纺粘法聚碳酸酯树脂过滤介质制造技术

本发明专利技术涉及包括多个双组分纤丝的纺粘法非织造织物，双组分纤丝具有包括聚碳酸酯组分和聚丙烯组分的扇形嵌段横截面构型，其中聚丙烯组分与聚碳酸酯组分的比率是大约5:95和大约95:5之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及纺粘法聚碳酸酯树脂过滤介质和其制造。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)在用于宽范围的应用的物品和部件——从汽车零件至电子设备——的制造中是有用的。然而，由于PC的流动性质不适合生产在过滤器的生产中优选的细纤维，纺粘法和熔喷法过滤介质中的PC用途受到限制。因此，本领域中仍对避免现有技术状态的限制的聚碳酸酯基过滤构造存在需要。
技术实现思路
本领域的上述和其它缺陷由包括多个双组分纤丝的纺粘法非织造织物弥补，双组分纤丝具有包括聚碳酸酯组分和聚丙烯组分的扇形嵌段横截面构型，其中聚丙烯组分与聚碳酸酯组分的比率是大约5:95和大约95:5之间。另一个实施方式涉及包括本文描述的纺粘法非织造织物的过滤介质。在又另一个实施方式中，使用如下方法制成纺粘型非织造织物，其包括：(i)单独地熔化聚碳酸酯组分和聚丙烯组分；(ii)引导聚碳酸酯组分和聚丙烯组分通过配置来形成多个双组分纤丝的喷丝孔；和(iii)使至少一部分的双组分纤丝分散并且相互缠结。通过下列附图、具体实施方式、实施例和权利要求示例说明上述和其它特征。附图说明下列是附图描述，其中相同的要素被相同地编号并且其是本文描述的多种实施方式的示例。图1显示了使用MR2001聚丙烯(PP)以增加的PP:PC比率制成的双组分纤维的横截面的SEM图像。两种聚合物是清晰地显而易见的。PC表现得比PP更淡。图2显示了非织造织物在水力缠结之前(顶部)和之后(中部和底部)的SEM图像。纤维内的PP:PC比率从左至右增加：(a)30:70和(b)50:50。图3显示了非织造织物在水力缠结之后(中部和底部)的SEM图像。纤维内的PP:PC比率从左至右增加：(a)30:70、(b)50:50和(c)70:30。图4显示了纵向测量的双组分非织造织物(样品211)在水力缠结之前和之后的力-应变分析。图5显示了非织造织物在水力缠结之后(中部和底部)的SEM图像。纤维内的PP:PC比率从左至右增加：(a)50:50和(b)70:30。图6显示了用于进行对照树脂和经受水力缠结的树脂制剂的静电充电(staticcharging)分析的静电衰减测定器(StaticHonestMeter)的图。图7显示了树脂样品的静电荷电势随着时间的示例性衰减曲线。图8显示了使用聚合物的多种组合制成的双组分纤维的横截面的SEM图像。具体实施方式使用纺粘和熔喷转化法二者以半结晶聚烯烃材料制造典型的过滤介质。由于其高纤维强度、高流速和低成本使用这些材料。我们发现由于其静电性质，聚碳酸酯(PC)可以用于促进标准的过滤介质的滞尘能力。当经受电场时，由介电材料比如PC制成的纤维可以产生准永久性的电荷。利用适当等级的PC可以帮助产生电荷。此电荷可以帮助捕捉灰尘和其它颗粒。技术中遇到的问题是PC材料不如聚烯烃一样流动并且因此产生比聚烯烃更大的直径的纤维。在标准的非织造织物加工中难以做到减小PC纤维的直径。采用传统的PC树脂和技术的空气过滤介质将需要以3层结构制成，所述三层结构具有夹在聚烯烃材料的两个纺粘层之间的具有较大直径的PC纤维的熔喷层。在这样的构造中，PP纺粘层提供机械完整性同时PC熔喷层提供驻极体效应。在一方面，聚丙烯可以是优选的聚烯烃。当前专利技术在纺粘法中使用PC树脂，其中PC树脂与聚烯烃材料共挤出。纤维构型可以是扇形嵌段几何结构，或一些其它类似的适当方法产生的与标准的加工相比显著更细的纤维。这些当前方法使高效率过滤介质成为可能，同时使用更少的材料和能量产生类似性能介质。此方法中的PC纤维将在几微米内，大约微米或亚微米范围，因此获得显著更高的表面积。在一些实施方式中，利用优化等级的LEXANTM聚碳酸酯树脂。这些树脂关于荷电保持能力(chargeretention)是高性能的。这些考量连同全部介质中减少的材料提供了对现有技术的引人注目的改进。本专利技术的过滤介质可以用于各种过滤器应用，包括用于集尘的脉冲清洁的和非脉冲清洁的过滤器。用途包括但不限于燃气或柴油发动机空气进气或吸气系统过滤器、轻型汽车发动机进气或吸气系统过滤器；Z过滤器；汽车驾驶室空气过滤器；越野汽车驾驶室空气过滤器、HVAC过滤器室内空气过滤器、和真空吸尘器过滤器。在一些实施方式中，过滤器作为驾驶室空气过滤器是特别有用的(例如，以过滤至机动车的驾驶室的空气进气流)。在美国专利号7,316,723中讨论了驾驶室空气过滤器，其通过引用以其全部并入本文。树脂当前公开内容的方法和物品利用树脂的组合。通常，聚碳酸酯(PC)与聚烯烃一起使用。两种树脂的任何比率在本专利技术内被考虑。在一些实施方式中，PC与聚烯烃的体积比是大约5:95至大约95:5。在其它实施方式中，PC与聚烯烃的比率是大约25:75至大约75:25或大约30:70至大约70:30。在一些优选的实施方式中，聚烯烃是聚丙烯(PP)。可以利用多种等级的树脂。在一些实施方式中，例如，利用LEXANTMPC均聚物或LEXANTMEXLPC-硅氧烷共聚物。在绝对的PC分子量规模上，LEXAN是可以在18,000至40,000克/摩尔(g/mol)的重均分子量的范围内的双酚A聚碳酸酯。LEXAN是SABICIPB.V.的热塑性聚碳酸酯的注册商标。在一些实施方式中，可以利用齐格勒-纳塔或茂金属催化的聚丙烯(PP)均聚物或共聚物等级。在一些实施方式中，利用MoplenHP561R(来自LyondellBasell的聚丙烯均聚物)、SABICPP510A(宽分子量分布均聚物)、SABICPP511A(具有窄分子量分布的控制流变均聚物)、和LumiceneTMMR2001(来自TotalPetrochemicals的茂金属聚丙烯均聚物)。可以被用作本公开内容的一部分的PC和PP的实例性质显示在表1-5中。表1：LumiceneTMMR2001的典型性质。表2：MoplenHP561R的典型性质。表3：SABICPP510A和511A的典型性质。表4:LEXANTMOQ1028的典型性质。表5：LEXANTMLUX2010T的典型性质。表6：LEXANTMEXL1112T的典型性质。表7：LEXANTMEXL1434T的典型性质。聚碳酸酯聚合物如本文使用的，术语“聚碳酸酯”包括共聚碳酸酯、均聚碳酸酯和(共)聚酯碳酸酯。术语聚碳酸酯可以进一步限定为具有式(1)的重复结构单元的组合物：其中R1基团的总数的至少百分之60是芳香族有机基，并且其余是脂肪族、脂环族或芳香族基。在进一步的方面，每个R1是芳香族有机基，并且更优选地，式(2)的基团：─A1─Y1─A2─(2)，其中A1和A2中的每个是单环二价芳基并且Y1是具有使A1与A2分离的一个或两个原子的桥联基。在多个方面，一个原子使A1与A2分离。例如，此类型的基团包括但不限于基团比如─O─、─S─、─S(O)─、─S(O2)─、─C(O)─、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-二亚环庚基、亚乙基、亚异丙基、亚新戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基和亚金刚烷基。桥联基Y1优选地是烃基或饱和烃基比如亚甲基、亚环己基或亚异丙基。聚碳酸酯材料包括在美国专利号7,786,246中公开和描述的材料，其出于公开多种聚碳酸酯组合物和其制造方法的具体目的由此通过引用以其全部并入。聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
纺粘法非织造织物，其包括多个双组分纤丝，所述双组分纤丝具有包括第一介电组分和第二介电组分的扇形嵌段横截面构型，其中所述第一介电组分和所述第二介电组分是不可混合的，并且其中所述第二介电组分与所述第一介电组分的比率是大约5:95和大约95:5之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.30 US 62/030,8491.纺粘法非织造织物，其包括多个双组分纤丝，所述双组分纤丝具有包括第一介电组分和第二介电组分的扇形嵌段横截面构型，其中所述第一介电组分和所述第二介电组分是不可混合的，并且其中所述第二介电组分与所述第一介电组分的比率是大约5:95和大约95:5之间。2.纺粘法非织造织物，其包括多个双组分纤丝，所述双组分纤丝具有包括聚碳酸酯组分和聚丙烯组分的扇形嵌段横截面构型，其中所述聚丙烯组分与所述聚碳酸酯组分的比率是大约5:95和大约95:5之间。3.权利要求2所述的纺粘法非织造织物，其中所述聚丙烯组分与所述聚碳酸酯组分的比率是大约30:70和大约70:30之间。4.权利要求1-3中任一项所述的纺粘法非织造织物，其中所述双组分纤丝具有中空的扇形嵌段横截面构型，并且其中所述双组分纤丝具有大约0.5μm至大约50μm的平均直径。5.权利要求1-4中任一项所述的纺粘法非织造织物，其中所述双组分纤丝不包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。6.权利要求2-5中任一项所述的纺粘法非织造织物，其中所述聚碳酸酯组分是均聚物或共聚物并且具有大约15,000至大约50,000克/摩尔的重均分子量，其使用BPA聚碳酸酯标准物通过凝胶渗透色谱测量。7.权利要求2-6中任一项所述的纺粘法非织造织物，其中所述聚丙烯是均聚物或共聚物。8.权利要求1-7中任一项所述的纺粘法非织造织物，其中所述纺粘法非织造织物展示出的荷电保持能力比由仅聚丙烯组分、仅聚对苯二甲酸乙二醇酯、或由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯组分形成的多个双组分纤丝构成的基本上类似的纺粘法非织造织物的荷电保持能力大。9.过滤介质，其包括包含权利要求1-8中任一项所述的纺粘法非织造织物的层。10.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·彼得斯，F·G·S·库特库塞，JM·莱瓦萨米，R·卢卡斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL