CZ306779B6 - Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken - Google Patents

Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken Download PDF

Info

Publication number
CZ306779B6
CZ306779B6 CZ2011-439A CZ2011439A CZ306779B6 CZ 306779 B6 CZ306779 B6 CZ 306779B6 CZ 2011439 A CZ2011439 A CZ 2011439A CZ 306779 B6 CZ306779 B6 CZ 306779B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
structures
nanofibres
spatial
spacers
regular
Prior art date
Application number
CZ2011-439A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2011439A3 (cs
Inventor
Dušan Kimmer
Ivo Vincent
Jan Fenyk
David Petráš
Martin Zatloukal
Wannes Sambaer
Original Assignee
Spur A.S.
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
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 Spur A.S., Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně filed Critical Spur A.S.
Priority to CZ2011-439A priority Critical patent/CZ306779B6/cs
Priority to PCT/CZ2012/000065 priority patent/WO2013010517A2/en
Publication of CZ2011439A3 publication Critical patent/CZ2011439A3/cs
Publication of CZ306779B6 publication Critical patent/CZ306779B6/cs

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/016—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the fineness
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D01D5/0038—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/16—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated carboxylic acids or unsaturated organic esters, e.g. polyacrylic esters, polyvinyl acetate
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/30—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising olefins as the major constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
    • D01F6/64—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters from polycarbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-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
    • D04H1/72—Non-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
    • D04H1/728—Non-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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/02—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
    • D04H3/153—Mixed yarns or filaments
    • 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
    • B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0258—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising nanoparticles
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Připravené prostorové nanostruktury obsahují pravidelné struktury na bázi kapkovitých mikrosfér z polymerů, případně polymerních směsí, zajišťujících vznik prostorových objemných struktur, připravitelných vhodnou kombinací proměnných, při procesu elektrospinningu. Tyto prostorové objemové struktury vykazují ve srovnání s plošnými útvary větší tloušťku a plošnou hmotnost filtračního materiálu, tedy tolik požadované zlepšení mechanických vlastností a manipulovatelnosti s filtračním nanomateriálem. Srovnáváme-li ale plošné a prostorově uspořádané nanostruktury, které mají stejný tlakový odpor, pak materiály s prostorovou morfologií mají větší efektivní povrch vláken a lepší filtrační vlastnosti při eliminaci ultrajemných částic, tedy účinnost filtrace a i faktor kvality.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká morfologicky optimalizovaných netkaných textilií na bázi nanovláken, vyrobitelných technologií elektrospinningu, vykazujících lepší filtrační účinnost a zvýšený faktor kvality filtračních nanovláknitých netkaných textilií.
Dosavadní stav techniky
Zpracování roztoků polymerů v elektrostatickém poli (elektrospinning), je v současnosti nejvíce používanou technikou, která umožňuje přípravu vláken s průměry v desítkách nm. První patent USA 1 975 504, týkající se této technologie pochází již z roku 1934. Zvýšený zájem o nanostruktury od počátku 90tých let minulého století je spojen s možnostmi zmenšení rozměrů, úspory materiálů a dosažení nových vlastností, jinými technologiemi v současnosti nedosažitelnými.
V současné době se neustále zvyšují požadavky na eliminaci ultrajemných částic, bakterií a virů ze vzduchu a pitné vody, které jsou odpovědné za rostoucí počet alergií a nemocí dýchacího traktu v průmyslových aglomeracích a šíření nejrůznějších pandemií. Lze předpokládat, že struktury tvořené nanovlákny najdou uplatnění především v oblastech mikrofiltrace (tj. pro odstranění částic o velikostech od 100 nm do 15 pm) a ultrafiltrace (pro částečky od 5 do 100 nm). K tomu je ovšem nezbytná optimalizace nanovláknitých struktur s ohledem na tuto aplikaci.
Vzhledem ke skutečnosti, že dominantním mechanismem, který se uplatňuje při záchytu ultrajemných částic je difúze, lze předpokládat, že v důsledku delší dráhy ultrajemné částice vykonávající Brownův pohyb se u prostorových struktur zvýší pravděpodobnost zachycení na povrchu nanovláken nebo kapkovitého útvaru.
V tomto směru jsou zajímavá řešení směřující k tvorbě trojrozměrných nanovláknitých struktur uvedená v patentu USA 7 828 539. V tomto patentuje mimo jiné diskutována i tendence k tvorbě kapiček nebo korálků v nanovláknité struktuře u zvlákňovacích roztoků s nízkou viskozitou, resp. roztoků nízkomolekulámích polymerů.
Všeobecně byly ale nahodile roztroušené kapkovité útvary v nanovláknité struktuře doposud považovány spíše za defekty, které lze odstranit např. vhodnou aditivací roztoku. Použitím modifikujícího aditiva (Borax a/nebo kyselina citrónová) pro zlepšení vodivosti polyuretanového zvlákňovacího roztoku (15 hmotn. % v dimetylformamidu) lze docílit výrazného potlačení tvorby kapkovitých defektů (viz obr. 1, 2). Velice účinně lze přítomnost kapkovitých defektů v PU strukturách eliminovat rovněž přídavkem povrchově aktivních látek, např. iontových kapalin (obr. 3 a 4). Změna byla dosažena přídavkem 1 hmotn. % (vztaženo na sušinu polymeru) 1-ethyl3-mehylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imidu od společnosti IoLiTec Ionic Liquids Technologies, SRN.
Řešení podle citovaného patentu USA 7 828 539 nelze tedy považovat za cílenou optimalizaci nanovláknitých struktur za účelem zlepšení jejich filtračního efektu.
Za určitou snahu po optimalizaci elektrospinningem vytvářených nanovláknitých struktur pro filtrační materiály lze v současné době považovat až následující řešení:
v japonské patentové přihlášce 2010/247 035 je uvedena netkaná textilie pro filtrační účely obsahující nanovláknitou strukturu s nanovlákny fyzicky oddělenými kapkovitými distančními útvary („růžencového“ typu) a/nebo nanočásticemi dispergovanými v nanostruktuře, přičemž i vlákna mohou být různého průměru.
- 1 CZ 306779 B6
Také v korejské patentové přihlášce 2004/0 024 077 je řešena netkaná textilie z nanovláken se zlepšenými filtračními vlastnostmi, kde nanovláknitá struktura je vyrobena z polyuretanu a obsahuje kapkovité distanční útvary a/nebo částice dispergované v nanostruktuře. Vytvoření netkané textilie z nanovláknité struktury obsahující kapkovité distanční útvary a/nebo nanočástice je známé i z přihlášky Evropského patent 2 198 944. Zde uvedená textilie je vyrobena z polyuretanových vláken a obsahuje částice oxidu titaničitého.
Z patentové přihlášky USA 2010/206 803 vyplývá, že pro filtrační účely se používá netkaná textilie z vláknité struktury obsahující nanovlákna vyrobená z polyuretanu nebo polykarbonátu. Jde o vláknitou strukturu s bimodální distribucí průměrů vláken na bázi kompozice mikro a nanovláken a obsahuje též distanční útvary a/nebo nanočástice. I tato textilie je vyrobena elektrostatickým zvlákňováním. Vytvoření netkané textilie pro filtry z vláknité struktury s mikro a nanovlákny je zřejmé i z patentové přihlášky USA 2007/190 319, přičemž jako polymer pro výrobu je zde použit polyuretan.
V korejské patentové přihlášce 2007/0 078 177 je zase uvedena nanovláknitá struktura (netkaná textilie) z polyuretanových vláken obsahující nanočástice stříbra dispergované v nanostruktuře.
Z výše uvedených principů známých řešení je však zřejmé, že vzhledem ke značné nestejnorodosti struktury textilie, dané především nepravidelností rozmístění distančních útvarů, stále ještě nelze optimalizaci výše uvedených nanovláknitých struktur považovat za dostatečně efektivní.
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedeného nedostatku dosavadního stavu techniky přispívají morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken podle vynálezu, vykazující výrazně zvýšený filtrační efekt. Obsahují, obdobně jako známé nanovláknité netkané textilie, nanovlákna a zároveň kapkovité distanční útvary kumulované nepravidelně do sloupců a/nebo distanční struktury mikrovláken či struktury s bimodální distribucí průměrů vláken na bázi kombinace mikrovláken a nanovláken, s tím, že uvedené distanční útvary a struktury fyzicky oddělují nanovlákna a mechanicky je udržují v prostorových uspořádáních zajišťujících optimalizaci filtrační účinnosti a/nebo snížení tlakového odporu ve srovnání s plošnými, prostorově nezvětšenými, neztuženými netkanými nanovláknitými textiliemi.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že kapkovité distanční útvary kumulované do sloupců jsou propojeny do prostorově objemnějších pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím, zatímco distanční struktury mikrovláken nebo struktury s bimodální distribucí průměrů vláken na bázi kombinace mikrovláken a nanovláken obsahují vlákna z neohebných polymerů, jako jsou polyethersulfon, polymethylmethakrylát, polyvinylidenchlorid, kopolymer styren - akrylonitril a polyuretan s obsahem tvrdých segmentů alespoň 44 % hmotnostních a jsou skládána s mechanicky udržovanými distancemi v objemných uspořádáních.
Pravidelnými strukturami tvořenými propojením nanovláken s kapkovitými distančními útvary kumulovanými ve sloupcích do prostorově objemnějších pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím mohou být s výhodou struktury připravitelné technologií elektrospinningu ze zvlákňovacího roztoku polykarbonátu v tetrachloretanu, obsahujícího přídavek chloroformu a boraxu.
Jiným výhodným řešením jsou pravidelné struktury tvořené propojením nanovláken s kapkovitými distančními útvary kumulovanými ve sloupcích do prostorově objemnějších pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím, připravitelné technologií elektrospinningu ze zvlákňovacího roztoku polyurethanu v dimetylformamidu nebo ve směsi dimetylformamidu a tetrachloretanu.
-2CZ 306779 B6
Bylo zjištěno, že při přípravě polykarbonátových (PC) nanostruktur se změnou rozpouštědlového systému (přídavkem chloroformu k tetrachlorethanu) a přídavkem boraxu docílí zvýšení obsahu nanovláken mezi kapkovitými defekty (viz obr. 5, 6) a vzniku pravidelné struktury, kde kapkovité defekty jsou kumulovány ve sloupcích, které jsou propojeny nanovlákny. Takovéto prostorové uspořádání, podobné včelím plástvím, má za následek zvětšení tloušťky filtračního materiálu, zvětšení plošné hmotnosti, zvětšení objemu pevné frakce - solid volume fraction (SVF), přičemž ale volný objem struktury - free volume fraction (FVF) se výrazněji neliší od plošných nanovláknitých struktur. Dále tato morfologie výrazně přispívá ke zvýšení specifického povrchu, a tedy pozitivně ovlivňuje filtrační vlastnosti.
Prostorová struktura s uspořádanými kapkovitými distančními tělísky (obr. 6) s plošnou hmotností 3,42 g/m2 měla propustnost aerosolu 0,762 % při tlakovém odporu 35 Pa, což odpovídá qF = 139 (měřeno na zařízení Lorenz dle EN 143).
(Poznámka: při posuzování kvality filtru je třeba brát v úvahu jak tlakový odpor (Δρ), tak i účinnost filtrace (E). Vzájemný vztah těchto dvou charakteristik nejlépe popisuje faktor kvality qF = 1η(1/Ρ)/Δρ, kde permeabilita P = 1-E).
Prostorové struktury s distančními útvary, uspořádané do struktur medových pláství (viz obr. 7), lze připravit i ze zvlákňovacího roztoku polyuretanu ve směsi rozpouštědel dimetylformamidu a tetrachloretanu.
Elegantní metoda tvorby struktur s polymemími distančními tělísky spočívá v kombinaci dvou typů polyuretanů s rozdílnými středními molámími hmotnostmi, kdy jeden (s nižší M) za daných podmínek elektrospinningu vytváří globulamí mikrosféry a druhý nanovlákna. Lze použít i jeden neohebný polyuretanu s obsahem tvrdých segmentů do 40 % hmotnostních. Obsah tvrdých segmentů v polyuretanu je procentické hmotnostní zastoupení diizokyanátu a prodlužovače řetězců v polyuretanových řetězcích.
V tabulce 1 jsou sumarizovány filtrační vlastnosti a rozměrové charakteristiky plošné polyuretanové (viz obr. 4) a prostorové polykarbonátové (viz obr. 6) nanostruktury. Aby bylo možno porovnávat vliv struktury na filtrační účinnost, jsou srovnávány vždy struktury se stejným tlakovým odporem ~ 90 Pa.
Srovnávané nanostruktury (tabulka 1, obr. 10), které vykazují stejnou tlakovou ztrátu při filtraci ultrajemných částic, jsou tvořeny vlákny se srovnatelnou průměrnou velikostí jejich průměrů a distribucí pórů v nanostruktuře (Dn, Dw), se výrazně liší v plošné hmotnosti, tloušťce a účinné ploše filtru, což je příčinou zlepšení filtrační účinnosti prostorové nanostruktury a tedy faktoru i kvality filtru.
-3 CZ 306779 B6
Tabulka 1: Charakterizace a vlastnosti prostorové a plošné nanostruktury
Nanostruktury s tlakovým odporem ~ 90 Pa
Vzorek Prostorová nanostruktura PC s distančními mikrosférami PC 88 Planámí nanostruktura PU PU 90
Plošná hmotnost (g/m ) 6,80 0,807
Tloušťka (pm) 30,2* 9,2*
Objem pevné fáze SVF (m3/m3) 0,188 0,080
Volný objem FVF (%) 81,2 92,0
Filtrační vlastnosti v oblasti ultrajemných částic
Velikost částic s největším průnikem nanostrukturou MPPS (nm) 100 70
Tlaková ztráta (Pa) 81 -95 90
Filtrační účinnost v MPPS (%) 98,90 90,35
Faktor kvality v MPPS (1/kPa) 51 26
Morfologické charakteristiky nanostruktur získané digitální obrazovou analýzou SEM snímků
Průměrná velikost průměrů vláken (nm) 120,2 124,7
Distribuce velikosti pórů (nm) □n 202,5 139
Dw 740,0 327
Dz 1 269,0 493
Dz+i 1 721,0 640
Účinná plocha filtru (m ) 188,9 23,6
* měřeno z SEM snímků
Vzhledem k tomu, že dominantním mechanismem, který se uplatňuje při záchytu ultrajemných částic je difúze, jak již bylo uvedeno, lze předpokládat, že v důsledku delší dráhy ultrajemné částice vykonávající Brownův pohyb se u prostorových struktur zvýší pravděpodobnost zachycení na povrchu nanovláken nebo kapkovitého útvaru.
Pro prokázání mechanismu, kterým dochází ke zlepšení filtrační schopnosti u objemných struktur, byly stanoveny distribuce průměrů vláken (viz obr. 11) a bylo sledováno, jak se u struktur s mikroskopickými distančními útvary mění velikost pórů a jejich distribuce (viz obr. 12). Pro tato stanovení byla využita digitální analýza SEM snímků reálných použitých nanostruktur. Detailní popis použité metody je uveden v publikaci W. Sambaer, M. Zatloukal and D. Kimmer, The use of novel digital image analysis technique and rheological tools to characterize nanofiber nonwovens, Polymer Testing 29, 82-94 (2010).
Ze srovnání distribucí pórů u připravených nanostruktur (obr. 12) je zřejmé, že distribuce pórů u prostorového uspořádání nanostruktury s kapkovitými útvary je širší, obsahuje objemnější póry, ale střední hodnota distribuce se výrazně neliší od planámích nanostruktur. Nicméně prostorová nanostruktura má přibližně 15krát větší plošnou hmotnost a 11 krát větší tloušťku. Prostorové uspořádání má za následek fyzickou separaci nanovláknitých vrstev, zvětšení vzdáleností mezi nanovlákny a úhlů, pod kterými jsou uloženy v nanostrukturách. Taková morfologie má za následek zlepšení filtračních vlastností nanostruktur.
Funkci prostorových zábran v nanovláknitých strukturách mohou místo pravidelných struktur kapkovitých útvarů zabezpečovat i struktury z tuhých, neohebných, vysokomodulových vláken. Takováto uspořádání, zajišťující zvětšení tloušťky a objemu filtračního materiálu, která jsou tvo
-4CZ 306779 B6 řena z vláken se širokou distribucí jejich průměrů, vykazují rovněž zlepšené filtrační vlastnosti. Tendenci k vytváření takových uspořádání - viz obr. 13 až 15 mají především neohebné polymery s vysokými moduly pružnosti, jako jsou polymetylmetakrylát (PMMA), kopolymer styrenu s akrylonitrilem (SAN), ale i polyuretan s vysokým obsahem tvrdých segmentů.
Tyto struktury charakterizované v následující tabulce 2 mají přibližně poloviční tlakovou ztrátu než materiály z tabulky 1. Záměrně je zde soustředěna pozornost na nízké tlakové odpory vzhledem k potencinální aplikaci nanostruktur v obličejových polomaskách a pro filtry do masek.
V tabulce 2 a na obr. 16 jsou s plošnou strukturou (dle obr. 4) srovnávány vlastnosti materiálu s morfologií z obr. 14. Kombinace globulámích mikrosfér a nanovláken (obr. 14) vede ke zlepšení filtračních vlastností materiálu.
Tabulka 2: Charakterizace a vlastnosti prostorové a plošné nanostruktury
Nanostruktury s tlakovým odporem ~ 45 Pa
Vzorek Kombinovaná prostorová nanostruktura PMMA se širokou distribucí vláken PC 88 Planámí nanostruktura PU PU 90
Plošná hmotnost (g/m2) 6,92 0,403
Tloušťka (pm) 34,7 4,6
Objem pevné fáze SVF (m3/m3) 0,169 0,080
Volný objem FVF (%) 83,1 92,0
Filtrační vlastnosti v oblasti ultrajemných částic
Velikost částic nejsnáze pronikajících nanostrukturou MPPS (nm) 50 100
Tlaková ztráta (Pa) 48 45
Filtrační účinnost v MPPS (%) 97,52 78,77
Faktor kvality v MPPS (1/kPa) 77 44
Morfologické charakteristiky nanostruktur získané digitální obrazovou analýzou SEM snímků
Průměrná velikost průměrů vláken (nm) 758,6 124,7
Distribuce velikosti pórů (nm) Dn 672 139
Dw 2564 327
Dz 4409 493
Dz+i 6151 640
Účinná plocha filtru (m2) 30,9 11,8
* měřeno z SEM snímků
-5CZ 306779 B6
Srovnávané materiály se liší distribucí průměrů vláken (obr. 17) a distribucí velikostí pórů (obr. 18). Objemnější struktury jsou při stejných tlakových odporech účinnější v oblasti záchytu ultrajemných částic.
Objasnění výkresů
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží přiložené výkresy, kde představuje:
Obr. 1 - polyuretanová nanostruktura s kapkovitými defekty - bez aditiv, zvětšení 1500x.
Obr. 2 - polyuretanová nanostruktura s eliminací kapkovitých defektů, vznikající za přítomnosti Na2B4O7. 10 H2O a kyseliny citrónové, zvětšení 1500x.
Obr. 3 - polyuretanová nanostruktura s kapkovitými defekty - bez aditiv, zvětšem'5000x.
Obr. 4 - polyuretanová nanostruktura s eliminací kapkovitých defektů, vznikající za přítomnosti iontové kapaliny, zvětšení 5000x.
Obr. 5 - polykarbonátová nanostruktura před optimalizačním procesem, zvětšení 1500x.
Obr. 6 - polykarbonátová nanostruktura po optimalizaci s pravidelnými strukturami kapkovitých distančních útvarů, zvětšení 1500x.
Obr. 7 - polyuretanová nanostruktura s pravidelnými strukturami kapkovitých distančních útvarů, připravená ze směsi rozpouštědel dimetylformamid / tetrachlorethan, zvětšení 1500x.
Obr. 10 - srovnání filtrační účinnosti planámí a prostorové nanostruktury podle tabulky 1; tlakové ztráty srovnávaných nanostruktur ~ 90 Pa.
Obr. 11 - srovnání distribucí průměrů vláken planámí a prostorové nanostruktury podle tabulky 1; sloupce znázorňují naměřené hodnoty, spojnice je funkce založená na Gaussovské aproximaci.
Obr. 12 - srovnání distribucí pórů planární a prostorové nanostruktury podle tabulky 1; sloupce znázorňují naměřené hodnoty, spojnice je funkce založená na Gaussovské aproximaci.
Obr. 13 - kombinovaná prostorová nanostruktura tvořená polyethersulfonovými vlákny s širokou distribucí průměrů, zvětšení 5000x.
Obr. 14- kombinovaná prostorová struktura tvořená polymatylmetakrylátovými vlákny s širokou distribucí průměrů, zvětšení 1500x.
Obr. 15 - kombinovaná prostorová struktura tvořená vlákny z kopolymeru styren- akrylonitril s širokou distribucí průměrů, zvětšení 1500x.
Obr. 16 - srovnání filtračních účinností plošné nanostruktury s polymetylmetakrylátovou strukturou, tvořenou kombinací mikro- a nanovláken. Tlaková ztráta srovnávaných materiálů ~ 45 Pa.
Obr. 17 - srovnání distribuce průměrů vláken filtrů na bázi planámí a prostorové nanostruktury podle tabulky 2.
Obr. 18 - srovnání distribuce pórů planární a prostorové nanostruktury podle tabulky 2.
-6CZ 306779 B6
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Příklad polykarbonátové nanovláknité struktury s nanovlákny fyzicky oddělenými kapkovitými distančními útvary, vytvářející pravidelné struktury s kapkovitými distančními útvary kumulovanými ve sloupcích, propojených nanovlákny do pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím je možno charakterizovat následujícími podmínkami přípravy a užitnými vlastnostmi:
a) zvlákňovaný roztok: polykarbonátový (Macrolon 2458, Bayer, Leverkusen, Německo, p = 1.2 g.cm'3) roztok pro elektrospinning byl připraven ve směsi rozpouštědel tetrachloretan : chloroform 3:1 a upraven směsí iontových kapalin l-ethyl-3-methylimidazolium-bis(trifluoromethylsulfonyljimid : l-ethyl-3-methylimidazolium triflate 2:1 (loLiTec Ionic Liquids Technologies, Heilbronn, Německo) a 1 hmotn. % boraxu. Polykarbonátový roztok měl viskozitu 0,3 Pa.s a elektrickou vodivost 10,5 μ.Sem'1.
b) podmínky elektrospinningu: vláknotvomé zařízení Nanospider (Elmarco, Liberec, ČR), rotující elektroda se třemi bavlněnými kordy (dle PCT/CZ2010/000042), napětí přiváděné do vaničky s roztokem U = 25 až 75 kV, vzdálenost elektrod D = 15 až 25 cm, rychlost otáčení elektrody - 7 až 14 ot/min., rychlost posunu sběrného podkladu (antistaticky upravené netkané vláknité vrstvy na bázi polypropylénu (PPNT) nebo polyesterové netkané textilie, popř. viskózové netkané textilie) 16 až 32 cm/min.
c) charakterizace připravené nanostruktury: vedle výpočtů plošné hmotnosti, objemu pevné fáze (SVF), volného objemu (FVF) a účinné plochy filtru byl pro charakterizaci nanostruktur využíván rastrovací elektronový mikroskop (SEM) Vega 3 (Tescan, Brno, ČR). SEM snímky byly následně použity pro stanovení tloušťky nanovláknité vrstvy a distribuce průměrů vláken/velikosti pórů s využitím techniky digitální analýzy snímku podle publikace W. Sambaer, M. Zatloukal and D. Kimmer, The use of novel digital image analysis technique and rheological tools to characterize nanofiber nonwovens, Polymer Testing 29, 82-94 (2010).
d) měření filtrační účinnosti: vyrobené filtrační materiály byly testovány na průnik aerosolu (diethylhexylsebakát s průměrem částic 0,45 pm) při průtoku 30 l.min*1 (čelní rychlost 5,7 cm.s1) pomocí filtračního měřícího systému LORENZ (Německo) přizpůsobeného pro EN 143. Měření v oblasti ultrajemných částic bylo uskutečněno s aerosolem síranu amonného s využitím rozprašovače (AGK, PALAŠ, Německo), elektrostatického klasifikátoru (EC 3080, TS1, USA) a kondenzačního počítače částic (UCPC 3025 A, TSI, USA) při čelní rychlosti 5,7 cms'1. Filtrační účinnost a tlaková ztráta byla stanovena pro devět frakcí o průměrech 20, 35, 50, 70, 100, 140, 200, 280 a 400 nm.
Průnik nanočástic (průměr 450 nm) měřený dle EN 143 přes takto připravenou prostorovou strukturu pro materiál s plošnou hmotností 3,42 g.m‘2 byl 0,762%, při tlakové ztrátě 45 Pa, což odpovídá faktoru kvality qF = 139 kPa'1. Materiál s plošnou hmotností 6,8 g.m'2 vykazoval pro záchyt ultrajemných částic filtrační účinnost 99,9 % pro MPPS (maximum particle penetration size) 100 nm a při tlakové ztrátě 90 Pa, což odpovídá faktoru kvality cca qF = 51 kPa'1. Filtrační vlastnosti materiálů s takovouto prostorovou strukturou převyšují schopnosti plošných nanovláknitých materiálů.
Příklad 2
Všechny podmínky stejné jako v příkladu č. 1, jen v experimentálním zařízení místo rotující niťové elektrody bylo použito uspořádání se zvlákňovacími tryskami Spinline 120, SPUR, Zlín, ČR.
-7CZ 306779 B6
Příklad 3
Uspořádané prostorové nanostruktury tvořené nanovlákny a globulámími distančními útvary byly připraveny i z vysoce elastických polyuretanů - kombinace dvou polyuretanů s rozdílnou distribucí molárních hmotností, kdy jeden za daných podmínek elektrospinningu tvoří jemná vlákna a alespoň jeden spíše kuličky nebo kapkovité útvary. Polyuretanový roztok v dimetyformamidu připravený z 4,4’methylen-bis(fenylisokyanátu) (MDI), poly(3-methyl-l,5-pentanediol)-alt-(adipová, isoftalová kyselina) (PAIM) a 1,4 butandiolu (BD) byl syntetizován v molámím poměru 9:1:8 (PU 918) při 90 °C po dobu 5 hodin (způsob syntézy per partes, kdy v prvním krokuje připraven předpolymer z MDI a PAIM a následně je přidán BD a zbývající množství MDI). Hustota PU 918 p = 1,1 g.cm'3. Takto připravený roztok byl smíchán s roztokem polyuretanu vdimetylformamidu, připraveném z MDI: polyesterový diol: prodlužovač řetězce v molámím poměru 4:1:3 s hustotou p = 1,05 g.cm'3, případně v molámím poměru 3:1:2 s hustotou p = 1,04 g.cm'3. Připravené směsi se sušinami od 10,5 do 19 hmotn. % a viskozitami 0,35 až 2,7 Pa.s tvoří za podmínek elektrospinningu z příkladu 1 požadované uspořádané prostorové struktury. Obsah tvrdých segmentů v polyuretanu je procentické hmotnostní zastoupení diizokyanátu a prodlužovače řetězců v polyuretanových řetězcích. Při měření filtračních vlastností tyto materiály vykazují při stejné filtrační účinnosti výrazně nižší tlakové ztráty než nanostruktury bez globulárních distančních tělísek.
Příklad 4
Elektrospinová prostorová struktura byla připravena z PU 918, syntetizovaného dle příkladu 3, rozpuštěného ve směsi rozpouštědel dimetylformamid : tetrachlorethan v hmotnostním poměru 98,5:1,5 za zpracovatelských podmínek: koncentrace roztoku = 12,5%, napětí = 55 kV, vzdálenost elektrod = 21 cm, elektrická vodivost = 16,5 pS/cm.
Ve srovnání s plošným uspořádáním vykazuje prostorové uspořádání při stejném tlakovém odporu 100 Pa zvýšení účinnosti filtrace v oblasti ultrajemných částic z 90,4 % na 97,8 % pro MPPS 70.
Příklad 5
Podmínky stejné jako v příkladu 4, ale místo polyuretanového roztoku byl použit roztok kopolymeru etylén-vinylacetát (EVA) ve směsi rozpouštědel toluen : tetrachlorethan v hmotn. poměru 3:1.
Příklad 6
Příklad nanovláknité struktury na bázi vláken se širokou distribucí průměrů z neohebných polymerů s vysokými moduly pružnosti, skládaných s mechanicky udržovanými distancemi v objemných uspořádáních je možno charakterizovat následujícími podmínkami přípravy a užitnými vlastnostmi:
a) zvlákňovaný roztok: polymetylmetakrylátový (PMMA, Altuglas V 046, Altuglas Intemational, La Garenne-Colombes cedex, France) s hustotou p = 1,18 g.cm'3, roztok ve směsi rozpouštědel dimetylformamid / toluen ve hmotn. poměru 1:1 s koncentrací 20 % hmotn., viskozitou 0,11 Pa.s a vodivostí 1,3 pS.cm'1.
b) podmínky elektrospinningu a charakterizace připravených nanostruktur byly obdobné jako v příkladu 1.
-8CZ 306779 B6
c) průnik nanočástic aerosolu (průměr 450 nm) měřený dle EN 143 přes takto připravenou prostorovou strukturu se širokou distribucí průměrů vláken pro materiál s plošnou hmotností 6,92 g.m'2 byl 1,095%, při tlakové ztrátě 45 Pa, což odpovídá faktoru kvality qF = 181 kPa1. Tento materiál vykazoval pro záchyt ultrajemných částic filtrační účinnost 97,52 % pro MPPS 50 nm a při tlakové ztrátě 48 Pa, což odpovídá faktoru kvality qF = 77 kPa1. Filtrační vlastnosti materiálů s prostorovou strukturou se širokou distribucí průměrů vláken rovněž převyšují schopnosti plošných nanovláknitých materiálů.
Příklad 7
Jiná prostorová struktura na bázi vláken se širokou distribucí průměrů z neohebných polymerů s vysokými moduly pružnosti byla připravena z 20% roztoku polyethersulfonu v dimetylformamidu (Ultrason, BASF, Německo) s viskozitou 0,84 Pa.s, a elektrickou vodivostí 159 pS.cm'1 na tryskovém elektrostatickém zvlákňovacím zařízení SPUR.
Podmínky elektrospinningu: Napětí U = 75 kV, vzdálenost elektrod D = 21 cm, rychlost otáčení elektrody = 7 ot/min., relativní vlhkost = 25 %, teplota = 28 °C, rychlost posunu sběrného podkladu (viskózová netkaná textilie) = 14 cm/min.
Příklad 8
Všechny podmínky stejné jako v příkladu 6, jen místo polymetylmetakrylátu byl použit polyvinylidenfluorid (PVDF, Kynar451, Arkema, PA, USA).
Příklad 9
Všechny podmínky stejné jako v příkladu 6, ale pro přípravu prostorové struktury se širokou distribucí průměrů vláken byl použit kopolymer styrenu s akrylonitrilem (SAN, Luran HH-120 Natural, BASF, Německo) rozpuštěný v dimetylformamidu.
Příklad 10
Prostorová struktura se širokou distribucí průměrů vláken byla připravena z bikomponentního vlákna, připraveného z kopolymerů styren-akrylonitril (SAN) - Luran a PU 312 v rozpouštědlovém systému dimetylformamid / toluen. Vedle požadovaných filtračních vlastností má připravená nanostruktura v důsledku použití elastického polyuretanu i výrazně lepší mechanické vlastnosti.
Příklad 11
Pro přípravu objemné struktury se širokou distribucí průměrů vláken byl použit roztok polyamidu 11 (PA11, Rilsan D, Arkema, Velká Británie) a PU 918 (2 až 5 hmotn. % na sušinu PA11) ve směsi rozpouštědel kyselina trifluoroctová / dimetylformamid v poměru 92 až 99 ku 1 až 8. Zatímco PA11 samotný za podmínek elektrospinningu dle příkladu 1 vytváří plošné nanostruktury, za přítomnosti malého množství polyuretanu se tvoří prostorová struktura, která ve srovnání s plošnou strukturou vykazuje při stejném tlakovém odporu více než dvojnásobné zlepšení faktoru kvality.
-9CZ 306779 B6
Příklad 12
Všechny podmínky stejné jako v příkladu 6, jen místo polymetylmetakrylátu byl použit polyuretan s vysokým obsahem tvrdých segmentů, vytvářející za daných podmínek elektrospinningu mikrovlákna.
Příklad 13
Všechny podmínky stejné jako v příkladech 6 až 8, ale proces byl realizován na elektrostatickém zařízení SPUR, kde roztoky byly přiváděny na jednotlivé trysky uspořádané do čtyř řad.

Claims (3)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Morfologicky optimalizované netkané textilie se zvýšeným filtračním efektem, obsahující nanovlákna a zároveň kapkovité distanční útvary kumulované nepravidelně do sloupců a/nebo distanční struktury mikrovláken či struktury s bimodální distribucí průměrů vláken na bázi kombinace mikrovláken a nanovláken, s tím, že uvedené distanční útvary a struktury fyzicky oddělují nanovlákna a mechanicky je udržují v prostorových uspořádáních, zajišťujících optimalizaci filtrační účinnosti a/nebo snížení tlakového odporu ve srovnání s plošnými, prostorově nezvětšenými, neztuženými netkanými nanovláknitými textiliemi, vyznačující se tím, že kapkovité distanční útvary kumulované do sloupců jsou propojeny do prostorově objemnějších pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím, zatímco distanční struktury mikrovláken nebo struktury s bimodální distribucí průměrů vláken na bázi kombinace mikrovláken a nanovláken obsahují vlákna z neohebných polymerů, jako jsou polyethersulfon, polymethylmethakrylát, polyvinylidenfluorid, kopolymer styren - akrylonitril a polyuretan s obsahem tvrdých segmentů alespoň 44% hmotnostních, a jsou skládána s mechanicky udržovanými distancemi v objemných uspořádáních.
  2. 2. Morfologicky optimalizované netkané textilie podle nároku 1, vyznačující se tím, že pravidelnými strukturami tvořenými propojením nanovláken s kapkovitými distančními útvary kumulovanými ve sloupcích do prostorově objemnějších pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím jsou struktury připravitelné technologií elektrospinningu ze zvlákňovacího roztoku polykarbonátu v tetrachloretanu, obsahujícího přídavek chloroformu a boraxu.
  3. 3. Morfologicky optimalizované netkané textilie podle nároku 1, vyznačující se tím, že pravidelnými strukturami tvořenými propojením nanovláken s kapkovitými distančními útvary kumulovanými ve sloupcích do prostorově objemnějších pravidelných uspořádání podobných včelím plástvím jsou struktury připravitelné technologií elektrospinningu ze zvlákňovacího roztoku polyurethanu v dimetylformamidu nebo ve směsi dimetylformamidu a tetrachloretanu.
CZ2011-439A 2011-07-19 2011-07-19 Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken CZ306779B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2011-439A CZ306779B6 (cs) 2011-07-19 2011-07-19 Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken
PCT/CZ2012/000065 WO2013010517A2 (en) 2011-07-19 2012-07-13 Morphologically optimized nonwoven textiles based on nanofibres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2011-439A CZ306779B6 (cs) 2011-07-19 2011-07-19 Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2011439A3 CZ2011439A3 (cs) 2013-03-06
CZ306779B6 true CZ306779B6 (cs) 2017-07-07

Family

ID=46801258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2011-439A CZ306779B6 (cs) 2011-07-19 2011-07-19 Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ306779B6 (cs)
WO (1) WO2013010517A2 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305413B6 (cs) * 2013-09-25 2015-09-09 Spur A.S. Vrstvený mikrofiltrační materiál
CZ307301B6 (cs) * 2013-12-17 2018-05-23 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy
CN107227502A (zh) * 2016-03-23 2017-10-03 张国勇 一种复合型空气过滤材料的静电纺丝液配方
KR102235151B1 (ko) * 2018-10-08 2021-04-02 한국과학기술원 이온성 액체와 색변화 염료 물질을 포함하는 가스 지시용 나노섬유 얀 기반 색변화 가스센서 및 그 제조 방법
CN112755651B (zh) * 2020-12-31 2022-07-08 东华大学 一种多组合功能性静电纺亚微米纤维空气过滤材料及其制备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040024077A (ko) * 2002-09-13 2004-03-20 박종철 생체모방형 나노섬유 부직포 및 그의 제조방법
KR20070078177A (ko) * 2006-01-26 2007-07-31 인하대학교 산학협력단 은 나노입자 함유 폴리우레탄 나노섬유 매트의 제조방법
US20070190319A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Donaldson Company, Inc. Polymer blend, polymer solution composition and fibers spun from the polymer blend and filtration applications thereof
EP2198944A1 (en) * 2007-09-08 2010-06-23 Nippon Muki CO., LTD. Filter medium for air filter and air filter
US20100206803A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Ward Bennett C Multi-Layer, Fluid Transmissive Fiber Structures Containing Nanofibers and a Method of Manufacturing Such Structures
JP2010247035A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Nippon Muki Co Ltd エアフィルタ用ろ材並びにエアフィルタ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1975504A (en) 1929-12-07 1934-10-02 Richard Schreiber Gastell Process and apparatus for preparing artificial threads
US7828539B1 (en) 2007-03-26 2010-11-09 Clemson University Fabrication of three dimensional aligned nanofiber array
DE102009051105A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-12 Mann+Hummel Gmbh Vliesmedium, Verfahren zu dessen Herstellung und aus diesem hergestelltes Filterelement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040024077A (ko) * 2002-09-13 2004-03-20 박종철 생체모방형 나노섬유 부직포 및 그의 제조방법
KR20070078177A (ko) * 2006-01-26 2007-07-31 인하대학교 산학협력단 은 나노입자 함유 폴리우레탄 나노섬유 매트의 제조방법
US20070190319A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Donaldson Company, Inc. Polymer blend, polymer solution composition and fibers spun from the polymer blend and filtration applications thereof
EP2198944A1 (en) * 2007-09-08 2010-06-23 Nippon Muki CO., LTD. Filter medium for air filter and air filter
US20100206803A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Ward Bennett C Multi-Layer, Fluid Transmissive Fiber Structures Containing Nanofibers and a Method of Manufacturing Such Structures
JP2010247035A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Nippon Muki Co Ltd エアフィルタ用ろ材並びにエアフィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2011439A3 (cs) 2013-03-06
WO2013010517A2 (en) 2013-01-24
WO2013010517A3 (en) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. High‐performance PM0. 3 air filters using self‐polarized electret nanofiber/nets
Huang et al. Fabrication of bead-on-string polyacrylonitrile nanofibrous air filters with superior filtration efficiency and ultralow pressure drop
Li et al. Needleless electro-spun nanofibers used for filtration of small particles.
CN105413480B (zh) 含有纳米纤维的复合材料结构
CN105709505B (zh) 含纳米纤维的复合结构
Liu et al. Preparing micro/nano-fibrous filters for effective PM 2.5 under low filtration resistance
Bae et al. Mechanically enhanced PES electrospun nanofiber membranes (ENMs) for microfiltration: The effects of ENM properties on membrane performance
CN111263835B (zh) 混纤无纺布及其制造方法、层叠体及滤材
CN101653676A (zh) 纳米纤维过滤材料及其形成方法
EP4001487A1 (en) Fiber structure and production method therefor
CZ306779B6 (cs) Morfologicky optimalizované netkané textilie na bázi nanovláken
TW200946215A (en) Nanofiber filter and method for manufacturing the same
Liu et al. Hierarchical micro/nanofibrous filter for effective fine-particle capture
TW201819703A (zh) 溶液紡絲聚醯胺奈米纖維非織物
CN103111193A (zh) 一种纳米纤维微滤膜及其制备方法
JP7177394B2 (ja) 複合構造体、その製造方法及びその複合構造体を含む濾材
US20100038304A1 (en) Filter medium
JP2015196263A (ja) ナノファイバー積層材、ナノファイバー積層材の製造方法、フィルター基材又はフィルター、及び、マスク又はマスク基材
Robert et al. Tailoring mechanically robust nanofibrous membrane for PM2. 5-0.3 filtration and evaluating their behavior using response surface Box–Behnken design
Lackowski et al. Nonwoven filtration mat production by electrospinning method
WO2008072554A1 (ja) エレクトレット繊維シート
Heikkilä Nanostructured fibre composites, and materials for air filtration
Gungor et al. Aerosol filtration performance of solution blown PA6 webs with bimodal fiber distribution
JP5564220B2 (ja) 三次元構造体を含む複合構造体および該構造体を使用したフィルタ
Khude Nanofibers for high efficiency filtration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20230719