PL219301B1 - Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych - Google Patents

Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych

Info

Publication number
PL219301B1
PL219301B1 PL393076A PL39307610A PL219301B1 PL 219301 B1 PL219301 B1 PL 219301B1 PL 393076 A PL393076 A PL 393076A PL 39307610 A PL39307610 A PL 39307610A PL 219301 B1 PL219301 B1 PL 219301B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
tio2
modified
anatase
oxide composite
sio2
Prior art date
Application number
PL393076A
Other languages
English (en)
Other versions
PL393076A1 (pl
Inventor
Jadwiga Sójka-Ledakowicz
Joanna Olczyk
Anetta Walawska
Teofil Jesionowski
Katarzyna Siwińska-Stefańska
Agnieszka Przybylska
Original Assignee
Inst Włókiennictwa
Politechnika Poznanska
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 Inst Włókiennictwa, Politechnika Poznanska filed Critical Inst Włókiennictwa
Priority to PL393076A priority Critical patent/PL219301B1/pl
Priority to PCT/PL2011/000120 priority patent/WO2012074419A2/en
Priority to BR112013012019-3A priority patent/BR112013012019B1/pt
Priority to GB1307313.5A priority patent/GB2500125B/en
Publication of PL393076A1 publication Critical patent/PL393076A1/pl
Publication of PL219301B1 publication Critical patent/PL219301B1/pl

Links

Classifications

    • 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
    • D06M10/02—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 ultrasonic or sonic; Corona discharge
    • D06M10/025—Corona discharge or low temperature plasma
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10—Macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • 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
    • D06M11/32—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 with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36—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 with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/38—Oxides or hydroxides of elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
    • 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
    • D06M11/32—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 with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36—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 with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/46—Oxides or hydroxides of elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table; Titanates; Zirconates; Stannates; Plumbates
    • 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
    • D06M11/77—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 with silicon or compounds thereof
    • D06M11/79—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 with silicon or compounds thereof with silicon dioxide, silicic acids or their salts
    • 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
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/227—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of hydrocarbons, or reaction products thereof, e.g. afterhalogenated or sulfochlorinated
    • D06M15/233—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of hydrocarbons, or reaction products thereof, e.g. afterhalogenated or sulfochlorinated aromatic, e.g. styrene
    • 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
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
    • 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
    • D06M16/00—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic
    • 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
    • D06M23/00—Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
    • D06M23/08—Processes in which the treating agent is applied in powder or granular form

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych z udziałem anatazowej odmiany ditlenku tytanu modyfikowanego alkoksysilanami lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2 charakteryzuje się tym, że zmodyfikowaną anatazową odmianę ditlenku tytanu lub jego kompozyt tlenkowy TiO2-SiO2 wprowadza się w strukturę, poddanego obróbce plazmowej i/lub alkalicznej, wyrobu z włókien poliestrowych, poprzez jego powlekanie pastą na bazie żywicy akrylowej bądź napawanie dyspersją wodną, przy czym w strukturę wyrobu włókienniczego wprowadza się cząstki anatazu lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2 o rozmiarach nano- i mikrometrycznych w ilości nie mniejszej niż 0,5% wag. i nie większej niż 10% wagowych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych z włókien poliestrowych lub ich mieszanek z udziałem innych włókien. Materiały te wykazują szczególną odporność na promieniowanie UV i drobnoustroje oraz właściwości fotokatalityczne dzięki wprowadzeniu w strukturę nośnika włókienniczego ditlenku tytanu o odmianie anatazowej lub jego kompozytu tlenkowego TiO2SiO2 o rozmiarach cząstek w zakresie nano- i mikrometrycznym, wytwarzanych metodą siarczanową i/lub precypitacji emulsyjnej, i/lub według klasycznych reakcji strąceniowych w odróżnieniu od powszechnie znanej metody hydrolizy i kondensacji z prekursorów organicznych (tzw. metody zol-żel).
Właściwości barierowe tekstyliów przed promieniowaniem UV mogą wynikać z gęstego tkania tekstyliów, co zostało opisane w patencie nr EP644820B1, mogą też być skutecznie poprawiane m.in. przez zastosowanie absorberów UV, bezbarwnych substancji, które absorbują promieniowanie o długości fali w zakresie 290-400 nm. W zależności od mechanizmu działania absorbery UV można podzielić na dwie grupy:
1. Nieorganiczne, tzw. blokery fizyczne, które odbijają i rozpraszają promieniowanie UV. Najczęściej stosowanymi blokerami są tlenek cynku ZnO i ditlenek tytanu TiO2.
2. Organiczne, zwane też chemicznymi, zawierające odpowiednio usytuowane mostki wodorowe. Na ogół są to związki aromatyczne. Dzięki specyficznej strukturze po zaabsorbowaniu promieniowania wysokoenergetycznego (o długości fali 250 - 400 nm) cząsteczki absorbera przechodzą w stan wzbudzenia, po czym szybko wracają do stanu podstawowego emitując promieniowanie o niskiej energii - nieszkodliwe ciepło. Absorbery chemiczne pod względem swoich właściwości aplikacyjnych mają charakter zbliżony do barwników stosowanych do poszczególnych włókien. Dlatego też mogą być stosowane w jednej kąpieli z barwnikiem lub po barwieniu w dodatkowym procesie aplikacji.
Blokery fizyczne są obecnie znacznie częściej stosowane niż chemiczne absorbery UV. Są one nietoksyczne, bardziej stabilne w stosunku do absorberów chemicznych, znacznie dłużej zapewniają efekt ochronny, odporne na działanie wysokiej temperatury. W przeciwieństwie do barwników, tlenek cynku i ditlenek tytanu nie posiadają powinowactwa do włókien, nie mogą być zatem aplikowane na tekstylia za pomocą typowych metod wyczerpywania z kąpieli. Mikrocząstki ZnO i TiO2 mogą być dodawane do kąpieli przędzalniczych w procesie produkcji włókien chemicznych lub nanoszone na włókna tak jak pigmenty i związane z chronionym włóknem za pomocą środków wiążących. Nano-TiO2 o silnie rozwiniętej powierzchni kontaktu posiada zdolność blokowania promieniowania UV oraz właściwości samoczyszczące (fotokatalityczne) i z tego właśnie powodu jest chętnie aplikowany na tekstylia. Ze względu na wysoką zdolność do absorpcji oraz odbicia i rozpraszania promieniowana UV ditlenek tytanu stosowany jest jako fizyczny bloker promieniowania UV, zwiększający barierowość modyfikowanych nim tekstyliów.
W zgłoszeniu patentowym nr WO9842909A1 opisano m.in. zastosowanie TiO2, ZnO, Al2O3.
W japońskim zgłoszeniu patentowym nr JP 04-179402 (A) wymaganą odporność włókien poliestrowych na promieniowanie UV uzyskano przy 1% zawartości cząstek ditlenku tytanu o średnicy cząstek 0,03 gm w odmianie anatazowej i rutylowej, przy stosunku masy obu odmian wahającym się w granicach od 8/2 do 5/5.
Film o własnościach antybakteryjnych opisano w zgłoszeniu patentowym JP 2003301055 (A).
Zgłoszenie patentowe nr JP 2006321087 (A) opisuje materiał barierowy na bazie po liestru zawierający tlenki metali takich jak krzem, tytan, cyna, cynk, aluminium, ind.
Odmianę anatazową ditlenku tytanu dla modyfikacji poliestrowych nośników włókienniczych opisano również w zgłoszeniach patentowych nr JP: 08-276397, 08-281715, 07-206059, 06-142167, 01-115764, 01-014066.
Znane są liczne sposoby wykorzystania właściwości fotokatalitycznych ditlenku tytanu. Spełnia on wszelkie wymagania stawiane fotokatalizatorom z uwagi na łatwą aktywację promieniowaniem UV, obecnym w świetle słonecznym oraz w świetle emitowanym przez lampy fluoroscencyjne, fotostabilność oraz nietoksyczność.
Materiałem funkcjonalnym o szczególnych właściwościach użytkowych jest kompozyt tlenkowy TiO2-SiO2. W kompozycie takim, stopień zdyspergowania ditlenku tytanu jest znacznie większy, a jego aktywność wyższa. Przyczynia się to również do transformacji formy anatazowej w rutylową, co zapobiega wzrostowi cząstek ditlenku tytanu w czasie obróbki cieplnej. Dodatkowo krzemionka zwiększa powierzchnię właściwą ditlenku tytanu i przyczynia się do powstania wiązań Ti-O-Si . To wszystko
PL 219 301 B1 wpływa na zwiększenie aktywności fotokatalitycznej kompozytu TiO2-SiO2 [Ren S., Zhao X., Zhao L.,
Yuan M., Yu Y., Guo Y., Wang Z., Journal of Solid State Chemistry. 2009, 182, 312, Ennaoui A., Sankapal B.R., Skryshevsky V., Lux-Steiner M.Ch., Solar Energy Materials and Solar Cells 2006, 90, 1533, Xu G., Zheng Z., Wu Y., Feng N., Ceramics International 2009, 35, 1]. Pokryty krzemionką ditlenek tytanu wykazuje większą stabilność termiczną i mechaniczną, obserwuje się przy tym ograniczenie tendencji do aglomeracji cząstek, a także zwiększenie powierzchniowej aktywności produktu końcowego.
W patentach amerykańskich (U.S.Patent 4,176,089/1979, 4,410,501/1983, 4,547,557/1985, 5,162,283/1992 oraz US 7,790,138 B2/2010) opisano różne sposoby otrzymywania kompozytu TiO2SiO2.
Mieszanina TiO2-SiO2 otrzymana metodą zol-żel, zaaplikowana na bawełniany wyrób włókienniczy, nadaje mu bardzo dobre właściwości fotokatalityczne [Yuranova T., Mosteo R., Bandara J., Laub D., Kiwi J.: Self-cleaning cotton textiles surfaces modified by photoactive SiO2/TiO2 coating, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical: 244 (2006) 160-167].
Także poliestrowe wyroby włókiennicze modyfikowane kompozytem SiO2-TiO2 otrzymanym metodą zol-żel z prekursorów tetra(i-propoksy) tytanu (titanium tetraisopropoxide - TTIP) oraz tetraetoksysilanu (tetraetyxysilane - TEOS), wykazują dobre właściwości fotokatalityczne, wyrażone wysokim stopniem degradacji (do 96%) gazowego formaldehydu [Rusconi F., Colonna G.M. Bergna L., Cernuto G., Zecchi G, Masciocch N.: „Nanostructured photoactive SiO2-TiO2 materials for the surface modification of a polyester fabric”, Materiały konferencyjne 22nd IFATCC (International Federation of Textile Chemists and Colorists) International Congress - Stresa, Italy, 5-7 May 2010],
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania, barierowych wobec promieniowania UV i drobnoustrojów, materiałów włókienniczych z włókien poliestrowych lub ich mieszanek z udziałem innych włókien z dodatkiem anatazowej odmiany ditlenku tytanu otrzymanego metodą siarczanową i/lub precypitacji emulsyjnej, zmodyfikowanego alkoksysilanami lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2 preparowanego w reakcji strąceniowej. Proces wykonywany jest dwuetapowo. Pierwszy etap polega na odpowiednim przygotowaniu nośnika włókienniczego w celu zwiększenia jego właściwości adhezyjnych. Powierzchnię włókien poliestrowych modyfikuje się poprzez obróbkę plazmą niskotemperaturową (nierównowagową) w atmosferze różnych gazów, korzystnie w ditlenku węgla, argonie. Innym sposobem modyfikacji powierzchni jest kontrolowana obróbka wyrobu włókienniczego w roztworze ługu sodowego, w temperaturze powyżej 90°C.
Drugi etap polega na wprowadzeniu w strukturę materiału włókienniczego zmikronizowanych cząstek anatazowej odmiany ditlenku tytanu lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2 o rozmiarach nanoi mikrometrycznych w ilości nie mniejszej niż 0,5% wag. i nie większej niż 10% wagowych.
Wyroby z włókien poliestrowych napawa się dyspersją wodną, zawierającą zmikronizowane cząstki funkcjonalizowanego TiO2, środek zwilżający oraz środek zagęszczający. Stosuje się dyspersję wodną zawierającą 3% wag. zmodyfikowanego anatazu lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2.
Innym sposobem inkorporacji cząstek TiO2 w strukturę wyrobu włókienniczego jest powlekanie pastą zawierającą zmodyfikowany anataz lub kompozyt tlenkowy TiO2-SiO2 w ilości 3% wag., środek zwilżający w ilości 10% wag., akrylowy środek zagęszczający w ilości 4,5% wag., oraz 10% wag. żywicy styrenowo-akrylowej.
Przedmiot wynalazku przedstawiony został, w sposób nieograniczający jego zakresu, w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Proces napawania tkaniny poliestrowej 3
Otrzymaną metodą siarczanową próbkę anatazu umieszczano w reaktorze pojemności 500 cm3 i napylano ją roztworem 3-metakryloksypropylotrimetoksysilanu stosując specjalny układ rozpylający (atomizer). Roztwór zawierał silanowy związek wiążący w ilości 0,5 części wagowych silanu na 100 części wagowych anatazu. Silanowy związek sprzęgający hydrolizowano w mieszaninie metanolu z wodą w stosunku objętościowym 4:1. Następnie układ mieszano przez 1 h w celu idealnego zhomogenizowania próbki anatazu z roztworem związku modyfikującego i oddestylowano rozpuszczalnik. Zmodyfikowaną próbkę suszono w temperaturze 105°C w suszarce stacjonarnej przez 2 h. Z tak przygotowanej próbki sporządzano dyspersję wodną zawierającą 3% wag. tej próbki, środek zwilżający - glikol polietylenowy w ilości 10% wag. oraz środek zagęszczający - hydroksyetylocelulozę w ilości 1% wag., którą napawano tkaninę poliestrową poddaną wstępnie procesowi obróbki alkalicznej. Dyspersję poddawano intensywnemu ujednorodnieniu z użyciem homogenizatora w czasie 60 s
PL 219 301 B1 z założoną prędkością 20 000 obr/min. Po napawaniu w napawarce dwuwałowej i usunięciu nadmiaru dyspersji, próbki były suszone przez 3 min w temperaturze 100°C w urządzeniu dogrzewającym oraz dogrzewane w tej samej temperaturze w czasie 10 min. Wstępną obróbkę alkaliczną tkaniny poliestrowej wykonano w laboratoryjnym aparacie barwiarskim przy krotności 10:1, w kąpieli o składzie:
wodorotlenek sodu 38 ° Be - 1,8 g/dm , węglan sodu - 4,1 g/dm , środek sekwestrująco-zwilżający 3
1,0 g/dm3. Proces prowadzono w temperaturze 98°C, w czasie 60 min. Po obróbce tkaninę płukano, w czasie 10 minut, w kąpieli wodnej o temperaturze 80°C, a następnie pod bieżącą wodą.
P r z y k ł a d II
Proces napawania tkaniny poliestrowej przeprowadzono z pomocą anatazu otrzymanego metodą precypitacji emulsyjnej.
P r z y k ł a d III
Proces modyfikacji ditlenku tytanu przeprowadzono jak w przykładzie I stosując 1 część wagową silanu na 100 części wagowych anatazu.
P r z y k ł a d IV
Proces modyfikacji ditlenku tytanu przeprowadzono jak w przykładzie I, stosując 3 części wagowe silanu na 100 części wagowych anatazu.
P r z y k ł a d V
Proces napawania włókniny poliestrowej
Proces modyfikacji anatazu przeprowadzono jak w przykładzie I. Jako silan wykorzystano winylotrimetoksysilan. Z tak przygotowanej próbki sporządzono dyspersję wodną, zawierającą 3% wag. tej próbki, środek zwilżający - glikol polietylenowy w ilości 10% wag. oraz środek zagęszczający - hydroksyetylocelulozę w ilości 1% wag., którą napawano włókninę poliestrową poddaną wstępnie procesowi obróbki plazmowej. Dyspersję poddawano intensywnemu ujednorodnieniu z użyciem homogenizatora w czasie 60 s z założoną prędkością 20 000 obr/min. Po napawaniu w napawarce dwuwałowej i usunięciu nadmiaru dyspersji próbki były suszone przez 3 min w temperaturze 100°C w urządzeniu dogrzewającym oraz dogrzewane w tej samej temperaturze w czasie 10 min. Proces obróbki plazmowej włókniny poliestrowej prowadzono w wyładowaniu RF (o częstotliwości 13,56 MHz). Plazmę generowano w argonie. Czas trwania obróbki wynosił 15 s.
P r z y k ł a d VI
Proces powlekania tkaniny poliestrowej
Proces modyfikacji anatazu przeprowadzono jak w przykładzie I. Jako silan wykorzystano N-2-(aminoetylo)-3-aminopropylotrimetoksysilan. Z tak przygotowanej próbki sporządzono pastę powlekającą na bazie żywicy akrylowej w ilości 10% wag., zawierającą 3% wag. preparatu anatazu, środek zagęszczający 4,5% wag. oraz środek zwilżający (polietylenoglikol) - 10% wag. o jednolitej dyspersji oraz lepkości 68 dPa^s, którą naniesiono na tkaninę poliestrową poddaną wstępnie procesowi obróbki alkalicznej. Proces powlekania tkaniny poliestrowej wykonano korzystając z zestawu do nanoszenia nanostrukturalnych powłok. Grubość powłoki regulowano nastawiając szczelinę podającą między nożem powlekającym a powlekanym wyrobem włókienniczym - 0,05 mm. W końcowym etapie próbki suszono (dogrzewano) w temperaturze 120°C w czasie 6 min. Wstępną obróbkę alkaliczną tkaniny poliestrowej wykonano w laboratoryjnym aparacie barwiarskim przy krotności 10:1, w kąpieli 33 o składzie: wodorotlenek sodu 38 ° Be - 1,8 g/dm3, węglan sodu - 4,1 g/dm3, środek sekwestrująco3
-zwilżający - 1,0 g/dm3. Proces prowadzono w temperaturze 98°C, w czasie 60 min. Po obróbce tkaninę płukano, w czasie 10 minut, w kąpieli wodnej o temperaturze 80°C, a następnie pod bieżącą wodą.
P r z y k ł a d VII
Proces powlekania włókniny poliestrowej
Zawiesinę siarczanu tytanu przed rozpoczęciem procesu strącania odwirowano przez ok. 30 min z prędkością 2500 obr/min, do uzyskania klarownego roztworu. W procesie strącania kompozytów tlenkowych TiO2-SiO2 spreparowano dwie emulsje. W pierwszej kolejności uformowano emulsję E2, w której skład wchodził cykloheksan, siarczan tytanu oraz niejonowe związki powierzchniowo czynne. Składniki tej emulsji ujednorodniono. W kolejnym etapie przygotowano emulsję E1 składającą się z cykloheksanu, 20-proc. roztworu krzemianu sodu oraz czynników hydrofobizujących.
Emulsję E1 również ujednorodniono. Następnie za pomocą pompy perystaltycznej dozowano emulsję 3
E1 do E2 z szybkością 10 cm3/m i n , cały czas homogenizując układ. Następnie destabilizowano strącony układ reakcyjny w temp. 80°C przez 30 min. Otrzymany osad oddzielono od mieszaniny poreakcyjnej metodą filtracji, natomiast rozpuszczalnik oddestylowano. Suszenie prowadzono w suszarce stacjonarnej w temp. 105°C przez ok. 18 h. Wysuszony osad TiO2-SiO2 poddawano kalcynacji w piecu
PL 219 301 B1 w temp. 1000°C przez 1 h. Z tak przygotowanej próbki sporządzono pastę powlekającą na bazie żywicy akrylowej w ilości 10% wag., zawierającą 3% wag. kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2, środek zagęszczający 4,5% wag. oraz środek zwilżający (polietylenoglikol) - 10% wag. o jednolitej dyspersji oraz lepkości 90 dPa^s, którą naniesiono na włókninę poliestrową poddaną wstępnie procesowi obróbki plazmowej. Proces powlekania włókniny poliestrowej wykonano korzystając z zestawu do nanoszenia nanostrukturalnych powłok. Grubość powłoki regulowano nastawiając szczelinę podającą między nożem powlekającym a powlekanym wyrobem włókienniczym - 0,05 mm. W końcowym etapie próbki suszono (dogrzewano) w temperaturze 120°C w czasie 6 min. Proces obróbki plazmowej włókniny poliestrowej prowadzono w wyładowaniu RF (o częstotliwości 13,56 MHz). Plazmę generowano w ditlenku węgla. Czas trwania obróbki wynosił 15 s.
Właściwości barierowe modyfikowanych tekstyliów dla promieniowania UV, których miarą jest współczynnik UPF (z ang. Ultraviolet Protection Factor), określono na podstawie pomiarów transmitancji promieniowania UV przez wyrób włókienniczy metodą spektrofotometryczną.
Aktywność fotooksydacyjną oceniano na podstawie możliwości usuwania zanieczyszczeń organicznych - formaldehydu, z powietrza w układzie zamkniętym, w którym umieszczono próbkę wyrobu włókienniczego z naniesionym ditlenkiem tytanu - fotokatalizatorem reakcji rozkładu do prostych związków nieorganicznych.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskuje się wyrób o właściwościach barierowych dla promieniowania UV, wyrażonych obniżeniem wartości transmitancji widmowej w całym zakresie UV (zwiększenie absorpcji) oraz wartością współczynnika UPF>50 określanego zgodnie z normą PN-EN 13758-1:2005, charakteryzujący się bardzo dobrą aktywnością fotooksydacyjną (efektywność rozkładu formaldehydu wynosi 90-98%) oraz działaniem hamującym wzrost mikroorganizmów, takich jak: Bacillus subtilis, Micrococcus flavus, Pseudomonas aureginosa, Escherichia coli (Tabela 1).
T a b e l a 1
Właściwości barierowe oraz aktywność fotooksydacyjna włókniny poliestrowej zawierającej w swej strukturze modyfikowany alkoksysilanami anataz lub kompozyt tlenkowy TiO2 - SiO2
Zastosowany TiO2 i jego hybryda Metoda wprowadzenia TiO2 Sucha masa tlenku lub kompozytu na włókninie [% wag.] Współczynnik UPF Efektywność rozkładu formaldehydu [%]
Anataz + 1 cz. wag. 3-metakryloksypropyltrimetoksysilanu napawanie 4,4 >50 56
Anataz + 1 cz. wag. winyltrimetoksysilanu 4,0 89
Anataz + 1 cz. wag. N-2-(amino- etylo)-3-aminopropyltrimetoksy- silanu 4,2 98
TiO2 - SiO2 powlekanie 7,0 98
Właściwości przeciwdrobnoustrojowe modyfikowanego wyrobu włókienniczego zawierającego w swojej strukturze TiO2 o odmianie anatazowej oceniano metodą skryningową jakościową zgodnie z normą PN-EN ISO 20645 (test dyfuzyjny na płytce z agarem), na podstawie obecności i rozmiaru strefy hamującej wzrost testowanych drobnoustrojów wokół badanej próbki oraz wzrostu lub jego braku w strefie kontaktu próbki z pożywką hodowlaną.
Uzyskany efekt ochronny przed promieniowaniem UV i rozwojem mikroorganizmów jest trwały, utrzymuje się także po 10 cyklach prań użytkowych.
Zastosowanie rozwiązania według wynalazku nie powoduje istotnych zmian parametrów mechanicznych materiału włókienniczego, któremu nadano właściwości barierowe dla promieniowania UV i rozwoju mikroorganizmów oraz fotooksydacyjne.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych z włókien poliestrowych lub ich mieszanek z udziałem innych włókien z dodatkiem anatazowej odmiany ditlenku tytanu otrzymanego metodą siarczanową i/lub precypitacji emulsyjnej, zmodyfikowanego alkoksysilanami lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2 preparowanego w reakcji strąceniowej, znamienny tym, że zmodyfikowaną anatazową odmianę ditlenku tytanu lub jego kompozyt tlenkowy TiO2-SiO2 wprowadza się w strukturę wyrobu z włókien poliestrowych, poddanego niskotemperaturowej obróbce plazmowej bądź obróbce alkalicznej, poprzez powlekanie pastą na bazie żywicy akrylowej o lepkości od 68 do 90 dPa^s zawierającą zmodyfikowany anataz lub kompozyt tlenkowy TiO2-SiO2 w ilości 3% wag., środek zwilżający w ilości 10% wag., akrylowy środek zagęszczający w ilości 4,5% wag. oraz 10% wag. żywicy styrenowo-akrylowej, bądź napawanie dyspersją wodną zawierającą 3% wag. zmodyfikowanego anatazu lub kompozytu tlenkowego TiO2-SiO2, 10% wag. środka zwilżającego oraz 1% wag. środka zagęszczającego.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnię włókien poliestrowych modyfikuje się poprzez obróbkę plazmą niskotemperaturową w atmosferze gazów, korzystnie w atmosferze ditlenku węgla lub argonu.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnię włókien poliestrowych modyfikuje się poprzez obróbkę alkaliczną w roztworze ługu sodowego, w temperaturze powyżej 90°C.
PL393076A 2010-11-29 2010-11-29 Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych PL219301B1 (pl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL393076A PL219301B1 (pl) 2010-11-29 2010-11-29 Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych
PCT/PL2011/000120 WO2012074419A2 (en) 2010-11-29 2011-11-28 Process of manufacturing textile barrier materials
BR112013012019-3A BR112013012019B1 (pt) 2010-11-29 2011-11-28 processo de fabricação de materiais de barreira de tecido
GB1307313.5A GB2500125B (en) 2010-11-29 2011-11-28 Process of manufacturing textile barrier materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL393076A PL219301B1 (pl) 2010-11-29 2010-11-29 Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL393076A1 PL393076A1 (pl) 2012-06-04
PL219301B1 true PL219301B1 (pl) 2015-04-30

Family

ID=45507846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL393076A PL219301B1 (pl) 2010-11-29 2010-11-29 Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych

Country Status (4)

Country Link
BR (1) BR112013012019B1 (pl)
GB (1) GB2500125B (pl)
PL (1) PL219301B1 (pl)
WO (1) WO2012074419A2 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9938658B2 (en) 2013-07-22 2018-04-10 Reliance Industries Limited Fiber suitable for packaging and storing plant produce
CN110102352A (zh) * 2019-06-11 2019-08-09 河北燕园众欣石墨烯科技有限公司 一种负载型TiO2/纤维复合光催化剂的制备方法
CN111139550B (zh) * 2019-12-30 2022-05-03 江苏众恒可来比家具有限公司 一种床品填充用自清洁聚酯纤维及其制备方法
CN112552061A (zh) * 2020-12-28 2021-03-26 海鹰空天材料研究院(苏州)有限责任公司 一种陶瓷纤维板的制备方法
CN114875659A (zh) * 2022-06-13 2022-08-09 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种超疏水滤料及其制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4176089A (en) 1978-08-03 1979-11-27 Exxon Research & Engineering Co. Process for the preparation of silica-titania and catalysts comprising the same
IT1127311B (it) 1979-12-21 1986-05-21 Anic Spa Materiale sintetico,cristallino,poroso costituito da ossidi di silicio e titanio,metodo per la sua preparazione e suoi usi
US4547557A (en) 1984-07-09 1985-10-15 Phillips Petroleum Company Silica-titania cogel from two-step hydrolysis
JPS6414066A (en) 1987-07-08 1989-01-18 Nec Corp Printing head cooling system
DE3733295C1 (de) 1987-10-02 1989-01-05 Daimler Benz Ag Spurfuehrbarer Omnibus
JPH04179402A (ja) 1990-11-13 1992-06-26 Iseki & Co Ltd 移植機械
US5162283A (en) 1991-01-22 1992-11-10 Mobil Oil Corporation Highly porous amorphous titania and titania/silica phases
US5414913A (en) 1992-05-12 1995-05-16 Wetmore Associates Ultraviolet protective fabric
JP3551386B2 (ja) 1992-11-04 2004-08-04 白井松新薬株式会社 茶葉乾留分からの有効消臭成分の製造法およびその有効消臭成分を含有する外用剤
JPH07206059A (ja) 1994-01-24 1995-08-08 Toutsuu Haisou Service Kk 絵画用コンテナー
JP3245807B2 (ja) 1995-04-05 2002-01-15 敏彦 大場 脱水凝固成型切断装置
JPH08281715A (ja) 1995-04-11 1996-10-29 Sekisui Chem Co Ltd 射出成形金型
US6037280A (en) 1997-03-21 2000-03-14 Koala Konnection Ultraviolet ray (UV) blocking textile containing particles
JP2003301055A (ja) 2002-04-12 2003-10-21 Kuraray Co Ltd 抗菌性フィルム
DE102005021623A1 (de) 2005-05-04 2006-11-09 Sasol Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung eines temperaturstabilen TiO2/SiO2 - Mischoxids und dessen Verwendung als Katalysatorträger
JP2006321087A (ja) 2005-05-18 2006-11-30 Oike Ind Co Ltd ハイバリア性フィルム
CA2631131C (en) * 2006-01-13 2013-10-29 Nbc, Inc. Antifouling composite material
ES2357083T3 (es) * 2007-08-28 2011-04-18 Basf Se Tio2 fotoactivo en materiales de recubrimiento.

Also Published As

Publication number Publication date
GB201307313D0 (en) 2013-05-29
BR112013012019B1 (pt) 2020-11-10
WO2012074419A3 (en) 2012-08-02
WO2012074419A2 (en) 2012-06-07
GB2500125B (en) 2016-06-29
PL393076A1 (pl) 2012-06-04
GB2500125A (en) 2013-09-11
BR112013012019A2 (pt) 2017-10-17
WO2012074419A4 (en) 2012-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1833763B1 (en) Process for preparing dispersions of tio2 in the form of nanoparticles, and dispersions obtainable with this process and fuctionalization of surfaces by application of tio2 dispersions
CN102105303B (zh) 光催化剂涂装体
KR102686704B1 (ko) 질소-도핑된 TiO2 나노 입자 및 광촉매에서 이의 사용
CN110183880B (zh) 一种光催化超双疏涂料及其制备方法和应用
MX2011002525A (es) Recubrimientos de dioxido de titanio poroso y metodos para formar recubrimientos de dioxido de titanio poroso que tienen actividad fotocatalitica mejorada.
PL219301B1 (pl) Sposób wytwarzania barierowych materiałów włókienniczych
CN101880961A (zh) 系列改性纳米二氧化钛光触媒织物整理剂及制备方法
Chen et al. In situ synthesis of TiO 2/NC on cotton fibers with antibacterial properties and recyclable photocatalytic degradation of dyes
JP2010099647A (ja) 光触媒塗装体およびそのための光触媒コーティング液
CN101629031B (zh) 一种光催化功能涂料及其制备方法
CN112781164B (zh) 光催化空气净化和灭菌纤维及制造方法和应用、光催化空气净化和灭菌过滤器及制造方法
CN104193184A (zh) 一种自清洁钢化玻璃的制备方法
Mirjalili et al. Photocatalytic degradation of synthesized colorant stains on cotton fabric coated with nano TiO2
Qi et al. Cotton fabric loaded with self-dispersive and reactive biphasic TiO 2 for durable self-cleaning activity and ultraviolet protection
JP2009119462A (ja) 光触媒塗装体およびそのための光触媒コーティング液
Mahltig et al. Nanocoatings by sol–gel processes for functionalization of polymer surfaces and textiles
Ramadan et al. Rendering of cellulose acetate fabrics self-cleaning through treatment with TiO 2 nano particles
Maharani et al. The study of self-cleaning properties of TiO2 coated on cotton fabrics
JP2010099645A (ja) 光触媒塗装体およびそのための光触媒コーティング液
CN116273805B (zh) 一种自清洁多组分纳米涂层及其制备方法和应用
Wu et al. Multifunctional protection mechanisms in a novel composite coating: A combined approach of hydrophobicity, UV resistance, and photocatalytic activity
KR101150073B1 (ko) 오염방지 코팅제 및 그 제조방법
JP7359999B2 (ja) 親水性コーティング剤の製造方法、およびコーティング膜の形成方法
Panutumrong et al. The effect of nano-titanium dioxide on the self-cleaning properties of TiO 2-PP composite fibers
KR20050122097A (ko) 이산화티탄 광촉매가 코팅된 커튼 및 그 제조방법