ES2944107T3 - Un método para preparar un medio filtrante compuesto y el medio filtrante compuesto obtenido con este método - Google Patents

Un método para preparar un medio filtrante compuesto y el medio filtrante compuesto obtenido con este método Download PDF

Info

Publication number
ES2944107T3
ES2944107T3 ES20796947T ES20796947T ES2944107T3 ES 2944107 T3 ES2944107 T3 ES 2944107T3 ES 20796947 T ES20796947 T ES 20796947T ES 20796947 T ES20796947 T ES 20796947T ES 2944107 T3 ES2944107 T3 ES 2944107T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
filter medium
nanofibers
coating
base fabric
composite filter
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES20796947T
Other languages
English (en)
Inventor
Roberto Momentè
Carmine Lucignano
Martina Simone
Paolo Canonico
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAATI SpA
Original Assignee
SAATI SpA
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
Priority claimed from IT102019000019760A external-priority patent/IT201900019760A1/it
Application filed by SAATI SpA filed Critical SAATI SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2944107T3 publication Critical patent/ES2944107T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/08Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
    • B01D39/083Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00Layered 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered 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
    • B32B5/02Layered 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
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING 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
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-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
    • D04H1/42Non-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
    • D04H1/4382Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING 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
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING 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
    • D04H13/00Other non-woven fabrics
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02Constructional features of telephone sets
    • H04M1/18Telephone sets specially adapted for use in ships, mines, or other places exposed to adverse environment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/025Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising nanofibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0414Surface modifiers, e.g. comprising ion exchange groups
    • B01D2239/0421Rendering the filter material hydrophilic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0414Surface modifiers, e.g. comprising ion exchange groups
    • B01D2239/0428Rendering the filter material hydrophobic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0442Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471Surface coating material
    • B01D2239/0478Surface coating material on a layer of the filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0613Woven
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0631Electro-spun
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10Filtering material manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1216Pore size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1233Fibre diameter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Un método para preparar un medio filtrante compuesto (1), que implica un paso de formar un primer medio filtrante (8) mediante el depósito de nanofibras (4) sobre un tejido base (2) mediante un proceso de electrohilado, un paso posterior de formar dicho medio filtrante (1) mediante la deposición por plasma de un recubrimiento (7) sobre dicho primer medio filtrante (8) y una etapa de formación de irregularidades en la superficie de dicho recubrimiento (7), mediante tratamiento con plasma del medio filtrante (1) obtenido en el paso anterior de deposición de plasma. Con respecto a los medios filtrantes conocidos, el de la invención ofrece la ventaja de mantener el nivel deseado de repelencia al agua y al aceite, sin interferir con la adhesión segura del medio filtrante al cuerpo en el que se encuentra la abertura a proteger contra líquidos. infiltración. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un método para preparar un medio filtrante compuesto y el medio filtrante compuesto obtenido con este método
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
[0001] La presente invención se refiere a un método para preparar un medio filtrante compuesto. La invención también se extiende al medio filtrante compuesto obtenido con este método.
[0002] El campo de la invención es el de los medios filtrantes compuestos, en particular los utilizados para la protección contra la intrusión de partículas de suciedad y para repeler líquidos en general, como agua y aceites, para garantizar una alta permeabilidad al aire, es decir, una baja impedancia acústica, para la mejor transferencia de sonido; por ejemplo, en aparatos electrónicos de consumo, especialmente los componentes electroacústicos de los teléfonos móviles.
[0003] Los medios filtrantes compuestos conocidos están formados por una combinación de al menos una capa de nanofibras soportadas por un tejido base de trama y urdimbre, en el que la capa de nanofibras se deposita sobre el tejido base mediante un proceso de electrohilado y en el que se aplica un recubrimiento de plasma sobre el tejido base y las nanofibras. Este método produce un medio filtrante compuesto en el que la capa de nanofibras se adhiere al tejido base.
[0004] En su aplicación final, el medio filtrante normalmente se empaqueta en "piezas troqueladas", es decir, en pequeñas piezas de material, junto con una o dos capas de PSA (adhesivo sensible a la presión), o sustancialmente, un adhesivo utilizado para ensamblar el medio filtrante en el cuerpo de plástico o metal del dispositivo (por ejemplo, un teléfono inteligente) que contiene la abertura que se debe proteger.
[0005] Como el medio filtrante debe garantizar la protección contra la intrusión de partículas y líquidos a presión manteniendo un alto flujo de aire, es decir, una alta permeabilidad al aire que asegure la menor impedancia acústica posible, el medio filtrante de la técnica anterior, como se mencionó anteriormente, consiste en un sustrato formado por un tejido base regular, recubierto por una capa de nanofibras, todo ello recubierto a su vez por una capa de recubrimiento de muy baja energía superficial. Este recubrimiento es fundamental para garantizar el nivel deseado de repelencia del medio filtrante al agua y los aceites, asegurando así la resistencia a la infiltración de líquidos a presión.
[0006] Mientras que, por un lado, la baja energía superficial asegura altos niveles de rendimiento, por otro lado, la repelencia al agua y a los líquidos aceitosos representa un obstáculo para una adhesión eficaz entre el medio filtrante y el PSA. Por esta razón, el medio filtrante es difícil, si no imposible, de aplicar, y es posible que no se adhiera al adhesivo. La consecuencia es que, si bien el medio filtrante asegura la estanqueidad a líquido a presión, su mala adherencia a las capas de PSA genera un riesgo de infiltraciones laterales y fugas del líquido a presión, que por tanto quedará libre para penetrar entre las capas de adhesivo y el propio medio filtrante.
[0007] El documento US 2018/237967 A1 se refiere a un material compuesto para una ventilación protectora que tiene una capa portadora y una membrana electrohilada. El documento US 2014/275692 A1 divulga un elemento filtrante no tejido de energía superficial modificada. El documento US 2017/106334 A1 trata el problema de mejorar la adherencia entre una capa de sustrato y una capa de nanofibras mediante el tratamiento con plasma de la capa de sustrato.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[0008] El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un medio filtrante compuesto y su proceso de fabricación que, en comparación con los medios filtrantes conocidos de este tipo, no sólo proporcione el grado deseado de estanqueidad al líquido presurizado, sino que también ancle el medio filtrante a la capa de adhesivo utilizada para fijarlo a su soporte de destino.
[0009] Estos y otros objetos se consiguen con el método y el medio filtrante de las reivindicaciones 1 y 6, respectivamente. Las realizaciones preferidas de la invención serán evidentes a partir de las reivindicaciones restantes.
[0010] Con respecto a los medios filtrantes conocidos, el de la invención ofrece la ventaja de mantener el nivel deseado de repelencia al agua y al aceite, sin interferir en la adhesión segura del medio filtrante al cuerpo en el que se encuentra la abertura a proteger contra la infiltración de líquidos
[0011] El medio filtrante compuesto de la invención, en el que las nanofibras individuales y los hilos individuales del tejido están recubiertos con un revestimiento delgado altamente hidrofóbico y oleofóbico, también tiene la capacidad de expulsar la suciedad y, en particular, los líquidos, no solo agua (alta tensión superficial, 72 mN/m), pero también líquidos como aceites con baja tensión superficial (30-40 mN/m). Esta propiedad del medio filtrante de la invención es particularmente útil en sus aplicaciones como pantalla protectora de componentes electroacústicos, en particular de teléfonos móviles. De hecho, el medio filtrante de la invención consiste en nanofibras, que ofrecen una muy alta permeabilidad al aire (y una muy baja impedancia acústica), asegurando así una protección eficaz contra la intrusión de partículas. Además, debido a su particular recubrimiento, el medio filtrante compuesto de la invención evita la infiltración de agua, aceites y otro tipo de líquidos. De hecho, el medio filtrante de la invención no solo evita la infiltración de estos líquidos, sino que es más fácil de limpiar debido a su repelencia al agua.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0012] Estos y otros objetos, ventajas y características serán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización preferente del método y del medio filtrante según la invención ilustrada a modo de ejemplo no limitativo en las figuras de los dibujos adjuntos.
[0013] En estos:
- La figura 1 es una vista en sección y esquemática de un ejemplo de un medio filtrante compuesto de la invención; - La figura 2 muestra un dibujo detallado de las nanofibras depositadas por electrohilado sobre un hilo correspondiente de tejido base, en el que tanto las nanofibras como los hilos del tejido base están todos recubiertos de una capa nanométrica de polímero hidrofugante y oleofugante, aplicado por tratamiento con plasma;
- La figura 3 ilustra el método de electrohilado para fabricar una capa de nanofibras en el medio filtrante de la invención;
- La figura 4 ilustra esquemáticamente el tratamiento con plasma del medio filtrante de la invención, obtenido al depositar la capa de nanofibras realizada por un proceso de electrohilado sobre un tejido base;
- La figura 5 ilustra la relación entre el caudal y la presión medida a través del medio filtrante para la muestra seca y la muestra húmeda;
- La Figura 6 ilustra la relación entre la presión de vaciado y la caída de presión correspondiente para la prueba de desatasco realizada en dos muestras diferentes.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES
[0014] El medio filtrante compuesto de la invención, indicado en su conjunto por el número 1 en la figura 1, comprende un soporte formado por un tejido base 2 del tipo urdimbre y trama, preferentemente un tejido monofilamento, en cuya superficie se depositan nanofibras 4 por electrohilado. Son adecuados para la invención los monofilamentos 3 fabricados a partir de monofilamentos de poliéster, poliamida, polipropileno, poliéter sulfona, poliimida, poliamida imida, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno, aramida, con una abertura de malla del tejido base 2 en un rango de 2500 micras a 5 micras.
[0015] El tejido base utilizado en la preparación del medio filtrante compuesto de la invención se selecciona de una amplia gama de tejidos sintéticos de monofilamento, que difieren en la naturaleza química del monofilamento utilizado para tejer, como poliéster, poliamida, polipropileno, poliéter sulfona, poliimida, poliamida imida, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno, aramida. También son adecuados para la invención tejidos base con construcción textil de 4-300 hilos/cm, diámetro de hilo de 10-500 micras, tejido con un peso de 15-300 g/m2 y espesor de 18-1000 micras. Para el acabado y otros tratamientos superficiales, además de la metalización, se puede utilizar tejido "blanco" lavado y termofijado, tejido coloreado, tejido sometido a tratamiento con plasma, tejido hidrófobo, hidrófilo, antibacteriano, antiestático y similares. Se prefiere para la invención un tejido monofilamento de poliéster, con 48 hilos/cm, diámetro 55 mm, abertura de malla del tejido base de 153 mm.
[0016] Son adecuadas para la invención nanofibras 4 de poliéster, poliuretano, poliamida, poliimida, polipropileno, polisulfona, poliéter sulfona, poliamida imida, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno, alginato, policarbonato, PVA (alcohol polivinílico), PLA (ácido poliláctico), PAN (poliacrilonitrilo), PEVA (polietilenvinilacetato), PMMA polimetilmetacrilato), PEO (óxido de polietileno), PE (polietileno), pVc , PEI, PUR y poliestireno. Estas nanofibras pueden tener un diámetro de entre 50 nm y 700 nm. Se prefieren las nanofibras de PVDF (fluoruro de polivinilideno) con un diámetro que oscila entre 75 y 200 nm.
[0017] Como se ilustra en la Figura 3, el proceso de electrohilado para la formación de las nanofibras 4 y su posterior depósito sobre el tejido base 2, consiste en inyectar el material para la formación de las nanofibras 4, disuelto en un disolvente adecuado, a través de una boquilla 5 para extenderlo sobre un electrodo 6. Debido a la diferencia de potencial entre la boquilla 5 y el electrodo 6, las nanofibras 4 se forman por evaporación del disolvente, debido al campo eléctrico y estiramiento del polímero depositado sobre el electrodo, por medio de la boquilla. Las nanofibras así formadas se estiran y posteriormente se depositan sobre el tejido base 2.
[0018] El medio filtrante compuesto así obtenido se somete a continuación a un tratamiento superficial por depósito de plasma de una capa polimérica 7 de espesor nanométrico sobre las superficies expuestas del tejido 2 y de la capa de nanofibras 4, recubriendo completamente las superficies externas de los monofilamentos 3 del tejido base 2 y de las citadas nanofibras 4 (Figura 2). Dicha capa de revestimiento 7 tiene irregularidades formadas por nanoranuras obtenidas mediante tratamiento con plasma en presencia de un gas portador y sin ningún gas que contenga polímero.
[0019] Como se muestra en la figura 4, el medio filtrante compuesto 8, obtenido del proceso de electrohilado anterior de la figura 3, se dispone dentro de una cámara de tratamiento de plasma 9, en presencia de un gas que forma el mencionado recubrimiento 7 para cubrir el medio filtrante compuesto 1 de la invención.
[0020] Los gases preferidos para la invención son a base de acrilatos de fluorocarbono, en particular, acrilato de heptadecafluorodecilo, acrilato de perfluorooctilo y similares. Son ventajosos para la invención los gases que forman por tratamiento con plasma un depósito de acrilatos de fluorocarbono, debido a sus propiedades repelentes al agua y al aceite.
[0021] En el tratamiento con plasma descrito anteriormente, también se usa un gas portador, por ejemplo, el tipo descrito en WO2011089009A1.
[0022] El tratamiento con plasma antes mencionado implica la creación de un vacío de 10-50 mTorr, una potencia de electrodo de 150-350 W y un tiempo de exposición de 0,5-6 minutos.
[0023] El recubrimiento depositado mediante tecnología de plasma puede tener un espesor de hasta 500 nm y, debido a la tecnología particular utilizada, tiene la estructura de una película continua, capaz de recubrir incluso superficies 3D como las de un tejido. Dependiendo del compuesto químico utilizado, dicho recubrimiento puede tener varias características peculiares, tales como hidrofobicidad, oleofobicidad, hidrofilicidad y antistaticidad.
[0024] Se prefieren para la invención los recubrimientos obtenidos a partir de los siguientes compuestos químicos en los gases de partida:
ACRILATO DE 1H, 1H, 2H, 2H-HEPTADECAFLUORODECYL (N.° DE CAS 27905-45-9, H2C=CHCO2CH2CH2(CF2)7CF3)
1H,1H,2H,2H-ACRILATO DE PERFLUOROOCTILO (n. ° CAS 17527-29-6, H2C=CHCO2CH2CH2(CF2)5CF3) [0025] El espesor del recubrimiento 7 es de 15-60 nm, adecuado para evitar que estreche en exceso los poros que el medio filtrante compuesto 1 forma tanto en el tejido 2 como en las nanofibras 4, lo que dificultaría el libre paso del sonido.
[0026] Se llevaron a cabo pruebas en el medio filtrante compuesto 8, obtenido del proceso de electrohilado de la Figura 3, en comparación con el medio filtrante compuesto análogo 1 que se sometió al tratamiento con plasma posterior de la Figura 4.
[0027] En particular, el citado medio filtrante 8 está formado por un tejido de trama y urdimbre de monofilamento sintético 3 (por ejemplo, de poliéster), sobre el que se han depositado nanofibras 4, también de material sintético (por ejemplo, de poliéster), para obtener una impedancia acústica de 25 MKS Rayls, medida con el instrumento Textest o similar para la medida de la impedancia acústica/permeabilidad al aire.
[0028] Después del tratamiento con plasma del medio filtrante 8, se puede observar, en el medio filtrante compuesto 1 de la invención, que la impedancia acústica permanece invariable en valores de 25 MKS Rayls. El valor de permeabilidad al aire de 5.200 l/m2s a una presión de 200 Pa y la eficiencia de filtración también se mantienen sin cambios.
[0029] Por otro lado, se observa un aumento considerable tanto en el ángulo de contacto con el agua (de 50° a 130°), como en el ángulo de contacto con el aceite (de 50° a 120° para un aceite con aceite de maiz con una tensión superficial de 32mN/m), donde se mide el ángulo de contacto sobre una gota de agua o aceite con las nanofibras 4, utilizando el método sésil con instrumentos Kruss (deposición de gotas y medida del ángulo de contacto mediante cámara de alta resolución).
Ensayo de desobstrucción
[0030] Para evidenciar las observaciones expuestas anteriormente, se desarrolló un método de ensayo con vistas a cuantificar numéricamente la energía necesaria para eliminar el aceite depositado en la superficie del medio filtrante compuesto de la invención.
[0031] Este ensayo se llevó a cabo con un porómetro (PMI 1200, fabricado por PMI), un instrumento que utiliza porometría de flujo capilar para determinar el punto de burbuja, el tamaño mínimo de poro y la distribución del tamaño de poro en la muestra ensayada. La porometría de flujo capilar, o simplemente porometría, se basa en un principio extremadamente simple: medir la presión de un gas necesario para forzar el paso de un líquido humectante a través de los poros del material. La presión a la que los poros se vacían es inversamente proporcional al tamaño de los propios poros. Los poros grandes requieren presiones bajas mientras que los poros pequeños requieren altas presiones.
[0032] El ensayo consiste en cortar la muestra a analizar y colocarla dentro de la cámara de ensayo. Posteriormente la muestra se mantiene en posición por medio de juntas tóricas, de manera que se asegure que no haya fugas de aire laterales. Una vez se cierra la cámara, se mide la permeabilidad al aire del medio filtrante, obteniendo una curva que pone en relación el flujo de aire a través de la muestra con la caída de presión medida a través del medio filtrante (curva seca en el gráfico de la Figura 5). Una vez obtenida la curva seca, se abre la cámara de ensayo y, dejando la muestra en posición, se cubre su superficie. con un líquido de ensayo que tenga una tensión superficial baja (típicamente < 20mN/m). Luego se cierra la cámara de ensayo y se mide de nuevo la permeabilidad al aire del material. A medida que el líquido de ensayo ocluye el material, la presión aumentará, pero no se medirá el flujo de aire aguas abajo, hasta que la presión sea lo suficientemente alta como para obligar al líquido a pasar a través de los poros A partir de este momento, los poros de tamaño decreciente se irán vaciando con valores de presión crecientes hasta que la muestra (previamente húmeda) esté completamente seca y las dos curvas de la Figura 5 se solapen. Sin entrar en detalles analíticos, a nivel cualitativo, de la diferencia entre las dos curvas se puede determinar el valor del punto de burbuja (poro más grande), el tamaño de poro más pequeño y la distribución del tamaño del poro.
[0033] En el caso específico, para determinar la capacidad de repelencia/eliminación del aceite, se realizó este ensayo, pero utilizando aceite de maíz (tensión superficial 32 mN/m) en lugar del líquido de ensayo.
[0034] El gráfico de la figura 6 muestra la presión de vaciado y la caída de presión correspondiente (energía necesaria para vaciado). Las muestras consideradas en el gráfico de la Figura 6 son el medio filtrante 8 del tratamiento de electrohilado (curva 10) y el medio filtrante 1 de la invención (curva 11). Se puede ver que con el medio filtrante 1 de la invención, el aceite se puede eliminar a presiones decididamente más bajas o, a la misma presión, se elimina una cantidad de aceite decididamente mayor que con el medio filtrante compuesto 8, que no ha sufrido el tratamiento con plasma.
[0035] Según la invención, ahora se ha descubierto sorprendentemente que, al agregar al método descrito anteriormente un paso adicional de tratamiento con plasma del medio filtrante compuesto 1 recubierto con la capa polimérica 7, esta vez, sin embargo, en presencia del gas portador solamente y por lo tanto sin el gas formando el recubrimiento polimérico 7 antes mencionado, el mismo medio filtrante exhibe no sólo el grado deseado de repelencia al agua y a los líquidos aceitosos, sino también un excelente nivel de adherencia a la capa de PSA.
[0036] De hecho, el método de la invención comprende un paso adicional de tratamiento con plasma del medio filtrante 1 provisto de recubrimiento polimérico 7, es decir, después de la deposición descrita de dicho recubrimiento, pero esta vez sin el gas que contiene polímero.
[0037] Durante este paso adicional, se establece una presión de trabajo adecuada dentro de la cámara de tratamiento de plasma 9 (10-400 mTorr), una potencia de electrodo de 100-2000 W y un tiempo de exposición de 5 segundos a 5 minutos, dentro del cual se inyecta un gas portador, preferiblemente seleccionado de nitrógeno, helio, argón y oxígeno.
[0038] En esta etapa y dado el carácter inerte del gas utilizado, el material que constituye el medio filtrante no se someter a ningún otro proceso de recubrimiento. Los iones del gas portador que se forman durante el tratamiento con plasma impactan, con algo de energía, sobre la superficie del recubrimiento 7 depositado en el paso anterior, reactivando así este último y creando irregularidades superficiales, por ejemplo, en forma de microondulaciones o nanoranuras que favorecen la adherencia del polímero recubrimiento 7 a la capa adhesiva de PSA.
[0039] Aunque, por un lado, la acción que sufre este recubrimiento afecta a su integridad y continuidad, modificando en consecuencia su valor de energía superficial y reduciendo, aunque no significativamente, el nivel de repelencia al agua y al aceite del filtro medio, por otro lado, la fuerza adhesiva del medio filtrante a la capa de PSA se incrementa considerablemente, alcanzando un compromiso satisfactorio entre la repelencia al agua/aceite y la trabajabilidad del medio filtrante.
[0040] De hecho, el sistema de filtrado obtenido utilizando el método descrito de la invención asegura un ángulo de contacto con aceite muy grande (130-135°), al que la técnica conocida normalmente asocia un valor muy bajo de adherencia con el PSA, poniendo así en peligro la correcta estanqueidad y la facilidad de montaje de las "piezas troqueladas".
[0041] Los resultados que ofrece el medio filtrante preparado con el método de la invención se muestran en la tabla siguiente. cuyos valores se midieron en un medio filtrante con una capa 7 de material polimérico, posteriormente sometido a un tratamiento de plasma realizado en presencia de helio como gas portador, con un vacío de 100 mTorr, una potencia de electrodo de 700 W y un tiempo de exposición de 2 minutos:
Figure imgf000006_0001
donde "gf/20mm" representa el valor en gramo-fuerza de adhesión del medio filtrante sobre una muestra de PSA de 20 mm de ancho.
[0042] A partir de estos resultados se puede observar que, tras la etapa adicional de reactivación con plasma del recubrimiento polimérico 7 formado en el paso anterior, el medio filtrante así obtenido alcanza ángulos muy grandes de contacto con el aceite (>110°), y un nivel de adhesión mucho mayor con PSA que el mínimo requerido, es decir, 100 gf/mm.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un método para preparar un medio filtrante compuesto (1), caracterizado porque comprende un paso de formar un primer medio filtrante (8) depositando nanofibras (4) sobre un tejido base (2), mediante un proceso de electrohilado, un paso posterior de cubrir dicho medio filtrante (1) mediante deposición por plasma de un recubrimiento nanométrico polimérico (7) sobre dicho primer medio filtrante (8) y un paso posterior de formación de irregularidades, constituidas por nanoranuras obtenidas mediante un tratamiento adicional de plasma en presencia de un gas portador y sin ningún gas que contenga polímero, en la superficie de dicho recubrimiento (7), mediante tratamiento con plasma del medio filtrante (1) obtenido en el paso anterior de deposición.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de electrohilado consiste en la extrusión de polímero disuelto en un solvente adecuado, por medio de una boquilla (5), y el posterior estiramiento de las fibras entre la propia boquilla y un electrodo, obteniendo así un depósito de fibras nanométricas sobre el tejido base, compuesto por monofilamentos e interpuesto convenientemente entre la boquilla y el electrodo, el medio filtrante (8) así obtenido siendo posteriormente sometido a un tratamiento superficial mediante deposición por plasma de una capa polimérica (7) de espesor en las superficies expuestas del tejido base (2) y de la capa de nanofibras (4), obteniendo dicho medio filtrante compuesto (1) en el que las superficies externas de los monofilamentos (3) del tejido base (2) y de las nanofibras antes mencionadas (4) están recubiertas con dicha capa polimérica (7).
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el tratamiento de deposición de plasma antes mencionado comprende la creación de un vacío de 10-50 mTorr, una potencia de electrodo de 150-350 W y un tiempo de exposición de 0,5-6 minutos.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso adicional de tratamiento con plasma antes mencionado comprende la creación de un vacío de 10-400 mTorr, una potencia de electrodo de 100-2000 W y un tiempo de exposición entre 5 segundos y 5 minutos.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el gas portador anterior se selecciona de nitrógeno, helio, argón y oxígeno.
6. Un medio filtrante compuesto, del tipo que comprende un tejido base (2) sobre el que se depositan nanofibras (4), caracterizado porque dicho tejido base y las citadas nanofibras están recubiertas de una capa polimérica de recubrimiento nanométrico (7), aplicada por medio de un proceso de plasma, teniendo dicha capa de recubrimiento (7) nanoranuras obtenidas por medio de tratamiento de plasma en presencia de un gas portador y sin ningún gas que contenga polímero.
7. Un medio filtrante según la reivindicación 6, caracterizado porque el mencionado recubrimiento (7) está formado por una película que tiene un espesor de hasta 500 nm, preferentemente con un espesor de 15-60 nm.
8. Un medio filtrante según la reivindicación 6, caracterizado porque el mencionado recubrimiento (7) es un recubrimiento a base de acrilatos de fluorocarbono con propiedades repelentes al agua y al aceite.
9. Un medio filtrante de acuerdo con la reivindicación 6, donde la tela base es una tela de monofilamento caracterizada porque dichos monofilamentos (3) se fabrican a partir de un monofilamento de poliéster, poliamida, polipropileno, poliéter sulfona, poliimida, poliamida imida, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno, aramida.
10. Un medio filtrante según la reivindicación 6, caracterizado porque la tela base antes mencionada (2) tiene una abertura de malla de 2500-5 micras.
11. Un medio filtrante de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la tela base antes mencionada (2) tiene una construcción textil de 4-300 hilos/cm, diámetro de hilo de 10-500 micras, tejido con un peso de 15-300 g/ m2 y espesor de 18-1000 micras.
12. Un medio filtrante según la reivindicación 6, caracterizado porque las citadas nanofibras (4) son nanofibras de poliéster, poliuretano, poliamida, poliimida, polipropileno, polisulfona, poliéter sulfona, poliamida imida, sulfuro de polifenileno, poliéter éter cetona, fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno, alginato, policarbonato, PVA (alcohol polivinílico), PLA (ácido poliláctico), PAN (poliacrilonitrilo), PEVa (polietilenvinilacetato), PMMA (polimetilmetacrilato), PEO (óxido de polietileno), PE (polietileno), PVC, PI o poliestireno.
13. Un medio filtrante según la reivindicación 6, caracterizado porque dichas nanofibras (4) tienen un diámetro de entre 50 nm y 700 nm, preferentemente son nanofibras de PVDF (fluoruro de polivinilideno) con un diámetro que oscila entre 75 y 200 nm.
14. Uso del medio filtrante según una o más de las reivindicaciones anteriores para la protección de componentes electroacústicos en teléfonos móviles.
ES20796947T 2019-10-24 2020-10-21 Un método para preparar un medio filtrante compuesto y el medio filtrante compuesto obtenido con este método Active ES2944107T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000019760A IT201900019760A1 (it) 2019-10-24 2019-10-24 Procedimento per la realizzazione di un mezzo filtrante composito e mezzo filtrante composito ottenuto con questo procedimento.
IT202000024580 2020-10-19
PCT/IB2020/059889 WO2021079282A1 (en) 2019-10-24 2020-10-21 A method for preparing a composite filter medium and the composite filter medium obtained with this method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2944107T3 true ES2944107T3 (es) 2023-06-19

Family

ID=73013780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20796947T Active ES2944107T3 (es) 2019-10-24 2020-10-21 Un método para preparar un medio filtrante compuesto y el medio filtrante compuesto obtenido con este método

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20220040613A1 (es)
EP (1) EP3880335B1 (es)
JP (1) JP7516401B2 (es)
KR (1) KR20220069876A (es)
CN (1) CN113272039A (es)
DK (1) DK3880335T3 (es)
ES (1) ES2944107T3 (es)
FI (1) FI3880335T3 (es)
PL (1) PL3880335T3 (es)
PT (1) PT3880335T (es)
TW (1) TW202131981A (es)
WO (1) WO2021079282A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113272039A (zh) 2019-10-24 2021-08-17 纱帝股份公司 制备复合过滤介质的方法和用该方法获得的复合过滤介质
EP4092184A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-23 Sefar AG Method for producing a carrier layer with a hydrophilic polymeric nanocoating
EP4177050A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-10 Sefar AG Polymeric fabric

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189374A (ja) * 1984-10-05 1986-05-07 平岡織染株式会社 防水シ−トの製造方法
JPH01201582A (ja) * 1988-02-02 1989-08-14 Seiren Co Ltd 表面活性ポリエステル系繊維構造物とその製造方法
JP3233683B2 (ja) * 1992-05-22 2001-11-26 ジャパンゴアテックス株式会社 撥油性防水性通気フィルター製品
WO2004097846A2 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Sigma Laboratories Of Arizona, Inc. Porous materials functionalized by vacuum deposition
US7722951B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-25 Georgia Tech Research Corporation Insulator coating and method for forming same
CZ299537B6 (cs) 2005-06-07 2008-08-27 Elmarco, S. R. O. Zpusob a zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním
DE102006060932A1 (de) * 2006-12-20 2008-07-03 Carl Freudenberg Kg Temperaturstabile plasmabehandelte Gebilde und Verfahren zu deren Herstellung
CZ17577U1 (cs) 2007-03-08 2007-06-11 Elmarco S. R. O. Zarízení pro výrobu nanovláken a/nebo nanocástic z roztoku nebo tavenin polymeru v elektrostatickémpoli
FR2923494B1 (fr) * 2007-11-09 2010-01-15 Hutchinson Membranes imper-respirantes et leur procede de fabrication
CN101498098B (zh) * 2009-02-20 2012-06-06 西安工程大学 一种增强织物自清洁性能的方法
IT1393709B1 (it) 2009-04-29 2012-05-08 Saati Spa Struttura composita tessutale, particolarmente per l'uso quale mezzo filtrante.
BE1019159A5 (nl) 2010-01-22 2012-04-03 Europlasma Nv Werkwijze voor de afzetting van een gelijkmatige nanocoating door middel van een lage druk plasma proces.
DE102011121018A1 (de) * 2011-12-13 2013-06-13 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Hydrophobe bzw. oleophobe mikroporöse Polymermembran mit strukturell induziertem Abperl-Effekt
CN105228731A (zh) * 2013-03-15 2016-01-06 佩科平面美国公司 改性的表面能非织造过滤器元件
CN103468835B (zh) * 2013-09-16 2015-05-27 四川大学 用低温等离子体聚合沉积制备的防水皮革及其方法
WO2015187412A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 The Research Foundation For The State University Of New York Highly porous fibrous network materials for gas filtration
US20160175751A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 The Procter & Gamble Company Composite filter substrate comprising a mixture of fibers
DK3101170T3 (en) * 2015-06-03 2018-10-08 Europlasma Nv surface coatings
JP6794618B2 (ja) * 2015-10-02 2020-12-02 東洋紡株式会社 エレクトレットフィルター
EP3348393B1 (de) * 2016-04-14 2023-06-21 Sefar AG Kompositmembran und verfahren zum herstellen einer kompositmembran
ES2875608T3 (es) * 2017-02-23 2021-11-10 Sefar Ag Medio de ventilación protector y procedimiento de producción de medio de ventilación protector
CN113272039A (zh) 2019-10-24 2021-08-17 纱帝股份公司 制备复合过滤介质的方法和用该方法获得的复合过滤介质

Also Published As

Publication number Publication date
FI3880335T3 (fi) 2023-05-02
JP2022553468A (ja) 2022-12-23
US20220040613A1 (en) 2022-02-10
EP3880335B1 (en) 2023-03-29
CN113272039A (zh) 2021-08-17
EP3880335A1 (en) 2021-09-22
DK3880335T3 (da) 2023-06-06
WO2021079282A1 (en) 2021-04-29
JP7516401B2 (ja) 2024-07-16
KR20220069876A (ko) 2022-05-27
TW202131981A (zh) 2021-09-01
PL3880335T3 (pl) 2023-06-12
PT3880335T (pt) 2023-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2944107T3 (es) Un método para preparar un medio filtrante compuesto y el medio filtrante compuesto obtenido con este método
ES2952839T3 (es) Membrana de material compuesto y procedimiento para producir una membrana de material compuesto
JP3390004B2 (ja) ジオキソール/tfeコポリマー組成物
ES2875608T3 (es) Medio de ventilación protector y procedimiento de producción de medio de ventilación protector
Xiong et al. Robust superhydrophilic polylactide (PLA) membranes with a TiO 2 nano-particle inlaid surface for oil/water separation
ES2668194T3 (es) Filtro de profundidad elastomérico
US20200009492A1 (en) Fabric material composite construction for use as a filter means
US20080241504A1 (en) Coated asymmetric membrane system having oleophobic and hydrophilic properties
JP7087151B2 (ja) 機能化された多孔質膜ならびに製造および使用の方法
US20060141223A1 (en) Enhancing the watertightness of textile sheetlike constructions, textile sheetlike constructions thus finished and use thereof
US20200131693A1 (en) Hydrophobic/oleophobic fabrics with directional liquid transport property
JP2012526715A (ja) 流体排出層を有する工業用袋
US20220339567A1 (en) A method for preparing a composite filter medium and the composite filter medium obtained with this method
US20080237117A1 (en) Coated asymmetric membrane system having oleophobic and hydrophilic properties
WO2018159723A1 (ja) フィルタ
IT201900019760A1 (it) Procedimento per la realizzazione di un mezzo filtrante composito e mezzo filtrante composito ottenuto con questo procedimento.
KR102573827B1 (ko) 초발수 및 발유 섬유 제조방법
Banuškevičiūtė et al. Investigation of water permeability of thermoplastic polyurethane (TPU) electrospun porous mat
Zhao et al. Green-Solvent Fabrication of Durable and Waterproof Polyamide Fibrous Membranes Based on Waterborne Fluorine-Free Coating