CZ310208B6 - Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny - Google Patents
Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny Download PDFInfo
- Publication number
- CZ310208B6 CZ310208B6 CZ2021-194A CZ2021194A CZ310208B6 CZ 310208 B6 CZ310208 B6 CZ 310208B6 CZ 2021194 A CZ2021194 A CZ 2021194A CZ 310208 B6 CZ310208 B6 CZ 310208B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- continuous layer
- copper
- porous carbon
- layer formed
- minutes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 34
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 18
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N Furaldehyde Natural products O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 8
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 34
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 20
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 9
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical group O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- RRIWRJBSCGCBID-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate hexahydrate Chemical group O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O RRIWRJBSCGCBID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229940116202 nickel sulfate hexahydrate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 6
- AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N copper;dihydrate Chemical compound O.O.[Cu] AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 2
- 239000004133 Sodium thiosulphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 13
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 6
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 3
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 229910021508 nickel(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AIBQNUOBCRIENU-UHFFFAOYSA-N nickel;dihydrate Chemical compound O.O.[Ni] AIBQNUOBCRIENU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
- D01F9/20—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products
- D01F9/21—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F9/22—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyacrylonitriles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
- A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
- A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
- A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B9/00—Component parts for respiratory or breathing apparatus
- A62B9/06—Mouthpieces; Nose-clips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2055—Carbonaceous material
- B01D39/2065—Carbonaceous material the material being fibrous
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
- D01C5/00—Carbonising rags to recover animal fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
- D04H1/4242—Carbon fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4282—Addition polymers
- D04H1/43—Acrylonitrile series
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/04—Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/84—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising combined with mechanical treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
- B01D2239/0241—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising electrically conductive fibres or particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0442—Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0464—Impregnants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0471—Surface coating material
- B01D2239/0492—Surface coating material on fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1216—Pore size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1291—Other parameters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M2101/26—Polymers or copolymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geology (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Popisuje se způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny karbonizací souvislé vrstvy tvořené z alespoň 80 % hmotn. akrylovými vlákny, při kterém se do struktury souvislé vrstvy tvořené z alespoň 80 % hmotn. akrylovými vlákny s plošnou hmotností 1200 až 36 000 g/m2 před její karbonizací vnese vodná reakční směs, která v přepočtu na 1 litr obsahuje 3 až 10 g dvojmocné soli mědi a případně 1 až 10 g dvojmocné soli niklu, 0,5 až 1 g redukčního činidla ze skupiny borohydrid sodný (NaBH4), glukóza, furfural a formaldehyd, 10 až 18 g triethanolaminu (TEA), 5 až 10 gthiosíranu sodného (Na2S2O3) nebo siřičitanu sodného (Na2SO3) a přídavku zásady, který upravuje pH této směsi na pH ≈ 9,5, přičemž v této směsi dochází k reakci dvojmocné soli mědi a této zásady a tvorbě hydroxidu měďnatého (Cu(OH)2). Po redukci hydroxidu měďnatého a tvorbě částic elementární mědi se souvislá vrstva tvořená akrylovými vlákny stabilizuje v předepnutém stavu a v oxidačním prostředí po dobu 10 až 30 minut při teplotě 250 až 320 °C. Poté se struktura akrylových vláken s částicemi mědi ohřeje pod vrstvou dřevěného uhlí nebo v atmosféře plynu bránícího oxidaci rychlostí 300 až 400 °C/min na teplotu 1200 až 1500 °C, na které setrvá 3 až 10 minut, přičemž dochází k její karbonizaci a alespoň v části struktury ke grafitizaci a tvorbě struktury tvořené uhlíkem z alespoň 99 % hmotn. Množství mědi v této struktuře je 2 až 15 mg na 1 g této souvislé vrstvy.
Description
Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny, která je schopná sterilizačního ohřevu Joulovým teplem.
Dosavadní stav techniky
V současné době je známá řada funkčních materiálů na bázi uhlíku (aktivního/aktivovaného), které jsou schopné zachytávat a likvidovat různé biologické kontaminanty, zejména bakterie a plísně, a díky sorpčním vlastnostem a velkému měrnému povrchu i řadu chemických kontaminantů v plynném i kapalném stavu, vč. zápachů různého původu. Nevýhodou těchto materiálů je to, že obsahují uhlík v podobě nesouvislé a nespojité vrstvy - např. ve formě prášku nebo granulí, která má jen omezené využití a neumožňuje naplno využít potenciál tohoto materiálu.
Cílem vynálezu je navrhnout způsob pro přípravu souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny, která by z hlediska praktického využití byla vhodnější než nesouvislá vrstva.
Podstata vynálezu
Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle vynálezu je založen na karbonizaci souvislé vlákenné struktury tvořené zcela nebo alespoň z 80 % hmotn. akrylovými vlákny za řízených podmínek ohřevu (teplota karbonizace, rychlost jejího dosažení a setrvání na ní). Jako výchozí struktura se přitom s výhodou použije vlákenná struktura, která je jinak nevyužitelným odpadem různých textilních technologií. Vhodnou výchozí vlákennou strukturou jsou zejména různé typy netkaných struktur, jako např. netkané textilie nebo rouna - zpevněná, pojená (např. vpichováním), příčně vrstvená, kolmo kladená a/nebo skládaná (např. způsobem podle CZ 306111), s celkovou plošnou hmotností 1200 až 36 000 g/m2 a tloušťkou s výhodou 1 až 50 mm, případně i více. Karbonizace takové struktury probíhá pod vrstvou dřevěného uhlí nebo v atmosféře plynu bránícího oxidaci, jako např. CO2, dusíku apod., a to za teploty 1200 až 1500 °C. Výchozí vlákenná struktura se přitom na tuto teplotu ohřívá postupně rychlostí 300 až 400 °C/min a setrvává na ní 3 až 10 minut. Při tomto postupu dochází ke karbonizaci, při které se ze struktury akrylových vláken odstraňuje vodík a část dusíku a kyslíku, a vytváří se struktura tvořená z 80 až 95 % hmotn. uhlíkem; v některých částech struktury přitom za těchto podmínek dochází až ke grafitizaci, při které se ze struktury akrylových vláken odstraňují i poslední atomy dusíku, v důsledku čehož dochází ke vzniku dokonalejších uhlíkových mikrokrystalů a tvorbě uspořádanější uhlíkové struktury - tzv. turbostatické, s řízenou elektrickou vodivostí, která je tvořená uhlíkem z alespoň 99 % hmotn. Výsledná souvislá vrstva je tak tvořená mikroporézními uhlíkovými vlákny a zachovává si vlákenný charakter a morfologii výchozí vlákenné struktury; přitom dosahuje cca 45 až 60 % její původní hmotnosti i tloušťky a je tepelně i elektricky vodivá, což např. umožňuje její ohřev Jouleovým teplem, např. za účelem její sterilizace (viz níže). Přitom vhodně kombinuje členité mezivlákenné prostory o průměru v závislosti na výchozí struktuře cca 50 nm až 3 pm s porézními vlákny s póry o průměru 2 až 50 nm vytvořenými únikem plynných produktů karbonizace z materiálu vláken, což jí umožňuje spolehlivě zachytávat mechanické nečistoty, ale i mikroorganismy, zejména bakterie a některé viry o velikostech od 50 nm, chemické kontaminanty v plynné i kapané formě a také zápachy biologického původu nebo generované některými chemikáliemi, např. amoniakem, formaldehydem, těkavými organickými sloučeninami apod.; a to při původní nebo i vyšší prodyšnosti.
- 1 CZ 310208 B6
Aby během karbonizace nedocházelo ke kolapsu vnitřní struktury výchozí souvislé vrstvy, je výhodné tuto vrstvu před karbonizací stabilizovat. Vhodným způsobem stabilizace je její vystavení teplotě 250 až 320 °C v předepnutém stavu (při působení tahového napětí) na dobu 10 až 30 minut v oxidačním prostřední (např. na vzduchu). Během stabilizace dochází ve struktuře akrylových vláken k cyklizaci vazeb v řetězci makromolekuly a k zesíťování makromolekul kyslíkovými můstky, což je doprovázeno změnou barvy, snížením hmotnosti a únikem plynů, přičemž se jednotlivá vlákna stávají netavitelnými. Při výhodném postupu stabilizace se výchozí vrstva na stabilizační teplotu ohřívá rychlostí 35 °C za minutu.
Pro zlepšení antimikrobiálního účinku a elektrické vodivosti výsledné uhlíkové struktury se do výchozí struktury zanese alespoň jeden prekurzor mědi s kladným redoxním potenciálem, jako např. hydroxid měďnatý (Cu(OH)2), který se díky kladnému redoxnímu potenciálu snadno redukuje na kovové částice. Ty se poté prostřednictvím van der Walsových sil a komplexní vazby s nitrilovými skupinami (-C^N) a karboxylovými skupinami (COOH), vážou k vláknům vytvářené uhlíkové struktury. Tento prekurzor se do struktury výchozí vrstvy s výhodou zanáší ve formě vodné reakční směsi některým ze známých způsobů - např. ponořením do lázně, nástřikem, klocováním apod. Ve výhodné variantě provedení obsahuje reakční směs v přepočtu na 1 litr 3 až 10 g alespoň jedné dvojmocné soli mědi, jako např. pentahydrátu síranu měďnatého (CUSO4.5H2O), která následně v alkalické vodném prostředí reakční směsi vytváří hydroxid měďnatý Cu(OH)2), 0,5 až 1 g redukčního činidla ze skupiny borohydrid sodný (NaBH4), glukóza, furfural a formaldehyd, 10 až 18 g triethanolaminu (TEA) působícího jako komplexant chránící proti vylučování mědi z reakční směsi, 5 až 10 g soli obsahující síru a sodík ze skupiny thiosíran sodný (Na2S2O3), siřičitan sodný (Na2SO3), která stabilizuje reakční směs a zajištuje depozici mědi pouze na povrchu vláken, a přídavek zásady, který upravuje pH této směsi na pH ~ 9,5. Výhodnou zásadou je např. hydroxid sodný (NaOH), který současně také rozvolňuje kompaktní povrch akrylových vláken, napomáhá otevírání pórů a částečně hydrolyzuje nitrilové skupiny (-C^N) ve struktuře akrylových vláken a převádí je na amidové (NH2) a karboxylové skupiny (COOH), v důsledku čehož dochází následně ke zvýšené depozici mědi.
Poté se tato struktura s nanesenou reakční směsí na dobu 10 až 30 minut ohřeje na teplotu 80 °C až 95 °C, přičemž dojde k redukci prekurzoru mědi a připojení vytvořených částic mědi na povrchu vláken výchozí vrstvy. Při redukcí prekurzoru mědi vznikají nanočástice mědi, které se shlukují do větších celků a takto vytvořené aglomeráty se ukládají převážně na povrchu jednotlivých vláken a případně i v jejich pórech (viz obr. 3).
Tento proces lze v případě potřeby současně nebo postupně provádět se dvěma nebo více prekurzory stejného nebo odlišného kovu/kovů. Vhodnou kombinací je pak např. kombinace prekurzoru mědi s prekurzorem niklu, např. hydroxidem nikelnatým (Ni(OH)2), který v alkalickém prostřední reakční směsi vzniká z dvojmocné soli niklu, jako např. hexahydrátu síranu nikelnatého (NiSO4.6H2O), kdy se během redukce těchto prekurzorů částice niklu prostřednictvím van der Walsových sil a komplexní vazby s nitrilovými skupinami (-C^N) a karboxylovými skupinami (COOH) vážou fyzikálními silami na vlákna vlákenné struktury, přičemž část částic mědi se následně váže k částicím niklu. Nikl působí také jako prostředek pro aktivaci povrchu vláken a katalyzátor redukce mědi.
Množství nanášeného prekurzoru mědi odpovídá 2 až 15 mg elementárního kovu na 1 g souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny. Množství prekurzoru niklu v reakční směsi je s přihlédnutím k tomu, že nikl má menší elektrickou vodivost než měď, s výhodou stejné nebo menší než množství prekurzoru mědi v reakční směsi, tj. 1 až 15 mg (při obsahu dvojmocné soli niklu v reakční směsi 1 až 10 g).
Souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny pode vynálezu má plošnou hmotnost 540 až 21 600 g/m2 a tloušťku 0,45 až 50 mm, přičemž na jejích uhlíkových vláknech jsou připojené částice mědi v množství 2 až 15 mg na 1 g této souvislé vrstvy.
- 2 CZ 310208 B6
V další variantě jsou na uhlíkových vláknech této vrstvy připojené částice mědi v množství 2 až 15 mg na 1 g této souvislé vrstvy a částice niklu v množství 1 až 15 mg, přičemž alespoň část částic mědi je k vláknům vrstvy připojená prostřednictvím částic niklu.
Tímto způsobem připravená souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny má řadu využití. Díky svým vlastnostem a vysoké prodyšnosti může sloužit zejména jako aktivní vrstva (tj. vrstva s antimikrobiálními vlastnostmi) různých druhů plynových, zejména vzduchových filtrů, od filtrů klimatizací a podobných systémů budov nebo vozidel až po filtry osobních ochranných pomůcek pro filtrací vdechovaného a/nebo vydechovaného vzduchu, vč. masek, polomasek, roušek, ústenek apod. Díky vhodné kombinaci vláken s póry o průměru 2 až 50 nm a mezivlákenných prostorů o průměru cca 50 nm až 3 pm s vysokou členitostí (křivolakostí) je schopná spolehlivě zachytávat a působením mědi s antimikrobiálním účinkem likvidovat mikroorganismy, zejména bakterie, plísně a viry o velikostech od 50 nm; její prodyšnost je přitom, i při tloušťkách nad 30 mm dostatečná pro komfortní dýchání uživatele. Kromě záchytu mikroorganismů je však toto vrstva současně schopná díky své porézní struktuře adsorbovat některé plynné i kapalné chemikálie a odstraňovat zápachy různého původu, např. generované některými chemikáliemi, např. amoniakem, formaldehydem, těkavými organickými sloučeninami atd. Její elektrická vodivost přitom umožňuje její sterilizaci (regeneraci) tzv. suchým teplem Jouleovým ohřevem, při kterém se na souvislou vrstvu porézních uhlíkových vláken přivádí elektrické napětí z libovolného zdroje elektrické energie (power banka, elektrická síť, baterie, mobilní telefon atd.). Sterilizace přitom efektivně probíhá i s příkonem v řádu jednotek W po dobu pouze několika jednotek minut, a souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny se při ní ohřívá na teplotu nad 100 °C, s výhodou kolem 140 °C, při které dochází také k efektivní sterilizaci přilehlých vrstev filtru, resp. ochranné pomůcky. K tomuto účelu je tato vrstva s výhodou na opačných stranách opatřená dvěma elektrickými kontakty, jako např. kovovými pásky, plošnou nebo délkovou textilií z elektricky vodivých vláken (stříbro, uhlík, měď, nerezová ocel typu Inox apod.). Forma upevnění může být typicky pomocí vodivých adheziv nebo zapouzdření v obalu s vodivými kontakty.
Vzduchový filtr založený na použití souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle vynálezu pak obsahuje alespoň jednu takovou vrstvu s tloušťkou 1 až 50 mm, případně i více, v kombinaci s alespoň jednou vrstvou libovolného filtračního materiálu (s výhodou materiálu typu HEPA, případně filtračního materiálu na bázi polymerních vláken a/nebo nanovláken) s teplotu tání s výhodou nad 170 °C. Vrstva filtračního materiálu přitom slouží pro záchyt mechanických nečistot obsažených ve filtrovaném vzduchu a současně poskytuje souvislé vrstvě tvořené porézními uhlíkovými vlákny mechanickou oporu a ochranu. Ve výhodné variantě provedení je souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny uložená mezi dvěma vrstvami filtračního materiálu (stejnými nebo odlišnými), přičemž je alespoň s jednou z nich mechanicky spojená, s výhodou bodově prostřednictvím vhodného pojiva - a to buď po obvodu nebo v celé ploše. Použité pojivo i materiál ostatních vrstev vzduchového filtru pak musí mít tepotu měknutí vyšší, než je teplota, na kterou se během sterilizace souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny ohřívá.
Rouška pro filtraci vdechovaného a/nebo vydechovaného vzduchu založená na použití souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle vynálezu pak obsahuje alespoň jednu takovou vrstvu s tloušťkou 1 až 50 mm, případně i více, v kombinaci s alespoň jednou vrstvou libovolného filtračního materiálu (s výhodou materiálu typu HEPA). Vrstva filtračního materiálu přitom slouží pro záchyt mechanických nečistot obsažených ve vdechovaném a/nebo vydechovaném vzduchu a současně poskytuje souvislé vrstvě tvořené porézními uhlíkovými vlákny mechanickou oporu a ochranu. Ve výhodné variantě je souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny uložená mezi dvěma vrstvami filtračního materiálu (stejnými nebo odlišnými), přičemž je alespoň s jednou z nich mechanicky spojená, s výhodou bodově prostřednictvím vhodného pojiva - a to buď po obvodu nebo v celé ploše. Použité pojivo i materiál ostatních vrstev roušky pak musí mít tepotu měknutí vyšší, než je teplota, na kterou se během sterilizace souvislá vrstva tvořená porézními uhlíkovými vlákny ohřívá.
- 3 CZ 310208 B6
Objasnění výkresů
Na přiložených výkresech je na obr. 1 fotografie netkané textilie tvořené akrylovými vlákny zpevněné vpichováním, na obr. 2 fotografie souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny připravené karbonizací netkané textilie podle obr. 1, a na obr. 3 SEM snímek této souvislé vrstvy s indikací velikosti rozlišení.
Příklady uskutečnění vynálezu
Níže je pro názornost uvedeno šest konkrétních příkladů přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny způsobem podle vynálezu.
Příklad 1
Netkaná textilie z akrylových vláken zpevněná vpichováním s plošnou hmotností 1300 g/m2 (obr. 1) se na 1 minutu ponořila do reakční směsi, která v přepočtu na 1 l obsahovala 14 g triethanolaminu, 0,5 g borohydridu sodného (NaBH4), 5 g siřičitanu sodného (Na2SO3), 1 g hydroxidu sodného (NaOH), hydroxid měďnatý (Cu(OHŘ) vytvořený z 5 g pentahydrátu síranu měďnatého (CuSO4.5H2O) a hydroxid nikelnatý (Ni(OHŘ) vytvořený z 1 g hexahydrátu síranu nikelnatého (NiSO4.6H2O). Po vyjmutí se netkaná textilie ohřála na teplotu 85 °C, na které setrvala 20 minut, přičemž došlo k redukci prekurzoru mědi i niklu a připojení vytvořených částic niklu a mědi na povrchu akrylových vláken, přičemž část částic mědi se připojila k částicím niklu na povrchu akrylových vláken.
Poté následovala stabilizace, při které se takto upravená netkaná textilie v předepnutém stavu rychlostí 35 °C/min ohřála na teplotu 280 °C, na které setrvala 20 minut. Poté se rychlostí 300 °C/min pod vrstvou dřevěného uhlí ohřála na tepotu 1250 °C, na které setrvala po dobu 5 minut, přičemž proběhla její karbonizace a částečná grafitizace (obr. 2 a obr. 3).
Povrchová plocha takto připravené vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny byla 210 m2/g. Takto připravená vrstva byla elektricky vodivá, přičemž při připojení k elektrickému zdroji o výkonu 4 W se během 3 minut ohřála na teplotu 140 °C.
Příklad 2
Stejná netkaná textilie z akrylových vláken jako v příkladu 1 se po ponoření do stejné lázně na 1 minutu v předepnutém stavu stabilizovala při teplotě 320 °C, na které setrvala 10 minut. Poté se tato vrstva rychlostí 300 °C/min ohřála pod vrstvou dřevěného uhlí na tepotu 1300 °C, na které setrvala po dobu 5 minut, přičemž proběhla její karbonizace a částečná grafitizace.
Povrchová plocha takto připravené vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny byla 278 m2/g. Takto připravená vrstva byla elektricky vodivá, přičemž při připojení k elektrickému zdroji o výkonu 4 W se během 3 minut ohřála na teplotu 170 °C.
Příklad 3
Stejná netkaná textilie z akrylových vláken jako v příkladu 1 se po ponoření do stejné lázně na 1 minutu v předepnutém stavu stabilizovala při teplotě 320 °C, na které setrvala 30 minut. Poté se tato vrstva rychlostí 310 °C/min ohřála pod vrstvou dřevěného uhlí na tepotu 1200 °C, na které setrvala po dobu 7 minut, přičemž proběhla její karbonizace a částečná grafitizace.
- 4 CZ 310208 B6
Povrchová plocha takto připravené vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny byla 190 m2/g. Takto připravená vrstva byla elektricky vodivá, přičemž při připojení k elektrickému zdroji o výkonu 4 W se během 3 minut ohřála na teplotu 110 °C.
Příklad 4
Rouno z akrylových vláken s plošnou hmotností 2700 g/m2 se na 1 minutu ponořilo do reakční směsi, která v přepočtu na 1 litr obsahovala 16 g triethanolaminu, 1 g NaBH4, 10 g Na2SO3, 1 g NaOH a Cu(OH)2 vytvořený ze 3 g CuSO4.5H2O. Po vyjmutí se toto rouno ohřálo na teplotu 80 °C, na které setrvalo 10 minut, přičemž došlo k redukci prekurzoru mědi a připojení vytvořených částic mědi na povrch akrylových vláken.
Poté následovala stabilizace, při které se takto upravené rouno v předepnutém stavu rychlostí 35 °C/min ohřálo na teplotu 300 °C, na které setrvalo 15 minut. Poté se rychlostí 350 °C/min pod vrstvou dřevěného uhlí ohřálo na tepotu 1450 °C, na které setrvalo po dobu 4 minut, přičemž proběhla jeho karbonizace a částečná grafitizace.
Povrchová plocha takto připravené vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny byla 257 m2/g. Takto připravená vrstva byla elektricky vodivá, přičemž při připojení k elektrickému zdroji o výkonu 4 W se během 3 minut ohřála na teplotu 125 °C.
Příklad 5
Netkaná textilie z akrylových vláken zpevněná vpichováním s plošnou hmotností 2300 g/m2 se na 1 minutu ponořila reakční směsi, která v přepočtu na 1 litr obsahovala 10 g triethanolaminu, 1 g glukózy, 7 g Na2SO3, 1 g NaOH, Cu(OH)2 vytvořený z 8 g CuSO4.5H2O a Ni(OH)2 vytvořený z 3 g MSO4.6H2O. Po vyjmutí se tato netkaná textilie ohřála na teplotu 90 °C, na které setrvala 30 minut, přičemž došlo k redukci prekurzoru mědi i niklu a připojení vytvořených částic niklu na povrchu akrylových vláken a připojení částic mědi k částicím niklu.
Poté následovala stabilizace, při které se takto upravená netkaná textilie v předepnutém stavu rychlostí 35 °C/min ohřála na teplotu 250 °C, na které setrvala 30 minut. Poté se rychlostí 320 °C/min pod vrstvou dřevěného uhlí ohřála na tepotu 1250 °C, na které setrvala po dobu 8 minut, přičemž proběhla její karbonizace a částeční grafitizace.
Povrchová plocha takto připravené vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny byla 272 m2/g. Takto připravená vrstva byla elektricky vodivá, přičemž při připojení k elektrickému zdroji o výkonu 4 W se během 3 minut ohřála na teplotu 120 °C.
Příklad 6
Způsobem podle CZ 306111 skládaná netkaná textilie z akrylových vláken s plošnou hmotností 36 000 g/m2 se na 5 minut ponořila do reakční směsi, která v přepočtu na 1 litr obsahovala 18 g triethanolaminu, 0,7 g NaBH4, 10 g Na2S2O3, 1 g NaOH, Cu(OH)2 vytvořený z 10 g CuSO4.5H2O a Ni(OH)2 vytvořený ze 4 g MSO4.6H2O. Po vyjmutí se tato textilie ohřála na teplotu 95 °C, na které setrvala 30 minut, přičemž došlo k redukci prekurzoru mědi i niklu a připojení vytvořených částic niklu a mědi na povrchu akrylových vláken, přičemž část částic mědi se připojila k částicím niklu na povrchu akrylových vláken.
Poté následovala stabilizace, při které se takto upravená netkaná textilie v předepnutém stavu rychlostí 35 °C/min ohřála na teplotu 320 °C, na které setrvala 30 minut. Poté se rychlostí 400 °C/min v atmosféře CO2 ohřála na tepotu 1500 °C, na které setrvala po dobu 10 minut, přičemž proběhla její karbonizace.
- 5 CZ 310208 B6
Povrchová plocha takto připravené vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny byla 326 m2/g. Takto připravená vrstva byla elektricky vodivá, přičemž při připojení k elektrickému zdroji o výkonu 4 W se během 3 minut ohřála na teplotu 140 °C.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny karbonizací souvislé vrstvy tvořené z alespoň 80 % hmotn. akrylovými vlákny, vyznačující s tím, že se do struktury souvislé vrstvy tvořené z alespoň 80 % hmotn. akrylovými vlákny s plošnou hmotností 1200 až 36 000 g/m2 před její karbonizací vnese vodná reakční směs, která v přepočtu na 1 litr obsahuje: a) 3 až 10 g dvojmocné soli mědi, 0,5 až 1 g redukčního činidla ze skupiny borohydrid sodný NaBH4, glukóza, furfural a formaldehyd, 10 až 18 g triethanolaminu TEA, 5 až 10 g thiosíranu sodného Na2S2O3 nebo siřičitanu sodného Na2SO3 a přídavek zásady, přičemž pH této směsi ~ 9,5, nebob) 3 až 10 g dvojmocné soli mědi, 1 až 10 g dvojmocné soli niklu, 0,5 až 1 g redukčního činidla ze skupiny borohydrid sodný NaBH4, glukóza, furfural a formaldehyd, 10 až 18 g triethanolaminu TEA, 5 až 10 g thiosíranu sodného Na2S2O3 nebo siřičitanu sodného Na2SO3 a přídavek zásady, přičemž pH této směsi ~ 9,5, a poté se souvislá vrstva tvořená akrylovými vlákny s reakční směsí na dobu 10 až 30 minut ohřeje na teplotu 80 °C až 95 °C a po uplynutí této doby se souvislá vrstva tvořená akrylovými vlákny s připojenými částicemi mědi nebo s připojenými částicemi mědi a niklu v předepnutém stavu a v oxidačním prostředí na dobu 10 až 30 minut ohřeje na teplotu 250 až 320 °C, a po uplynutí této doby se takto stabilizovaná struktura akrylových vláken s částicemi mědi ohřeje pod vrstvou dřevěného uhlí nebo v atmosféře plynu bránícího oxidaci rychlostí 300 až 400 °C/min na teplotu 1200 až 1500 °C, na které setrvá 3 až 10 minut za vytvoření souvislé elektricky vodivé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny, jejichž struktura je tvořená z 80 až 95 % hmotn. uhlíkem a alespoň část této struktury je grafitizovaná a tvořená uhlíkem z 99 % hmotn., s připojenými částicemi mědi, která má plošnou hmotnost 540 až 21 600 g/m2 a tloušťku 0,45 až 50 mm, přičemž množství mědi je 2 až 15 mg na 1 g této souvislé vrstvy, nebo s připojenými částicemi mědi a niklu, přičemž množství mědi je 2 až 15 mg na 1 g této souvislé vrstvy a množství niklu je 1 až 15 mg na 1 g této souvislé vrstvy.
- 2. Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako zásada pro úpravu pH reakční směsi se použije hydroxid sodný NaOH.
- 3. Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle nároku 1, vyznačující se tím, že vlákenná struktura se při stabilizaci ohřívá rychlostí 35 °C/min.
- 4. Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle nároku 1, vyznačující se tím, že dvojmocnou solí mědi je pentahydrát síranu měďnatého CuSO4.5H2O.
- 5. Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny podle nároku 1, vyznačující se tím, že dvojmocnou solí niklu je hexahydrát síranu nikelnatého NiSO4.6H2O.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-194A CZ310208B6 (cs) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny |
| DE112022000011.2T DE112022000011B4 (de) | 2021-04-19 | 2022-03-11 | Verfahren zur Vorbereitung einer zusammenhängenden durch poröse Kohlenstofffasern gebildeten Schicht, zusammenhängende durch poröse Kohlenstofffasern gebildete und durch dieses Verfahren vorbereitete Schicht, Luftfilter und Mittel zur Filtration der eingeatmeten und/oder ausgeatmeten Luft |
| PCT/CZ2022/050029 WO2022223062A1 (en) | 2021-04-19 | 2022-03-11 | A method of preparing a continuous layer of porous carbon fibers, a continuous layer of porous carbon fibers prepared in this manner, an air filter and personal protective equipment comprising at least one such layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-194A CZ310208B6 (cs) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2021194A3 CZ2021194A3 (cs) | 2022-11-02 |
| CZ310208B6 true CZ310208B6 (cs) | 2024-11-20 |
Family
ID=81386865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021-194A CZ310208B6 (cs) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ310208B6 (cs) |
| DE (1) | DE112022000011B4 (cs) |
| WO (1) | WO2022223062A1 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2010138A3 (cs) * | 2010-02-24 | 2011-08-31 | Technická univerzita v Liberci | Zpusob úpravy organických polymerních vláken a vlákenných útvaru obsahujících tato vlákna, zpusob úpravy vláken obsahujících minerální jádro a plášt z organického materiálu a vlákenných útvaru obsahujících tato vlákna a zpusob úpravy vlákenného útvar |
| US20120024304A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Rj Reynolds Tobacco Company | Filter Element Comprising Multifunctional Fibrous Smoke-Altering Material |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1602487A (cs) | 1968-12-31 | 1970-11-30 | ||
| DE3209795A1 (de) | 1982-03-18 | 1983-09-29 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Verfahren zur herstellung thermostabiler fasern und faeden |
| CN108557816B (zh) * | 2018-06-26 | 2022-02-01 | 武汉大学 | 一种高比表面积多孔石墨化炭的制备方法 |
| CN109295442A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-01 | 河北工业大学 | 胶体铜活化碳纤维并一步制备化学镀铜-镍双金属层的方法 |
-
2021
- 2021-04-19 CZ CZ2021-194A patent/CZ310208B6/cs unknown
-
2022
- 2022-03-11 WO PCT/CZ2022/050029 patent/WO2022223062A1/en active Application Filing
- 2022-03-11 DE DE112022000011.2T patent/DE112022000011B4/de active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2010138A3 (cs) * | 2010-02-24 | 2011-08-31 | Technická univerzita v Liberci | Zpusob úpravy organických polymerních vláken a vlákenných útvaru obsahujících tato vlákna, zpusob úpravy vláken obsahujících minerální jádro a plášt z organického materiálu a vlákenných útvaru obsahujících tato vlákna a zpusob úpravy vlákenného útvar |
| US20120024304A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Rj Reynolds Tobacco Company | Filter Element Comprising Multifunctional Fibrous Smoke-Altering Material |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| CHO, Chae-Wook, et al. Stabilization, carbonization, and characterization of PAN precursor webs processed by electrospinning technique. Carbon letters, 2007, 8.4: 313-320; ISSN: 1976-4251 * |
| KHAYYAM, Hamid, et al. PAN precursor fabrication, applications and thermal stabilization process in carbon fiber production: experimental and mathematical modelling. Progress in Materials Science, 2020, 107: 100575; ISSN: 0079-6425 * |
| NAEEM, Salman, et al. Sorption properties of iron impregnated activated carbon web for removal of methylene blue from aqueous media. Fibers and polymers, 2016, 17.8: 1245-1255; eISSN: 1875-0052 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021194A3 (cs) | 2022-11-02 |
| DE112022000011T5 (de) | 2023-03-02 |
| WO2022223062A1 (en) | 2022-10-27 |
| DE112022000011B4 (de) | 2024-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Seidi et al. | Functionalized masks: powerful materials against COVID‐19 and future pandemics | |
| CN101230502B (zh) | 一种麻活性炭纤维的制备方法 | |
| US12357043B2 (en) | Graphitic antiviral filtration element and filtration devices containing same | |
| CN108866816B (zh) | 一种抑菌无纺布及其制备方法和应用 | |
| JP2008188082A (ja) | マスク | |
| KR20160111528A (ko) | 나노입자 강화된 활성 탄소 섬유 | |
| CN205913666U (zh) | 一种防毒面具过滤元件 | |
| CN109758831A (zh) | 高效空气过滤材料的制备方法 | |
| CN113925240A (zh) | 抗菌抗病毒口罩及其制备方法 | |
| JP2023546717A (ja) | 抗ウイルス要素およびこれを含む個人用保護具 | |
| TW591155B (en) | Method for producing product from active carbon fiber loaded with silver | |
| CZ310208B6 (cs) | Způsob přípravy souvislé vrstvy tvořené porézními uhlíkovými vlákny | |
| WO2021203094A1 (en) | Antiviral filtration element and filtration devices containing same | |
| CN214016091U (zh) | 具有铜系-聚丙烯无纺布过滤层的密贴型立体口罩 | |
| JP2022155561A (ja) | 浄水フィルター | |
| Khyum et al. | Innovations in nonwoven textiles | |
| JP2016059903A (ja) | カートリッジフィルター | |
| JP6113519B2 (ja) | 吸着材及び吸着法 | |
| JP2013087274A (ja) | 重金属固定剤 | |
| JP4149628B2 (ja) | キレート形成性繊維およびその製法、並びにその利用法 | |
| JPH10234837A (ja) | 光反応性有害物除去材 | |
| KR102345953B1 (ko) | 기능성 에어 필터 원단 | |
| JP2008101095A (ja) | 発熱抄造体及びその製造方法 | |
| CN111165935A (zh) | 一种口罩过滤层及口罩罩体 | |
| JP4013134B2 (ja) | 放射性物質モニタリング材 |