CZ25797U1 - Kompozit obsahující alespoň jednu filtrační vrstvu polymemích nanovláken - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká kompozitu obsahujícího alespoň jednu filtrační vrstvu polymemích nanovláken uloženou na textilní nosné vrstvě a propojenou s ní.

Technické řešení se týká také válcového/patronového filtru obsahujícího duté perforované jádro. Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou známé různé filtrační materiály, materiály pro mikrofiltraci, ultrafiltraci, nanofiltraci, reverzní osmózu, membránovou destilaci, apod., které obsahují jako jednu ze svých součástí vrstvu polymemích nanovláken. Tato vrstva je přitom s výhodou doplněna alespoň jednou vrstvou klasické, např. tkané, netkané nebo pletené textilie, která vrstvě polymemích nanovláken poskytuje požadovanou podporu, chrání ji před mechanickým poškozením, a v případě filtrace může fungovat i jako filtr, či předfiltr pro zachycení hrubších nečistot. Nevýhodou těchto materiálů je však nízká přilnavost (adheze) mezi oběma typy vrstev, díky které se vrstva polymemích nanovláken z klasické textilie snadno sloupává - např. při zpětném pulzu, který je v řadě zařízení běžně užíván pro částečné čištění zaneseného filtru, apod. Jakýkoliv pokus o zvýšení přilnavosti např. vhodným pojivém pak obvykle vede pouze ke zvýšení tlakového spádu výsledného materiálu.

Pro odstranění těchto problémů byl např. v US 2006/0137317 navržen filtrační materiál, u kterého je vrstva polymemích nanovláken zabezpečena proti nežádoucímu sloupávání uložením mezi dvěma vrstvami netkané textilie typu spunbond. Nevýhodou takto uspořádaného filtračního materiálu je však poměrně vysoký tlakový spád způsobený přítomností dvou vrstev netkané textilie, a také jeho velmi špatná čistitelnost, neboť nečistoty zachycené vrstvou polymemích nanovláken z něj de facto není možné nijak odstranit. Tyto nevýhody pak značně limitují jeho praktické využití.

Cílem technického řešení je navrhnout kompozit použitelný pro filtraci plynů nebo kapalin (např. mikrofiltraci, ultrafiltraci, nanofiltraci, reverzní osmózu, membránovou destilaci, apod.), který by využíval výhodných vlastností vrstvy polymemích nanovláken a přitom bránil jejímu sloupávání a současně umožňoval její čištění.

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení se dosáhne kompozitem obsahujícím alespoň jednu filtrační vrstvu polymemích nanovláken uloženou na textilní nosné vrstvě a propojenou s ní, jehož podstata spočívá v tom, že na filtrační vrstvě je uložena krycí vrstva tvořená kovovou, plastovou nebo textilní síťkou/mřížkou, která je s ní propojena kalandrováním a/nebo pojivém, přičemž všechny vrstvy jsou společně složeny do příčných, vedle sebe uspořádaných skladů požadované výšky. Výhodou tohoto uspořádání je, že krycí vrstva tvoří dostatečnou ochranu filtrační vrstvy před mechanickým poškozením nebo sloupnutím z nosné vrstvy a přitom umožňuje alespoň částečné čištění polymemích nanovláken filtrační vrstvy např. zpětným impulzem, nebo j iným vhodným způsobem, neboť nebrání úniku zachyceného materiálu. Další výhodou je, že krycí vrstva, zejména pokud je tvořena plastovou nebo kovovou mřížkou, poskytuje celému kompozitu požadovanou tuhost a tvarovou stálost. Díky skládání kompozitu se navíc zvětšuje plocha filtrační vrstvy polymemích nanovláken, které se v každém okamžiku podílí na filtraci.

V různých variantách provedení je krycí vrstva buď složena do příčných, vedle sebe uspořádaných skladů společně s nosnou vrstvou a filtrační vrstvou, nebo je naopak uložena na vrcholech skladů s vně uspořádanou filtrační vrstvou.

Pro zpevnění struktury kompozitu je výhodné, pokud jsou vrcholy jeho skladů s vně uspořádanou nosnou vrstvou propojeny kvazi-přízemi.

-1 CZ 25797 Ul

Pokud nelze kvazi-příze vytvořit na použitém materiálu nosné vrstvy, doplní se v jedné z variant provedení na její opačný povrch, než na kterém je uložena filtrační vrstva, textilní spojovací vrstva, a kvazi-přízemi se propojí vrcholy skladů s vně uspořádanou spojovací vrstvou.

Pro zvýšení filtrační účinnosti a eliminování vady filtrační vrstvy polymemích nanovláken je možné doplnit mezi filtrační vrstvu a krycí vrstvu ještě alespoň jednu další filtrační vrstvu polymemích nanovláken.

Mezi libovolné dvě vrstvy vytvořeného kompozitu je pak možné uložit distanční vrstvu tvořenou kovovou, plastovou nebo textilní síťkou/mřížkou, čímž mezi nimi vznikne alespoň jeden volný prostor. Ten pak plní například separační nebo izolační funkci, nebo může sloužit ke zvýšení prodyšnosti vytvořeného kompozitu a současně ke snížení jeho tlakového spádu.

Dle aplikace a/nebo prostředí, ve kterém bude kompozit podle technického řešení využit, je možné vytvořit nosnou vrstvu z hydrofilního materiálu a/nebo ji opatřit (super)hydrofilní povrchovou úpravou ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, a/nebo do ní zakomponovat (super)hydrofilní aditivum.

Pro jiné aplikace pak lze obdobně připravit nosnou vrstvu z hydrofobního materiálu a/nebo ji opatřit (super)hydrofobní povrchovou úpravou ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, a/nebo do ní zakomponovat (super)hydrofobní aditivum.

Totéž platí i pro alespoň jednu z filtračních vrstev polymemích nanovláken.

Pro modifikaci vlastností filtrační vrstvy polymemích nanovláken, zejména pro zvýšení jejich pevnosti a sorpčních vlastností je možné nanovlákna alespoň jedné filtrační vrstvy karbonizovat.

Aby byla filtrační vrstva polymemích nanovláken co nej rovnoměrnější a dosahovala stejných filtračních a/nebo tlakových parametrů v celé své ploše, je výhodné, pokud se jedná o vrstvu vytvořenou beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním - např. technologií Nanospider™ společnosti Elmarco.

Jedním z vhodných využití kompozitu podle technického řešení je například válcový/patronový filtr, který obsahuje duté perforované jádro, na kterém je navinuta alespoň jedna vrstva tohoto kompozitu, a to buď jako souosý válec nebo jako šroubovice. V druhém případě je výhodné, pokud je stoupání šroubovice 45° až 60°.

Objasnění výkresů

Na přiloženém výkresu je na obr. la schematicky znázorněno rozložení vrstev kompozitu podle technického řešení, na obr. lb jiné rozložení vrstev kompozitu podle technického řešení, na obr. 2a průřez tímto kompozitem v první variantě provedení s uspořádáním vrstev podle obr. la, na obr. 2b průřez tímto kompozitem v druhé variantě provedení s upořádáním vrstev podle obr. la, na obr. 3a schéma kompozitu v třetí variantě provedení, na obr. 3b schéma kompozitu ve čtvrté variantě provedení, na obr. 4 průřez kompozitem v páté variantě provedení s jiným uspořádáním vrstev než na obr. la nebo lb, a na obr. 5 průřez válcovým/patronovým filtrem využívajícím kompozit podle technického řešení.

Příklady uskutečnění technického řešení

Kompozit podle technického řešení (obr. la až 4) obsahuje nosnou vrstvu i tvořenou klasickou textilií - například tkanou, netkanou nebo pletenou, případně kombinací takových textilií, resp. textilním kompozitem. Výhodné je přitom zejména použití vpichované a/nebo termicky a/nebo ultrazvukem pojené netkané textilie, jako např. meltblown, fleece, spunlace, spunbond, apod., případně kompozitu takové textilie s jiným typem textilie/textilií. Materiál nosné vrstvy i přitom může být dle uvažované aplikace a/nebo prostředí, ve kterém bude používán, hydrofilní nebo hydrofobní a/nebo může být opatřen (superjhydrofilní nebo (super)hydrofobní povrchovou úpra-2CZ 25797 Ul vou, např. ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy a/nebo přídavku aditiv, a/nebo může být elektricky nabitý, nebo naopak elektricky neutrální.

Na této nosné vrstvě i je uložena filtrační vrstva 2 tvořená vrstvou uspořádaných nebo náhodně orientovaných polymemích nanovláken o průměru 50 až 1000 nm s plošnou hmotností v závislostí na uvažované aplikaci 0,03 g/m² až 20 g/m². Vhodným materiálem polymemích nanovláken je přitom například polyamid, zejména PA 6, PA 6,6, PA 6,12, polyetyleneimin, polyetherimid (PEI), polyimid (PI), polyvinyliden fluorid (PVDF), polytetrafluoretylen (PTFE), polyvinyl alkohol (PVA) se stupněm hydrolýzy 85 až 99,5 %, polyetylén oxid (PEO), polyakrylonitril (PAN), polyvinylpyrrolidon (PVP), polyethersulfon (PESU), polysulfon (PSU), modifikovaný polysulfon, celulóza a její deriváty, polyestery (PES), polyhydroxyalkanoáty (PHA), polykaprolakton (PCL), kyselina polymléčná (PLA), poly(mléčná-co-glykolová kyselina) (PLGA), zein, chitosan, chitin, želatina, polystyreny (PS), polyuretany (PU), nebo jiný zvláknitelný polymer, případně libovolná směs alespoň dvou z nich.

Tato filtrační vrstva 2 může v případě potřeby obsahovat alespoň jedno aditivum, které požadovaným způsobem upravuje nebo mění některé mechanické a/nebo fyzikálně-chemické vlastnosti jejích nanovláken. Toto aditivum je přitom např. ve formě mikročástic a/nebo nanočástic a/nebo nanovláken a/nebo mikrovláken volně rozptýleno mezi jejími nanovlákny a/nebo je k nim připojeno prostřednictvím pojivá a/nebo chemické vazby a/nebo je uloženo alespoň na jednom povrchu filtrační vrstvy 2 a/nebo je uloženo přímo v materiálu nanovláken, když bylo během jejich přípravy toto aditivum nebo jeho prekurzor doplněno do zvlákňovaného materiálu, nebo když byla nanovlákna vytvořena koextruzí nebo opatřena povlakem obsahujícím toto aditivum nebo jeho prekurzor. Množství aditiva nebo směsi alespoň dvou aditiv se přitom pohybuje do 70 % hmotn. na sušinu polymeru/polymerů použitého/použitých pro výrobu nanovláken. Vhodným aditivem jsou například tenzidy, uhlík, kov a/nebo jejich oxidy, oxidy a hydroxidy Ti, Fe, Zn, B, Al nebo Si, sacharidy, anorganické soli, látky ovlivňující elasticitu a plasticitu polymerních nanovláken (např. alifatické glykoly, ftaláty a jejich deriváty, a jiné plastifikátory), síťovadla, barviva, silice syntetického nebo přírodního původu, insekticidy, antimikrobiální látky/sloučeniny, nadouvadla, atd., případně směs alespoň dvou z nich.

Kromě toho mohou být polymemí nanovlákna filtrační vrstvy 2 pro zvýšení pevnosti a zlepšení svých sorpčních vlastností také karbonizována. Při karbonizaci se přitom v inertní atmosféře a při teplotě cca 1000 až 2000 °C přeměňuje prekurzor uhlíku (nejčastěji polyakrylonitril (PAN) nebo jiný polymer dopovaný uhlíkem) na uhlík, resp. uhlíkové nanovlákno.

Dle uvažované aplikace a/nebo prostředí, ve kterém se bude kompozit podle technického řešení používat, je filtrační vrstva 2 polymemích nanovláken vytvořená z hydrofobního nebo hydrofilního materiálu a/nebo je opatřená takovým aditivem a/nebo povrchovou úpravou např. ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, apod.

Vzhledem k tomu, že pro praktické využití je nutné, aby měla filtrační vrstva 2 v celé své ploše stejné filtrační a tlakové parametry, je výhodné, pokud se tato vrstva připraví tzv. beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním, které v současné době vede k vytvoření nej rovnoměrnější vrstvy polymemích nanovláken ve všech jejích směrech. Přitom současně dochází také k rovnoměrnému rozložení aditiva/aditiv, pokud je/jsou použito/použita, v její struktuře. U tohoto způsobu elektrostatického zvlákňování se kapalný roztok nebo tavenina polymeru zvlákňuje v elektrickém poli vytvořeném mezi sběrnou elektrodou a zvlákňovací elektrodou protáhlého tvaru, přičemž se do tohoto elektrostatického pole přivádí na povrchu této zvlákňovací elektrody nebo se na povrch zvlákňovací elektrody v tomto elektrickém poli nanáší. Tato zvlákňovací elektroda je přitom tvořena např. otáčejícím se protáhlým tělesem, např. válcem (viz např. EP 1673493 nebo EP 2059630), spirálou, diskem, či jiným otáčejícím se tělesem, nebo ve směru své délky se průběžně, nebo přerušovaně pohybující strunou (viz např. EP 2173930), atd. Tento způsob elektrostatického zvlákňování je komerčně aplikován v technologii Nanospider™ společnosti Elmarco, ČR.

-3«(Μ

CZ 25797 Ul

V dalších variantách však lze pro výrobu filtrační vrstvy 2 použít i jiné postupy elektrostatického zvlákňování - např. postupy, které využívají statické zvlákňovací elektrody tvořené zejména tryskou, jehlou, tyčinkou, lištou, statickou strunou (viz např. EP 2173930), apod., nebo jejich skupinou, atd. Kromě toho lze použít i postupy pro výrobu polymemích nanovláken založené na jiném principu, jako například na principu rozfukování taveniny polymeru (melt-blowing), kombinace elektrostatického zvlákňování a rozfukování taveniny nebo roztoku polymeru (electro-blowing), na principu odstředivé síly (forcespinning), případně jejich variant a kombinací, atd.

Dle použitého způsobu výroby se filtrační vrstva 2 polymemích nanovláken nanese buď přímo na povrch nosné vrstvy 1, která slouží jako podkladový materiál pro ukládání polymemích nanovláken, nebo se na ni přenese z jiného podkladového materiálu. Pro dostatečně odolné spojení nosné vrstvy 1 a filtrační vrstvy 2 se potom použije kalandrování a/nebo vhodné pojivo, zejména tavné, jehož teplota měknutí je vyšší než 60 °C s výhodou vyšší než 100 °C a nižší než 200 °C. Toto pojivo se přitom nanáší na nosnou vrstvu I a/nebo na filtrační vrstvu 2, a to dle svého typu např. ve formě prášku a/nebo pasty a/nebo gelu a/nebo kapaliny, v podobě pravidelné či nepravidelné mřížky a/nebo samostatných útvarů, jako např. vláken a/nebo částic a/nebo pruhů, a/nebo jiných útvarů, atd. Přitom lze použít buď reaktivní pojivá, která pro svoji funkčnost vyžadují průběh určité chemické reakci, jako jsou např. vícesložkové systémy na bázi polyuretanů, akrylátů nebo epoxidů, nebo nereaktivní adhezi va, která průběh takové chemické reakce nevyžadují a fungují na bázi odpaření rozpouštědla, zvýšené teploty a/nebo tlaku, kontaktu pojených vrstev, apod., jako například polyvinylacetát, hot melt adheziva (termoplasty), atd. Dalšími příklady vhodných pojiv jsou dále polyamidy (PA) ajejich kopolymery, polyestery (PES) ajejich kopolymery, polyuretany (PUR), polyolefíny (jako např. polypropylen (PP) a polyetylén (PE)), ethylenvinylacetát (EVA), materiál na bázi celulózy, směs alespoň dvou z nich, atd. Plošná hmotnost naneseného pojívaje s výhodou 0,5 až 20 g/m², výhodněji do 13 g/m² a nej výhodněji do 10 g/m², kdy je jeho vliv na tlakový spád vytvořeného kompozitu zanedbatelný. Pro dosažení požadovaného efektu lze použít také směs několika různých pojiv, které se navzájem liší např. rozdílnou teplotou tání a/nebo mechanickými vlastnostmi po zatuhnutí, případně dalšími parametry.

Ve specifickém příkladu provedení je pak pojivo uloženo přímo ve struktuře polymemích nanovláken filtrační vrstvy 2, když se toto pojivo nebo jeho prekurzor během elektrostatického zvlákňování přidá do zvlákňovaného materiálu, nebo když se nanovlákna vytvoří koextruzí nebo se po svém vytvoření potáhnou vrstvou tohoto pojivá nebo jeho prekurzoru.

V dalších variantách se mezi nosnou vrstvu 1 a filtrační vrstvu 2 vloží neznázorněná adhezní vrstva, která je jako celek tvořena pojivém, nebo je pojivém opatřena alespoň na jednom svém povrchu. Takovou vrstvou může být zejména pravidelná či nepravidelná síťka či mřížka z polyolefinů, (ko)polyamidů, polyesteru, polyuretanů atd. tvořená různými typy vláken a/nebo pruhů a/nebo jiných délkových útvarů - např. netkaná adhezní síťka, sítka vyrobená (ko)extruzí, lisováním, s orientovanými nebo náhodně uspořádanými vlákny a/nebo z jedno- nebo bikomponentních vláken, kdy může být v jednom směru použito pojivo a ve druhém směru elastomer nebo jiný polymer, nebo pojivo a elastomer nebo jiný polymer tvoří úseky vláken po jejich délce a/nebo průřezu. V případě, kdy adhezní sítka nebo mřížka obsahuje i jiný materiál než pojivo, může současně sloužit jako distanční vrstva, které od sebe odděluje nosnou vrstvu 1 a filtrační vrstvu 2 a vytváří mezi nimi volný prostor/prostory, který/které může/mohou plnit separační nebo izolační funkci, nebo může/mohou sloužit ke zvýšení prodyšnosti vytvořeného materiálu a současně napomáhat dosažení nízkého tlakového spádu.

Na filtrační vrstvě 2 je dále uložena krycí vrstva 3, která filtrační vrstvu 2 chrání před mechanickým poškozením a současně brání jejímu nežádoucímu sloupnutí z nosné vrstvy L Tato krycí vrstva 3 je přitom tvořena kovovou, plastovou nebo textilní mřížkou či sítkou, které nemá díky své vysoké prodyšnosti žádný vliv na tlakový spád vytvořeného kompozitu, a přitom je dostatečně odolná, aby ochránila filtrační vrstvu 3 před mechanickým poškozením, a případně aby vytvořenému kompozitu poskytla požadovanou oporu a/nebo tvarovou stálost a/nebo ho zpevnila. Ve výhodném příkladu provedení je krycí vrstva 3 tvořena pravidelnou mřížkou/sítkou. Výhodou tohoto uspořádání je, že prostory ok krycí vrstvy 3 umožňují alespoň částečné čištění

-4CZ 25797 Ul polymerních nanovláken filtrační vrstvy 2 např. zpětným impulzem, nebo jiným vhodným způsobem, neboť nebrání úniku zachyceného materiálu.

Krycí vrstva 3 je přitom s filtrační vrstvou 2 a/nebo s nosnou vrstvou i propojena kalandrováním a/nebo prostřednictvím vhodného pojivá, které je součástí krycí vrstvy 3 nebo je naneseno na jejím povrchu.

Mezi krycí vrstvou 3 a filtrační vrstvou 2 může být pro dosažení požadovaných vlastností, zejména zvýšení filtrační účinnosti uložena další alespoň jedna neznázoměná filtrační vrstva tvořená vrstvou polymerních nanovláken, která je některým z výše popsaných způsobů propojena s alespoň některými vrstvami vytvořeného kompozitu. Tato další filtrační vrstva může být stejná jako filtrační vrstva 2 uložená na nosné vrstvě i, nebo se od ní může lišit plošnou hmotností a/nebo materiálem nanovláken a/nebo průměrem nanovláken a/nebo tloušťkou a/nebo povrchovou úpravou a/nebo přítomností/nepřítomností aditiv, případně jeho/jejich typem. Obě filtrační vrstvy 3 jsou přitom na sobě volně položeny, nebo v případě potřeby mohou být propojeny některým z výše popsaných způsobů, přičemž mezi nimi může být uložena distanční vrstva ve formě kovové, plastové nebo textilní mřížky/síťky.

Distanční vrstva ve formě kovové, plastové nebo textilní mřížky/síťky může být uložena mezi libovolnými dvěma vrstvami kompozitu podle technického řešení.

Takto vytvořený kompozit se dále skládá do příčných, vedle sebe uspořádaných skladů 4, jak je schematicky naznačeno na obr. 2a. Jednotlivé sklady 4 jsou ve znázorněné variantě střídavě na opačném konci uzavřeny vrcholem 41 skladu 4, přičemž každý sklad 4 se směrem od vrcholu 41 skladu 4 plynule rozšiřuje do nejširší části skladu 4, a od ní se plynule zužuje do nejužší části skladu 4, v níž na něj navazují sousední sklady 4. Každý sklad 4 tak má stejný kapkovitý tvar s boční stěnou přibližně ve tvaru písmene S. Sklady 4 jsou ve znázorněné variantě provedení proti vrcholu 41 skladu 4 otevřeny. Tímto tvarem skladu 4 se podstatně zvyšují třecí síly mezi nosnou vrstvou 1, filtrační vrstvou 2 a krycí vrstvou 3 kompozitu, čímž jsou tyto vrstvy i, 2 a 3 dále zabezpečeny proti nežádoucímu vzájemnému posunu či rozpojení.

V horizontálním směru je pak kompozit na svém povrchu tvořeném vrcholy 41 skladů 4 s vně orientovanou nosnou vrstvou I zpevněn tzv. kvazi- přízemi 5, což jsou stálé lineární útvary podobné přízi, které vznikají zakroucením částí vláken vyčnívajících na vnější části vrcholů 41 jednotlivých skladů 4 nebo v jejich blízkosti. K vytvoření kvazi-přízí 4 lze s výhodou použít zařízení známé z patentového spisu CZ 281287, případně CZ 23371. Tyto kvazi-příze 4 současně mohou sloužit pro připojení dalších vrstev, např. mřížek či sítek, k povrchu kompozitu.

Na obr. 2b je znázorněn průřez druhou variantou kompozitu, která se od varianty na obr. 2a liší tvarem příčných skladů 4. V této variantě se každý sklad 4 směrem od vrcholu 41 skladu 4 plynule zužuje až na nulovou hodnotu, takže je proti svému vrcholu 41 uzavřený. Tento tvar skladů 4 dále zvyšuje třecí síly mezi vrstvami 1, 2 a 3 kompozitu ještě více zvyšuje jejich odolnost proti nežádoucímu rozpojení či posunutí. Kompozit je i v této variantě provedení fixován na svých površích v horizontálním směru kvazi-přízemi 5.

U obou popsaných variant skládané textilie i může být v neznázoměném příkladu provedení dosaženo další zvýšení pevnosti a otěruvzdornosti, bez ovlivnění tlakového spádu, uložením neznázorněné armovací mřížky nebo síťky na jednom nebo na obou jejích površích.

V případě, že materiál použité nosné vrstvy 1 nemá na svém povrchu dostatek volných vláken pro vytvoření kvazi-přízí o požadované pevnosti, je vhodné uložit na její volný povrch spojovací vrstvu 7 textilního materiálu, který dostatek takových vláken má - např. vrstvu netkané textilie či pleteniny, apod. viz obr. lb. Tato spojovací vrstva 7 je přitom s nosnou vrstvou i propojena některých z výše popsaných způsobů pojení, a společně s dalšími vrstvami kompozitu je složena do příčných skladů 4 požadovaného tvaru.

-5CZ 25797 Ul

Příčné dutiny 6 rovnoměrně rozmístěné ve struktuře kompozitu mohou být dále využity pro čištění tohoto materiálu a/nebo vložení neznázoměných výztužných prvků a/nebo pro upevnění kompozitu v požadovaném místě a/nebo uložení na k tomu určenou konstrukci, apod.

Skládání s výhodou probíhá na zařízení dle CZ 2007-293 nebo analogického EP1985735, u kterého se materiál skládá průchodem mezi dvěma skupinami tvarovacích kotoučů uložených na proti sobě uspořádaných hřídelích, přičemž při různých nastaveních toho zařízení lze upravit tvar skladů a jejich hustotu dle konkrétních požadavků. Např. tak, že se šířka skladu 4 směrem od jeho vrcholu 41 nemění - obr. 3a, nebo že se směrem od jeho vrcholu 41 zvětšuje - obr. 3b, či do jiného vhodného tvaru skladu 4. Výška skladů 4 je přitom v podstatě libovolná, avšak pro praktické využití bude obvykle do 5 cm.

Tento způsob skládání kompozitu současně zvyšuje plochu filtrační vrstvy 2/vrstev, která se v každém časovém okamžiku podílí na filtraci.

V jiné variantě provedení kompozitu podle technického řešení (obr. 4) jsou některým z výše popsaných způsobů složeny pouze nosná vrstva i a filtrační vrstva 2, případně i spojovací vrstva 7, avšak krycí vrstva 3 je jako plošná uložena na vrcholech 41 skladů 4 s vně uspořádanou filtrační vrstvou 2.1 v takovém případě však dostatečně chrání filtrační vrstvu 2 před mechanickým poškozením a poskytuje substrátu potřebnou oporu. Mezi kterýmikoliv dvěma vrstvami 1, 2, 3, 7 tohoto substrátu přitom může být uložena neznázoměná distanční vrstva.

Kompozit podle technického řešení je použitelný zejména v oblasti filtrace, resp. mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace, membránové destilace, reverzní osmózy apod. Přitom může být použit jako jedna plošná vrstva, nebo může být pro dosažení požadovaných parametrů skládán nebo jinak vrstven. Kromě toho je možné ho použít také jako textilní nebo zvukově či tepelně izolační membránu.

Specifickým použitím kompozitu podle technického řešení je válcový nebo patronový filtr (obr. 5), u kterého je tento kompozit uložen v jedné nebo více vrstvách na dutém perforovaném jádru 8. Na tomto jádru 8 je přitom navinut buď jako souosý válec, nebo jako spirála s libovolným úhlem stoupání. S výhodou je pak tento úhel stoupání 45 až 60°.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (19)

1. Kompozit obsahující alespoň jednu filtrační vrstvu (2) polymemích nanovláken uloženou na textilní nosné vrstvě (1) a propojenou s ní, vyznačující se tím, že na filtrační vrstvě (2) je uložena krycí vrstva (3) tvořená kovovou, plastovou nebo textilní síťkou/mřížkou, která je s ní propojena kalandrováním a/nebo pojivém, přičemž alespoň nosná vrstva (1) a filtrační vrstva (2) jsou společně složeny do příčných, vedle sebe uspořádaných skladů požadované výšky.

2. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že krycí vrstva (3) je složena do příčných, vedle sebe uspořádaných skladů společně s nosnou vrstvou (1) a filtrační vrstvou (2).

3. Kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že krycí vrstva (3) je uložena na vrcholech skladů s vně uspořádanou filtrační vrstvou (2).

4. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrcholy (41) skladů (4) s vně uspořádanou nosnou vrstvou (1) jsou propojeny kvazi-přízemi.

5. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že na opačném povrchu nosné vrstvy (1) než filtrační vrstva (2), je uložena textilní spojovací vrstva

-6CZ 25797 Ul (7), která je propojená s nosnou vrstvou (1), přičemž vrcholy (41) skladů (4) s vně uspořádanou spojovací vrstvou (7) jsou propojeny kvazi-přízemi.

6. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mezi filtrační vrstvou (2) a krycí vrstvou (3) je uložena alespoň jedna další filtrační vrstva polymerních nanovláken.

7. Kompozit podle nároku 6, vyznačující se tím, že mezi filtračními vrstvami (2) polymemích nanovláken je uložena distanční vrstva tvořená kovovou, plastovou nebo textilní síťkou/mřížkou, a mezi filtračními vrstvami (2) je vytvořen alespoň jeden volný prostor.

8. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mezi nosnou vrstvou (1) a filtrační vrstvou (2) je uložena distanční vrstva tvořená kovovou, plastovou nebo textilní síťkou/mřížkou, a mezi nosnou vrstvou (1) a filtrační vrstvou (3) vytvořen alespoň jeden volný prostor.

9. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mezi krycí vrstvou (3) a filtrační vrstvou (2) je uložena distanční vrstva tvořená kovovou, plastovou nebo textilní síťkou/mřížkou, a mezi krycí vrstvou (3) a filtrační vrstvou (2) vytvořen alespoň jeden volný prostor.

10. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že materiál nosné vrstvy (1) je hydrofilní a/nebo je opatřen (super)hydrofilní povrchovou úpravou ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, a/nebo obsahuje (super)hydrofilní aditivum.

11. Kompozit podle libovolného z nároků laž9, vyznačující se tím, že materiál nosné vrstvy (1) je hydrofobní a/nebo je opatřen (super)hydrofobní povrchovou úpravou ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, a/nebo obsahuje (super)hydrofobní aditivum.

12. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň jedna filtrační vrstva (2) polymemích nanovláken je vytvořená z hydrofilního materiálu a/nebo je opatřená hydrofilní povrchovou úpravou ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, a/nebo obsahuje hydrofilní aditivum.

13. Kompozit podle libovolného z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že alespoň jedna filtrační vrstva (2) polymemích nanovláken je vytvořená z hydrofobního materiálu a/nebo je opatřená hydrofobní povrchovou úpravou ve formě impregnace a/nebo plasmatické úpravy, a/nebo obsahuje hydrofobní aditivum.

14. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nanovlákna alespoň jedné filtrační vrstvy (2) jsou karbonizována.

15. Kompozit podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň jedna filtrační vrstva (3) je vytvořena beztryskovým elektrostatickým zvlákňováním.

16. Válcový/patronový filtr obsahující duté perforované jádro, vyznačující se tím, že na jeho jádru (8) je navinuta alespoň jedna vrstva kompozitu podle libovolného z nároku 1 až 15.

17. Válcový/patronový filtr podle nároku 16, vyznačující se tím, že alespoň jedna vrstva kompozitu podle libovolného z nároků 1 až 15 je na jádru (8) navinuta jako souosý válec.

18. Válcový/patronový filtr podle nároku 16, vyznačující se tím, že alespoň jedna vrstva kompozitu podle libovolného z nároků 1 až 15 je na jádru navinuta jako sroubovice.

-7 CZ 25797 Ul

19. Válcový/patronový filtr podle nároku 18, vyznačující se tím, že stoupání šroubovice je 45° až 60°.