CN1187381A - 极化无纺布过滤材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种极化无纺布过滤材料及其制造方法,该极化无纺布过滤材料是将极化无纺布、合成纤维构成的网状物通过压花辊进行部分地加压热融合而制成的,压花部的单位面积为0.05—5平方毫米,且压花面积率为2—30%,另外还涉及由该极化无纺布过滤材料制成的极化过滤器。
Description
本发明涉及一种极化无纺布过滤材料及其制造方法，特别是适合于空气过滤器的极化无纺布过滤材料及其制造方法。
以往，对于空气调节器、空气清洁器、吸尘器、风扇加热器、OA机器、车辆驾驶室用空气清洁器等机器的空气过滤器，为了将环境空气中或者导入机器内部的进气排出机器外的排气中的粉尘、煤烟、臭气物质、花粉等进行捕集，使环境空气净化或者对机器的工作环境空气进行调整，采用了各种的过滤器。
对于这种过滤器，公知的是采用了极化高分子薄膜或者薄板的各种过滤器(特公昭59-25612号公报、特公昭59-25613号公报、特公昭59-25614号公报、特公昭59-51323号公报，特公昭60-17235号公报)。
另外，还公开了将极化树脂薄膜解纤形成无纺布形状，然后将其单独或者与其它部件复合，用做过滤器的技术(特开昭55-132615号公报、特开昭55-134621号公报、特开昭56-47299号公报)。
然而，作为由极化无纺布制成的过滤器的一般倾向是其初期捕集效率可以随着时间的延长而降低。更具体地说，若在极化无纺布制造之后就测定灰尘的捕集效率，会显示其效率非常高，而将其暂时放置一段时间之后，再次测定捕集效率的话，就常常会看到比刚制造之后捕集效率降低的现象。
另外，以往的极化无纺布在用做过滤器的情况下，为了求得低的压力损失，其厚度都非常薄，并且使用了低密度材料。这样，其机械强度便不足，会出现二次加工时破损、伸长等问题。另外，其形状保持性差，重叠起来成型加工时操纵性差。
另一方面，近年来空调机等机器要求节省能源及低噪音，因而，希望过滤器压力损失低，并且更为紧凑。
因此，本发明的第1目的是提供一种适于用作空气过滤材料的极化无纺布过滤材料，它显示出了高的捕集效率，并且捕集效率随时间的变化小，能够在很长一段时间内发挥出优异的捕集性能，而且机械强度好，操作容易，形状保持性良好。
另外，本发明的第2目的是提供一种二次加工成型性优良的极化无纺布过滤材料的制造方法。而本发明的第3目的是提供一种形状保持性高、压力损失低、过滤效率高且紧凑的极化过滤器。
为了实现上述第1目的，本发明提供了一种极化无纺布过滤材料，它是将由热可塑性树脂制成的极化薄膜通过解纤而得到的解纤维丝网制成的极化无纺布与由合成纤维制成的网状物通过压花，部分地进行加压热融合而形成的极化无纺布过滤材料。其压花部的单元面积为0.05至5平方毫米，并且压花面积率为2％-30％。
而为了实现上述第2目的，本发明提供了一种极化无纺布的过滤材料的制造方法，它将由热可塑性树脂制成的极化薄膜经解纤而得到的解纤维丝网所形成的极化无纺布以及由合成纤维制成的网状物用压花部单元面积为0.05-5平方毫米、且压花面积率为2-30％的压花滚，以低于热可塑性树脂的软化点的温度进行加热、挤压，使极化无纺布部分地热融合而形成一体化，同时，让该极化无纺布与网状物构成的合成纤维的接触部分全面地热融合，从而形成极化无纺布与网状物一体化的工艺。
另外，为了实现上述第3目的，本发明提供了一种将上述极化无纺布过滤材料向一个方向连续弯折成波纹状，并且将折曲部顶部之间互相连接，架设由热熔性树脂构成的线状保形材料而构成的极化过滤器。
图1是本发明的极化过滤器的实施状态示意图。
图2是实施例和比较例中测定捕集效率用的装置说明图。
下面对本发明的极化无纺布过滤材料(以下称为本发明的过滤材料)以及其制造方法进行详细说明。
本发明的过滤材料通过将极化无纺布与由合成纤维构成的网状物进行部分加压热融合而制成。
在本发明的过滤材料中，极化无纺布由热可塑性树脂制成的极化薄膜经解纤而制得，其平均纤维直径以及平均纤维宽度在80μm以下，最好是由10至70μm的解纤维丝网制成。本发明中，平均纤维直径以及平均纤维宽度是采用适当量例如100根以上的纤维，用30倍的显微镜照像，将照片中的纤维1根根地用尺来测定，用下式计算出来的。
di：纤维直径(宽度)、n：总纤维数
因此，这种极化无纺布，目付量为10-150克/平方米，最好是10到50克/平方米，这样对发挥出高的捕集效率很有效。
这种作为构成极化无纺布的解纤维原材料的热可塑性树脂具有热可塑性，并且形成薄膜，通过极化处理而被极化，形成可以被解纤维的材料，对其没有特别的限制，可以是一种单独的，也可以是两种以上的混合物。在本发明中，这种热可塑性树脂最好是由无极性聚合物作为主体，例如，可以是单独的无极性聚合物或者是由无极性聚合物与极性聚合物的混合物组合起来。极性聚合物可以是一部分或者全部改性了的无极性聚合物。最好是通过组合，使无极性聚合物、极性聚合物以及改性的无极性聚合物组合起来形成，这种由三种成份的组合，是在无极性聚合物与极性聚合物这两种成份中加入改性的无极性聚合物第3种成份，通过这样，使无极性聚合物的基体中分散的极性聚合物的区域粒径微小化，在通常的熔融搅拌法下可以形成1μm以下的区域粒径，进而将无极性聚合物与极性聚合物两种成份相比，捕集的电荷量便多，从而有效地获得表面电荷密度高的极性。
本发明中所采用的无极性聚合物通常是由没有极性的聚合物制成的，对其没有特别的限制，其大多数的介电损失(介电正切tanδ)在0.0005以下(ASTM D150、60Hz)，其体积固有阻抗(ASTM D257、23℃、相对湿度50％)在1016至1020Ωcm的范围内。作为这种无极性聚合物的具体例子，可以举出聚乙烯、聚丙烯、等的聚烯烃，聚苯乙烯，聚四氟乙烯，四氟乙烯-六氟丙烯的共聚物等。
极性聚合物，通常只要是带有极性的聚合物就可以，对此没有特殊的限制，其大多数是介电损失超过10-12～10-16对Ωcm的范围内。作为此要性聚合物的例子可以举出可熔融成形的、而且含有羧酸基、酯基、酰胺基、羟基、醚基、氰基、羰基或者卤原子等极性基至少1种的热可塑性树脂、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯、尼龙6、尼龙66、耐龙12等的聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等丙烯酸系树脂、丙烯酸-苯乙烯树脂(AS树脂)、丙烯酸-丁二烯-苯烯系树脂(ABS树脂)、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚氯三氟乙烯、聚缩醛、聚丙烯腈等，这些聚合物可以单独使用，或2种以上混合使用。
另外，上述改性的无极性聚合物是通过从(a)不饱和羧酸及其衍生物、(b)不饱和环氧单体、及(c)具有烯属不饱和键的硅烷单体中选出的至少1种改性剂而改性了的无极性聚合物，此外，在本发明中，所称的“改性”是指将改性剂引入到无极性聚合物分子内的主链中或侧链中，例如，对于构成无极性聚合物的单体是用上述改性剂作为无规共聚物或嵌段共聚物，或者，将改性剂接枝共聚在无极性共聚物上。
作为(a)不饱和羧酸或其衍生物可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、α-乙基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、甲基马来酸、四氢苯二酸、甲基四氢苯二酸、桥顺二环〔2、2、1〕庚-5-烯-2，3-二羧酸(纳西酸R)、甲基-桥顺二环〔2、2、1〕庚-5-烯-2，3-二羧酸(甲基纳西酸R)等不饱和二羧酸、该不饱和二羧酸的酰氯、酰胺、酰亚胺、酸酐、酯等的不饱和二羧酸衍生物等。不饱和二羧酸衍生物的具体例可以举出马来酰氯、马来酰亚胺、马来酸酐、甲基马来酸酐。马来酸单甲酯、马来酸二甲酯等。其中优选的是不饱和二羧酸或其酸酐，特别优选的是不饱和二羧酸或其酸酐，特别优选的是马来酸、纳西酸或这些的酸酐。
(b)中的不饱和环氧单体是指在1个分子中至少各有1个以上的能聚合的不饱合键及环氧基的单体，作为(b)中的不饱和环氧单体可以举出用下述通式(1)表示的不饱和的缩水甘油酯类，
(其中R是具有能聚合的烯属不饱和键和烃)以及用通式(2)表示的不饱和缩水甘油醚类，
(其中，R是与通式(1)相同的基，X表示-CH2-O-，或
的二价基)，
及用通式(3)表示的环氧链烯烃等，
(其中，R是与通式(1)相同的基，R1表示氢或甲基)
作为(b)不饱和环氧单体的具体例可以举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、
衣康酸的单及二缩水甘油酯、丁烯三羧酸的单、二及三缩水甘油酯、甲基马来酸的单及二缩水甘油酯、桥顺二环〔2，2，1〕庚-5-烯-2，3-二羧酸(纳西酸R)的单及二缩水甘油酯、桥顺二环〔2，2，1〕庚-5-烯-2-甲基-2，3-二羧酸(甲基纳西酸R)的单及二缩水甘油酯、烯丙基琥珀酸的单及二缩水甘油酯，对苯乙烯羧酸的缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚、2-甲基烯丙基缩水甘油基醚、苯乙烯-对-缩水甘油基醚、3，4-环氧基-1-丁烯、3，4-环氧-3-甲基-1-丁烯、3，4-环氧-1-戊烯、3，4-环氧-3-甲基-1-戊烯、5，6-环氧-1-己烯、乙烯基环己烯单氧化物等。其中优选的是丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
作为(c)中具有烯属不饱和键的硅烷单体，优点是具有烯属不饱和键的同时还有可加水分解的有机基的硅烷单体如下列通式(4)～(6)所示，
R1R2SiY1Y2 (4)
R1XSiY1Y2 (5)
R1SiY1Y2Y3 (6)
上述式(4)～(6)中R1及R2相同或不同，是具有烯属不饱和键，由碳、氢及任意的氧构成的1价基，X是不具有烯属不饱和键的有机基，例如1价烃基的甲基、乙基、丙基、十四烷基、十八烷基、苯基、苄基、甲苯基等的基，另外，这些基也可以是用卤素取代了的烃基。基Y1、Y2、Y3是分别可相同或不同的能加水分解的基，具体的例子可举出：甲氧基、乙氧基、丁氧基等的烷氧基；甲氧乙氧基的烷氧烷氧基；甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基等的烷酰氧基；肟基、例如用
-ON＝C(CH3)2
-ON＝CHCH2C2H5
及
-ON＝C(C6H5)2
表示的基或者取代氨基及芳基氨基，例如用
-NHCH3
-NHC2H5
及
-NH(C6H5)
表示的基，或者其它可任意加水分解的有机基，
上述(4)～(6)中，用R1、R2表示的基具体例可以举出乙烯基、烯丙基、丁烯基、环己烯基、环戊二烯基等，特别优选的是具有末端的烯属不饱和基。其他的优选例子可以举出在末端有不饱和酸的酯键等的基，如：
CH2＝C(CH2)COO(CH2)3-
CH2＝C(CH2)COO(CH2)2-O-(CH2)3-
CH2＝C(CH2)COOCH2CH(OH)CH2O(CH2)3-
这些基中最优选的是乙烯基。
这些(c)中具的烯属不饱和键的硅烷单体，优选的是用通式
R1SiY1Y2Y3
表示的化合物，特别优选的是Y1Y2Y3表示的同基的有机硅烷化合物，其中合适的是乙烯基三烷氧基硅烷，例如，乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(甲氧乙氧基)硅烷等。另外，也可以使用乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基苯基二甲氧基硅烷。
在本发明中，改性的无极性聚合物优选的是将改性剂接枝共聚在无极性聚合物上。将改性剂接枝共聚在无极性聚合物上制造接枝共聚物，即，改性的无极性聚合物时，可以采用公知的方法，这里没有特别的限制。例如，将无极性取合物熔融后，添加改性剂进行接枝共聚的方法，或者将元极性聚合物溶解在溶剂中后，添加改性剂进行接枝共聚的方法。在任何一种方法中，为了提高接枝共聚的效果，最好在自由基聚合引发剂的存在下实施反应。
对于自由基聚合引发剂，例如可以使用有机过氧化物、有机过氧酯、偶氮化合物等。另外，反应时，可以用电离性射线、紫外线等进行照射来产生自由基。
在改性的无极性聚合物中，来自改性剂的结构单元的含量为0.005-10重量百分比，最好在0.01-5重量百分比。
在本发明中，改性的无极性聚合物可以是从(a)上述不饱和羧酸以及其衍生物，(b)不饱和环氧单体，或者(c)结合有烯属不饱和键和硅烷单体的改性剂，通过其中任意一种进行改性而形成的无极性聚合物，其单独的一种或者两种以上的组合，而在一个分子内带有通过(a)、(b)或者(c)的两种以上进行改性的部位。
另外，在本发明中，构成极化无纺布的解纤维原材料的热可塑性树脂，其中无极性聚合物占60-99重量百分比、极性聚合物则占1-40重量百分比，通过用改性剂对该无极性聚合物进行改性而形成的无极性聚合物的混合物最容易得到电荷密度大的极化无纺布。
而在本发明所使用的热可塑性树脂中，除了上述无极性聚合物、极性聚合物以及改性的无极性聚合物之外，在必要的情况下还可以添加例如耐热稳定剂，耐候稳定剂、滑动剂、抗凝剂、润滑剂、无机或者有机充填剂、染料、颜料等。
另外，作为本发明的最佳形态，在将构成极化无纺布的解纤维作为第3种成分的情况下，无极性聚合物占60-99重量百分比，极性聚合物占1-40重量百分比，并且上述改性的无极性聚合物占0.5-20的重量百分比的比例。最好是，无极性聚合物占80-95重量百分比、极性聚合物占1-10重量百分比，而改性的无极性聚合物占4-10的重量百分比的比例。在无极性聚合物不满60％重量百分比的情况下，在基体中不能形成3种成分的复合系中的无极性聚合物，捕集的电荷便容易逃逸，从而产生电荷稳定性变差等问题。极性聚合物最好至少有1％的重量百分比，如果不满1％的重量百分比，捕集的电荷量便会增大，从而使电荷密度小的极化能力便劣，另外，上限到达40％重量比后，与超过其相配合的电荷密度则会大致不发生变化，而且无极性聚合物的基体中的区域分散将会变得困难。无极性聚合物为了将无极性聚合物在基体中让无极性聚合物的区域微小分散，最好其重量百分比在0.5％以上，以超过20重量百分比相配合的话就不会产生所希望的显著效果。另外，可以采用以用于极化的无极性聚合物为主的改性物。
在本发明中，极化无纺布的制造方法是通过将上述热可塑性树脂形成薄膜状，进行拉伸，或者不进行拉伸，加热并且进行电荷处理而制造出极化薄膜，接者将极化薄膜解纤而得到解纤维，将该解纤维形成无纺布状从而形成的。将热可塑性树脂形成薄膜状的方法没有特别的限制，通常，将这种树脂形成薄膜所采用的成型方法的任何一种都可适用，例如吹塑成型法、T模挤压成型法、滚子滚压等方法。另外，在进行拉伸的情况下，拉伸处理通常是在由薄膜构成的高分子化合物的软化点以上，熔点以下，例如采用加热到110-150℃的滚子、热板、烘箱等，沿着薄膜的纵向进行，这时，拉伸的倍率通常在5到10倍的程度，成型的稳定性良好，为了之后的解纤容易进行最好在6至8倍。
极化处理可以在薄膜成型时进行，也可以在无纺布成型后对该无纺布进行极化处理。这里，在薄膜成型时进行极化处理的情况下，由于极化效率优良，因而，其捕集性能与把成型后的无纺布进行极化的场合相比要更好。
极化可以在对无纺布或者薄膜施加直流电压的情况下进行，施加的直流电压值根据所使用的电极形状、电极之间的距离等，以及极化无纺布所要求的带电电荷量、处理速度等进行适宜的选择。例如，在电极间距离为8毫米的情况下，至少要-5000伏的电压、最好是能够在无纺布上施加-6至-20千伏的直流电压，直流电压的施加可以用任何的方法，这里没有特别的限制。例如，无纺布或者薄膜通过施加直流电压的一对电极之间的方法，对无纺布的表面进行尖端放电或者施加脉冲状高压电的方法；无纺布表、里两面用别的介电体保持，在两边施加直流高压电等各种各样的方法都可以。
本发明的过滤材料由上述极化无纺布以及与极化无纺布相叠层的网状物制成，该网状物由合成纤维构成，可与该极化无纺布通过加压热融合，在此没有特别的限制。该网状物构成的合成纤维例如，是由聚丙烯系纤维、聚乙烯系纤维等聚烯烃系纤维制成，可以将其一种或者两种以上进行组合。其中，特别是聚丙烯系纤维，对于聚丙烯系纤维为主材料构成的极化无纺布，由于其融合容易，因而非常好用。另外，其合成纤维也可以制成苡鞘形、叠层形、并列形、桔子形、海岛形等复合结构。
另外，该网状物的目付量为30-100克/平方米，最好在50-80克/平方米，网目的形状为、开孔面积等，没有特别的限制，二次加工性对应于所要求的过滤器的性能进行适宜的选择。通常网目的大小为沿其对角线3-19毫米，纤维的粗细在10-1000旦的程度。另外，构成网状物的合成纤维的交叉点最好进行热融合。
本发明的过滤材料的制造方法是将上述极化无纺布及网状物供入到一对压花滚之间，加热并挤压，将极化无纺布的表面部分地热融合形成一体化，同时，将该极化无纺布与由网状物构成的合成纤维的接触部进行全面的热融合，而使极化无纺布与网状物形成一体化。
对压花滚进行加热、挤压处理的温度是低于热可塑性树脂软化点的温度，最好比软化点低5-50℃，更好的是比软化点低20-30℃的温度，如果在超过热可塑性树脂软化点的温度下由压花滚进行处理，极化无纺布与网状物的一体化很有效，但是极化无纺布中所保持的电荷会损失。另外，在比软化点要高50℃以上的温度下由压花滚进行处理时，极化无纺布与网状物的一体化便不能可靠地进行。例如，采用作为热可塑性树脂的聚丙烯的极化无纺布，其软化点大约是155℃，由压花滚进行加热、挤压处理应在100-150℃的温度下进行，最好在115-135℃的温度下进行。通过该压花滚的加热及挤压处理，极化无纺布产生软化，使得极化无纺布与由网状物构成的合成纤维的接触部进行全面的熔合，形成一体化。这时，极化无纺布的与压花滚凸部相接触的(压花表面)被熔融，与凸部不相接触的表面(非压花部)以及内部维持着电荷的游离状态。从而能够形成具有优异的捕集性能的极化无纺布过滤材料。另外，由压花滚进行加热、挤压处理时，熔融的极化无纺布所构成的解纤维会进入非熔融部，使极化无纺布形成坚固的一体。从而有效地防止了自身产生粉尘。
在本发明中，加热、挤压用的压花滚，其压花部的单元面积在0.05至5平方毫米、最好在0.1至3平方毫米，且压花的面积率在2％-30％、最好在3％-10％。另外，单元面积中的压花数在0.1-1.5个/平方毫米、而压花部的形状是高度为0.1-1.0毫米的台形、距形等端面形状，且顶部为圆形、距形、正方形、棱形等形状的产品。采用这种压花滚极化无纺布的表面及网状物的表面所对应处形成有压花部。过滤器的压花率，即，整个过滤器表面相对应的压花部的比例为2％-30％，最好采用3％-10％的比例。过滤器的压花率如果超过30％，其压力损失就会增大，且过滤器的粉尘捕捉能力便会降低，这是不好的。另一方面，如果不满2％，丝网的一体化以及由该丝网制成的无纺布与合成纤维制成的网状物的一体化便会不充分，这也是不好的。
由压花滚加热、挤压处理，极化无纺布及网状材料形成一体化的层状而制造出来的本发明的过滤材料通常以1-20米/分钟的卷绕速度卷曲成筒状。
本发明的过滤材料除了其优异的性能之外，还适用于各种过滤材料，对于其实施状态，可以由图1所示的极化过滤器来表示。图1所示的极化过滤器1由上述层状的极化无纺布过滤材料2按一个方向连续弯折成波状、断面为W字的弯曲，且将其弯折部3的顶部41、42，43、44、…之间相连接，架设起热融合性树脂制成的线状保形材料51、52、……而形成。
在该极化过滤器中，弯折部可以在弯折的方向上(图中箭头A的方向)以具有顶部为2-10毫米的等间隔而形成，也可以形成具有不等间隔的顶部。
另外，线状保形材料与过滤器的面积相对应，在弯折方向垂直的方向(图中箭头A的方向)架设，通常以10-150毫米的间隔架设成连接弯折部的顶部的方式。
而线状保形材料的宽度在0.5-3毫米，其架设数目为两端两根。
对于构成线状保形材料的热熔性树脂，是通过加热熔融液化再冷却固化，可以使用合适的通称为热融合材料的树脂。例如，由乙烯与醋酸乙烯的共聚体系、聚烯烃系、橡胶系以及聚酰胺系的热熔性材料制成。
该极化过滤器的制造可以通过将本发明的极化无纺布过滤材料按一定的节距连续波纹状弯曲成断面为W字的形状，而与弯折的方向相平行，将弯折部的顶部相连接，而将熔融的热熔性树脂以线状喷出而架设起来，经过空气冷却凝固而形成线状保形材料而制成的。
本发明的过滤材料，具有高的捕集效率，其捕集效率随时间的稳定性优良，同时，极化无纺布与网状物接触部的整个面积上形成热融合的一体化结构，二次加工时不会发生破损和变形，从而使二次加工的操纵性优良。
另外，本发明的过滤材料由于其刚性优良，在弯折加工，例如压力加工等时容易进行，且容易形成各种形状。
本发明的过滤材料具有极化无纺布与网状物整体一体化成型的结构，在作为过滤材料使用时不会产生风吹的鸣音，因而非常适于用作过滤器的材料。
另外，本发明的极化无纺布过滤材料的制造方法不会损失极化无纺布中所具有的电荷，对于制造出上述结构的过滤材料非常有效。
本发明的极化过滤器由于压力损失低、过滤效率高，因此可以适于用作小型过滤器，同时，由于能够由线状保形材料保持其形状，在用于空调机的空气过滤器时，不需要特别的保持架等，用粘和剂来粘和，就能够直接使用，因而其实用价值更大。
另外，该极化过滤器可以采用任何形状成型，能够对应于空调机的空气过滤器所安置的位置采用任意的形状，因此是非常有利的。
实施例
下面，通过实施例以及比效例具体地说明本发明，但本发明并不受该实施例的限制。
实施例以及比较例中所进行的捕集效率、压力损失、形状保持性、二次加工性以及机械强度的测定和评价通过下述方法进行。
(a)捕集效率、保持率
使用图2所示的设定装置测定捕集效率。首先，从空气喷气发生机(日本科学工业会社制造)21供应氯化钠粒子(粒径为0.3μm)，同时，通过空气滤清器22将清洁空气供入腔23中。在腔23内的氯化钠粒子达到一定的浓度(2-6×106个)之后，启动鼓风机24，将腔23内的气体通过流通路径25由流量调节阀26调整流量鼓出。在由流速计27测定的通过风速到达一定的速度时(1.0米/秒)，将配置在流通路径25中的作为测定对象的极化无纺布过滤材料28上游一侧以及下游一侧的氯化钠粒子浓度Cin以及Cout用粒子计数器(Leon公司制造的KC-01B)29a以及29b分别进行测定。根据其测定结果用下式求得捕集效率。
捕集效率＝〔1-(Cout/Cin)〕×100(％)
另外，将这时的捕集效率定为初期值E1，将同样的极化无纺布过滤材料在60℃、相对湿度为80％下进行48小时的加速实验之后，再次测定其捕集效率E2，通过下式求得捕集效率的保持率
保持率＝(E2/E1)×100(％)
(b)压力损失
在图1所示的测定装置中，用压差计30在通过风速为1.0米/秒时测定极化无纺布压力28上游一侧以及下游一侧的压力损失。
(c)机械强度
将压花加工后的无纺布由卷绕滚筒进行圈绕，用拉伸力产生破损通过目视调查依以下的基准进行评价。
○不产生破损
×产生破损
(d)形状保持性
压力加工的尺寸有无随时间的变化通过目视以下面的基准进行评价。
○没有看到随时间的变化
×看到了随时间的变化
(e)二次加工性
用压力加工机械加工完成情况是否良好(有无剥落、破损等)通过目视以下述的基准进行评价。
○没有产生剥落、破损
×产生了剥落、破损
实施例1～2、比较例1-7
表1表示了将配合的原料树脂或者原料树脂混合物采用吹塑薄膜成型机(东芝机械株式会社制，直径为300毫米的挤压机，80毫米直径的模)，在形成的温度为240℃、压出机的螺杆旋转数为54rpm的成型条件下进行成型，将所得到的宽度为350毫米、厚度为30-40μm的筒状薄膜的两端进行连续地切断制造出宽度为300的两张薄膜。
将所得到的薄膜在温度110℃-120℃下沿纵向以大约6-8倍的拉伸倍率用滚子拉伸，形成厚度为110-20μm拉伸薄膜。
在该拉伸薄膜上，在下述条件下通过尖端放电进行极化处理，从而得到极化薄膜。
施加电压：12千伏(直流)
电极间隔：27毫米
温度：20℃
尖端发电极的停留时间：0.8秒
将该拉伸的极化薄膜用针齿状滚子以各种解纤比例解纤成为网状，卷绕在滚筒上。接着，将该解纤维以纤维长度90米切断，用开棉机开棉后，供给到成网机中，成型为极化丝网。
表1
| 纤维 | 原料树脂或者树脂组合物(含量比例) | 平均纤维直径(宽度) | 目付量 |
| (μm) | (g/m2) | ||
| 1 | 均聚丙烯 | 68 | 25 |
| 2 | 均PP/无水马来酸酐改性PP/聚碳酸酯(90/5/5) | 60 | 25 |
| 3 | 均PP/无水马来酸酐改性PP/聚碳酸酯(90/5/5) | 102 | 25 |
表1的树脂的说明
均聚丙烯：MFR：0.5g/分(ASTM D1238)
密度：0.91g/cm3
马来酸酐改性聚丙烯：上述均聚丙烯中接枝共聚马来酸酐进行改性的
(接枝率：3重量百分比)
聚碳酸酯：通用电气公司制造，拉Lexan101
树脂组合物的调制使用逆转混合机。
将该极化丝网与聚丙烯制成的网状物(三井石化公司制造的，登录商标为Netron，目付量为65克/平方米，网目大小为5毫米×4毫米)供入压花滚，在表2所示的条件下进行加热、挤压处理，使极化丝网与网状物的接触部分进行热融合，从而得到极化无纺布过滤材料。
对所得到的极化无纺布过滤材料，进行捕集效率、压力损失、保持率、机械强度、二次加工性以及形状保持性的测定评价。其结果如表2所示。
通过比较例的结果表明，压花部的单元面积即使在0.05-0.5平方毫米的范围内，在压花面积率大，即，超过30％的情况下，其捕集效率变差，压花面积率小，即，不到2％，机械强度就会变差。另一方面，即使压花面积率在2％-30％的范围内，若压花部的单元面积大，即，超过了5平方毫米，其机械强度、形状保持性就变差，只有压花部的单元面积在上述的范围内，才能得到优良的机械强度。
表2
| 纤维 | 极化材料 | 网状物 | 融合条件 | 捕集性能 | 机械强度 | 二次加工性 | 形状保持性 | |||||
| 熔融法 | 压花单位面积(mm2) | 压花率(％) | 捕集效率*(％) | 压力损失(mmAq) | 保持率(％) | |||||||
| 实施例1 | 2 | 有 | 有 | 压花 | 0.12 | 5.0 | 19 | 2.5 | 92 | ○ | ○ | ○ |
| 实施例2 | 2 | 有 | 有 | 压花 | 0.3 | 9.0 | 22 | 2.8 | 91 | ○ | ○ | ○ |
| 比较例1 | 1 | 有 | 有 | 压花 | 0.12 | 5.0 | 15 | 2.6 | 60 | ○ | ○ | ○ |
| 比较例2 | 2 | 有 | 无 | 压花 | 0.12 | 5.0 | 19 | 2.0 | 90 | × | × | × |
| 比较例3 | 3 | 有 | 有 | 压花 | 0.12 | 5.0 | 10 | 1.0 | 55 | ○ | ○ | ○ |
| 比较例4 | 2 | 有 | 有 | 压花 | 1.4 | 35 | 22 | 8.0 | 62 | ○ | ○ | ○ |
| 比较例5 | 2 | 有 | 有 | 压花 | 0.12 | 1.0 | 19 | 2.5 | 93 | × | ○ | × |
| 比较例6 | 2 | 无 | 有 | 压花 | 0.12 | 5.0 | 19 | 2.5 | 92 | ○ | ○ | × |
| 比较例7 | 2 | 有 | 有 | 压花 | 6 | 2 | 19 | 2.3 | 91 | × | ○ | × |
注*：在通过风速为100cm/秒的条件下的测定值
Claims (5)
1、一种极化无纺布过滤材料，其特征在于：它是将由热可塑性树脂制成的极化薄膜通过解纤而得到的解纤维丝网制成的极化无纺布与由合成纤维制成的网状物通过压花，部分地进行加压热融合而形成的极化无纺布过滤材料，其压花部的单位面积为0.05至5平方毫米，并且压花面积率为2％-30％。
2、如权利要求1所述的极化无纺布过滤材料，其特征在于：所述纤维其平均纤维直径或者平均纤维宽度在80μm以下。
3、如权利要求1所述的极化无纺布过滤材料，其特征在于：上述热可塑性树脂由60至99重量百分比的无极性聚合物和1至40重量百分比的极性聚合物构成，且无极无极性聚合物的一部分或者全部是从(a)不饱和羧酸及其衍生物，(b)不饱和环氧单量体，或者(c)结合有烯属不饱和键的硅烷单体组成的组中，所选出的任意一种变性剂进行变性而形成的，来自该变性剂的结构单元占有0.005-10重量百分比。
4、一种极化无纺布的过滤材料的制造方法，其特征是它包括：将由热可塑性树脂制成的极化薄膜经解纤而得到的解纤维丝网所形成的极化无纺布以及由合成纤维制成的网状物用压花部单位面积为0.05-5平方毫米、且压花面积率为2-30％的压花滚，以低于热可塑性树脂的软化点的温度进行加热、挤压，使极化无纺布部分地热融合而形成一体化，同时，让该极化无纺布与网状物构成的合成纤维的接触部分全面地热融合，从而形成极化无纺布与网状物一体化的工艺。
5、一种极化过滤器，其特征是：它通过将上述权利要求1的极化无纺布过滤材料向一个方向连续弯折成波纹状，并且将折曲部顶部之间互相连接，架设由热熔性树脂构成的线状保形材料而构成。
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|---|---|---|---|---|
| CN1320942C (zh) * | 2004-03-03 | 2007-06-13 | 上海恒泓家电配件有限公司 | 一种空气过滤材料及制备方法 |
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| CN109969623A (zh) * | 2014-06-12 | 2019-07-05 | K-Fee系统股份有限公司 | 包括压延纤维状材料的剂量容器 |
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- 1996-02-16 CN CN96105512A patent/CN1187381A/zh active Pending
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