高效率滤材制造技术

提供包含至少一个无纺网幅层的高效率滤材。该无纺网幅层包含多个第一纤维、多个第二纤维和粘合剂。该第一纤维包含水不分散性合成聚合物并具有小于25毫米的长度和小于5微米的最小横向尺寸。该无纺网幅层包含至少至少15重量%的第一纤维、至少10重量%的第二纤维和至少1重量%的粘合剂。该高效率滤材具有85%（DIN?EN1822）或更高的过滤效率。还公开了制造该第一纤维及其由此衍生的多组分纤维的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高效率滤材和用作高效率滤材的无纺纤维网幅(nonwoven fibrousweb)。相关领域描述设计高效率滤材(如HEPA滤材)以便从它们周围的环境中除去微观粒子和污染物。这些高效率滤材通常由随机排列在毡垫中的玻璃纤维组成。公知的是，衍生自玻璃纤维的这些高效率滤材表现出优异的孔隙率，并由此在过滤微观粒子和(取决于存在于滤材中的玻璃纤维的数量)纳米粒子方面异常出色。尽管衍生自玻璃纤维的高效率滤材表现出优异的孔隙率，由于极小的孔径，需要更多的能量以促进气体和/或液体移动穿过该滤材。此外，由于玻璃纤维的脆弱性，衍生自玻璃纤维的高效率滤材表现出在抗张强度、耐久性和挠性方面的不足。因此，需要能够在低能量水平下发挥作用并表现出合意的孔隙率、强度和耐久性的高效率滤材。专利技术概述在本专利技术的一种实施方案中，提供了包含至少一个无纺网幅层的高效率滤材。该无纺网幅层包含多个第一纤维、多个第二纤维和粘合剂。该第一纤维包含水不分散性合成聚合物。该第一纤维具有小于25毫米的长度和小于5微米的最小横向尺寸。该第一和第二纤维具有不同的构造和/或组成。该第一纤维构成该无纺网幅层的至少20重量％。同样地，该第二纤维构成该无纺网幅层的至少10重量％，该粘合剂构成所述无纺网幅层的至少I重量％和/或不超过40重量％。该无纺网幅具有规格等级HlO或更高的过滤效率(DINEN1822)、最大流率下小于2英寸水的压降(DIN EN1822)和至少I磅/平方英寸的Mullen爆破强度(TAPPI403)。附图概述在本文中参考下列附图描述本专利技术的实施方案，其中:图la、lb和Ic是三种不同构造的纤维的横截面图，特别描述了如何确定与该纤维的尺寸和形状有关的各种测量；图2是含有色带纤维的无纺网幅的横截面图，特别描述了其中所含的色带纤维的取向。专利技术详述本专利技术提供具有合意的孔隙率和耐久性并同时能够在较低的能量水平下发挥作用的闻效率滤材。本专利技术的闻效率滤材具有HlO或更闻的过滤效率规格等级、最大流率下小于2英寸水的压降和至少I磅/平方英寸的Mullen爆破强度。本专利技术的高效率滤材由水不分散性微纤维构成的至少一个无纺网幅层组成。在一种实施方案中，该无纺网幅层是本专利技术的高效率滤材的唯一滤材层。“无纺网幅”在本文中定义为未经机织或针织而直接由纤维制成的网幅。本文中所用的术语“微纤维”意在指最小横向尺寸小于5微米的纤维。本文中所用的“最小横向尺寸”是指通过外部卡钳法垂直于该纤维伸长轴测得的纤维的最小尺寸。本文中所用的“外部卡钳法”是指测量纤维外景的方法，其中测得的尺寸是分隔纤维位于其间且各平行线在纤维通常相对一侧上接触纤维外表面的两条共面平行线的距离。图la、lb和Ic描述了在各种纤维横截面中如何测量这些尺寸。在图la、lb和Ic中，“TDmin”是最小横向尺寸，“TDmax”是最大横向尺寸。形成所述高效率滤材的该无纺网幅表现出多种对滤材介质而言合意的性质。例如，该无纺网幅可以具有根据DIN EN1822测定的至少85%、至少95%、至少99.5%、至少99.95%、至少99.995%、至少99.9995%和至少99.99995%的过滤效率。在本专利技术的另一种实施方案中，该无纺网幅可以具有根据DIN EN1822测定的HlO或更高、Hll或更高、H12或更高、H13或更高、H14或更高、U15或更高、U16或更高或U17或更高的过滤效率规格等级。此外，该无纺网幅可以具有根据ASTM E1294-89测得的至少0.2,0.5、1、2或3微米和/或不超过10、5、4、3、2或I微米的平均流量孔径。本专利技术的高效率滤材可以用作空气过滤器、用于其它类型的气体的过滤器和/或液体过滤器。此外，本专利技术的无纺网幅可以表现出对用于高效率滤材合意的强度和耐久性性质。例如，该无纺网幅可以包含根据TAPPI410测得的至少10、30、50、70或90克/平方米和/或不超过200、150或100克/平方米的基重。此外，该无纺网幅可以具有根据TAPPI403测得的至少1、2、4、6、10、20、40或60psi的Mullen爆破强度。此外，该无纺网幅可以具有根据TAPPI T494测得的至少0.5、1、2、3、4或5千克/15毫米的抗张强度。本专利技术的高效率滤材还能够在比玻璃纤维制得的HEPA滤材更低的能量水平下发挥作用。这种较低的能量要求由运行时穿过该滤材的压降来显示。例如，该无纺网幅可以具有根据DIN EN1822测得的最大流率下小于2、1、0.75、0.5或0.25英寸水的压降。在本专利技术的一种实施方案中，提供一种制造适于用作高效率滤材的无纺网幅的方法。该方法可以包括下列步骤:(a)将至少一种水分散性磺基聚酯和一种或多种不与所述磺基聚酯混溶的水不分散性合成聚合物纺成多组分纤维，其中所述多组分纤维具有多个包含该水不分散性合成聚合物的区域(domain)，由此该区域基本上被插入到所述区域之间的磺基聚酯彼此隔离；其中该水分散性磺基聚酯表现出在240°C下在I弧度/秒的应变速率下测得的小于大约12，000泊的熔体粘度；并且其中该磺基聚酯包含二酸或二醇残基总摩尔数的小于大约25摩尔％的至少一种磺基单体的残基；(b)将步骤a)的多组分纤维切割至小于25、10或2毫米但大于0.1,0.25或0.5毫米的长度以制造多组分短纤维；(C)将所述多组分短纤维与水接触以除去所述磺基聚酯，由此形成包含所述水不分散性合成聚合物的水不分散性微纤维的湿衆板(wet lap)；(d)对水不分散性微纤维的湿浆板施以湿法成网以制造所述无纺网幅；和(e)任选地将粘合剂分散液施加到该无纺网幅上并干燥该无纺网幅和在其上的粘合剂分散液。在本专利技术的另一种实施方案中，在步骤b)中，将步骤a)的多组分纤维切割至小于10、5或2毫米但大于0.1,0.25或0.5毫米的长度。在一种实施方案中，该多组分纤维具有小于大约15旦尼尔/长丝、小于大约10旦尼尔/长丝和小于5旦尼尔/长丝的纺成旦数。在本专利技术的一种实施方案中，该无纺网幅的至少0.5、1、2、10、15、20、25、30、40或50重量％和/或不超过90、85或80重量％包含该水不分散性微纤维。该粘合 剂分散液可以通过本领域已知的任何方法施加到该无纺网幅上。在一种实施方案中，通过将该粘合剂分散液喷涂或滚压到该无纺网幅上，将该粘合剂分散液以水分散体形式施加到该无纺网幅。在另一种实施方案中，该粘合剂分散液可以在经湿法成网非织造法形成该无纺网幅前与该水不分散性微纤维混合。在施加该粘合剂分散液后，可以对该无纺网幅和该粘合剂分散液施以干燥步骤以便令该粘合剂定形。该粘合剂分散液可以包含合成树脂粘合剂和/或酚醛树脂粘合剂。该合成树脂粘合剂选自丙烯酸类共聚物、苯乙烯类共聚物、乙烯基共聚物、聚氨酯、磺基聚酯及其组合。在磺基聚酯粘合剂的情况下，进一步的实施方案可以包含具有不同的聚合物组成，特别是不同的磺基单体含量的不同磺基聚酯的共混物。例如，该磺基聚酯的至少一种包含至少15摩尔％的磺基单体和至少45摩尔％的CHDM和/或该磺基聚酯的至少一种包含小于10摩尔％的磺基单体和至少70摩尔％的CHDM。存在于磺基聚酯中的磺基单体的量极大地影响其渗水性和/或抗水性。在另一种实施方案中，该粘合剂可以由包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.21 US 61/405,300;2011.10.14 US 13/273,7371.包含至少一个无纺网幅层的高效率滤材，其中所述无纺网幅层包含多个第一纤维、多个第二纤维和粘合剂，其中所述第一纤维包含水不分散性聚合物，其中所述第一纤维具有小于25毫米的长度和小于5微米的最小横向尺寸，其中所述第一和第二纤维具有不同的构造和/或组成，其中所述第一纤维构成所述无纺网幅层的至少15重量％，其中所述第二纤维构成所述无纺网幅层的至少10重量％，其中所述粘合剂构成所述无纺网幅层的至少I重量％和/或所述无纺网幅层的不超过40重量％，其中所述无纺网幅具有至少85%的过滤效率(DIN EN1822)。2.权利要求1的高效率滤材，其中所述无纺网幅具有至少95%、至少99.5%、至少99.95%、至少 99.995%、至少 99.9995%、至少 99.99995% 或至少 99.999995% 的过滤效率(DINEN1822)。3.权利要求1的高效率滤材，其中所述无纺网幅具有在最大流率下小于2、1、0.75、0.5,0.25 英寸水的压降(DIN EN1822)。4.权利要求1的高效率滤材,其中所述无纺网幅具有至少1、2、4、6、10、20、40或60磅/平方英寸的Mullen爆破强度(TAPPI403)。5.权利要求1的高效率滤材，其中所述无纺网幅具有至少0.5、1、2、3、4或5千克/15毫米的抗张强度(TAPPI T494)。6.权利要求1的高效率滤材，其中所述无纺网幅具有至少0.2,0.5、1、2或3微米和/或不超过10、5、4、3、2或I微米的平均流量孔径(ASTM E1294-89)。7.权利要求1的高效率滤材，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉克什·库马尔·古普塔，梅尔文·格伦·米切尔，丹尼尔·威廉·克劳斯艾维茨，马克·德怀特·克拉克，克里斯·德尔伯特·安德森，马文·林恩·米切尔，保拉·海因斯·米切尔，安布尔·莱恩·乌尔夫，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：
国别省市：