TWI601769B - 具有駐極體性質之非織布網及纖維、其製造方法及用途 - Google Patents

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Description

具有駐極體性質之非織布網及纖維、其製造方法及用途
本申請案係關於一種具有駐極體性質之非織布網，製造該非織布網之方法、包含至少一層該非織布網之多層片、包含該非織布網或該多層片之物件、具有駐極體性質之纖維、製造該纖維之方法，及以該非織布網或該多層片作為過濾材料或針對清潔目的之除塵織物之用途。
本技藝已知具有駐極體性質之非織布網。
製造非織布纖維駐極體網之常見方法及裝置揭示於WO 1996/026,783 A1中。於此方法中，自非導電性聚合纖維形成性材料形成一或多個游離纖維，及將該等游離纖維曝露於AC及/或DC電暈放電裝置。讓電荷置於該等纖維及添加劑(如：有機醯胺化合物)上，以減緩在高環境溫度中隨時間衰變之過程。
此外，建立駐極體之方法描述於WO-A-01/27,371中。於此方法中，自非導電性聚合纖維形成材料形成一或多個游離纖維。將有效量的水噴霧於該等游離纖維上，及收集該等纖維，形成非織布纖維網。使藉此獲得之非織布網乾燥，形成非織布纖維駐極體網。
然而，長久以來便已知可藉由瀑布產生電荷。於1892年時，Philipp Lenard已公開關於瀑布電力之首篇論文(例如，參見Atmos. Chem. Phys.,7,2272-2275,2007)。Lenard已教示可藉由噴霧去離子水產生電荷，藉此形成大的及小的帶電液滴。因此，習此相關技術者在早期已知在游離纖維或所形成之非織布網上進行水淬冷步驟，可在經水淬冷之游離纖維或非織布網之表面上形成電荷。
本發明之目的係提供具有優異過濾性能且易於製造之非織布駐極體網，其帶有大量電荷且具有緩慢衰變特性。
本發明之其他目的將自以下論述獲知。
定義
於此論述中，咸了解以下術語具有如下文界定之定義。紡織品及織物應作為同義詞使用。
纖維係單個細長材料絲股。就熔紡纖維而言，該等材料包含(例如)熱塑性聚合物。用於製造纖維之另一種材料係再生纖維素。此外，各種其他可分解聚合物可採用溶劑紡織方法紡製。
微纖維係具有一般在0.1至20 μm範圍內之纖維直徑之纖維；奈米纖維係具有在50 nm至1 μm亞微米範圍內之纖維直徑之纖維。微纖維及奈米纖維可(例如)利用熔噴方法製備。由熔噴方法獲得之纖維稱為熔噴纖維。
前驅體網係未黏結之纖維網，即，未黏結網。
非織布係已藉由任何方式形成網，及藉由任何方式(除編織或針織外)黏結於一起之具有任何屬性或起源之纖維片或短紗。藉由濕式研磨獲得之毛氈不屬於非織布。
濕式編網係非織布網，但其條件係其等含有至少50%長度對直徑比為至少300之人造纖維或其他非植物源之纖維，或至少30%長度對直徑比為至少600之人造纖維，且最大表觀密度為0.40 g/cm3。
複合結構可視為非織布，但其條件係其等質量係由至少50%如上文定義之非織布構成，或由非織布成分佔主導地位。
紡黏網一般應指包含藉由自紡絲頭之複數個細毛細管擠製熔融熱塑性材料所形成纖維之網。擠製後，擠製纖維之直徑係藉由(例如)氣流或其他機轉牽引而快速縮小。網形成之後，可以黏結複數個纖維。
術語「聚合物」一般包括，但不限制於，均聚物、共聚物，如(例如)嵌段、接枝、隨機及交替共聚物；及其摻合物及改質物。此外，術語「聚合物」應包括該材料之所有可能分子排列。此等排列包括，但不限制於，形成該聚合物之循環單元的等規、對排及隨機排列。
術語”多層片”應意指含至少兩層相同或不同種類材料層之多層複合物或層壓物。此可係(例如)任何類型非織布與聚合膜、聚合纖維、熱壓延黏結片或超音波黏結片之組合。
出乎意料地，已發現可藉由在網形成製程之前或期間，以極性液體處理包含經選擇添加劑之特定組合之纖維，來製備高吸引性非織布駐極體網。藉此獲得之駐極體網甚至在網之後處理步驟(如，熱處理步驟或油霧處理步驟)中仍維持穩定之大量電荷。
因此，本發明係關於一種包含由熱塑性聚合物材料製得之纖維之非織布駐極體網，該熱塑性聚合物材料包含第一添加劑(a)及第二添加劑(b)，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽及/或自羧酸或胺衍生之有機醯胺。
本發明之非織布駐極體網之特徵在於包含至少該第一及第二添加劑。
於本發明之一實施例中，該第一添加劑(a)包含位阻胺，及第二添加劑(b)包含自羧酸及胺衍生之有機醯胺。於本發明之第二實施例中，該第一添加劑(a)包含位阻胺及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽。於本發明之第三實施例中，該第一添加劑(a)包含位阻胺及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽及自羧酸與胺衍生之有機醯胺。
適宜地，該第一添加劑(a)包含位阻胺及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽。較佳，該第一添加劑(a)包含位阻胺及該第二添加劑(b)包含自羧酸與胺衍生之有機醯胺。
熟習本項技術者將瞭解，用於本發明中之第一及第二添加劑係熔融可加工添加劑，即，可在熱塑性聚合物材料形成纖維之條件下加工之添加劑。
該第一添加劑(a)包含位阻胺。位阻胺係含有受擁擠空間環境包圍之胺官能基之化學化合物。其等具有諸如氣體洗滌、作為對抗光致聚合物降解之穩定劑及作為有機合成之試劑的用途。
當用作塑膠之光穩定劑時，此等化合物亦稱為位阻胺光穩定劑(HALS)。
一般而言，位阻胺之特徵在於存在一或多個2,2,6,6-四烷基哌啶基團，較佳為一或多個2,2,6,6-四烷基哌啶基-4-胺基基團。該等2,2,6,6-四烷基基團較佳係具有1至6個碳原子之脂族基團，例如，己基、戊基、丙基、乙基及甲基。較佳，所有四個烷基均係甲基。哌啶基較佳係共價鍵結於4-位或經由4-胺基鍵結至另一有機基團，較佳係鍵結至聚合物。
然而，在本發明中，該位阻胺係用作纖維因利用極性液體處理所產生電荷之捕集體。
市面上存在多種位阻胺商品。所有類型之位阻胺均可用於本發明中。較佳，該位阻胺係聚合位阻胺。以聚合位阻胺較佳，因為其等在纖維形成聚合物內之移動受到限制。根據本發明所使用之聚合位阻胺亦包括寡聚位阻胺。
於本發明中，第一添加劑(a)及第二添加劑(b)宜以基於總纖維重量之0.1至20重量%之量存在，較佳0.5至10重量%，及更佳0.5至3重量%。
較佳，該第一添加劑(a)包含以基於總纖維重量之0.5至3重量%之量存在於纖維中之聚合位阻胺，其中該聚合位阻胺含有經由4-胺基共價鍵結至聚合物主鏈之複數個2,2,6,6-四烷基-4-哌啶-4-胺基。更佳，該位阻胺包含聚-[[6-[(1,1,3,3-四甲基-丁基)胺基]-s-三嗪-2,4-二基]-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-亞胺基]-六亞甲基-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-亞胺基]]。亦已知後者化合物之商標名為Chimassorb 944(獲自BASF)。
可使用羧酸之金屬鹽及/或自羧酸與胺衍生之有機醯胺用作第二添加劑(b)。此等化合物在本技藝中一般稱為防阻斷劑，其等使聚合物膜之表面摩擦力降低。於本發明中，此等添加劑宜以基於總纖維重量之0.1至20重量%之量存在，較佳0.5至10重量%，及更佳0.5至3重量%。
於本發明中，該第二添加劑(b)係在熟化或熱處理纖維時用作駐極體荷的抗放電劑。
該第二添加劑(b)可係自羧酸及胺衍生之有機醯胺。市面上存在多種有機醯胺類型。本發明可使用各種不同有機醯胺。適宜地，該有機醯胺化合物係衍生自具有6至50，較佳14至22，更佳16至29個碳原子之羧酸，及胺。較佳，使用自有機二胺與兩個羧酸反應所衍生之有機雙醯胺。更佳，使用自脂族胺衍生之有機醯胺。最佳，使用自脂族二胺與脂族單或二羧酸衍生之有機醯胺。於羧酸基團中之脂族基團可為飽和或每分子含一或多個雙鍵之乙烯系不飽和。較佳，使用飽和脂族羧酸。
可用作根據本發明所使用之有機醯胺之組分的飽和脂族羧酸實例係己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十二碳六烯酸、二十碳六烯酸及二聚酸。
適宜用作有機醯胺之組分的乙烯系不飽和脂族羧酸實例係油酸。
適宜用作根據本發明所使用有機醯胺之組分的脂族胺實例係具有一或兩個一級及/或二級胺基且於脂族基團中含1至6個碳原子之脂族胺。較佳，該等脂族胺包含兩個一級及/或二級胺基及於脂族基團中含1至6個碳原子。適宜脂族胺之具體實例包括甲基胺、乙基胺、丙基胺、丁基胺、戊基胺、己基胺、1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷及1,6-二胺基己烷。
根據本發明所使用之較佳有機醯胺添加劑係已知之商標名Crodamide®(自Croda Polymer Additives)商品。最佳，該有機醯胺添加劑係以Crodamide® EBS所獲得之伸乙基-雙硬脂醯胺。
較佳，該第二添加劑(b)包含以基於總纖維重量之0.5至3重量%之量存在於纖維中之有機醯胺，其中該有機醯胺係衍生自具有14至22個碳原子之羧酸與含一或兩個一級及/或二級胺基之脂族胺。更佳，該第二添加劑(b)包含衍生自具有16至20個碳原子之飽和或乙烯系不飽和脂族單羧酸與具有兩個一級胺基之飽和脂族胺之雙醯胺。
於本發明之另一實施例中，該第二添加劑(b)包含宜具有6至50個碳原子之羧酸之金屬鹽。本技藝中一般已知此等化合物係用為聚合物膜之潤滑劑。於本發明中，此等添加劑宜以基於總纖維重量之0.1至20重量%之量存在，較佳0.5至10重量%，及更佳0.5至3重量%。
於本發明中，作用第二添加劑(b)之羧酸之金屬鹽係在熟化及熱處理纖維時用作駐極體電荷的抗放電劑。
根據本發明可使用各種不同的羧酸金屬鹽。適宜地，該 羧酸具有6至50，較佳10至30，更佳14至22及最佳16至20個碳原子。較佳，使用脂族單或二羧酸之金屬鹽。於羧酸基團中之脂族基團可係飽和或每分子含一或多個雙鍵之乙烯系不飽和。較佳係使用飽和脂族羧酸之金屬鹽。
適宜以金屬鹽形式用作第二添加劑(b)之飽和脂族羧酸實例係己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十二碳六烯酸、二十碳六烯酸及二聚酸。
適宜使用之乙烯系不飽和脂族羧酸之實例係油酸。
存在於該金屬鹽中之金屬離子宜為單價或多價。較佳，該金屬鹽係二價。存在於所使用金屬鹽中之金屬陽離子係鹼土金屬之陽離子。尤佳者係鈣陽離子或鎂陽離子。
根據本發明使用之較佳羧酸金屬鹽係硬脂酸鈣，或最佳係硬脂酸鎂。
較佳，該第二添加劑(b)包含以基於總纖維重量之0.5至3重量%之量存在於纖維中之羧酸金屬鹽，其中該羧酸金屬鹽較佳係含14至22個碳原子，更佳16至20個碳原子之羧酸之鹼土金屬鹽。最佳，使用具有16至20個碳原子之飽和或乙烯系不飽和單羧酸之鈣鹽或鎂鹽。
除了自羧酸與胺衍生之有機醯胺外，亦可使用羧酸之金屬鹽。有機醯胺與此等金屬鹽可依任何比例用作第二添加劑(b)。若使用有機醯胺與金屬鹽之組合，則此等添加劑之總量宜為基於總纖維重量之0.1至20重量%，較佳0.5至10重量%，及更佳0.5至3重量%。
本發明之非織布駐極體網可藉由相關技藝已知之各種網形成方法形成。其等實例係濕式成網或乾式成網方法。
較佳，本發明之非織布網係紡黏網。更佳，本發明之非織布網係包含微纖維及/或奈米纖維之網。更佳，本發明非織布網係熔噴網。
用於本發明非織布駐極體網中之纖維可具有不同形狀，且可由一或多個部分組成。因此，該等纖維可為均一組分纖維或雜組分纖維。後者可展現不同組態，例如，核-殼-纖維、並列纖維或海島型纖維。纖維形狀之實例為圓形、橢圓形、Δ形、矩形、三角形、正方形、X-、Y-、W-或Z-形，或雙或多模形。
於本發明之一較佳實施例中，非織布網具有梯度式纖維密度結構。較佳，此非織布網含有包含微纖維及/或奈米纖維之層。更佳，非織布網含有呈梯度式纖維密度結構之熔紡層。於梯度式纖維密度結構中，非織布網之纖維密度沿網平面之垂直方向變化。梯度式纖維密度結構可藉由在網形成製程期間改變纖維之沈積獲得。熟習本項技術者將理解為了獲得該梯度式纖維密度非織布網而需改變之製程參數。梯度式結構遵循深度過濾之原理。梯度式纖維密度可藉由自空氣入口(上游)至出口(下游)側普遍減小纖維尺寸或密度或其組合來形成。使用梯度式結構容許灰塵(粉塵)理想地穿過過濾-介質之整個深度。反之，表面過濾-介質在介質表面上形成濾餅，相對地快速增加壓力降。所述之壓力降及灰塵(粉塵)固持優點使過濾-介質在使用時獲得較長使用期限。因此，使用梯度式纖維密度在過濾-介質使用期限上具有顯著優點。
於本發明之另一較佳實施例中，非織布網包含具有不同纖維直徑之纖維，較佳係熔紡纖維，如細纖維及粗纖維，更佳係微纖維。於此實施例中，粗纖維較佳具有3至10 μm之平均纖維直徑，且細纖維較佳具有1至3 μm之平均纖維直徑。於具有非圓形橫截面之纖維中，上述平均值係指纖維橫截面之最大直徑之軸線。已發現，當使用包含第一與第二添加劑(a)與(b)之粗纖維與精細纖維的組合時，可以改良具有梯度式纖維密度結構之非織布網之形成。
若將具有不同直徑之纖維用於本發明中，則具有較大直徑之纖維比例宜介於總纖維數量之50至80%之間，及具有較小直徑之纖維比例宜介於20至50%之間。
本發明之非織布駐極體網可自任何溶劑及/或熔融可紡織材料形成，較佳係自熱塑性聚合物材料形成。聚合物材料之屬性不嚴格要求，條件係其容許在所選擇之紡織溫度下進行處理而不降解；其具有充分高之分子量，以保證可進行熔紡製程或溶劑紡織製程；且其在紡織溫度下具有容許該聚合物進行紡織之黏度。
較佳聚合物之實例係熱塑性聚合物，較佳係熱塑性聚酯、熱塑性聚醯胺、熱塑性聚胺基甲酸酯、熱塑性聚烯烴。較佳聚烯烴包括聚乙烯及/或聚丙烯。
本發明之特別值得注意的實施例中，本發明之非織布網包含纖維，其中形成該纖維之聚合物係聚烯烴或不同聚烯烴之組合。較佳，形成該纖維之聚合物係聚丙烯或不同聚丙烯之組合。
本發明非織布駐極體網之面積重量宜介於1至300 g/m2之間。
本發明之非織布駐極體網可加工成習知單層網或可與其他層狀材料組合，以形成多層片。較佳，將熔噴網與一或多層習知非織布層(例如，紡黏層)組合。該等熔噴層宜直接在習知非織布層之表面上形成。
本發明亦提供一種多層片，其中至少一層係自本發明之非織布駐極體網形成。
於本發明之較佳實施例中，多層片包含硬化非織布、網或網格層，使其可以打摺，該層在其至少一層表面上含有一層包含微纖維及/或奈米纖維之網層。此層含有由熱塑性聚合物製成之熔噴纖維，該等熱塑性聚合物含有包含位阻胺之第一添加劑(a)及包含羧酸金屬鹽及/或自羧酸與胺衍生之有機醯胺之第二添加劑(b)。
於本發明之另一較佳實施例中，多層片包含非織布駐極體層與選自由濕式成網高容量紙、乾式成網高容量紙、高體積熔噴非織布、模塊紡黏非織布及微丹尼爾紡黏非織布層組成之群之粗過濾層的組合，該粗過濾層係位於沿非織布駐極體網層之空氣流動方向的上游。
此粗過濾層係(例如)描述於EP 0 960 645 A2中。該粗過濾層係由粗纖維製成之一層，一般具有低密度。
本發明亦係關於一種製造本發明非織布駐極體網之方法。因此，本發明亦係關於一種製造非織布駐極體網之方法，該方法包含步驟：
i)　提供包含聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽及/或自羧酸與胺衍生之有機醯胺；
ii)　自該熱塑性聚合物材料形成纖維；
iii)　自步驟(ii)所形成之纖維形成非織布網；及；
iv)　藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維及/或步驟(iii)所形成之非織布，以獲得具有駐極體電荷之非織布。
適宜用於該方法之熱塑性聚合物材料、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)已於上文中定義。
於步驟(iii)中，可使用任何已知的網形成方法。
於步驟(iii)中，較佳使用乾式成網方法。較佳地，於步驟(ii)中，使用紡黏方法或熔噴方法。更佳地，於步驟(ii)中，使用熔噴方法。
於步驟(iv)中，藉由有效量之極性液體處理步驟(ii)中形成之纖維及/或步驟(iii)中形成之非織布網，而獲得具有駐極體電荷之非織布網。適宜地，藉由噴霧處理方式進行此處理。該極性液體可為液態醇或水。較佳使用水作為該極性液體。較佳使用蒸餾水或去離子水。亦可使用極性液體之混合物。較佳藉由噴嘴或任何其他可形成包含具有不同液滴直徑之部分的液滴之液滴形成裝置，將該極性液體噴霧於步驟(ii)中形成之纖維及/或步驟(iii)中形成之非織布上。
適宜地，該極性液體係於形成後立即(例如，於纖維離開噴絲頭後立即)噴霧於纖維上。已知在纖維形成後立即將諸如水之極性液體作為淬冷液體，用於冷卻纖維。若使用水作為淬冷液體時，此冷卻步驟稱為水淬冷。
就此而言，觀察到US 3,959,421揭示一種習知熔噴模頭及收集器裝置，其間佈置有水噴嘴。該等噴嘴係空氣驅動式噴嘴，其等使用壓縮空氣來打碎或霧化液態水，產生水液滴噴霧。將該等液滴引導至擠製纖維之相反面上原本以未淬冷方法形成噴射之上游位置處。水液滴主要係藉由蒸發冷卻來冷卻纖維，其中液態水液滴經汽化，藉此自纖維移除汽化潛熱。所揭示之應用淬冷液體容許高達約3.0 lb/hr/in之生產速率。生產速率係受不導致形成所謂之濕網時之最大容許淬冷水速率之限制。於本文中，濕網係具有截留於織物空隙內之液態水之網。
此外，US 4,594,202揭示空氣驅動水霧化器噴嘴於產生具有超過2.5微米纖維直徑之管狀熔噴物中之用途。
由這兩件美國專利案說明書可知，蒸發淬冷應用之改良對改善熔噴方法之整體經濟效益(以在高生產速率下避免噴射之觀點而言)以及在一定生產速率範圍內改良網性質均甚為重要。
於本發明之方法中，用於極性液體之噴嘴可係如US 3,959,421及US 4,594,202中所揭示般佈置。該等噴嘴(例如)可用於熔噴裝置，但亦可用於其他網形成裝置，如習知紡黏裝置中。於本發明之另一實施例中，可將噴嘴佈置於纖維加工之稍後階段中，例如，使所形成纖維在噴絲頭與輸送帶之間移動或捲繞濾網以形成網之裝置部分，或將纖維收集於輸送帶上或捲繞濾網並形成非織布網之裝置部分。
於步驟(iv)中，藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維及/或步驟(iii)所形成之非織布網，以獲得具有駐極體電荷之非織布。可藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維，可藉由極性液體處理步驟(iii)所形成之非織布網，或可藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維及步驟(iii)所形成之非織布網。於後者情況中，在所使用極性液體總量中取一部分來處理步驟(ii)所形成之纖維，而使用其餘部分之極性液體來處理步驟(iii)所形成之非織布網。使用有效量之極性液體，以提供具有駐極體電荷之非織布網。然而，重要的是不使用過多極性液體，否則將獲得濕網，而需要隨後的乾燥步驟(v)。較佳地，本方法係在不需要另外乾燥步驟之極性液體使用量下進行。較佳地，先藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維，然後再使該等纖維進行步驟(iii)中之網形成。更佳地，僅藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維，然後再使此等纖維進行步驟(iii)中之網形成。
因此，製造非織布駐極體網之本方法較佳包含步驟：
i)　提供包含聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽及/或自羧酸與胺衍生之有機醯胺；
ii)　自該熱塑性聚合物材料形成纖維；
iii)　藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維；
iv)　自步驟(iii)所形成纖維形成具有駐極體電荷之非織布網。
於本發明之方法中，所施用之極性液體之量足以產生駐極體性質。較佳，在步驟(iii)之網形成期間蒸發該極性液體，而無需隨後乾燥步驟，但此乾燥步驟可視需要存在。
較佳，在形成纖維後立即(例如，在纖維離開噴絲頭後立即)將該極性液體施用至該等纖維。
本發明方法之較佳實施例中，於10至150巴，更佳30至120巴之壓力下，將極性液體施用(較佳係噴霧)於纖維上。
藉由本發明方法製造之非織布駐極體網可於形成未壓實網之後適宜地穩定化。可使用已知的穩定化處理，其一般包括(流體)機械處理法及/或使用黏著劑。該黏著劑可施用至未穩定化之網及/或可藉由在該未穩定化之網中使用黏結劑纖維，及藉由熱軋作用形成。此等黏著劑亦係本技藝所熟知。
用於本發明熱塑性聚合物材料之第一添加劑(a)與第二添加劑(b)之組合即使在極端環境條件下(如高溫及高濕度)，仍可獲得具有高駐極體電荷密度及高電荷穩定性之非織布駐極體網。根據本發明，可獲得展現顯著性能改良之非織布駐極體網。本發明非織布駐極體網令人滿意地通過EN 149:2009熟化測試，及EN779新草案中所述之挑戰處理，於該挑戰處理中，使用異丙醇處理過濾介質。由於使用第一添加劑(a)與第二添加劑(b)之組合，當與標準帶電暈非織布駐極體網對比時，可極大幅降低噴嘴中之壓力降及/或非織布駐極體網之總面積重量。
本發明之非織布駐極體網可用於推薦使用駐極體網之所有技術領域中。較佳，此等網係用作針對清潔目的之過濾材料或除塵織物。因此，本發明亦係關於本發明之非織布駐極體網或本發明之多層片作為過濾材料或針對清潔目的之除塵織物之用途。
本發明之非織布駐極體網可用於(例如)製造FFP1-FFP3呼吸器介質。該等網可用於空氣過濾中之所有領域，例如，用於HVAC(「加熱、通風及空氣調節」)、加工空氣過濾、座艙空氣清淨機、清淨室設備、真空清淨機及工業除塵中。
本發明亦係關於一種由熱塑性聚合物材料製成之纖維，該熱塑性聚合物材料包含第一添加劑(a)及第二添加劑(b)，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽及/或自羧酸與胺衍生之有機醯胺。
本發明亦係提供一種製造本發明纖維之方法。因此，本發明亦關於一種製造纖維之方法，其包含步驟：
i)　提供包含聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺及該第二添加劑(b)包含羧酸金屬鹽及/或自羧酸與胺衍生之有機醯胺；
ii)　自該熱塑性聚合物材料形成纖維；及
iii)　藉由極性液體處理步驟(ii)所形成之纖維。
適宜用於該方法中之熱塑性聚合物材料、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)已於上文中定義。
本發明亦係關於一種包含本發明非織布駐極體網或纖維之物件。此物件之實例包括過濾器及除塵織物。
以下實例將說明本發明但未加以限制。
實例1(對照實例)
測試各種不同網。由含有不同熱塑性聚合物材料之纖維製造許多種網。藉由標準熔噴方法及隨後電暈處理，製造第一種網。該第一種網係由800 g/10' MFR聚丙烯樹脂(200℃，2.16 kg，依照ISO 1133)形成。於紡織前，將聚丙烯樹脂與1.6重量% EBS(市售乙烯雙硬脂醯胺)混合。藉此獲得之纖維經由網形成製程形成含兩層熔噴材料之網。將藉此獲得之網曝露於電暈放電單元，讓電荷置於纖維表面上。選擇該等製程條件，以便於熟化後獲得大於94%之效率。
實例2(對照實例)
如實例1般製備第二種網，但熱塑性聚合物材料改含有1.6重量% 944來替代1.6重量% Crodamide EBS；不使用電暈處理；且所獲得之纖維經由50巴之壓力下之水噴霧，然後使經噴霧之纖維進行網形成製程。將形成大液滴及小液滴部分之水以90°角噴霧至來自熔噴噴絲頭之纖維流中。與已知水淬冷步驟不同，此處重點在於在纖維上產生所需量之駐極體電荷。藉此獲得之第二種網含有駐極體電荷。
實例3(本發明)
如實例2般製備第三種網，但熱塑性聚合物材料亦含有1.6重量%之 EBS。
於實例2與3中，依可獲得類似纖維直徑方式製成網。
對該三種網進行壓力降及穿透評估測試，該等測試係利用具有20 +/- 5 mg/m3之石蠟油氣溶膠濃度之Lorenz FMP 03測試機實施。
為了評估熟化後之網，依EN 149:2009所述，分別測試處理後之該三種網。使所述之網於70℃下處理24小時之後，評估石蠟油氣溶膠之穿透性。靜置4小時之後，使網在-30℃下處理24小時。在4小時靜置及120 mg石蠟油氣溶膠負載後，測定穿透值。此石蠟油處理及負載過程於下文中稱為熟化。其分別呈現之結果係六次單值之平均值。
利用DIN EN 29073-1/ISO 9073-1測定網之面積重量，藉此將面積重量四捨五入至下一個十進數位。所有測定之面積重量均以兩層之總和及六次單值之平均值表示，且該等面積重量係於熟化前測定。
圖1出示該網在FFP2介質熟化(根據EN149:2009)後之性能。
自圖1可知，當與並非根據本發明之第一種網及第二種網對比時，本發明之第三種網在關於石蠟油氣溶膠效率及壓力降中展現優異性質。就此而言，將瞭解，該第三種網展現顯著改良之石蠟油氣溶膠效率(99.35%分別相對於95.5%及90.8%)，同時其壓力降極接近第二種網。
圖1出示實例1至3之網在FFP2介質熟化後的性能。
(無元件符號說明)

Claims (21)

  1. 一種非織布駐極體網，其包括由包含熱塑性聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料製成之纖維，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含自具有6至50個碳原子之羧酸與具有一或兩個一級及/或二級胺基且於脂族基團中含1至6個碳原子之脂族胺衍生之有機脂族醯胺，其中該非織布駐極體網包括纖維分布，包含(i)具有大於3至10μm間之平均纖維直徑之粗纖維，(ii)具有1至3μm間之平均纖維直徑之細纖維，及(iii)具有50至1000nm間之平均纖維直徑之奈米纖維，且其中該細纖維、該奈米纖維或兩者包含熔噴纖維。
  2. 如請求項1之非織布駐極體網，其中該第一添加劑(a)及該第二添加劑(b)係分別以基於總纖維重量之0.5至3重量%之量存在。
  3. 如請求項1或2之非織布駐極體網，其中該第二添加劑(b)包含自具有16至29個碳原子之羧酸與該脂族胺衍生之有機脂族醯胺。
  4. 如請求項1或2之非織布駐極體網，其中該第二添加劑(b)包含自脂族二胺與兩個羧酸衍生之有機脂族雙醯胺，其中該兩個羧酸為不同的。
  5. 如請求項1或2之非織布駐極體網，其中該第二添加劑(b)包含自脂族二胺與二羧酸衍生之有機脂族雙醯胺。
  6. 如請求項1或2之非織布駐極體網，其中該非織布具有梯 度式纖維密度結構。
  7. 如請求項1之非織布駐極體網，其中基於總纖維數量計，該等粗纖維之比例係介於50至80%之間，及該等細纖維之比例係介於20至50%之間。
  8. 如請求項1或2之非織布駐極體網，其中該熱塑性聚合物包含聚丙烯或不同聚丙烯之組合。
  9. 一種多層片，其包含至少一層如請求項1至8中任一項之非織布駐極體網。
  10. 一種製造如請求項1至8中任一項之非織布駐極體網之方法，該方法包含以下步驟：(i)提供包含熱塑性聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含自具有6至50個碳原子之羧酸與具有一或兩個一級及/或二級胺基且於脂族基團中含1至6個碳原子之脂族胺衍生之有機脂族醯胺；(ii)自該熱塑性聚合物材料形成纖維，其中該纖維包含具有大於3至10μm間之平均纖維直徑之粗纖維、具有1至3μm間之平均纖維直徑之細纖維及具有50至1000nm間之平均纖維直徑之奈米纖維；(iii)自步驟(ii)中形成之該等纖維形成非織布網，其中該非織布網包括纖維分布，包含(i)具有大於3至10μm間之平均纖維直徑之粗纖維，(ii)具有1至3μm間之平均纖維直徑之細纖維，及(iii)具有50至1000nm間 之平均纖維直徑之奈米纖維，且其中該細纖維、該奈米纖維或兩者包含熔噴纖維；及iv)藉由極性液體處理步驟(ii)中形成之該等纖維及/或步驟(iii)中形成之該非織布網，而獲得具有駐極體電荷之非織布駐極體網。
  11. 如請求項10之方法，其中先藉由該極性液體處理步驟(ii)中形成之該等纖維，然後再使該等纖維進行步驟(iii)中之網形成。
  12. 如請求項10或11之方法，其中該極性液體係呈液滴形式之水，其包含具有不同液滴直徑之部分。
  13. 如請求項10或11之方法，其中於該等纖維離開噴絲頭後立即將該極性液體噴霧至該等纖維。
  14. 如請求項10或11之方法，其中在介於30至120巴間之壓力下將該極性液體噴霧於步驟(ii)中形成之該等纖維及/或步驟(iii)中形成之該非織布網。
  15. 一種粗纖維、細纖維及奈米纖維之纖維組合，其係由包含熱塑性聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料製成，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含自具有6至50個碳原子之羧酸與具有一或兩個一級及/或二級胺基且於脂族基團中含1至6個碳原子之脂族胺衍生之有機脂族醯胺，其中該粗纖維具有大於3至10μm間之平均纖維直徑，該細纖維具有1至3μm間之平均纖維直徑，及該奈米纖維具有50至1000nm間之平均纖維直徑。
  16. 一種製造粗纖維、細纖維及奈米纖維之纖維組合之方法，其包含以下步驟：(i)提供包含熱塑性聚合物、第一添加劑(a)及第二添加劑(b)之熱塑性聚合物材料，其中該第一添加劑(a)包含位阻胺，及該第二添加劑(b)包含自具有6至50個碳原子之羧酸與具有一或兩個一級及/或二級胺基且於脂族基團中含1至6個碳原子之脂族胺衍生之有機脂族醯胺；(ii)自該熱塑性聚合物材料形成纖維，其中該纖維具有纖維分布，包含(i)具有大於3至10μm間之平均纖維直徑之粗纖維，(ii)具有1至3μm間之平均纖維直徑之細纖維，及(iii)具有50至1000nm間之平均纖維直徑之奈米纖維，且其中該細纖維、該奈米纖維或兩者包含熔噴纖維；及(iii)藉由極性液體處理步驟(ii)中形成之該纖維以獲得駐極電荷。
  17. 一種用於過濾液體或從表面移除粉塵之方法，其包括使如請求項1至8中任一項之非織布駐極體網與該液體或表面接觸。
  18. 一種物件，其包含如請求項1至8中任一項之非織布駐極體網。
  19. 一種用於過濾液體或從表面移除粉塵之方法，其包括使如請求項9之多層片與該液體或表面接觸。
  20. 一種物件，其包含如請求項9之多層片。
  21. 一種物件，其包含如請求項15之纖維組合。
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