CN1043870A - 聚烯烃过滤纤维束及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有改进的纤丝化性能的聚烯烃材料,由该纤丝化材料制得的香烟过滤嘴能达到较高的效率。该材料包含约70-99%的至少一种熔体指数约为1.2-3.0(按ISO标准1133在230℃、2.16Kgf下测定)、密度约为0.905g/cc的聚丙烯均聚物和约1-30%的至少一种熔体指数约为0.9-3.0(按ISO标准1133在190℃、2.16Kgf下测定)、密度约为0.921g/cc的低密度聚乙烯均聚物。
Description
本发明涉及用于香烟的过滤嘴的聚烯烃纤维束的制造方法,特别是涉及一种改进的聚烯烃过滤纤维束及其制造方法。
已知的制造聚烯烃过滤纤维束的方法是在将聚烯烃薄膜加热的同时进行拉伸,以使其分子结构在拉伸方向定向,并沿纵向将薄膜切开,然后使纤丝化的薄膜卷曲。纤丝化薄膜经卷曲后体积增大,变得更为“松散”,使其更象醋酸纤维素那样的常用的香烟过滤嘴材料。美国专利第3,880,173号就介绍了一种这样的聚烯烃过滤纤维束及其制造方法。
定向薄膜是沿定向的方向切开的,这是因为该薄膜趋向于在该方向“开裂”,因此易于切开,但在横向则较难切开。但在某些情况下,薄膜是那么易于沿定向方向切开,以致一旦切开后,薄膜会继续开裂得过头,甚至可能一直开裂到薄膜的末端。
纤丝化聚烯烃薄膜制成过滤纤维束并用该纤维束制成香烟的过滤嘴后,纤维束具有一定的“效率”(“yield”),效率的定义是由给定重量的过滤纤维束所得的压力降。效率可用每毫克纤维束所引起的压力降(水的毫米数)表示(mm WG/mg)。宜使给定重量的过滤纤维束产生最大的效率。
为了使纤丝化聚烯烃薄膜产生最大的纤维束效率,可以采用的一种方法是控制定向薄膜的开裂倾向。
最好能控制聚烯烃薄膜的性能,使其能按要求纤丝化,从而提高由其制得的过滤纤维束的效率。
本发明的一个目的就是要能控制聚烯烃薄膜的性能,使其能按要求纤丝化,从而提高由其制得的过滤纤维束的效率。
本发明提供这样一种聚烯烃过滤纤维束,该纤维束含有约70~99%的至少一种聚丙烯均聚物,其熔体指数约为1.2~3.0,密度约为0.905g/cc,还含有约1~30%的至少一种低密度聚乙烯均聚物,其熔体指数约为0.9~3.0,密度约为0.921g/cc。
本发明还提供一种制造聚烯烃过滤纤维束的方法,该方法包括以下步骤:
1.成型含有约70~99%的至少一种聚丙烯均聚物和约1~30%的至少一种低密度聚乙烯均聚物的具有分子结构的一种聚烯烃薄膜;
2.将所得的薄膜加热至略低于其熔点的温度,并进行拉伸,以使其分子结构定向;
3.使定向薄膜纤丝化,以形成互连的纤维网状物;
4.使该纤丝化网状物卷曲。
本发明的以上目的及其他目的和优点可通过结合附图(本发明的方法的工艺流程图),研究下面的详细描述而看得更为清楚。
本发明的聚烯烃过滤纤维束是用一种最佳聚烯烃共混物制成的。我们发现用含有约70~99%(最好约为90~99%)的至少一种熔体指数约为1.2~3.0、密度约为0.905g/cc的聚丙烯均聚物和约1~10%(最好约为1~30%)的至少一种熔体指数约为0.9~3.0、密度约为0.921g/cc的聚乙烯均聚物的聚烯烃共混物能制得效率得到提高的过滤纤维束。本发明的最佳组合物含有熔体指数约为1.8~2.5的聚丙烯均聚物和熔体指数约为1.0~2.0的聚乙烯均聚物。熔体指数是按照ISO(国际标准化组织)标准1133测定的,聚丙烯均聚物是在230℃和2.16公斤力的条件下测定,聚乙烯均聚物则是在190℃和2.16公斤力的条件下测定。虽然高密度或线型低密度聚乙烯也可用于本发明,但低密度聚乙烯尤为合适。也可用聚苯乙烯代替聚乙烯,但要注意它可能产生的毒物效应。
虽然对于香烟过滤嘴来说,最好单用聚丙烯,但发现单用聚丙烯时太容易开裂,以致在聚丙烯薄膜上切开的狭长切口会一直扩展到薄膜的末端。裂纹扩展所需的能量比裂纹起始所需的能量小得多。尽管如此,如果裂纹到达薄膜中的不规则区或位错区时还是会停止扩展的,例如到达无规立构聚丙烯区、非结晶材料区、无定形结构区或晶体结构没有定向或没有发生链定位的区域时就是这样。加入高密度或低密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯并使其量不超出上面提到的比例范围,能产生位错,从而减少切口的扩展,使纤维束的效率得到合乎需要的提高。此外,所述的熔体指数反映了能使薄膜的开裂倾向减少的流变性能和粘度。
我们发现,除基本的聚合物组合物外,在组合物中再加入晶状填料或其它填充剂能使由该组合物制得的过滤材料的效率提高。我们认为,加入晶状物质或其它填充剂能使薄膜的分子结构中的位错增多,使裂纹间的最小距离缩短,从而能生成更多、更细的纤维。特别是加入晶状物质或其他填充剂,能使纤维的自由端(即纤维只有一端与网状物相连)的数量增加,使由该材料制得的过滤材料的过滤特性改善。适用的填充剂包括二氧化钛、二氧化硅和碳酸钙之类的晶状物质,也包括炭黑和粘土。这些物质,特别是二氧化钛(白色)和炭黑(黑色),在所制造的过滤材料需要着色时也可用作着色剂。二氧化钛是特别适用的晶状添加剂,其加入量约为聚合物总质量的0.15~5%。二氧化钛之所以适宜,不仅是由于它能使制得的过滤材料与常用的醋酸纤维素一样呈明显的白色,而且也由于它能使过滤材料具有很好的纤丝化性能从而使效率提高。其它类似的化合物如金属氧化物及其络合物也能使用。
填充剂可用多种方法加入聚合物组合物中。第一种方法是使其与聚合物直接混合。第二种方法是将其加入“母料”(含一种原料聚合物和较高比例的填充剂的材料)中,该“母料”可再与其它组分共混,使总组合物中填充剂的含量达到要求。第三种方法是使其在液体载体中悬浮或溶解,然后在挤塑薄膜之前或在挤塑时将该液体载体加入聚合物中。最后一种情况是聚合物买来时就已含有填充剂(或是专为薄膜生产而制备的)。
填充剂宜做成微小的粒子,即其平均颗粒大小分布约在0.10~0.23微米的范围内,平均颗粒大小约为0.14~0.19微米。最好其纯度至少达98%,无毒,可用于食品,适合于挤塑成型。
本发明的过滤纤维束的制造方法用图解法表示在附图中。
在聚合物共混步骤10中,将上面所述的聚合物和其它组分进行共混。
聚烯烃薄膜是用吹塑法或挤塑法成型的,在吹塑薄膜的步骤11中,使用象Extrusion Systems Ltd.的Model 0100之类的常用薄膜吹塑机,吹塑成圆筒形聚烯烃薄膜“泡”,其厚度约为20~50微米,最好为35微米左右。使该薄膜“泡”塌陷成扁平的两层结构,然后宜在纵切和对齐的步骤12中将其纵切成三条两层带,将这些带对齐并叠在一起,从而获得一种六层带。该六层带本身又纵切成两个带,供同时加工,需要时可同时制造两种性能可能不同的纤维束。在下面的讨论中,仅讨论两条平行带之一的过程,另一条带的处理基本上相同。
然后使该六层带通过定向步骤13,在该步骤中宜将带加热到略低于其熔点的温度(约160℃),并在两组辊之间拉伸。进行压延的那组辊的转速为进料的那组辊的转速的5~13倍。这种“定向”过程使薄膜的分子结构排列整齐,使薄膜具有纤丝化所需的物理特性。同时,薄膜的厚度也减少到约8~17微米,最好为12.4微米左右。
然后在纤丝化步骤14中,使定向薄膜带通过一个或一个以上转动着的纤丝化辊,辊上装有较大量的细针,薄膜与针接触而变成纤维。薄膜与每一辊接触的弧度仅为20~45度左右,最好约37度,同时薄膜的速度约为纤丝化辊的表面速度的2倍。薄膜速度与纤丝化辊速度之比称为“纤丝化比”。纤丝化的结果使带在侧面扩展,可明显地看到互连的纤维网状物,并有一部分自由端。如上所述,这些自由端在该纤丝化薄膜制成的过滤材料的过滤作用中起着重要的作用,自由端所占的比例越大,过滤材料的性能越好。
纤丝化后,在卷曲步骤15中将已纤丝化的纤维束卷曲,卷曲宜在一填料箱式卷曲机中进行,系将纤丝化薄膜以高速送入一闭合箱,使其塌陷在已存在于箱中的纤维束上。至少用填料箱进行的卷曲操作会产生“初级”卷曲和“次级”卷曲。初级卷曲是在纤维本身产生的卷曲,卷曲的幅度约为300~600微米,每英寸约产生25~60卷曲,而次级卷曲则是使整个带象手风琴那样折成摺。初级卷曲是需要的,而次级卷曲则必须在用纤维束制成过滤材料之前除去。
纤维束一旦卷曲后,便可打包,以备后用,或直接制成过滤材料。
下面的实施例说明本发明的聚烯烃薄膜的优点:
实施例1
-
(先有技术)
用已知的吹塑薄膜工艺,将熔体指数为0.8的丙烯/乙烯共聚物(含20%共聚的乙烯)挤塑成厚度为37微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按7∶1的拉伸比拉伸使其沿纵向定向,得到厚度为14微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 203
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反;
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.3683毫米
薄膜与辊的接触弧度 45°
薄膜进料速度 63.6米/分
纤丝化辊的表面速度 159米/分
(纤丝化比2.5∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为40,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲频率为16卷曲/英寸(cpi)。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
过滤棒长度 15毫米
每根棒的纤丝化纤维束净重(毫克) 72
在1050毫升/分的流速下,过滤棒
两端的压力降(mm WG) 42
效率(%) 58
实施例2
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有92%聚丙烯均聚物(其按ISO标准1133在230℃和2.16公斤力的条件下测得的熔体指数为1.8)、7%低密度聚乙烯(其按ISO标准1133在190℃和2.16公斤力的条件下测得的熔体指数为1.0)和1%含有25%(重量)二氧化钛(金红石,细晶结构)的聚丙烯母料的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化棍的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 316米/分
(纤丝化比2.2∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为38,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为396微米,卷曲频率为41cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 287 326
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 186 247
效率(%) 65 76
实施例3
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有92.6%熔体指数为1.8(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、7%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯和0.4%在其中悬浮着0.25%二氧化钛(金红石)的液体载体着色剂的共聚物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 259米/分
(纤丝化比1.8∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为32,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为396微米,频率为45.2cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 263 289
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 161 198
效率(%) 61 69
实施例4
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有91%熔体指数为1.8(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、7%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯和2.0%在其中悬浮着1%炭黑的液体载体着色剂的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边;
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 259米/分
(纤丝化比1.8∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为32,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为308微米,频率为38.4cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 282 304
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 188 251
效率(%) 67 83
实施例5
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有92%熔体指数为2.3(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、7%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯和1%含25%(重量)二氧化钛(金红石,微晶结构)的低密度聚乙烯母料的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 288米/分
(纤丝化比2.0∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为40,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为452微米,频率为54.9cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 342 378
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 275 349
效率(%) 80 92
实施例6
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有90.75%熔体指数为1.8(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、7%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯、1%含25%(重量)二氧化钛的聚丙烯母料和1.25%含80.0%(重量)碳酸钙的聚丙烯母料的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 290米/分
(纤丝化比2.0∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为36,500旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为316微米,频率为41.0cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 304 355
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 199 292
效率(%) 65 82
实施例7
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有88%熔体指数为1.8(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、7%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯和5%在其中悬浮着60.0%碳酸钙和5.0%二氧化钛的液体载体的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 259米/分
(纤丝化比1.8∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为32,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为200微米,频率为66.6cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 277 288
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 171 188
效率(%) 62 65
实施例8
-
用已知的吹塑薄膜工艺,将含有92%熔体指数为1.8(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、5.5%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯和2.5%在其中分散着40%炭黑的聚乙烯母料的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线所成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 259米/分
(纤丝化比1.8∶1)
如此制得的纤丝化薄膜的总线性密度为32,000旦,然后使其在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为209微米,频率为56.4cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 275 314
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 173 221
效率(%) 63 70
实施例9
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用已知的吹塑薄膜工艺,将含有91.75%熔体指数为1.8(按ISO标准1133在230℃和2.16kgf下测定)的聚丙烯均聚物、7%熔体指数为1.0(按ISO标准1133在190℃和2.16kgf下测定)的低密度聚乙烯和1.25%在其中分散着80%(重量)滑石(二氧化硅)的聚丙烯母料的共混物挤塑成厚度为35微米的薄膜。将该薄膜纵切成等宽的6份,层叠并按8∶1的拉伸比拉伸,使其沿纵向定向,得到厚度为12.4微米的薄膜。使该定向薄膜在下列条件下绕过带针的纤丝化辊的部分周边:
纤丝化辊直径(毫米) 190
针分布在横跨辊的两端的、与辊轴的平行线成倾斜角的一些直线上,针在成对的平行排中的空间位置是相互错开的,相邻的两对针排的倾斜方向相反:
针的排数 180
每排针密度 25针/英寸(ppi)
针的倾斜角(针与辊在转动的
反方向上的切线线成的角) 60°
针的突出高度 1毫米
针的直径 0.4953毫米
薄膜与辊的接触弧度 37°
薄膜进料速度 144米/分
纤丝化辊的表面速度 290米/分
(纤丝化比2.0∶1)
使如此制得的纤丝化薄膜在填料箱中进行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的变形纤维束退卷曲,得到张开的絮凝状物料,其卷曲特性是幅度为332微米,频率为28.0cpi。
利用通常制造过滤棒的设备将该物料制成过滤棒,其性能如下:
最小点 最大点
过滤棒长度 66毫米
过滤棒周长 24.55毫米
每根棒的纤丝化
纤维束净重(毫克) 288 340
在1050毫升/分
的流速下,过滤棒
两端的压力降(mmWG) 172 236
效率(%) 60 69
可见,本发明提供了具有所要求的纤丝化性能的聚烯烃薄膜,该薄膜可用于制造纤丝化过滤纤维束,用该纤维束可制成效率得到提高的过滤材料。本专业人员会理解,本发明除了上述实施方案外还可用其它的方案实施,以上的实施方案只是为了说明本发明,而不是对本发明的限制,本发明仅受下面的权利要求的限制。
Claims (20)
1、一种制造聚烯烃过滤纤维束的方法,该方法按所列顺序包括以下步骤:
成型制得具有分子结构的聚烯烃薄膜;
将该薄膜加热到略低于其熔点的温度,并将所述的热薄膜拉伸,使其分子结构定向;
将该定向薄膜纤丝化,以形成互连的网状物;
将该纤丝化网状物卷曲;
该方法的特征在于:所述的成型步骤包括成型制得含有约70~99%的至少一种聚丙烯均聚物和约1~30%的至少一种低密度聚乙烯均聚物的聚烯烃薄膜。
2、权利要求1的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成型制得含有约90~99%的上述至少一种聚丙烯均聚物和约1~10%的上述至少一种低密度聚乙烯均聚物的聚烯烃薄膜。
3、权利要求1的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成形制得含有至少一种熔体指数约为1.2~3.0(ISO1133,230℃,2.16Kgf)、密度约为0.905g/cc的聚丙烯均聚物和至少一种熔体指数约为0.9~3.0(ISO1133,190℃,2.16Kgf)、密度约为0.921g/cc的低密度聚乙烯均聚物的聚烯烃薄膜。
4、权利要求3的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成型制得含有至少一种熔体指数约为1.8~2.5的聚丙烯均聚物的聚烯烃薄膜。
5、权利要求3的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成型制得含有至少一种熔体指数约为1.0~2.0的低密度聚乙烯均聚物的聚烯烃薄膜。
6、权利要求1的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成型制得含有约0.15~5.0%填充剂的聚烯烃薄膜。
7、权利要求1的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成型制得含有约0.15~5.0%的一种着色剂作为填充剂的聚烯烃薄膜。
8、权利要求7的方法,其特征在于所述的成型步骤包括成型制得含有约0.15~5.0%的一种选自二氧化钛、炭黑、粘土、碳酸钙、二氧化硅及其混合物的材料的聚烯烃薄膜。
9、权利要求8的方法,其特征在于将所述的材料在薄膜成型前加入到至少一种所述的聚合物中。
10、权利要求8的方法,其特征在于所述的材料是以母料的形式加入的。
11、权利要求8的方法,其特征在于所述的材料是作为液体载体体系的一部分加入的。
12、权利要求8的方法,其特征在于所述的材料是直接与所述的几种均聚物共混的。
13、一种聚烯烃过滤纤维束,其特征在于含有约70~99%的至少一种聚丙烯均聚物和约1~30%的至少一种低密度聚乙烯均聚物。
14、权利要求13的过滤纤维束,其特征在于含有约90~99%的所述至少一种聚丙烯均聚物和约1~10%的所述至少一种低密度聚乙烯均聚物。
15、权利要求13的聚烯烃过滤纤维束,其特征在于所述的至少一种聚丙烯均聚物的熔体指数约为1.2~3.0(ISO1133;230℃,2.16kgf),密度约为0.905g/cc,且所述的至少一种低密度聚乙烯均聚物的熔体指数约为0.9~3.0(ISO1133;190℃,2.16kgf),密度约为0.921g/cc。
16、权利要求15的聚烯烃过滤纤维束,其特征在于所述的至少一种聚丙烯均聚物的熔体指数约为1.8~2.5。
17、权利要求15的聚烯烃过滤纤维束,其特征在于所述的至少一种低密度聚乙烯均聚物的熔体指数约为1.0~2.0。
18、权利要求13的聚烯烃过滤纤维束,其特征还在于含有约0.15~5.0%填充剂。
19、权利要求18的聚烯烃过滤纤维束,其特征在于所述的填充剂是一种着色剂。
20、权利要求19的聚烯烃过滤纤维束,其特征在于所述的填充剂系选自二氧化钛、炭黑、粘土、碳酸钙、二氧化硅及其混合物。
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