专利名称：空气过滤材料及其应用和制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有静电效力的空气过滤材料，该材料由一种(Ⅰ)聚烯烃纤维和(Ⅱ)聚丙烯腈纤维的混合物构成，其中两种纤维不含润滑剂和抗静电剂，也不柔软。此外本发明还涉及空气过滤材料一种相应的制备方法和应用。
EP-B10246811描述了一种这种类型的空气过滤材料。其制备方法是取得(Ⅰ)聚烯烃纤维并脱除润滑剂和抗静电剂，或者确保不存在润滑剂和抗静电剂，然后取得(Ⅱ)一种包含一或多种卤素取代的聚烯烃以及例如丙烯腈单元的加聚物纤维，将润滑剂和抗静电剂从纤维(Ⅱ)上除掉，随后将纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)相混合。由此应当得到一种有静电效力的空气过滤材料，该材料在高过滤容量时材料成本低，通过空气的阻力小且材料不易燃。该空气过滤材料应当适合用于例如防尘头盔和面罩。
该已知方案中重要的是在将纤维混在一起之前分别净化处理，其中“净化”系指其不许具有润滑剂和抗静电剂层。该净化处理例如可以通过用一种非离子表面活性剂、用碱或溶剂冲洗来实现，冲洗后都接有吹净工序。
所产生的空气过滤材料满足了该专利说明书所述的技术要求，但却有一个缺点，其可加工性受到限制例如，它只能在具备附加加固的强化状态下制成形状稳定的，按人体定形的呼吸面罩。
EP-A10246811指出，纤维网在25针/厘米时“容易”针刺。为了制备硬挺或密实的纤维网材料，只建议针刺得更结实些。但这些措施在许多情况下并不能造成所需的硬度，如同通过强化状态所达到的那样。然而，这总是要求另外添加材料并会明显增加穿流阻力。
本发明的任务在于，使所述类型的空气过滤材料在结构、应用和制备方面最优化，使其可在不损失至今达到的过滤器技术性能和不必另设强化状态的条件下制成形状稳定的空气过滤器，如其例如在对于呼吸面罩，但在一是情况下对于空气输送仪器内件也需要的那样。
本发明涉及具有静电效力的空气过滤材料，该材料不含润滑剂和抗静电剂，由(Ⅰ)聚烯烃纤维和(Ⅱ)聚丙烯腈纤维的混合物组成，其特征在于，该过滤材料是形状稳定的，纤维(Ⅰ)是核/壳或面/面型聚丙烯/聚乙烯双组分纤维，且纤维(Ⅱ)不含卤素；以过滤材料表面积计，纤维(Ⅰ)对纤维(Ⅱ)之比为30∶70至80∶20。
纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)比100μm细，纤维长度为30至200mm。纤维在模型中压铸，冲压，焊接或深引伸。空气过滤材料是由多层单面组成的有效过滤层状组件。过滤材料用于集固体和液体气溶胺。
本发明还涉及制备具有静电效力的空气过滤材料的方法，该过滤材料不含润滑剂和抗静电剂或通过洗涤纤维而将其脱去，其中使用(Ⅰ)聚烯烃纤维和(Ⅱ)聚丙烯腈纤维的一种混合物，并针刺形成纤维网的混合纤维，其特征在于，使用聚丙烯/聚乙烯的核/壳或面/面型异质纤维作为(Ⅰ)和无卤素聚丙烯腈纤维作为(Ⅱ)，将纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)在洗涤之前按纤维(Ⅰ)对纤维(Ⅱ)为3070至8020的重量比相互混合，接着通过洗涤从纤维(Ⅰ)和纤维(Ⅱ)中脱去润滑剂和抗静电剂，干燥洗过的纤维材料，通过梳理形成纤维网，然后针刺该纤维网，接着通过热活化异质纤维使之加固且需要时再变形。
本发明的空气过滤器由一种纤维(Ⅰ)和纤维(Ⅱ)的混合物构成，以空气过滤器材料的表面积为基准，优选纤维(Ⅰ)对纤维(Ⅱ)之比为30∶70至80∶20，其中纤维(Ⅰ)由聚丙烯/聚乙烯-核/壳-或面/面-纤维构成，纤维(Ⅱ)由无卤素聚丙烯腈构成，由此令人意外地得到一种甚至可溶引伸，但在这里是形状稳定的空气过滤材料。
“形状稳定”在这里指纤维材料形成的面以尽可能大的阻力抵抗外力的弯曲。
与开头所述现有技术不同的是制备方法这样进行，在上述意义的洗涤之前就已将纤维相互混合，然后才洗涤并接着干燥。
然后通过梳理形成纤维网，接着进行针刺以提高强度。此外，热活化该异质纤维。纤维网因此得到了作为纤维网材料所需的刚性，有机会时可同时加压成形。
最后的工序在技术上是众所周知的在此一定要软化异质丝的低熔组分聚乙烯。
在以一种形式压铸、冲压或焊接或深引伸时，可以得到特别强烈变形的、稳定的过滤器。
本发明的过滤材料可以主要用于必须静电捕获固体和液体气溶胶的场合。其深引伸性使其不仅可用于按人体定形的人用呼吸防护过滤器，而且也可用作在空气动力设备例如机动车的空调器、吸尘器或冷风机的狭窄和/或弯曲的内部空间的预成形构件。
令人意外的是，本发明选用的纤维材料组(Ⅰ)和(Ⅱ)达到了通过梳理带来静电负荷的以未达到过的稳定性；由热塑性粘合纤维来加强纤维网材料在过去进行热处理时使得纤维上的静电荷大量地降低，所以在成型后几乎完全失去了该性质。在本发明中不能再观察到这种现象。
使用的纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)优选比100μm更细。纤维的长度优选为40至100mm。因此，该条件与现有技术中所用的相同。
本发明的另一个优点是，纤维在混合时弄脏的危险不大，这在EP-B10246811中是必不可少的前提条件。那里混合洗过的纤维，这些纤维不允许再被污染，而本发明是此后进行洗涤。由此大大简化了工艺过程。
本发明的空气过滤材料不仅可以单独使用，而且也可以用作由多层平面组成的有效过滤层状组件。例如可以用空气过滤材料针刺成一个纯机械强化的有效纤维网材料或织物。
实施例1.按EN143，6.3和6.4.1节对深引伸面罩形式的本发明空气过滤器进行过滤技术测量压力损失(Pa)穿透率(%)1511.9234.9442.4660.32.相应地得到本发明过滤平面物的下列数据压力损失(Pa)穿透率(%)43.5111.0160.4按EN149，5.5节测量易燃性并已通过。
权利要求
1.具有静电效力的空气过滤材料，该材料不含润滑剂和抗静电剂，由(Ⅰ)聚烯烃纤维和(Ⅱ)聚丙烯腈纤维的混合物组成，其特征在于，该过滤材料是形状稳定的，纤维(Ⅰ)是核/壳或面/面型聚丙烯/聚乙烯双组分纤维，且纤维(Ⅱ)不含卤素。
2.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于，以过滤材料表面积计，纤维(Ⅰ)对纤维(Ⅱ)之比为30∶70至80∶20。
3.根据权利要求1或2所述的过滤材料，其特征在于，纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)比100μm细。
4.根据上述权利要求之一所述的过滤材料，其特征在于，它是在模型中压铸、冲压、焊接或深引伸的。
5.根据上述权利要求之一所述的过滤材料，其特征在于，纤维长度为30至200mm。
6.根据上述权利要求之一所述的过滤材料，其特征在于，它是由多层单面组成的有效过滤层状组件。
7.根据上述至少一项权利要求所述的过滤材料，用于捕集固体和液体气溶胶。
8.制备具有静电效力的空气过滤材料的方法，该过滤材料不含润滑剂和抗静电剂或通过洗涤纤维而将其脱去，其中使用(Ⅰ)聚烯烃纤维和(Ⅱ)聚丙烯腈纤维的一种混合物，并针刺形成纤维网的混合纤维，其特征在于，使用聚丙烯/聚乙烯的核/壳或面/面型异质纤维作为(Ⅰ)和无卤素聚丙烯腈纤维作为(Ⅱ)，将纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)在洗涤之前按纤维(Ⅰ)对纤维(Ⅱ)为30∶70至80∶20的重量比相互混合，接着通过洗涤从纤维(Ⅰ)和纤维(Ⅱ)中脱去润滑剂和抗静电剂，干燥洗过的纤维材料，通过梳理形成纤维网，然后针刺该纤维网，接着通过热活化异质纤维使之加固且需要时再变形。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使用比100μm更细的纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)。
10.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，选择纤维(Ⅰ)和(Ⅱ)的长度为30至200mm。
全文摘要
用以捕集灰尘、不含润滑剂和抗静电剂的空气过滤材料由(I)聚烯烃纤维和(II)聚丙烯腈纤维的一种混合物组成，其中该过滤材料是形状稳定的，纤维(I)是核/壳或面/面型的聚丙烯/聚乙烯双组分纤维，纤维(II)不含卤素。在制备工艺中洗涤该混合纤维。并说明了该空气过滤材料的应用。
文档编号B01D39/16GK1112850SQ9510194
公开日1995年12月6日 申请日期1995年2月10日 优先权日1994年3月5日
发明者K-H·莫维瑟, K·维瑟, H·斯蒂尼 申请人:卡尔·弗罗伊登伯格公司