Plošný nanostrukturovaný filtrační materiál s optimalizovanými filtračními vlastnostmi a antibakteriální úpravou pro skládané filtry

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F24%3A63578698" target="_blank" >RIV/70883521:28610/24:63578698 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Plošný nanostrukturovaný filtrační materiál s optimalizovanými filtračními vlastnostmi a antibakteriální úpravou pro skládané filtry

Popis výsledku v původním jazyce

Funkční vzorek představuje vícevrstvý plošný filtrační materiál, jenž obsahuje nanovláknitou vrstvu připravenou technologií elektrospinningu. Nanovláknitá struktura je připravena postupným ukládáním střídajících se vrstev nanovláken na bázi polyuretanu (PU) a polyetersulfonu (PESU), přičemž polyuretanové nanovláknité vrstvy propůjčují konečnému materiálu flexibilitu a dobrou soudržnost s podkladovou textilií, zatímco nanovláknité vrstvy na bázi PESU poskytují filtračnímu materiálu antibakteriální aktivitu. Antibakteriální aktivita je spojena s použitím aditiva, které zároveň zvyšuje elektrickou vodivost polymerního roztoku, z nějž jsou nanovlákna připravována. Jde o směs kyseliny citronové a dekahydrátu tetraboritanu sodného v poměru 3:1.Plošná hmotnost nanovláknité vrstvy je optimalizována na tlakovou ztrátu 100 Pa a pohybuje se kolem 1 g/m2. Podkladovou textilií je bikomponentní polypropylenový spunbond s plošnou hmotností 55 g/m2, krycí vrstva je tvořena polypropylenovým meltblownem. Tato materiálová skladba umožňuje propojení jednotlivých vrstev pomocí embosování na ultrazvukovém embosovacím zařízení. Pevnost podkladního materiálu, hladký povrch a zamezení posunu jednotlivých vrstev prostřednictvím embosování přispívají k dobré skládatelnosti plošného filtračního materiálu na rychloběžných skládacích zařízeních. Morfologie nanovláknité vrstvy a celková skladba plošného vícevrstvého materiálu propůjčují filtračnímu materiálu vysokou filtrační účinnost a nízkou tlakovou ztrátu.

Název v anglickém jazyce

Planar nanostructured filter material with optimized filtration properties and antibacterial treatment for pleated filters

Popis výsledku anglicky

The functional sample represents a multilayered planar filter material containing a nanofibrous layer prepared by electrospinning technology. The nanofibrous structure is prepared by sequential deposition of alternating layers of nanofibres based on polyurethane (PU) and polyethersulfone (PESU). The polyurethane nanofibrous layers provide the final material with flexibility and good adhesion to the substrate, while the PESU-based nanofibrous layers impart antibacterial activity to the filter material. The antibacterial activity is associated with the use of an additive that simultaneously increases the electrical conductivity of the polymer solution used to prepare the nanofibers. This additive is a mixture of citric acid and sodium tetraborate decahydrate in a ratio 3:1.The basis weight of the nanofibrous layer is optimised for a pressure drop of 100 Pa and is around 1 g/m2. The support textile is a bicomponent polypropylene spunbond with a basis weight of 55 g/m2, the cover layer consists of polypropylene meltblown. This material composition allows the individual layers to be interconnected by embossing on an ultrasonic embossing equipment. The strength of the substrate material, the smooth surface and the elimination of the shifting of the layers by embossing contribute to the good pleating of the filter material on high-speed pleating equipment. The morphology of the nanofibrous layer and the overall composition of the planar multilayer material provide the filter material with high filtration efficiency and low pressure drop.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

10404 - Polymer science

Projekt

<a href="/cs/project/FW06010527" target="_blank" >FW06010527: Nová generace nanostrukturovaných skládaných filtrů pro kolektivní a osobní ochranu obyvatelstva</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

10/2024

Číselná identifikace

10/2024

Technické parametry

Plošný filtrační materiál vhodný pro výrobu skládaných filtrů pro filtraci vzduchu. Podle normy ČSN EN 1822-1:2021 lze tento materiál klasifikovat jako HEPA filtr (filtrační třída H13) s účinností filtrace vyšší než 99,95 % pro MPPS (maximum penetrating particle size) při průtoku vzduchu nesoucího částice soli 30 l/min. Tlaková ztráta materiálu nepřesahuje 160 Pa. Pro částice s velikostí 400 nm, což je hodnota sledovaná výrobci filtrů pro osobní ochranu obyvatelstva, je hodnota filtrační účinnosti vyšší než 99,9975 % při průtoku 30 l/min. Při lokálním hodnocení lze proto filtrační materiál klasifikovat jako ULPA (U15). Přidanou hodnotou materiálu je jeho antibakteriální aktivita. Při testování antibakteriální aktivity podle modifikované normy ČSN ISO 22196:2011 byla stanovena silná antibakteriální aktivita vůči grampozitivní bakterii Staphylococcus aureus (antibakteriální účinnost vyšší než 5 logaritmických řádů) a vůči gramnegativní bakterii Klebsiella pneumoniae významná antibakteriální aktivita (antibakteriální účinnost 2,5–3 logaritmické řády).

Ekonomické parametry

V případě realizace výsledku lze předpokládat zvýšení zisku komerčních subjektů vyrábějících plošný filtrační materiál i konečné prostředky osobní či kolektivní ochrany obyvatelstva, v důsledku zlepšené funkčnosti vícevrstvého filtračního materiálu nejen z pohledu filtračních vlastností, ale i přidané antibakteriální aktivity.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

70883521

Název vlastníka

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—