專利名稱：聚烯烴過(guò)濾纖維束及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于香煙的過(guò)濾嘴的聚烯烴纖維束的制造方法，特別是涉及一種改進(jìn)的聚烯烴過(guò)濾纖維束及其制造方法。
已知的制造聚烯烴過(guò)濾纖維束的方法是在將聚烯烴薄膜加熱的同時(shí)進(jìn)行拉伸，以使其分子結(jié)構(gòu)在拉伸方向定向，并沿縱向?qū)⒈∧で虚_(kāi)，然后使纖絲化的薄膜卷曲。纖絲化薄膜經(jīng)卷曲后體積增大，變得更為“松散”，使其更象醋酸纖維素那樣的常用的香煙過(guò)濾嘴材料。美國(guó)專利第3，880，173號(hào)就介紹了一種這樣的聚烯烴過(guò)濾纖維束及其制造方法。
定向薄膜是沿定向的方向切開(kāi)的，這是因?yàn)樵摫∧ぺ呄蛴谠谠摲较颉伴_(kāi)裂”，因此易于切開(kāi)，但在橫向則較難切開(kāi)。但在某些情況下，薄膜是那么易于沿定向方向切開(kāi)，以致一旦切開(kāi)后，薄膜會(huì)繼續(xù)開(kāi)裂得過(guò)頭，甚至可能一直開(kāi)裂到薄膜的末端。
纖絲化聚烯烴薄膜制成過(guò)濾纖維束并用該纖維束制成香煙的過(guò)濾嘴后，纖維束具有一定的“效率”(“yield”)，效率的定義是由給定重量的過(guò)濾纖維束所得的壓力降。效率可用每毫克纖維束所引起的壓力降(水的毫米數(shù))表示(mmWG/mg)。宜使給定重量的過(guò)濾纖維束產(chǎn)生最大的效率。
為了使纖絲化聚烯烴薄膜產(chǎn)生最大的纖維束效率，可以采用的一種方法是控制定向薄膜的開(kāi)裂傾向。
最好能控制聚烯烴薄膜的性能，使其能按要求纖絲化，從而提高由其制得的過(guò)濾纖維束的效率。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是要能控制聚烯烴薄膜的性能，使其能按要求纖絲化，從而提高由其制得的過(guò)濾纖維束的效率。
本發(fā)明提供這樣一種聚烯烴過(guò)濾纖維束，該纖維束含有約70～99%的至少一種聚丙烯均聚物，其熔體指數(shù)約為1.2～3.0，密度約為0.905g/cc，還含有約1～30%的至少一種低密度聚乙烯均聚物，其熔體指數(shù)約為0.9～3.0，密度約為0.921g/cc。
本發(fā)明還提供一種制造聚烯烴過(guò)濾纖維束的方法，該方法包括以下步驟1.成型含有約70～99%的至少一種聚丙烯均聚物和約1～30%的至少一種低密度聚乙烯均聚物的具有分子結(jié)構(gòu)的一種聚烯烴薄膜;
2.將所得的薄膜加熱至略低于其熔點(diǎn)的溫度，并進(jìn)行拉伸，以使其分子結(jié)構(gòu)定向;
3.使定向薄膜纖絲化，以形成互連的纖維網(wǎng)狀物;
4.使該纖絲化網(wǎng)狀物卷曲。
本發(fā)明的以上目的及其他目的和優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)結(jié)合附圖
(本發(fā)明的方法的工藝流程圖)，研究下面的詳細(xì)描述而看得更為清楚。
本發(fā)明的聚烯烴過(guò)濾纖維束是用一種最佳聚烯烴共混物制成的。我們發(fā)現(xiàn)用含有約70～99%(最好約為90～99%)的至少一種熔體指數(shù)約為1.2～3.0、密度約為0.905g/cc的聚丙烯均聚物和約1～10%(最好約為1～30%)的至少一種熔體指數(shù)約為0.9～3.0、密度約為0.921g/cc的聚乙烯均聚物的聚烯烴共混物能制得效率得到提高的過(guò)濾纖維束。本發(fā)明的最佳組合物含有熔體指數(shù)約為1.8～2.5的聚丙烯均聚物和熔體指數(shù)約為1.0～2.0的聚乙烯均聚物。熔體指數(shù)是按照ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)標(biāo)準(zhǔn)1133測(cè)定的，聚丙烯均聚物是在230℃和2.16公斤力的條件下測(cè)定，聚乙烯均聚物則是在190℃和2.16公斤力的條件下測(cè)定。雖然高密度或線型低密度聚乙烯也可用于本發(fā)明，但低密度聚乙烯尤為合適。也可用聚苯乙烯代替聚乙烯，但要注意它可能產(chǎn)生的毒物效應(yīng)。
雖然對(duì)于香煙過(guò)濾嘴來(lái)說(shuō)，最好單用聚丙烯，但發(fā)現(xiàn)單用聚丙烯時(shí)太容易開(kāi)裂，以致在聚丙烯薄膜上切開(kāi)的狹長(zhǎng)切口會(huì)一直擴(kuò)展到薄膜的末端。裂紋擴(kuò)展所需的能量比裂紋起始所需的能量小得多。盡管如此，如果裂紋到達(dá)薄膜中的不規(guī)則區(qū)或位錯(cuò)區(qū)時(shí)還是會(huì)停止擴(kuò)展的，例如到達(dá)無(wú)規(guī)立構(gòu)聚丙烯區(qū)、非結(jié)晶材料區(qū)、無(wú)定形結(jié)構(gòu)區(qū)或晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有定向或沒(méi)有發(fā)生鏈定位的區(qū)域時(shí)就是這樣。加入高密度或低密度聚乙烯或線型低密度聚乙烯并使其量不超出上面提到的比例范圍，能產(chǎn)生位錯(cuò)，從而減少切口的擴(kuò)展，使纖維束的效率得到合乎需要的提高。此外，所述的熔體指數(shù)反映了能使薄膜的開(kāi)裂傾向減少的流變性能和粘度。
我們發(fā)現(xiàn)，除基本的聚合物組合物外，在組合物中再加入晶狀填料或其它填充劑能使由該組合物制得的過(guò)濾材料的效率提高。我們認(rèn)為，加入晶狀物質(zhì)或其它填充劑能使薄膜的分子結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)增多，使裂紋間的最小距離縮短，從而能生成更多、更細(xì)的纖維。特別是加入晶狀物質(zhì)或其他填充劑，能使纖維的自由端(即纖維只有一端與網(wǎng)狀物相連)的數(shù)量增加，使由該材料制得的過(guò)濾材料的過(guò)濾特性改善。適用的填充劑包括二氧化鈦、二氧化硅和碳酸鈣之類(lèi)的晶狀物質(zhì)，也包括炭黑和粘土。這些物質(zhì)，特別是二氧化鈦(白色)和炭黑(黑色)，在所制造的過(guò)濾材料需要著色時(shí)也可用作著色劑。二氧化鈦是特別適用的晶狀添加劑，其加入量約為聚合物總質(zhì)量的0.15～5%。二氧化鈦之所以適宜，不僅是由于它能使制得的過(guò)濾材料與常用的醋酸纖維素一樣呈明顯的白色，而且也由于它能使過(guò)濾材料具有很好的纖絲化性能從而使效率提高。其它類(lèi)似的化合物如金屬氧化物及其絡(luò)合物也能使用。
填充劑可用多種方法加入聚合物組合物中。第一種方法是使其與聚合物直接混合。第二種方法是將其加入“母料”(含一種原料聚合物和較高比例的填充劑的材料)中，該“母料”可再與其它組分共混，使總組合物中填充劑的含量達(dá)到要求。第三種方法是使其在液體載體中懸浮或溶解，然后在擠塑薄膜之前或在擠塑時(shí)將該液體載體加入聚合物中。最后一種情況是聚合物買(mǎi)來(lái)時(shí)就已含有填充劑(或是專為薄膜生產(chǎn)而制備的)。
填充劑宜做成微小的粒子，即其平均顆粒大小分布約在0.10～0.23微米的范圍內(nèi)，平均顆粒大小約為0.14～0.19微米。最好其純度至少達(dá)98%，無(wú)毒，可用于食品，適合于擠塑成型。
本發(fā)明的過(guò)濾纖維束的制造方法用圖解法表示在附圖中。
在聚合物共混步驟10中，將上面所述的聚合物和其它組分進(jìn)行共混。
聚烯烴薄膜是用吹塑法或擠塑法成型的，在吹塑薄膜的步驟11中，使用象ExtrusionSystemsLtd.的Model0100之類(lèi)的常用薄膜吹塑機(jī)，吹塑成圓筒形聚烯烴薄膜“泡”，其厚度約為20～50微米，最好為35微米左右。使該薄膜“泡”塌陷成扁平的兩層結(jié)構(gòu)，然后宜在縱切和對(duì)齊的步驟12中將其縱切成三條兩層帶，將這些帶對(duì)齊并疊在一起，從而獲得一種六層帶。該六層帶本身又縱切成兩個(gè)帶，供同時(shí)加工，需要時(shí)可同時(shí)制造兩種性能可能不同的纖維束。在下面的討論中，僅討論兩條平行帶之一的過(guò)程，另一條帶的處理基本上相同。
然后使該六層帶通過(guò)定向步驟13，在該步驟中宜將帶加熱到略低于其熔點(diǎn)的溫度(約160℃)，并在兩組輥之間拉伸。進(jìn)行壓延的那組輥的轉(zhuǎn)速為進(jìn)料的那組輥的轉(zhuǎn)速的5～13倍。這種“定向”過(guò)程使薄膜的分子結(jié)構(gòu)排列整齊，使薄膜具有纖絲化所需的物理特性。同時(shí)，薄膜的厚度也減少到約8～17微米，最好為12.4微米左右。
然后在纖絲化步驟14中，使定向薄膜帶通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上轉(zhuǎn)動(dòng)著的纖絲化輥，輥上裝有較大量的細(xì)針，薄膜與針接觸而變成纖維。薄膜與每一輥接觸的弧度僅為20～45度左右，最好約37度，同時(shí)薄膜的速度約為纖絲化輥的表面速度的2倍。薄膜速度與纖絲化輥速度之比稱為“纖絲化比”。纖絲化的結(jié)果使帶在側(cè)面擴(kuò)展，可明顯地看到互連的纖維網(wǎng)狀物，并有一部分自由端。如上所述，這些自由端在該纖絲化薄膜制成的過(guò)濾材料的過(guò)濾作用中起著重要的作用，自由端所占的比例越大，過(guò)濾材料的性能越好。
纖絲化后，在卷曲步驟15中將已纖絲化的纖維束卷曲，卷曲宜在一填料箱式卷曲機(jī)中進(jìn)行，系將纖絲化薄膜以高速送入一閉合箱，使其塌陷在已存在于箱中的纖維束上。至少用填料箱進(jìn)行的卷曲操作會(huì)產(chǎn)生“初級(jí)”卷曲和“次級(jí)”卷曲。初級(jí)卷曲是在纖維本身產(chǎn)生的卷曲，卷曲的幅度約為300～600微米，每英寸約產(chǎn)生25～60卷曲，而次級(jí)卷曲則是使整個(gè)帶象手風(fēng)琴那樣折成摺。初級(jí)卷曲是需要的，而次級(jí)卷曲則必須在用纖維束制成過(guò)濾材料之前除去。
纖維束一旦卷曲后，便可打包，以備后用，或直接制成過(guò)濾材料。
下面的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的聚烯烴薄膜的優(yōu)點(diǎn)實(shí)施例1-(先有技術(shù))用已知的吹塑薄膜工藝，將熔體指數(shù)為0.8的丙烯/乙烯共聚物(含20%共聚的乙烯)擠塑成厚度為37微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按7∶1的拉伸比拉伸使其沿縱向定向，得到厚度為14微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)203針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反;
針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.3683毫米薄膜與輥的接觸弧度45°薄膜進(jìn)料速度63.6米/分纖絲化輥的表面速度159米/分(纖絲化比2.5∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為40，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲頻率為16卷曲/英寸(cpi)。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下過(guò)濾棒長(zhǎng)度15毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)72在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)42效率(%)58
實(shí)施例2-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有92%聚丙烯均聚物(其按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16公斤力的條件下測(cè)得的熔體指數(shù)為1.8)、7%低密度聚乙烯(其按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16公斤力的條件下測(cè)得的熔體指數(shù)為1.0)和1%含有25%(重量)二氧化鈦(金紅石，細(xì)晶結(jié)構(gòu))的聚丙烯母料的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化棍的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°
薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度316米/分(纖絲化比2.2∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為38，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為396微米，卷曲頻率為41cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)287326在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)186247效率(%)6576實(shí)施例3-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有92.6%熔體指數(shù)為1.8(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、7%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯和0.4%在其中懸浮著0.25%二氧化鈦(金紅石)的液體載體著色劑的共聚物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度259米/分(纖絲化比1.8∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為32，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為396微米，頻率為45.2cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)263289在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)161198效率(%)6169實(shí)施例4-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有91%熔體指數(shù)為1.8(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、7%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯和2.0%在其中懸浮著1%炭黑的液體載體著色劑的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊;
纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度259米/分(纖絲化比1.8∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為32，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為308微米，頻率為38.4cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)282304在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)188251效率(%)6783實(shí)施例5-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有92%熔體指數(shù)為2.3(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、7%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯和1%含25%(重量)二氧化鈦(金紅石，微晶結(jié)構(gòu))的低密度聚乙烯母料的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)
針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度288米/分(纖絲化比2.0∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為40，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為452微米，頻率為54.9cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)342378在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)275349效率(%)8092
實(shí)施例6-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有90.75%熔體指數(shù)為1.8(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、7%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯、1%含25%(重量)二氧化鈦的聚丙烯母料和1.25%含80.0%(重量)碳酸鈣的聚丙烯母料的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°
薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度290米/分(纖絲化比2.0∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為36，500旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為316微米，頻率為41.0cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)304355在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)199292效率(%)6582實(shí)施例7-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有88%熔體指數(shù)為1.8(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、7%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯和5%在其中懸浮著60.0%碳酸鈣和5.0%二氧化鈦的液體載體的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度259米/分(纖絲化比1.8∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為32，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為200微米，頻率為66.6cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)277288在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)171188效率(%)6265實(shí)施例8-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有92%熔體指數(shù)為1.8(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、5.5%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯和2.5%在其中分散著40%炭黑的聚乙烯母料的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊
纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線所成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度259米/分(纖絲化比1.8∶1)如此制得的纖絲化薄膜的總線性密度為32，000旦，然后使其在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為209微米，頻率為56.4cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)275314在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)173221效率(%)6370實(shí)施例9-用已知的吹塑薄膜工藝，將含有91.75%熔體指數(shù)為1.8(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃和2.16kgf下測(cè)定)的聚丙烯均聚物、7%熔體指數(shù)為1.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃和2.16kgf下測(cè)定)的低密度聚乙烯和1.25%在其中分散著80%(重量)滑石(二氧化硅)的聚丙烯母料的共混物擠塑成厚度為35微米的薄膜。將該薄膜縱切成等寬的6份，層疊并按8∶1的拉伸比拉伸，使其沿縱向定向，得到厚度為12.4微米的薄膜。使該定向薄膜在下列條件下繞過(guò)帶針的纖絲化輥的部分周邊纖絲化輥直徑(毫米)190針?lè)植荚跈M跨輥的兩端的、與輥軸的平行線成傾斜角的一些直線上，針在成對(duì)的平行排中的空間位置是相互錯(cuò)開(kāi)的，相鄰的兩對(duì)針排的傾斜方向相反針的排數(shù)180每排針密度25針/英寸(ppi)
針的傾斜角(針與輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向上的切線線成的角)60°針的突出高度1毫米針的直徑0.4953毫米薄膜與輥的接觸弧度37°薄膜進(jìn)料速度144米/分纖絲化輥的表面速度290米/分(纖絲化比2.0∶1)使如此制得的纖絲化薄膜在填料箱中進(jìn)行卷曲操作。
再用已知的方法使如此制得的變形纖維束退卷曲，得到張開(kāi)的絮凝狀物料，其卷曲特性是幅度為332微米，頻率為28.0cpi。
利用通常制造過(guò)濾棒的設(shè)備將該物料制成過(guò)濾棒，其性能如下最小點(diǎn)最大點(diǎn)過(guò)濾棒長(zhǎng)度66毫米過(guò)濾棒周長(zhǎng)24.55毫米每根棒的纖絲化纖維束凈重(毫克)288340在1050毫升/分的流速下，過(guò)濾棒兩端的壓力降(mmWG)172236效率(%)6069
可見(jiàn)，本發(fā)明提供了具有所要求的纖絲化性能的聚烯烴薄膜，該薄膜可用于制造纖絲化過(guò)濾纖維束，用該纖維束可制成效率得到提高的過(guò)濾材料。本專業(yè)人員會(huì)理解，本發(fā)明除了上述實(shí)施方案外還可用其它的方案實(shí)施，以上的實(shí)施方案只是為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明僅受下面的權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種制造聚烯烴過(guò)濾纖維束的方法，該方法按所列順序包括以下步驟成型制得具有分子結(jié)構(gòu)的聚烯烴薄膜；將該薄膜加熱到略低于其熔點(diǎn)的溫度，并將所述的熱薄膜拉伸，使其分子結(jié)構(gòu)定向；將該定向薄膜纖絲化，以形成互連的網(wǎng)狀物；將該纖絲化網(wǎng)狀物卷曲；該方法的特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有約70～99%的至少一種聚丙烯均聚物和約1～30%的至少一種低密度聚乙烯均聚物的聚烯烴薄膜。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有約90～99%的上述至少一種聚丙烯均聚物和約1～10%的上述至少一種低密度聚乙烯均聚物的聚烯烴薄膜。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成形制得含有至少一種熔體指數(shù)約為1.2～3.0(ISO1133，230℃，2.16Kgf)、密度約為0.905g/cc的聚丙烯均聚物和至少一種熔體指數(shù)約為0.9～3.0(ISO1133，190℃，2.16Kgf)、密度約為0.921g/cc的低密度聚乙烯均聚物的聚烯烴薄膜。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有至少一種熔體指數(shù)約為1.8～2.5的聚丙烯均聚物的聚烯烴薄膜。
5.權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有至少一種熔體指數(shù)約為1.0～2.0的低密度聚乙烯均聚物的聚烯烴薄膜。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有約0.15～5.0%填充劑的聚烯烴薄膜。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有約0.15～5.0%的一種著色劑作為填充劑的聚烯烴薄膜。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述的成型步驟包括成型制得含有約0.15～5.0%的一種選自二氧化鈦、炭黑、粘土、碳酸鈣、二氧化硅及其混合物的材料的聚烯烴薄膜。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于將所述的材料在薄膜成型前加入到至少一種所述的聚合物中。
10.權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述的材料是以母料的形式加入的。
11.權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述的材料是作為液體載體體系的一部分加入的。
12.權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述的材料是直接與所述的幾種均聚物共混的。
13.一種聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征在于含有約70～99%的至少一種聚丙烯均聚物和約1～30%的至少一種低密度聚乙烯均聚物。
14.權(quán)利要求13的過(guò)濾纖維束，其特征在于含有約90～99%的所述至少一種聚丙烯均聚物和約1～10%的所述至少一種低密度聚乙烯均聚物。
15.權(quán)利要求13的聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征在于所述的至少一種聚丙烯均聚物的熔體指數(shù)約為1.2～3.0(ISO1133;230℃，2.16kgf)，密度約為0.905g/cc，且所述的至少一種低密度聚乙烯均聚物的熔體指數(shù)約為0.9～3.0(ISO1133;190℃，2.16kgf)，密度約為0.921g/cc。
16.權(quán)利要求15的聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征在于所述的至少一種聚丙烯均聚物的熔體指數(shù)約為1.8～2.5。
17.權(quán)利要求15的聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征在于所述的至少一種低密度聚乙烯均聚物的熔體指數(shù)約為1.0～2.0。
18.權(quán)利要求13的聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征還在于含有約0.15～5.0%填充劑。
19.權(quán)利要求18的聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征在于所述的填充劑是一種著色劑。
20.權(quán)利要求19的聚烯烴過(guò)濾纖維束，其特征在于所述的填充劑系選自二氧化鈦、炭黑、粘土、碳酸鈣、二氧化硅及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有改進(jìn)的纖絲化性能的聚烯烴材料，由該纖絲化材料制得的香煙過(guò)濾嘴能達(dá)到較高的效率。該材料包含約70-99％的至少一種熔體指數(shù)約為1.2-3.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在230℃、2.16Kgf下測(cè)定)、密度約為0.905g/cc的聚丙烯均聚物和約1-30％的至少一種熔體指數(shù)約為0.9-3.0(按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在190℃、2.16Kgf下測(cè)定)、密度約為0.921g/cc的低密度聚乙烯均聚物。
文檔編號(hào)A24D3/16GK1043870SQ8910639
公開(kāi)日1990年7月18日 申請(qǐng)日期1989年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月10日
發(fā)明者麥徹爾·海爾, 沃爾特·A·奈徹爾斯 申請(qǐng)人:菲利普莫里斯產(chǎn)品有限公司