CZ33137U1 - Filtrační materiál pro filtraci vzduchu - Google Patents

Filtrační materiál pro filtraci vzduchu Download PDF

Info

Publication number
CZ33137U1
CZ33137U1 CZ2019-36376U CZ201936376U CZ33137U1 CZ 33137 U1 CZ33137 U1 CZ 33137U1 CZ 201936376 U CZ201936376 U CZ 201936376U CZ 33137 U1 CZ33137 U1 CZ 33137U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
nonwoven
layer
meltblown
polypropylene
filter material
Prior art date
Application number
CZ2019-36376U
Other languages
English (en)
Inventor
Dušan Kimmer
Ivo Vincent
Lenka Lovecká
Miroslava Kovářová
Roman Kolařík
Petra Peer
Martina Polášková
Tomáš Sedláček
Aleš Mráček
Original Assignee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Spur A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Spur A.S. filed Critical Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority to CZ2019-36376U priority Critical patent/CZ33137U1/cs
Publication of CZ33137U1 publication Critical patent/CZ33137U1/cs
Priority to PCT/CZ2020/050048 priority patent/WO2021000974A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • 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
    • 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
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • 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
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01D2239/025—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising nanofibres
    • 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
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0622—Melt-blown
    • 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
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627—Spun-bonded
    • 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
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0631—Electro-spun
    • 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
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • 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
    • B01D2239/1233—Fibre diameter
    • 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
    • B01D2239/125—Size distribution
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0223—Vinyl resin fibres
    • B32B2262/023—Aromatic vinyl resin, e.g. styrenic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0223—Vinyl resin fibres
    • B32B2262/0238—Vinyl halide, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0246—Acrylic resin fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0253—Polyolefin fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261—Polyamide fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0276—Polyester fibres
    • B32B2262/0284—Polyethylene terephthalate [PET] or polybutylene terephthalate [PBT]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0292—Polyurethane fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/04—Cellulosic plastic fibres, e.g. rayon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/718—Weight, e.g. weight per square meter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2571/00—Protective equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Oblast techniky
Technické řešení se týká filtračního materiálu pro filtraci vzduchu na bázi kombinací spun bond (SB) a/nebo meltblown (MB) a elektrospinningových (ES) netkaných textilií (NT). Tento materiál je snadno zpracovatelný svařováním nebo šitím na ústenky, roušky, polomasky, kapsové filtry, filtry do interiérů automobilů a jednoduché nebo skládané přepážky do filtrů masek, klimatizací a podobné ochranné aplikace, které čistí částicemi kontaminovaný vzduch.
Dosavadní stav techniky
Pro výše popsané aplikace se v současnosti používají filtrační materiály z netkaných textilií (NT), případně tkanin, které ale nesplňují optimálně parametry požadované výrobci filtračních výrobků, tedy maximální účinnost filtrace při co nejmenším tlakovém odporu.
Filtrační materiály jsou posuzovány podle evropských norem EN 143, EN 149, EN 779 - 2011, které popisují požadavky na filtrační účinnost (FE) a tlakový odpor (Δρ) pro filtrované částice o velikosti 400 nm, a EN 1822 - 2009, která definuje požadavky na filtrační účinnost (FE) v bodě s největším průnikem nanočástic (maximum penetrating particle size - MPPS) - tedy extrém v závislosti filtrační účinnosti na velikosti částic (křivky ve tvaru písmena V). Nejvýznamnější mechanismus, kterým jsou jemné částice u ES filtrů eliminovány ze vzduchu je mechanismus zachycení (viz obr. 1).
Nevýhodou aktuálně používaných filtračních materiálů na bázi meltblown (MB) netkaných textilií je nižší záchyt velmi jemných částic (10 až 400 nm), pro jehož zlepšení je nutné zvýšit obsah meltblown (MB) vláknitého materiálu ve filtru, což má ale zase za následek nepřiměřené zvýšení tlakového odporu filtru.
Podstata technického řešení
K odstranění výše uvedených nedostatků přispívá do značné míry filtrační materiál pro filtraci vzduchu podle předloženého technického řešení. Podstata řešení spočívá v tom, že vícevrstvá struktura tohoto materiálu obsahuje alespoň jednu vrstvu spun bond (SB) a/nebo meltblown (MB) netkané textilie s plošnou hmotností 15 až 100 g/m2, s distribucí průměrů vláken od 200 nm do 8000 nm a střední velikostí pórů větší než 1200 nm a alespoň jednu vrstvu elektrospinningové (ES) netkané nanotextilie textilie s plošnou hmotností 0,05 až 4 g/m2, s distribucí průměrů nanovláken v intervalu 40 až 400 nm a střední velikostí pórů 200 až 1800 nm.
Vrstva spun bond (SB) a/nebo meltblown (MB) netkané textilie je s výhodou z vláken na bázi polymeru ze skupiny zahrnující polypropylen (PP), polyethylentereftalát (PET), polyurethany (PU), kyselinu polymléčnou (PLA) a polyamid 6 (PA6).
Vrstva elektrospinningové (ES) netkané nanotextilie je s výhodou z nanovláken na bázi polymeru ze skupiny zahrnující polyvinylidenfluorid (PVDF), polyurethany (PU), kyselinu polymléčnou (PLA), polyamid 6 (PA6), polyakrylonitril (PAN), acetát celulózy (CA), polystyren (PS), polyethersulfon a polyvinylbutyral (PVB).
- 1 CZ 33137 U1
Z hlediska konkrétní skladby vrstev bylo vytvořeno několik preferovaných vícevrstvých struktur filtračního materiálu:
a) vícevrstvá struktura obsahuje netkanou textilii na bázi kombinace meltblown (MB) polypropylenové (PP) vrstvy nanesené na spun bond (SB) polypropylenovém (PP) substrátu s elektrospinningovou (ES) netkanou nanotextilií z polyvinylidenfluoridových (PVDF) nanovláken;
b) vícevrstvá struktura obsahuje kombinaci dvoj vrstvy spojených meltblown (MB) a spun bond (SB) netkaných textilií z polypropylenových (PP) mikrovláken s elektrospinningovou (ES) netkanou nanotextilií z polyvinylidenfluoridových (PVDF) nanovláken na viskozovém substrátu;
c) vícevrstvá struktura obsahuje kombinaci meltblown (MB) netkané textilie ze směsi polypropylenové (PP) a polyethylentereftalátové (PET) střiže s elektrospinningovou (ES) netkanou nanotextilií z polyvinylidenfluoridových (PVDF) nanovláken;
d) vícevrstvá struktura je vytvořena jako sendvičová se skladbou vrstev spunbond (SB) polypropylenová (PP) vrstva - meltblown (MB) polypropylenová (PP) vrstva - netkaná nanotextilie z polyvinylidenfluoridových (PVDF) nanovláken - meltblown (MB) polypropylenová (PP) vrstva - spunbond (SB) polypropylenová (PP) vrstva.
Objasnění výkresů obr. 1 - Snímek elektrospinningové (ES) nanostruktury se zachycenými částicemi o velikostech 20 až 400 nm, zvětšení 10 OOOx, obr. 2 - SEM snímek meltblown (MB) struktury, zvětšení 4 OOOx obr. 3 - Snímek elektrospinningové (ES) nanostruktury, zvětšení 40 OOOx, obr. 4 - 3D modely: (a) meltblown (MB) struktury, (b) elektrospinningové (ES) nanostruktury, (c) kombinace meltblown (MB) struktury a elektrospinningové (ES) nanostruktury, obr. 5 - Experimentální data pro filtrační materiály na bázi meltblown (MB) struktury, elektrospinningové (ES) nanostruktury a kombinace meltblown (MB) struktury a elektrospinningové (ES) nanostruktury.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Vícevrstvá struktura filtračního materiálu v příkladném provedení (viz obr. 4c) obsahuje kombinaci netkané textilie tvořené MB vrstvou z PP (viz obr. 2 a 4a) nanesenou na SB substrátu z PP s ES netkanou nanotextilií (viz obr. 3 a 4b) z PVDF nanovláken. MB PP vrstva má plošnou hmotnost 25 g/m2, distribuci průměrů vláken od 500 do 5 000 nm a střední velikost pórů 1 900 nm a byla nanesena na SB PP substrátu s plošnou hmotností 17 g/m2. ES netkaná nanotextilie z PVDF nanovláken pak má plošnou hmotnost 0,2 g/m2 a distribuci průměrů vláken od 40 do 400 nm a střední velikost pórů 1100 nm.
Filtrační účinky materiálu podle příkladu 1 jsou přehledně znázorněny na obr. 5. Jak je zde patrno, samotná MB PP struktura (podle obr. 4a) nanesená na SB PP substrátu má pro částice o velikosti cca 103 nm filtrační účinnost 55 % a tlakový odpor Δρ = 42 Pa. ES netkaná
-2CZ 33137 U1 nanotextilie (podle obr. 4b) z PVDF nanovláken má filtrační účinnost FE = 65 % a tlakový odpor Δρ jen 20 Pa. Kombinace popsaných MB a ES struktur (podle obr. 4c) vede k filtračnímu materiálu s filtrační účinností FE = 82 % pro částice o velikosti 40 nm a tlakovým odporem Δρ jen 61 Pa. Tedy materiálu, který již vyhovuje téměř filtrační třídě E10 (dle EN 1822), ale vykazuje nižší tlakový odpor měřený při čelní rychlosti 5,7 cm/s, což odpovídá průtoku vzduchu 30 1/min.
Příklad 2
Další příklad filtračního materiálu určeného pro polomasky má vícevrstvou strukturu, která obsahuje kombinaci MB a SB netkaných textilií z PP mikrovláken a ES netkané nanotextilie z PVDF nanovláken na viskozovém (VS) substrátu. Mikrovláknový materiál z PP mikrovláken je připraven spojením SB a MB netkaných textilií s plošnými hmotnostmi 17 a 25 g/m2, tedy s celkovou plošnou hmotností 42 g/m2, distribuci průměrů MB vláken od 500 do 1 500 nm a střední velikostí pórů 1 900 nm. ES netkaná nanotextilie z PVDF nanovláken má plošnou hmotnost 0,5 g/m2, distribuci průměrů vláken od 40 do 400 nm a střední velikost pórů 800 nm a je nanesena na netkaném VS substrátu o plošné hmotnosti 55 g/m2.
Příklad dokumenuje zlepšení filtračních vlastností materiálů pro polomasky hodnocených dle EN 149, která využívá pro hodnocení filtračních schopností aerosol s průměrnou velikostí částic 400 nm. Materiál z PP mikrovláken připravený spojením dvou SB/MB netkaných textilií má vdechovací odpor Δρ = 229 Pa a filtrační účinnost FE = 94 %, měřeno s parafinovým olejem při průtoku vzduchu 95 1/min., a odpovídá třídě FFP2. Odpovídající minimální požadavky normy EN 149 pro třídu 2 za výše uvedených podmínek testu s parafinovým aerosolem jsou Δρ = 240 Pa a filtrační účinnost FE = 94 %. Materiál s přibližně stejným tlakovým odporem Δρ = 213 Pa lze připravit kombinací SB/MB netkaných textilií s plošnými hmotnostmi 17/25 g/m2 s materiálem připraveným nánosem 0,5 g/m2 PVDF nanovláken na VS substrát s plošnou hmotností 55 g/m2. Filtrační účinnost takovéto kombinace se proti původnímu SB/MB materiálu bez nanovláken výrazně zvýší až na FE = 99,6 %, takže materiál pak odpovídá filtrační třídě FFP3, jejíž minimální požadavky při průtoku 95 Emin, jsou Δρ < 300 Pa a filtrační účinnost FE > 99,0 %.
Příklad 3
Složení vícevrstvého materiálu je stejné jako v příkladu 2, ale ES netkaná textilie má plošnou hmotnost 2,3 g/m2, distribuci průměrů vláken od 40 do 400 nm a střední velikost pórů 255 nm. Tento materiál byl použit pro přípravu skládaných filtrů pro HEPA filtraci v klimatizačních jednotkách. Pozitivní vliv kombinace MB a ES netkané textilie byl prokázán na dvou testech, kdy popisovaný materiál byl vystaven stejnému proudu kontaminovaného vzduchu jak ze strany VS SB materiálu, tak i z opačné strany PP MB netkané textilie. V případě filtrace ze strany MB netkané textilie došlo v důsledku účinnější předfiltrace ke zvýšení kapacity filtru o 32 %.
Příklad 4
Filtrační materiál je analogický příkladu 2, ale místo nánosu nanovláken na VS byla jako podkladový substrát použita netkaná textilie připravená ze směsi PP a PET střiže s plošnou hmotností 30 g/m2. Dosažené filtrační vlastnosti za stejných podmínek byly filtrační účinnost FE > 99,5 % a tlakový odpor Δρ = 87 až 98 Pa při průtoku vzduchu 30 1/min., resp. 257 až 289 Pa při průtoku vzduchu 951/min. (měřeno na zařízení Lorenz 143). Kombinací MB netkaných textilií a ES netkané nanotextilie bylo tedy opět dosaženo filtrační třídy FFP3.
Příklad 5
Další příklad filtračního materiálu určeného pro ústenky má vícevrstvou strukturu, která je vytvořena jako sendvičová se skladbou vrstev SB PP vrstva - MB PP vrstva - netkaná nanotextilie z PVDF nanovláken -MB PP vrstva - SB PP vrstva. Sendvičový materiál má
-3 CZ 33137 U1 celkovou plošnou hmotnost 84,5 g/m2, netkaná nanotextilie z PVDF nanovláken má plošnou hmotnost 0,48 g/m2.
Tento příklad dokládá zlepšení filtračních vlastností materiálů pro výrobu filtrů proti částicím dle EN 143, tedy ústenek apod. Obdobně jako EN 149 využívá pro hodnocení filtračních schopností aerosol s velikostí částic 400 nm. Sendvičový materiál vykazoval tlakový odpor Δρ = 93 až 109 Pa při průtoku 30 Fmin. (požadavek normy < 120 Pa) a filtrační účinnost FE = 99,96 až 99,99 % (požadavek normy > 99,95 %). Tento materiál tedy splňuje požadavky na materiály třídy P3 dle EN 143. Obdobný materiál bez vrstvy netkané nanotextilie, připravený jen z SB/MB materiálů se stejným tlakovým odporem měl záchyt částic o velikosti 400 nm jen kolem 90 % a materiál, který vyhovoval požadavku na filtrační účinnost 99,95 % připravený jen z vrstev SB/MB netkaných textilií, který měl plošnou hmotnost 120 g/m2, vykazoval tlakový odpor, měřený při průtoku 30 Emin., Δρ = 184 Pa, tedy vyhovoval jen třídě 2 dle EN 143.
Příklad 6
Pátý příklad technického zhodnocení posuzuje situaci, kdy ve všech případech je použita stejná netkaná nanotextilie, která je kombinovaná buď se SB netkanou textilií nebo s MB netkanou textilií. Porovnávány jsou sendviče VS SB netkaná textilie - 0,2 g/m2 PVDF netkaná nanotextilie - PP SB a VS SB netkaná textilie - 0,2 g/m2PVDF netkaná nanotextilie - PP MB netkaná textilie. U materiálu bez MB netkané textilie došlo k poklesu z filtrační třídy F9 na třídu F8, stanoveno dle EN 779 - 2011, což prokazuje pozitivní efekt kombinace MB netkané textilie a netkané nanotextilie.
Příklad 7
Pozitivní vliv kombinace MB netkané textilie a netkané nanotextilie materiálů se projevil i při výrobě HEPA 15 filtračních materiálů, posuzováno ve shodě s EN1822 - 2009. Sendvič VS SB netkaná textilie - 2,7 g/m2 PVDF netkaná nanotextilie - PP MB netkaná textilie měl filtrační účinnost FE = 99,9994 % při tlakovém odporu Δρ = 234 Pa, zatímco HEPA 15 filtry ze skleněných mikrovláken vykazovaly při odpovídajících filtrační účinnosti tlakový odpor Δρ až 413 Pa.
Příklad 8
Aplikace MB netkané textilie v kombinaci s ES nanovlákny se velmi žádoucím způsobem projevila i při použití pro filtrační vaky používané v potravinářství. Třívrstvé sendviče se složením SB netkaná textilie - netkaná nanotextilie - SB netkaná textilie a MB netkaná textilie netkaná nanotextilie - SB netkaná textilie obsahovaly stejnou ES netkanou nanotextilii připravenou z polyurethanových nanovláken s plošnou hmotností 1,4 g/m2, střední velikostí pórů 320 nm a shodnými filtračními vlastnostmi. Filtrační materiál s MB vrstvou měl, při průchodu znečištěného vzduchu ze strany MB netkané textilie, o 41 % delší životnost než materiál vyrobený jen ze SB netkané textilie.
Příklad 9
Srovnatelné výsledky s materiály podle příkladů č. 1 až 8 vykazují i materiály, které mají vrstvu SB a/nebo MB netkané textilie místo uváděného PP z polymeru ze skupiny zahrnující PET, PU, PLA a PA6.
Obdobně je tomu u vrstvy ES netkané nanotextilie, která může být při dosažení srovnatelných výsledků jako u uváděného PVDF alternativně zhotovena rovněž z nanovláken bázi polymeru ze skupiny zahrnující PU, PLA, PA6, PAN, CA, PS, polyethersulfon a PVB.

Claims (7)

1. Filtrační materiál pro filtraci vzduchu, určený zejména k aplikaci ve filtračních výrobcích, které čistí částicemi kontaminovaný vzduch, včetně uhraj emných částic o rozměrech 1 až
1 000 nm, jako jsou ústenky, roušky, polomasky, textilní filtrační bagy, kapsové filtry, filtry do interiérů automobilů a jednoduché nebo skládané přepážky do filtrů masek a klimatizací, vyznačující se tím, že jeho vícevrstvá struktura obsahuje alespoň jednu vrstvu spun bond a/nebo meltblown netkané textilie s plošnou hmotností 15 až 100 g/m2, s distribucí průměrů vláken od 200 nm do 8 000 nm a střední velikostí pórů větší než 1 200 nm a alespoň jednu vrstvu elektrospinningové netkané nanotextilie s plošnou hmotností 0,05 až 4 g/m2, s distribucí průměrů nanovláken v intervalu 40 až 400 nm a střední velikostí pórů 200 až 1800 nm.
2. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva spun bond a/nebo meltblown netkané textilie je z vláken na bázi polymeru ze skupiny zahrnující polypropylen, polyethylentereftalát, polyurethany, kyselinu polymléčnou a polyamid 6.
3. Filtrační materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva elektrospinningové netkané nanotextilie je z nanovláken na bázi polymeru ze skupiny zahrnující polyvinylidenfluorid, polyurethany, kyselinu polymléčnou, polyamid 6, polyakrylonitril, acetát celulózy, polystyren, polyethersulfon a polyvinylbutyral.
4. Filtrační materiál podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jeho vícevrstvá struktura obsahuje netkanou textilii na bázi kombinace meltblown polypropylenové vrstvy nanesené na spun bond polypropylenovém substrátu s elektrospinningovou netkanou nanotextilií z polyvinylidenfluoridových nanovláken.
5. Filtrační materiál podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jeho vícevrstvá struktura obsahuje kombinaci dvojvrstvy spojených meltblown a spun bond netkaných textilií z polypropylenových mikrovláken s elektrospinningovou netkanou nanotextilií z polyvinylidenfluoridových nanovláken na viskozovém substrátu.
6. Filtrační materiál podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jeho vícevrstvá struktura obsahuje kombinaci meltblown netkané textilie ze směsi polypropylenové a polyethylentereftalátové střiže s elektrospinningovou netkanou nanotextilií z polyvinylidenfluoridových nanovláken.
7. Filtrační materiál podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jeho vícevrstvá struktura je vytvořena jako sendvičová se skladbou vrstev spunbond polypropylenová (vrstva - meltblown polypropylenová vrstva - netkaná nanotextilie z polyvinylidenfluoridových nanovláken meltblown polypropylenová vrstva - spunbond polypropylenová vrstva.
CZ2019-36376U 2019-07-01 2019-07-01 Filtrační materiál pro filtraci vzduchu CZ33137U1 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-36376U CZ33137U1 (cs) 2019-07-01 2019-07-01 Filtrační materiál pro filtraci vzduchu
PCT/CZ2020/050048 WO2021000974A1 (en) 2019-07-01 2020-06-29 Air filtration filter material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-36376U CZ33137U1 (cs) 2019-07-01 2019-07-01 Filtrační materiál pro filtraci vzduchu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ33137U1 true CZ33137U1 (cs) 2019-08-20

Family

ID=67686321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-36376U CZ33137U1 (cs) 2019-07-01 2019-07-01 Filtrační materiál pro filtraci vzduchu

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ33137U1 (cs)
WO (1) WO2021000974A1 (cs)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308593B6 (cs) * 2020-02-13 2020-12-16 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Způsob výroby filtrační membrány
FR3106135A1 (fr) * 2020-06-19 2021-07-16 Arkema France Procede de recyclage de masques de protection respiratoire
WO2021224115A1 (de) * 2020-05-08 2021-11-11 Basf Se Filter auf basis eines vliesverbundes
WO2021255401A1 (fr) * 2020-06-19 2021-12-23 Arkema France Masques de protection respiratoire en pvdf et procede de recyclage
EP4103300A4 (en) * 2020-04-03 2024-04-10 King's Flair Innovative Marketing Limited NEW FILTER MATERIAL, FACE MASK CONTAINING SAME AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3126341A1 (fr) * 2021-08-30 2023-03-03 Mdb Texinov Masque de protection, demi-masque de protection et objet filtrant
CN114801393B (zh) * 2022-03-31 2024-03-15 金发科技股份有限公司 一种多尺度纤维过滤层及其制备方法与应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110064928A1 (en) * 2008-05-05 2011-03-17 Avgol Industries 1953 Ltd Nonwoven material
CZ201122A3 (cs) * 2011-01-17 2012-07-18 Royal Natural Medicine, S.R.O. Oblicejová rouška a zpusob její výroby
CZ305230B6 (cs) * 2011-04-28 2015-06-24 Česká Včela s.r.o. Bariérová textilie

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308593B6 (cs) * 2020-02-13 2020-12-16 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Způsob výroby filtrační membrány
EP4103300A4 (en) * 2020-04-03 2024-04-10 King's Flair Innovative Marketing Limited NEW FILTER MATERIAL, FACE MASK CONTAINING SAME AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
WO2021224115A1 (de) * 2020-05-08 2021-11-11 Basf Se Filter auf basis eines vliesverbundes
FR3106135A1 (fr) * 2020-06-19 2021-07-16 Arkema France Procede de recyclage de masques de protection respiratoire
WO2021255402A1 (fr) * 2020-06-19 2021-12-23 Arkema France Procede de recyclage de masques de protection respiratoire
WO2021255401A1 (fr) * 2020-06-19 2021-12-23 Arkema France Masques de protection respiratoire en pvdf et procede de recyclage
FR3111566A1 (fr) * 2020-06-19 2021-12-24 Arkema France Masques de protection respiratoire en pvdf et procede de recyclage

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021000974A1 (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ33137U1 (cs) Filtrační materiál pro filtraci vzduchu
JP4871883B2 (ja) 粒子状物質をガス流れから濾過するための濾過媒体
US8282712B2 (en) Air filtration medium with improved dust loading capacity and improved resistance to high humidity environment
JP6141836B2 (ja) 不織布エレクトレット繊維ウェブ及びその製造方法
JP5221676B2 (ja) 流体濾過物品とその作製方法及び使用方法
JP5866338B2 (ja) 化学的に活性な微粒子を含有する不織布繊維ウェブ及びそれを作製及び使用する方法
KR100982235B1 (ko) 폴리올레핀 단섬유로 제조된 스펀레이스 부직포로 구성된정전필터층을 포함하는 에어필터
CA3023824C (en) Filter media, elements, and methods
US8187354B2 (en) Filtration media for filtering particulate material from gas streams
CN108778452B (zh) 包括包含合成纤维的过滤层的过滤介质
WO2010049052A1 (de) Filtermedium zur partikelfiltration
US20140083066A1 (en) Process for forming a high efficiency nanofiber filter
TWI758722B (zh) 包含聚醯胺奈米纖維層的過濾器介質
JP2010234285A (ja) エアフイルター用濾材
TW200946215A (en) Nanofiber filter and method for manufacturing the same
EP2747869A2 (de) Mehrlagiges filtermaterial und daraus hergestelltes filterelement
JP2017113670A (ja) エアフィルター用濾材およびエアフィルター
KR102157444B1 (ko) 고성능 공기정화필터용 다중층 구조 필터여재
JP2019166513A (ja) 集塵脱臭濾材及び集塵脱臭フィルター
DE202010009671U1 (de) Schmelzblas-Filtermaterial, zugehörige Einsatzmöglichkeiten und Verwendungen
CZ202070A3 (cs) Způsob výroby filtrační membrány
JP2011184832A (ja) 燃料サクションフィルタ用フィルタ材

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20190820

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20230623