[发明专利]包含电荷加强添加剂的驻极体料片

说明书

技术领域

本发明涉及包含电荷加强添加剂的驻极体料片及其用途，所述驻极体料片包括非织造纤维料片，例如非织造热塑性微纤维料片。

背景技术

驻极体是显示具有准永久性电荷的电介质材料。驻极体可用于多种器件，包括(例如)粘性薄膜、空气过滤器、过滤面罩和呼吸器，并且可用作诸如麦克风、耳机和静电录音机的电声器件中的静电元件。

可以通过将电荷赋予纤维以形成驻极体材料而改善用于气溶胶过滤的微纤维料片的性能。具体地讲，驻极体在提高气溶胶过滤器的颗粒捕集能力方面是有效的。已知在微纤维料片中形成驻极体材料的多种方法。此类方法包括(例如)当熔喷纤维从模孔流出并成形时用带电荷粒子(例如电子或离子)对其进行轰击。其他方法包括(例如)在料片形成后使用电晕放电使纤维带电，或者使用梳理法和/或行针法(摩擦起电)使纤维垫带电。另外，还描述了一种水射流或水滴流以足够提供能加强过滤的驻极体电荷的压力冲击非织造料片的方法(水充电法)。

已将多种材料添加到聚合物组合物中，以改变聚合物组合物的特性。例如，在美国专利No.5,914,186(Yau等人)中，描述了耐热抗静电压敏胶带，这种胶带包括其上涂布有直径至少为1微米的微粒粘合剂的基材。所述微粒具有导电涂层，该导电涂层由聚合电解质基聚合物、碱金属或碱土金属的至少一种离子盐、以及至少一种热稳定剂形成，所述热稳定剂选自受阻胺类、取代甲基苯并咪唑(toluimidazole)的盐以及它们的混合物。

添加了添加剂的驻极体的例子包括具有抗细菌添加剂的驻极体，如描述了2-(4-噻唑基)苯并咪唑和包含脒基或胍基的N-正丁基氨基甲酸3-9碘代-2-丙炔基酯的日本专利公布JP 08284063以及描述了受阻胺化合物、含氮受阻酚化合物、金属盐受阻酚化合物、酚化合物、硫化合物和磷化合物的PCT公布WO 93/14510中所述。日本专利公布JP 06254319描述了在聚烯烃驻极体中使用长链有机酸的金属盐来减轻带电量的衰减。欧洲专利公布No.EP 623,941描述了在聚合物驻极体中使用来自各种化学分类的电荷控制剂。

还描述了用于制备高稳定性驻极体的工艺，诸如欧洲专利公布No.EP 447,166，其描述了包括施加电荷与随后加热的至少两个交替循环的用于制备驻极体的工艺，并且还描述了包含极性高分子量化合物的驻极体；以及美国专利No.4,874,659(Ando等人)，其描述了包括将纤维片放置在未施加接触电压的电极与接地电极之间并在这两个电极之间供电的工艺。

发明内容

本文描述了驻极体料片和驻极体过滤介质。驻极体料片可以是非织造纤维料片或薄膜。驻极体料片包含热塑性树脂和电荷加强添加剂，该电荷加强添加剂包含含二价金属的取代巯基苯并咪唑盐。驻极体料片适合用作过滤介质。

具体实施方式

仍需要具有改善性质的驻极体料片。本公开中提出了含有电荷加强添加剂的驻极体料片。这些电荷加强添加剂使驻极体料片可通过多种不同的充电机制(例如摩擦起电、电晕放电、水充电或它们的组合)容易地带上电荷。在一些实施例中，本公开的驻极体料片仅通过电晕放电(特别是直流电晕放电)、无需另外的充电机制就能够带上电荷。

可用于本公开中的驻极体料片包含热塑性树脂和电荷加强添加剂的共混物。由此类共混物制备的料片可表现出强于由热塑性树脂单独制备的料片的性能。可用的电荷加强添加剂包含含二价金属的取代巯基苯并咪唑盐。

驻极体料片可以是多种形式。例如，该料片可以是连续或不连续的薄膜、或纤维料片。纤维料片尤其可用于形成过滤介质。在一些实施例中，该料片为非织造微纤维料片。微纤维的有效直径(如果是采用诸如扫描电子显微镜检查法来测量，则为平均直径)通常为1至100微米，或者更通常为2至30微米，并且这种微纤维无需具有圆形横截面。

术语“一个(种)”和“该”与“至少一个(种)”可互换使用，意指一个(种)或多个(种)所描述的要素。

术语“驻极体”是指显示具有准永久性电荷的材料。电荷可以通过X射线放电测试(如实例部分中所述)来表征；

术语“烷基”指烷烃的一价基团，所述烷烃为饱和烃。烷基可以是直链的、带支链的、环状的或其组合，并且通常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，烷基基团含有1至18个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个或1至4个碳原子。烷基基团的例子包括(但不限于)甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正已基、环己基、正庚基、正辛基、和乙基己基。