RU2189850C1 - Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof - Google Patents
Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189850C1 RU2189850C1 RU2001120906/12A RU2001120906A RU2189850C1 RU 2189850 C1 RU2189850 C1 RU 2189850C1 RU 2001120906/12 A RU2001120906/12 A RU 2001120906/12A RU 2001120906 A RU2001120906 A RU 2001120906A RU 2189850 C1 RU2189850 C1 RU 2189850C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- copolymer
- filter material
- charge
- glow discharge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фильтрующим материалам (ФМ) на основе полимерных волокон, предназначенным для удаления микрочастиц загрязнений из газов и жидкостей, а именно к электретным волокнистым фильтрующим материалам, обладающим высокой эффективностью фильтрации, и способам их получения. The invention relates to filtering materials (FM) based on polymer fibers, designed to remove microparticles of contaminants from gases and liquids, in particular to electret fibrous filtering materials having high filtration efficiency, and methods for their preparation.
Полимерные волокнистые фильтрующие материалы, полученные из расплава, например, методом раздува, или из растворов в органических растворителях, например, методом электростатического формования, широко используются в различных областях. Материалы, полученные методом электростатического формования, обладают улучшенными фильтрующими свойствами по сравнению с другими волокнистыми материалами благодаря наличию в волокнах электрического заряда, возникающего в процессе формования. Однако полученный заряд полностью исчезает при смачивании и постепенно стекает за несколько десятков часов при прохождении атмосферного воздуха через слой волокнистого материала, а при повышенной влажности еще быстрее [Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс). М.: Нефть и газ, 1997. С.216]. Polymeric fibrous filter materials obtained from a melt, for example, by blowing, or from solutions in organic solvents, for example, by electrostatic molding, are widely used in various fields. The materials obtained by electrostatic molding have improved filtering properties compared to other fibrous materials due to the presence in the fibers of an electric charge that occurs during the molding process. However, the resulting charge completely disappears when wetted and gradually drains out over several tens of hours when atmospheric air passes through a layer of fibrous material, and even more quickly with increased humidity [Filatov Yu.N. Electroforming of fibrous materials (EPI process). M .: Oil and gas, 1997. S.216].
Примером такого материала является сорбционно-фильтрующий материал с низкой термоусадкой для бактериальных фильтров на основе полимерных волокон диаметром 0,1-10мкм, полученных методом электростатического формования из растворов политрифторстирола-полисульфона, поли-2,6-диметил-фениленоксида, поли-2,6-дифенилфениленоксида, полидифениленфталида или полиоксидифениленфталида (Патент РФ 2055632, кл. В 01 D 39/16, 1996). Недостатком этого волокнистого фильтрующего материала является быстрое ухудшение его фильтрующих характеристик при пропускании через него влажного воздуха, связанное с нестабильностью заряда на волокнах. An example of such a material is a low heat shrink sorption filter material for bacterial filters based on polymer fibers with a diameter of 0.1-10 μm obtained by electrostatic molding from solutions of polytrifluorostyrene-polysulfone, poly-2,6-dimethyl-phenylene oxide, poly-2,6 diphenylphenylene oxide, polydiphenylenephthalide or polyoxydiphenylenephthalide (RF Patent 2055632, CL 01 D 39/16, 1996). The disadvantage of this fibrous filter material is the rapid deterioration of its filtering characteristics when passing moist air through it, due to the instability of the charge on the fibers.
Для придания заряда волокнистым фильтрующим материалам, состоящим из полимерных волокон, полученных из расплава, например, методом раздува, используют обработку коронным разрядом. Такие материалы получили название электретных. Corona discharge treatment is used to impart a charge to fibrous filter materials consisting of polymer fibers obtained from a melt, for example, by blowing. Such materials are called electrets.
Известны электретные полимерные волокнистые материалы, которые обладают повышенной фильтрующей способностью по сравнению с незаряженными волокнистыми фильтрующими материалами. Electret polymeric fibrous materials are known that have increased filtering ability compared to uncharged fibrous filter materials.
Известен электретный волокнистый фильтрующий полимерный материал, полученный из термопластичного полимера, например полипропилена, путем обработки волокон коронным разрядом при напряжении до 15 кВ в момент формования волокон методом раздува из расплава полимера (US 4215682, кл. 128/205, 1980). Диаметр волокон материала составляет, в частности, менее 25 мкм, а концентрация полученных зарядов - около 10-8 Кл/г, т.е. порядка 0,1 нКл/см2. Время уменьшения заряда не более чем в 2 раза составляет не менее 1 недели при комнатной температуре и 100% относительной влажности, а в случае волокон диаметром менее чем 10 мкм - не менее 6 месяцев.Known electret fibrous filtering polymer material obtained from a thermoplastic polymer, such as polypropylene, by treating the fibers with a corona discharge at a voltage of up to 15 kV at the time of forming the fibers by blowing from a polymer melt (US 4215682, CL 128/205, 1980). The fiber diameter of the material is, in particular, less than 25 microns, and the concentration of the resulting charges is about 10 -8 C / g, i.e. about 0.1 nC / cm 2 . The charge reduction time of not more than 2 times is at least 1 week at room temperature and 100% relative humidity, and in the case of fibers with a diameter of less than 10 microns - at least 6 months.
Недостатком данного материала является то, что он может быть получен только из расплава полимера, т.е. только из термопластичных полимерных материалов. Основное существенное свойство - наличие заряда придается волокнам непосредственно в процессе их формования, т.е. круг используемых для получения материала полимеров ограничен термопластичными материалами и заряд не может быть получен на уже готовых волокнах. Способ получения материала по патенту US 4215682 включает обработку в коронном разряде, которая ведется с использованием высокого напряжения (до 15 кВ) при атмосферном давлении, что сопряжено с особыми повышенными требованиями как к электробезопасности самого процесса, так и к условиям труда обслуживающего персонала. Кроме того, в рабочую зону выделяются вредные вещества, в том числе озон и продукты деструкции полимеров, что существенно ухудшает экологичность процесса. The disadvantage of this material is that it can only be obtained from a polymer melt, i.e. only from thermoplastic polymeric materials. The main essential property is the presence of a charge attached to the fibers directly during their formation, i.e. the range of polymers used to obtain the material is limited by thermoplastic materials and the charge cannot be obtained on already prepared fibers. The method of obtaining the material according to the patent US 4215682 includes corona discharge treatment, which is carried out using high voltage (up to 15 kV) at atmospheric pressure, which is associated with special increased requirements both for the electrical safety of the process itself and for the working conditions of the staff. In addition, harmful substances are emitted into the work area, including ozone and polymer degradation products, which significantly impairs the environmental friendliness of the process.
Известен способ получения электретного фильтрующего материала путем обработки ранее сформованного нетканого материала на основе полипропиленовых волокон, находящегося в контакте с непористой диэлектрической подложкой, в коронном разряде переменного тока или постоянного тока при напряжении 7 кВ (US 4588537, кл. 264/436, 1986). Способ включает одновременное уплотнение полученного материала, в том числе путем приложения давления со стороны непористой подложки. A known method of producing electret filter material by treating a previously formed non-woven material based on polypropylene fibers in contact with a non-porous dielectric substrate in a corona discharge of alternating current or direct current at a voltage of 7 kV (US 4,588,537, class 264/436, 1986). The method includes simultaneous compaction of the obtained material, including by applying pressure from the non-porous substrate.
Известен способ получения электретного полимерного волокнистого фильтрующего материала из полиолефинов, в частности из полипропилена, путем обработки готового волокнистого материала пропусканием между заземленным и разрядным электродами в высоковольтном поле напряженностью 5-10 кВ/см, с вариантом дополнительной предварительной обработки ионами, генерированными коронным разрядом или ионизирующим излучением (US 4592815, кл. 204/165, 1986). A known method of producing an electret polymer fibrous filter material from polyolefins, in particular polypropylene, by processing the finished fibrous material by passing between the grounded and discharge electrodes in a high voltage field of 5-10 kV / cm, with the option of additional pretreatment with ions generated by corona discharge or ionizing radiation (US 4592815, CL 204/165, 1986).
Общими недостатками указанных выше способов и материалов по патентам US 4588537 и US 4592815 являются: нестабильность заряда во времени и их использование применительно только к узкому кругу волокнистых материалов на основе термопластичных полимеров. Кроме того, в обоих способах используют высокое напряжение, требующее специальных мер электробезопасности. Коронный разряд на воздухе при атмосферном давлении является активным источником озона, что существенно ухудшает экологичность процесса. Использование стадии обработки ионизирующим излучением (патент US 4588537) требует дополнительных мер контроля радиационной безопасности. Common disadvantages of the above methods and materials for patents US 4588537 and US 4592815 are: the instability of the charge over time and their use is applicable only to a narrow circle of fibrous materials based on thermoplastic polymers. In addition, both methods use high voltage, requiring special electrical safety measures. A corona discharge in air at atmospheric pressure is an active source of ozone, which significantly degrades the environmental friendliness of the process. The use of the ionizing radiation treatment step (US Pat. No. 4,588,537) requires additional radiation safety control measures.
Наиболее близким к заявляемому является материал и способ получения электретного волокнистого фильтрующего материала из полипропилена и/или других термопластичных полимеров с диаметром волокон от 0,3 до 80 мкм путем электризации волокон обработкой двумя коронными разрядами противоположной полярности при напряжении 5-25 кВ (US 4375718, кл. 29/592, 1983). Closest to the claimed is a material and a method for producing an electret fibrous filter material from polypropylene and / or other thermoplastic polymers with fiber diameters from 0.3 to 80 μm by electrifying the fibers by treatment with two corona discharges of opposite polarity at a voltage of 5-25 kV (US 4375718, C. 29/592, 1983).
Существенными недостатками материала являются, прежде всего, нестабильность заряда во времени, связанная с природой коронного разряда, и то, что способ применяется для заряжения волокон из ограниченного круга термопластичных полимеров, а именно волокон, полученных методом раздува из расплава. Кроме того, процесс проводится при высоком напряжении до 25 кВ, что требует соблюдения повышенных мер электробезопасности для работающего персонала. В связи с тем, что коронный разряд осуществляется на воздухе при атмосферном давлении, в рабочую зону выделяются значительные количества озона и другие вредные продукты деструкции полимеров. Поэтому данный способ получения электретных волокнистых материалов не является экологически чистым. Significant disadvantages of the material are, first of all, the instability of the charge over time associated with the nature of the corona discharge, and the fact that the method is used to charge fibers from a limited circle of thermoplastic polymers, namely fibers obtained by melt-blown method. In addition, the process is carried out at high voltages up to 25 kV, which requires compliance with increased electrical safety measures for operating personnel. Due to the fact that the corona discharge is carried out in air at atmospheric pressure, significant amounts of ozone and other harmful products of polymer degradation are released into the working zone. Therefore, this method of producing electret fibrous materials is not environmentally friendly.
Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного волокнистого фильтрующего материала, состоящего из заряженных полимерных волокон, и сохраняющего свои фильтрующие характеристики длительное время, а также возможность расширения ассортимента используемых волокон. The objective of the present invention is to provide a high-performance fibrous filter material consisting of charged polymer fibers and retaining its filtering characteristics for a long time, as well as the possibility of expanding the range of fibers used.
Задачей является также создание универсального способа, позволяющего получить высокоэффективный волокнистый фильтрующий материал из любых полимерных волокон с требуемым комплексом свойств, при этом достигнуть улучшение электробезопасности и экологичности процесса получения материала, а также безопасности и условий труда обслуживающего персонала. The task is also to create a universal method that allows you to get a high-performance fibrous filter material from any polymer fibers with the required set of properties, while achieving improved electrical safety and environmental friendliness of the process of obtaining the material, as well as the safety and working conditions of staff.
Поставленная задача решается заявленным электретным волокнистым фильтрующим материалом, состоящим из полимерных волокон, заряженных стабильным зарядом в тлеющем разряде при давлении ниже атмосферного. Заряд, в частности, составляет не менее 1,0 нКл/см2, при этом уменьшение заряда не более чем в 2 раза происходит не менее чем за 6 месяцев при относительной влажности, равной или меньшей 100%, и температуре 25oС. Полимерные волокна могут быть предварительно получены из полимера, выбранного из группы: полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом, тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом, полиметилметакрилат, сополимер метилметакрилата с этилакрилатом, поли-4-метилпентен, поликарбонат, ацетаты целлюлозы, полиакрилонитрил, поливинилбутираль, фенолформальдегидная смола, полисульфон, поливинилиденфторид, сополимер винилиденфторида с тетрафторэтиленом, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Диаметр волокон, в частности, составляет 0,5-25 мкм. Волокна могут быть предварительно получены из расплава, например, методом раздува, или из раствора, например, методом электростатического формования, в виде нетканого материала.The problem is solved by the claimed electret fibrous filter material consisting of polymer fibers charged with a stable charge in a glow discharge at a pressure below atmospheric. The charge, in particular, is not less than 1.0 nC / cm 2 , while a decrease in charge of not more than 2 times occurs in at least 6 months at a relative humidity equal to or less than 100% and a temperature of 25 o C. the fibers can be preliminarily obtained from a polymer selected from the group: polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, a copolymer of styrene with acrylonitrile, a triple copolymer of styrene with acrylonitrile and methyl methacrylate, polymethyl methacrylate, a copolymer of methyl methacrylate with ethyl acrylate, poly-4-polycarbonate cellulose acetates, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, phenol-formaldehyde resin, polysulfone, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. The diameter of the fibers, in particular, is 0.5-25 microns. Fibers can be preliminarily obtained from a melt, for example, by blowing, or from a solution, for example, by electrostatic molding, in the form of a non-woven material.
Поставленная задача решается также тем, что разработан способ получения заявленного электретного волокнистого фильтрующего материала, заключающийся в том, что электризацию волокон осуществляют обработкой тлеющим разрядом при давлении ниже атмосферного с образованием стабильно заряженных волокон. При этом в качестве исходного волокнистого материала используют материал, полученный из расплава или из раствора полимера, выбранного, в частности, из группы полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом, тройной сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом, полиметилметакрилат, сополимер метилметакрилата с этилакрилатом, поли-4-метилпентен, поликарбонат, ацетаты целлюлозы, полиакрилонитрил, поливинилбутираль, фенолформальдегидная смола, полисульфон, поливинилиденфторид, сополимер винилиденфторида с тетрафторэтиленом, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Диаметр волокон, в частности, составляет 0,5-25 мкм, а материал может быть получен в виде нетканого. Обработку проводят низкочастотным (НЧ) тлеющим разрядом в интервале частот преимущественно 50 Гц-10 кГц или тлеющим разрядом постоянного тока, при остаточном давлении, в частности, 1-100 Па в присутствии воздуха и/или газа, выбранного из группы: аргон, кислород, азот, в течение преимущественно 10-300 секунд при плотности тока, например, 0,01-0,5 мА/см2 и напряжении, в частности, от 300 до 800 В.The problem is also solved by the fact that a method has been developed for producing the claimed electret fibrous filter material, which consists in the fact that the electrification of the fibers is carried out by treatment with a glow discharge at a pressure below atmospheric to form stably charged fibers. In this case, the material obtained from the melt or from a polymer solution selected in particular from the group polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, a styrene-acrylonitrile copolymer, a styrene-acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, a polymethyl methacrylate copolymer, is used as a starting material of fibrous material. , poly-4-methylpentene, polycarbonate, cellulose acetates, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, phenol-formaldehyde resin, polysulfone, polyvinylidene fluoride, wine copolymer lidenftorida with tetrafluoroethylene, a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. The diameter of the fibers, in particular, is 0.5-25 microns, and the material can be obtained in the form of non-woven. The treatment is carried out by a low-frequency (LF) glow discharge in the frequency range predominantly 50 Hz-10 kHz or DC glow discharge, at a residual pressure of, in particular, 1-100 Pa in the presence of air and / or gas selected from the group: argon, oxygen, nitrogen, for predominantly 10-300 seconds at a current density of, for example, 0.01-0.5 mA / cm 2 and a voltage of, in particular, from 300 to 800 V.
Технический результат заключается в том, что материал в объеме заявленной совокупности признаков обладает улучшенными фильтрующими характеристиками за счет наличия стабильного и большого по величине заряда. Концентрация зарядов в ФМ непосредственно после заряжения составляет не менее 1,0 нКл/см2 (10-7Кл/г), тогда как в известном материале заряд составляет не менее 10-8 Кл/г. При хранении на воздухе при относительной влажности 100% в течение 6 месяцев величина заряда уменьшается не более чем в 2 раза по сравнению с исходной. Высокая устойчивость заряда в обработанном материале связана с тем, что поверхность подвергается одновременному воздействию низкоэнергетических электронов с энергией от 0,1 до 5 эВ (в зависимости от расположения образца в межэлектродном пространстве) и вакуумного ультрафиолетового излучения (ВУФ) разряда. Низкоэнергетические электроны захватываются поверхностными ловушками. Под действием ВУФ-излучения происходит перераспределение этих электронов от поверхности в глубинные слои полимера. В результате захваченные заряды оказываются недоступными для воздействия факторов внешней среды (кислород и влага воздуха, молекулы жидких сред и т.д.) и сохраняются в полимерном материале в течение длительного времени.The technical result consists in the fact that the material in the volume of the claimed combination of features has improved filtering characteristics due to the presence of a stable and large charge. The concentration of charges in the FM immediately after charging is at least 1.0 nC / cm 2 (10 -7 C / g), while in the known material the charge is at least 10 -8 C / g. When stored in air at a relative humidity of 100% for 6 months, the charge decreases by no more than 2 times compared to the original. High charge stability in the processed material is associated with the fact that the surface is exposed to the simultaneous action of low-energy electrons with energies from 0.1 to 5 eV (depending on the location of the sample in the interelectrode space) and vacuum ultraviolet radiation (VUV) discharge. Low-energy electrons are captured by surface traps. Under the influence of VUV radiation, these electrons are redistributed from the surface to the deep layers of the polymer. As a result, the captured charges are inaccessible to environmental factors (oxygen and air moisture, molecules of liquid media, etc.) and are stored in the polymer material for a long time.
Высокая устойчивость заряда в полимерном материале, обработанном по предлагаемому способу, связана со специфическим - более мягким и избирательным воздействием на материал компонентов тлеющего НЧ-разряда и разряда постоянного тока, в то время как локальная температура в зоне действия коронного разряда достигает 1000 К, а энергия частиц до 1 кэВ [Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов. М.: Наука, 1980, 415 с.]. Кроме того, в условиях коронного разряда образец находится на воздухе при атмосферном давлении, то есть в среде с высоким содержанием кислорода, в результате чего его поверхность подвергается термической и термоокислительной деструкции. В выбранных нами условиях обработки в тлеющем НЧ-разряде и разряде постоянного тока процесс проходит при пониженном давлении (1-100 Па) и, следовательно, в тысячу раз более низком содержании кислорода в зоне обработки, без локального разогрева, а средняя энергия частиц не превышает нескольких электрон-вольт. В результате не наблюдается деструкция полимеров. Кроме того, процесс успешно осуществляется в атмосфере азота и аргона. Процесс является экологически чистым, так как обработка ФМ проводится в вакуумной камере, а вредные компоненты отходящих газов поглощаются специальными ловушками. В процессе используется ток промышленной частоты (50 Гц) и напряжение до 800 В, что существенно снижает как требования к электробезопасности в целом, так и улучшает условия труда обслуживающего персонала. Предлагаемый способ является универсальным и может быть применен не только к нетканым волокнистым полимерным материалам, полученным методом раздува из расплавов, но и к нетермопластичным нетканым полимерным материалам, полученным любыми другими методами, например, электростатическим формованием из растворов. The high charge stability in the polymer material processed by the proposed method is associated with a specific, more gentle and selective effect on the material of the components of a low-frequency glow discharge and a direct current discharge, while the local temperature in the corona discharge zone reaches 1000 K, and the energy particles up to 1 keV [Reiser Yu.P. Fundamentals of modern physics of gas-discharge processes. M .: Nauka, 1980, 415 pp.]. In addition, under the conditions of corona discharge, the sample is in air at atmospheric pressure, that is, in a medium with a high oxygen content, as a result of which its surface undergoes thermal and thermooxidative degradation. Under the conditions of our treatment in a low-frequency glow discharge and a direct current discharge, the process proceeds at a reduced pressure (1-100 Pa) and, therefore, a thousand times lower oxygen content in the treatment zone, without local heating, and the average particle energy does not exceed several electron volts. As a result, no polymer degradation is observed. In addition, the process is successfully carried out in an atmosphere of nitrogen and argon. The process is environmentally friendly, since FM processing is carried out in a vacuum chamber, and harmful components of the exhaust gases are absorbed by special traps. The process uses a current of industrial frequency (50 Hz) and a voltage of up to 800 V, which significantly reduces both the requirements for electrical safety as a whole and improves the working conditions of staff. The proposed method is universal and can be applied not only to non-woven fibrous polymeric materials obtained by the method of blowing from melts, but also to non-thermoplastic non-woven polymeric materials obtained by any other methods, for example, electrostatic molding from solutions.
Сущность изобретения подтверждается нижеприведенными примерами электретных волокнистых фильтрующих материалов и условиями их получения. The invention is confirmed by the following examples of electret fibrous filter materials and the conditions for their preparation.
Измерения заряда в ФМ материале проводили по известному методу динамического конденсатора ["Ferroelectric polymers: chemistry, physics, and applications" Ed. by H.S.Nalwa. Marcel Dekker Inc., N.Y., 1995]. The charge measurements in the FM material were carried out according to the well-known dynamic capacitor method ["Ferroelectric polymers: chemistry, physics, and applications" Ed. by H.S. Nalwa. Marcel Dekker Inc., N.Y., 1995].
Измерения эффективности задержания по атмосферному аэрозолю с диаметром частиц 1 мкм (Е3) и коэффициента проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм (К) проводили по известным методам [И.В.Петрянов, В.И.Козлов, П.И.Басманов, Б.И.Огородников. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.: Знание, 1968].The measurement of the effectiveness of the retention by atmospheric aerosol with a particle diameter of 1 μm (E 3 ) and the slip coefficient of the most penetrating aerosol with a particle diameter of 0.3 μm (K) was carried out according to known methods [I.V. Petryanov, V.I. Kozlov, P .I. Basmanov, B.I. Ogorodnikov. Fibrous filter materials FP. M .: Knowledge, 1968].
Расчеты Е3 и К проводили по формулам, приведенным ниже
E3=(Cисх-Сконечн)/Сконечн•100%;
К=Сконечн/Сисх•100%,
где Сисх - концентрация аэрозоля до фильтра, а Сконечн - концентрация аэрозоля после фильтра.The calculations of E 3 and K were carried out according to the formulas below
E 3 = (C ref C final) / C course • 100%;
K = C final / C ref • 100%,
where C ref is the concentration of the aerosol before the filter, and C final is the concentration of the aerosol after the filter.
Все нетканые материалы, изготовленные из волокон, полученных из раствора методом электростатического формования, были предварительно разряжены путем погружения в этиловый спирт на 10 минут и затем высушены при комнатной температуре в течение 1 суток. All non-woven materials made from fibers obtained from the solution by electrostatic molding were pre-discharged by immersion in ethyl alcohol for 10 minutes and then dried at room temperature for 1 day.
Пример 1
Образец ФМ на основе полипропилена в виде нетканого материала, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают тлеющим НЧ-разрядом (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 480 В течение 60 секунд. Плотность отрицательного поверхностного заряда ФМ составляет -1,5 нКл/см2. После хранения на воздухе в течение 20 суток при 20oС и влажности 50% плотность поверхностного заряда составляет -1,25 нКл/см2. Заряд обработанного ФМ и выдержанного в этиловом спирте в течение 5 часов составляет -1,2 нКл/см2. Эффективность задержания по атмосферному аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм для образца ФМ, обработанного в тлеющем НЧ-разряде, при указанных в примере параметрах составляет сразу после обработки 94% по сравнению с 80% у исходного ФМ. После хранения обработанного в тлеющем НЧ-разряде образца ФМ в течение 20 суток при относительной влажности 100% эффективность задержания по указанному атмосферному аэрозолю составляет 90%. После выдержки обработанного образца ФМ в этиловом спирте эффективность задержания составляет 90%.Example 1
An FM sample based on polypropylene in the form of a nonwoven material, with an average fiber diameter of 5 μm, obtained by melt blowing, is treated with a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and voltage 480 for 60 seconds. The density of the negative surface charge of the FM is -1.5 nC / cm 2 . After storage in air for 20 days at 20 o C and a humidity of 50%, the density of the surface charge is -1.25 nC / cm 2 . The charge of the treated FM and aged in ethanol for 5 hours is -1.2 nC / cm 2 . The atmospheric aerosol retention efficiency with a particle diameter of 0.3 μm for an FM sample processed in a low-frequency glow discharge, with the parameters indicated in the example, is immediately after processing 94% compared to 80% for the initial FM. After storage of the FM sample processed in a glowing low-discharge discharge for 20 days at a relative humidity of 100%, the retention efficiency for the indicated atmospheric aerosol is 90%. After holding the treated FM sample in ethanol, the retention efficiency is 90%.
Сравнительный пример 1
Образец ФМ на основе полипропилена в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают коронным разрядом (коронирующий электрод в форме ножа перемещают вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью 0,5 см/с, межэлектродное расстояние составляет 2 см, напряжение разряда 15 кВ). Обработанный образец ФМ имеет плотность поверхностного заряда -1,2 нКл/см2. После выдержки в течение 5 часов в этиловом спирте заряд становится ниже чувствительности измерительного прибора (0,01 нКл/см2).Comparative Example 1
A FM sample based on polypropylene in the form of a non-woven material with an average fiber diameter of 5 μm, obtained by melt blowing, is treated with a corona discharge (a corona-shaped electrode in the form of a knife is moved along the treated surface at a speed of 0.5 cm / s, the interelectrode distance is 2 cm, discharge voltage 15 kV). The treated FM sample has a surface charge density of −1.2 nC / cm 2 . After exposure for 5 hours in ethanol, the charge becomes lower than the sensitivity of the measuring device (0.01 nC / cm 2 ).
Пример 2
ФМ на основе полисульфона в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 0,5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере кислорода при давлении 10 Па, плотности тока 0,3 мА/см2 и напряжении 420 В в течение 60 секунд. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -4,5 нКл/см2, при этом коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм уменьшается в 3 раза по сравнению с исходным ФМ и составляет 2% по сравнению с 6% у исходного ФМ. После хранения обработанного в разряде ФМ на воздухе в течение 20 суток при влажности 100% плотность заряда составляет -4,1 нКл/см2, а коэффициент проскока 2,4%. Заряд обработанного в разряде ФМ и выдержанного в течение 5 часов в этиловом спирте составляет -4,0 нКл/см2, а коэффициент проскока 2,5%.Example 2
PM based on polysulfone in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 0.5 μm, obtained from a solution by electrostatic molding, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an oxygen atmosphere at a pressure of 10 Pa, current density 0.3 mA / cm 2 and a voltage of 420 V for 60 seconds. The density of the negative charge of the FM is -4.5 nC / cm 2 , while the slip coefficient of the most penetrating aerosol with a particle diameter of 0.3 μm decreases by 3 times compared with the initial FM and is 2% compared with 6% of the initial FM . After storage of the PM processed in the discharge in air for 20 days at a humidity of 100%, the charge density is -4.1 nC / cm 2 and the slip coefficient is 2.4%. The charge processed in the discharge of FM and aged for 5 hours in ethanol is -4.0 nC / cm 2 and the slip coefficient of 2.5%.
Сравнительный пример 2
Величина заряда ФМ на основе полисульфона в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 0,5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, составляет -0,5 нКл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм составляет 6%. При хранении ФМ на воздухе с относительной влажностью 100% в течение суток или в течение 5 часов в этиловом спирте заряд становится ниже чувствительности измерительного прибора (0,01 нКл/см2). Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю с диаметром частиц 0,3 мкм увеличивается до 9%.Reference Example 2
The magnitude of the charge PM on the basis of polysulfone in the form of a nonwoven material with an average fiber diameter of 0.5 μm, obtained from a solution by electrostatic molding, is -0.5 nC / cm 2 . The slip coefficient for the most penetrating aerosol with a particle diameter of 0.3 μm is 6%. When FM is stored in air with a relative humidity of 100% during the day or for 5 hours in ethanol, the charge becomes lower than the sensitivity of the measuring device (0.01 nC / cm 2 ). The slip coefficient for the most penetrating aerosol with a particle diameter of 0.3 μm increases to 9%.
Сравнительный пример 2а
Образец ФМ на основе полисульфона в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 0,5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают коронным разрядом (коронирующий электрод в форме ножа перемещают вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью 0,5 см/с, межэлектродное расстояние составляет 2 см, напряжение разряда 15 кВ). Такой ФМ имеет поверхностный заряд -1,4 нКл/см2; после выдержки в течение 1 суток на воздухе с относительной влажностью 100% или в течение 5 часов в этиловом спирте он имеет величину заряда ниже чувствительности прибора (0,01 нКл/см2) и коэффициент проскока 8%.Comparative Example 2a
A polysulfone-based FM sample in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 0.5 μm obtained from a solution by electrostatic molding is treated with a corona discharge (a corona-shaped electrode in the form of a knife is moved along the surface to be processed at a speed of 0.5 cm / s, the interelectrode distance is 2 cm, the discharge voltage is 15 kV). Such an FM has a surface charge of -1.4 nC / cm 2 ; after exposure for 1 day in air with a relative humidity of 100% or for 5 hours in ethanol, it has a charge value lower than the sensitivity of the device (0.01 nC / cm 2 ) and a slip coefficient of 8%.
Пример 3
ФМ на основе полиэтилентерефталата в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 25 мкм, полученных из расплава методом раздува, обрабатывают в разряде постоянного тока в атмосфере аргона при давлении 1 Па, плотности тока 0,01 мА/см2 и напряжении 800 В в течение 300 секунд. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -5,3 нКл/см2, при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю увеличивается с 4% для необработанного в разряде ФМ до 38%, т.е. в 9,5 раза.Example 3
FM based on polyethylene terephthalate in the form of a nonwoven material with an average fiber diameter of 25 μm, obtained from the melt by blowing, is processed in a direct current discharge in an argon atmosphere at a pressure of 1 Pa, a current density of 0.01 mA / cm 2 and a voltage of 800 V for 300 seconds. The density of the negative charge of the FM is -5.3 nC / cm 2 , while the efficiency of the retention of atmospheric aerosol increases from 4% for untreated FM to 38%, i.e. 9.5 times.
Пример 4
ФМ на основе диацетата целлюлозы в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 3 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (10 кГц) в атмосфере азота при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 300 В течение 300 секунд. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -2,6 нКл/см2, коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 9% (исходный ФМ) до 3%, т.е. в 3 раза.Example 4
FM on the basis of cellulose diacetate in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 3 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is processed in a low-frequency glow discharge (10 kHz) in a nitrogen atmosphere at a pressure of 100 Pa, current density 0 , 5 mA / cm 2 and a voltage of 300 for 300 seconds. The density of the negative charge of the FM is -2.6 nC / cm 2 , the slip coefficient of the most penetrating aerosol decreases from 9% (initial FM) to 3%, i.e. 3 times.
Пример 5
ФМ на основе фенолформальдегидной смолы в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 1 Па, плотности тока 0,01 мА/см2 и напряжении 800 В в течение 10 секунд. Плотность отрицательного заряда ФМ составляет -1,9 нКл/см2. Коэффициент проскока уменьшается с 15% для необработанного в разряде ФМ до 7%, т.е. в 2,1 раза.Example 5
FM on the basis of phenol-formaldehyde resin in the form of a non-woven material pre-discharged in alcohol, with an average fiber diameter of 5 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 1 Pa, current density 0 , 01 mA / cm 2 and a voltage of 800 V for 10 seconds. The density of the negative charge of the FM is -1.9 nC / cm 2 . The slip rate decreases from 15% for the unprocessed FM in the discharge to 7%, i.e. 2.1 times.
Пример 6
ФМ на основе поливинилбутираля в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в разряде постоянного тока в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,1 мА/см2 и напряжении 500 В в течение 60 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -1,2 нКл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 20% для необработанного в разряде ФМ до 12%, т.е. 1,6 раза.Example 6
FM based on polyvinyl butyral in the form of a non-woven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 5 μm, obtained from a solution by electrostatic molding, is treated in a direct current discharge in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.1 mA / cm 2 and voltage of 500 V for 60 seconds. The charge density of the FM is -1.2 nC / cm 2 . The penetration coefficient for the most penetrating aerosol decreases from 20% for unprocessed FM in the discharge to 12%, i.e. 1.6 times.
Пример 7
ФМ на основе полиметилметакрилата в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 300 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -1,4н Кл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 4%, т.е. уменьшается в 2 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (8%).Example 7
FM on the basis of polymethylmethacrylate in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol, with an average fiber diameter of 2 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is treated in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 100 Pa, current density 0, 5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 300 seconds. The charge density of the FM is -1.4n C / cm 2 . The penetration coefficient for the most penetrating aerosol is 4%, i.e. decreases by 2 times compared with untreated in the discharge of FM (8%).
Пример 8
ФМ из поливинилиденфторида в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 10 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере азота при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 480 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -5,78 нКл/см2. Эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 8 до 56%, т.е. в 7 раз по сравнению с необработанным в разряде ФМ.Example 8
FM from polyvinylidene fluoride in the form of a nonwoven material with an average fiber diameter of 10 μm, obtained by melt blowing, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in a nitrogen atmosphere at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 480 In for 300 seconds. The charge density of the FM is -5.78 nC / cm 2 . Atmospheric aerosol retention efficiency increases from 8 to 56%, i.e. 7 times in comparison with untreated FM.
Пример 9
ФМ на основе полистирола в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 7 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (10 кГц) в атмосфере кислорода при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 450 В в течение 10 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -1,0 нКл/см2, при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 50 до 75%.Example 9
A polystyrene-based FM in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 7 μm, obtained from a solution by electrostatic molding, is processed in a low-frequency glow discharge (10 kHz) in an oxygen atmosphere at a pressure of 10 Pa, current density 0, 5 mA / cm 2 and a voltage of 450 V for 10 seconds. The charge density of the FM is -1.0 nC / cm 2 , while the retention efficiency for atmospheric aerosol increases from 50 to 75%.
Пример 10
ФМ на основе поликарбоната в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (500 Гц) в атмосфере азота при давлении 1 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 760 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -4,2 нКл/см2, при этом коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 10% для необработанного в разряде ФМ до 2,5%, т.е. в 4 раза.Example 10
A polycarbonate-based FM in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 μm, obtained from a solution by electrostatic molding, is processed in a low-frequency glow discharge (500 Hz) in a nitrogen atmosphere at a pressure of 1 Pa, current density 0, 5 mA / cm 2 and a voltage of 760 V for 300 seconds. The charge density of the FM is -4.2 nC / cm 2 , while the slip coefficient for the most penetrating aerosol decreases from 10% for untreated FM to 2.5%, i.e. 4 times.
Пример 11
ФМ на основе полиакрилонитрила в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 1 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в разряде постоянного тока в атмосфере кислорода при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 370 В в течение 10 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -4,4 нКл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается в 5 раз по сравнению с необработанным в разряде (5%) и составляет 1%.Example 11
FM on the basis of polyacrylonitrile in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol, with an average fiber diameter of 1 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is treated in a direct current discharge in an oxygen atmosphere at a pressure of 100 Pa, a current density of 0.5 mA / cm 2 and voltage 370 V for 10 seconds. The charge density of the FM is -4.4 nC / cm 2 . The penetration coefficient for the most penetrating aerosol decreases by 5 times compared with untreated discharge (5%) and amounts to 1%.
Пример 12
ФМ из полиэтилентерефталата в виде нетканого материала, со средним диаметром волокон 10 мкм, полученных из расплава методом раздува, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,1 мA/cм2 и напряжении 500 В в течение 60 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -24 нКл/см2, при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю увеличивается с 9 до 87%, т.е. в 9,5 раз по сравнению с исходным ФМ. После хранения в течение 6 месяцев при комнатной температуре и относительной влажности 100% плотность поверхностного заряда составляет -8,1 нКл/см2, а эффективность 55%.Example 12
FM from polyethylene terephthalate in the form of a nonwoven material, with an average fiber diameter of 10 μm, obtained from the melt by blowing, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.1 mA / cm 2 and voltage 500 V for 60 seconds. The PM charge density is -24 nC / cm 2 , while the atmospheric aerosol retention efficiency increases from 9 to 87%, i.e. 9.5 times compared with the initial FM. After storage for 6 months at room temperature and 100% relative humidity, the surface charge density is -8.1 nC / cm 2 and the efficiency is 55%.
Пример 13
ФМ на основе сополимера стирола с акрилонитрилом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 300 В в течение 30 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -3,1 нКл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 3%, т.е. уменьшается в 2,6 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (8%).Example 13
FM based on a styrene-acrylonitrile copolymer in the form of a non-woven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is treated in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, density current 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 30 seconds. The charge density of the FM is -3.1 nC / cm 2 . The penetration coefficient for the most penetrating aerosol is 3%, i.e. decreases by 2.6 times compared with untreated in the discharge of FM (8%).
Пример 14
ФМ на основе сополимера метилметакрилата со стиролом и акрилонитрилом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 100 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 300 В в течение 60 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -1,4 нКл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 3%, т.е. уменьшается в 3 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (9%).Example 14
FM based on a copolymer of methyl methacrylate with styrene and acrylonitrile in the form of a nonwoven material pre-discharged in alcohol, with an average fiber diameter of 2 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is treated in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 100 Pa , a current density of 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 300 V for 60 seconds. The charge density of the FM is -1.4 nC / cm 2 . The penetration coefficient for the most penetrating aerosol is 3%, i.e. decreases by 3 times compared with untreated in the discharge FM (9%).
Пример 15
ФМ на основе сополимера метилметакрилата с этилакрилатом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 5 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,1 мА/см2 и напряжении 500 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -1,6 нКл/см2. Коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю составляет 4%, т.е. уменьшается в 2 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ (8%).Example 15
FM based on a copolymer of methyl methacrylate with ethyl acrylate in the form of a non-woven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 5 μm, obtained from the solution by electrostatic molding, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, density current of 0.1 mA / cm 2 and a voltage of 500 V for 300 seconds. The charge density of the FM is -1.6 nC / cm 2 . The penetration coefficient for the most penetrating aerosol is 4%, i.e. decreases by 2 times compared with untreated in the discharge of FM (8%).
Пример 16
ФМ на основе поли-4-метилпентена в виде нетканого материала, со средним диаметром волокон 20 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 700 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -4,5 нКл/см2, при этом эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 8 до 53%, т.е. в 6,6 раза по сравнению с необработанным в разряде ФМ.Example 16
FM based on poly-4-methylpentene in the form of a non-woven material, with an average fiber diameter of 20 μm, obtained by melt blowing, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, current density 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 700 V for 300 seconds. The charge density of the FM is -4.5 nC / cm 2 , while the retention efficiency for atmospheric aerosol increases from 8 to 53%, i.e. 6.6 times compared with untreated in the discharge FM.
Пример 17
ФМ из сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом в виде нетканого материала, предварительно разряженного в спирте, со средним диаметром волокон 2 мкм, полученных из раствора методом электростатического формования, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере азота при давлении 10 Па, плотности тока 0,5 мА/см2 и напряжении 480 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -5,5 нКл/см2, при этом коэффициент проскока по наиболее проникающему аэрозолю уменьшается с 8% для необработанного в разряде ФМ до 2%, т.е. в 4 раза.Example 17
FM from a copolymer of vinylidene fluoride with tetrafluoroethylene in the form of a non-woven material pre-discharged in alcohol with an average fiber diameter of 2 μm, obtained from a solution by electrostatic molding, is treated in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in a nitrogen atmosphere at a pressure of 10 Pa, current density 0.5 mA / cm 2 and a voltage of 480 V for 300 seconds. The charge density of the FM is -5.5 nC / cm 2 , while the slip coefficient along the most penetrating aerosol decreases from 8% for the unprocessed FM in the discharge to 2%, i.e. 4 times.
Пример 18
ФМ из сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом в виде нетканого материала со средним диаметром волокон 10 мкм, полученных методом раздува из расплава, обрабатывают в тлеющем НЧ-разряде (50 Гц) в атмосфере воздуха при давлении 10 Па, плотности тока 0,4 мА/см2 и напряжении 480 В в течение 300 секунд. Плотность заряда ФМ составляет -5,2 нКл/см2. Эффективность задержания по атмосферному аэрозолю возрастает с 8 до 52%, т.е. в 6,5 раз по сравнению с необработанным в разряде ФМ.Example 18
FM from a copolymer of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene in the form of a nonwoven material with an average fiber diameter of 10 μm, obtained by melt blowing, is processed in a low-frequency glow discharge (50 Hz) in an atmosphere of air at a pressure of 10 Pa, a current density of 0.4 mA / cm 2 and voltage of 480 V for 300 seconds. The charge density of the FM is -5.2 nC / cm 2 . Atmospheric aerosol retention efficiency increases from 8 to 52%, i.e. 6.5 times in comparison with untreated FM.
Таким образом, предлагаемый электретный волокнистый фильтрующий материал и способ его получения позволяют достичь следующей совокупности полезных качеств:
- существенно повысить эффективность задержания аэрозольных частиц по сравнению с аналогичным материалом из незаряженных волокон за счет образования в волокнах долгоживущих электретных состояний;
- обеспечить сохранность образованных электретных состояний при хранении и эксплуатации ФМ в течение длительного времени, в том числе в присутствии влаги;
- обеспечить возможность получения электретных волокнистых фильтрующих материалов на основе любых готовых нетканых волокнистых материалов, сформованных из расплава или из раствора; тем самым существенно расширить ассортимент получаемых электретных волокнистых фильтрующих материалов, улучшить экологичность процесса получения электретных волокнистых фильтрующих материалов, а также электробезопасность и условия труда обслуживающего персонала по сравнению со способами обработки волокнистых материалов с использованием коронного разряда.Thus, the proposed electret fibrous filter material and the method for its preparation allow to achieve the following combination of useful qualities:
- significantly increase the efficiency of aerosol particle retention compared to similar material from uncharged fibers due to the formation of long-lived electret states in the fibers;
- to ensure the safety of the formed electret states during storage and operation of FM for a long time, including in the presence of moisture;
- to provide the possibility of obtaining electret fibrous filter materials based on any finished non-woven fibrous materials formed from a melt or from a solution; thereby significantly expanding the range of electret fibrous filtering materials obtained, improving the environmental friendliness of the process of producing electret fibrous filtering materials, as well as electrical safety and working conditions of staff compared to methods for processing fibrous materials using corona discharge.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120906/12A RU2189850C1 (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120906/12A RU2189850C1 (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2189850C1 true RU2189850C1 (en) | 2002-09-27 |
Family
ID=20252103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001120906/12A RU2189850C1 (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189850C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242276C1 (en) * | 2003-11-27 | 2004-12-20 | Лисецкий Владимир Николаевич | Sorbent and a method for preparation thereof |
| RU2262376C1 (en) * | 2004-09-14 | 2005-10-20 | Государственное Научное Учреждение "Институт Механики Металлополимерных Систем Им. В.А. Белого Нан Беларуси" | Air stream-cleaning laminated polymeric fibrous filter material |
| WO2009128747A1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | Alexander Igorevich Olshanskiy | Composite material, package and carrier made on the basis of the composite material and method of producing the composite material |
| RU2379089C1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Multilayer filter material |
| RU2404841C2 (en) * | 2006-02-09 | 2010-11-27 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Electret and compunds suitable for electrets |
| RU2429048C2 (en) * | 2009-11-06 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" | Filter material for fine purification of gases and production method |
| RU2543176C2 (en) * | 2009-03-18 | 2015-02-27 | Баумхютер Экструзион Гмбх | Polymer fibre, its application and method of production |
| RU2720784C1 (en) * | 2019-10-18 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Спинполимер" | Filtering material for protection against air suspended particles |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4375718A (en) * | 1981-03-12 | 1983-03-08 | Surgikos, Inc. | Method of making fibrous electrets |
| RU2050937C1 (en) * | 1992-04-15 | 1995-12-27 | Серебрянский завод неорганических производств | Multilayer filter medium |
| RU2130521C1 (en) * | 1993-08-17 | 1999-05-20 | Миннесота Майнинг Энд Мэнюфекчуринг Компани | Method of electrization of nonwoven cloth, electret filter medium, flexible filtering mask and breathing mask assembly |
-
2001
- 2001-07-27 RU RU2001120906/12A patent/RU2189850C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4375718A (en) * | 1981-03-12 | 1983-03-08 | Surgikos, Inc. | Method of making fibrous electrets |
| RU2050937C1 (en) * | 1992-04-15 | 1995-12-27 | Серебрянский завод неорганических производств | Multilayer filter medium |
| RU2130521C1 (en) * | 1993-08-17 | 1999-05-20 | Миннесота Майнинг Энд Мэнюфекчуринг Компани | Method of electrization of nonwoven cloth, electret filter medium, flexible filtering mask and breathing mask assembly |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242276C1 (en) * | 2003-11-27 | 2004-12-20 | Лисецкий Владимир Николаевич | Sorbent and a method for preparation thereof |
| RU2262376C1 (en) * | 2004-09-14 | 2005-10-20 | Государственное Научное Учреждение "Институт Механики Металлополимерных Систем Им. В.А. Белого Нан Беларуси" | Air stream-cleaning laminated polymeric fibrous filter material |
| RU2404841C2 (en) * | 2006-02-09 | 2010-11-27 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Electret and compunds suitable for electrets |
| WO2009128747A1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | Alexander Igorevich Olshanskiy | Composite material, package and carrier made on the basis of the composite material and method of producing the composite material |
| RU2379089C1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Multilayer filter material |
| RU2543176C2 (en) * | 2009-03-18 | 2015-02-27 | Баумхютер Экструзион Гмбх | Polymer fibre, its application and method of production |
| RU2429048C2 (en) * | 2009-11-06 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" | Filter material for fine purification of gases and production method |
| RU2720784C1 (en) * | 2019-10-18 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Спинполимер" | Filtering material for protection against air suspended particles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU750831B2 (en) | Fluorinated electret | |
| US8512612B2 (en) | Nano-fibered membrane for western blot and manufacturing method of the same | |
| JP2003505229A (en) | Electret filter media with plasma treatment | |
| RU2189850C1 (en) | Electret fibrous filter material and method of manufacture thereof | |
| Kilic et al. | The charging and stability of electret filters | |
| CN1452775A (en) | Method of making electrets through vapor condensation | |
| WO2001007144A1 (en) | Plasma treated electret filter media | |
| JP2004533313A (en) | Electret filter media after evaporation treatment | |
| DE112004000760T5 (en) | Lyophilic fuel cell component | |
| US20140231341A1 (en) | Ptfe membrane | |
| US4527218A (en) | Stable positively charged Teflon electrets | |
| US3687832A (en) | Production of improved polymeric materials using electrical gas discharges | |
| EP1682247B1 (en) | Atmospheric plasma treatment of meltblown fibers used in filtration | |
| KR20020007237A (en) | Manufacture of carbonnanotube with having increaseing surface area | |
| US20030209839A1 (en) | High dielectric non-woven fabrics and their synthetic process | |
| JPS6133859B2 (en) | ||
| JPH03290446A (en) | Processing of porous film | |
| JP2536584B2 (en) | Electret filter | |
| CN113851329B (en) | Method for improving surface charge storage stability of polyolefin film | |
| Drachev | Generation of polymer electrets in a low-temperature glow-discharge plasma | |
| JP2003275516A (en) | Electret filter manufacturing method | |
| Rychkov et al. | Electret properties of polyethylene films modified with titanium tetrachloride vapor | |
| JPH01148320A (en) | Production of electret filter | |
| Arefi-Khonsari et al. | In this chapter surface modifications of polymer films treated by cold plasmas are reviewed. To illustrate these modifications, examples of plasma processing of polymers are given exclusively by using a low-frequency low-pressure reactor with asymmetrical configuration of electrodes. After briefly discussing the main processes | |
| Aliev | Thermally stimulated depolarization of coronoelectrets of γ-irradiated polyolefines and their mixtures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050728 |