CZ306261B6 - Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií - Google Patents
Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306261B6 CZ306261B6 CZ2012-659A CZ2012659A CZ306261B6 CZ 306261 B6 CZ306261 B6 CZ 306261B6 CZ 2012659 A CZ2012659 A CZ 2012659A CZ 306261 B6 CZ306261 B6 CZ 306261B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- metal
- fabric
- metal oxide
- oxide nanoparticles
- nanoparticles
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 59
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000004753 textile Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 38
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 14
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 10
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 8
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 5
- 229920003345 Elvax® Polymers 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical group [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N oxosilver Chemical class [Ag]=O OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 copper oxide (CuO) Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 239000004277 Ferrous carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical group [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000019268 ferrous carbonate Nutrition 0.000 description 2
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical compound [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229960004652 ferrous carbonate Drugs 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000015 iron(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- MCDLETWIOVSGJT-UHFFFAOYSA-N acetic acid;iron Chemical compound [Fe].CC(O)=O.CC(O)=O MCDLETWIOVSGJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQPFMGBJSMSXLP-UHFFFAOYSA-M acid orange 7 Chemical compound [Na+].OC1=CC=C2C=CC=CC2=C1N=NC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 CQPFMGBJSMSXLP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229940076136 ferrous iodide Drugs 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- BQZGVMWPHXIKEQ-UHFFFAOYSA-L iron(ii) iodide Chemical compound [Fe+2].[I-].[I-] BQZGVMWPHXIKEQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 229940031182 nanoparticles iron oxide Drugs 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Při způsobu ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken se nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu nanesou na povrch nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken. Poté se na textilii z anorganických vláken s nanesenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu působí laserem, v důsledku čehož se anorganická vlákna této textilie natavují a nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se zachytávají v jejich materiálu. Po jeho zatuhnutí se ve struktuře anorganických vláken ukotví. Kromě nanočástic kovu je možné na textilii z anorganických vláken nanést prekurzor daného kovu a/nebo oxidu kovu. Vynález se dále týká také textilie z anorganických vláken, která obsahuje nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu ukotvené ve struktuře anorganických vláken na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti. Dále se vynález týká vícevrstvého textilního substrátu, který obsahuje alespoň jednu vrstvu takové textilie.
Description
Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken.
Vynález se dále týká také textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvého textilního substrátu, který obsahuje alespoň jednu vrstvu tvořenou takovou textilií.
Dosavadní stav techniky
Až dosud se pro ukotvení nanočástic kovů a/nebo oxidů kovů, které mohou sloužit například jako fotokatalyzátory a/nebo antimikrobiální prostředky, apod., k podkladu tvořenému různými typy textilií používají různá pojivá, např. akryláty. Nevýhodou těchto pojiv je nejen nutnost jejich aplikace v několika krocích, která prodražuje a prodlužuje přípravu daných textilií, ale také jejich nízká tepelná odolnost (maximálně cca do 250 °C) a krátká životnost daná jejich malou stabilitou vůči UV záření a/nebo fotokatalýze.
Cílem vynálezu je navrhnout způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, kteiý by zajistil odolné a dlouhodobě stabilní ukotvení těchto nanočástic.
Cílem vynálezu je dále také textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu připravená tímto způsobem, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu se dosáhne způsobem ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, jehož podstata spočívá v tom, že nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se nanesou na povrch nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken, načež se na textilii z anorganických vláken s nanesenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu působí laserem, v důsledku čehož se anorganická vlákna této textilie natavují a nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se zachytávají v jejich materiálu, a po jeho zatuhnutí se ve struktuře anorganických vláken ukotví. Dosažené ukotvení je tak podstatně trvalejší než ukotvení prostřednictvím pojivá a jeho životnost není téměř nijak limitována, takže umožňuje použití této textilie i v aplikacích, kde je vystavena zvýšené teplotě, UV záření, apod. Nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se přitom ukotvují na povrchu anorganických vláken nebo v jeho blízkosti, takže nedochází k omezení jejich vlastností - např. schopnosti fotokatalýzy, antimikrobiálního působení, atd.
Nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se na povrch textilie z anorganických vláken s výhodou nanesou např. nástřikem a/nebo klocováním a/nebo válečkem ve formě vodné nebo izopropylalkoholové suspenze, nebo ponořením textilie do takové suspenze, případně ve formě prášku.
Cíle vynálezu se dále dosáhne také způsobem ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrch nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken nanese prekurzor kovu a/nebo oxidu kovu. Poté se na textilii z anorganických vláken s naneseným prekurzorem působí laserem, v důsledku čehož se prekurzor kovu přetváří na nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu a anorganická vlákna textilie se
- 1 CZ 306261 B6 natavují, přičemž se nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu zachytávají v jejich materiálu, a po jeho zatuhnutí se ve struktuře anorganických vláken ukotví.
Prekurzor kovu a/nebo oxidu kovu se na povrch textilie z anorganických vláken s výhodou nanese ve formě vodné suspenze nanočástic nebo mikročástic nástřikem a/nebo klocováním a/nebo válečkem, nebo ponořením této textilie do takové vodné suspenze, nebo ve formě prášku.
Pokud to chemické vlastnosti prekurzoru dovolují, může se na povrch nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken nanést také ve formě vodného roztoku.
Cíle vynálezu se dosáhne také textilií z anorganických vláken, která obsahuje nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu ukotvené ve struktuře anorganických vláken na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti.
Kromě toho se cíle vynálezu dosáhne také vícevrstvým textilním substrátem, který obsahuje alespoň jednu vrstvu textilie z anorganických vláken, která obsahuje nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu ukotvené ve struktuře svých anorganických vláken na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti.
Objasnění výkresů
Na přiloženém výkresu je na obr. 1 SEM snímek skleněných vláken před ukotvením nanočástic oxidu titaničitého při zvětšení 500x, na obr. 2 SEM snímek skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi oxidu titaničitého při zvětšení 500x, na obr. 3 detail ukotvené nanočástice oxidu titaničitého, na obr. 4 spektrum získané rentgenovou fluorescencí prokazující přítomnost atomů titanu ve skleněných vláknech podle obr. 3, na obr. 5 SEM snímek skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi oxidu ziničitého při zvětšení 1 OOx, na obr. 6 spektrum získané rentgenovou fluorescencí prokazující přítomnost atomů zinku ve skleněných vláknech podle obr. 5, na obr. 7 SEM snímek skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi stříbra a oxidů stříbra při zvětšení lOOx, na obr. 8 spektrum získané rentgenovou fluorescencí prokazující přítomnost atomů stříbra ve skleněných vláknech podle obr. 7, na obr. 9 SEM snímek skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi mědi při zvětšení lOOx, na obr. 10 detail ukotvených nanočástic mědi, na obr. 11 spektrum získané rentgenovou fluorescencí prokazující přítomnost atomů mědi ve skleněných vláknech podle obr. 9, na obr. 12 SEM snímek skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi železa při zvětšení lOOx, a na obr. 13 spektrum získané rentgenovou fluorescencí prokazující přítomnost atomů železa ve skleněných vláknech podle obr. 12.
Příklady uskutečnění vynálezu
Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken podle vynálezu probíhá v několika krocích, které se s výhodou provádí postupně, avšak v případě potřeby se mohou některé z nich provádět alespoň částečně souběžně, případně opakovaně.
V prvním kroku se na textilii z anorganických vláken nanesou nanočástice daného kovu a/nebo oxidu kovu. To se ve výhodné variantě provede ponořením této textilie do kapalné, např. vodní nebo izopropylalkoholové, suspenze těchto nanočástic. Při použití izopropylalkoholové suspenze se přitom dosáhne rovnoměrnějšího rozložení nanočástic, neboť ty v izopropylalkoholu nesedimentují a neagregují tak rychle jako ve vodě, a současně i rychlejšího vysušení textilie. V dalších variantách se nanočástice na textilii nanesou ve formě kapalné suspenze jiným způsobem, například nástřikem, klocováním, pomocí válečku, apod., nebo kombinací několika takových způsobů. V jiné variantě se nanočástice daného kovu a/nebo oxidu kovu na textilii z anorganických vláken nanesou jiným způsobem a v jiné formě, například jako prášek, apod. Dle požadavků a použitého způsobu nanesení se přitom tyto nanočástice nanesou pouze na povrch textilie, nebo také do požadované hloubky její vnitřní struktury.
-2CZ 306261 B6
Vhodnými kovy jsou přitom zejména kovy vykazující antimikrobiální účinky, jako například měď (Cu) a/nebo stříbro (Ag). Vhodnými oxidy kovů jsou pak oxidy těchto kovů, jako například oxid měďnatý (CuO), apod., oxidy kovů vykazující fotokatalytické vlastnosti jako například oxid titaničitý (TiO2), oxid zinečnatý (ZnO), oxid ziničitý (ZnO2), apod., nebo vykazující magnetické vlastnosti jako například oxidy železa (FexOy), apod., případně jiné požadované vlastnosti. Dle potřeby lze pro dosažení požadovaných vlastností použít vhodnou kombinaci nanočástic kovu/ů a/nebo oxidu/ů kovu/ů.
V jiné variantě se na textilii z anorganických vláken některým z výše popsaných způsobů nanese kapalný, např. vodný, roztok, nebo kapalná, např. vodná nebo izopropylalkoholové, suspenze prekurzoru požadovaného kovu a/nebo oxidu kovu, nebo přímo nanočástice nebo mikročástice takového prekurzoru. Příkladem vhodného prekurzoru je například dusičnan stříbrný (AgNO3), který je rozpustný ve vodě, a který se při následné úpravě textilie z anorganických vláken přetváří na stříbro a oxidy stříbra. Pro přípravu nanočástic železa a/nebo oxidů železa pak mohou jako prekurzor sloužit termolabilní sloučeniny železa, jako je např. octan železitý, uhličitan železitý, uhličitan železnatý, dusičnan železitý, dusičnan železnatý, rhodanid železnatý, iodid železnatý, apod., případně jejich směs. Další použitelné prekurzory jiných kovů a/nebo oxidů kovů jsou průměrnému odborníkovi z výše uvedeného 5 zřejmé a proto zde nebudou výslovně uváděny.
Vhodnými textiliemi z anorganických vláken jsou pak například netkané textilie ze skleněných vláken a/nebo čedičových vláken, apod.
Ve druhém kroku se na textilii z anorganických vláken s nanesenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu působí laserem, s výhodou například laserem s oxidem uhličitým (CO2 laser). Přitom dochází buď k přímému ohřevu materiálu anorganických nanovláken v okolí nanesených nanočastic kovu a/nebo oxidu kovu, a/nebo k jejich přenesenému ohřevu prostřednictvím laserem ohřátých nanočásticí, až k jejich povrchovému natavení. Nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se přitom zachytávají do nataveného materiálu anorganických vláken, a při jeho následném tuhnutí se ukotvují ve struktuře těchto vláken - obvykle na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti. Takto dosažené ukotvení je přitom značně odolné, a na rozdíl od dosud používaných pojiv, není jeho životnost nijak omezena vnějšími podmínkami, jako například zvýšenou teplotou, působením UV záření, apod.
V případě použití prekurzoru nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu se tento prekurzor působením laseru, resp. zvýšenou teplotou přetvoří na nanočástice daného kovu a/nebo oxidu kovu, které se poté stejným způsobem ukotví ve struktuře anorganických vláken.
Výhodou použití laseru je, že ohřev je pouze lokální a současně i velmi rychlý, takže při něm nedochází nebo téměř nedochází k oxidaci materiálu anorganických vláken. V případě potřeby však může ohřev probíhat v ochranné atmosféře inertního plynu.
Mezi jednotlivými kroky způsobu podle vynálezu mohou dle potřeby probíhat další pomocné kroky, jako např. sušení textilie z anorganických vláken, její ochlazování, apod. Řízené ochlazování s výhodou probíhá také po uložení nanočástic v nataveném materiálu anorganických vláken, aby se urychlilo jeho tuhnutí.
Působení laseru přitom může probíhat pouze na předem zvolených částech textilie z anorganických vláken, případně v předem daném obrazci, takže pouze v těchto částech dochází k ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu.
Níže jsou popsány konkrétní příklady ukotvení různých typů nanočástic kovů a/nebo oxidů kovů, které názorně ilustrují provádění způsobu podle vynálezu a příkladné podmínky jednotlivých kroků.
-3 CZ 306261 B6
Příklad 1
Rozmícháním nanočástic oxidu titaničitého (TiO2 - konkrétně byly použity nanočástice s označením Aeroxiede P25 dodavatele Degussa, Praha, ČR) ve vodě se připravila jejich vodní suspenze o koncentraci 10 g/1. Do této suspenze se na 1 min úplně ponořila netkaná textilie vytvořená ze skleněných vláken o průměru 0,008 mm, jejíž plošná hmotnost byla 150 g/m2. Po svém vytažení z vodní suspenze a vysušení (odstranění podstatné části vody) se tato textilie s nanesenými nanočásticemi oxidu titaničitého umístila na rovnou podložku a vystavila působení laseru s oxidem uhličitým. Konkrétně se jednalo o CO2 laser řady Marcatex výrobce Easy Laser - Marcatex 150/250 flexi. Laser přitom působil kolmo na textilii v pulzech o délce 800 ps, přičemž celková vložená energie dosáhla 10 Ws/cm2. Během toho došlo k natavení skleněných vláken textilie a zachycení nanočástic oxidu titaničitého do jejich materiálu, a po jeho následném zatuhnutí k ukotvení nanočástic ve struktuře těchto vláken.
Změna struktury skleněných vláken působením laseru je zřejmá z obr. 1, což je SEM snímek skleněných vláken před působením laseru při přiblížení 500x, a obr. 2, což je SEM snímek skleněných vláken po působení laseru, resp. po ukotvení nanočástic oxidu titaničitého při stejném přiblížení. Na obr. 3 je pak detailní SEM snímek nanočástice oxidu titaničitého zakomponované ve struktuře skleněného vlákna, ze kterého je zřejmé, že nanočástice oxidu titaničitého se ukotvují na povrchu nebo blízko povrchu skleněných vláken, díky čemuž si zachovávají schopnost fotokatalýzy. Tato schopnost byla dále ověřena standardními testy - obarvením roztokem činidla s označením Orange II a oxidací askorbové kyseliny.
Přítomnost oxidu titaničitého ve skleněných vláknech byla následně potvrzena rentgenovou spektroskopií s využitím XRF spektrometru typu ElvaX - viz spektrum na obr. 4, jako přítomnost atomů titanu.
Příklad 2
Rozmícháním nanočástic oxidu ziničitého (ZnO2) ve vodě se připravila jejich vodní suspenze o koncentraci 10 g/1. Do této suspenze se na 1 min úplně ponořila netkaná textilie vytvořená ze skleněných vláken o průměru 0,008 mm, jejíž plošná hmotnost byla 150 g/m2. Po svém vytažení z vodní suspenze a vysušení se tato textilie s nanesenými nanočásticemi oxidu ziničitého umístila na rovnou podložku a vystavila působení laseru s oxidem uhličitým jako v příkladu 1.
Struktura skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi oxidu ziničitého je zřejmá z obr. 5, což je SEM snímek skleněných vláken po působení laseru, resp. po ukotvení nanočástic oxidu ziničitého. Přítomnost těchto nanočástic ve skleněných vláknech byla následně potvrzena rentgenovou spektroskopií s využitím XRF spektrometru typu ElvaX — viz spektrum na obr. 6, jako přítomnost atomů zinku.
Příklad 3
Rozmícháním ve vodě rozpustného dusičnanu stříbrného (AgNO3) ve vodě se připravil jeho vodný roztok v koncentraci 10 g/1. Do tohoto roztoku se na 1 min ponořila netkaná textilie vytvořená ze skleněných vláken o průměru 0,008 mm, jejíž plošná hmotnost byla 150 g/m2. Po svém vytažení z roztoku a vysušení se tato textilie s naneseným roztokem dusičnanu stříbrného umístila na rovnou podložku a vystavila působení laseru s oxidem uhličitým jako v příkladu 1. Působením laseru, resp. zvýšené teploty přitom došlo k přetvoření dusičnanu stříbrného na nanočástice stříbra a oxidů stříbra a jejich ukotvení ve struktuře anorganických vláken.
Struktura skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi stříbra a oxidů stříbra je zřejmá z obr. 7, což je SEM snímek skleněných vláken po působení laseru. Přítomnost stříbra a oxidů stříbra ve
-4CZ 306261 B6 skleněných vláknech byla následně potvrzena rentgenovou spektroskopií s využitím XRF spektrometru typu ElvaX - viz spektrum na obr. 8, jako přítomnost atomů stříbra.
Příklad 4
Rozmícháním nanoěastic oxidu měďnatého (CuO) ve vodě se připravila jejich vodní suspenze o koncentraci 10 g/1. Do této suspenze se na 1 min úplně ponořila netkaná textilie vytvořená ze skleněných vláken o průměru 0,008 mm, jejíž plošná hmotnost byla 150 g/m2. Po svém vytažení z vodní suspenze a vysušení se tato textilie s nanesenými nanočásticemi oxidu měďnatého umístila na rovnou podložku a vystavila působení laseru s oxidem uhličitým jako v příkladu 1.
Struktura skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi oxidu měďnatého je zřejmá z obr. 9, což je SEM snímek skleněných vláken po působení laseru, resp. po ukotvení nanočástic oxidu měďnatého. Na obr. 10 je pak detailní SEM snímek dvou nanoěastic oxidu měďnatého zakomponovaných ve struktuře skleněného vlákna, ze kterého je zřejmé, že tyto nanočástice jsou ukotveny na povrchu nebo blízko povrchu skleněných vláken. Přítomnost oxidu měďnatého ve skleněných vláknech byla následně potvrzena rentgenovou spektroskopií s využitím XRF spektrometru typu ElvaX - viz spektrum na obr. 11, jako přítomnost atomů mědi.
Příklad 5
Rozmícháním nanoěastic oxidu železitého (Fe2O3) ve vodě se připravila jejich vodní suspenze o koncentraci 10 g/1. Do této suspenze se na 1 min úplně ponořila netkaná textilie vytvořená ze skleněných vláken o průměru 0,008 mm, jejíž plošná hmotnost byla 150 g/m2. Po svém vytažení z vodní suspenze a vysušení se tato textilie s nanesenými nanočásticemi oxidu železitého umístila na rovnou podložku a vystavila působení laseru s oxidem uhličitým jako v příkladu 1.
Struktura skleněných vláken s ukotvenými nanočásticemi oxidu železnatého je zřejmá z obr. 12, což je SEM snímek skleněných vláken po působení laseru, resp. po ukotvení nanoěastic oxidu železnatého. Jejich přítomnost ve skleněných vláknech byla následně potvrzena rentgenovou spektroskopií s využitím XRF spektrometru typu ElvaX - viz spektrum na obr. 13, jako přítomnost atomů železa.
Textilie z anorganických vláken s nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu ukotvenými ve struktuře jejích vláken je využitelná v různých aplikacích dle 10 vlastností použitých nanoěastic. Tato textilie přitom může být použitá samostatně nebo dle potřeby v kombinaci s alespoň jednou další textilní nebo i netextilní vrstvou.
Claims (9)
1. Způsob ukotvení nanoěastic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, vyznačující se tím, že nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se nanesou na povrch a/nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken, načež se na textilii z anorganických vláken s nanesenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu působí laserem, v důsledku čehož se anorganická vlákna této textilie natavují a nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se zachytávají v jejich materiálu, a po jeho zatuhnutí se ve struktuře anorganických vláken ukotví.
-5CZ 306261 B6
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se na povrch textilie z anorganických vláken nanesou nástřikem a/nebo klocováním a/nebo válečkem ve formě vodné nebo izopropylalkoholové suspenze.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu se do vnitřní struktury a/nebo na povrch textilie z anorganických vláken nanesou ponořením této textilie do vodné nebo izopropylakoholové suspenze nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu, nebo ve formě prášku.
4. Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, vyznačující se tím, že na povrch a/nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken se nanese prekurzor kovu a/nebo oxidu kovu, načež se na textilii z anorganických vláken s naneseným prekurzorem působí laserem, v důsledku čehož se prekurzor kovu přetváří na nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu a anorganická vlákna textilie se natavují, přičemž se nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu zachytávají v jejich materiálu, a po jeho zatuhnutí se ve struktuře anorganických vláken ukotví.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že prekurzor kovu a/nebo oxidu kovu se na povrch textilie z anorganických vláken nanese ve formě vodné suspenze nanočástic nebo mikročástic nástřikem a/nebo klocováním a/nebo válečkem.
6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že prekurzor kovu a/nebo oxidu kovu se do vnitřní struktury a/nebo na povrch textilie z anorganických vláken nanese ponořením této textilie do vodné suspenze nanočástic nebo mikročástic tohoto prekurzoru.
7. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že prekurzor kovu a/nebo oxidu kovu se nanese na povrch a/nebo do vnitřní struktury textilie z anorganických vláken ve formě prášku nebo vodného roztoku.
8. Textilie z anorganických vláken připravená způsobem podle libovolného z nároků 1 až 7, která obsahuje nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu ukotvené ve struktuře anorganických vláken na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti.
9. Vícevrstvý textilní substrát, který obsahuje alespoň jednu vrstvu textilie z anorganických vláken připravenou způsobem podle libovolného z nároků 1 až 7, která obsahuje nanočástice kovu a/nebo oxidu kovu ukotvené ve struktuře svých anorganických vláken na jejich povrchu nebo v jeho blízkosti.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-659A CZ306261B6 (cs) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-659A CZ306261B6 (cs) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2012659A3 CZ2012659A3 (cs) | 2014-04-02 |
| CZ306261B6 true CZ306261B6 (cs) | 2016-11-02 |
Family
ID=50383782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2012-659A CZ306261B6 (cs) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306261B6 (cs) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT398787B (de) * | 1993-02-23 | 1995-01-25 | Ameg Export Import Gmbh | Verfahren zur herstellung von mineralfaserfilzen und mineralfaserplatten mittels laser- punktschweissung ohne verwendung organischer bindemittel |
| EP1964966A1 (de) * | 2007-02-26 | 2008-09-03 | Vitrulan Textilglas GmbH | Antimikrobielles textiles Glasfasermaterial |
| CZ2008526A3 (cs) * | 2008-08-29 | 2010-03-10 | Ústav anorganické chemie AV CR, v. v. i. | Kombinovaný materiál s antibakteriálními úcinky |
| RU2009100146A (ru) * | 2009-01-12 | 2010-07-20 | Тахир Хусанович Холматов (RU) | Способ обработки ткани |
| CZ303243B6 (cs) * | 2006-06-30 | 2012-06-13 | Elmarco S. R. O. | Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken |
-
2012
- 2012-09-26 CZ CZ2012-659A patent/CZ306261B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT398787B (de) * | 1993-02-23 | 1995-01-25 | Ameg Export Import Gmbh | Verfahren zur herstellung von mineralfaserfilzen und mineralfaserplatten mittels laser- punktschweissung ohne verwendung organischer bindemittel |
| CZ303243B6 (cs) * | 2006-06-30 | 2012-06-13 | Elmarco S. R. O. | Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken |
| EP1964966A1 (de) * | 2007-02-26 | 2008-09-03 | Vitrulan Textilglas GmbH | Antimikrobielles textiles Glasfasermaterial |
| CZ2008526A3 (cs) * | 2008-08-29 | 2010-03-10 | Ústav anorganické chemie AV CR, v. v. i. | Kombinovaný materiál s antibakteriálními úcinky |
| RU2009100146A (ru) * | 2009-01-12 | 2010-07-20 | Тахир Хусанович Холматов (RU) | Способ обработки ткани |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2012659A3 (cs) | 2014-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | The dependence of photocatalytic activity and photoinduced self-stability of photosensitive AgI nanoparticles | |
| US8491668B2 (en) | Conformal particle coatings on fibrous materials | |
| Bedford et al. | Photocatalytic self cleaning textile fibers by coaxial electrospinning | |
| Perkas et al. | Ultrasound‐assisted coating of nylon 6, 6 with silver nanoparticles and its antibacterial activity | |
| Yu et al. | Ion exchange synthesis of PAN/Ag 3 PO 4 core–shell nanofibers with enhanced photocatalytic properties | |
| Wang et al. | Template-activated strategy toward one-step coating silica colloidal microspheres with sliver | |
| Zhou et al. | Continuous synthesis of Ag/TiO2 nanoparticles with enhanced photocatalytic activity by pulsed laser ablation | |
| JP5118489B2 (ja) | ナノ微粒子の形態でのＴｉＯ２の分散体の調製方法、並びにこの方法により得られる分散体及びＴｉＯ２分散体の適用による表面の機能化 | |
| Zhang et al. | Layered seed-growth of AgGe football-like microspheres via precursor-free picosecond laser synthesis in water | |
| Rivero et al. | Multicolor layer-by-layer films using weak polyelectrolyte assisted synthesis of silver nanoparticles | |
| Evstropiev et al. | Transparent bactericidal coatings based on zinc and cerium oxides | |
| Liu et al. | PPy-assisted fabrication of Ag/TiO2 visible-light photocatalyst and its immobilization on PAN fiber | |
| CN102845471A (zh) | 一种银基复合颗粒、其制备方法及含有该颗粒的抗菌剂 | |
| Behzadnia et al. | In-situ sonosynthesis of nano N-doped ZnO on wool producing fabric with photo and bio activities, cell viability and enhanced mechanical properties | |
| Rao et al. | Hollow bimetallic nanoparticles generated in situ inside a polymer thin film: fabrication and catalytic application of silver–palladium–poly (vinyl alcohol) | |
| Kumar et al. | Ultrasonic cavitation of molten gallium in water: entrapment of organic molecules in gallium microspheres | |
| Kim et al. | Visible light-induced photocatalytic activity of Ag-containing TiO2/carbon nanofibers composites | |
| Rivero et al. | A comparative study of two different approaches for the incorporation of silver nanoparticles into layer-by-layer films | |
| CN113267483A (zh) | 一种具有优异表面增强拉曼散射特性的贵金属修饰二氧化钛纳米棒阵列及其制备方法与应用 | |
| JP5908463B2 (ja) | 導電性のメソ構造の被覆物を低温調製する方法 | |
| CN115397554A (zh) | 基于ZnS的光催化活性颗粒材料、其制备方法及用途 | |
| Ajitha et al. | Silver nanoparticle embedded polymethacrylic acid/polyvinylpyrrolidone nanofibers for catalytic application | |
| Periyasamy et al. | Nanotechnology in textile finishing: recent developments | |
| Fourmont et al. | Reusable BiFeO3 nanofiber-based membranes for photo-activated organic pollutant removal with negligible colloidal release | |
| Mohebi et al. | Formation of Agshell/Aucore bimetallic nanoparticles by pulsed laser ablation method: effect of colloidal/solution concentration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170926 |