聚合物织物制造技术

本发明专利技术涉及一种聚合物织物，其包括由第一化合物制成的具有疏水和疏油特性的外功能层和由第二化合物制成的具有疏水特性的第二功能层，其中第一化合物和第二化合物彼此不同。此外，外功能层至少部分地涂覆第二层。另外，本发明专利技术涉及生产聚合物织物的方法和用于生产聚合物织物的设备。合物织物的设备。

【技术实现步骤摘要】
聚合物织物


[0001]本专利技术涉及具有疏水和疏油特性的聚合物织物以及生产具有疏水和疏油特性的聚合物织物的方法。此外，本专利技术涉及用于生产聚合物织物的设备。

技术介绍

[0002]在微滤应用中对通风场所、装置和配件的保护有着高的要求。这里的挑战之一在于防止有害液体、颗粒进入通风场所的内部。因此，液体排斥性涂料已因其能够排斥从高表面张力液体如水到低表面张力油的范围广泛的液体而在许多部门中频繁使用。
[0003]传统上，长分子链例如C8氟碳(FC)化合物被用于涂料，以保护人员不仅免受战剂的伤害，而且免受日常物质如水、油、燃料、润滑剂、清洁溶剂和其他污染物的伤害。然而，由于它们潜在的高毒性，立法已经落实到位来限制或禁止它们在世界范围内的使用。替代的涂料已被开发并投放市场。特别地，短链C6氟化学涂料在性能上已接近传统的C8基FC涂料，而没有高的环境风险。
[0004]C6基FC的使用仍然导致了全球环境污染，原因是它含有痕量的全氟辛酸(PFOA)及其盐类，并且由于这些物质的持续存在和潜在的生物累积性而已引起人们的关注。而且，自2020年12月3日起生效的新REACH法规(EU/784/2020)允许将PFOA阈值保持在25ppb (十亿分率)以下。因此，出于健康原因，总趋势是避免这些化学物质。而且，仍然需要对油脂具有高度排斥性的下一代超级疏水和疏油涂料。
[0005]六甲基二硅氧烷(HMDSO)是一种替代C6 FC的行业选择，因为它是无毒材料并且在加工过程中不会产生有害物质。由于其合适的蒸气压，它被广泛用作等离子体过程的前体单体。来自纯HMDSO的富碳、等离子体聚合的HMDSO (pp
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HMDSO)显示出有前景的机械性质如低的内应力、良好的粘附和优异的疏水屏障性能。尽管pp
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HMDSO涂料提供的耐水性是有前景的，但它不提供任何疏油性质。
[0006]随着薄膜技术中技术发展的进步，持续需要开发一种化学气相沉积方法，以使用超短链PFAS来制备具有永久性疏水和疏油官能团的薄膜，该薄膜对过滤应用表现出独特的功能性质。合适的挥发性前体的缺乏和涂料中组成控制的困难是阻碍实现这一目的的主要障碍。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的在于提供一种坚固且可靠的织物、制造所述织物的方法和用于生产所述聚合物织物的设备，所述织物具有疏水和疏油特性，用于卫生和过滤应用如水分离、声学、医学、健康护理、食品。
[0008]根据本专利技术，在一个方面，此目的通过具有权利要求1的特征的聚合物织物和通过具有权利要求9的特征的生产聚合物织物的方法以及具有权利要求14的特征的用于生产聚合物织物的设备来实现。
[0009]本专利技术的优选实施方案在相应的从属权利要求中陈述。
[0010]根据本专利技术的聚合物织物包括由第一化合物制成的具有疏水和疏油特性的外功能层和由第二化合物制成的具有疏水特性的第二功能层，其中第一化合物和第二化合物彼此不同。此外，外功能层至少部分地涂覆第二层。
[0011]此外，根据本专利技术的生产聚合物织物的方法的特征在于，借助于低压等离子体涂覆技术在聚合物织物上沉积提供疏水和疏油特性的外功能层，和借助于低压等离子体涂覆技术在聚合物织物上沉积提供疏水特性的第二功能层，其中所述外功能层和所述第二功能层彼此不同。另外，在聚合物织物上沉积外功能层之前在聚合物织物上沉积第二功能层，并且其中所述外功能层至少部分地涂覆所述第二层。
[0012]本专利技术的基本思想在于背离在织物上提供具有所有所需特性或性质的一层的现有技术体系的事实。基于本专利技术，提供相互交叠的两个层，其中这些层彼此不同。从而可以选择具有不同特性的不同层。因此，不再需要寻找和使用提供所有所需特性的材料，而是可以组合用于不同的层的不同材料，以便该组合提供所需的特性。
[0013]优选地，第二功能层不具有疏油特性。因此，它明显不同于提供疏水和疏油特性的外功能层。然而，由于这两个层彼此叠加的事实，例如外层的疏水特性不必处于非常高的水平，因为在下面提供的第二功能层也提供疏水特性。
[0014]在一个实施方案中，外功能层为等离子体纳米涂层，其基于仅包含一个、两个或三个C原子的全氟和多氟烷基物质(PFAS)和/或基于全氟聚醚化合物(PFPE)。此外，在另一个或组合实施方案中，第二功能层为等离子体纳米涂层，其基于六甲基二硅氧烷(HMDSO)或类金刚石碳(DLC)层。
[0015]如上所述，短分子链C6氟碳(FC)化合物的使用是成问题的，甚至在一些地区不再被允许。用超短链C3至C1氟碳(FC)化合物比如全氟和多氟烷基物质(PFAS)代替后者的直接步骤乍一看似乎是一个有前景的解决方案。然而，尽管这些化合物原则上提供疏水和疏油特性，但人们认识到在使用等离子体纳米涂覆将它们沉积在织物上时会出现问题。在等离子体聚合物涂覆过程期间，PFAS基C3至C1氟碳化合物(FC)层的厚度与先前的C6至C8基氟碳化合物(FC)层相比非常薄。因此，尤其是提供在织物、例如织造织物上的该层仅提供不足的层和因此可改善的疏水特性。令人惊奇的是，人们认识到即使是该较薄的层也提供良好的疏油特性。
[0016]在分析由基于全氟聚醚化合物(PFPE)的等离子体聚合物涂覆过程产生的层时，也得出了这一观察结果。然而，与基于仅包含一个、两个或三个C原子的全氟和多氟烷基物质(PFAS)的等离子体纳米涂层相比，全氟聚醚化合物的好处在于，全氟聚醚化合物(PFPE)更加环境友好。
[0017]基于本专利技术，外功能层为等离子体纳米涂层，其基于仅包含一个、两个或三个C原子的全氟和多氟烷基物质(PFAS)和/或基于全氟聚醚化合物(PFPE)，提供在具有疏水特性的第二功能层上。因此，外功能层的可改善的疏水特性可由本专利技术的第二功能层来改善。换言之，首先在织物上沉积具有良好疏水特性的层，并在第二个进一步的步骤中在已经被第二功能层所覆盖的织物上沉积具有疏水和疏油特性的外功能层。由于这种构造，该织物具有优异的疏水和疏油特性。
[0018]第二功能层可基于六甲基二硅氧烷(HMDSO)或类金刚石碳(DLC)层。使用等离子体聚合物涂覆，第二功能层由此可形成为pp
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HMDSO基础涂层，即类聚(二甲基硅氧烷)(类
PDMS)涂层、氟掺杂pp
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HMDSO涂层和/或氟掺杂DLC涂层。在通过等离子体聚合物技术沉积时，这些涂层具有足够好的沉积速率以产生比先前提到的外功能层厚的层。因此，由于这些两层技术的组合，可通过聚合物等离子体涂覆为聚合物织物提供优异的疏水和疏油特性。
[0019]优选地，外功能层和/或第二功能层借助于低压等离子体涂覆技术沉积。该技术也被称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法。它使用冷等离子体。因此，该技术适合于对温度敏感的聚合物材料如单丝网状物、复合膜。使用PECVD可沉积具有结合到网络中的官能团的高度交联的聚合物网络，从而可获得改性表面的高度长期稳定性。
[0020]通常，聚合物织物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚合物织物，包括：由第一化合物制成的具有疏水和疏油特性的外功能层，由第二化合物制成的具有疏水特性的第二功能层，其中所述第一化合物和所述第二化合物彼此不同，并且其中所述外功能层至少部分地涂覆所述第二层。2.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述第二功能层不具有疏油特性。3.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述外功能层为等离子体纳米涂层，其基于仅包含一个、两个或三个C原子的全氟和多氟烷基物质(PFAS)和/或基于全氟聚醚化合物(PFPE)。4.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述第二功能层为等离子体纳米涂层，其基于六甲基二硅氧烷(HMDSO)或类金刚石碳(DLC)层。5.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述外功能层和/或所述第二功能层借助于低压等离子体涂覆技术沉积。6.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述聚合物织物包括由第一和第二单丝纱线织造的织造载体层，其中所述第一和第二单丝纱线由相同或不同的聚合物材料产生。7.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述聚合物织物包括复合膜，所述复合膜至少包括织造载体层和电纺膜层。8.根据权利要求1所述的聚合物织物，其中所述第二功能层的厚度与所述外功能层的厚度之比为约2:1、3:1或更大。9.生产根据权利要求1所述的聚合物织物的方法，其中借助于低压等离子体涂覆技术在所述聚合物织物上沉积提供疏水和疏油特性的外功能层，其中借助于低压等离子体涂覆技术在所述聚合物织物上沉积提供疏水特性的第二功能层，其中所述外功能层和所述第二功能层彼此不同，其中在所述聚合物织物上沉积所述外功能层之前，在所述聚合物织物上沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：塞法尔股份公司，
类型：发明
国别省市：