驻极体聚丙烯熔喷非织造布及其制造方法

专利

公开号CN1544724 A 发布类型申请

专利申请号CN 200310107113公开日2004年11月10日申请日期2003年11月27日优先权日2003年11月27日公告号CN1242104C 发明者程博闻, 康卫民申请人天津工业大学

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被以下专利引用 (7), 分类 (3), 法律事件 (4)

外部链接: 中国国家知识产权局, 欧洲专利数据库 (Espacenet)

权利要求(5)

1.一种驻极体聚丙烯熔喷非织造布，其质量百分比组分为：聚丙烯 95％～97％，电气石 3％～5％；所述的电气石平均粒径不超过0.5微米。

2.根据权利要求1所述的驻极体聚丙烯熔喷非织造布，其特征在于所述的

电气石平均粒径不超过0.3微米。

3.一种如权利要求1或2所述的驻极体聚丙烯熔喷非织造布的制造方法，包括如下步骤：(1)先将所述比例的电气石微粒以20％的质量百分比与聚丙烯切片分散均匀混合熔融，制成母粒；所述电气石微粒的分散均匀混合采用占电气石微粒质量百分比的下列助剂进行：偶联剂 3～10％；分散剂 2～5％；抗氧剂 0.01～0.1％；所述的偶联剂为钛酸酯类或硅烷类中的一种；所述的分散剂为低分子聚乙烯蜡；所述的抗氧剂为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；(2)再将所得母粒以15～25％质量百分比与聚丙烯切片均匀混合熔融、挤出，在高速热空气流下拉伸，制成所述的驻极体聚丙烯熔喷非织造布。

4.根据权利要求3所述的驻极体聚丙烯熔喷非织造布制造方法，其特征在于将所述制成的熔喷非织造布进一步用高压电晕放电处理，制成复合驻极体聚丙烯熔喷非织造布。

5.根据权利要求3或4所述的驻极体聚丙烯熔喷非织造布制造方法，其特征在于所述偶联剂需要用量为其体积1～3倍的稀释剂石油醚稀释。

驻极体聚丙烯熔喷非织造布及其制造方法

CN 1544724 A

摘要

本发明涉及一种驻极体聚丙烯熔喷非织造布及其制造方法，其产品的质量百分比组分为：聚丙烯95～97％，平均粒径不超过0.5微米的电气石3～5％；其制造方法包括：(1)先将所述比例的电气石微粒以20％的质量百分比与聚丙烯切片分散均匀混合熔融，制成母粒；制粒采用占电气石微粒质量百分比的助剂为：偶联剂3～10％；分散剂2～5％；抗氧剂0.01～0.1％；(2)再将所得母粒以15～25％质量百分比与聚丙烯切片均匀混合熔融、挤出，在高速热空气流下拉伸，制成本发明产品。该产品具有较好的高温高湿环境工作适应性，可用于液体过滤，还具有预防和控菌抗毒等作用；该制造方法具有工艺简单，不需要特殊设备，工业化实施容易等特点。

说明

驻极体聚丙烯熔喷非织造布及其制造方法技术领域

本发明涉及非织造布技术，具体为一种驻极体聚丙烯熔喷非织造布及其制造方法技术，国际专利分类号拟为Int.C17D06M 11/00。背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的改善，人们对环境质量要求越来越高。但由于世界范围内工农业生产的高速发展，加剧了人类生活环境的污染。其中空气中的粉尘、细菌和病毒，水中的重金属离子、微生物等都对人类健康构成极大威胁。如何处理这些污染，净化空气和水资源，以及有效预防和控制病菌等是当前亟待解决的重要问题。

纤维过滤材料就是一种处理污染，净化空气和水源的常用材料。其捕尘机理主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞、直接拦截等机械阻挡作用，但这种机械阻挡作用对粒径小于1μm 以下的粒子过滤效果很差，不能起到净化作用。如果除原有的机械阻挡作用外，在空气过滤的过程中增加静电吸附，依靠库仑力直接吸引气相中的带电微粒并将其捕获，或诱导中性微粒产生极性再将其捕获，就可以更有效地过滤气体载体相中的亚微粒子，大大增强过滤效率，而空气阻力却不会增加。这就是所谓的高效低阻过滤材料。驻极体材料恰好具有这一性质。

驻极体是指具有长期储存电荷功能的电介质材料，它所储存的电荷可以是外界注入的单极性真实电荷(或称空间电荷)，也可以是极性电介质中偶极子有序取向而形成的偶极电荷，或者两类电荷同时兼有。

当熔喷法纤维从喷孔喷出纤维后，若受到带电质子如电子或离子的轰击，就可以使得熔喷法纤维基材成为驻极体；同样，当微纤维基材收集以后，使其受到电晕处理，也可使其成为驻极体。关于给非织造布纤维网充电使之成为驻极体已有许多相关专利报道。例如，Klaase 等在美国专利US 4588537中报道：采用电晕处理，可以使电荷注射入到驻极体过滤器中。Kubik 等在美国专利US42156821中指出：熔喷法纺制的纤维在刚从熔喷孔挤出之时，即受到离子辐射及电子轰击，可以使该纤维在大气中以极快的速度固化，并被收集成为驻极体纤维网。Matsuura 等在美国专利US 5256176中揭示：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方法。Angadjivand 等在美国专利US 5496057中指出：冲击非织造布微纤维网的水滴，使网带电。其它涉及纤网充电和纤维带电专利还有美国No.4904174，No.4592815和No.5122048等。

在天然矿物中，也存在具有永久极性的材料。其中，电气石是永久极性自发电极性最强的材料，并且其极化矢量不会受到外部电场的影响。1993年日本学者中村辉太郎发表了一篇“关于电气石性能”的报告，许多学者对此产生兴趣，并且研制出了电气石驻极体纤维。涉及到电气石驻极体纤维的专利有日本的平6-104926和中国专利CN1266119A 等。

尽管驻极体熔喷非织造布的相关报道很多，但目前该类产品还存在着明显的不足：不宜在较高温度或较大湿度的环境下使用，不能用于液体过滤。其因在于：这些环境下驻极体熔喷非织造布的电荷很快就会衰减，甚至消失，丧失了静电吸附功能，影响了产品的使用范围和寿命。

迄今为至，高效、低阻过滤材料研究报道很多。1954年5月25日出版的Naval Research Laboratories 的报告第4364号中，

Van A.Wente 等人发表的“超细有机纤维的制造(Manufacture of Supper Fine Organic Fiber)”，一文中所述的熔喷法设备制造的聚丙烯非织造纤维基材就引起了人们的注意，该产品一直广泛地用于细粒污染物的过滤。随后，许多公司开始研究熔喷非织造

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