RU2189850C1 - Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof - Google Patents

Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof

Info

Publication number
RU2189850C1
RU2189850C1 RU2001120906A RU2001120906A RU2189850C1 RU 2189850 C1 RU2189850 C1 RU 2189850C1 RU 2001120906 A RU2001120906 A RU 2001120906A RU 2001120906 A RU2001120906 A RU 2001120906A RU 2189850 C1 RU2189850 C1 RU 2189850C1
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
characterized
filter material
cm
copolymer
fibers
Prior art date
Application number
RU2001120906A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Н. Филатов
А.А. Кузнецов
А.И. Драчев
А.Б. Гильман
В.К. Потапов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я.Карпова"
Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С.Ениколопова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Abstract

FIELD: filter materials. SUBSTANCE: invention provides electret fibrous filter material constituted by polymer fibers preliminarily obtained from polymer melt or solution and further charged by stable charge at least 1.0 Coulomb/sq. cm in glow discharge at subatmospheric pressure. Period of time, during which charge decreases no more than twofold, is at least 6 months at relative humidity equal to or lower than 100% at 25 C. Filter material is manufactured by electrization of preliminarily obtained polymer fibers accomplished by exposing polymer fibers to glow discharge at subatmospheric pressure to form stably charged fibers. EFFECT: enhanced efficiency of retaining aerosol particles by filter material and improved environmental condition during the filter material manufacture process. 14 cl, 18 ex

Description

Изобретение относится к фильтрующим материалам (ФМ) на основе полимерных волокон, предназначенным для удаления микрочастиц загрязнений из газов и жидкостей, а именно к электретным волокнистым фильтрующим материалам, обладающим высокой эффективностью фильтрации, и способам их получения. The invention relates to filter materials (FM), based on polymer fibers, designed to remove contaminants from the microparticles of gases and liquids, namely to a fibrous electret filter media having high filtering efficiency, and methods for their preparation.

Полимерные волокнистые фильтрующие материалы, полученные из расплава, например, методом раздува, или из растворов в органических растворителях, например, методом электростатического формования, широко используются в различных областях. Polymeric fibrous filter materials obtained from the melt, for example, blown, or from solutions in organic solvents, for example, by electrostatic spinning, is widely used in various fields. Материалы, полученные методом электростатического формования, обладают улучшенными фильтрующими свойствами по сравнению с другими волокнистыми материалами благодаря наличию в волокнах электрического заряда, возникающего в процессе формования. Materials obtained by electrostatic spinning, have improved filtration properties when compared with other fibrous materials into fibers due to the presence of electric charge occurring in the molding process. Однако полученный заряд полностью исчезает при смачивании и постепенно стекает за несколько десятков часов при прохождении атмосферного воздуха через слой волокнистого материала, а при повышенной влажности еще быстрее [Филатов Ю.Н. However, the resulting charge completely disappears when wetted and gradually flows for several tens of hours while passing air through the layer of fibrous material, while at high humidity even faster [YN Filatov Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс). Electrospinning fibrous materials (EPC) process. М.: Нефть и газ, 1997. С.216]. M .: Oil and gas, 1997. S.216].

Примером такого материала является сорбционно-фильтрующий материал с низкой термоусадкой для бактериальных фильтров на основе полимерных волокон диаметром 0,1-10мкм, полученных методом электростатического формования из растворов политрифторстирола-полисульфона, поли-2,6-диметил-фениленоксида, поли-2,6-дифенилфениленоксида, полидифениленфталида или полиоксидифениленфталида (Патент РФ 2055632, кл. В 01 D 39/16, 1996). An example of such a material is sorptive filtering material with a low heat shrinkage for bacterial filters based on polymer fibers 0,1-10mkm diameter obtained by electrostatic spinning from solutions polytrifluorostyrene, polysulfone, poly-2,6-dimethyl-phenylene oxide, poly-2,6 -difenilfenilenoksida, polydiphenylenephthalide or polioksidifenilenftalida (RF Patent 2055632, cl. B 01 D 39/16, 1996). Недостатком этого волокнистого фильтрующего материала является быстрое ухудшение его фильтрующих характеристик при пропускании через него влажного воздуха, связанное с нестабильностью заряда на волокнах. A disadvantage of this fibrous filter material is rapid deterioration of its filtering characteristics by passing moist air therethrough, associated with the charge on the fibers instability.

Для придания заряда волокнистым фильтрующим материалам, состоящим из полимерных волокон, полученных из расплава, например, методом раздува, используют обработку коронным разрядом. To impart charge fibrous filter material consisting of polymer fibers from the melt, for example by blowing, using corona treatment. Такие материалы получили название электретных. Such materials are called electret.

Известны электретные полимерные волокнистые материалы, которые обладают повышенной фильтрующей способностью по сравнению с незаряженными волокнистыми фильтрующими материалами. Known electret polymer fiber materials which have increased filtration efficiency compared to non-charged fibrous filter materials.

Известен электретный волокнистый фильтрующий полимерный материал, полученный из термопластичного полимера, например полипропилена, путем обработки волокон коронным разрядом при напряжении до 15 кВ в момент формования волокон методом раздува из расплава полимера (US 4215682, кл. 128/205, 1980). Known polymeric electret fibrous filter material prepared from a thermoplastic polymer such as polypropylene, by treating the fibers by corona discharge at a voltage of 15 kV at the time of forming fibers by melt blowing polymer (US 4215682, cl. 128/205, 1980). Диаметр волокон материала составляет, в частности, менее 25 мкм, а концентрация полученных зарядов - около 10 -8 Кл/г, т.е. The diameter of the fiber material is, in particular, less than 25 microns, and the concentration of charges obtained - about 10 -8 C / g, i.e. порядка 0,1 нКл/см 2 . about 0.1 nC / cm 2. Время уменьшения заряда не более чем в 2 раза составляет не менее 1 недели при комнатной температуре и 100% относительной влажности, а в случае волокон диаметром менее чем 10 мкм - не менее 6 месяцев. charge reduction time is not more than 2 times of at least 1 week at room temperature and 100% relative humidity, and in the case of fibers with a diameter less than 10 microns - for at least 6 months.

Недостатком данного материала является то, что он может быть получен только из расплава полимера, т.е. The disadvantage of this material is that it can only be obtained from a polymer melt, i.e., только из термопластичных полимерных материалов. Only from thermoplastic polymeric materials. Основное существенное свойство - наличие заряда придается волокнам непосредственно в процессе их формования, т.е. The main significant feature - the presence of the charge given to the fibers directly in the process of molding, ie круг используемых для получения материала полимеров ограничен термопластичными материалами и заряд не может быть получен на уже готовых волокнах. terms used to prepare polymer material bounded thermoplastic materials and charge can not be obtained on the already finished fibers. Способ получения материала по патенту US 4215682 включает обработку в коронном разряде, которая ведется с использованием высокого напряжения (до 15 кВ) при атмосферном давлении, что сопряжено с особыми повышенными требованиями как к электробезопасности самого процесса, так и к условиям труда обслуживающего персонала. US patent 4215682 for preparation method comprises treating the material in a corona discharge, which is conducted using high voltage (15 kV) at atmospheric pressure, which is associated with special high requirements as electrical safety of the process and to the working conditions of the operating personnel. Кроме того, в рабочую зону выделяются вредные вещества, в том числе озон и продукты деструкции полимеров, что существенно ухудшает экологичность процесса. Furthermore, in the work area allocated harmful substances, including ozone and degradation products of polymers that significantly deteriorates ecological process.

Известен способ получения электретного фильтрующего материала путем обработки ранее сформованного нетканого материала на основе полипропиленовых волокон, находящегося в контакте с непористой диэлектрической подложкой, в коронном разряде переменного тока или постоянного тока при напряжении 7 кВ (US 4588537, кл. 264/436, 1986). A method of producing an electret filter material previously molded by treating the non-woven material based on polypropylene fibers in contact with the nonporous dielectric substrate in the corona discharge AC or DC at a voltage of 7 kV (US 4588537, cl. 264/436, 1986). Способ включает одновременное уплотнение полученного материала, в том числе путем приложения давления со стороны непористой подложки. The method includes the simultaneous sealing material obtained, including by application of pressure from the nonporous substrate.

Известен способ получения электретного полимерного волокнистого фильтрующего материала из полиолефинов, в частности из полипропилена, путем обработки готового волокнистого материала пропусканием между заземленным и разрядным электродами в высоковольтном поле напряженностью 5-10 кВ/см, с вариантом дополнительной предварительной обработки ионами, генерированными коронным разрядом или ионизирующим излучением (US 4592815, кл. 204/165, 1986). A method of producing electret polymeric fibrous filter material of polyolefins, in particular polypropylene, by treatment of the finished fibrous material passing between the discharge electrodes and grounded in a high-field strength of 5-10 kV / cm, with one additional pre-processing of ions generated by corona discharge or ionizing radiation (US 4592815, cl. 204/165, 1986).

Общими недостатками указанных выше способов и материалов по патентам US 4588537 и US 4592815 являются: нестабильность заряда во времени и их использование применительно только к узкому кругу волокнистых материалов на основе термопластичных полимеров. Common shortcomings of the above methods and materials for the US 4588537 and US 4592815 patents are instability with time and use of charge applied only to a narrow range of fibrous materials based on thermoplastic polymers. Кроме того, в обоих способах используют высокое напряжение, требующее специальных мер электробезопасности. In addition, both processes use high voltage electrical requiring special measures. Коронный разряд на воздухе при атмосферном давлении является активным источником озона, что существенно ухудшает экологичность процесса. The corona discharge in air at atmospheric pressure is an active source of ozone, which significantly deteriorates ecological process. Использование стадии обработки ионизирующим излучением (патент US 4588537) требует дополнительных мер контроля радиационной безопасности. The use of ionizing radiation treatment stage (US Patent 4,588,537) requires additional radiation safety controls.

Наиболее близким к заявляемому является материал и способ получения электретного волокнистого фильтрующего материала из полипропилена и/или других термопластичных полимеров с диаметром волокон от 0,3 до 80 мкм путем электризации волокон обработкой двумя коронными разрядами противоположной полярности при напряжении 5-25 кВ (US 4375718, кл. 29/592, 1983). The closest to the claimed one is a material and method of producing electret fibrous filter material of polypropylene and / or other thermoplastic polymers with a diameter of 0.3 to 80 micron fibers by treating the fibers electrification two opposite polarity corona discharges at a voltage of 5-25 kV (US 4375718, cl. 29/592, 1983).

Существенными недостатками материала являются, прежде всего, нестабильность заряда во времени, связанная с природой коронного разряда, и то, что способ применяется для заряжения волокон из ограниченного круга термопластичных полимеров, а именно волокон, полученных методом раздува из расплава. Essential disadvantages of the material are, primarily, instability of the charge time associated with the nature of the corona discharge, and that the method is used for charging fibers from a limited range of thermoplastic polymers, namely the fibers obtained by melt-blowing. Кроме того, процесс проводится при высоком напряжении до 25 кВ, что требует соблюдения повышенных мер электробезопасности для работающего персонала. In addition, the process is carried out at high voltages up to 25 kV, which requires compliance with high electrical safety measures for existing staff. В связи с тем, что коронный разряд осуществляется на воздухе при атмосферном давлении, в рабочую зону выделяются значительные количества озона и другие вредные продукты деструкции полимеров. Due to the fact that corona discharge is carried out in air at atmospheric pressure into the working area allocated substantial amounts of ozone and other noxious products of degradation of polymers. Поэтому данный способ получения электретных волокнистых материалов не является экологически чистым. Therefore, this method of producing electret fibrous material is not environmentally friendly.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного волокнистого фильтрующего материала, состоящего из заряженных полимерных волокон, и сохраняющего свои фильтрующие характеристики длительное время, а также возможность расширения ассортимента используемых волокон. The object of the present invention to provide a highly efficient fibrous filter material consisting of polymer fibers charged and retaining its filtering characteristics for a long time and the possibility of expanding the range of fibers used.

Задачей является также создание универсального способа, позволяющего получить высокоэффективный волокнистый фильтрующий материал из любых полимерных волокон с требуемым комплексом свойств, при этом достигнуть улучшение электробезопасности и экологичности процесса получения материала, а также безопасности и условий труда обслуживающего персонала. An object is to provide a universal method allowing to obtain highly fibrous filter material of any polymer fibers with a desired set of properties, wherein achieve improved electrical and environmental process of obtaining the material, as well as safety and health staff.

Поставленная задача решается заявленным электретным волокнистым фильтрующим материалом, состоящим из полимерных волокон, заряженных стабильным зарядом в тлеющем разряде при давлении ниже атмосферного. The problem is solved claimed fibrous electret filter material consisting of polymer fibers, stable charge charged in a glow discharge at a pressure below atmospheric pressure. Заряд, в частности, составляет не менее 1,0 нКл/см 2 , при этом уменьшение заряда не более чем в 2 раза происходит не менее чем за 6 месяцев при относительной влажности, равной или меньшей 100%, и температуре 25 o С. Полимерные волокна могут быть предварительно получены из полимера, выбранного из группы: полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом, тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом, полиметилметакрилат, сополимер метилметакрилата с этилакрилатом, поли-4-метилпентен, поликарбонат, The charge, in particular, is not less than 1.0 nC / cm 2, the reduction in charge is not more than 2 times is not less than 6 months at a relative humidity equal to or less than 100% and a temperature of 25 o C. Polymer fibers may be previously prepared from a polymer selected from the group of polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, ternary copolymer of styrene with acrylonitrile and methylmethacrylate, polymethylmethacrylate, methyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer, poly-4-methylpentene, polycarbonate, ацетаты целлюлозы, полиакрилонитрил, поливинилбутираль, фенолформальдегидная смола, полисульфон, поливинилиденфторид, сополимер винилиденфторида с тетрафторэтиленом, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. cellulose acetate, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, phenol formaldehyde resin, polysulfone, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. Диаметр волокон, в частности, составляет 0,5-25 мкм. The diameter of the fibers, and in particular of 0.5-25 microns. Волокна могут быть предварительно получены из расплава, например, методом раздува, или из раствора, например, методом электростатического формования, в виде нетканого материала. The fibers can be previously obtained from the melt, for example, blown or from solution, e.g., through electrostatic spinning, in the form of a nonwoven material.

Поставленная задача решается также тем, что разработан способ получения заявленного электретного волокнистого фильтрующего материала, заключающийся в том, что электризацию волокон осуществляют обработкой тлеющим разрядом при давлении ниже атмосферного с образованием стабильно заряженных волокон. The task is also solved in that a method of producing the claimed fibrous electret filter material consisting in that the electrification of the fibers is carried out by a glow discharge treatment under subatmospheric pressure to form a stably charged fibers. При этом в качестве исходного волокнистого материала используют материал, полученный из расплава или из раствора полимера, выбранного, в частности, из группы полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом, тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом, полиметилметакрилат, сополимер метилметакрилата с этилакрилатом, поли-4-метилпентен, поликарбонат, ацетаты целлюлозы, полиакрилонитрил, поливинилбутираль, фенолформальдегидная смола, полисульфон, поливинилиденфторид, сополимер вин With this as the starting fibrous material is a material derived from a melt or a polymer solution, selected in particular from the group of polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, ternary copolymer of styrene with acrylonitrile and methyl methacrylate, polymethyl methacrylate, methyl methacrylate copolymer, ethyl acrylate poly-4-methylpentene, polycarbonate, cellulose acetate, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, phenol formaldehyde resin, polysulfone, polyvinylidene fluoride, copolymer of wines лиденфторида с тетрафторэтиленом, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. lidenftorida with tetrafluoroethylene, a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. Диаметр волокон, в частности, составляет 0,5-25 мкм, а материал может быть получен в виде нетканого. The diameter of the fibers, and in particular of 0.5-25 microns, and the material can be obtained in the form of a nonwoven. Обработку проводят низкочастотным (НЧ) тлеющим разрядом в интервале частот преимущественно 50 Гц-10 кГц или тлеющим разрядом постоянного тока, при остаточном давлении, в частности, 1-100 Па в присутствии воздуха и/или газа, выбранного из группы: аргон, кислород, азот, в течение преимущественно 10-300 секунд при плотности тока, например, 0,01-0,5 мА/см 2 и напряжении, в частности, от 300 до 800 В. The treatment is carried out by low-frequency (LF) by a glow discharge preferably in the frequency range 50 Hz-10 kHz or DC glow discharge at a residual pressure, in particular of 1-100 Pa in the presence of air and / or a gas selected from the group consisting of argon, oxygen, nitrogen, during preferably 10-300 seconds at a current density of, e.g., 0.01-0.5 mA / cm 2 and a voltage, in particular from 300 to 800 V.

Технический результат заключается в том, что материал в объеме заявленной совокупности признаков обладает улучшенными фильтрующими характеристиками за счет наличия стабильного и большого по величине заряда. The technical result consists in the fact that the material in the amount stated combination of features has improved filter performance due to the presence of stable and large in magnitude of the charge. Концентрация зарядов в ФМ непосредственно после заряжения составляет не менее 1,0 нКл/см 2 (10 -7 Кл/г), тогда как в известном материале заряд составляет не менее 10 -8 Кл/г. The concentration of charge in the FM immediately after the charging is not less than 1.0 nC / cm 2 (10 -7 C / g), whereas in the known charge material is at least 10 -8 C / g. При хранении на воздухе при относительной влажности 100% в течение 6 месяцев величина заряда уменьшается не более чем в 2 раза по сравнению с исходной. When stored in air at 100% relative humidity for 6 months, the charge quantity does not fall more than 2-fold compared with baseline. Высокая устойчивость заряда в обработанном материале связана с тем, что поверхность подвергается одновременному воздействию низкоэнергетических электронов с энергией от 0,1 до 5 эВ (в зависимости от расположения образца в межэлектродном пространстве) и вакуумного ультрафиолетового излучения (ВУФ) разряда. The high stability of charge in the treated material due to the fact that the surface is subjected to the simultaneous action of low-energy electrons with energies from 0.1 to 5 eV (depending on the location of the sample in the interelectrode space) and vacuum ultraviolet (VUV) discharge. Низкоэнергетические электроны захватываются поверхностными ловушками. Low-energy electrons are captured by surface traps. Под действием ВУФ-излучения происходит перераспределение этих электронов от поверхности в глубинные слои полимера. Under the influence of VUV radiation redistribution of these electrons from the surface into the deep layers of polymer. В результате захваченные заряды оказываются недоступными для воздействия факторов внешней среды (кислород и влага воздуха, молекулы жидких сред и т.д.) и сохраняются в полимерном материале в течение длительного времени. As a result, trapped charges are not available to effect environmental factors (oxygen and moisture of air, the molecules of liquid media, etc.) and stored in the polymeric material for a long time.

Высокая устойчивость заряда в полимерном материале, обработанном по предлагаемому способу, связана со специфическим - более мягким и избирательным воздействием на материал компонентов тлеющего НЧ-разряда и разряда постоянного тока, в то время как локальная температура в зоне действия коронного разряда достигает 1000 К, а энергия частиц до 1 кэВ [Райзер Ю.П. High stability of charge in a polymeric material treated by the inventive method is associated with a specific - softer and more selective effect on the material components glow LF discharge and DC discharge, while the local temperature in the corona discharge coverage area reaches 1000 K, and the energy particles up to 1 keV [Reiser YP Основы современной физики газоразрядных процессов. Fundamentals of Modern Physics of gas discharge processes. М.: Наука, 1980, 415 с.]. M .: Nauka, 1980, 415 pp.]. Кроме того, в условиях коронного разряда образец находится на воздухе при атмосферном давлении, то есть в среде с высоким содержанием кислорода, в результате чего его поверхность подвергается термической и термоокислительной деструкции. In addition, corona discharge conditions the sample is air at atmospheric pressure, i.e. in a medium with a high content of oxygen, resulting in its surface is subjected to thermal and thermal-oxidative degradation. В выбранных нами условиях обработки в тлеющем НЧ-разряде и разряде постоянного тока процесс проходит при пониженном давлении (1-100 Па) и, следовательно, в тысячу раз более низком содержании кислорода в зоне обработки, без локального разогрева, а средняя энергия частиц не превышает нескольких электрон-вольт. VDC selected contact treatment conditions in a glow discharge and LF-discharge process takes place under reduced pressure (1-100 Pa), and consequently, a thousand times lower oxygen content in the treatment area, without local heating, and the average energy of the particles does not exceed a few electron volts. В результате не наблюдается деструкция полимеров. As a result, there is no degradation of the polymers. Кроме того, процесс успешно осуществляется в атмосфере азота и аргона. Moreover, the process is successfully carried out in an atmosphere of nitrogen and argon. Процесс является экологически чистым, так как обработка ФМ проводится в вакуумной камере, а вредные компоненты отходящих газов поглощаются специальными ловушками. The process is environmentally friendly, since the FM processing performed in the vacuum chamber, and harmful components of exhaust gases are absorbed by special traps. В процессе используется ток промышленной частоты (50 Гц) и напряжение до 800 В, что существенно снижает как требования к электробезопасности в целом, так и улучшает условия труда обслуживающего персонала. During the commercial frequency current is used (50 Hz) and voltage up to 800 V, which substantially reduces both the requirements for electrical safety in general and improves the working conditions of the operating personnel. Предлагаемый способ является универсальным и может быть применен не только к нетканым волокнистым полимерным материалам, полученным методом раздува из расплавов, но и к нетермопластичным нетканым полимерным материалам, полученным любыми другими методами, например, электростатическим формованием из растворов. The proposed method is versatile and can be applied not only to a nonwoven fibrous polymeric materials obtained by the method of melt blowing, but also to non-thermoplastic nonwoven polymeric material obtained by any other methods, e.g., by electrostatic spinning from solutions.

Сущность изобретения подтверждается нижеприведенными примерами электретных волокнистых фильтрующих материалов и условиями их получения. SUMMARY confirmed by the following examples fibrous electret filter material and conditions of their preparation.

Измерения заряда в ФМ материале проводили по известному методу динамического конденсатора ["Ferroelectric polymers: chemistry, physics, and applications" Ed. measuring the charge in the ferromagnetic material carried by a known method of the dynamic capacitor [ "Ferroelectric polymers: chemistry, physics, and applications" Ed. by HSNalwa. by HSNalwa. Marcel Dekker Inc., NY, 1995]. Marcel Dekker Inc., NY, 1995].

Измерения эффективности задержания по атмосферному аэрозолю с диаметром частиц 1 мкм (Е 3 ) и коэффициента проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм (К) проводили по известным методам [И.В.Петрянов, В.И.Козлов, П.И.Басманов, Б.И.Огородников. Measurements of efficiency retention of atmospheric aerosol particles with a diameter of 1 micron (E 3) and the slip ratio of the most penetrating aerosol with particles 0.3 microns in diameter (K) carried out by known methods [I.V.Petryanov, V.I.Kozlov, P .I.Basmanov, B.I.Ogorodnikov. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. Fiber FP filter materials. М.: Знание, 1968]. M .: Knowledge, 1968].

Расчеты Е 3 и К проводили по формулам, приведенным ниже Calculations E 3 and K carried by the formulas below
E 3 =(C исхконечн )/С конечн •100%; E 3 = (C ref C final) / C course • 100%;
К=С конечнисх •100%, K = C limb / C ref • 100%
где С исх - концентрация аэрозоля до фильтра, а С конечн - концентрация аэрозоля после фильтра. where C ref - Aerosol concentration upstream of the filter, and with the ultimate - aerosol concentration downstream of the filter.

Все нетканые материалы, изготовленные из волокон, полученных из раствора методом электростатического формования, были предварительно разряжены путем погружения в этиловый спирт на 10 минут и затем высушены при комнатной температуре в течение 1 суток. All of the nonwoven materials made from fibers obtained from solution by electrostatic spinning, were previously discharged by immersion in ethanol for 10 minutes and then dried at room temperature for 1 day.

Пример 1 EXAMPLE 1
Образец ФМ на основе полипропилена в виде нетканого материала, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают тлеющим НЧ-разрядом (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 480 В течение 60 секунд. Sample FM based on polypropylene as a nonwoven fabric with an average fiber diameter of 5 microns, produced by blowing from a melt-treated by a glow discharge LF (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and 480 V for 60 seconds. Плотность отрицательного поверхностного заряда ФМ составляет -1,5 нКл/см 2 . Negative surface charge density of the ferromagnetic -1.5 nC / cm 2. После хранения на воздухе в течение 20 суток при 20 o С и влажности 50% плотность поверхностного заряда составляет -1,25 нКл/см 2 . After storage in air for 20 days at 20 o C and a humidity of 50% of the surface charge density is -1.25 nC / cm 2. Заряд обработанного ФМ и выдержанного в этиловом спирте в течение 5 часов составляет -1,2 нКл/см 2 . The charge treated FM and soaked in ethanol for 5 clock is -1.2 nC / cm 2. Эффективность задержания по атмосферному аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм для образца ФМ, обработанного в тлеющем НЧ-разряде, при указанных в примере параметрах составляет сразу после обработки 94% по сравнению с 80% у исходного ФМ. Retention efficiency for atmospheric aerosol having a particle diameter of 0.3 microns for sample FM treated in a glow-discharge LF, under these parameters, is in the example immediately after treatment 94% compared with 80% of the original FM. После хранения обработанного в тлеющем НЧ-разряде образца ФМ в течение 20 суток при относительной влажности 100% эффективность задержания по указанному атмосферному аэрозолю составляет 90%. After storage treated in a glow-discharge LF ferromagnetic sample for 20 days at 100% relative humidity at a specified retention efficiency atmospheric aerosol is 90%. После выдержки обработанного образца ФМ в этиловом спирте эффективность задержания составляет 90%. After exposure of the treated sample in ethanol FM retention efficiency is 90%.

Сравнительный пример 1 Comparative Example 1
Образец ФМ на основе полипропилена в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают коронным разрядом (коронирующий электрод в форме ножа перемещают вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью 0,5 см/с, межэлектродное расстояние составляет 2 см, напряжение разряда 15 кВ). Sample FM based on polypropylene as a nonwoven fabric with an average fiber diameter of 5 microns, produced by melt-blowing, is treated by corona discharge (the corona electrode in the form of the knife is moved along the surface to be treated at a speed of 0.5 cm / s, the interelectrode distance is 2 cm, discharge voltage of 15 kV). Обработанный образец ФМ имеет плотность поверхностного заряда -1,2 нКл/см 2 . The treated sample is ferromagnetic surface charge density -1.2 nC / cm 2. После выдержки в течение 5 часов в этиловом спирте заряд становится ниже чувствительности измерительного прибора (0,01 нКл/см 2 ). After holding for 5 hours ethanol charge is below the sensitivity of the measuring device (0,01 nC / cm 2).

Пример 2 EXAMPLE 2
ФМ на основе полисульфона в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 0,5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере кислорода при давлении 10 Па, плотности тока 0,3 мА/см 2 и напряжении 420 В в течение 60 секунд. FM-based polysulfone in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 0.5 micrometers, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow-discharge LF (50 Hz) in an oxygen atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density 0.3 mA / cm 2 and a voltage of 420 V for 60 seconds. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -4,5 нКл/см 2 , при этом коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм уменьшается в 3 раза по сравнению с исходным ФМ и составляет 2% по сравнению с 6% у исходного ФМ. The density of negative charge FM is -4.5 nC / cm 2, the slip ratio at most penetrating aerosol with a particle diameter of 0.3 microns is reduced 3-fold compared to the initial PM and 2% as compared to 6% of the original FM . После хранения обработанного в разряде ФМ на воздухе в течение 20 суток при влажности 100% плотность заряда составляет -4,1 нКл/см 2 , а коэффициент проскока 2,4%. After storage in the discharge ferromagnetic treated in air for 20 days at a humidity of 100% charge density of -4.1 nC / cm 2, and the slip ratio of 2.4%. Заряд обработанного в разряде ФМ и выдержанного в течение 5 часов в этиловом спирте составляет -4,0 нКл/см 2 , а коэффициент проскока 2,5%. The charge treated in the discharge FM and aged for 5 hours ethyl alcohol is -4.0 nC / cm 2, and the slip ratio of 2.5%.

Сравнительный пример 2 Comparative Example 2
Величина заряда ФМ на основе полисульфона в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 0,5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, составляет -0,5 нКл/см 2 . The magnitude of the FM charge on a polysulfone-based nonwoven fabric with an average diameter of 0.5 micron fibers obtained from solution by electrostatic spinning, is -0.5 nC / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм составляет 6%. Coefficient of slip of the most penetrating aerosol having a particle diameter of 0.3 microns was 6%. При хранении ФМ на воздухе с относительной влажностью 100% в течение суток или в течение 5 часов в этиловом спирте заряд становится ниже чувствительности измерительного прибора (0,01 нКл/см 2 ). When storing FM in air with a relative humidity of 100% for one day or within 5 hours of ethyl alcohol charge is below the sensitivity of the measuring device (0,01 nC / cm 2). Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм увеличивается до 9%. slip ratio for the most penetrating aerosol having a particle diameter of 0.3 microns is increased up to 9%.

Сравнительный пример 2а Comparative Example 2a
Образец ФМ на основе полисульфона в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 0,5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают коронным разрядом (коронирующий электрод в форме ножа перемещают вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью 0,5 см/с, межэлектродное расстояние составляет 2 см, напряжение разряда 15 кВ). Sample FM polysulfone-based nonwoven fabric as previously depleted in alcohol with an average fiber diameter of 0.5 micrometers, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated by corona discharge (the corona electrode in the form of the knife is moved along the surface to be treated at a speed of 0.5 cm / s, the interelectrode distance is 2 cm, 15 kV discharge voltage). Такой ФМ имеет поверхностный заряд -1,4 нКл/см 2 ; This ferromagnetic surface charge is -1.4 nC / cm 2; после выдержки в течение 1 суток на воздухе с относительной влажностью 100% или в течение 5 часов в этиловом спирте он имеет величину заряда ниже чувствительности прибора (0,01 нКл/см 2 ) и коэффициент проскока 8%. After standing for 1 day in air with a relative humidity of 100%, or within 5 hours of ethyl alcohol it has a charge amount below the sensitivity (0.01 nC / cm 2) and a slip ratio of 8%.

Пример 3 EXAMPLE 3
ФМ на основе полиэтилентерефталата в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 25 мкм, полученных из расплава методом раздува, обрабатывают в разряде постоянного тока в атмосфере аргона при давлении 1 Па, плотности тока 0,01 мА/см 2 и напряжении 800 В в течение 300 секунд. FM polyethylene terephthalate as a nonwoven fabric with an average fiber diameter of 25 microns, obtained from the melt blow method, treated in a dc discharge in an argon atmosphere at a pressure of 1 Pa, a current density of 0.01 mA / cm 2 and a voltage of 800 V for 300 seconds. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -5,3 нКл/см 2 , при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю увеличивается с 4% для необработанного в разряде ФМ до 38%, т.е. The density of negative charge FM is -5.3 nC / cm 2, the retention efficiency of atmospheric aerosol increases from 4% for an untreated FM in the discharge up to 38%, i.e., в 9,5 раза. 9.5 times.

Пример 4 EXAMPLE 4
ФМ на основе диацетата целлюлозы в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 3 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (10 кГц) в атмосфере азота при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 300 В течение 300 секунд. FM on the basis of cellulose diacetate in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter 3 m, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (10 kHz) under a nitrogen atmosphere at a pressure of 100 Pa, a current density of 0 5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 300 seconds. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -2,6 нКл/см 2 , коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 9% (исходный ФМ) до 3%, т.е. The density of negative charge FM is -2.6 nC / cm 2 at the most penetrating breakthrough aerosol coefficient decreases with 9% (original FM) up to 3%, i.e. в 3 раза. 3 times.

Пример 5 EXAMPLE 5
ФМ на основе фенолформальдегидной смолы в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 1 Па, плотности тока 0,01 мА/см 2 и напряжении 800 В в течение 10 секунд. FM on the basis of phenolformaldehyde resin in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 5 micrometers, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 1 Pa, a current density of 0 01 mA / cm 2 and a voltage of 800 V for 10 seconds. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -1,9 нКл/см 2 . The density of negative charge FM is -1.9 nC / cm 2. Коэффициент проскока уменьшается с 15% для необработанного в разряде ФМ до 7%, т.е. slip factor is reduced from 15% in untreated discharge FM to 7%, i.e. в 2,1 раза. 2.1 times.

Пример 6 EXAMPLE 6
ФМ на основе поливинилбутираля в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в разряде постоянного тока в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,1 мА/см 2 и напряжении 500 В в течение 60 секунд. FM of polyvinyl butyral as a nonwoven fabric, previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 5 micrometers, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a dc discharge in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.1 mA / cm 2 and a voltage of 500 V for 60 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -1,2 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -1.2 nC / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 20% для необработанного в разряде ФМ до 12%, т.е. slip ratio for the most penetrating aerosol is reduced from 20% in untreated discharge FM to 12%, i.e., 1,6 раза. 1.6.

Пример 7 EXAMPLE 7
ФМ на основе полиметилметакрилата в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 300 В в течение 300 секунд. FM based on polymethyl methacrylate as a nonwoven fabric, previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 microns, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 100 Pa, a current density of 0, 5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -1,4н Кл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -1,4n C / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 4%, т.е. Coefficient of slip of the most penetrating aerosol is 4%, i.e. уменьшается в 2 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (8%). reduced 2-fold compared with the untreated discharge in FM (8%).

Пример 8 EXAMPLE 8
ФМ из поливинилиденфторида в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 10 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере азота при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 480 В в течение 300 секунд. FM of polyvinylidene fluoride as a nonwoven fabric with an average fiber diameter of 10 microns, obtained by blow-melt treated in a glow-discharge LF (50 Hz) under a nitrogen atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 480 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -5,78 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -5.78 nC / cm 2. Эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 8 до 56%, т.е. Retention efficiency for atmospheric aerosol increases from 8 to 56%, i.e., в 7 раз по сравнению с необработанным в разряде ФМ. 7 times in comparison with the untreated discharge in FM.

Пример 9 EXAMPLE 9
ФМ на основе полистирола в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 7 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (10 кГц) в атмосфере кислорода при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 450 В в течение 10 секунд. FM based on polystyrene as a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average obtained from the solution by electrostatic spinning a diameter of 7 microns fibers treated in a glow LF discharge (10 kHz) in an oxygen atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0, 5 mA / cm 2 and a voltage of 450 V for 10 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -1,0 нКл/см 2 , при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 50 до 75%. The charge density of the ferromagnetic -1.0 nC / cm 2, the retention efficiency of atmospheric aerosol increases from 50 to 75%.

Пример 10 EXAMPLE 10
ФМ на основе поликарбоната в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (500 Гц) в атмосфере азота при давлении 1 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 760 В в течение 300 секунд. FM-based polycarbonate in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 microns, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (500 Hz) under a nitrogen atmosphere at a pressure of 1 Pa, a current density of 0, 5 mA / cm 2 and a voltage of 760 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -4,2 нКл/см 2 , при этом коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 10% для необработанного в разряде ФМ до 2,5%, т.е. The charge density of the ferromagnetic -4.2 nC / cm 2, the slip ratio of the most penetrating aerosol is reduced from 10% in untreated discharge FM to 2.5%, i.e., в 4 раза. 4 times.

Пример 11 EXAMPLE 11
ФМ на основе полиакрилонитрила в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 1 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в разряде постоянного тока в атмосфере кислорода при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 370 В в течение 10 секунд. FM based on polyacrylonitrile as a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 1 micron, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a dc discharge in an oxygen atmosphere at a pressure of 100 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 370 V for 10 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -4,4 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -4.4 nC / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается в 5 раз по сравнению с необработанным в разряде (5%) и составляет 1%. slip ratio for the most penetrating aerosol decreases by 5 times in comparison with the untreated discharge (5%) and 1%.

Пример 12 EXAMPLE 12
ФМ из полиэтилентерефталата в виде нетканого материала, со средним диаметром волокон 10 мкм, полученных из расплава методом раздува, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,1 мA/cм 2 и напряжении 500 В в течение 60 секунд. FM of polyethylene terephthalate in the form of nonwoven fabric with an average fiber diameter of 10 microns obtained from melt blown, treated in a glow-discharge LF (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.1 mA / cm 2 and a voltage 500 V for 60 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -24 нКл/см 2 , при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю увеличивается с 9 до 87%, т.е. The charge density is -24 nC FM / cm 2, the retention efficiency of atmospheric aerosol increases from 9 to 87%, i.e., в 9,5 раз по сравнению с исходным ФМ. 9.5 times as compared with the original FM. После хранения в течение 6 месяцев при комнатной температуре и относительной влажности 100% плотность поверхностного заряда составляет -8,1 нКл/см 2 , а эффективность 55%. After storage for 6 months at room temperature and a relative humidity of 100% of the surface charge density of -8.1 nC / cm 2, and the efficiency 55%.

Пример 13 EXAMPLE 13
ФМ на основе сополимера стирола с акрилонитрилом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 300 В в течение 30 секунд. FM based on a copolymer of styrene with acrylonitrile in the form of nonwoven fabric, previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 microns, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 10 Pa, density current 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 30 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -3,1 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -3.1 nC / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 3%, т.е. Coefficient of slip of the most penetrating aerosol of 3%, i.e. уменьшается в 2,6 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (8%). decreases 2.6 times compared to the untreated discharge in FM (8%).

Пример 14 EXAMPLE 14
ФМ на основе сополимера метилметакрилата со стиролом и акрилонитрилом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 300 В в течение 60 секунд. FM-based copolymer of methyl methacrylate with styrene and acrylonitrile in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 microns, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 100 Pa , a current density of 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 60 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -1,4 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -1.4 nC / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 3%, т.е. Coefficient of slip of the most penetrating aerosol of 3%, i.e. уменьшается в 3 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (9%). reduced 3-fold compared with the untreated discharge in FM (9%).

Пример 15 EXAMPLE 15
ФМ на основе сополимера метилметакрилата с этилакрилатом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,1 мА/см 2 и напряжении 500 В в течение 300 секунд. FM based on a copolymer of methylmethacrylate with ethyl acrylate in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 5 micrometers, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 10 Pa, density current 0.1 mA / cm 2 and a voltage of 500 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -1,6 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -1.6 nC / cm 2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 4%, т.е. Coefficient of slip of the most penetrating aerosol is 4%, i.e. уменьшается в 2 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (8%). reduced 2-fold compared with the untreated discharge in FM (8%).

Пример 16 EXAMPLE 16
ФМ на основе поли-4-метилпентена в виде нетканого материала, со средним диаметром волокон 20 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 700 В в течение 300 секунд. PM based on poly-4-methylpentene in a nonwoven fabric with an average fiber diameter of 20 microns, obtained by blow-melt treated in a glow-discharge LF (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 700 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -4,5 нКл/см 2 , при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 8 до 53%, т.е. The charge density FM is -4.5 nC / cm 2, the retention efficiency of atmospheric aerosol increases from 8 to 53%, i.e., в 6,6 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ. 6.6 times as compared with the untreated discharge in FM.

Пример 17 EXAMPLE 17
ФМ из сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере азота при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см 2 и напряжении 480 В в течение 300 секунд. FM of a copolymer of vinylidene fluoride with tetrafluoroethylene in the form of a nonwoven material previously discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 microns, obtained from the solution through electrostatic spinning, is treated in a glow LF discharge (50 Hz) under a nitrogen atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 480 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -5,5 нКл/см 2 , при этом коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 8% для необработанного в разряде ФМ до 2%, т.е. The charge density of the ferromagnetic -5.5 nC / cm 2, the slip ratio of the most penetrating aerosol decreases from 8% in untreated discharge FM to 2%, i.e., в 4 раза. 4 times.

Пример 18 EXAMPLE 18
ФМ из сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 10 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,4 мА/см 2 и напряжении 480 В в течение 300 секунд. FM of a copolymer of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene as a nonwoven fabric with an average fiber diameter of 10 microns, obtained by blow-melt treated in a glow-discharge LF (50 Hz) in an air atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.4 mA / cm 2 and a voltage of 480 V for 300 seconds. Плотность заряда ФМ составляет -5,2 нКл/см 2 . The charge density of the ferromagnetic -5.2 nC / cm 2. Эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 8 до 52%, т.е. Retention efficiency for atmospheric aerosol increases from 8 to 52%, i.e., в 6,5 раз по сравнению с необработанным в разряде ФМ. 6.5 times as compared with the untreated discharge in FM.

Таким образом, предлагаемый электретный волокнистый фильтрующий материал и способ его получения позволяют достичь следующей совокупности полезных качеств: Thus, the proposed electret fibrous filter material and its production method can achieve the following set of useful features:
- существенно повысить эффективность задержания аэрозольных частиц по сравнению с аналогичным материалом из незаряженных волокон за счет образования в волокнах долгоживущих электретных состояний; - significantly improve the retention efficiency of the aerosol particles compared to the same pictures of uncharged fibers due to the formation of long fibers in the electret state;
- обеспечить сохранность образованных электретных состояний при хранении и эксплуатации ФМ в течение длительного времени, в том числе в присутствии влаги; - to ensure preservation formed electret state during storage and operation of the FM for a long time, including in the presence of moisture;
- обеспечить возможность получения электретных волокнистых фильтрующих материалов на основе любых готовых нетканых волокнистых материалов, сформованных из расплава или из раствора; - to provide the possibility of obtaining fibrous electret filter materials based on any finished nonwoven fibrous material formed from the melt or from the solution; тем самым существенно расширить ассортимент получаемых электретных волокнистых фильтрующих материалов, улучшить экологичность процесса получения электретных волокнистых фильтрующих материалов, а также электробезопасность и условия труда обслуживающего персонала по сравнению со способами обработки волокнистых материалов с использованием коронного разряда. thereby significantly expand the range obtained fibrous electret filter material, improve ecological process of obtaining fibrous electret filter materials, as well as electrical safety and working conditions of personnel as compared with the methods of treatment of fibrous materials using corona discharge.

Claims (14)

  1. 1. Электретный волокнистый фильтрующий материал, состоящий из заряженных полимерных волокон, отличающийся тем, что он содержит стабильно заряженные волокна, полученные путем обработки в тлеющем разряде при давлении ниже атмосферного. 1. Electret fibrous filter material composed of a charged polymeric fibers, characterized in that it comprises a stably charged fibers obtained by treatment in a glow discharge at a pressure below atmospheric pressure.
  2. 2. Электретный волокнистый фильтрующий материал по п. 1, отличающийся тем, что заряд волокон составляет не менее 1,0 нКл/см 2 , при этом время уменьшения заряда не более чем в 2 раза составляет не менее 6 месяцев при относительной влажности, равной или меньшей 100%, и температуре 25 o С. 2. Electret fibrous filter material according to Claim. 1, characterized in that the charge of the fibers is not less than 1.0 nC / cm 2, the charge reduction time is not more than 2 times of at least 6 months at a relative humidity equal to or at 100% and a temperature of 25 o C.
  3. 3. Электретный волокнистый фильтрующий материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что волокна получены из полимера, выбранного из группы: полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом, тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом, полиметилметакрилат, сополимер метилметакрилата с этилакрилатом, поли-4-метилпентен, поликарбонат, ацетаты целлюлозы, полиакрилонитрил, поливинилбутираль, фенолформальдегидная смола, полисульфон, поливинилиденфторид, сополимер вин 3. Electret fibrous filter material according to any one of the preceding claims, characterized in that the fiber obtained from a polymer selected from the group of polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, ternary copolymer of styrene with acrylonitrile and methylmethacrylate, polymethylmethacrylate, methyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer poly-4-methylpentene, polycarbonate, cellulose acetate, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, phenol formaldehyde resin, polysulfone, polyvinylidene fluoride, copolymer of wines илиденфторида с тетрафторэтиленом, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. ilidenftorida with tetrafluoroethylene, a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
  4. 4. Электретный волокнистый фильтрующий материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что волокна предварительно получены из расплава, например, методом раздува или из раствора, например, методом электростатического формования в виде нетканого материала. 4. The electret fibrous filter material according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibers previously obtained from the melt, for example, blown or solution, e.g., through electrostatic spinning in the form of a nonwoven material.
  5. 5. Электретный волокнистый фильтрующий материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что диаметр волокон составляет 0,5-25 мкм. 5. Electret fibrous filter material according to any one of the preceding claims, characterized in that the fiber diameter of 0.5-25 microns.
  6. 6. Способ получения электретного волокнистого фильтрующего материала, включающий электризацию предварительно полученных полимерных волокон, отличающийся тем, что электризацию осуществляют обработкой тлеющим разрядом при давлении ниже атмосферного с образованием стабильно заряженных волокон. 6. A method for producing an electret fiber filter material, comprising an electrifying preformed polymeric fibers, characterized in that the electrification is performed by a glow discharge treatment under subatmospheric pressure to form a stably charged fibers.
  7. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве полимера для получения исходных волокон используют полимер, выбранный из группы: полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом, тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом, полиметилметакрилат, сополимер метилметакрилата с этилакрилатом, поли-4-метилпентен, поликарбонат, ацетаты целлюлозы, полиакрилонитрил, поливинилбутираль, фенолформальдегидная смола, полисульфон, поливинилиденфторид, сополимер винилиденфторида с тетрафторэти . 7. A method according to claim 6, characterized in that as the polymer for preparing the starting fiber is a polymer selected from the group of polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, ternary copolymer of styrene with acrylonitrile and methyl methacrylate, polymethyl methacrylate, methyl methacrylate copolymer ethyl acrylate, poly-4-methylpentene, polycarbonate, cellulose acetate, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, phenol formaldehyde resin, polysulfone, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride tetrafluoroethylene copolymer леном, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Lehn, a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
  8. 8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что обработке подвергают волокна диаметром 0,5-25 мкм. 8. The method of claim. 6 or 7, characterized in that the fiber subjected to treatment with a diameter of 0.5-25 microns.
  9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что исходный волокнистый полимерный фильтрующий материал получен из расплава, например, методом раздува или из раствора, например, методом электростатического формования в виде нетканого материала. 9. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the starting polymeric fibrous filter material obtained from the melt, for example, blown or solution, e.g., through electrostatic spinning in the form of a nonwoven material.
  10. 10. Способ по одному из пп. 10. The method of claim. 6-9, отличающийся тем, что обработку проводят низкочастотным тлеющим разрядом в интервале частот преимущественно 50 Гц - 10 кГц. 6-9, characterized in that the treatment is carried out low-frequency glow discharge in a frequency range of preferably 50 Hz - 10 kHz.
  11. 11. Способ по одному из пп. 11. The method of claim. 6-9, отличающийся тем, что обработку проводят тлеющим разрядом постоянного тока. 6-9, characterized in that the treatment is carried dc glow discharge.
  12. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обработку тлеющим разрядом проводят при остаточном давлении 1-100 Па в присутствии воздуха и/или газа, выбранного из группы: аргон, кислород, азот. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the glow discharge treatment is performed at a residual pressure of 1-100 Pa in the presence of air and / or a gas selected from the group consisting of argon, oxygen, nitrogen.
  13. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обработку проводят в течение преимущественно 10-300 с при плотности тока 0,01-0,5 мА/см 2 и напряжении от 300 до 800 В. 13. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the treatment is carried out for preferably 10-300 seconds at current densities of 0.01-0.5 mA / cm 2 and a voltage of 300 to 800 V.
  14. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обработку осуществляют до достижения концентрации заряда не менее 1,0 нКл/см 2 . 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the treatment is carried out until a charge concentration of at least 1.0 nC / cm 2.
RU2001120906A 2001-07-27 2001-07-27 Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof RU2189850C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120906A RU2189850C1 (en) 2001-07-27 2001-07-27 Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120906A RU2189850C1 (en) 2001-07-27 2001-07-27 Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2189850C1 true RU2189850C1 (en) 2002-09-27

Family

ID=20252103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120906A RU2189850C1 (en) 2001-07-27 2001-07-27 Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2189850C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128747A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Alexander Igorevich Olshanskiy Composite material, package and carrier made on the basis of the composite material and method of producing the composite material
RU2543176C2 (en) * 2009-03-18 2015-02-27 Баумхютер Экструзион Гмбх Polymer fibre, its application and method of production

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128747A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Alexander Igorevich Olshanskiy Composite material, package and carrier made on the basis of the composite material and method of producing the composite material
RU2543176C2 (en) * 2009-03-18 2015-02-27 Баумхютер Экструзион Гмбх Polymer fibre, its application and method of production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3487610A (en) Electrostatic filter unit with high stable charge and its manufacture
US6406657B1 (en) Method and apparatus for making a fibrous electret web using a wetting liquid and an aqueous polar liquid
US4346142A (en) Hydrophilic monomer treated microporous films and process
US4874399A (en) Electret filter made of fibers containing polypropylene and poly(4-methyl-1-pentene)
US5232600A (en) Hydrophobic membranes
US6573205B1 (en) Stable electret polymeric articles
US20040149572A1 (en) Method of preparing free polyelectrolyte membranes
US5401446A (en) Method and apparatus for the electrostatic charging of a web or film
US3775308A (en) Method for preparation of composite semipermeable membrane
Huang et al. Lithium ion battery separators: development and performance characterization of a composite membrane
USRE32171E (en) Method for the manufacture of an electret fibrous filter
US6620385B2 (en) Method and apparatus for purifying a gas containing contaminants
US6524360B2 (en) Melt blown composite HEPA filter media and vacuum bag
US5069926A (en) Method for modifying the surface of a polymer article
US6734386B1 (en) Method for rendering PVDF membrane hydrophilic
US5496507A (en) Method of charging electret filter media
US20100031617A1 (en) Particle filter system incorporating nanofibers
Wei et al. Surface modification of polymer nanofibres by plasma treatment
Morent et al. Study of the ageing behaviour of polymer films treated with a dielectric barrier discharge in air, helium and argon at medium pressure
US6743464B1 (en) Method of making electrets through vapor condensation
US6565764B2 (en) Method of manufacturing a material having a fine structure
US5112677A (en) Electret sheet and a method for the production of the same
EP0931581A1 (en) Method and apparatus for purifying contaminant-containing gas
WO2009146321A1 (en) Ligand functionalized substrates
US4527218A (en) Stable positively charged Teflon electrets

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050728