包含无纺驻极体的过滤器介质制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于空气过滤的过滤器介质以及相关的组件和方法。介质以及相关的组件和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含无纺驻极体的过滤器介质
[0001]专利技术的

[0002]本专利技术涉及一种适用于空气过滤的过滤器介质、一种制造该过滤器的方法以及该过滤器用于空气过滤的应用。

技术介绍

[0003]过滤器介质用于通过使液体或气体流经过滤器介质来去除液体或气体中不期望的物质(即，颗粒)。
[0004]包括基于聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物的无纺材料的过滤器介质用于不同的空气过滤领域，例如作为用于内部空间、真空吸尘器袋或面罩的过滤器。在许多情况下，这些过滤器介质还带有静电荷，以获得具有驻极体特性的无纺材料来满足颗粒过滤的高要求。为了增加电荷，有时在生产过滤器介质的过程中会添加添加剂。这些添加剂也称为电荷助剂，其已知实例是受阻酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺。电晕充电、水力充电或极性液体(比如水)充电和摩擦充电或其组合是已知的充电方法。电晕充电是用于大规模生产驻极体(electret)过滤器介质的最常用方法。
[0005]US 2012/0108714 A1公开了一种通过挤出聚丙烯和β成核剂的混合物来生产聚丙烯无纺材料或纱线的工艺。
[0006]在US 2017/0145198 A1中，公开了一种由基于烯烃的聚合物(优选为基于丙烯的聚合物)形成的纺粘无纺织物及其生产方法。在该文中，提到了包括晶体成核剂在内的各种添加剂的使用。
[0007]US 2004/0054040 A1公开了包括聚烯烃和非官能化增塑剂的增塑聚烯烃(比如丙烯聚合物)。公开了聚烯烃组合物可以包含各种添加剂。
[0008]US 2008/0311815 A1公开了包括磺基聚酯的水分散性纤维和纤维制品，该水分散性纤维和纤维制品可以包括添加剂(比如成核剂)。
[0009]AU 2009/202306 A1公开了增塑聚烯烃(比如丙烯聚合物和/或丁烯聚合物)，其中聚烯烃组合物可以包含各种添加剂(包括成核剂)。
[0010]WO 2006/118807 A1公开了一种制品制作方法，包括：将聚合物与聚合物浓缩物结合，其中该聚合物浓缩物可以包括一种或更多种添加剂(包括成核剂)。
[0011]EP 2 609 238 B1公开了一种包括由热塑性聚合物材料制成的纤维的无纺驻极体网，其中采用了受阻胺和衍生自与两种羧酸反应的有机二胺的有机双酰胺作为添加剂。此外，公开了一种制造无纺驻极体网的工艺，其中采用极性液体来处理纤维网和/或无纺材料网，以获得具有驻极体电荷的无纺材料。
[0012]EP 3 553 214 A1公开了一种驻极体纤维片材，该驻极体纤维片材是由热塑性树脂形成的长纤维形成的无纺织物，其中该长纤维包含晶体成核剂。
[0013]然而，对于空气过滤领域的几种应用(例如面罩中的空气过滤)来说，需要既表现出优异的过滤性能也同时分别表现出高空气透过率和低压降的过滤器介质。通常，为了实现足够的空气透过率，需要具有开孔结构(open structure)的过滤器介质。然而，开孔结构
会导致过滤效率不足的不利影响。

技术实现思路

[0014]因此，本专利技术的目的是提供一种过滤器介质，该过滤器介质具有优异的过滤效率，同时具有高空气透过率和低压降。
[0015]该目的是通过根据本专利技术的过滤器介质来实现的，该过滤器介质包括至少一个无纺驻极体，其中该无纺驻极体包括由聚合物材料制成的纤维，其中该聚合物材料包括：(a)至少一种热塑性树脂；(b)至少一种电荷助剂；以及(c)至少一种成核剂。无纺驻极体的孔隙率优选为≥90％且≤98％。该过滤器介质可以用于许多空气过滤应用，比如机舱空气过滤器、室内空气净化器、真空吸尘器袋、HVAC(采暖、通风和空调)和面罩。优选地，根据本专利技术的过滤器介质可以用于室内空气净化器、机舱空气过滤器、HVAC过滤器和面罩。
[0016]本专利技术的过滤器介质可以用于空气过滤，尤其是用于空气过滤器介质、HVAC过滤器、机舱空气过滤器和面罩中的空气过滤。
[0017]定义
[0018]在本文中，术语“过滤器元件”指的是可以用于过滤过程(即，用于借助于插入的过滤器介质而将一种物质从另一种物质(比如固体、液体和气体)中分离出来的机械或物理过程)的任何装置。
[0019]在本文中，术语“过滤器介质”指的是在过滤器元件或面罩中用来将颗粒从空气或液体中的悬浮物分离出来的材料。
[0020]在本文中，术语“驻极体”指的是包含准永久电荷或分子偶极子的一类介电材料，该介电材料可以产生内部和外部电场。因此，“无纺驻极体”是如下定义的呈现出驻极体特性的无纺材料。
[0021]在本文中，术语“干法成网无纺材料”指的是可以采用技术人员已知的用于制造过滤器介质的干法成网工艺(即，用于通过干纤维制造无纺纤材料网的工艺)生产的所有无纺材料。其实例是纺粘和熔喷无纺材料以及梳理纤维网(carded web)。
[0022]在本文中，术语“湿法成网无纺材料”指的是可以采用技术人员已知的用于制造过滤器介质的湿法成网工艺(即，通过纤维的分散体(比如水分散体)形成网的工艺)生产的所有无纺材料。
[0023]在本文中，术语“熔喷无纺材料”指的是可以采用技术人员已知的用于制造过滤器介质的熔喷工艺(即，将熔融聚合物挤出到高速热气流中而使熔融聚合物转化成纤维的工艺)生产的所有无纺材料。
[0024]在本文中，术语“纺粘无纺材料”和“纺丝成网无纺材料”可互换使用，指的是可以采用技术人员已知的用于制造过滤器介质的纺丝成网工艺(即，通过喷丝头挤出聚合物熔体或溶液来形成铺设在移动筛网上的长丝的成网工艺)生产的所有无纺材料。
[0025]在本文中，术语“梳理纤维网”指的是可以采用技术人员已知的用于制造过滤器介质的梳理工艺(即，用于制作纤维网的工艺，其中纤维在机器生产纤维网的方向(机器方向)上基本上彼此平行排列)生产的所有无纺材料。
[0026]在本文中，术语“电晕充电”指的是通过将由非导电聚合物材料制成的纤维暴露于AC和/或DC电晕充电装置而使电荷置于纤维上来产生无纺驻极体的工艺。
[0027]在本文中，术语“水充电”(也称为“水力充电”)指的是通过将纤维暴露于水雾而使电荷置于纤维上来产生无纺驻极体的工艺。该处理可以在纤维形成之后直接进行，或者在由纤维形成无纺材料网之后进行。
[0028]在本文中，术语“电荷助剂”指的是在带电无纺材料的生产过程中添加以增加纤维上产生的电荷的制剂。
[0029]在本文中，术语“受阻胺”指的是包括作为官能团的胺的化合物，其中靠近胺基的大基团会减缓或抑制该基团的化学反应。
[0030]在本文中，术语“成核剂”指的是添加到聚合物熔体中的促进半结晶聚合物由熔体结晶的制剂。
[0031]在本文中，术语“澄清剂(clarifier)”指的是成核剂，其可以部分溶于聚合物熔体中，并提高由该熔体制备的聚合物的透明度。
[0032]在本文中，术语“粗预滤器”指的是用于粗颗粒的预滤器，其收集较大的颗粒(通常是平均纤维直径大于15μm的过滤器)。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种过滤器介质，其包括至少一个无纺驻极体，其中所述无纺驻极体包括由聚合物材料制成的纤维，其中所述聚合物材料包括：(a)至少一种热塑性树脂，(b)至少一种电荷助剂，以及(c)至少一种成核剂。2.根据权利要求1所述的过滤器介质，其中所述无纺驻极体的孔隙率≥90％且≤98％。3.根据权利要求1至2中任一项所述的过滤器介质，其中所述热塑性树脂是聚烯烃树脂或聚酯树脂。4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器介质，其中所述至少一种电荷助剂是受阻胺。5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器介质，其中所述至少一种成核剂是澄清剂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的过滤器介质，其中所述至少一种成核剂选自苯甲酸盐、山梨醇乙酸酯、基于松香的成核剂、羧酸酰胺、有机亚磷酸的盐及其混合物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤器介质，其中所述聚合物材料包括至少两种不同的成核剂。8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤器介质，其中所述聚合物材料包括0.05
‑
10重量％的所述至少一种电荷助剂和0.005
‑
10重量％的所述至少一种成核剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：尼纳佳斯纳有限公司，
类型：发明
国别省市：