含有低含量可萃取烃的驻极体纤维和过滤器网制造技术

本发明专利技术涉及含有聚合物材料和含氟化合物添加剂的驻极体纤维。驻极体纤维含有低含量的可萃取烃。含有低含量可萃取烃的驻极体过滤器的过滤性能得到改善。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由纤维例如熔喷聚合物微纤维制成的驻极体纤维和驻极体过滤器介质，以及制造驻极体纤维和过滤器的方法。更确切地说，本专利技术涉及含有低含量可萃取烃的驻极体纤维。可萃取烃的含量是所选聚合物和所采用的制造纤维和过滤器的加工条件的函数。背景驻极体制品包含带有持久或准持久电荷的电介质材料。见Springer Verlag的《驻极体》，1987年出版于纽约，G.M.Sessler编辑。该制品通常以纤维过滤网的形式应用，而且制造驻极体无纺布纤维过滤器网的方法是非常熟知的。例如无纺布网能够采用如Van Wente于1956年发表在杂志Ind.Eng.Chem.第48卷、第1342-46页的文章“热塑性超细纤维”中所描述的熔喷聚合物技术制成，而且能够采用各种技术使网带上电荷。(见美国专利4215682、4588537、5411576、5472481、5645627、5496507和WO97/07272)。由于空气过滤和用作过滤器的驻极体过滤器网所需性能的重要性，已经投入了相当多的努力来改进纤维驻极体过滤器的性能。上述专利反映出一些已经报道的改进驻极体过滤器性能的工作，下面是这些工作的简要概述。Kubik和Davis在美国专利No.4215682中指出，当纤维自模具孔喷出时，通过用带电粒子轰击纤维，使熔喷纤维带电。Klaase等在美国专利No.4588537中采用电晕处理，使电荷喷入驻极体过滤器。Jones等在美国专利No.5411576和5472481中，揭示了通过挤出聚合物与可熔融加工的含氟化合物的共混物形成微纤维网而制成驻极体过滤器。再将制得的驻极体过滤器微纤维网进行热处理和电晕放电处理。Lifshutz等在美国专利No.5645627(WO96/26783)中，通过挤出含有脂肪酸酰胺或含氟噁唑烷酮的聚合物共混物或它们的混合物、形成微纤维网、再将制得的网进行热处理和电晕处理制成驻极体过滤器。Angadjivand等在美国专利No.5496507中指出用水滴冲击无纺布微纤维网上面，使网带电。Rousseau等在WO97/07272中揭示了通过挤出聚合物与含氟化合物或有机三嗪化合物的共混物形成微纤维网、再用水滴冲击网上面而形成的驻极体过滤器。此专利指出当网受水滴冲击时，这些添加剂会导致电荷量增高。虽然上述文献揭示了许多改进驻极体过滤器性能的方法，但以前的工作仍然留下了许多有待进一步努力的空间，下面描述的专利技术是另一个旨在继续制造更好驻极体纤维和过滤器的专利技术。专利技术的概述本专利技术提供含有聚合物材料和含氟化合物添加剂的驻极体纤维和过滤器。纤维含有低于约3％(重量)的可萃取烃，以纤维重量计。可萃取烃的含量通过在室温下用CHCl3萃取纤维10分钟，并测量自纤维溶出的烃的量来测定。本专利技术的可萃取烃的含量低于3％(重量)的纤维可由这样的工艺制成混合聚合物与含氟化合物添加剂、在保持低于290℃的温度下挤出共混物形成挤出纤维、将挤出的纤维经热处理和带电处理。本专利技术人发现驻极体过滤器内可萃取烃的含量与过滤器载荷性能之间存在相关性。本专利技术人意外地发现网内的可萃取烃含量越低，网的载荷性能越好(载荷性能包括过滤器除去气流中含油烟雾的能力，在实施例部分有详细说明)。这样，驻极体过滤器网的性能能够通过测量可萃取烃的含量来预测。网内的可萃取烃含量是聚合物类型和用来制造网的工艺条件的函数。选择正确的聚合物类型对制得低含量可萃取烃的过滤器网纤维是重要的。应当避免苛刻的工艺条件例如使用过氧化物和高挤出温度，因为它们会增加可萃取烃的含量并引起载荷性能相应下降。因此，控制上述参数能够形成载荷性能得到改进的过滤器网。本专利技术的驻极体纤维和过滤器具有多方面的应用，包括、而不局限于呼吸罩例如面具、家用和工业用空调器、空气净化器、真空净化器、医用和其他空气管道过滤器、汽车内空调系统和电子设备例如计算机和磁盘驱动器。附图的简要说明附图说明图1显示了可萃取烃含量％(重量)不同的三个过滤器网样品由最小值测得的烟雾载荷性能图一即在进入至过滤器网上的二辛基酞酸酯(DOP)的渗入百分率达到最小值处的二辛基酞酸酯(DOP)的质量，下面称为“Min@Chl”。正如在实施例部分中详细说明的一样，通过将过滤器网暴露于DOP液态烟雾的仪器中而测得此数据。该仪器测量经过过滤器前后DOP液态烟雾的浓度。将通过的烟雾浓度除以通过前的烟雾浓度再乘100算得透过百分率。图2显示了可萃取烃含量％(重量)不同的17个样品由Min@Chl测量的烟雾载荷性能图。优选实施方式的详细说明用于本专利技术的聚合物材料这样选择，使在选择条件下挤出和转变成驻极体纤维之后，驻极体纤维含有低含量的可萃取烃。聚合物材料可以是不导电的热塑性树脂-即电阻率大于1014欧姆×厘米的树脂。优选的聚合物材料的电阻率大于1016欧姆×厘米。聚合物材料应当能保持持久的或长寿命的捕获的电荷。聚合物的选择是通过常规试验确定出那些具有低含量可萃取烃的聚合物。聚合物材料可以包括、但不局限于聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯和这些聚合物的组合物。聚丙烯由于其高电阻、形成熔喷纤维的能力、合乎要求的载荷稳定性、疏水性和耐湿性，而成为优选的聚合物。优选的聚丙烯的例子包括购自ExxonCorporation的Escorene PP-3505G(100％的全同立构聚丙烯，密度0.91克/厘米3，熔体指数400克/10分钟，熔点160℃)和购自Fina Oil and ChemicalCompany的Fina 3860(密度0.905克/厘米3，熔体指数100克/10分钟，熔点165℃)。用于本专利技术的含氟化合物添加剂能够提供纤维以斥水性。含氟化合物添加剂要能熔融加工，即它们在形成纤维的熔融加工条件下基本上不降解。含氟化合物添加剂在25℃时应为固体，优选的是熔点至少约为70℃，更优选的是至少约为100℃。含氟化合物添加剂优选的是在通常遇到的温度范围即约0-80℃内不发生相转变，因为这样的分子自由度的变化会不利地影响载荷稳定性。含氟化合物添加剂的优选分子量约为500-2500，更优选约800-1500。优选的氟化合物添加剂基本上不含有移动的极性类和/或离子类、污染物和杂质，因为它们会增强导电性或会干扰纤维接受和保持静电荷。优选的含氟化合物添加剂包括例如在授予Crater等人的美国专利No.5025052中所描述的含氟噁唑烷酮，在Katritzky、Alan R等人1988年发表于Langmuir第4卷、第732-735页的文章“用于亚相烃的新型氟化表面活性剂的设计和合成”中所描述的含氟哌嗪，和优选带有约10-50个碳原子、更优选约15-30个碳原子的全氟烷烃。含氟化合物添加剂的优选含量为10％(重量)以下，更优选约0.4-5％(重量)，最优选约0.5-2％(重量)。尤其优选的含氟化合物添加剂是在Jones等人的美国专利No.5411576中描述的那些添加剂。在一种制造本专利技术纤维的方法中，聚合物和含氟化合物添加剂在挤出前进行共混。向挤出机内加入固体之前，可通过共混这些固体来实施共混的步骤，但优选分别熔化，使它们以液体形式混合起来。更优选地，当采用聚丙烯制造纤维时，含氟化合物添加剂以约10-20％(重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
驻极体纤维，它含有聚合物材料和含氟化合物添加剂，其中驻极体纤维内可萃取烃的含量低于约３％（重量），以纤维重量计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD鲁索，JW米勒，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]