耐含油烟雾的驻极体制品和过滤器制造技术

含有聚合物和性能增强添加剂的新型驻极体制品能够以它们的热激导电性或过滤性能来标识。驻极体制品例如无纺布过滤器网和呼吸器表现出优秀的载含油烟雾的性能、低透过性和小压力降。该驻极体制品优选的制造方式是：将聚合物和选自式（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）的含氯化合物添加剂的共混物进行熔喷。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及驻极体制品、驻极体过滤器、使用驻极体过滤器的呼吸器，和涉及驻极体过滤器自气体中排除微粒、尤其自空气中排除烟雾的用途。本专利技术尤其涉及性能得以改进的驻极体过滤器。背景科学家和工程师长期以来一直致力于改进空气过滤器的过滤性能。一些最有效的空气过滤器是使用驻极体制品。驻极体制品表现出持久的或准持久的带电性。见Springer Verlag的《驻极体》，由G.M.Sessler编辑，1987年于纽约出版。研究人员付出了大量的努力，改进用于过滤器的驻极体制品的性能。尽管对制造改进的驻极体制品进行了深入的研究，但工艺变量的影响还是不十分清楚，通常，如果可能预测的话，要预测变化的工艺条件的影响也很困难。对驻极体制品具有特殊的性能要求，例如电荷稳定性、载荷性能、耐接触潮气和油的性能等，它们会显著地受加工步骤的影响，该加工步骤通常对无纺织物和类似织物的材料是无害的或有益的。因此，在缺少广泛实验数据的情况下，常常难于搞清具体的加工步骤(例如骤冷)是否对所形成制品的驻极体性能产生影响。一种已经报道的改进驻极体过滤器性能的方法，是将性能增强添加剂混进用来形成驻极体纤维的聚合物中。例如，Jones等人在美国专利No.5411576和5472481中揭示了通过挤出聚合物和可熔融加工的含氟化合物的共混物形成微纤维网、接着进行退火和电晕处理而制成的驻极体过滤器。Lifshutz等人在WO96/26783(对应于美国专利No.5645627)中报道了通过挤出聚合物与脂肪酸酰胺或含氟化合物噁唑烷酮含氟化合物的共混物形成微纤维网、接着使形成的网进行退火和电晕处理而制成的驻极体过滤器。其他的改进驻极体制品的充电性能的技术也有报道。例如，Klaase等在美国专利No.4588537中报道，采用电晕处理，使电荷注射入驻极体过滤器中。Angadjivand等在美国专利No.5496507中指出冲击无纺布微纤维网上的水滴，使网带电。Rousseau等在WO97/07272中揭示了通过挤出聚合物与含氟化合物或有机三嗪化合物的共混物形成微纤维网、接着冲击网上的水滴使网带电而形成的驻极体过滤器，由此改进了流体充电网的过滤性能。Matsuura等人在美国专利No.5256176中揭示了通过将驻极体暴露于施加电荷的交替循环中、接着加热制品来制造稳定驻极体的工艺。Matsuura等未揭示含有增强载含油烟雾性能的添加剂的驻极体。专利技术的概述本专利技术提供含有聚合物和性能增强添加剂(如下所述，也可以加入其他成分)的驻极体。驻极体制品尤其在用作过滤器时，能够呈纤维或膜的形式，或它可以呈无纺布网的形式。本专利技术人发现含有聚合物和性能增强添加剂的低结晶成分尤其有用，因为它们能够制成性能优秀的驻极体过滤器。如下所述，低结晶成分能够通过在加工过程中引入骤冷步骤而制成。与不经骤冷工序的材料相比，骤冷降低材料的有序度(例如结晶度)。在熔体材料转变成所要求的形状之后不久或同时，进行骤冷。通常材料经过模口挤出而成形，并在离开模口之后立刻骤冷(通常对挤出物施用冷却液)。本专利技术也提供独特的含有聚合物和性能增强添加剂的驻极体制品，其中制品具有热激放电电流(TSDC)谱，它显示一个峰，其半高宽小于约30℃，由TSDC测试工序3测得。装有表现出这些独特TSDC谱特性的驻极体过滤器的驻极体制品，能够表现出异常优秀的过滤性能。本专利技术包括装有驻极体制品的制品，也包括使用本专利技术的驻极体制品自气体中排除固态微粒或液态烟雾的方法。本专利技术还提供表现出优秀性能的驻极体过滤器，该性能是不使用本专利技术驻极体制品的构造相似的过滤器所达不到的。这些过滤器含有由聚合物和性能增强添加剂的共混物制成的纤维，而且它们表现出优秀的二辛基酞酸酯(DOP)液态烟雾的载荷性能。DOP液态烟雾载荷性能的定义与实施例部分的具体测试有关。优选的过滤器表现出增强的载含油烟雾的性能，烟雾或微粒的透过性能下降，液态烟雾存在下电荷稳定，而同时在通过过滤器时表现出小的压降。本专利技术的驻极体制品可以用于多种过滤用途，包括呼吸器例如面具、家用和工业用空调器、炉子、空气净化器、真空净化器、医用和其他的空气管道过滤器、汽车和电子设备例如计算机和磁盘驱动器内的空气净化系统。本专利技术也提供含有驻极体过滤器的呼吸器，该驻极体过滤器包括含有驻极体纤维的无纺布网，该纤维含有聚合物和性能增强添加剂的共混物，它还包括将呼吸器固定到人身体上的支撑结构，和戴呼吸器时适于装到人的口和鼻上方的杯状物，该呼吸器在采用国家协会针对液态微粒测试负压呼吸器的职业安全与健康微粒过滤器的透过程序(程序APRS-STP-0051-00)测试时，表现出大于400毫克DOP的Min@Chl值，其中呼吸器的暴露的表面积约为180厘米2，或者将呼吸器的暴露的表面积调节至约180厘米2进行测试。用于制造驻极体过滤器的中间体组合物也是本专利技术一个方面。中间体组合物能够包括纤维无纺布网，该纤维含有结晶度低于0.3的聚丙烯和性能增强添加剂，该结晶度由6-36°散射角范围内的结晶峰强度对总散射强度的比率测得。将90-99.8％(重量)的有机聚合物与0.2-10％(重量)性能增强添加剂的混合物共混并挤出，就能够制成中间体组合物，其中，在熔喷条件下通过模具挤出纤维，并以纤维网的形式收集，其中纤维在收集之前骤冷。附图的简要说明附图说明图1是说明根据本专利技术制造驻极体过滤器中间成分的工艺的流程图。图2显示自非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“攻击时的最小值”与退火之前的样品的结晶度的关系图。正如在实施例部分中详细说明的一样，此数据通过在一个仪器内将过滤器网暴露于DOP液态烟雾而获得，该仪器测量流入和流出过滤器的DOP液态烟雾的浓度。将流出烟雾浓度除以流入浓度并乘100，来计算透过百分率。图3显示自非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图4显示自非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图5显示自骤冷和非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图6显示自骤冷和非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图7显示自骤冷和非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图8显示自骤冷和非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图9显示自骤冷和非骤冷的退火驻极体过滤器切下的样品的“Min@Chl”与退火之前的样品的结晶度的关系图。图10显示装有本专利技术驻极体过滤器的呼吸器或过滤面具10。图11显示呼吸器主体17的横切面图。图12显示含有聚合物和性能增强添加剂的未充电网的热激放电电流(TSDC)谱，该网在2.5千伏/毫米的电场中于100℃下极化1分钟。网由下列4种工序制成a)骤冷、不退火，b)不骤冷、不退火，c)骤冷、退火，d)不骤冷、退火。图13a显示了6个含有聚合物和性能增强添加剂的未退火和未充电网样品的结晶度，与已经在2.5千伏/毫米的电场中于100℃极化1分钟的样品退火后(未充电)的电荷密度的关系图。图13b显示了6个含有聚合物和性能增本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有聚合物和性能增强添加剂的驻极体制品，其中所述制品具有热激放电电流（ＴＳＤＣ）谱，显示一个半高宽低于约３０℃的峰，由ＴＳＤＣ测试程序３测得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD鲁索，ME琼斯，BZ梅，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]