JP3061534B2 - Method for producing electret fiber sheet - Google Patents

Method for producing electret fiber sheet

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JP3061534B2
JP3061534B2 JP21210994A JP21210994A JP3061534B2 JP 3061534 B2 JP3061534 B2 JP 3061534B2 JP 21210994 A JP21210994 A JP 21210994A JP 21210994 A JP21210994 A JP 21210994A JP 3061534 B2 JP3061534 B2 JP 3061534B2
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electrode
discharge
electret
voltage
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フィルタ、マスク、ワ
イピング材、防塵衣料などに利用できるエレクトレット
繊維シートの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an electret fiber sheet which can be used for filters, masks, wiping materials, dustproof clothing, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エレクトレット繊維シートとして
は、特公平3−54620号公報、特公平4−8539
号公報または特公平5−83283号公報などに開示さ
れるように、また図3に示されるように、不織布などの
繊維シート3を水電極またはスチールドラムなどからな
る接地極5と接触させた状態で、ワイヤー電極や針状電
極などの放電極6から直流高電圧を印加することにより
エレクトレット化したものが知られている。これらのエ
レクトレット繊維シートでは、電荷は分極電荷として構
成繊維内に保持されており、直流高電圧を印加する側の
表面では印加電圧と同極に、接地極と接触させた側の表
面では印加電圧と逆の極に帯電されており、分極電荷に
よる静電気的な力によって塵埃などの粒子の捕集が行
え、しかも比較的長期に渡ってその力が持続する。
2. Description of the Related Art Conventionally, electret fiber sheets have been disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-54620 and Japanese Patent Publication No. 4-8539.
As shown in FIG. 3 and Japanese Patent Publication No. 5-83283, and as shown in FIG. 3, a state in which a fiber sheet 3 such as a nonwoven fabric is brought into contact with a ground electrode 5 composed of a water electrode or a steel drum or the like. There has been known an electret formed by applying a high DC voltage from a discharge electrode 6 such as a wire electrode or a needle electrode. In these electret fiber sheets, the electric charge is held as polarized electric charges in the constituent fibers, and is applied in the same polarity as the applied voltage on the surface to which a high DC voltage is applied, and to the applied voltage on the surface in contact with the ground electrode. Are charged to the opposite polarity, and particles such as dust can be collected by electrostatic force due to polarization charge, and the force is maintained for a relatively long time.

【0003】しかしながら、従来の直流高電圧を印加す
る方法ではワイヤー電極や針状電極を使用しないとコロ
ナ放電が生じにくく、一方、これらの電極を使用すると
不平等電界を形成するため高電圧を印加した場合にスパ
ークが生じやすいという問題があった。これに対して、
スパークが起きないようにしようとすると印加できる電
圧が限られるため十分な電荷を繊維シートに付与できな
かった。
However, in the conventional method of applying a high DC voltage, corona discharge is unlikely to occur unless a wire electrode or a needle electrode is used. On the other hand, if these electrodes are used, an uneven electric field is formed, so that a high voltage is applied. In this case, there is a problem that a spark is easily generated. On the contrary,
If an attempt is made to prevent sparking, a sufficient charge cannot be applied to the fiber sheet because the voltage that can be applied is limited.

【0004】また、従来の直流高電圧を印加する方法で
は、コロナ放電の発生条件がワイヤー電極や針状電極な
どと接地電極との間の空間の性質に大きく依存し、例え
ば、気体の種類によっては直ちにスパーク放電に移行
し、また雰囲気温度が高すぎると安定したコロナ放電が
得られないことがあり、空間に存在する気体の種類や温
度などの条件によって発生するコロナの安定性が左右さ
れるという問題があった。
[0004] In the conventional method of applying a high DC voltage, the conditions for generating corona discharge greatly depend on the nature of the space between a wire electrode or a needle electrode and the ground electrode. Immediately shifts to spark discharge, and if the ambient temperature is too high, stable corona discharge may not be obtained, and the stability of corona generated depends on conditions such as the type and temperature of gas existing in the space There was a problem.

【0005】更には、従来の直流高電圧を印加する方法
では、直流コロナ放電が放電極と接地電極との間の電界
構造に依存するため、繊維シートが帯電を受けるとその
電荷がコロナ放電極近傍の電界を変化させてコロナ放電
を抑制する方向に働く。このため、コロナ放電極と繊維
シートの表面との距離が短くなる厚い繊維シートでは、
シート表面に少量の電荷がたまっただけでコロナ放電を
抑制するため、十分な電荷量を付与できないという問題
があった。
Further, in the conventional method of applying a high DC voltage, the direct current corona discharge depends on the electric field structure between the discharge electrode and the ground electrode. It works in the direction of suppressing corona discharge by changing the electric field in the vicinity. For this reason, in a thick fiber sheet in which the distance between the corona discharge electrode and the surface of the fiber sheet is short,
Since corona discharge is suppressed only by accumulation of a small amount of charge on the sheet surface, there is a problem that a sufficient amount of charge cannot be provided.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、ス
パークを起こしにくく、大きな電荷量を繊維シートに付
与することができ、しかも、雰囲気温度や気体の種類な
どにあまり影響されることなく繊維シートをエレクトレ
ット化することができるエレクトレット繊維シートの製
造方法を提供することを課題とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is less likely to cause a spark, and can impart a large amount of electric charge to a fiber sheet. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electret fiber sheet that can be made into an electret without being affected by the ambient temperature and the type of gas.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
よる、交流沿面放電から引抜かれた単極性イオンを、繊
維シートに作用させることによりエレクトレット化する
ことを特徴とするエレクトレット繊維シートの製造方法
によって解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to produce an electret fiber sheet according to the present invention, wherein unipolar ions extracted from an AC creeping discharge are electretized by acting on the fiber sheet. Solved by the method.

【0008】すなわち、本発明では従来技術のように直
流コロナ放電を直接繊維シートに作用させるのとは異な
り、交流沿面放電素子において形成された交流沿面放電
から引抜き電極によって引抜かれた単極性イオンを繊維
シートに作用させるので、実質的に沿面放電を発生させ
る機構と繊維シートを荷電する機構とは独立して働いて
いる。このため、交流沿面放電において多量のイオンを
発生させるために電圧値や周波数を高めても、また引抜
き電極の印加電圧を高めて荷電雰囲気の電界強度を強く
しても、直ちにスパークが生じることはなく、繊維シー
トに大きな電荷量を付与することができる。
That is, in the present invention, unlike the prior art, in which a direct current corona discharge is directly applied to a fiber sheet, a unipolar ion extracted by an extraction electrode from an alternating surface creeping discharge formed in an alternating surface creeping discharge element is used. Since it acts on the fiber sheet, the mechanism that substantially generates the creeping discharge and the mechanism that charges the fiber sheet work independently. Therefore, even if the voltage value or frequency is increased to generate a large amount of ions in AC creeping discharge, or if the electric field strength of the charged atmosphere is increased by increasing the voltage applied to the extraction electrode, sparks can be generated immediately. Thus, a large amount of charge can be imparted to the fiber sheet.

【0009】また、沿面放電部と繊維シートの荷電部と
が実質的に独立して働くことから、沿面放電の安定性は
交流沿面放電素子と引抜き電極との間の空間の温度や気
体の種類に依存しにくく、例えば、繊維シートに荷電す
る際に雰囲気温度を変化させても沿面放電は安定な状態
を保て、気体の種類もとくに制限することなく繊維シー
トのエレクトレット化が行える。
Further, since the creeping discharge portion and the charged portion of the fiber sheet work substantially independently, the stability of the creeping discharge depends on the temperature of the space between the AC creeping discharge element and the extraction electrode and the type of gas. For example, even when the temperature of the fiber sheet is changed, the surface discharge can be kept stable even when the ambient temperature is changed, and the electret of the fiber sheet can be formed without limiting the type of gas.

【0010】更には、本発明では沿面放電の発生部と繊
維シートの荷電部とが実質的に独立して働くことから、
荷電された繊維シートの表面と放電極との電位勾配が0
にならない限りは沿面放電から単極性イオンが引き出さ
れて繊維シートをエレクトレット化できるため、従来の
直流コロナ放電による場合のように、繊維シートの厚み
による大きな制限を受けることはない。
Furthermore, in the present invention, since the creeping discharge generating portion and the charged portion of the fiber sheet work substantially independently,
The potential gradient between the surface of the charged fiber sheet and the discharge electrode is zero.
Since the fiber sheet can be electretized by extracting monopolar ions from the creeping discharge as long as the discharge does not occur, there is no great limitation due to the thickness of the fiber sheet as in the case of the conventional DC corona discharge.

【0011】以下図面に沿って本発明を説明する。図1
は本発明のエレクトレット繊維シートの製造方法に使用
する装置の一例を示す断面模式図であり、図2は本発明
のエレクトレット繊維シートの製造方法に使用する装置
の他の例を示す断面模式図である。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus used in the method for producing an electret fiber sheet of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of an apparatus used in the method for producing an electret fiber sheet of the present invention. is there.

【0012】交流沿面放電を発生させる交流沿面放電素
子1は、誘電体11の一方表面に放電極12を、他方表
面に誘導電極13を配置することにより形成される。放
電極12と誘導電極13とは交流電源14と接続され、
交流高電圧を印加することによって放電極12から放電
極が配置された側の誘電体11表面に沿って電離が生じ
て正負両極性のイオンが生成する。印加する交流の電圧
は0.1KV以上、より好ましくは1KV以上であるの
がよく、周波数は102〜105Hz、より好ましくは1
3〜2×104Hzであるのがよい。
An AC creeping discharge element 1 for generating an AC creeping discharge is formed by disposing a discharge electrode 12 on one surface of a dielectric 11 and an induction electrode 13 on the other surface. The discharge electrode 12 and the induction electrode 13 are connected to an AC power supply 14,
By applying an AC high voltage, ionization occurs from the discharge electrode 12 to the surface of the dielectric 11 on the side where the discharge electrode is disposed, and ions of both positive and negative polarities are generated. The applied AC voltage is preferably 0.1 KV or more, more preferably 1 KV or more, and the frequency is 10 2 to 10 5 Hz, more preferably 1 Hz.
The frequency is preferably in the range of 0 3 to 2 × 10 4 Hz.

【0013】誘電体11には、ガラス、セラミック、プ
ラスチックなどの板またはシートが用いられる。誘電体
11の厚みはとくに限定されないが、あまり厚いと放電
させるのに非常に高い電圧が必要となり、あまり薄いと
放電極と誘導電極との間の静電容量が上がり交流高電圧
の印加が難しくなるので0.1〜5mm程度のものが好
適である。また、放電極12には、プラスチックなどの
表面に導電性塗料を塗布したり金属層や導電性樹脂層を
形成したもの、またはアルミニウム、銅などの金属など
から形成される格子状電極やメッシュ状電極が適してい
る。なお、放電極12は誘電体11が表面に露出するよ
うに開孔を有する構造となっていることが望ましい。誘
導電極13には、プラスチックなどの表面に導電性塗料
を塗布したり金属層や導電性樹脂層を形成したもの、ま
たはアルミニウム、銅などの金属などから形成される平
板電極やあみ状電極が適している。なお、交流沿面放電
素子1の形状は、通常は図のように平板状であるが、引
抜き電極の形状に合わせて変形してもよく、例えば引抜
き電極2がスチールドラムなどのロール形状の場合、こ
のロール形状に沿うように湾曲していてもよい。
A plate or a sheet of glass, ceramic, plastic, or the like is used for the dielectric 11. Although the thickness of the dielectric 11 is not particularly limited, if it is too thick, a very high voltage is required to discharge, and if it is too thin, the capacitance between the discharge electrode and the induction electrode increases, making it difficult to apply an AC high voltage. Therefore, those having a thickness of about 0.1 to 5 mm are preferable. The discharge electrode 12 is formed by applying a conductive paint on a surface of a plastic or the like, forming a metal layer or a conductive resin layer, or a grid electrode or a mesh formed from a metal such as aluminum or copper. Electrodes are suitable. Preferably, the discharge electrode 12 has a structure having an opening so that the dielectric 11 is exposed on the surface. As the induction electrode 13, a material in which a conductive paint is applied to the surface of plastic or the like, a metal layer or a conductive resin layer is formed, or a flat electrode or a net-like electrode formed of a metal such as aluminum or copper is suitable. ing. The shape of the AC creeping discharge element 1 is usually a flat plate as shown in the figure, but may be deformed according to the shape of the extraction electrode. For example, when the extraction electrode 2 is a roll shape such as a steel drum, It may be curved so as to follow this roll shape.

【0014】交流沿面放電素子1においては、交流沿面
放電素子の端部で放電極と誘導電極の間で直接放電が生
じないように誘電体11の長さは放電極12及び誘導電
極13より長いことが望ましい。また、放電極12の上
にはセラミック薄膜、高分子薄膜などの誘電体薄膜が被
覆されていてもよく、このようにすると沿面放電による
放電極の消耗が防止できる。
In the AC surface discharge element 1, the length of the dielectric 11 is longer than that of the discharge electrode 12 and the induction electrode 13 so that no direct discharge occurs between the discharge electrode and the induction electrode at the end of the AC surface discharge element. It is desirable. In addition, a dielectric thin film such as a ceramic thin film or a polymer thin film may be coated on the discharge electrode 12, so that the discharge electrode can be prevented from being consumed by creeping discharge.

【0015】本発明においては、交流沿面放電素子1の
放電極12側と間隔をあけて対向する位置に引抜き電極
2が設置される。引抜き電極2は直流電源21と接続さ
れており、直流高電圧を印加することにより、印加した
直流高電圧と逆の極性の単極性イオンを交流沿面放電か
ら引き出す働きをする。例えば、直流高電圧として正の
電荷が印加された場合には、負極性のイオンのみが交流
沿面放電から引き出され、交流沿面放電素子1から引抜
き電極2へと移動する。引抜き電極2へかける直流電圧
はあまり大きすぎると放電極12との間でスパーク放電
を起こすおそれがあり、あまり小さいと荷電量が不足す
るので、繊維シートの状態や雰囲気ガスの種類によって
も異なるが、例えば空気中では絶対値(印加電圧は正負
両方のケースがあるため)で1〜15KV/cm、より
好ましくは3〜10KV/cmであるのがよい。
In the present invention, the extraction electrode 2 is provided at a position facing the discharge electrode 12 side of the AC surface discharge element 1 at an interval. The extraction electrode 2 is connected to a DC power supply 21 and functions to extract unipolar ions having a polarity opposite to that of the applied DC high voltage from the AC creeping discharge by applying a high DC voltage. For example, when a positive charge is applied as a DC high voltage, only negative ions are extracted from the AC surface discharge and move from the AC surface discharge element 1 to the extraction electrode 2. If the DC voltage applied to the extraction electrode 2 is too large, a spark discharge may occur between the discharge electrode 12 and the discharge electrode 12. If the DC voltage is too small, the amount of charge is insufficient. For example, in air, the absolute value (because the applied voltage may be positive or negative) may be 1 to 15 KV / cm, more preferably 3 to 10 KV / cm.

【0016】引抜き電極2には、プラスチックなどの表
面に導電性塗料を塗布したり金属層や導電性樹脂層を形
成したもの、またはアルミニウム、銅などの金属などか
ら形成される平板状電極、網状電極、ロール状電極など
が好適である。この引抜き電極2と交流沿面放電素子1
との距離は、エレクトレット化する繊維シートの厚みや
密度、引抜き電極2に印加する直流高電圧の大きさ、ま
たは放電極12と誘導電極13とに印加する交流の電圧
や周波数などによって適宜決定されるが、あまりこの距
離が離れていると効果的に荷電するために非常に高い電
圧が必要となるので安全上の問題があり、あまり近いと
短絡の危険があるので、大体3〜50mm、好ましくは
5〜30mmの範囲にあることが望ましい。
The extraction electrode 2 is obtained by applying a conductive paint on a surface of a plastic or the like, forming a metal layer or a conductive resin layer on the surface, a plate-like electrode made of a metal such as aluminum or copper, a net-like electrode, or the like. Electrodes, roll-shaped electrodes and the like are preferred. This extraction electrode 2 and AC surface discharge element 1
Is appropriately determined depending on the thickness and density of the fiber sheet to be electretized, the magnitude of the DC high voltage applied to the extraction electrode 2, or the AC voltage and frequency applied to the discharge electrode 12 and the induction electrode 13. However, if the distance is too large, a very high voltage is required for effective charging, so there is a safety problem. If the distance is too short, there is a danger of short circuit. Is preferably in the range of 5 to 30 mm.

【0017】本発明では、上述のように交流沿面放電素
子1において発生させた交流沿面放電から、引抜き電極
2によって単極性イオンを引抜いて、交流沿面放電素子
1から引抜き電極2へと単極性イオンを移動させるの
で、交流沿面放電素子1と引抜き電極2との間の空間に
繊維シート3を配置しておけば、繊維シート3は単極性
のイオンにより作用を受けてエレクトレット化される。
According to the present invention, the unipolar ions are extracted by the extraction electrode 2 from the AC surface discharge generated in the AC surface discharge element 1 as described above, and the unipolar ions are extracted from the AC surface discharge element 1 to the extraction electrode 2. Therefore, if the fiber sheet 3 is arranged in the space between the AC creeping discharge element 1 and the extraction electrode 2, the fiber sheet 3 is electretized by the action of the unipolar ions.

【0018】なお、図1のように引抜き電極2と繊維シ
ート3を接触させた状態でエレクトレット化を行うと、
接触させずにエレクトレット化を行った場合と比べて、
より大きな電荷量を繊維シート3に与えることができ
る。
When electretization is performed with the extraction electrode 2 and the fiber sheet 3 in contact with each other as shown in FIG.
Compared to the case of electretization without contact,
A larger charge amount can be given to the fiber sheet 3.

【0019】また、図2のように引抜き電極2と繊維シ
ート3との間にセラミック、プラスチック、ガラスなど
の誘電体を介した状態でエレクトレット化を行ってもよ
い。
Further, as shown in FIG. 2, electretization may be performed in a state where a dielectric such as ceramic, plastic or glass is interposed between the extraction electrode 2 and the fiber sheet 3.

【0020】本発明のエレクトレット繊維シートの製造
方法においては、構成繊維のガラス転移点以上融点未満
の高い温度雰囲気で単極性イオンを作用させて構成繊維
を荷電し、この後繊維を冷却するとよい。とくに、構成
繊維の熱刺激電流を測定した場合に、電流−温度曲線の
電流値が立上がりからピークに至る温度範囲に昇温し、
その後電流の立上がり時の温度以下に急冷するとよい。
構成繊維の熱刺激電流の測定は、構成繊維を形成する樹
脂からなるフィルムをエレクトレット化し、このエレク
トレット化されたフィルムを一定速度で昇温して、生じ
る電流を測定することによって行われる。この温度範囲
はポリプロピレンでは約60〜130℃、ポリエステル
では約100〜150℃である。例えば、繊維シートの
構成繊維がポリプロピレン繊維であれば、60〜130
℃の温度雰囲気で単極性イオンを作用させた後、室温程
度に急冷するとよい。このようにすると、イオンが構成
繊維の内部のより深い位置に保持されるため、容易に電
気的に中和されたり、構成繊維から脱落したりしにくく
なり、より優れたエレクトレット性能が長期に渡って安
定して期待できる。本発明においては、実質的に放電部
と繊維シートの荷電部とが独立して働くため、このよう
に高い温度雰囲気でエレクトレット化を行っても、沿面
放電にはほとんど影響を与えることがなく、安定に繊維
シートをエレクトレット化することができる。
In the method for producing an electret fiber sheet of the present invention, it is preferable to charge the constituent fibers by applying unipolar ions in a high-temperature atmosphere having a glass transition point or higher and lower than the melting point of the constituent fibers, and then cool the fibers. In particular, when measuring the thermal stimulation current of the constituent fibers, the current value of the current-temperature curve rises to a temperature range from the rise to the peak,
Thereafter, it is preferable to rapidly cool the temperature to the temperature at the time of rising of the current.
The measurement of the thermal stimulation current of the constituent fibers is performed by electretizing a film made of the resin forming the constituent fibers, heating the electretized film at a constant speed, and measuring the generated current. This temperature range is about 60-130 ° C for polypropylene and about 100-150 ° C for polyester. For example, if the constituent fibers of the fiber sheet are polypropylene fibers, 60 to 130
After the unipolar ions are allowed to act in an atmosphere at a temperature of ° C., it is preferable to rapidly cool to about room temperature. In this way, the ions are held at a deeper position inside the constituent fibers, so that they are less likely to be electrically neutralized or fall off from the constituent fibers, and more excellent electret performance is maintained over a long period of time. Can be expected stably. In the present invention, since the discharge portion and the charged portion of the fiber sheet work substantially independently, even if electretization is performed in such a high temperature atmosphere, the surface discharge is hardly affected. The fiber sheet can be stably formed into an electret.

【0021】なお、本発明に使用する繊維シート3とし
ては、乾式不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー
不織布、水流絡合不織布、湿式不織布などの不織布や、
織物、編み物などの布帛、繊維状ポーラスフィルムなど
が適している。とくに、繊維油剤や接着剤の付着がない
メルトブロー不織布や水流絡合不織布などの繊維シート
はエレクトレット化しやすいのでよい。
The fiber sheet 3 used in the present invention includes nonwoven fabrics such as dry nonwoven fabric, spunbonded nonwoven fabric, melt blown nonwoven fabric, hydroentangled nonwoven fabric, and wet nonwoven fabric.
Fabrics such as woven and knitted fabrics, and fibrous porous films are suitable. In particular, a fiber sheet such as a melt-blown non-woven fabric or a hydro-entangled non-woven fabric to which no fiber oil agent or adhesive is attached may be easily formed into an electret.

【0022】また、これらの繊維シートを構成する繊維
には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリ塩
化ビニル系などの誘電性の繊維が適しているが、その体
積固有抵抗は1014Ωcm以上であることが望ましい。
構成繊維の体積固有抵抗がこの範囲にあると単極性イオ
ンを繊維に付与しやすく、繊維を長期に安定にエレクト
レット化できる。
As the fibers constituting these fiber sheets, dielectric fibers such as polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters, polycarbonates and polyvinyl chlorides are suitable. Is desirably 10 14 Ωcm or more.
When the volume resistivity of the constituent fibers is within this range, unipolar ions can be easily applied to the fibers, and the fibers can be stably electretized for a long period of time.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

実施例1 誘電体として厚さ1.1mmのガラス板を用い、一方表
面に幅5mm、間隔5mmのアルミニウム箔製の格子状
電極を貼りつけ、他方表面にアルミニウム箔製の平板状
電極を貼りつけ、格子状電極と平板状電極とを交流電源
に接続して、交流沿面放電素子を形成した。この交流沿
面放電素子の格子状電極側表面と対向し、かつ交流沿面
放電素子との距離が17mmとなるように、銅板からな
る引抜き電極を配置し、これに直流電源を接続した。目
付45g/m2 、厚み0.6mmのポリプロピレン製メ
ルトブロー不織布を引抜き電極と接触させて置き、3分
間帯電させてエレクトレット化した。なお、上記の格子
状電極と平板状電極との間には、3KHz、2.5KV
の交流高電圧をかけ、引抜き電極に−8KVの直流高電
圧をかけた。得られたエレクトレットメルトブロー不織
布に、大気塵を風速5cm/秒の条件で通過させ、通過
前後での粒径0.3〜0.5μmの塵埃の粒子数をパー
ティクルカウンターによって測定して捕集効率を求め
た。粒径0.3〜0.5μmの塵埃の捕集効率は91%
と高く、エアフィルタとして、あるいはマスク用のフィ
ルタとして高い性能を持つことを示した。
Example 1 A glass plate having a thickness of 1.1 mm was used as a dielectric, and a grid electrode made of aluminum foil with a width of 5 mm and an interval of 5 mm was attached to one surface, and a plate electrode made of aluminum foil was attached to the other surface. Then, the grid-like electrode and the plate-like electrode were connected to an AC power supply to form an AC creeping discharge element. An extraction electrode made of a copper plate was arranged so as to face the grid-like electrode side surface of this AC creeping discharge element and to have a distance of 17 mm from the AC creeping discharge element, and a DC power supply was connected to this. A polypropylene meltblown nonwoven fabric having a basis weight of 45 g / m 2 and a thickness of 0.6 mm was placed in contact with the extraction electrode, placed therein, and charged for 3 minutes to form an electret. In addition, 3 KHz, 2.5 KV is applied between the above-mentioned grid electrode and the plate electrode.
And a DC high voltage of -8 KV was applied to the extraction electrode. Atmospheric dust is passed through the obtained electret meltblown nonwoven fabric at a wind speed of 5 cm / sec, and the number of dust particles having a particle size of 0.3 to 0.5 μm before and after passing is measured by a particle counter to improve the collection efficiency. I asked. The collection efficiency of dust with a particle size of 0.3 to 0.5 μm is 91%.
It showed high performance as an air filter or a filter for a mask.

【0024】実施例2 引抜き電極にかける直流高電圧を−8KVから+8KV
に変更した事以外は、実施例1と全く同様にしてエレク
トレットメルトブロー不織布を得た。得られたエレクト
レットメルトブロー不織布の捕集効率を実施例1と同様
にして測定したところ87%と高く、エアフィルタとし
て、あるいはマスク用のフィルタとして高い性能を持つ
ことを示した。
Example 2 The DC high voltage applied to the extraction electrode was changed from -8 KV to +8 KV.
The electret melt-blown non-woven fabric was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that this was changed to. When the collection efficiency of the obtained electret meltblown nonwoven fabric was measured in the same manner as in Example 1, the collection efficiency was as high as 87%, indicating that it had high performance as an air filter or a filter for a mask.

【0025】比較例1 図3に示すように厚さ0.5mmの銅板からなる接地電
極と対向させて、直径60μmのタングステンワイヤー
に金メッキを施した放電極を配置した。なお、図3と異
なり放電極は10mm間隔で15本配置し、各放電極と
接地電極との距離は20mmとなるようにした。この接
地電極の上に実施例1で用いたのと同じメルトブロー不
織布を置き、放電極に−9.7KVの直流高電圧を3分
間印加してエレクトレット化されたメルトブロー不織布
を得た。得られたエレクトレットメルトブロー不織布の
捕集効率を実施例1と同様にして測定したところ71%
と実施例のものと比べて低かった。なお、この比較例の
方法ではスパークを起こして安定にコロナ放電を発生さ
せることが困難となるため、直流高電圧をこれより高い
電圧(絶対値で)にすることができなかったが、前記の
実施例1、2では引抜き電極にかける直流高電圧を更に
高い電圧にしてもスパークは生じなかった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 As shown in FIG. 3, a discharge electrode formed by applying gold plating to a tungsten wire having a diameter of 60 μm was arranged so as to face a ground electrode made of a copper plate having a thickness of 0.5 mm. In addition, unlike FIG. 3, 15 discharge electrodes were arranged at 10 mm intervals, and the distance between each discharge electrode and the ground electrode was set to 20 mm. The same melt blown nonwoven fabric as used in Example 1 was placed on this ground electrode, and a high DC voltage of -9.7 KV was applied to the discharge electrode for 3 minutes to obtain an electret meltblown nonwoven fabric. When the collection efficiency of the obtained electret meltblown nonwoven fabric was measured in the same manner as in Example 1, it was 71%.
And lower than those of Examples. In the method of this comparative example, it is difficult to generate a corona discharge stably due to sparking, so that the DC high voltage could not be made higher (in absolute value). In Examples 1 and 2, spark did not occur even if the DC high voltage applied to the extraction electrode was further increased.

【0026】実施例3 誘電体として厚さ3mmのガラス板を用い、一方表面に
幅5mm、間隔5mmのアルミニウム箔製の格子状電極
を貼りつけ、他方表面にアルミニウム箔製の平板状電極
を貼りつけ、格子状電極と平板状電極とを交流電源に接
続して、交流沿面放電素子を形成した。この交流沿面放
電素子の格子状電極側表面と対向し、かつ交流沿面放電
素子との距離が17mmとなるように、銅板からなる引
抜き電極を配置し、これに直流電源を接続した。目付4
5g/m2 、厚み0.6mmのポリプロピレン製メルト
ブロー不織布を引抜き電極と接触させて置き、120℃
の温度雰囲気で3分間帯電させてエレクトレット化した
後、荷電しながら液体窒素で急冷した。なお、上記の格
子状電極と平板状電極との間には、3KHz、4.5K
Vの交流高電圧をかけ、引抜き電極に−8KVの直流高
電圧をかけた。得られたエレクトレットメルトブロー不
織布の捕集効率を実施例1と同様にして測定したところ
95%と高く、エアフィルタとして、あるいはマスク用
のフィルタとして高い性能を持つことを示した。
Example 3 A glass plate having a thickness of 3 mm was used as a dielectric, and a grid electrode made of aluminum foil with a width of 5 mm and an interval of 5 mm was attached to one surface, and a plate electrode made of aluminum foil was attached to the other surface. Then, the grid electrode and the plate electrode were connected to an AC power supply to form an AC creeping discharge element. An extraction electrode made of a copper plate was arranged so as to face the surface of the AC creeping discharge element facing the grid electrode and to have a distance of 17 mm from the AC creeping discharge element, and a DC power supply was connected thereto. Basis weight 4
A 5 g / m 2 , 0.6 mm thick polypropylene meltblown nonwoven fabric is placed in contact with the extraction electrode and placed at 120 ° C.
After electrification by charging for 3 minutes in a temperature atmosphere of, the mixture was quenched with liquid nitrogen while charging. In addition, 3 KHz, 4.5 K is provided between the grid electrode and the plate electrode.
A high AC voltage of V was applied, and a high DC voltage of -8 KV was applied to the extraction electrode. When the collection efficiency of the obtained electret meltblown nonwoven fabric was measured in the same manner as in Example 1, the collection efficiency was as high as 95%, indicating high performance as an air filter or a filter for a mask.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明のエレクトレット繊維シートの製
造方法においては、従来のように直流コロナ放電を直接
繊維シートに作用させるのとは異なり、交流沿面放電素
子において形成された交流沿面放電から、引抜き電極に
よって引抜かれた単極性イオンを繊維シートに作用させ
るので、実質的に放電部と繊維シートを荷電する部分と
が独立して働く。このため、交流沿面放電において多量
のイオンを発生させるために電圧値や周波数を高めて
も、また引抜き電極の印加電圧を高めて引抜かれる単極
性イオンの量を多くしても、直ちにスパークが生じるこ
とはなく、繊維シートに大きな電荷量を付与することが
できる。従って、本発明によれば塵埃などの粒子の捕集
力に優れ、エアフィルタ、マスク用フィルタ、ワイピン
グ材、防塵衣料などに適したエレクトレット繊維シート
が得られる。
According to the method for producing an electret fiber sheet of the present invention, unlike the conventional method in which a direct current corona discharge is directly applied to a fiber sheet, the direct current corona discharge is drawn from an AC surface discharge formed in an AC surface discharge element. Since the unipolar ions extracted by the electrodes act on the fiber sheet, the discharge portion and the portion for charging the fiber sheet substantially work independently. Therefore, even if the voltage value or frequency is increased to generate a large amount of ions in the AC creeping discharge, even if the applied voltage of the extraction electrode is increased to increase the amount of monopolar ions extracted, a spark is immediately generated. That is, a large amount of charge can be imparted to the fiber sheet. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an electret fiber sheet which has an excellent ability to collect particles such as dust and is suitable for an air filter, a filter for a mask, a wiping material, dustproof clothing, and the like.

【0028】また、本発明の製造方法においては沿面放
電部と繊維シートの荷電部とが実質的に独立して働くこ
とから、繊維シートに荷電する際に雰囲気温度を変化さ
せても沿面放電は安定な状態を保て、また繊維シートの
周囲の気体の組成にも影響を受けにくい。とくに、繊維
シートの構成繊維のガラス転移点以上融点以下の温度で
エレクトレット化を行い、急冷すると、優れたエレクト
レット性能を長期に渡って持続することができる。
Further, in the manufacturing method of the present invention, since the creeping discharge section and the charging section of the fiber sheet work substantially independently, the creeping discharge does not occur even when the atmosphere temperature is changed when charging the fiber sheet. It maintains a stable state and is not easily affected by the composition of the gas around the fiber sheet. In particular, when electretization is performed at a temperature equal to or higher than the glass transition point and equal to or lower than the melting point of the constituent fibers of the fiber sheet and rapidly cooled, excellent electret performance can be maintained for a long period of time.

【0029】更には、本発明の製造方法においては、従
来の直流コロナ放電によるエレクトレット化の場合のよ
うに繊維シートの厚みや密度にあまり制限を受けずにエ
レクトレット化することが可能となる。
Further, according to the production method of the present invention, it is possible to form an electret without being so limited by the thickness and density of the fiber sheet as in the case of the conventional electret formation by DC corona discharge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のエレクトレット繊維シートの製造方法
に使用する装置の一例を示す断面模式図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus used for a method for producing an electret fiber sheet of the present invention.

【図2】本発明のエレクトレット繊維シートの製造方法
に使用する装置の他の例を示す断面模式図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of an apparatus used in the method for producing an electret fiber sheet of the present invention.

【図3】従来のエレクトレット繊維シートの製造方法に
使用する装置の一例を示す断面模式図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus used in a conventional method for manufacturing an electret fiber sheet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・交流沿面放電素子 11・・・誘電体 12・・・放電極 13・・・誘導電極 14・・・交流電源 2・・・・引抜き電極 21・・・直流電源 3・・・・繊維シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... AC creeping discharge element 11 ... Dielectric 12 ... Discharge electrode 13 ... Induction electrode 14 ... AC power supply 2 ... Extraction electrode 21 ... DC power supply 3 ...・ Fiber sheet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−4433(JP,A) 特開 平5−226187(JP,A) 特開 平3−69663(JP,A) 特開 昭62−104957(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06M 10/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-49-4433 (JP, A) JP-A-5-226187 (JP, A) JP-A-3-69663 (JP, A) JP-A-62 104957 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) D06M 10/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流沿面放電から引抜かれた単極性イオ
ンを、繊維シートに作用させることによりエレクトレッ
ト化することを特徴とするエレクトレット繊維シートの
製造方法。
1. A method for producing an electret fiber sheet, wherein unipolar ions extracted from an AC creeping discharge are applied to a fiber sheet to form an electret.
【請求項2】 誘電体の一方表面に放電極が他方表面に
誘導電極が設けられ、該放電極と該誘導電極との間に交
流高電圧を印加することにより該放電極から該誘電体表
面に沿って沿面放電を発生させるための交流沿面放電素
子と、該放電極と対向する位置に設けられ、直流高電圧
を印加することにより該交流沿面放電素子で発生した沿
面放電から単極性イオンを引抜くための引抜き電極との
間に、繊維シートを配置して、該繊維シートに単極性イ
オンを作用させてエレクトレット化することを特徴とす
る請求項1に記載のエレクトレット繊維シートの製造方
法。
2. A discharge electrode is provided on one surface of a dielectric, and an induction electrode is provided on the other surface, and an AC high voltage is applied between the discharge electrode and the induction electrode to cause a discharge from the discharge electrode to the dielectric surface. An AC creeping discharge element for generating a creeping discharge along, and a unipolar ion is provided from the creeping discharge generated in the AC creeping discharge element by being provided at a position facing the discharge electrode and applying a high DC voltage. The method for producing an electret fiber sheet according to claim 1, wherein a fiber sheet is disposed between the fiber sheet and a drawing electrode for drawing, and the fiber sheet is electretized by allowing monopolar ions to act on the fiber sheet.
【請求項3】 繊維シートと引抜き電極とを接触させる
ことを特徴とする請求項2に記載のエレクトレット繊維
シートの製造方法。
3. The method for producing an electret fiber sheet according to claim 2, wherein the fiber sheet is brought into contact with a drawing electrode.
【請求項4】 繊維シートの構成繊維のガラス転移点以
上融点未満の温度雰囲気で、該繊維シートに単極性イオ
ンを作用させ、冷却することを特徴とする請求項2に記
載のエレクトレット繊維シートの製造方法。
4. The electret fiber sheet according to claim 2, wherein unipolar ions act on the fiber sheet in an atmosphere at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the constituent fibers of the fiber sheet and lower than the melting point, and the fiber sheet is cooled. Production method.
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