích v dimethylformamidu a dusíkové atmosféře. V prvním kroku se smíchá difenylmethan-4,4'-diisokyanát s fluorovaným diolem (v molámím poměru 2:1 nebo jiném molámím nadbytku ve prospěch diisokyanátu) za vzniku „diisokyanát“ prepolymeru, ke kterému se poté přidá prodlužovač polymemího řetězce. Reakce probíhá za přítomnosti organometalických katalyzátorů, jako např. dibutyltin dilaurátu, které urychlují reakci mezi hydroxylovými skupinami prodlužovače polymemího řetězce s „diisokyanát“ prepolymerem. Syntéza se poté ukončí při dosažení molekulové hmotnosti vznikajícího modifikovaného polyuretanu 50 000 až 250 000 Da, s výhodou 70 000 až 110 000 Da. Množství fluoru v modifikovaném polyuretanu stanovené pomocí prvkové analýzy je v rozsahu 20 až 30 %.
Aby nanovlákenná membrána dosahovala parametrů vhodných pro praktické využití, musí obsahovat alespoň 60 % nanovláken vytvořených z tohoto modifikovaného polyuretanu. V závislosti na použité technologii pro výrobu nanovláken je však obvykle výhodné, pokud je z nanovláken z tohoto modifikovaného polyuretanu vytvořena zcela.
V dalších variantách provedení může být nanovlákenná membrána vytvořena alespoň částečně z kopolymeru tohoto modifikovaného polyuretanu a jiného vhodného polymeru.
Pro řádnou funkčnost nanovlákenné membrány podle vynálezu je nutné, aby byla co nej rovnoměrnější. Nej vyšší rovnoměrnosti a současně i nej vyššího zvlákňovacího výkonu se přitom v současné době dosáhne její výrobou tzv. beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním, u kterého se roztok modifikovaného polyuretanu zvlákňuje v elektrickém poli vytvořeném mezi alespoň jednou sběrnou elektrodou a alespoň jednou zvlákňovací elektrodou protáhlého tvaru například ve tvaru válce (viz např. EP 1673493) nebo struny (viz např. EP 2059630 nebo EP 2173930), z povrchu této zvlákňovací elektrody nebo jejího zvlákňovacího prvku/prvků. Princip beztryskového elektrostatického zvlákňování je komerčně aplikován v technologii Nanospider™ společnosti Elmarco. Například při výrobě nanovláken elektrostatickým zvlákňováním s využitím strunové elektrody dle EP 2173930 se u membrány z modifikovaného polyuretanu o ploše 1600 m2 (délka 1000 m, šířka 1,6 m) dosáhlo variačního koeficientu u plošné hmotnosti v podélném i příčném směru 2,1 až 5,9 %, u prodyšnosti 3 až 6,9 % a u hydrostatické odolnosti 2 až 11 %. Z tohoto důvodu bude dále popisováno vytváření této membrány, případně jejích jednotlivých vrstev tímto způsobem. Vzhledem k tomu, že odborník v oboru je seznámen s tím, jak fungují další způsoby pro výrobu nanovláken, jaké mají požadavky (např. na viskozitu výchozího roztoku), limity, výhody a nevýhody, je schopen na základě tohoto popisu vytvořit obdobnou nanovlákennou membránu kterýmkoliv jiným známým způsobem pro výrobu nanovláken, de facto pouhým nastavením parametrů výchozího roztoku a zvlákňování (vč. rychlosti odtahu nebo odvádění vytvořených nanovláken), bez vynaložení vynálezecké činnosti. K dalším použitelným
-5CZ 2017 - 297 A3 způsobům pro výrobu nanovlákenné membrány podle vynálezu patří např. i beztryskové elektrostatické zvlákňování, kdy se jako zvlákňovací elektroda použije např. statická nebo pohyblivá lišta nebo lamela, rotující spirála, případně rotující disk nebo prstenec, nebo tzv. tryskové elektrostatické zvlákňování, kdy se jako zvlákňovací elektroda použije statická nebo pohyblivá zvlákňovací elektroda tvořená jehlou, tryskou, nebo skupinou jehel, trubiček nebo trysek apod. Kromě toho lze pro výrobu nanovlákenné membrány použít také tzv. elektrické zvlákňování dle EP 2931951, při kterém se elektrické pole pro zvlákňování vytváří mezi zvlákňovací elektrodou, na kterou se přivádí vysoké střídavé napětí, a ionty vzduchu a/nebo plynu vytvořenými a/nebo přivedenými do jejího okolí. Další použitelnou technologií, která umožňuje výrobu nanovláken je odstředivé zvlákňování, kdy se roztok pro zvlákňování vytlačuje odstředivou silou z otvorů vytvořených v plášti rotujícího tělesa ve tvaru disku (např. ve smyslu DE 102005048939) nebo válce (např. ve smyslu JP 2008127726).
Vnitřní struktura nanovlákenné membrány jí pak přirozeně poskytuje vysokou prodyšnost a paropropustnost, modifikovaný polyuretan pak navíc i hydrofobní vlastnosti, a tedy určitou hydrostatickou odolnost a současně i velmi dobrou oleofobitu (tj. odolnost proti vsáknutí olejnatých kapalin), která dosahuje stupně 6 až 8 dle AATCC 118.
Výsledná nanovlákenná membrána může mít v závislosti na způsobu a podmínkách své výroby v podstatě libovolnou plošnou hmotnost, avšak pro dosažení požadovaných vlastností postačuje plošná hmotnost v intervalu 3 až 20 g/m2, výhodněji v intervalu 4 až 12 g/m2, a nejvýhodněji pak v intervalu 5 až 10 g/m2. Při nižších hodnotách plošné hmotnosti nemá tato membrána dostatečnou mechanickou odolnost, resp. soudržnost pro udržení vodního sloupce; při vyšších hodnotách pak klesá její prodyšnost, aniž by se adekvátně tomu zvyšovala její hydrostatická odolnost.
Průměry nanovláken pak závisí zejména na koncentraci a molekulové hmotnosti modifikovaného polyuretanu v roztoku, který se zvlákňuje (průměr nanovláken roste s kterýmkoliv z těchto parametrů) a použitém rozpouštědlu, resp. rozpouštědlovém systému (v určitých případech lze při použití rozpouštědla, resp. rozpouštědlového systému s vyšší tenzí par dosáhnout vyšších průměrů vytvářených nanovláken - viz níže). V závislosti na těchto parametrech a na způsobu zvlákňování se průměry nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořící membránu podle vynálezu pohybují v intervalu cca 50 až 800 nm. Při menším průměru nanovláken přitom nanovlákenná membrána dosahuje menší střední velikosti pórů a díky tomu vyšší hydrostatické odolnosti, ale nižší prodyšnosti; při vyšších průměrech nanovláken pak dosahuje větší střední velikosti pórů, a díky tomu vyšší prodyšnosti, ale nižší hydrostatické odolnosti. Z těchto důvodů může být výhodné, pokud je nanovlákenná membrána pro dosažení požadovaných parametrů tvořená alespoň dvěma na sobě uloženými vrstvami nanovláken, které obsahují nanovlákna z modifikovaného polyuretanu, které se navzájem liší průměrem vláken a/nebo plošnou hmotností a/nebo tloušťkou a/nebo podílem nanovláken z modifikovaného polyuretanu a/nebo molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu. Kromě toho je možné vhodnou volbou roztoku pro zvlákňování vytvářet směs nanovláken různých průměrů (viz níže) a dosáhnout vhodných parametrů v rámci membrány tvořené i jen jednou vrstvou nanovláken. V jiných variantách provedení může být nanovlákenná membrána tvořena dvěma stejnými na sobě uloženými vrstvami nanovláken z modifikovaného polyuretanu.
Pro výrobu nanovlákenné membrány podle vynálezu se vytvoří roztok modifikovaného polyuretanu v dimethylformamidu, který, pro případ beztryskového elektrostatického zvlákňování, obsahuje 10 až 20 %, s výhodou pak 13 až 18 % modifikovaného polyuretanu, ze kterého se při tomto způsobu zvlákňování vytváří nanovlákna o průměru cca 50 až 300 nm. Tento roztok je dále možné modifikovat přídavkem až 11 % ethylacetátu, který má vyšší tenzí par než dimethylformamid, díky čemuž dochází k jeho rychlejšímu odpařování a k tvorbě určitého podílu nanovláken s průměrem cca 300 až 800 nm. Ve výsledku se tak při použití rozpouštědlového systému dimethylformamid-ethylacetát vytváří bimodální směs nanovláken, která obsahuje frakci nanovláken s menším průměrem a frakci nanovláken s větším průměrem, ve vzájemném poměru
- 6 CZ 2017 - 297 A3 těchto frakcí 5:1 až 4:3. Např. při elektrostatickém zvlákňování roztoku obsahujícího 13,5 % modifikovaného polyuretanu obsahovala vytvořená vrstva nanovláken frakci nanovláken o průměru 50 až 100 nm a frakci nanovláken o průměru 300 až 400 nm ve vzájemném poměru 3:1 (viz např. příklady 1 až 3); při elektrostatickém zvlákňování roztoku obsahujícího 15,4 % modifikovaného polyuretanu obsahovala vytvořená vrstva nanovláken frakci nanovláken o průměru 50 až 200 nm a frakci nanovláken o průměru 400 až 600 nm ve vzájemném poměru 7:3 (viz např. příklady 4 až 7); a při elektrostatickém zvlákňování roztoku obsahujícího 17,5 % modifikovaného polyuretanu obsahovala vytvořená vrstva nanovláken frakci nanovláken o průměru 100 až 300 nm a frakci nanovláken o průměru 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru 4:1 (viz např. příklady 8 až 10).
Nanovlákenná membrána tvořená bimodální směsí nanovláken pak díky své struktuře dosahuje výhodnější kombinace parametrů, zejména prodyšnosti a hydrostatické odolnosti než nanovlákenná membrána ze stejného materiálu tvořená jedinou frakcí nanovláken s podobnými průměry.
V dalších variantách je možné podobnou bimodální směs nanovláken připravit také při použití modifikovaného polyuretanu s různou molekulovou hmotností, kdy se při stejné koncentraci v roztoku z modifikovaného polyuretanu s nižší molekulovou hmotností vytváří nanovlákna menších průměrů a z modifikovaného polyuretanu s vyšší molekulovou hmotností nanovlákna větších průměrů. Tato nanovlákna se pak na podkladový materiál ukládají současně jako směs, nebo postupně v na sobě uložených vrstvičkách.
Ve všech případech elektrostatického (nebo elektrického) zvlákňování je pro snazší a rovnoměrnější zvlákňování a jeho rychlejší iniciaci výhodné, pokud se před jeho zahájením zvýší elektrická vodivost výchozího roztoku modifikovaného polyuretanu, a to např. přídavkem alespoň jedné kvartemí amoniové soli na 28 až 32 pS/cm (při teplotě 22 °C). V případě odstředivého zvlákňování, není vzhledem kjeho principu nutné vodivost roztoku jakkoliv upravovat (namísto toho ale může být výhodné upravit jiný jeho parametr, např. jeho viskozitu).
Během elektrostatického zvlákňování se pak vytvářená nanovlákna z modifikovaného polyuretanu ukládají na povrchu podkladu uloženého nebo vedeného mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami, na kterém se tak postupně vytváří vrstva požadované plošné hmotnosti, nebo se k vhodnému podkladu uloženému mimo tento prostor odvádí proudem vzduchu nebo jiného plynu. V případě potřeby se mohou nanovlákna na stejné místo podkladu nanášet opakovaně až do dosažení požadované plošné hmotnosti vytvářené nanovlákenné membrány. Přitom je možné, aby se při alespoň jednom opakování, nebo alespoň v jednom okamžiku nanovlákna vytvářela z roztoku s jinou koncentrací a/nebo molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu, v důsledku čehož se vytvoří strukturovaná nanovlákenná membrána kombinující nanovlákna různých průměrů.
Jako podklad pro ukládaní nanovláken lze použít v podstatě libovolný materiál, přičemž je však výhodné, pokud se jedná o materiál s povrchovou rezistivitou menší než ΙΟ9 Ω a objemovou rezistivitou menší než 1010 Ω, aby tento materiál svou přítomností co nejméně narušoval elektrostatické pole vytvořené mezi zvlákňovací elektrodou (elektrodami) a sběrnou elektrodou (elektrodami), a s výhodou i o materiál porézní a prodyšný, aby co nejméně narušoval proudy vzduchu případně použité během zvlákňování nebo po něm (např. proud sušicího vzduchu, proud vzduchu usměrňující a/nebo urychlující nanovlákna, apod.). Současně je vzhledem k dalšímu použití a zpracování takto vytvořené nanovlákenné membrány výhodné, aby nanovlákna měla k tomuto materiálu co nejmenší přilnavost, a bylo možné z něj uloženou vrstvu snadno a bez poškození sejmout. Takovým materiálem je např. sulfátový papír, silikonový papír, vhodně modifikovaná textilie nebo (perforovaná) fólie apod. V případě, že se nanovlákna vytváří odstředivým zvlákňováním, nehraje povrchová ani objemová rezistivita podkladového materiálu zásadní roli.
-7 CZ 2017 - 297 A3
Nanovlákenná membrána podle vynálezu s výhodu obsahuje 100 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu, avšak např. pro dosažení výhodnějších mechanických vlastností může obsahovat také přídavek nanovláken, případně i mikrovláken libovolného jiného zvláknitelného polymeru nebo kopolymeru, případně může být kombinovaná s další alespoň jednou vrstvou materiálu, např. papíru, fólie, vrstvou nanovláken z libovolného polymeru, apod. Spodní hranice obsahu nanovláken z modifikovaného polyuretanu pro dosažení požadované hydrofobity, resp. hydrostatické odolnosti a oleofobity je 60 %.
Připravenou nanovlákennou membránu je možné použít pro výrobu textilního kompozitu, který tuto membránu kombinuje s alespoň jednou vrstvou textilie. Nanovlákenná membrána se přitom s touto vrstvou textilie spojí, s výhodou bodovými a/nebo úsečkovými a/nebo liniovými spoji tavného pojivá, které se během výroby nanese na kteroukoliv z těchto vrstev, s výhodou ale na vrstvu textilie, prostřednictvím gravírovacího válce (hot melt technologie), přičemž ke spojení obou vrstev dochází při průchodu štěrbinou mezi laminačním válcem a přítlačným válcem, případně i při působení zvýšeného tlaku, přizpůsobeného vlastnostem nanovlákenné membrány obvykle do 6 bar. Štěrbina mezi laminačním a přítlačným válcem přitom může být nastavena na součet tlouštěk laminovaných materiálů a v takovém případě je nutné na laminované materiály působit zvýšeným tlakem, nebo může být nastavena na nulovou hodnotu a v takovém případě není další působení zvýšeného tlaku nutné. První z variant je přitom výhodnější, neboť je obecně šetrnější a opakovatelnější.
Pokud se tavné pojivo nanáší na vrstvu nanovláken je nutno přizpůsobit jeho nanášení její nízké plošné hmotnosti a tloušťce, přičemž zakrytí gravírovacího válce laminačními body musí být např. pro bodové spojení nanovlákenné membrány a textilie nižší než 30 % povrchu válce, objem laminačních bodů musí být menší než 15 ml/m2 a hloubka laminačních bodů musí být menší než 0,2 mm, přičemž nános pojivá pak bude díky tomu menší než 10 g/m2. Při těchto postupech pak dochází k zachování hydrostatické odolnosti nanovlákenné membrány a ke snížení její prodyšnosti o maximálně 20 až 30 %, které je však, vzhledem k její vysoké výchozí prodyšnosti, zanedbatelné. Výsledná paropropustnost a výpamý odpor takto vytvořeného kompozitu jsou, na rozdíl od prodyšnosti, značně závislé na zvolených textilních vrstvách. Pokud je textilní vrstva/vrstvy zvolena tak, aby měla co nejnižší výpamý odpor (např. menší než 1,5 Pa.m2/W) je možné při popsaném způsobu laminace dosáhnout výpamého odporu pro třívrstvý laminát mezi 2 až 3 Pa.m2/W (jak je uvedeno v příkladech 1 až 10, výpamý odpor samotné nanovlákenné membrány je menší než 1 Pa.m2/W, a tedy na hranici měřitelnosti) a paropropustnosti okolo 25 000 g/m2/24 hod (paropropustnost samotné nanovlákenné membrány je vyšší než 60 000 g/m2/24 hod, a tedy na hranici měřitelnosti).
Aby byla nanovlákenná membrána při použití nebo dalším zpracování kompozitu chráněná proti mechanickému poškození, zejména oděru, je výhodné, pokud je uložená mezi dvěma textilními vrstvami, se kterými je spojená bodovými a/nebo úsečkovými a/nebo liniovými spoji tavného pojivá. Jedna z těchto textilních vrstev, s výhodou ta, která bude u hotového výrobku tvořit vnitřní vrstvu (podšívku) může mít charakter mřížky nebo síťky. V takovém případě dochází ke snížení prodyšnosti nanovlákenné membrány v třívrstvém kompozitu maximálně o 30 až 50 %, které je však, vzhledem kjejí vysoké výchozí prodyšnosti, stále přípustné a neomezuje nijak využití takto vytvořeného kompozitu.
Jak se ukazuje (viz např. příklad 6 níže), textilní kompozit obsahující nanovlákennou membránu obsahující nanovlákna z modifikovaného polyuretanu uloženou mezi dvěma vrstvami textilie si do značné míry zachovává své výchozí vlastnosti, i po několika cyklech praní čistou vodou nebo pracím prostředkem, díky čemuž je vhodný pro dlouhodobé a opakované používání. Z těchto testů je současně zřejmé i to, že nedochází k vazbě povrchově aktivní látky (látek) obsažené v pracím prostředku na nanovlákna z modifikovaného polyuretanu, a že je mezi těmito nanovlákny dostatečná koheze, takže nedochází k delaminaci a poškození struktury nanovlákenné membrány. Odolnost nanovlákenné membrány podle vynálezu vůči praní je způsobena několika faktory. Prvním z nich je to, že membrána tvořená nebo alespoň obsahující
-8CZ 2017 - 297 A3 nanovlákna z modifikovaného polyuretanu má díky fluorované části molekuly povrchovou energii nižší - cca 18 až 30 mN/m (dle výpočtů přes kontaktní úhly vody, etylenglykolu a diiodomethanu měřené na přístroji See System, pomocí modelu „Acid-base“), než je povrchová energie samotné vody (72 mN/m při 22 °C, 69,5 mN/m při 40 °C) i než je povrchová energie vody s přídavkem povrchově aktivní látky (látek) z pracího prostředku (obvykle nad 30 mN/m). Díky tomu při praní nedochází k jejímu smočení a k průniku složek pracího prostředku do její struktury. Druhým faktorem je to, že fluorovaná část molekuly modifikovaného polyuretanu se během výroby nanovláken ukládá na jejich povrchu, díky čemuž je povrch nanovláken oleofobní a odpuzuje tak lipofilní část molekuly povrchově aktivní látky (látek), která tak nemá tendenci se na nanovlákna vázat. Třetím faktorem je to, že pokud je nanovlákenná membrána tvořená bimodální směsí nanovláken nebo nanovlákny menších průměrů, mají její póry menší velikost a mechanicky znesnadňují vstup povrchově aktivní látky (látek) do vnitřní struktury membrány.
V dalších variantách provedení může textilní kompozit podle vynálezu obsahovat dvě nebo více nanovlákenných membrán, z nichž je každá tvořená alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu, přičemž tyto membrány mohou být uloženy na sobě, nebo mohou být odděleny jinou vrstvou kompozitu. Takovou vrstvou může být vrstva textilie, případně i vrstva nanovláken, který obsahuje méně než 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu, případně obsahuje nebo je tvořena nanovlákny z jiného polymeru.
Vhodným pojivém pro spojení nanovlákenné membrány s textilní vrstvou (vrstvami) kompozitu je zejména reaktivní tavné lepidlo, např. polyuretanové, které po vytvrdnutí při dalším vystavení vyšší teplotě, např. při připojování další vrstvy kompozitu, již znovu neměkne.
Kromě výše popsaného způsobu s využitím gravírovacího válce lze všechny nebo alespoň některé vrstvy textilního kompozitu spojovat i jinými známými variantami technologie hot melt, např. při nánosu tavného pojivá na nanovlákennou membránu a/nebo vrstvu textilie sprej ováním nebo jiným způsobem. Dalším příkladem použitelné laminační technologie je dále např. kalandrování, kdy se na nanovlákennou membránu a/nebo vrstvu textilie nanáší práškové tavné pojivo (např. na bázi etylen-vinyl acetátu, polyamidu, polyesteru apod.), případně kdy se tavné pojivo ukládá na povrch a/nebo do struktury nanovlákenné membrány a/nebo vrstvy textilie, např. ve formě nanovláken nebo nanovlákenné vrstvičky, nebo kdy je obsaženo přímo v materiálu vláken a/nebo nanovláken, a aktivuje se při průchodu spojovaných vrstev kalandrem, přičemž se dané vrstvy za definované teploty a tlaku tímto pojivém propojí. V jedné z variant této technologie se mezi spojované vrstvy ukládá tzv. laminační mřížka (např. na bázi kopolyesteru nebo kopolyamidu), která se při průchodu kalandrem roztaví nebo nataví a obě vrstvy propojí svým materiálem. Zřejmou podmínkou pro použité této technologie však je, aby během kalandrování nedošlo k poškození nanovlákenné membrány a její morfologie.
Kromě toho lze pro spojení alespoň některých vrstev textilního kompozitu použít také metodu pojení pomocí ultrazvuku, která je k nanovlákenné membráně šetrná, neboť je při ní nanovlákenná membrána vystavená jen lokálním ohřevům, a to navíc jen po velmi krátkou dobu.
Níže jsou pro názornost uvedeny reprezentativní příklady výroby nanovlákenných membrán vytvořených beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním a textilních kompozitů obsahujících tyto nanovlákenné membrány.
Příklad 1
Pro přípravu roztoku modifikovaného polyuretanu pro zvlákňování se použil zásobní roztok tohoto polyuretanu v dimethylformamidu s koncentrací modifikovaného polyuretanu 30 %. K tomuto zásobnímu roztoku se přidal další dimethylformamid a ethylacetát ve vzájemném poměru 5,6:1 a za normální pokojové teploty se vytvořil roztok s koncentrací modifikovaného
-9CZ 2017 - 297 A3 polyuretanu 13,5 %. Elektrická vodivost takto připraveného roztoku se následně přídavkem kvartemí amoniové soli zvýšila na 29,5 μS/cm; jeho výsledná viskozita byla 882 mPa.s při 22 °C.
Tento roztok se umístil do zásobních tanků zařízení pro elektrostatické zvlákňování technologie Nanospider™, které bylo opatřeno osmi zvlákňovacími elektrodami tvořenými statickou strunou dle EP 2173930, rozdělenými po čtyřech do dvou zvlákňovacích modulů, přičemž tyto zvlákňovací elektrody byly propojeny s kladným pólem zdroje (zdrojů) vysokého stejnosměrného napětí. Proti každé ze zvlákňovacích elektrod byla ve vzdálenosti 210 mm uspořádaná strunová sběrná elektroda propojená se záporným pólem zdroje (zdrojů) vysokého stejnoměrného napětí. Elektrické pole vytvořené mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami mělo intenzitu 0,37 kV/mm.
Prostorem mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami obou zvlákňovacích modulů procházel ve vzdálenosti 165 mm od zvlákňovacích elektrod podkladový materiál tvořený neběleným sulfátovým papírem (konkrétně BRANOperl BPC 85), který se při zvlákňování posunoval ve směru své délky rychlostí 0,077 m/min. Při elektrostatickém zvlákňování se na tomto podkladovém materiálu ukládala vytvářená nanovlákna z modifikovaného polyuretanu, která na něm vytvořila vrstvu s plošnou hmotností (stanovenu dle ČSN EN 12127 na vzorku o velikosti 100 cm2) 15 g/m2 tvořenou bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu o průměru 50 až 100 nm a 300 až 400 nm (stanovené analýzou obrázků z elektronového mikroskopu), ve vzájemném poměru 3:1. Výpamý odpor této vrstvy (stanovený způsobem dle ISO 11092; zkouškou pocení vyhřívanou destičkou) byl nižší než 1,0 Pa.m2/W její hydrostatická odolnost (stanovená způsobem dle ISO 811 při nárůstu tlaku 60 cm/min) byla 14800 mm vodního sloupce, prodyšnost (stanovená způsobem dle ASTM D737) 0,21 m3/m2/min, resp. 3,5 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost (stanovená způsobem dle ISO 15496) > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
Příklad 2
Ze stejného roztoku jako v příkladu 1 se stejným způsobem, avšak při rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 0,125 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 50 až 100 nm a 300 až 400 nm, ve vzájemném poměru 3:1. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 9,8 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, hydrostatická odolnost byla 11800 mm vodního sloupce, její prodyšnost 0,317 m3/m2/min, resp. 5,28 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
Takto připravená vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu se následně využila pro výrobu třívrstvého textilního kompozitu laminační technologií hot-melt s gravírovacím válcem. Během ní se na polyesterovou tkaninou (dostává osnovy 70,87/cm, dostává útku 43,31/cm; jemnost osnovy a útku 50 denier, 100 % polyester) s plošnou hmotností 80 g/m2, výpamým odporem 1,2 Pa.m2/W a ratingem po deseti cyklech praní 80 dle AATCC 22-2010 (DWR (80/10)), gravírovacím válcem naneslo polyuretanové reaktivní tavné lepidlo, které se na něm roztavilo při teplotě 110 °C. Povrch gravírovacího válce byl z 28 % zakryt laminačními body kruhovém tvaru s průměrem 0,7 mm a výškou 0,1 mm, Nános pojivá byl přibližně 9 g/m2. Na povrch polyesterové textilie, na který se nanášelo pojivo se průběžně ukládala membrána tvořená jednou vrstvou nanovláken z modifikovaného polyuretanu uloženou ze své výroby na sulfátovém papíře a obě vrstvy se pojily při průchodu štěrbinou mezi laminačním a přítlačným válcem, při tlaku 6 bar. Z vrstvy nanovláken se přitom současně odstraňoval sulfátový papír. Takto připravený dvouvrstvý laminát se nechal 48 hodin odležet, aby došlo k dostatečnému vytvrzení reaktivního lepidla. Poté se na volný povrch nanovlákenné membrány stejným postupem jako v předchozí kroku naneslo polyuretanové reaktivní tavné lepidlo a za stejných podmínek se k ní připojila nylonová pletenina o plošné hmotnosti 30 g/m2 (jemnost osnovy 20 denier, 100 % nylon).
- 10CZ 2017 - 297 A3
Tímto způsobem se vytvořil třívrstvý textilní kompozit, který dosahoval hydrostatické odolnosti 10000 až 11000 mm vodního sloupce a prodyšnosti 0,222 m3/m2/min, resp. 3,7 l/m2/s při 125 Pa.
Příklad 3
Ze stejného roztoku jako v příkladu 1 se stejným způsobem, avšak při rychlosti posunu podkladového materiálu 0,192 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 50 až 100 nm a 300 až 400 nm, ve vzájemném poměru 3:1. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti posunu podkladového materiálu 6,5 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, její hydrostatická odolnost byla 3780 mm vodního sloupce, prodyšnost 0,546 m3/m2/min, resp. 9,1 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24 hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
Příklad 4
Pro přípravu roztoku modifikovaného polyuretanu pro zvlákňování se použil zásobní roztok tohoto polyuretanu v dimethylformamidu s koncentrací modifikovaného polyuretanu 30 %. K tomuto zásobnímu roztoku se přidal další dimethylformamid a ethylacetát ve vzájemném poměru 4,9:1 a za normální pokojové teploty se vytvořil roztok s koncentrací modifikovaného polyuretanu 15,4 %. Elektrická vodivost takto připraveného roztoku se následně přídavkem kvartemí amoniové soli zvýšila na 30,5 pS/cm; jeho výsledná viskozita byla 1850 mPa.s (při 22 °C).
Tento roztok se umístil do zásobních tanků zařízení pro elektrostatické zvlákňování technologie Nanospider™, které bylo opatřeno osmi zvlákňovacími elektrodami tvořenými statickou strunou dle EP 2173930, rozdělenými po čtyřech do dvou zvlákňovacích modulů, přičemž tyto zvlákňovací elektrody byly propojeny s kladným pólem zdroje (zdrojů) vysokého stejnosměrného napětí. Proti každé ze zvlákňovacích elektrod byla ve vzdálenosti 180 mm uspořádaná strunová sběrná elektroda propojená se záporným pólem zdroje (zdrojů) vysokého stejnoměrného napětí. Elektrické pole vytvořené mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami mělo intenzitu 0,4 kV/mm.
Prostorem mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami obou zvlákňovacích modulů procházel ve vzdálenosti 165 mm od zvlákňovacích elektrod podkladový materiál tvořený neběleným sulfátovým papírem (konkrétně BRANOperl BPC 85), který se při zvlákňování posunoval ve směru své délky rychlostí 0,08 m/min. Při elektrostatickém zvlákňování se na něm ukládala vytvářená nanovlákna, která na něm vytvořila vrstvu s plošnou hmotností 19,3 g/m2 tvořenou bimodální směsí nanovláken o průměru 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru 7:3. Výpamý odpor této vrstvy byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, její hydrostatická odolnost byla 12000 mm vodního sloupce, prodyšnost 0,219 m3/m2/min, resp. 3,65 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
Příklad 5
Ze stejného roztoku jako v příkladu 4 se stejným způsobem, avšak při rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 0,12 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru 7:3. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 12,7 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, hydrostatická odolnost byla 10000 mm vodního sloupce, její prodyšnost 0,314 m3/m2/min, resp. 5,23 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
- 11 CZ 2017 - 297 A3
Příklad 6
Ze stejného roztoku jako v příkladu 4 se stejným způsobem, avšak při rychlosti posunu podkladového materiálu 0,2 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru 7:3. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti posunu podkladového materiálu 6,5 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, její hydrostatická odolnost byla 7300 mm vodního sloupce, prodyšnost 0,549 m3/m2/min, resp. 9,15 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
Takto připravená vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu se následně využila pro výrobu třívrstvého textilního kompozitu laminační technologií hot-melt s gravírovacím válcem. Během ní se na polyesterovou tkaninou (dostává osnovy 70,87/cm, dostává útku 43,31/cm; jemnost osnovy a útku 50 denier, 100 % polyester) s plošnou hmotností 80 g/m2, výpamým odporem 1,2 Pa.m2/W a ratingem po deseti cyklech praní 80 dle AATCC 22-2010 (DWR (80/10)), gravírovacím válcem naneslo polyuretanové reaktivní tavné lepidlo, které se na gravírovacím válci roztavilo při teplotě 110 °C. Povrch gravírovacího válce byl z 28 % zakryt laminačními body kruhového tvaru s průměrem 0,7 mm a výškou 0,1 mm, Nános pojivá byl přibližně 9 g/m2. Na povrch polyesterové textilie, na který se nanášelo pojivo se průběžně ukládala membrána tvořená jednou vrstvou nanovláken z modifikovaného polyuretanu uloženou ze své výroby na sulfátovém papíře a obě vrstvy se pojily při průchodu štěrbinou mezi laminačním a přítlačným válcem, při tlaku 6 bar, přičemž se z vrstvy nanovláken současně odstraňoval sulfátový papír. Takto připravený dvouvrstvý laminát se nechal 48 hodin odležet, aby došlo k dostatečnému vytvrdnutí reaktivního lepidla. Poté se na volný povrch nanovlákenné membrány stejným postupem jako v předchozí kroku naneslo polyuretanové reaktivní tavné lepidlo a za stejných podmínek se se k ní připojila nylonová pletenina o plošné hmotnosti 30 g/m2 (jemnost osnovy 20 denier, 100 % nylon).
Tímto způsobem se vytvořil třívrstvý textilní kompozit, který dosahoval hydrostatické odolnosti 7000 mm vodního sloupce a prodyšnosti 0,305 m3/m2/min, resp. 5,09 l/m2/s při 125 Pa, výpamý odpor 2,2 Pa.m2/W a propustnost pro vodní páru 25 000 g/m2/24hod.
Tento laminát se následně podrobil pracím testům podle ISO 6330:2000, při kterých se použila pračka s předním plněním, přičemž každý z pěti pracích cyklů probíhal 50 minut při teplotě 30 °C, s otáčkami bubnu pračky 800 min'1, při náplni pračky 2 kg. Poté se vypraný kompozit za pokojové teploty usušil na sušáku. Tyto prací testy se pro srovnání provedly ve dvou variantách v čisté vodě, a s použitím standardního IEC-A* detergentu. V prvním případě klesla hydrostatická odolnost kompozitu na 5000 mm vodního sloupce (tj. 71 % výchozí hodnoty) a prodyšnost na 0,244 m3/m2/min, resp. 4,07 l/m2/s (tj. 80 % výchozí hodnoty), přičemž výpamý odpor a propustnost pro vodní páru zůstaly beze změny; v druhém pak hydrostatická odolnost klesla na 4000 mm vodního sloupce (tj. 57 % výchozí hodnoty) a prodyšnost na 0,244 m3/m2/min, resp. 4,07 l/m2/s (tj. 80 % výchozí hodnoty), přičemž výpamý odpor a propustnost pro vodní páru zůstaly zachovány. Z toho je zřejmé, že textilní kompozit si i po 5-ti cyklech praní zachovává vlastnosti vhodné pro jeho praktické využití v oděvním průmyslu. Současně je zřejmé i to, že pokles prodyšnosti není způsoben vazbou povrchově aktivní látky (látek) na nanovlákna z modifikovaného polyuretanu, protože k němu dochází i při praní v čisté vodě, a je pravděpodobně způsoben lokální změnou velikosti pórů vrstvy nanovláken při kontaktu s vodou. Mezi nanovlákny je současně dostatečná koheze, takže nedochází k delaminaci a poškození struktury nanovlákenné vrstvy.
Příklad 7
Ze stejného roztoku jako v příkladu 4 se stejným způsobem, avšak při rychlosti posunu podkladového materiálu 0,4 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu
- 12CZ 2017 - 297 A3 tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru 7:3. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti posunu podkladového materiálu 3,6 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, její hydrostatická odolnost byla 1500 mm vodního sloupce, prodyšnost 1,24 m3/m2/min, resp. 20,7 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).
Příklad 8
Pro přípravu roztoku modifikovaného polyuretanu pro zvlákňování se použil zásobní roztok tohoto polyuretanu v dimethylformamidu s koncentrací modifikovaného polyuretanu 30 %. K tomuto zásobníku roztoku se přidal další dimethylformamid a ethylacetát ve vzájemném poměru 5,2:1 a za normální pokojové teploty se vytvořil roztok s koncentrací modifikovaného polyuretanu 17,5 %. Elektrická vodivost takto připraveného roztoku se následně přídavkem kvartemí amoniové soli zvýšila na 29,3 pS/cm; jeho výsledná viskozita byla 2170 mPa.s (při 22 °C).
Tento roztok se umístil do zásobních tanků zařízení pro elektrostatické zvlákňování technologie Nanospider™, které bylo opatřeno osmi zvlákňovacími elektrodami tvořenými statickou strunou dle EP 2173930, rozdělenými po čtyřech do dvou zvlákňovacích modulů, přičemž tyto zvlákňovací elektrody byly propojeny s kladným pólem zdroje (zdrojů) vysokého stejnosměrného napětí. Proti každé ze zvlákňovacích elektrod byla ve vzdálenosti 200 mm uspořádaná strunová sběrná elektroda propojená se záporným pólem zdroje (zdrojů) vysokého stejnoměrného napětí. Elektrické pole vytvořené mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami mělo intenzitu 0,35 kV/mm.
Prostorem mezi zvlákňovacími elektrodami a sběrnými elektrodami obou zvlákňovacích modulů procházel ve vzdálenosti 170 mm od zvlákňovacích elektrod podkladový materiál tvořený neběleným sulfátovým papírem (konkrétně BRANOperl BPC 85), který se při zvlákňování posunoval ve směru své délky rychlostí 0,077 m/min. Při elektrostatickém zvlákňování se na tomto podkladovém materiálu ukládala vytvářená nanovlákna z modifikovaného polyuretanu, která na něm vytvořila vrstvu s plošnou hmotností 17,2 g/m2 tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 100 až 300 nm a 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru 4:1. Výpamý odpor této vrstvy byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, její hydrostatická odolnost byla 9100 mm vodního sloupce, prodyšnost 0,305 m3/m2/min, resp. 5,08 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 8 (podle AATCC 118).
Příklad 9
Ze stejného roztoku jako v příkladu 8 se stejným způsobem, avšak při rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 0,12 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 100 až 300 nm a nanovláken o průměru 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru 4:1. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 9,7 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, hydrostatická odolnost 8300 mm vodního sloupce, její prodyšnost 0,67 m3/m2/min, resp. 11,17 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 7 (podle AATCC 118).
Příklad 10
Ze stejného roztoku jako v příkladu 8 se stejným způsobem, avšak při rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 0,2 m/min, vytvořila vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu tvořená bimodální směsí nanovláken o průměru 100 až 300 nm a nanovláken o průměru 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru 4:1. Její plošná hmotnost byla díky vyšší rychlosti podélného posunu podkladového materiálu 6,4 g/m2. Její výpamý odpor byl nižší než 1,0 Pa.m2/W, hydrostatická odolnost 5800 mm vodního sloupce %), její prodyšnost 1,036
- 13 CZ 2017 - 297 A3 m3/m2/min, resp. 17,27 l/m2/s při 125 Pa a paropropustnost > 60 000 g/m2/24hod. Tato vrstva současně vykazovala oleofobitu 6 (podle AATCC 118).

Claims (38)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Nanovlákenná membrána vyznačující se tím, že je tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu následujícího strukturního vzorce:
  2. 2. Nanovlákenná membrána podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu s molekulovou hmotností 70 000 až 110 000 Da.
  3. 3. Nanovlákenná membrána podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje vrstvu nanovláken z modifikovaného polyuretanu, která obsahuje dvě frakce nanovláken navzájem se lišící průměrem nanovláken.
  4. 4. Nanovlákenná membrána podle nároku 3, vyznačující se tím, že je tvořená vrstvou nanovláken, která je tvořená bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu s frakcemi nanovláken o průměru 50 až 100 nm a 300 až 400 nm, ve vzájemném poměru těchto frakcí 5:1 až 4:3.
  5. 5. Nanovlákenná membrána podle nároku 3, vyznačující se tím, že je tvořená vrstvou nanovláken, která je tvořená bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu s frakcemi nanovláken o průměru 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru těchto frakcí 5:1 až 4:3.
  6. 6. Nanovlákenná membrána podle nároku 3, vyznačující se tím, že je tvořená vrstvou nanovláken, která je tvořená bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu
    - 14CZ 2017 - 297 A3 s frakcemi nanovláken o průměru 100 až 300 nm a 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru těchto frakcí 5:1 až 4:3.
  7. 7. Nanovlákenná membrána podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dvě na sobě uložené vrstvy nanovláken z modifikovaného polyuretanu.
  8. 8. Nanovlákenná membrána podle nároku 7, vyznačující se tím, že alespoň dvě na sobě uložené vrstvy nanovláken z modifikovaného polyuretanu se navzájem liší průměrem vláken a/nebo plošnou hmotností a/nebo tloušťkou a/nebo podílem v nich obsažených nanovláken z modifikovaného polyuretanu a/nebo molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu.
  9. 9. Nanovlákenná membrána podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že alespoň jedna její vrstva nanovláken z modifikovaného polyuretanu, obsahuje dvě frakce nanovláken s různým průměrem.
  10. 10. Nanovlákenná membrána podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že má plošnou hmotnost 3 až 20 g/m2.
  11. 11. Nanovlákenná membrána podle nároku 10, vyznačující se tím, že má plošnou hmotnost 4 až 12 g/m2, s výhodou 5 až 10 g/m2.
  12. 12. Způsob přípravy nanovlákenné membrány podle nároku 1, vyznačující se tím, že se připraví roztok modifikovaného polyuretanu následujícího strukturního vzorce:
    s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da v dimethylformamidu s koncentrací modifikovaného polyuretanu 10 až 20 % a z tohoto roztoku se zvlákňováním vytvoří nanovlákna.
  13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že roztok modifikovaného polyuretanu se vytvoří s koncentraci modifikovaného polyuretanu 12 až 18 %.
  14. 14. Způsob podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím, že roztok modifikovaného polyuretanu dále obsahuje až 11 % ethylacetátu.
    - 15 CZ 2017 - 297 A3
  15. 15. Způsob podle libovolného z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že elektrická vodivost roztoku modifikovaného polyuretanu se před jeho zvlákněním zvýší přídavkem alespoň jedné kvartemí amoniové soli na 28 až 32 pS/cm při teplotě 22 °C a tento se roztok zvlákní elektrostatickým zvlákňováním.
  16. 16. Způsob podle libovolného u nároků 12 až 15, vyznačující se tím, že roztok modifikovaného polyuretanu se zvlákňuje beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním.
  17. 17. Způsob podle libovolného z nároků 12 až 16, vyznačující se tím, že vytvářená nanovlákna se během zvlákňování ukládají do vrstvy na porézním podkladovém materiálu s povrchovou rezistivitou menší než ΙΟ9 Ω a objemovou rezistivitou menší než 1010Ω.
  18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že nanovlákna z modifikovaného polyuretanu se na podkladový materiál ukládají opakovaně ve vrstvičkách, až do dosažení požadované plošné hmotnosti.
  19. 19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že nanovlákna z modifikovaného polyuretanu se alespoň při jednom opakování vytváří z roztoku s jinou koncentrací modifikovaného polyuretanu a/nebo s jinou molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu, v důsledku čehož se vytváří strukturovaná nanovlákenná membrána kombinující nanovlákna různých průměrů.
  20. 20. Způsob podle libovolného z nároků 17 až 19, vyznačující se tím, že podkladovým materiálem je sulfátový nebo silikonový papír.
  21. 21. Textilní kompozit vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu vrstvu textilie s výpamým odporem menším než 1,5 Pa.m2/W, přičemž na alespoň jednom povrchu této vrstvy je uložená nanovlákenná membrána tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu následujícího strukturního vzorce:
    s molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da, která je s vrstvou textilie spojená bodovými a/nebo úsečkovými a/nebo liniovými spoji tavného pojivá.
  22. 22. Textilní kompozit podle nároku 21, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána je tvořená alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu s molekulovou hmotností 70 000 až 110 000 Da.
    - 16CZ 2017 - 297 A3
  23. 23. Textilní kompozit podle nároku 21 nebo 22, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána obsahuje vrstvu nanovláken z modifikovaného polyuretanu, která obsahuje dvě frakce nanovláken s různým průměrem.
  24. 24. Textilní kompozit podle nároku 23, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána je tvořená vrstvou nanovláken, která je tvořená bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu s frakcemi nanovláken s průměrem 50 až 100 nm a 300 až 400 nm, ve vzájemném poměru těchto frakcí 5:1 až 4:3.
  25. 25. Textilní kompozit podle nároku 23, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána je tvořená vrstvou nanovláken, která je tvořená bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu s frakcemi nanovláken s průměrem 50 až 200 nm a 400 až 600 nm, ve vzájemném poměru těchto frakcí 5:1 až 4:3.
  26. 26. Textilní kompozit podle nároku 23, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána je tvořená vrstvou nanovláken, která je tvořená bimodální směsí nanovláken z modifikovaného polyuretanu s frakcemi nanovláken s průměrem 100 až 300 nm a 500 až 700 nm, ve vzájemném poměru těchto frakcí 5:1 až 4:3.
  27. 27. Textilní kompozit podle libovolného z nároků 21 až 26, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána je uložená mezi dvěma vrstvami textilie, z nichž každá má výpamý odpor menší než 1,5 Pa.m2.W_1, a je s oběma těmito vrstvami spojená bodovými a/nebo úsečkovými a/nebo liniovými spoji tavného pojivá.
  28. 28. Textilní kompozit podle libovolného z nároků 21 až 27, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána obsahuje alespoň dvě na sobě uložené vrstvy nanovláken z modifikovaného polyuretanu.
  29. 29. Textilní kompozit podle nároku 28, vyznačující se tím, že alespoň dvě na sobě uložené vrstvy nanovláken z modifikovaného polyuretanu se navzájem liší průměrem vláken a/nebo plošnou hmotností a/nebo tloušťkou a/nebo podílem v nich obsažených nanovláken z modifikovaného polyuretanu a/nebo molekulovou hmotností modifikovaného polyuretanu.
  30. 30. Textilní kompozit podle nároku 28 nebo 29, vyznačující se tím, že alespoň jedna vrstva nanovlákenné membrány obsahuje dvě frakce nanovláken z modifikovaného polyuretanu s různým průměrem.
  31. 31. Textilní kompozit podle libovolného z nároků 21 až 30, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dvě na sobě uložené nanovlákenné membrány, z nichž je alespoň jedna tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu.
  32. 32. Textilní kompozit podle libovolného z nároků 21 až 30, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dvě nanovlákenné membrány, z nichž je alespoň jedna tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu, přičemž tyto membrány jsou navzájem oddělené vrstvou textilie nebo vrstvou nanovláken, která obsahuje méně než 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu.
  33. 33. Textilní kompozit podle libovolného z nároků 20 až 31, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána má plošnou hmotnost 3 až 20 g/m2.
  34. 34. Textilní kompozit podle nároku 33, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána má plošnou hmotnost 4 až 12 g/m2, s výhodou 5 až 10 g/m2.
    - 17 CZ 2017 - 297 A3
  35. 35. Způsob výroby textilního kompozitu podle nároku 21, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána, která je tvořena alespoň jednou vrstvou nanovláken, která obsahuje alespoň 60 % nanovláken z modifikovaného polyuretanu následujícího strukturního vzorce:
    molekulovou hmotností 50 000 až 250 000 Da, se prostřednictvím bodových a/nebo úsečkových a/nebo liniových spojů tavného pojivá spojí s alespoň jednou vrstvou textilie, která má výpamý odpor menší než 1,5 Pa.m2/W.
  36. 36. Způsob podle nároku 35, vyznačující se tím, že tavné pojivo se nanese na povrch nanovlákenné membrány gravírovacím válcem, přičemž zakrytí gravírovacího válce je nižší než 30 %, objem laminámích bodů menší než 15 ml/m2, hloubka laminámích bodů menší než 0,2 mm a nános pojivá menší než 10 g/m2.
  37. 37. Způsob podle nároku 35 nebo 36, vyznačující se tím, že na volný povrch nanovlákenné membrány spojené s textilií se gravírovacím válcem nanese tavné pojivo, přičemž zakrytí gravírovacího válce laminačními body je nižší než 30 %, objem laminámích bodů menší než 15 ml/m2, hloubka laminámích bodů menší než 0,2 mm a nános pojivá menší než 10 g/m2, poté se na povrch nanovlákenné membrány s naneseným tavným pojivém uloží další vrstva textilie, která má výpamý odpor menší než 1,5 Pa.m^W1, a nanovlákenná membrána se s touto vrstvou textilie spojí prostřednictvím bodových a/nebo úsečkových a/nebo liniových spojů za působení zvýšeného tlaku.
  38. 38. Způsob podle libovolného z nároků 35 až 37, vyznačující se tím, že nanovlákenná membrána se s alespoň jednou vrstvou textilie spojí při působení tlaku do 6 barů.
CZ2017-297A 2017-05-25 2017-05-25 Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby CZ308156B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-297A CZ308156B6 (cs) 2017-05-25 2017-05-25 Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-297A CZ308156B6 (cs) 2017-05-25 2017-05-25 Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2017297A3 true CZ2017297A3 (cs) 2018-12-05
CZ308156B6 CZ308156B6 (cs) 2020-01-29

Family

ID=69177236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-297A CZ308156B6 (cs) 2017-05-25 2017-05-25 Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308156B6 (cs)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104372527B (zh) * 2014-10-29 2016-06-08 齐鲁工业大学 通过静电纺丝技术制备含氟的n-取代聚氨酯超疏水超疏油薄膜的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CZ308156B6 (cs) 2020-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2231391B1 (en) Liquid water resistant and water vapor permeable garments comprising hydrophobic treated nonwoven made from nanofibers
JP2016193205A (ja) バルクフィル材料及び構築物
CN103437072B (zh) 防水透湿织膜的制备方法、防水透湿织物及其制备方法
CN110582601B (zh) 具有不同孔组的纤维素纤维非织造织物
KR20100080794A (ko) 직물 및 직물 적층체
KR20070110436A (ko) 적층체 및 이것을 사용한 섬유 제품
KR102245562B1 (ko) 텍스타일 기재 상의 나노 섬유의 직접적 피착
KR20090128097A (ko) 나노섬유 웹을 포함하는 투습방수원단의 제조방법
KR101234044B1 (ko) 투습성이 뛰어난 자외선 경화형 투습방수 원단 및 이의 제조방법
KR20090124293A (ko) 나노섬유를 이용한 투습방수성 웹 및 그 제조방법
CN103963393A (zh) 一种防水透湿复合膜及其制备方法
Gavrilenko et al. Functionalized nanofibrous coating on cotton fabrics
CN105729918A (zh) 一种可呼吸式单向导湿防护材料及在制备纺织用品中的应用
KR101106679B1 (ko) 폴리우레탄 나노섬유 웹 및 이를 포함하는 투습방수원단
CZ2015163A3 (cs) Způsob pro výrobu textilního kompozitu zejména pro outdoorové aplikace, který obsahuje alespoň jednu vrstvu polymerních nanovláken, a tímto způsobem připravený textilní kompozit
JP6754929B2 (ja) 複合基布の製造方法
CZ2017297A3 (cs) Nanovlákenná membrána a způsob její výroby, a textilní kompozit obsahující tuto nanovlákennou membránu a způsob jeho výroby
KR20060022406A (ko) 발수성 및 발유성이 우수한 나노섬유 부직포 및 그의제조방법
JP6011738B1 (ja) 防護材料、防護衣、および再生防護衣の製造方法
WO2012159592A1 (en) Method of increasing hydrophobic properties of planar layer of polymeric nanofibres, a layer of polymeric nanofibres with increased hydrophobic properties, and a layered textile composite containing such layer
WO2021236703A1 (en) Fabric with improved barrier properties
KR101450217B1 (ko) 전기방사 장치
KR100822370B1 (ko) 투습방수 폴리우레탄 필름의 제조방법
JP2017196762A (ja) 防護シート、当該防護シート用いた防護衣材料、防護衣服、および防護用品
KR101319540B1 (ko) 투습방수 원단을 제조하는 방법