专利名称：能够发射负离子的单丝及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够发射负离子的聚合物单丝及其制备方法和用途。该单丝可编织成空气过滤网，应用在空气过滤器中。
背景技术：
空气负离子被喻为空气维生素或生长素，是人类提神醒脑的保健空气。经过仪器测量发现，茂密的森林、海滩和充满活力的喷泉边，负离子的浓度较高，可以感到空气十分新鲜。然而在城市居室、办公室、宾馆、饭店、医院等室内的负高子含量较少，空气显得浑浊。所以，负离子对人体的健康、对人体保持精力充沛具有极大的作用。
负离子可通过三种方法获得一种是通过高压(3000v以上)激发空气负离子，现在市场上的负离子发生器均属于这一种。另一种是将负离子材料浸渍或涂敷在产品表面上。第三种方法是在所需要的材料中加入一定比例的负离子材料。第一种方法附生臭氧，而且使用不安全，需要外接能源，成本高。第二种方法使用寿命短，工艺复杂，而且有刺激性。第三种方法的负离子量不如高压负离子发生器集中，但是可以在无外加能源条件下自然持久地激发负离子和远红外线，而且工艺简单，使用安全。
随着社会生活水平的提高，人们对大量使用的空调器、空气净化器输出的空气质量要求越来越高，对空气过滤网的要求也增高了。它不仅要能够过滤掉空气中的灰尘外，也要具备能够发射负离子功能，也就是说用于编织空气过滤网用的单丝也要具有发射负离子的性能。
但是，目前，在空气过滤领域，尚无成熟的能够发射负离子的产品，它们尚处于研制和开发阶段。
简而言之，目前尚无能够用于空气过滤器的有效而实用的能够发射负离子的聚合物单丝，也没有能够发射负离子的空气过滤网。
鉴于上述问题，本发明的发明人采用上述第三种产生负离子的方法，开发出了一种能够发射负离子的聚合物单丝，并将其编织成空气过滤网，用于空气过滤器。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够发射负离子的聚合物单丝。
本发明的另一个目的是提供一种能够发射负离子的聚合物单丝的制造方法。
本发明的再一个目的是提供本发明单丝的一种用途。
本发明的第一方面涉及一种能够发射负离子的单丝，它包含一种能够发射负离子的母粒，和选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种的聚合物材料；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％的纳米级电气石粉，该电气石粉的细度为1-500nm；和(ii)余量的聚合物，选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种；以该母粒的总重量为基准。
在本发明的单丝的一个优选实施方式中，所述母粒还包含0.1-7重量％的纳米级二氧化钛粉，该二氧化钛粉的细度为1-500nm。
在本发明的单丝的另一个优选实施方式中，母粒所含的组分(ii)聚合物与单丝所含的聚合物材料所采用的聚合物相同。
在本发明的单丝的再一个优选实施方式中，母粒所含的组分(ii)聚合物与单丝所含的聚合物材料所采用的聚合物均是聚丙烯。
本发明的第二方面涉及一种制备本发明单丝的方法，它依次包括如下步骤(a)将10-25重量％的细度为1-500nm的组分(i)电气石粉，与余量的组分(ii)聚合物，进行混合、搅拌、熔融挤出、造粒，制成能够发射负离子的母粒；(b)将占聚合物材料重量2-6％的母粒与聚合物材料，依次进行烘料、混合、搅拌，并由挤出机熔融挤出、冷却、牵伸、定型、收卷，制成单丝。
本发明的第三方面涉及本发明单丝的一种用途，它用于编织成空气过滤器中的空气过滤网。
在本发明单丝的用途的一个优选实施方式中，所述的空气过滤器是空调器、空气净化器或空气清新器。
具体实施例方式
负离子具有许多有益的功能。负离子产主的负氧离子具有较高的活性，有很强的吸附和氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的作用。它还能够消除室内异味和各种有害气体，能把甲苯氧化成苯甲醇，苯甲醇是一种无毒害的香料。另外，据医学资料记载负离子可加强大脑皮层功能及脑力活动，提高工作效益，改善睡眠，加强脑组织吸氧能力，获得更多氧。扩张血管，消除动脉血管痉挛，改善心脏功能，改善心肌营养。提高人的肺活量，延长凝血时间，血含氧量增加，提高肌体免疫系统的免疫功能。
电气石是一种天然矿物，由于其天然的热电性和压电性，得到了广泛的应用，经国内外专家和用户多次反复使用验证，电气石能激发周围空气中的水分子、产生水合羟基离子(H3O2)-。由于电气石能自然持久地激发负离子和远红外线，具有抗菌、除臭、清新空气和保健的作用，因而将其与聚合物混合制成聚合物母粒，就能够制成发射负离子的母粒。将该母粒加入聚合物材料中进行加工，就能够赋予聚合物材料以发射负离子的功能。
采用纳米级的电气石材料具有以下优点(1)纳米材料比表面积大，能更多地与空气接触，激发更多的负离子；(2)纳米级的电气石比普通的电气石有更好的压电效应，其激发负离子的能力更强；(3)纳米材料尺寸细小、活性强，能在树脂中更好地分散、混合和加工，其表面渗透能力更强。
在本发明的能够发射负离子的母粒中，纳米级电气石粉的用量为10-25重量％。该含量如果低于10重量％，母粒发射负离子的量就不足，如果高于25重量％，所使用的电气石粉过多，成本增大。该含量优选10-20重量％，再优选15-20重量％。
在母粒中使用的纳米级电气石粉的细度为1-500nm。该范围内的任何细度的电气石粉均能够用于本发明。其细度优选为1-450nm，再优选1-400nm，再优选1-300nm，再优选1-200nm，再优选1-100nm，再优选1-50nm，再优选1-30nm。
采用纳米级电气石粉制备发射负离子的母粒的过程中，由于纳米级材料的尺寸很小，自身具有粘合团聚的现象。为此，可以加入高分子分散剂，避免纳米级粉的团聚现象。
在发射负离子的母粒中所使用的聚合物可以选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种。优选聚丙烯。
本发明的能够发射负离子的聚合物母粒还可以含有0.1-7重量％的纳米级二氧化钛粉，其细度为1-500nm。经研究发现，将电气石和二氧化钛一起加入树脂中加工，具有协同作用，能增强电气石发射负离子的性能。电气石与二氧化钛、尤其锐钛型二氧化钛都能够产生负离子，但是它们的机理不同。电气石依靠自身的压电效应激发空气产生电离，与空气中的CO2和H2O反应形成OH-和O2-。而锐钛型二氧化钛是依靠紫外光等外力促使自身产生电子和空穴，再与CO2和H2O反应形成OH-和O2-。而锐钛型二氧化钛在电气石的压电作用下，也能够被激发，产生电子和空穴，从而增强负离子发射功能。
聚合物母粒中二氧化钛粉的含量优选为1-7重量％，再优选1-6重量％，再优选1-5重量％，再优选1-4重量％，再优选1-3重量％。纳米级二氧化钛粉的细度为1-500nm。该范围内的任何细度的二氧化钛粉均能够用于本发明。其细度优选为1-450nm，再优选1-400nm，再优选1-300nm，再优选1-200nm，再优选1-100nm，再优选1-80nm，再优选1-50nm，再优选1-30nm。
所述二氧化钛优选锐钛型二氧化钛。
本发明的能够发射负离子的聚合物母粒还可以含有添加剂，例如颜料，所用颜料可以是本行业内的常规使用的颜料，例如炭黑等。颜料的含量一般为0.1-1重量％，以能够发射负离子的聚合物母粒的总重量为基准。
本发明的能够发射负离子的聚合物单丝，包含本发明的能够发射负离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％。优选2-5重量％，再优选2-4重量％。如果低于2重量％，单丝发射负离子的功能会不足，达不到所要求的性能；如果高于6重量％，成本就较大。所述聚合物材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种。对于空气过滤器中的过滤网，优选采用聚丙烯。
为了保障本发明的单丝的发射负离子的性能，单一使用电气石粉时，电气石粉在单丝中的含量优选不低于0.75重量％，协同使用电气石粉与二氧化钛粉时，两者的含量优选不低于0.5重量％。
在本发明的能够发射负离子的聚合物单丝的一个优选实施方式中，单丝所包含的聚合物材料优选与能够发射负离子母粒中的聚合物相同。这样，单丝中所包含的聚合物材料易于与母粒中的聚合物相容，有利于聚合物单丝的加工。
在本发明的单丝的另一个优选实施方式中，单丝所包含的聚合物材料与能够发射负离子的母粒中的聚合物均为聚丙烯，因为，聚丙烯适于用作空气过滤器中的过滤网材料。
本发明对于能够发射负离子的聚合物单丝的直径没有特别限制。其直径可以根据实际需要进行选择。其直径一般为0.1-1mm。当其用于空气过滤器的过滤网时，直径优选为0.1-0.8mm，再优选0.1-0.5mm，再优选0.1-0.3mm，再优选0.18-0.22mm。
本发明的能够发射负离子的聚合物单丝还可以含有颜料，颜料可以是本行业内的常规使用的颜料，例如炭黑等。颜料的含量一般为0.1-1重量％，以能够发射负离子聚合物单丝的总重量为基准。
本发明的能够发射负离子的母粒购自上海维来新材料科技有限公司。它采用常规的方法制备。将电气石粉和聚合物按照所要求的比例，进行混合、搅拌、熔融挤出、造粒，即制成本发明的能够发射负离子的母粒。
本发明的能够发射负离子的聚合物单丝的制备方法是将上述制得的母粒颗粒与聚合物材料进行烘料，并按照所要求的比例进行混合、搅拌，然后由挤出机熔融挤出、冷却、牵伸、定型、收卷，制成单丝。
在本发明方法的一个优选实施方式中，还包括收卷之后的切断步骤，将制成的单丝按照实际需要切断成所要求的长度。
下面依次描述该方法的各步骤。
(1)烘料将纺丝级的聚合物原料和能够发射负离子的聚合物母粒颗粒放入烘干机中烘干，烘料温度没有特别限制。采用一般的烘料温度即可。需要注意温度不能过高，也不能过低，过高会使聚合物原料软化，粘结成块；温度过低，干燥作用不足。烘料优选为50℃～100℃，更优选60-90℃。
(2)混合和搅拌将本发明的能够发射负离子聚合物母粒颗粒与构成单丝的聚合物材料以所需要的重量比例，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌。
(3)熔融挤出将充分搅拌的配料放入挤出机中通过预热、熔化、塑化、喷丝工序后熔融挤出单丝，挤出温度可以采用本行业内常规的范围进行。
挤出温度一般为150℃～320℃。当挤出的温度低于150℃时，挤出不顺利，单丝的质量和挤出产量不太好。当挤出温度高于320℃时，会使聚合物降解，造成聚合物分子量下降，影响单丝的力学性能、强度等。
熔融挤出温度优选为180-310℃，更优选200-300℃。
(4)冷却将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度一般为20℃～40℃。
当冷却温度低于20℃时，会造成单丝结晶不均匀，力学性能差。当冷却温度高于40℃，会造成结晶不足，单丝较软，力学性能和强度不足。
冷却温度优选25-35℃，更优选28-32℃，最优选30℃。
(5)牵伸将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度一般为90℃～120℃、牵伸倍数一般为5.0～6.5倍。
如果牵伸温度低于90℃，单丝容易断裂，如果高于120℃，聚合物会软化，甚至局部熔化，不利于牵伸。
牵伸温度优选95-115℃，更优选100-110℃。
牵伸倍数一般为5.0-6.5。如果牵伸倍数低于5，单丝的力学性能和强度等不足，而且伸长率偏大。如果牵伸倍数高于6.5，单丝的力学性能和强度等偏大，但是伸长率偏小。
牵伸倍数优选5.5-6.2，更优选5.7-6.0，最优选6。
(6)定型将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度一般为90℃～120℃，回缩率为0～8％。
定型温度主要根据单丝的使用环境的温度来确定，而单丝的一般使用环境温度为70℃左右。
当定型温度低于90℃时，定型不足，单丝在使用过程中容易变形。当定型温度高于120℃时，单丝会软化、甚至局部熔化，不利于定型。
定型温度优选95-115℃，更优选100-110℃。
如果定型中的回缩率大于8％，收缩率偏大，那么由该单丝制成的网的面积会缩小，由此成本增高。
该定型中的回缩率优选0-6％。
(7)收卷将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力一般为100CN～200CN，收卷一般速度为120米/分～160米/分。
如果收卷张力低于100CN，那么张力太小，由这样的单丝制成的网在以后的使用过程中容易变形。如果收卷张力高于200CN，那么张力太大，由丝制成的网在使用过程中也会变形。
收卷张力优选115-150CN。更优选120-140CN。
同样，收卷速度低于120米/分或高于160米/分，也会使丝制成的网在使用过程中变形。
收卷速度优选为130-150米/分。
制得单丝后，还可以进一步由常规的编织方法，将制得的单丝编织成网。
本发明通过将负离子的应用引入空气过滤产品领域，将电气石等材料掺人聚丙烯等树脂中，改进现有的单丝制备工艺技术，获取到一种能自然发生负离子的塑料单丝、用该类单丝编织成空气过滤网，装入抗菌健康空调中进行空气过滤；该单丝还可用于其他具有抗菌除臭清新要求的产品，如空气净化机等。
在本发明的方法中，将电气石物质充分掺入塑料中制成单丝，单丝的负离子发生寿命长；提升了空气过滤网的功能，除了过滤功能外，增强了过滤网的抗菌除臭和清新空气的能力，并能发射对人体有益的远红外线；丰富了聚丙烯塑料纺丝配方，扩大了聚丙烯树脂、单丝及织物的应用范围。
本发明的单丝具有优良的发射负离子的功能，其每秒释放负离子的数目＞400个/秒，由该单丝编织成的空气过滤网每秒释放负离子的数目＞300个/厘米2·秒。而同时含有二氧化钛的单丝，其每秒释放负离子的数目＞500个/秒，由该单丝编织成的空气过滤网每秒释放负离子的数目＞400个/厘米2·秒。
所测数据均采用国家法定检定机构(CNACL)上海计量测试技术研究院制定的标准。试验证明本测试值的400个负离子/厘米2·秒，相当于日本IC-1000型粒子测试仪(摩擦法)5000个负离子以上。同时，本发明的单丝还具有优良的力学性能，完全满足空气过滤器的过滤网的要求，其断裂强力≥850CN，断裂伸长率18％～50％。
以下实施例中所采用的能够发射负离子的母粒均购自上海维来新材料科技有限公司。
实施例1采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有10重量％电气石粉，该电气石粉的细度为1nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚丙烯分别在60℃温度下烘料。然后，将母粒与纺丝级聚丙烯加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚丙烯重量的2重量％。将充分搅拌好的混合料放入挤出机中，在300℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为30℃。将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为100℃，牵伸倍数为6.2倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为100℃，回缩率为6％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为140CN，收卷速度为150米/分。
制成的单丝直径为0.2mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为410个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为305个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例2采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有25重量％电气石粉，该电气石粉的细度为500nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒颗粒与纺丝级聚丙烯分别在90℃温度下烘料。然后，将母粒与聚丙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占纺丝级聚丙烯重量的6重量％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在310℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为28℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为110℃，牵伸倍数为6.3倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为95℃，回缩率为5％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为120CN，收卷速度为130米/分。
制成的单丝直径为0.18mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为800个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为600个/厘米2·秒。
将该网用作空气净化器中的过滤网。
实施例3采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有15重量％电气石粉，该电气石粉的细度为450nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚丙烯在80℃温度下烘料。然后，将母粒与聚丙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占纺丝级聚丙烯重量的4重量％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在320℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为40℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为120℃，牵伸倍数为6.5倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为120℃，回缩率为6％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为150CN，收卷速度为160米/分。
制成的单丝直径为0.1mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为580个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为400个/厘米2·秒。
将该网用作空气清新器中的过滤网。
实施例4采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉，该电气石粉的细度为100nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚丙烯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与纺丝级聚丙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚丙烯重量的5重量％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在300℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为30℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为100℃，牵伸倍数为6.2倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为100℃，回缩率为6％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为140CN，收卷速度为150米/分。
制成的单丝直径为0.2mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为700个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为500个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例5采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、0.1重量％二氧化钛粉，该电气石粉和二氧化钛粉的细度均为200nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚丙烯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与纺丝级聚丙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚丙烯重量的5重量％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在300℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为30℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为100℃，牵伸倍数为6.2倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为100℃，回缩率为6％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为140CN，收卷速度为150米/分。
制成的单丝直径为0.2mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为800个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为600个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例6采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、7重量％二氧化钛粉，该电气石粉和二氧化钛粉的细度均为500nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚丙烯在60℃温度下烘料。然后，将母粒与聚丙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚丙烯重量的5％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在300℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为30℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为100℃，牵伸倍数为6.2倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为100℃，回缩率为6％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为140CN，收卷速度为150米/分。
制成的单丝直径为0.2mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为1400个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为1300个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例7采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、1重量％二氧化钛粉，该电气石粉细度为400nm，和二氧化钛粉的细度为300nm，该母粒中采用的聚合物是聚乙烯。
将上述母粒与纺丝级聚丙烯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与聚丙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚丙烯重量的5％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在320℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为20℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为90℃，牵伸倍数为5.0倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为90℃，回缩率为3％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为100CN，收卷速度为120米/分。
制成的单丝直径为1mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为900个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为700个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例8采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、3重量％二氧化钛粉，该电气石粉的细度为5nm，和二氧化钛粉的细度为1nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚苯乙烯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与聚苯乙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚苯乙烯重量的2％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在320℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为40℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为95℃，牵伸倍数为5.5倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为95℃，回缩率为3％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为110CN，收卷速度为125米/分。
制成的单丝直径为0.8mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为920个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为750个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例9采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、5重量％锐钛型二氧化钛粉，该电气石粉的细度为200nm，该二氧化钛粉的细度为100nm，该母粒中采用的聚合物是聚乙烯。
将上述母粒与纺丝级聚对苯二甲酸乙二醇酯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与聚对苯二甲酸乙二醇酯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚对苯二甲酸乙二醇酯重量的2％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在280℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为40℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为97℃，牵伸倍数为5.7倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为95℃，回缩率为3％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为115CN，收卷速度为130米/分。
制成的单丝直径为0.5mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为1100个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为1000个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例10采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、3重量％二氧化钛粉，该电气石粉的细度为30nm，和二氧化钛粉的细度为30nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚苯乙烯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与聚苯乙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚苯乙烯重量的2％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在320℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为40℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为95℃，牵伸倍数为5.5倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为95℃，回缩率为3％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为110CN，收卷速度为125米/分。
制成的单丝直径为0.8mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为900个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为700个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
实施例11采用购自上海维来新材料科技有限公司的能够发射负离子的母粒，该母粒含有20重量％电气石粉、3重量％二氧化钛粉，该电气石粉的细度为80nm，和二氧化钛粉的细度为10nm，该母粒中采用的聚合物是聚丙烯。
将上述母粒与纺丝级聚苯乙烯分别在80℃温度下烘料。然后，将母粒与聚苯乙烯，加入常规搅拌机中进行混合、并充分搅拌，其中加入的母粒占聚苯乙烯重量的2％。
将充分搅拌的配料放入挤出机中，在320℃温度下熔融挤出，然后，将熔融挤出的单丝放入冷却槽例如水槽中冷却，冷却温度为40℃。
将冷却后的单丝放入牵伸机进行牵伸，牵伸温度为95℃，牵伸倍数为5.5倍。
将牵伸过的单丝放入定型机进行热定型，定型温度为95℃，回缩率为3％。
将定型过的单丝在收卷机上卷取，收卷张力为110CN，收卷速度为125米/分。
制成的单丝直径为0.8mm。
测试该单丝的发射负离子的性能，其每秒释放负离子的数目为900个/秒。将单丝编织成的空气过滤网，其每秒释放负离子的数目为720个/厘米2·秒。
将该网用作空调器中的过滤网。
权利要求
1.一种能够发射负离子的单丝，它包含(1)一种能够发射负离子的母粒，该母粒包含(i)10-25重量％的纳米级的电气石粉，该电气石粉的细度为1-500nm；(ii)余量为聚合物，选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种；以该母粒的总重量为基准；(2)聚合物材料，该聚合物材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种；所述组分(1)母粒占组分(2)聚合物材料重量的2-6％。
2.如权利要求1所述的单丝，其中所述的母粒还包含0.1-7重量％的纳米级二氧化钛粉，该二氧化钛粉的细度为1-500nm。
3.如权利要求1或2所述的单丝，其中所述母粒所含的组分(ii)聚合物与单丝所含的组分(2)聚合物相同。
4.如权利要求1或2所述的单丝，其中所述的母粒所含的组分(ii)聚合物与单丝所含的组分(2)聚合物均是聚丙烯。
5.一种制备权利要求1所述的单丝的方法，它依次包括如下步骤(a)将10-25重量％的细度为1-500nm的组分(i)电气石粉，与余量的组分(ii)聚合物，进行混合、搅拌、熔融挤出、造粒，制成能够发射负离子的组分(1)母粒；(b)将占组分(2)聚合物材料的2-6重量％的组分(1)母粒与组分(2)聚合物材料，依次进行烘料、混合、搅拌，并由挤出机熔融挤出、冷却、牵伸、定型、收卷，制成单丝。
6.一种权利要求1所述单丝的用途，它用于编织成空气过滤器中的空气过滤网。
7.如权利要求6所述的单丝的用途，其中所述的空气过滤器是空调器、空气净化器或空气清新器。
全文摘要
本发明涉及一种能够发射负离子的单丝及其制造方法和用途。该单丝包含一种母粒和一种聚合物材料，该母粒包含10－25重量％的纳米级电气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％，所述聚合物材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一种。该单丝的制造方法依次包括将电气石粉与聚合物按照所要求的比例进行混合、搅拌、熔融挤出、造粒，制成能够发射负离子的母粒；将占聚合物材料的2－6重量％的母粒与聚合物材料，依次进行烘料、混合、搅拌，并由挤出机熔融挤出、冷却、牵伸、定型、收卷，制成单丝。本发明的单丝用于编织成空气过滤器中的空气过滤网。
文档编号D01F6/04GK1683614SQ200510024260
公开日2005年10月19日 申请日期2005年3月9日 优先权日2005年3月9日
发明者丁宏广, 洪贤良 申请人:丁宏广