專利名稱：空氣過濾材料及其應用和制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有靜電效力的空氣過濾材料，該材料由一種(Ⅰ)聚烯烴纖維和(Ⅱ)聚丙烯腈纖維的混合物構成，其中兩種纖維不含潤滑劑和抗靜電劑，也不柔軟。此外本發(fā)明還涉及空氣過濾材料一種相應的制備方法和應用。
EP-B10246811描述了一種這種類型的空氣過濾材料。其制備方法是取得(Ⅰ)聚烯烴纖維并脫除潤滑劑和抗靜電劑，或者確保不存在潤滑劑和抗靜電劑，然后取得(Ⅱ)一種包含一或多種鹵素取代的聚烯烴以及例如丙烯腈單元的加聚物纖維，將潤滑劑和抗靜電劑從纖維(Ⅱ)上除掉，隨后將纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)相混合。由此應當得到一種有靜電效力的空氣過濾材料，該材料在高過濾容量時材料成本低，通過空氣的阻力小且材料不易燃。該空氣過濾材料應當適合用于例如防塵頭盔和面罩。
該已知方案中重要的是在將纖維混在一起之前分別凈化處理，其中“凈化”系指其不許具有潤滑劑和抗靜電劑層。該凈化處理例如可以通過用一種非離子表面活性劑、用堿或溶劑沖洗來實現，沖洗后都接有吹凈工序。
所產生的空氣過濾材料滿足了該專利說明書所述的技術要求，但卻有一個缺點，其可加工性受到限制例如，它只能在具備附加加固的強化狀態(tài)下制成形狀穩(wěn)定的，按人體定形的呼吸面罩。
EP-A10246811指出，纖維網在25針/厘米時“容易”針刺。為了制備硬挺或密實的纖維網材料，只建議針刺得更結實些。但這些措施在許多情況下并不能造成所需的硬度，如同通過強化狀態(tài)所達到的那樣。然而，這總是要求另外添加材料并會明顯增加穿流阻力。
本發(fā)明的任務在于，使所述類型的空氣過濾材料在結構、應用和制備方面最優(yōu)化，使其可在不損失至今達到的過濾器技術性能和不必另設強化狀態(tài)的條件下制成形狀穩(wěn)定的空氣過濾器，如其例如在對于呼吸面罩，但在一是情況下對于空氣輸送儀器內件也需要的那樣。
本發(fā)明涉及具有靜電效力的空氣過濾材料，該材料不含潤滑劑和抗靜電劑，由(Ⅰ)聚烯烴纖維和(Ⅱ)聚丙烯腈纖維的混合物組成，其特征在于，該過濾材料是形狀穩(wěn)定的，纖維(Ⅰ)是核/殼或面/面型聚丙烯/聚乙烯雙組分纖維，且纖維(Ⅱ)不含鹵素；以過濾材料表面積計，纖維(Ⅰ)對纖維(Ⅱ)之比為30∶70至80∶20。
纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)比100μm細，纖維長度為30至200mm。纖維在模型中壓鑄，沖壓，焊接或深引伸。空氣過濾材料是由多層單面組成的有效過濾層狀組件。過濾材料用于集固體和液體氣溶胺。
本發(fā)明還涉及制備具有靜電效力的空氣過濾材料的方法，該過濾材料不含潤滑劑和抗靜電劑或通過洗滌纖維而將其脫去，其中使用(Ⅰ)聚烯烴纖維和(Ⅱ)聚丙烯腈纖維的一種混合物，并針刺形成纖維網的混合纖維，其特征在于，使用聚丙烯/聚乙烯的核/殼或面/面型異質纖維作為(Ⅰ)和無鹵素聚丙烯腈纖維作為(Ⅱ)，將纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)在洗滌之前按纖維(Ⅰ)對纖維(Ⅱ)為3070至8020的重量比相互混合，接著通過洗滌從纖維(Ⅰ)和纖維(Ⅱ)中脫去潤滑劑和抗靜電劑，干燥洗過的纖維材料，通過梳理形成纖維網，然后針刺該纖維網，接著通過熱活化異質纖維使之加固且需要時再變形。
本發(fā)明的空氣過濾器由一種纖維(Ⅰ)和纖維(Ⅱ)的混合物構成，以空氣過濾器材料的表面積為基準，優(yōu)選纖維(Ⅰ)對纖維(Ⅱ)之比為30∶70至80∶20，其中纖維(Ⅰ)由聚丙烯/聚乙烯-核/殼-或面/面-纖維構成，纖維(Ⅱ)由無鹵素聚丙烯腈構成，由此令人意外地得到一種甚至可溶引伸，但在這里是形狀穩(wěn)定的空氣過濾材料。
“形狀穩(wěn)定”在這里指纖維材料形成的面以盡可能大的阻力抵抗外力的彎曲。
與開頭所述現有技術不同的是制備方法這樣進行，在上述意義的洗滌之前就已將纖維相互混合，然后才洗滌并接著干燥。
然后通過梳理形成纖維網，接著進行針刺以提高強度。此外，熱活化該異質纖維。纖維網因此得到了作為纖維網材料所需的剛性，有機會時可同時加壓成形。
最后的工序在技術上是眾所周知的在此一定要軟化異質絲的低熔組分聚乙烯。
在以一種形式壓鑄、沖壓或焊接或深引伸時，可以得到特別強烈變形的、穩(wěn)定的過濾器。
本發(fā)明的過濾材料可以主要用于必須靜電捕獲固體和液體氣溶膠的場合。其深引伸性使其不僅可用于按人體定形的人用呼吸防護過濾器，而且也可用作在空氣動力設備例如機動車的空調器、吸塵器或冷風機的狹窄和/或彎曲的內部空間的預成形構件。
令人意外的是，本發(fā)明選用的纖維材料組(Ⅰ)和(Ⅱ)達到了通過梳理帶來靜電負荷的以未達到過的穩(wěn)定性；由熱塑性粘合纖維來加強纖維網材料在過去進行熱處理時使得纖維上的靜電荷大量地降低，所以在成型后幾乎完全失去了該性質。在本發(fā)明中不能再觀察到這種現象。
使用的纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)優(yōu)選比100μm更細。纖維的長度優(yōu)選為40至100mm。因此，該條件與現有技術中所用的相同。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，纖維在混合時弄臟的危險不大，這在EP-B10246811中是必不可少的前提條件。那里混合洗過的纖維，這些纖維不允許再被污染，而本發(fā)明是此后進行洗滌。由此大大簡化了工藝過程。
本發(fā)明的空氣過濾材料不僅可以單獨使用，而且也可以用作由多層平面組成的有效過濾層狀組件。例如可以用空氣過濾材料針刺成一個純機械強化的有效纖維網材料或織物。
實施例1.按EN143，6.3和6.4.1節(jié)對深引伸面罩形式的本發(fā)明空氣過濾器進行過濾技術測量壓力損失(Pa)穿透率(%)1511.9234.9442.4660.32.相應地得到本發(fā)明過濾平面物的下列數據壓力損失(Pa)穿透率(%)43.5111.0160.4按EN149，5.5節(jié)測量易燃性并已通過。
權利要求
1.具有靜電效力的空氣過濾材料，該材料不含潤滑劑和抗靜電劑，由(Ⅰ)聚烯烴纖維和(Ⅱ)聚丙烯腈纖維的混合物組成，其特征在于，該過濾材料是形狀穩(wěn)定的，纖維(Ⅰ)是核/殼或面/面型聚丙烯/聚乙烯雙組分纖維，且纖維(Ⅱ)不含鹵素。
2.根據權利要求1所述的過濾材料，其特征在于，以過濾材料表面積計，纖維(Ⅰ)對纖維(Ⅱ)之比為30∶70至80∶20。
3.根據權利要求1或2所述的過濾材料，其特征在于，纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)比100μm細。
4.根據上述權利要求之一所述的過濾材料，其特征在于，它是在模型中壓鑄、沖壓、焊接或深引伸的。
5.根據上述權利要求之一所述的過濾材料，其特征在于，纖維長度為30至200mm。
6.根據上述權利要求之一所述的過濾材料，其特征在于，它是由多層單面組成的有效過濾層狀組件。
7.根據上述至少一項權利要求所述的過濾材料，用于捕集固體和液體氣溶膠。
8.制備具有靜電效力的空氣過濾材料的方法，該過濾材料不含潤滑劑和抗靜電劑或通過洗滌纖維而將其脫去，其中使用(Ⅰ)聚烯烴纖維和(Ⅱ)聚丙烯腈纖維的一種混合物，并針刺形成纖維網的混合纖維，其特征在于，使用聚丙烯/聚乙烯的核/殼或面/面型異質纖維作為(Ⅰ)和無鹵素聚丙烯腈纖維作為(Ⅱ)，將纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)在洗滌之前按纖維(Ⅰ)對纖維(Ⅱ)為30∶70至80∶20的重量比相互混合，接著通過洗滌從纖維(Ⅰ)和纖維(Ⅱ)中脫去潤滑劑和抗靜電劑，干燥洗過的纖維材料，通過梳理形成纖維網，然后針刺該纖維網，接著通過熱活化異質纖維使之加固且需要時再變形。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，使用比100μm更細的纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)。
10.按上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，選擇纖維(Ⅰ)和(Ⅱ)的長度為30至200mm。
全文摘要
用以捕集灰塵、不含潤滑劑和抗靜電劑的空氣過濾材料由(I)聚烯烴纖維和(II)聚丙烯腈纖維的一種混合物組成，其中該過濾材料是形狀穩(wěn)定的，纖維(I)是核/殼或面/面型的聚丙烯/聚乙烯雙組分纖維，纖維(II)不含鹵素。在制備工藝中洗滌該混合纖維。并說明了該空氣過濾材料的應用。
文檔編號B01D39/16GK1112850SQ9510194
公開日1995年12月6日 申請日期1995年2月10日 優(yōu)先權日1994年3月5日
發(fā)明者K-H·莫維瑟, K·維瑟, H·斯蒂尼 申請人:卡爾·弗羅伊登伯格公司