CZ2017402A3 - Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu - Google Patents
Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2017402A3 CZ2017402A3 CZ2017-402A CZ2017402A CZ2017402A3 CZ 2017402 A3 CZ2017402 A3 CZ 2017402A3 CZ 2017402 A CZ2017402 A CZ 2017402A CZ 2017402 A3 CZ2017402 A3 CZ 2017402A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- textile
- nanofiber layer
- adhesive
- Prior art date
Links
- 239000004753 textile Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 120
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 55
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 25
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 25
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 10
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004772 Sontara Substances 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 2
- 229920006310 Asahi-Kasei Polymers 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013566 allergen Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 229920006018 co-polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Při způsobu výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu a její textilní nosič se technologií elektrostatického zvlákňování, extruzí nebo jinou zvlákňovací technologií vytvoří nanovlákenná vrstva na pásu substrátu, načež pás substrátu s připojenou nanovlákennou vrstvou a pás zvoleného textilního nosiče opatřeného na straně aplikace nanovlákenné vrstvy adhezivem se nechají společně projít mezi alespoň jednou dvojicí přítlačných laminovacích válců, načež se z povrchu nanovlákenné vrstvy přilaminované k textilnímu nosiči odebere substrát.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby textilních filtračních médií obsahujících nanovlákennou vrstvu, určených zejména pro filtraci vzduchu nebo kapalin, k zachycení prachových částic nebo mikroorganismů, případně se týká výroby separačních materiálů nebo paropropustných membrán pro využití v textilu, obuvi apod.
Dosavadní stav techniky
Nej frekventovanější výrobní technologie nanovlákenných membrán využívá princip elektrostatického zvlákňování - elektrospiningu. Nanovlákna tažená zvlákňovací elektrodou z roztoku polymeru se ukládají na substrát - podkladovou textilii, za níž je umístěna sběrná elektroda. Nanovlákna procházejí definovanou rychlostí mezi zvlákňovací a sběrnou elektrodou ve zvlákňovací komoře. Tato technologie výroby nanovlákenné vrstvy je popsána např. v EP 1673493 Bl.
V US 6554881B1 se uvádí způsob vytvoření separované nanovlákenné vrstvy. Způsob spočívá v tom, že se extruduje roztavený polymemí materiál sítí trysek do proudu horkého vzduchu, který uloží nanovlákna do vrstvy na pás substrátu pohybující se na válcích. Následně se vrstva nanovláken kontinuálně odděluje od substrátu, zbaví se elektrostatického náboje a navinuje na válec.
Při vývoji textilních materiálů obsahujících nanovlákennou vrstvu se parametry nanovlákenné vrstvy volí s ohledem na požadované vlastnosti finálního materiálu.
V případě filtračních médií pro filtraci vzduchu se jedná o hodnoty filtrační účinnosti a prodyšnosti materiálu. U materiálů určených na filtraci kapalin se jedná zejména o porozitu filtrační membrány. Taje rozhodující pro účinnost filtrace a propustnost pro kapalinu. V případě materiálů určených k odstranění mikroorganismů ze vzduchu je podstatná účinnost záchytu mikroorganismů.
Při výrobě kompozitních textilních materiálů obsahujících nanovlákennou vrstvu se postupuje tak, jak je např. popsáno v CZ 305230: Bariérová textilie s nanovlákennou vrstvou je tvořena sendvičem obsahujícím základní materiál - substrát z netkané textilie, na kterém je uspořádána alespoň jedna nanovlákenná vrstva. Nanovlákenná vrstva lpí na substrátu typu spunbond a je opatřena krycí vrstvou vybranou z různých druhů textilií podle účelu použití výsledného materiálu.
Dobré přilnutí nanovlákenné vrstvy k substrátu je zajištěno roztokem adheziva nanášeného na substrát před uložením nanovlákna. Soudržnost krycí vrstvy s nanovlákennou vrstvou a substrátem je zajištěna laminací, a to bud s využitím dalšího adheziva, nebo pouze působením tlaku a tepla.
Tímto způsobem se vytvoří sendvičová struktura, jejíž jednou vrstvou je původní substrát.
V řadě případů však vhodným materiálem pro cílové využití může být pouze krycí materiál opatřený nanovlákennou vrstvou, tedy materiál, který substrát vůbec neobsahuje, anebo sendvičový materiál, ve kterém je substrát nahrazen jinou, pro daný účel vhodnější textilií. V takovém případě se nanovlákna ukládají ve zvlákňovací komoře na osvědčený substrát, který není ošetřen adhezivem, a nanovlákenná vrstva se ze substrátu odděluje a navíjí na válec, jak je popsáno v citovaném US 6554881. Z válce se pak odvíjí na plochu funkční textilie o
- 1 CZ 2017 - 402 A3 požadovaných vlastnostech a na ní se adjustuje, např. adhezivy, laminováním apod. Nanovlákenná vrstva může být podle potřeby překryta i z druhé strany další textilií.
Tento postup je však možný jen pokud nanovlákenná vrstva má dostatečnou soudržnost. Za tím účelem mohou být během procesu vytváření nanovlákenné vrstvy do její struktury přidávána mikrovlákna, jak je popsáno v CZ 306018, nebo se nástřikem nízkotlakou vakuovou plazmou vytváří kontinuální film, který po zatuhnutí mechanicky spojuje sousední nanovlákna - viz CZ 305675. Ukazuje se však, že vytvořit zpevněnou manipulovatelnou nanovlákennou vrstvu je možné, jen pokud nanovlákenná vrstva vykazuje specifickou hmotnost minimálně 1 gm-2.
Nanovlákenné membrány o nižší specifické plošné hmotnosti nemají postačující soudržnost, trhají se a neumožňují transfer na nový podklad.
Struktura, tloušťka a další vlastnosti nanovlákenné membrány jsou ovlivněny mnoha parametry procesu elektrostatického zvlákňování, např. koncentrací a vodivostí polymemího roztoku, rozdílem napětí na zvlákňovací a sběrné elektrodě, vzdáleností elektrod, relativní vlhkostí vzduchu v komoře a v neposlední řadě typem substrátu.
Bylo zjištěno, že proces elektrospiningu je významně ovlivněn měrným elektrickým odporem rezistivitou substrátu. Rezistivita je schopnost hmoty bránit průchodu elektrického proudu. U textilií se rozlišuje povrchová elektrická rezistivita a objemová elektrická rezistivita. Povrchová rezistivita ps je odpor materiálu měřený mezi dvěma elektrodami přiloženými na jeho povrch, zatím co objemová rezistivita pv je odpor materiálu umístěného mezi dvěma elektrodami. A to je případ elektrostatického zvlákňování, kdy jsou elektrody umístěny na opačných stranách substrátu. Pro objemovou rezistivitu pv platí pv = Rv. S//z |Ωηι|, kde
Rv je odpor [Ω] h je tloušťka textilie [m]
S je plocha elektrod [m2].
Byla měřena objemová rezistivita různých materiálů používaných jako substrát pro elektrospining. Měření rezistivity bylo provedeno dle normy ČSN EN 62340 - 2-3.
Metody zkoušek pro stanovení rezistance a rezistivity tuhých rovinných materiálů, používaných k zabránění akumulace elektrostatického náboje.
Výsledky jsou v následující tabulce:
| Materiál | Výrobce | Objemová rezistivita [Ώ] |
| Pervin 45 g/m2 | Perla, netkané textilie a s. | 8,02 E+08 |
| Sontara 55 g/m2 | Du Pont | 6,95 E+08 |
| Pegatex S20, 20 g/m2 antistatická úprava | Pegas Nonwovens, a s. | 5,38 E+05 |
| Pegatex S30, 30 g/m2 antistatická úprava | Pegas Nonwovens, a s. | 1,40 E+06 |
| Pegatex S60, 60 g/m2 | Pegas Nonwovens, a s. | 2,74 E+10 |
| Síťka PET | l.Cory s.r.o. (distributor) | 5,75 E+09 |
| FNAE 1583, 37 g/m2 | Ecotextil, s.r.o. | 2,00 E+10 |
-2CZ 2017 - 402 A3
| Nylon 100%, N 01020, 20 g/m2 | Asahi KASEI Advance Corporation | 1,36 E+10 |
| Buffalo PET-COPET bico, 30 g/m2 | Mogul Nonwoven | 2,69 E+10 |
| Netkaná textilie obsahující uhlíkové | l.Cory s.r.o. (distributor) | 1,91 E+03 |
| částice, 30 g/m2 |
Z výsledků je patrné, že se objemová rezistivita používaných materiálů významně liší.
Rezistivta substrátu má kromě kvality nanovlákenné vrstvy aplikované na substrát zásadní vliv na efektivitu produkce nanovlákenné membrány, tedy hmotnost polymeru, který lze nanést za definovanou jednotku času na jednotku plochy substrátu (g/m2/min). Dokládají to měření dosažitelné rychlosti zvlákňování u tří vzorků různých textilních materiálů: polymerů polyamid 6 (PA6) a polyvinyliden fluorid (PVDF), jejichž rezistivita se liší, přičemž koncentrace roztoku zůstává u všech vzorků stejná. Jedná se vesměs o materiály běžně používané jako substrát.
Měření bylo provedeno technologií Nanospider™, konkrétně na stroji NS8S1600U:
Vzorek 1
Vrstva nanovláken PA6 z roztoku o koncentraci polymeru 14 %, při plošné hmotnosti vrstvy 2 g/m2 a při průměrech vláken 120 až 200 nm byla vytvořena na substrátu Sontara rychlostí zvlákňování 55 cm/min. Na podklad PEGATEX S30 byla vrstva o stejné plošné hmotnosti vytvořena rychlostí zvlákňování 73 cm/min.
Vzorek 2
Vrstva nanovláken PA6 z roztoku o koncentraci polymeru 12 %, o průměrech vláken 120 až 150 nm, s filtrační účinností 98 % na částice o velikosti 0,3 pm byla vytvořena na substrátu Buffalo PET-COPET bico rychlostí 2,8 m/min. Na podklad PEGATEX S30 byla vrstva stejné filtrační účinnosti vytvořena rychlostí zvlákňování 3,9 m/min.
Vzorek 3
Vrstva nanovláken PVDF z roztoku o koncentraci polymeru 12 %, o průměrech vláken 120 až 170 nm, s filtrační účinností 90 % na částice o velikosti 0,3 pm byla vytvořena na substrátu FNAE 1583 rychlostí zvlákňování 6,1 m/min. Na podklad PEGATEX S30 byla vrstva stejné filtrační účinnosti vytvořena rychlostí zvlákňování 7,9 m/min.
Je zřejmé, že substráty s nižší hodnotou objemové rezistivity umožňují vyšší produktivitu procesu elektrostatického zvlákňování, při dosažení stejných parametrů plošné hmotnosti resp. filtrační efektivity nanovlákenné vrstvy, a to při obdobných průměrech vláken.
Produktivita výrobního procesu se logicky promítá do výrobních nákladů při výrobě materiálů obsahujících nanovlákennou vrstvu.
Při výrobě složených textilních materiálů obsahujících nanovlákennou vrstvu není možno se omezit pouze na materiály s nízkou objemovou rezistivitou. Aby výsledný materiál měl takové vlastnosti, které jej předurčují ke konkrétnímu užití, musí v řadě případů obsahovat i materiály s vysokou rezistivitou, které, pokud by sloužily jako substrát při vytváření nanovlákennné vrstvy, výrazně zhorší efektivitu výroby výsledného materiálu.
Vynález si klade za úkol navrhnout způsob výroby kompozitního textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu, který by umožnil integraci samotné nanovlákenné vrstvy bez ohledu na její plošnou specifickou hmotnost a bez ohledu na elektrickou rezistivitu textilního
-3 CZ 2017 - 402 A3 nosiče, na kterém je nanovlákenná vrstva v hotovém výrobku uplatněna.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu a její textilní nosič, při kterém se technologií elektrostatického zvlákňování, extruzí nebo jinou zvlákňovací technologií vytvoří nanovlákenná vrstva na pásu substrátu, načež pás substrátu s připojenou nanovlákennou vrstvou a pás zvoleného textilního nosiče opatřeného na straně aplikace nanovlákenné vrstvy adhezivem se nechají společně projít mezi alespoň jednou dvojicí přítlačných laminovacích válců, načež se z povrchu nanovlákenné vrstvy přilaminované k textilnímu nosiči odebere substrát.
Adhezivem může být práškové nebo tavné lepidlo nanesené na textilní nosič v ploše nebo v podobě bodového rastru nebo síta.
Na strukturu tvořenou substrátem, nanovlákennou vrstvou, adhezivem a textilním nosičem se působí tlakem 0,5 až 4,0 bar.
Uvedená struktura se může pojit při teplotě 40 až 190°C dle typu lepidla.
Substrát lze odebírat ze struktury tvořené substrátem, nanovlákennou vrstvou, adhezivem a textilním nosičem bezprostředně po laminaci, anebo se struktura po laminaci navine na cívku a substrát se oddělí po odvinutí struktury z cívky.
V případě elektrostatického zvlákňování se změří objemová rezistivita substrátu a do zvlákňovacího zařízení se vloží substrát, jehož rezistivita nepřekračuje hodnotu 2,0 E.
Po provedení transferu nanovlákenné vrstvy na textilní nosič je možné nanovlákennou vrstvu překrýt krycí textilní vrstvou za účelem ochrany nanovlákenné vrstvy před mechanickým poškozením.
Jako textilní nosič lze využít netkanou textilii s bikomponentními vlákny, jejíž složkou je nízkotavitelný polyester, například PET - COPET.
Popsaná technologie transferu je využitelná již u velmi tenkých nanovlákenných vrstev, např. vrstev s plošnou hmotností od 0,01 g/m2, přičemž hodnota plošné hmotnosti vrstvy není omezujícím faktorem. Proces transferu nanovlákenné vrstvy ze substrátu na jiný textilní materiál je spojen s technologií laminace, tj. s pojením přenášené nanovlákenné vrstvy s jiným textilním materiálem. Prakticky je možné využít všechny druhy technologií textilní laminace pomocí lepidel (hot melt, prášková lepidla, tavné síťky) nebo technologie využívající působení tepla (termobonding), které nemají destruktivní vliv na nanovlákennou strukturu. Nelze tedy použít například technologii vpichování vláken.
V případě vrstev o plošné hmotnosti 0,01 až 0,5 g/m2 se převážně jedná o vrstvy pro vzdušnou filtraci. V případě vrstev 0,5 až 6,0 g/m2 se jedná o materiály pro kapalinovou filtraci. Vrstvy 0,5 až 10 g/m2 je možné přenést na finální nosiče pro aplikaci v paropropustných membránách. Vrstvy o plošné hmotnosti od 1,0 g/m2 je možné transferovat na nosiče určené pro výrobu zdravotnických prostředků, např. krytů ran, chirurgických materiálů, substrátů pro kultivaci buněk, apod.
Příklady uskutečnění vynálezu
Technologií elektrostatického zvlákňování byly na výhodném substrátu o objemové rezistivitě
-4CZ 2017 - 402 A3
1,40 E +06 vytvořeny nanovlákenné vrstvy z různých polymerů a způsobem podle vynálezu přeneseny na různé textilní nosiče. Byly tak vytvořeny sendvičové textilní materiály určené pro různé způsoby užití.
Příklad 1 - Médium pro filtraci vzduchu
Textilní dvouvrstvý případně třívrstvý materiál je určen pro filtraci prachových částic. Nanovlákenná vrstva byla vyrobena z polymeru polyamid 6 (PA6), nebo polyvinyliden flourid (PVDF) na substrát PEGATEX S30 antistatická úprava. Filtrační parametry nanovlákenné vrstvy 50 až 99 % pro částice 0,3 mikrometrů, při průchodu vzduchu 85 1/min. Nanovlákenná vrstva je přenesena na materiál FNAE 1583, pro zajištění adheze přenesené nanovlákenné vrstvy na novém nosiči je použito práškové lepidlo EVA T06, dávka 1 až 3 g/m2. Spojení nanovlákenné vrstvy s novým textilním nosičem pomocí adheziv je zajištěno tepelnou aktivací adheziv v kombinaci s přítlakem na laminovacích válcích, teplota 100 °C, přítlak 3 bar.
Mechanická stabilita nanovlákenné vrstvy přenesené na nový nosič byla zajištěna překrytím krycí textilní vrstvou spunlace 15 až 17 g/m2, která nesnižuje prodyšnost. Spojení krycího materiálu je zajištěno opět přídavkem výše uvedeného adheziva nebo může být použit bikomponentní krycí materiál, který obsahuje tavnou složku aktivující se působením tepla. K propojení dojde kombinací tepla a přítlaku na laminovacích válcích.
Do nanovlákenné struktury může být přidáno antimikrobiální aditivum zajišťující bakteriocidní vlastnosti filtrační vrstvy.
Příklad 2 - Médium pro filtraci vzduchu
Textilní dvouvrstvý nebo třívrstvý laminát určený pro filtraci prachových částic. Nanovlákenná vrstva byla vyrobená z polymeru PA6 na substrát PEGATEX S30 s antistatickou úpravnou. Filtrační parametry nanovlákenné vrstvy 50 až 99 % pro částice 0,3 mikrometrů, při průchodu vzduchu 85 1/min. Nanovlákenná vrstva byla přenesena na materiál bikomponentní polyester 20 až 50 g/m2 Buffalo PET-COPET Bico.
Tavná složka netkané textilie byla aktivována teplotou 125°C, spojení nanovlákenné vrstvy je zajištěno přítlakem 2 bary na laminovacích válcích, rychlost laminace 3 až 5 m/min.
Příklad 3 - Médium pro filtraci vzduchu při okenní ventilaci
Textilní dvouvrstvý nebo vícevrstvý laminát, určený pro filtraci prachových částic, pylů a alergenů přítomných ve venkovním prostředí při nucené nebo samovolné okenní ventilaci vzduchu v místnostech budov. Textilní laminát je vhodný pro instalaci do oken, dveří na terasu či balkon, které se používají k větrání místností.
Nanovlákenná vrstva byla vyrobena z polymeru PA6 nebo jiného organického polymeru, nanesena na substrát PEGATEX S30 s antistatickou úpravou. Filtrační účinnost nanovlákenné vrstvy pro záchyt částic 0,3 mikrometrů je dimenzována na 80% při průtoku vzduchu 82 1/min. Nanovlákenná vrstva byla přenesena na výztužnou síťku (v tabulce síťka PET). Nanovlákenná vrstva je při transferu spojena s výztužnou síťkou adhezivním materiálem Spunfab PA 1001 (kopolyamid).
Ke spojení nanovlákenná vrstvy s výstužnou síťkou dojde při teplotě 125°C a tlaku na válcích 2 bar.
Výztužná síťka zajišťuje pevnost laminátu a jeho mechanickou odolnost vůči povětrnostním podmínkám. Výztužná síťka může být vyrobena z monofilních vláken PA, PES, skelných vláken, směsí PP+PE, atd. Výztužná síťka je při aplikaci vždy umístěna na vnější náletové straně
-5 CZ 2017 - 402 A3 laminátu. Výztužná síťka je definována počtem nití v osnově nebo útku, jedná se o síťky, které mají hustotu 50 až 100 nití na nich (2,54 cm).
S ohledem na typ aplikace jsou všechny citlivé komponenty laminátu stabilizovány proti vlivu UV záření. Struktura nanovlákenné vrstvy je aditivována UV stabilizátorem pro stabilizaci plastů a polymerů např. Eversorb 61, který je dávkován v koncentraci 0,2 až 0,5 % na sušinu polymeru v roztoku.
Pro spojení nanovlákenné vrstvy s výztužnou síťkou byla zvolena tavná síťka (adhesive web), která vykazuje stabilitu proti UV záření, např. Spunfab PA 1001 (ko-polyamid).
Pro zajištění lepší mechanické stability nanovlákenné vrstvy přenesené na výztužnou mřížku je výhodné přenesenou vrstvu zajistit krycí fixační vrstvou. Krycí vrstvou může být další vrstva tavné mřížky Spunfab PA 1001 případně jiný typ netkané textilie propouštějící světlo, např. velmi jemný polyesterový voálu OPTIVEIL (plošná hmotnost 4 až 17 g/m2).
Do nanovlákenné struktury může být přidáno antimikrobiální aditivum zajišťující bakteriocidní vlastnosti filtrační vrstvy.
Parametry výsledného laminátu:
filtrační účinnost pro částice 0,3 pm > 80 % při průtoku 82 1/min prodyšnost laminátu > 400 l/m2/s, při tlaku 200Pa světelná transmisivita > 80 %
Příklad 4 - Médium pro filtraci vzduchu při okenní ventilaci, další provedení
Nanovlákenná vrstva vyrobená z polymeru PA6 na substrát/nosič PEGATEX S30 s antistatickou úpravou. Filtrační parametry nanovlákenné vrstvy 80 % pro částice 0,3 mikrometrů, při průtoku vzduchu 82 Fmin. Nanovlákenná vrstva byla přenesena na materiál OPTIVEIL polyesterový voál (plošná hmotnost 17 gsm) s obsahem bikomponentních vláken. Při průchodu laminovacími válci byla nanovlákenná vrstva zafixována na nový nosič a byl z ní sejmut původní substrát.
Dle uspořádání laminačního stroje může být ve stejném technologickém kroku aplikována krycí vrstva opět z materiálu OPTIVEIL. Pokud to konstrukční uspořádání laminačního stroje neumožňuje, je tato vrstva aplikována při dalším průchodu strojem.
Struktura nanovlákenná vrstvy je aditivována UV stabilizátorem pro stabilizaci plastů a polymerů např. Eversorb 61, který je dávkován v koncentraci 0,2 až 0,5 % na sušinu polymeru v roztoku.
filtrační účinnost pro částice 0,3 pm > 80 % při průtoku 82 Fmin prodyšnost > 600 l/m2/s, při tlaku 200 Pa světelná transmisivita > 70 %
Příklad 5 - Médium pro filtraci vzduchu při okenní ventilaci, další provedení
Nanovlákenná vrstva vyrobená z polymeru PA6 na substrát PEGATEX S30 s antistatickou úpravou. Filtrační parametry nanovlákenné vrstvy 80 % pro částice 0,3 mikrometrů, při průtoku vzduchu 82 Fmin. Nanovlákenná vrstva byla přenesena na materiál OPTIVEIL polyesterový voál (plošná hmotnost 17 gsm) s obsahem bikomponentních vláken. Při průchodu laminátorem byla nanovlákenná vrstva zafixována na nový nosič a z ní sejmut původní substrát. Dle uspořádání laminačního stroje může být ve stejném technologickém kroku přilaminována krycí vrstva z materiálu Milife (výrobce JX Nippon), která je přilepena k nanovlákenné vrstvě pomocí lepidla EVA T06 (dávka 1-3 g/m2). Spojení je zajištěno tepelnou aktivací adheziva v kombinaci s přítlakem na laminovacích válcích (teplota 125°C, přítlak 2 Bary).
-6CZ 2017 - 402 A3
Struktura nanovlákenné vrstvy je aditivována UV stabilizátorem pro stabilizaci plastů a polymerů např. Eversorb 61, který je dávkován v koncentraci 0,2 - 0,5 % na sušinu polymeru v roztoku.
filtrační účinnost pro částice 0,3 pm > 80 % při průtoku 82 l/min prodyšnost > 500 l/m1 2/s, při tlaku 200Pa světelná transmisivita > 75 %
Při procesu zvlákňování ve všech pěti uváděných příkladech byla zjišťována efektivita, tj. rychlost zvlákňování, jaká se dosahuje při zvlákňování na zvolený substrát, a pro srovnání při zvlákňování na zvolený textilní nosič.
Příklad 1
Nanovlákenná vrstva z 12% roztoku PA6 s průměry vláken 120 nm a filtrační účinností 90 % na částice 0,3 pm je na substrát PEGATEX S30 vyrobena průmyslovou linkou Nanospider NS8S 1600U rychlostí posuvu 5,6 m/min, vrstva stejných parametrů je na substrát FNAE 1583 vyráběna rychlostí posuvu 4,2 m/min.
Příklad 2
Nanovlákenná vrstva z 12% roztoku PA6 s průměry vláken 120 nm a filtrační účinností 90 % na částice 0,3 pm je na substrát PEGATEX S30 vyrobena průmyslovou linkou Nanospider NS8S 16001) rychlostí posuvu 5,6 m/min, vrstva stejných parametrů je na substrát Buffalo PETCOPET Bico vyráběna rychlostí posuvu 4,5 m/min.
Příklad 3
Nanovlákenná vrstva z 12% roztoku PA6 s průměry vláken 120 nm a filtrační účinností 70 % na částice 0,3 pm je na substrát PEGATEX S30 vyrobena průmyslovou linkou Nanospider NS8S 1600U rychlostí posuvu 9,8 m/min, vrstva stejných parametrů je na PES výztužnou síťku opatřenou vrstvou Spunfab PA1001 vyráběna rychlostí posuvu 5,5 m/min.
Příklady 4 a 5
Nanovlákenná vrstva z 12% roztoku PA6 s průměry vláken 120 nm a filtrační účinností 80 % na částice 0,3 pm je na substrát PEGATEX S30 vyrobena průmyslovou linkou Nanospider NS8S 16001) rychlostí posuvu 7,8 m/min, vrstva stejných parametrů je na substrát Optiveil PES voál vyráběna rychlostí posuvu 6,2 m/min.
Z uvedených příkladů je zřejmé, že nanášení nanovlákenných vrstev na substráty s nízkou rezistivitou a jejich následný transfer do finální struktury produktu umožňuje nákladově efektivní produkci textilních materiálů obsahujících nanovlákna, a tím podporuje jejich využívání v celé škále filtračních zařízení.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (9)
1. Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu a její textilní nosič, při kterém se technologií elektrostatického zvlákňování, extruzí nebo jinou zvlákňovací technologií vytvoří nanovlákenná vrstva na pásu substrátu, vyznačující se tím, že pás substrátu s připojenou nanovlákennou vrstvou a pás zvoleného textilního nosiče opatřeného na straně aplikace nanovlákenné vrstvy adhezivem se nechají společně projít mezi alespoň jednou dvojicí
-7 CZ 2017 - 402 A3 přítlačných laminovacích válců, načež se z povrchu nanovlákenné vrstvy přilaminované k textilnímu nosiči odebere substrát.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že adhezivem je práškové nebo tavné lepidlo nanesené na textilní nosič v ploše nebo v podobě bodového rastru nebo síta.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se na strukturu tvořenou substrátem, nanovlákennou vrstvou, adhezivem a textilním nosičem působí tlakem 0,5 až 4,0 bar.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na strukturu tvořenou substrátem, nanovlákennou vrstvou, adhezivem a textilním nosičem se působí teplotou 40 až 190°C.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se substrát odebírá ze struktury tvořené substrátem, nanovlákennou vrstvou, adhezivem a textilním nosičem bezprostředně po laminaci.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se struktura tvořená substrátem, nanovlákennou vrstvou, adhezivem a textilním nosičem po laminaci navine na cívku a substrát se oddělí až po odvinutí struktury z cívky.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že po přenesení nanovlákenné vrstvy na textilní nosič se nanovlákenná vrstva překryje krycí textilní vrstvou.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že v případě elektrostatického zvlákňování se změří objemová rezistivita substrátu a do zvlákňovacího zařízení se vloží substrát, jehož rezistivita nepřekračuje hodnotu 2,0 E.
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se jako textilní nosič užije netkaná textilie s bikomponentními vlákny, jejíž složkou je polyester tavitelný za nízké teploty.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-402A CZ2017402A3 (cs) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-402A CZ2017402A3 (cs) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2017402A3 true CZ2017402A3 (cs) | 2019-01-23 |
Family
ID=65019122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-402A CZ2017402A3 (cs) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2017402A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021047700A1 (en) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | Nano Medical s.r.o. | Insecticide means for wood protection |
-
2017
- 2017-07-12 CZ CZ2017-402A patent/CZ2017402A3/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021047700A1 (en) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | Nano Medical s.r.o. | Insecticide means for wood protection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6172924B2 (ja) | エアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法 | |
| US20110064928A1 (en) | Nonwoven material | |
| US11717777B2 (en) | Nonwoven fabric | |
| US9186608B2 (en) | Process for forming a high efficiency nanofiber filter | |
| CN101132907A (zh) | 用于从气体物流过滤颗粒材料的过滤介质 | |
| US10814586B2 (en) | Direct deposition of nanofiber on a textile substrate | |
| IE52787B1 (en) | Method of making fibrous electrets | |
| WO2000035672A1 (fr) | Materiau poreux, support de filtrage, ensemble de filtre a air et materiau support pour support de filtrage de filtre a air | |
| KR101660990B1 (ko) | 오염 제어 의류 | |
| KR20200033669A (ko) | 나노 섬유 시트를 포함하는 정전 필터용 여과재 및 이의 제조방법 | |
| CN114987006A (zh) | 层压织物结构及其制造方法 | |
| CN106808743B (zh) | 层叠无纺布及其制造方法 | |
| WO2018174176A1 (ja) | 帯電濾材及び帯電濾材の製造方法 | |
| KR102157444B1 (ko) | 고성능 공기정화필터용 다중층 구조 필터여재 | |
| CN107012586B (zh) | 无纺布、以及具备它的集尘过滤器、微生物或生物组织的培养基、以及化妆用品 | |
| CZ2017402A3 (cs) | Způsob výroby textilního materiálu obsahujícího nanovlákennou vrstvu | |
| JP6551798B2 (ja) | 積層体 | |
| CZ2016622A3 (cs) | Způsob ukládání vrstvy polymerních nanovláken připravených elektrostatickým zvlákňováním roztoku nebo taveniny polymeru na elektricky nevodivé materiály, a tímto způsobem připravený vícevrstvý kompozit obsahující alespoň jednu vrstvu polymerních nanovláken | |
| CN106400303A (zh) | 层叠无纺布及空气净化机 | |
| CZ30990U1 (cs) | Textilní materiál obsahující nanovlákennou vrstvu | |
| CN215742349U (zh) | 具有织网骨架的复合滤布 | |
| WO2012051056A1 (en) | Highly uniform spunbonded nonwoven fabrics | |
| CZ305413B6 (cs) | Vrstvený mikrofiltrační materiál | |
| HK40083335A (en) | Novel filter material, face mask comprising the same and method of making the same | |
| JP2000225308A (ja) | 積層フィルター材および製造方法 |