專利名稱：能夠發(fā)射負(fù)離子的單絲及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲及其制備方法和用途。該單絲可編織成空氣過濾網(wǎng)，應(yīng)用在空氣過濾器中。
背景技術(shù)：
空氣負(fù)離子被喻為空氣維生素或生長素，是人類提神醒腦的保健空氣。經(jīng)過儀器測量發(fā)現(xiàn)，茂密的森林、海灘和充滿活力的噴泉邊，負(fù)離子的濃度較高，可以感到空氣十分新鮮。然而在城市居室、辦公室、賓館、飯店、醫(yī)院等室內(nèi)的負(fù)高子含量較少，空氣顯得渾濁。所以，負(fù)離子對人體的健康、對人體保持精力充沛具有極大的作用。
負(fù)離子可通過三種方法獲得一種是通過高壓(3000v以上)激發(fā)空氣負(fù)離子，現(xiàn)在市場上的負(fù)離子發(fā)生器均屬于這一種。另一種是將負(fù)離子材料浸漬或涂敷在產(chǎn)品表面上。第三種方法是在所需要的材料中加入一定比例的負(fù)離子材料。第一種方法附生臭氧，而且使用不安全，需要外接能源，成本高。第二種方法使用壽命短，工藝復(fù)雜，而且有刺激性。第三種方法的負(fù)離子量不如高壓負(fù)離子發(fā)生器集中，但是可以在無外加能源條件下自然持久地激發(fā)負(fù)離子和遠(yuǎn)紅外線，而且工藝簡單，使用安全。
隨著社會(huì)生活水平的提高，人們對大量使用的空調(diào)器、空氣凈化器輸出的空氣質(zhì)量要求越來越高，對空氣過濾網(wǎng)的要求也增高了。它不僅要能夠過濾掉空氣中的灰塵外，也要具備能夠發(fā)射負(fù)離子功能，也就是說用于編織空氣過濾網(wǎng)用的單絲也要具有發(fā)射負(fù)離子的性能。
但是，目前，在空氣過濾領(lǐng)域，尚無成熟的能夠發(fā)射負(fù)離子的產(chǎn)品，它們尚處于研制和開發(fā)階段。
簡而言之，目前尚無能夠用于空氣過濾器的有效而實(shí)用的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲，也沒有能夠發(fā)射負(fù)離子的空氣過濾網(wǎng)。
鑒于上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人采用上述第三種產(chǎn)生負(fù)離子的方法，開發(fā)出了一種能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲，并將其編織成空氣過濾網(wǎng)，用于空氣過濾器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲的制造方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供本發(fā)明單絲的一種用途。
本發(fā)明的第一方面涉及一種能夠發(fā)射負(fù)離子的單絲，它包含一種能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，和選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種的聚合物材料；所述母粒占聚合物材料重量的2-6％。所述母粒包含(i)10-25重量％的納米級(jí)電氣石粉，該電氣石粉的細(xì)度為1-500nm；和(ii)余量的聚合物，選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；以該母粒的總重量為基準(zhǔn)。
在本發(fā)明的單絲的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述母粒還包含0.1-7重量％的納米級(jí)二氧化鈦粉，該二氧化鈦粉的細(xì)度為1-500nm。
在本發(fā)明的單絲的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，母粒所含的組分(ii)聚合物與單絲所含的聚合物材料所采用的聚合物相同。
在本發(fā)明的單絲的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，母粒所含的組分(ii)聚合物與單絲所含的聚合物材料所采用的聚合物均是聚丙烯。
本發(fā)明的第二方面涉及一種制備本發(fā)明單絲的方法，它依次包括如下步驟(a)將10-25重量％的細(xì)度為1-500nm的組分(i)電氣石粉，與余量的組分(ii)聚合物，進(jìn)行混合、攪拌、熔融擠出、造粒，制成能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒；(b)將占聚合物材料重量2-6％的母粒與聚合物材料，依次進(jìn)行烘料、混合、攪拌，并由擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成單絲。
本發(fā)明的第三方面涉及本發(fā)明單絲的一種用途，它用于編織成空氣過濾器中的空氣過濾網(wǎng)。
在本發(fā)明單絲的用途的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的空氣過濾器是空調(diào)器、空氣凈化器或空氣清新器。
具體實(shí)施例方式
負(fù)離子具有許多有益的功能。負(fù)離子產(chǎn)主的負(fù)氧離子具有較高的活性，有很強(qiáng)的吸附和氧化還原作用，能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜或細(xì)胞原生質(zhì)活性酶的活性，從而達(dá)到抗菌殺菌的作用。它還能夠消除室內(nèi)異味和各種有害氣體，能把甲苯氧化成苯甲醇，苯甲醇是一種無毒害的香料。另外，據(jù)醫(yī)學(xué)資料記載負(fù)離子可加強(qiáng)大腦皮層功能及腦力活動(dòng)，提高工作效益，改善睡眠，加強(qiáng)腦組織吸氧能力，獲得更多氧。擴(kuò)張血管，消除動(dòng)脈血管痙攣，改善心臟功能，改善心肌營養(yǎng)。提高人的肺活量，延長凝血時(shí)間，血含氧量增加，提高肌體免疫系統(tǒng)的免疫功能。
電氣石是一種天然礦物，由于其天然的熱電性和壓電性，得到了廣泛的應(yīng)用，經(jīng)國內(nèi)外專家和用戶多次反復(fù)使用驗(yàn)證，電氣石能激發(fā)周圍空氣中的水分子、產(chǎn)生水合羥基離子(H3O2)-。由于電氣石能自然持久地激發(fā)負(fù)離子和遠(yuǎn)紅外線，具有抗菌、除臭、清新空氣和保健的作用，因而將其與聚合物混合制成聚合物母粒，就能夠制成發(fā)射負(fù)離子的母粒。將該母粒加入聚合物材料中進(jìn)行加工，就能夠賦予聚合物材料以發(fā)射負(fù)離子的功能。
采用納米級(jí)的電氣石材料具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)納米材料比表面積大，能更多地與空氣接觸，激發(fā)更多的負(fù)離子；(2)納米級(jí)的電氣石比普通的電氣石有更好的壓電效應(yīng)，其激發(fā)負(fù)離子的能力更強(qiáng)；(3)納米材料尺寸細(xì)小、活性強(qiáng)，能在樹脂中更好地分散、混合和加工，其表面滲透能力更強(qiáng)。
在本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒中，納米級(jí)電氣石粉的用量為10-25重量％。該含量如果低于10重量％，母粒發(fā)射負(fù)離子的量就不足，如果高于25重量％，所使用的電氣石粉過多，成本增大。該含量優(yōu)選10-20重量％，再優(yōu)選15-20重量％。
在母粒中使用的納米級(jí)電氣石粉的細(xì)度為1-500nm。該范圍內(nèi)的任何細(xì)度的電氣石粉均能夠用于本發(fā)明。其細(xì)度優(yōu)選為1-450nm，再優(yōu)選1-400nm，再優(yōu)選1-300nm，再優(yōu)選1-200nm，再優(yōu)選1-100nm，再優(yōu)選1-50nm，再優(yōu)選1-30nm。
采用納米級(jí)電氣石粉制備發(fā)射負(fù)離子的母粒的過程中，由于納米級(jí)材料的尺寸很小，自身具有粘合團(tuán)聚的現(xiàn)象。為此，可以加入高分子分散劑，避免納米級(jí)粉的團(tuán)聚現(xiàn)象。
在發(fā)射負(fù)離子的母粒中所使用的聚合物可以選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種。優(yōu)選聚丙烯。
本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物母粒還可以含有0.1-7重量％的納米級(jí)二氧化鈦粉，其細(xì)度為1-500nm。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，將電氣石和二氧化鈦一起加入樹脂中加工，具有協(xié)同作用，能增強(qiáng)電氣石發(fā)射負(fù)離子的性能。電氣石與二氧化鈦、尤其銳鈦型二氧化鈦都能夠產(chǎn)生負(fù)離子，但是它們的機(jī)理不同。電氣石依靠自身的壓電效應(yīng)激發(fā)空氣產(chǎn)生電離，與空氣中的CO2和H2O反應(yīng)形成OH-和O2-。而銳鈦型二氧化鈦是依靠紫外光等外力促使自身產(chǎn)生電子和空穴，再與CO2和H2O反應(yīng)形成OH-和O2-。而銳鈦型二氧化鈦在電氣石的壓電作用下，也能夠被激發(fā)，產(chǎn)生電子和空穴，從而增強(qiáng)負(fù)離子發(fā)射功能。
聚合物母粒中二氧化鈦粉的含量優(yōu)選為1-7重量％，再優(yōu)選1-6重量％，再優(yōu)選1-5重量％，再優(yōu)選1-4重量％，再優(yōu)選1-3重量％。納米級(jí)二氧化鈦粉的細(xì)度為1-500nm。該范圍內(nèi)的任何細(xì)度的二氧化鈦粉均能夠用于本發(fā)明。其細(xì)度優(yōu)選為1-450nm，再優(yōu)選1-400nm，再優(yōu)選1-300nm，再優(yōu)選1-200nm，再優(yōu)選1-100nm，再優(yōu)選1-80nm，再優(yōu)選1-50nm，再優(yōu)選1-30nm。
所述二氧化鈦優(yōu)選銳鈦型二氧化鈦。
本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物母粒還可以含有添加劑，例如顏料，所用顏料可以是本行業(yè)內(nèi)的常規(guī)使用的顏料，例如炭黑等。顏料的含量一般為0.1-1重量％，以能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物母粒的總重量為基準(zhǔn)。
本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲，包含本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物母粒和聚合物材料，所述母粒占聚合物材料重量的2-6重量％。優(yōu)選2-5重量％，再優(yōu)選2-4重量％。如果低于2重量％，單絲發(fā)射負(fù)離子的功能會(huì)不足，達(dá)不到所要求的性能；如果高于6重量％，成本就較大。所述聚合物材料選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種。對于空氣過濾器中的過濾網(wǎng)，優(yōu)選采用聚丙烯。
為了保障本發(fā)明的單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，單一使用電氣石粉時(shí)，電氣石粉在單絲中的含量優(yōu)選不低于0.75重量％，協(xié)同使用電氣石粉與二氧化鈦粉時(shí)，兩者的含量優(yōu)選不低于0.5重量％。
在本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，單絲所包含的聚合物材料優(yōu)選與能夠發(fā)射負(fù)離子母粒中的聚合物相同。這樣，單絲中所包含的聚合物材料易于與母粒中的聚合物相容，有利于聚合物單絲的加工。
在本發(fā)明的單絲的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，單絲所包含的聚合物材料與能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒中的聚合物均為聚丙烯，因?yàn)?，聚丙烯適于用作空氣過濾器中的過濾網(wǎng)材料。
本發(fā)明對于能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲的直徑?jīng)]有特別限制。其直徑可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。其直徑一般為0.1-1mm。當(dāng)其用于空氣過濾器的過濾網(wǎng)時(shí)，直徑優(yōu)選為0.1-0.8mm，再優(yōu)選0.1-0.5mm，再優(yōu)選0.1-0.3mm，再優(yōu)選0.18-0.22mm。
本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲還可以含有顏料，顏料可以是本行業(yè)內(nèi)的常規(guī)使用的顏料，例如炭黑等。顏料的含量一般為0.1-1重量％，以能夠發(fā)射負(fù)離子聚合物單絲的總重量為基準(zhǔn)。
本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒購自上海維來新材料科技有限公司。它采用常規(guī)的方法制備。將電氣石粉和聚合物按照所要求的比例，進(jìn)行混合、攪拌、熔融擠出、造粒，即制成本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒。
本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物單絲的制備方法是將上述制得的母粒顆粒與聚合物材料進(jìn)行烘料，并按照所要求的比例進(jìn)行混合、攪拌，然后由擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成單絲。
在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括收卷之后的切斷步驟，將制成的單絲按照實(shí)際需要切斷成所要求的長度。
下面依次描述該方法的各步驟。
(1)烘料將紡絲級(jí)的聚合物原料和能夠發(fā)射負(fù)離子的聚合物母粒顆粒放入烘干機(jī)中烘干，烘料溫度沒有特別限制。采用一般的烘料溫度即可。需要注意溫度不能過高，也不能過低，過高會(huì)使聚合物原料軟化，粘結(jié)成塊；溫度過低，干燥作用不足。烘料優(yōu)選為50℃～100℃，更優(yōu)選60-90℃。
(2)混合和攪拌將本發(fā)明的能夠發(fā)射負(fù)離子聚合物母粒顆粒與構(gòu)成單絲的聚合物材料以所需要的重量比例，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢琛?br> (3)熔融擠出將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中通過預(yù)熱、熔化、塑化、噴絲工序后熔融擠出單絲，擠出溫度可以采用本行業(yè)內(nèi)常規(guī)的范圍進(jìn)行。
擠出溫度一般為150℃～320℃。當(dāng)擠出的溫度低于150℃時(shí)，擠出不順利，單絲的質(zhì)量和擠出產(chǎn)量不太好。當(dāng)擠出溫度高于320℃時(shí)，會(huì)使聚合物降解，造成聚合物分子量下降，影響單絲的力學(xué)性能、強(qiáng)度等。
熔融擠出溫度優(yōu)選為180-310℃，更優(yōu)選200-300℃。
(4)冷卻將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度一般為20℃～40℃。
當(dāng)冷卻溫度低于20℃時(shí)，會(huì)造成單絲結(jié)晶不均勻，力學(xué)性能差。當(dāng)冷卻溫度高于40℃，會(huì)造成結(jié)晶不足，單絲較軟，力學(xué)性能和強(qiáng)度不足。
冷卻溫度優(yōu)選25-35℃，更優(yōu)選28-32℃，最優(yōu)選30℃。
(5)牽伸將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度一般為90℃～120℃、牽伸倍數(shù)一般為5.0～6.5倍。
如果牽伸溫度低于90℃，單絲容易斷裂，如果高于120℃，聚合物會(huì)軟化，甚至局部熔化，不利于牽伸。
牽伸溫度優(yōu)選95-115℃，更優(yōu)選100-110℃。
牽伸倍數(shù)一般為5.0-6.5。如果牽伸倍數(shù)低于5，單絲的力學(xué)性能和強(qiáng)度等不足，而且伸長率偏大。如果牽伸倍數(shù)高于6.5，單絲的力學(xué)性能和強(qiáng)度等偏大，但是伸長率偏小。
牽伸倍數(shù)優(yōu)選5.5-6.2，更優(yōu)選5.7-6.0，最優(yōu)選6。
(6)定型將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度一般為90℃～120℃，回縮率為0～8％。
定型溫度主要根據(jù)單絲的使用環(huán)境的溫度來確定，而單絲的一般使用環(huán)境溫度為70℃左右。
當(dāng)定型溫度低于90℃時(shí)，定型不足，單絲在使用過程中容易變形。當(dāng)定型溫度高于120℃時(shí)，單絲會(huì)軟化、甚至局部熔化，不利于定型。
定型溫度優(yōu)選95-115℃，更優(yōu)選100-110℃。
如果定型中的回縮率大于8％，收縮率偏大，那么由該單絲制成的網(wǎng)的面積會(huì)縮小，由此成本增高。
該定型中的回縮率優(yōu)選0-6％。
(7)收卷將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力一般為100CN～200CN，收卷一般速度為120米/分～160米/分。
如果收卷張力低于100CN，那么張力太小，由這樣的單絲制成的網(wǎng)在以后的使用過程中容易變形。如果收卷張力高于200CN，那么張力太大，由絲制成的網(wǎng)在使用過程中也會(huì)變形。
收卷張力優(yōu)選115-150CN。更優(yōu)選120-140CN。
同樣，收卷速度低于120米/分或高于160米/分，也會(huì)使絲制成的網(wǎng)在使用過程中變形。
收卷速度優(yōu)選為130-150米/分。
制得單絲后，還可以進(jìn)一步由常規(guī)的編織方法，將制得的單絲編織成網(wǎng)。
本發(fā)明通過將負(fù)離子的應(yīng)用引入空氣過濾產(chǎn)品領(lǐng)域，將電氣石等材料摻人聚丙烯等樹脂中，改進(jìn)現(xiàn)有的單絲制備工藝技術(shù)，獲取到一種能自然發(fā)生負(fù)離子的塑料單絲、用該類單絲編織成空氣過濾網(wǎng)，裝入抗菌健康空調(diào)中進(jìn)行空氣過濾；該單絲還可用于其他具有抗菌除臭清新要求的產(chǎn)品，如空氣凈化機(jī)等。
在本發(fā)明的方法中，將電氣石物質(zhì)充分摻入塑料中制成單絲，單絲的負(fù)離子發(fā)生壽命長；提升了空氣過濾網(wǎng)的功能，除了過濾功能外，增強(qiáng)了過濾網(wǎng)的抗菌除臭和清新空氣的能力，并能發(fā)射對人體有益的遠(yuǎn)紅外線；豐富了聚丙烯塑料紡絲配方，擴(kuò)大了聚丙烯樹脂、單絲及織物的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的單絲具有優(yōu)良的發(fā)射負(fù)離子的功能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目＞400個(gè)/秒，由該單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目＞300個(gè)/厘米2·秒。而同時(shí)含有二氧化鈦的單絲，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目＞500個(gè)/秒，由該單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目＞400個(gè)/厘米2·秒。
所測數(shù)據(jù)均采用國家法定檢定機(jī)構(gòu)(CNACL)上海計(jì)量測試技術(shù)研究院制定的標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)證明本測試值的400個(gè)負(fù)離子/厘米2·秒，相當(dāng)于日本IC-1000型粒子測試儀(摩擦法)5000個(gè)負(fù)離子以上。同時(shí)，本發(fā)明的單絲還具有優(yōu)良的力學(xué)性能，完全滿足空氣過濾器的過濾網(wǎng)的要求，其斷裂強(qiáng)力≥850CN，斷裂伸長率18％～50％。
以下實(shí)施例中所采用的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒均購自上海維來新材料科技有限公司。
實(shí)施例1采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有10重量％電氣石粉，該電氣石粉的細(xì)度為1nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚丙烯分別在60℃溫度下烘料。然后，將母粒與紡絲級(jí)聚丙烯加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占聚丙烯重量?重量％。將充分?jǐn)嚢韬玫幕旌狭戏湃霐D出機(jī)中，在300℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為30℃。將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為100℃，牽伸倍數(shù)為6.2倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為100℃，回縮率為6％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為140CN，收卷速度為150米/分。
制成的單絲直徑為0.2mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為410個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為305個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例2采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有25重量％電氣石粉，該電氣石粉的細(xì)度為500nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒顆粒與紡絲級(jí)聚丙烯分別在90℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚丙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢瑁渲屑尤氲哪噶Ｕ技徑z級(jí)聚丙烯重量的6重量％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在310℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為28℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為110℃，牽伸倍數(shù)為6.3倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為95℃，回縮率為5％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為120CN，收卷速度為130米/分。
制成的單絲直徑為0.18mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為800個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為600個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空氣凈化器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例3采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有15重量％電氣石粉，該電氣石粉的細(xì)度為450nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚丙烯在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚丙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占紡絲級(jí)聚丙烯重量的4重量％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在320℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為40℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為120℃，牽伸倍數(shù)為6.5倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為120℃，回縮率為6％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為150CN，收卷速度為160米/分。
制成的單絲直徑為0.1mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為580個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為400個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空氣清新器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例4采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉，該電氣石粉的細(xì)度為100nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚丙烯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與紡絲級(jí)聚丙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占聚丙烯重量?重量％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在300℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為30℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為100℃，牽伸倍數(shù)為6.2倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為100℃，回縮率為6％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為140CN，收卷速度為150米/分。
制成的單絲直徑為0.2mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為700個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為500個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例5采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、0.1重量％二氧化鈦粉，該電氣石粉和二氧化鈦粉的細(xì)度均為200nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚丙烯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與紡絲級(jí)聚丙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占聚丙烯重量?重量％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在300℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為30℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為100℃，牽伸倍數(shù)為6.2倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為100℃，回縮率為6％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為140CN，收卷速度為150米/分。
制成的單絲直徑為0.2mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為800個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為600個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例6采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、7重量％二氧化鈦粉，該電氣石粉和二氧化鈦粉的細(xì)度均為500nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚丙烯在60℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚丙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占聚丙烯重量?％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在300℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為30℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為100℃，牽伸倍數(shù)為6.2倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為100℃，回縮率為6％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為140CN，收卷速度為150米/分。
制成的單絲直徑為0.2mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為1400個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為1300個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例7采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、1重量％二氧化鈦粉，該電氣石粉細(xì)度為400nm，和二氧化鈦粉的細(xì)度為300nm，該母粒中采用的聚合物是聚乙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚丙烯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚丙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢瑁渲屑尤氲哪噶Ｕ季郾┲亓康?％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在320℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為20℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為90℃，牽伸倍數(shù)為5.0倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為90℃，回縮率為3％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為100CN，收卷速度為120米/分。
制成的單絲直徑為1mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為900個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為700個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例8采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、3重量％二氧化鈦粉，該電氣石粉的細(xì)度為5nm，和二氧化鈦粉的細(xì)度為1nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚苯乙烯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚苯乙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢瑁渲屑尤氲哪噶Ｕ季郾揭蚁┲亓康?％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在320℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為40℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為95℃，牽伸倍數(shù)為5.5倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為95℃，回縮率為3％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為110CN，收卷速度為125米/分。
制成的單絲直徑為0.8mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為920個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為750個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例9采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、5重量％銳鈦型二氧化鈦粉，該電氣石粉的細(xì)度為200nm，該二氧化鈦粉的細(xì)度為100nm，該母粒中采用的聚合物是聚乙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚對苯二甲酸乙二醇酯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚對苯二甲酸乙二醇酯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占聚對苯二甲酸乙二醇酯重量?％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在280℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為40℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為97℃，牽伸倍數(shù)為5.7倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為95℃，回縮率為3％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為115CN，收卷速度為130米/分。
制成的單絲直徑為0.5mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為1100個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為1000個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例10采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、3重量％二氧化鈦粉，該電氣石粉的細(xì)度為30nm，和二氧化鈦粉的細(xì)度為30nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚苯乙烯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚苯乙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢?，其中加入的母粒占聚苯乙烯重量?％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在320℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為40℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為95℃，牽伸倍數(shù)為5.5倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為95℃，回縮率為3％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為110CN，收卷速度為125米/分。
制成的單絲直徑為0.8mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為900個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為700個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
實(shí)施例11采用購自上海維來新材料科技有限公司的能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒含有20重量％電氣石粉、3重量％二氧化鈦粉，該電氣石粉的細(xì)度為80nm，和二氧化鈦粉的細(xì)度為10nm，該母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
將上述母粒與紡絲級(jí)聚苯乙烯分別在80℃溫度下烘料。然后，將母粒與聚苯乙烯，加入常規(guī)攪拌機(jī)中進(jìn)行混合、并充分?jǐn)嚢瑁渲屑尤氲哪噶Ｕ季郾揭蚁┲亓康?％。
將充分?jǐn)嚢璧呐淞戏湃霐D出機(jī)中，在320℃溫度下熔融擠出，然后，將熔融擠出的單絲放入冷卻槽例如水槽中冷卻，冷卻溫度為40℃。
將冷卻后的單絲放入牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸溫度為95℃，牽伸倍數(shù)為5.5倍。
將牽伸過的單絲放入定型機(jī)進(jìn)行熱定型，定型溫度為95℃，回縮率為3％。
將定型過的單絲在收卷機(jī)上卷取，收卷張力為110CN，收卷速度為125米/分。
制成的單絲直徑為0.8mm。
測試該單絲的發(fā)射負(fù)離子的性能，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為900個(gè)/秒。將單絲編織成的空氣過濾網(wǎng)，其每秒釋放負(fù)離子的數(shù)目為720個(gè)/厘米2·秒。
將該網(wǎng)用作空調(diào)器中的過濾網(wǎng)。
權(quán)利要求
1.一種能夠發(fā)射負(fù)離子的單絲，它包含(1)一種能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒，該母粒包含(i)10-25重量％的納米級(jí)的電氣石粉，該電氣石粉的細(xì)度為1-500nm；(ii)余量為聚合物，選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；以該母粒的總重量為基準(zhǔn)；(2)聚合物材料，該聚合物材料選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；所述組分(1)母粒占組分(2)聚合物材料重量的2-6％。
2.如權(quán)利要求1所述的單絲，其中所述的母粒還包含0.1-7重量％的納米級(jí)二氧化鈦粉，該二氧化鈦粉的細(xì)度為1-500nm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單絲，其中所述母粒所含的組分(ii)聚合物與單絲所含的組分(2)聚合物相同。
4.如權(quán)利要求1或2所述的單絲，其中所述的母粒所含的組分(ii)聚合物與單絲所含的組分(2)聚合物均是聚丙烯。
5.一種制備權(quán)利要求1所述的單絲的方法，它依次包括如下步驟(a)將10-25重量％的細(xì)度為1-500nm的組分(i)電氣石粉，與余量的組分(ii)聚合物，進(jìn)行混合、攪拌、熔融擠出、造粒，制成能夠發(fā)射負(fù)離子的組分(1)母粒；(b)將占組分(2)聚合物材料的2-6重量％的組分(1)母粒與組分(2)聚合物材料，依次進(jìn)行烘料、混合、攪拌，并由擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成單絲。
6.一種權(quán)利要求1所述單絲的用途，它用于編織成空氣過濾器中的空氣過濾網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求6所述的單絲的用途，其中所述的空氣過濾器是空調(diào)器、空氣凈化器或空氣清新器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠發(fā)射負(fù)離子的單絲及其制造方法和用途。該單絲包含一種母粒和一種聚合物材料，該母粒包含10－25重量％的納米級(jí)電氣石粉和余量的聚合物；所述母粒占所述聚合物材料重量的2－6％，所述聚合物材料選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種。該單絲的制造方法依次包括將電氣石粉與聚合物按照所要求的比例進(jìn)行混合、攪拌、熔融擠出、造粒，制成能夠發(fā)射負(fù)離子的母粒；將占聚合物材料的2－6重量％的母粒與聚合物材料，依次進(jìn)行烘料、混合、攪拌，并由擠出機(jī)熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成單絲。本發(fā)明的單絲用于編織成空氣過濾器中的空氣過濾網(wǎng)。
文檔編號(hào)D01F6/04GK1683614SQ200510024260
公開日2005年10月19日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者丁宏廣, 洪賢良 申請人:丁宏廣