[发明专利]具有电荷加强添加剂的驻极体料片

说明书

技术领域

本公开涉及包含电荷加强添加剂的驻极体料片及其用途，该驻极体料片包括非织造纤维料片，诸如非织造热塑性微纤维料片。

背景技术

驻极体是表现出准永久性电荷的电介质材料。驻极体可用于多种装置，包括例如粘性膜、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装置中的静电元件。

可以通过将电荷赋予纤维以形成驻极体材料来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获能力方面是有效的。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(诸如电子或离子)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(摩擦起电法)使纤维垫带电。另外，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)。

在聚合物组合物中加入多种材料来进行聚合物组合物的改性。例如，在美国专利5,914,186(Yau等人)中对耐热抗静电压敏胶带进行了描述，该耐热抗静电压敏胶带包括其上涂覆有微粒子粘合剂的基底，该微粒子粘合剂具有至少1微米的直径。微粒子粘合剂具有由以下物质形成的导电涂层：聚合物电解质基体聚合物、碱金属或碱土金属的至少一种离子盐、以及选自受阻胺、取代的妥鲁咪唑盐、以及它们的混合物的至少一种热稳定剂。

加入添加剂的驻极体的实例包括具有抗菌添加剂的驻极体，该抗菌添加剂如在日本专利公布JP08284063中描述的包含脒基团或胍基团的N-正丁基氨基甲酸3-9碘代-2-丙炔基酯，和2-(4-噻唑基)苯并咪唑，以及PCT公布WO93/14510描述的受阻胺化合物、含氮受阻酚化合物、金属盐受阻酚化合物、酚类化合物、硫化合物和磷化合物。日本专利公布JP06254319描述了在聚烯烃驻极体中使用长链有机酸金属盐以减弱带电量的衰减。欧洲专利公布EP623,941描述了在聚合物驻极体中使用来自各种化学类别的电荷控制剂。

此外，还描述了生产高稳定性驻极体的工艺，例如欧洲专利公布EP447,166描述了生产驻极体的工艺，该工艺包括交替施加电荷的至少两个循环并之后加热，也描述了包含极性高分子量化合物的驻极体，美国专利4,874,659(Ando等人)描述了如下工艺，该工艺包括在非接触式加压电极和接地电极之间放置纤维板并在电极之间供电。

发明内容

本文描述了驻极体料片和驻极体过滤介质。驻极体料片可为非织造纤维料片或膜。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芳氨基取代的苯甲酸或芳氨基取代的苯甲酸盐。驻极体料片适合用作过滤介质。

具体实施方式

仍存在对具有改善性质的驻极体料片的需要。本公开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(诸如摩擦起电、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能够单独通过电晕放电特别是直流电晕放电进行充电，无需附加的充电机制。

可用于本公开的驻极体料片包括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括芳氨基取代的苯甲酸或芳氨基取代的苯甲酸盐。

驻极体料片可呈多种形式。例如，该料片可以为连续或不连续的膜、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(或如果通过诸如扫描电子显微镜的方法测量，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，并且微纤维无需具有圆形横截面。

术语“一个”、“一种”和“该”可互换地使用，其中“至少一个(种)”是指一个(种)或多个(种)所描述的要素。

术语“驻极体”是指表现出准永久性电荷的材料。电荷可通过X射线放电测试来表征，如实例部分中所述。

术语“烷基”是指作为烷烃的基团的一价基团，烷烃为饱和烃。烷基可以是直链的、支链的、环状的或它们的组合，并且通常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，烷基基团包含1至18、1至12、1至10、1至8、1至6、或1至4个碳原子。烷基的实例包括但不限于甲基、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。