JPH02104765A - Production of electret nonwoven fabric - Google Patents
Production of electret nonwoven fabricInfo
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Landscapes
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- Filtering Materials (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、エレクトレット性に優れ、特に、フィルター
材として使用する場合に低圧力損失で高捕集効率という
良好な性能を発揮し得るエレクトレット不織布の製造方
法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an electret nonwoven fabric that has excellent electret properties and can exhibit good performance such as low pressure loss and high collection efficiency especially when used as a filter material. Relating to a manufacturing method.
［従来技術］
従来、上記のような低圧力損失化を特にねらつ、 た
エレクトレットフィルターの生産方法としては、特公昭
５６−４７２９９号公報に見られるように、エレクトレ
ット化フィルムを割繊維化したものを不織布化する等の
方法が知られている。[Prior Art] Conventionally, as a method for producing an electret filter especially aiming at the above-mentioned low pressure loss, as shown in Japanese Patent Publication No. 56-47299, an electret film is split into split fibers. There are known methods such as making it into a non-woven fabric.
しかし、この方法では、エレクトレット化フィルムを割
Ｉ！維化して不織布とするので、極細ｔａ！４ｆｉ化し
て用いるには限界があり、このため、単位目付当たりの
エアロゾル捕集効率が必ずしも高くないという欠点を有
するものであった。However, in this method, the electret film is split! Since it is made into a non-woven fabric, it has an ultra-fine ta! There is a limit to the use of 4fi, and as a result, the aerosol collection efficiency per unit weight is not necessarily high.
一方、エレクトレット化メルトブロー１ｉｆｔ不織布の
場合には極細繊維で構成され、かつ比較的緻密に構成さ
れるので、単位目付当たりのエアロゾル捕集効率は高い
が、圧力損失もやや高いものであった。On the other hand, in the case of the electret melt-blown 1ift nonwoven fabric, it was composed of ultrafine fibers and had a relatively dense structure, so the aerosol collection efficiency per unit weight was high, but the pressure loss was also somewhat high.
また、特公昭６１−３００６５号公報では、メルトブロ
ー紡糸され、流体によって搬送されるメルトブロー繊維
中に、短繊維を吹き込む方法が示されているが、この製
造方法は、嵩高不織布の製造方法にとどまるものであり
、エレクトレット化不織布の製造とは異なる技術分野の
ものであった。Furthermore, Japanese Patent Publication No. 61-30065 discloses a method of blowing short fibers into melt-blown fibers that are melt-blown and transported by a fluid, but this manufacturing method is limited to manufacturing bulky nonwoven fabrics. This was in a technical field different from the production of electret nonwoven fabrics.
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、従来技術の欠点であるエレクトレット化フィ
ルムを割繊化して不織布とする場合に見られた加工工程
数の増加による不経済性や、フィルター性能として、単
位目付当たりのエアロゾル捕集効率の低さなどの欠点、
また、エレクトレット化メルトブロー不織布フィルター
の場合に見られた高圧力損失などの欠点等の各種問題を
解決することができるエレクトレフ１〜不織布の製造方
法を提供せんとするものである。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the drawbacks of the prior art, such as the uneconomical effects caused by the increased number of processing steps that occur when splitting an electret film to make a nonwoven fabric, and the filter performance. Disadvantages such as low aerosol collection efficiency per unit weight,
It is also an object of the present invention to provide a method for producing Electref 1 to nonwoven fabric, which can solve various problems such as high pressure loss and other drawbacks that have been observed in the case of electret-formed melt-blown nonwoven fabric filters.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、次の構成を有する。[Means to solve the problem] The present invention has the following configuration.
すなわち、メルトブロー紡糸され流体によって搬送され
るメルトブロー繊維と、エアーにより解繊状態で供給さ
れる短繊維または／および長繊維とを合流混合せしめ、
該合流混合繊維を電界強度１ ｋＶ／ｃｍ以上の直流電
場内の捕集装置表面に捕集しエレクトレツ］゛・不織構
造体を１昇ることを特徴とするエレクトレット不織布の
製造方法である。That is, melt-blown fibers that have been melt-blown and transported by a fluid are mixed together with short fibers and/or long fibers that are supplied in a defibrated state by air,
This method of producing an electret nonwoven fabric is characterized in that the merged mixed fibers are collected on the surface of a collection device in a direct current electric field with an electric field strength of 1 kV/cm or more, and the nonwoven structure is raised.
［作用１
以下、本発明のエレクトレット不織イ５の製造方法につ
いて更に詳しく説明する。[Effect 1] Hereinafter, the method for producing the electret nonwoven material 5 of the present invention will be explained in more detail.
第１図および第２図は、本発明のエレクトレット不織布
の製造方法の１実施態様例を説明するための概略側面図
である。1 and 2 are schematic side views for explaining one embodiment of the method for producing an electret nonwoven fabric of the present invention.
図中において、連続回転が可能な捕集装置１、直流高圧
電源２及び２′、印加電極３及び３′、メルトブローロ
金４、メルトブロー繊維５、短繊維または長繊維供給装
置６および６′、短繊維または長繊維（以後、混入繊維
と称する）７および７′、エレクトレット不織布８、電
場９、捕集装置の回転方向１０をそれぞれ示す。In the figure, a collection device 1 capable of continuous rotation, DC high voltage power supplies 2 and 2', application electrodes 3 and 3', melt-blown metal 4, melt-blown fibers 5, short fiber or long fiber supply devices 6 and 6', The short or long fibers (hereinafter referred to as mixed fibers) 7 and 7', the electret nonwoven fabric 8, the electric field 9, and the direction of rotation 10 of the collection device are shown, respectively.
メルトブローロ金４より紡糸されたメルトブロー繊維５
は、印加電極３と捕集装置１との間に形成された電場９
内に空気流によって搬送される。Melt blown fiber 5 spun from melt blown gold 4
is the electric field 9 formed between the applying electrode 3 and the collection device 1
conveyed by an air stream within.
混入繊維７は、繊維供給装置６および６′によって空気
流にて搬送されて、電場９内においてメルトブロー繊維
流れの中へ合流混合され、捕集装置表面でメルトブロー
繊維と該混入繊維の両方が捕集される。The entrained fibers 7 are conveyed in an air stream by the fiber feeders 6 and 6' and merged into the meltblown fiber stream in the electric field 9, where both the meltblown fibers and the entrained fibers are captured at the collector surface. collected.
この電場は、電界強度が１ ｋｖ／ｃｍ以上に設定され
ており、少なくともメルトブロー１ｉＩｆｔがエレクト
レット化されてエレクトレット不織布８となる。The field strength of this electric field is set to 1 kv/cm or more, and at least the melt blown 1iIft is converted into an electret to become an electret nonwoven fabric 8.
次に、メルトブロー繊維について説明すると、メルトブ
ロー繊維は、体積固有抵抗値が１０１４Ω・ｃｍ以上の
エレクトレット化が可能な素材、例えばポリエチレン系
、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ポリエステル系、
ポリカーボネート系、ポリウレタン系、２フツカエチレ
ン、３フツカエチレンなどの極性ポリマーや非極性ポリ
マーからなるポリマーや共重合ポリマーからなるものが
好適である。Next, to explain melt-blown fibers, melt-blown fibers are materials that can be made into electrets with a volume resistivity value of 1014 Ω·cm or more, such as polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, etc.
Polymers or copolymers made of polar or nonpolar polymers such as polycarbonate, polyurethane, difluoroethylene, trifluoroethylene, etc. are suitable.
中でも、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネ
ート、２フツカエチレン、３フツカエチレン、などのポ
リマーや共重合ポリマーはエレクトレット性に優れてい
るので好適なポリマーである。これらの中から、使用目
的によって選ばれた適宜のポリマーを用いて、目的の繊
度のものが得られるように、紡糸温度や熱風温度を調整
してメルトブロー紡糸を行う。Among these, polymers and copolymers such as polypropylene, polyethylene, polycarbonate, difluoroethylene, and trifluoroethylene are suitable polymers because they have excellent electret properties. Melt blow spinning is carried out using an appropriate polymer selected from these depending on the purpose of use and adjusting the spinning temperature and hot air temperature so as to obtain the desired fineness.
次に、混入繊維について説明すると、構成素材は、混入
繊維もエレクトレット化したい場合は、先に説明した体
積固有抵抗値が１０１４・ｃｍ以上のエレクトレット化
が可能な素材を用いて該混入繊維をも構成すればよい。Next, to explain the mixed fibers, if you want to convert the mixed fibers into electret, you can use the previously explained material with a volume resistivity value of 1014 cm or more that can be made into electret. Just configure it.
ただし、繊維の表面が、油剤や界面活性剤などで表面処
理されている場合には、混入繊維のエレクトレット化が
十分達成されない場合もあり得るので、これらの薬剤を
取り去って用いることが好ましい。However, if the surface of the fibers has been surface-treated with an oil agent, a surfactant, etc., electretization of the mixed fibers may not be achieved sufficiently, so it is preferable to remove these agents before use.
混入ｗ４維をエレクトレフ１〜化する必要がない場合に
は、繊維状形態を有する各種天然繊維や合成繊維等、無
機繊維などもその対染として使用可能である。When it is not necessary to convert the mixed W4 fibers into Electref 1, various natural fibers and synthetic fibers having a fibrous form, inorganic fibers, etc. can also be used as counter dyes.
次に、混入繊維の形態について説明すると、エレクトレ
ット不織布に嵩高性を発現させるためには、直線状の繊
維より、捲縮を有する繊維の方が適する。これは、高密
度が捲縮を有する繊維の方が大きいためであり、この場
合、捲縮数は２個／ｉ ｎｃｈ以上が適する。また、繊
度は０．１デニ一ル以上１０デニール以下が適する。０
．１デニール以下では、形態保持性が小さいので好まし
くない。１０デニール以上では、均一な嵩高性を不織乍
全面で出すためには、大量に吹き込み混合させる必要が
生じ、高い捕集効率が得られにくくなるので好ましくな
く、また、短繊維を混入繊維に用いた場合には、短繊維
の先端がメルトブロー不織布表面から多数突出し製品外
観を低下させ、さらにエレクトレット化の際に火花放電
を誘発させるので好ましくない。このような点から、好
ましい範囲は１デニ一ル以上７デニール未満である。Next, to explain the form of the mixed fibers, in order to make the electret nonwoven fabric exhibit bulkiness, crimped fibers are more suitable than straight fibers. This is because fibers with crimps have a higher density, and in this case, the number of crimps is preferably 2 or more per inch. Further, the fineness is suitably 0.1 denier or more and 10 denier or less. 0
．． If it is less than 1 denier, it is not preferable because shape retention is low. If the denier is more than 10 denier, it is undesirable because it is necessary to blow and mix a large amount in order to obtain uniform bulkiness over the entire surface of the non-woven material, making it difficult to obtain high collection efficiency. When used, many tips of the short fibers protrude from the surface of the melt-blown nonwoven fabric, deteriorating the appearance of the product, and further inducing spark discharge during electret formation, which is not preferable. From this point of view, the preferable range is 1 denier or more and less than 7 denier.
繊維長は、短繊維、長繊維の双方とも使用でき、特別に
限定されるものではない。ただ、長繊維は、長繊維同志
で絡合しやすいので解繊を十分に行う必要がある。この
方法として擦過法による帯電や、積極的にコロナ放電を
行うと帯電量が増し解繊性を向上させることができるの
で好ましい。The fiber length is not particularly limited, as both short fibers and long fibers can be used. However, since long fibers tend to become entangled with each other, it is necessary to thoroughly defibrate them. As this method, charging by a rubbing method or active corona discharge is preferable because the amount of charging increases and the defibrating property can be improved.
次に、混入繊維の融点について説明すると、その融点の
値がメルトブロー繊維の融点よりも低い繊維を用いれば
、次の利点が得られ好ましい。Next, explaining the melting point of the mixed fibers, it is preferable to use fibers whose melting point is lower than the melting point of the melt-blown fibers because the following advantages can be obtained.
すなわち、混入繊維の融点以上で熱処理を行うことによ
り、混入繊維の少なくとも一部を溶融させ、メルトブロ
ー繊維と融着させることにより、混入繊維とメルトブロ
ー繊維との一体性が得られ不織布全体の形態安定性が増
すので好ましい。That is, by performing heat treatment at a temperature higher than the melting point of the mixed fibers, at least a portion of the mixed fibers are melted and fused with the melt-blown fibers, thereby achieving integrity between the mixed fibers and the melt-blown fibers and stabilizing the shape of the entire nonwoven fabric. This is preferable because it increases the sexiness.
ただし、混入繊維を、融点がメルトブロー繊維よりも低
い融点の繊維成分１００％で構成させる必要は必ずしも
なく、混入繊維がメルトブロー繊維の融点よりも低融点
の繊維成分を少なくとも含んで構成されていれば十分で
あり、例えば、具体的には、より一体性を強固なものと
するためには、高融点繊維成分を芯に低融点繊維成分を
鞘とする複合繊維を用いることが好ましい。However, the mixed fibers do not necessarily need to be made up of 100% fiber components with a melting point lower than that of the melt-blown fibers, as long as the mixed fibers include at least a fiber component with a melting point lower than that of the melt-blown fibers. For example, specifically, in order to make the integrity stronger, it is preferable to use a composite fiber having a core of a high melting point fiber component and a sheath of a low melting point fiber component.
例えば、芯の高融点繊維成分にポリプロピレンを用い、
また鞘の低融点繊維成分にポリエチレンを用いた複合繊
維の混入繊維は、メルトブロー繊維にポリプロピレンを
用いた場合でも、融点差が大きいので、熱処理を施して
もエレクトレット性が損なわれず、かつエレクトレット
不織布の収縮が少なく済むので最適な素材である。For example, using polypropylene as the high melting point fiber component of the core,
In addition, fibers mixed with composite fibers that use polyethylene as the low-melting point fiber component of the sheath have a large melting point difference even when polypropylene is used as the melt-blown fiber, so the electret properties are not impaired even when heat treated, and the electret nonwoven fabric is It is the most suitable material because it shrinks less.
次に、混入繊維のメルトブロー繊維中への合流混合方法
について説明する。Next, a method of blending the mixed fibers into the melt-blown fibers will be explained.
第一の混合方法は、予めカードなどで均一に解繊してほ
ぐした短繊維を、メルトブローロ金と捕集装置の間で、
はぼ自然落下に近い状態で落下させ混合する方法であり
、すなわち第２図に示すような方法で行うものである。The first mixing method is to use short fibers that have been uniformly defibrated and loosened using a card, etc., between melt-blown gold and a collection device.
This is a method of mixing by allowing the materials to fall in a state similar to natural falling, that is, as shown in FIG. 2.
この方法で得られるエレクトレット不１ｍの特徴は、断
面の比較的片側（図面上において上側）に多く混入繊維
が混入されていることである。A feature of the electret fiber 1m obtained by this method is that a large amount of mixed fibers are mixed on relatively one side of the cross section (the upper side in the drawing).
すなわち、この方法では、断面方向に嵩密度が異なるエ
レクトレット不織布の製造が可能であり、この不織布を
用いたフィルター構造は、嵩密度の大きい側をエアー上
流側としてフィルターに使用した場合、ダスト付着量が
増えるので長寿命なフィルターとなるので好ましい。In other words, with this method, it is possible to manufacture an electret nonwoven fabric with different bulk densities in the cross-sectional direction, and when a filter structure using this nonwoven fabric is used in a filter with the side with higher bulk density on the air upstream side, the amount of dust attached This is preferable because it increases the number of filters, resulting in a long-life filter.
混入繊維の混合位置は、メルトブローロ金４と印加電極
３間で行うが、ヌル１ヘブローとともに排出されるエア
ーの流れが整流域から乱流域に変わる乱流域以降で混合
させるのが好ましい。The mixing position of the mixed fibers is between the melt blowing metal 4 and the application electrode 3, but it is preferable to mix them after the turbulence area where the flow of air discharged with the null 1 blow changes from a rectified area to a turbulent area.
これは、整流域で混合するとメルトブロー繊維の流れを
乱し、不織布の均一性を損なうからである。乱流域は、
エアーの流れが失速する領域で、繊維の絡合が生じ始め
るところであるので、メルトブロー繊維が比較的混入繊
維に絡まった状態となるが、不織布の均一性を損なう程
度が少なく好ましい。This is because mixing in the rectifying area disturbs the flow of melt-blown fibers and impairs the uniformity of the nonwoven fabric. The turbulent region is
The region where the air flow stalls is where fiber entanglement begins to occur, so that the melt-blown fibers are relatively entangled with the mixed fibers, but this is preferable because the degree of impairing the uniformity of the nonwoven fabric is small.
第二の混合方法は、解繊されてエアー中に分散された短
繊維などを第１図に示すように電場内に装置によって吹
き込む方法で行う。The second mixing method is performed by blowing defibrated short fibers and the like dispersed in air into an electric field using a device as shown in FIG.
電場内に吹き込むこの方法の特徴は、混入繊維が空気に
よって搬送されているメルトブロー繊維群中の内奥部に
まで達するので、エレクトレット不織布全体に混入繊維
がよく混ざり、比較的均一な嵩密度を有するエレクトレ
ット不織布が得られることである。また、電場内に吹き
込むのでメルトブロー繊維の均一性低下を起こすことも
比較的少ないことでおる。それは、電場の電界の方向と
空気の流れ方向を同じにできるため、吹き込まれたｉ維
は、速やかに電界の方向に繊維軸方向が揃うためメルト
ブロー繊維の流れを乱すことが少ないためと考えられる
。The characteristic of this method of blowing into an electric field is that the mixed fibers reach deep inside the melt-blown fiber group being transported by the air, so the mixed fibers are well mixed throughout the electret nonwoven fabric, resulting in a relatively uniform bulk density. An electret nonwoven fabric can be obtained. Furthermore, since the melt is blown into an electric field, there is relatively little chance of deterioration in the uniformity of the melt-blown fibers. This is thought to be because the direction of the electric field and the flow direction of the air can be made the same, so the blown i-fibers quickly align their fiber axes with the direction of the electric field, so the flow of the melt-blown fibers is less likely to be disturbed. .
混入繊維の吹き込み方向は、メルトブロー繊維の流れ方
向を０度とするとき、１４５度以内が好ましい。The blowing direction of the mixed fibers is preferably within 145 degrees, when the flow direction of the melt-blown fibers is 0 degrees.
なお、本発明の方法は、特に嵩密度８８〜９８％程度と
いう嵩高な不織布を得たい場合に適用して効果が大であ
る。すなわち、そのような８８〜９８％という嵩高なメ
ルトブロー不織布は、一般にメルトブロー繊維を搬送し
捕集するだけというメルトブロ一方式ではどうしても嵩
がでないので、１ｑることが難しいのでおるが、本発明
の方法によれば、前記したような嵩の高いものを容易に
１ｑることかできる。Note that the method of the present invention is particularly effective when applied when it is desired to obtain a bulky nonwoven fabric with a bulk density of about 88 to 98%. In other words, such a bulky melt-blown nonwoven fabric of 88 to 98% cannot be bulked up by the melt-blowing method that only conveys and collects the melt-blown fibers, so it is difficult to reduce the bulk to 1 q, but the method of the present invention According to the above, bulky items such as those mentioned above can be easily reduced to 1q.
なお、むろん、本発明の方法は、嵩密度が８Ｑ〜８７％
以下程度の、嵩の点では通常のメルトブロー不織布のも
のの製造をもできるものである。Of course, in the method of the present invention, the bulk density is 8Q to 87%.
In terms of bulk, it is also possible to manufacture ordinary melt-blown nonwoven fabrics with a volume of the following degree.
また、上述のような嵩高な不織布をいったん（ｑて、ざ
らにエンボス加工やカレンダー加工の仕上加工で、嵩を
調節したり所望の後仕上げを行うことができ、各種の付
加価値の高いメルトブロー不織布を製造することもでき
る。In addition, once bulky nonwoven fabrics such as those mentioned above are processed, the bulk can be adjusted or the desired post-finishing can be performed by rough embossing or calendering. can also be manufactured.
なお、上記嵩密度は、不織布見掛は体積中に占める繊維
だけの体積割合から求められる値である。The above bulk density is a value determined from the volume ratio of only fibers to the apparent volume of the nonwoven fabric.
混入繊維のメルトブロー繊維への混合の範囲は、上記の
ような嵩高な効果を得るというためには５〜７０％（対
メルトブロー繊維型苗）にするのが良い。In order to obtain the above-mentioned bulky effect, the mixing range of the mixed fibers into the melt-blown fibers is preferably 5 to 70% (based on the melt-blown fiber type seedlings).
また、特別な機能特性を混入繊維の混入により与えたい
というときには、該混合比はもっと小さくてもよく、３
〜３０％（対メルトブロー繊維重量）とするのがよい。In addition, when it is desired to provide special functional properties by mixing fibers, the mixing ratio may be smaller, such as 3.
It is preferable to set the amount to 30% (based on the weight of melt-blown fibers).
次に、本発明の方法においては、所期の目的の優れたエ
レクトレット性を有するエレクトレット不織布を得るた
めには、電界強度が極めて重要であり、電界強度１ｋＶ
／ｃｍ以上の電場内で流体によって搬送された繊維と混
入繊維を捕集装置表面に堆積・捕集しながら、エレクト
レット化を行うことが重要である。Next, in the method of the present invention, electric field strength is extremely important in order to obtain an electret nonwoven fabric with excellent electret properties, which is the intended purpose, and the electric field strength is 1 kV.
It is important to perform electretization while depositing and collecting the fibers transported by the fluid and the mixed fibers on the surface of the collection device in an electric field of /cm or more.
電界強度が１ ｋｖ／ｃｍ以下では、十分にコロナ放電
が発生しないので得られるエレクトレット性、例えば表
面電荷密度が低いものとなり、これをフィルター用途に
使用する場合には）ｑられるフィルター性能が低いもの
となってしまう。If the electric field strength is 1 kv/cm or less, sufficient corona discharge will not occur, resulting in low electret properties, such as low surface charge density, and when used for filter applications, the resulting filter performance will be low. It becomes.
本発明者らの知見によれば、好ましい電界強度は３ｋＶ
／ｃｍ以上である。According to the findings of the present inventors, the preferred electric field strength is 3 kV.
/cm or more.
なお電界強度は、印加電極と捕集装置間の直線距離で印
加電圧値を割って求めるものである。Note that the electric field strength is determined by dividing the applied voltage value by the linear distance between the applied electrode and the collection device.
次に、捕集装置について説明すると、連続回転の可能な
ドラムやエンドレスベルトが最適であり、その表面材料
は、金属性のネットや多孔質の金属平板で構成されるも
のが適している。また、捕集装置内部または下部にエア
ーリ゛クション装置などの補助装置を用いてもよい。Next, regarding the collection device, a drum or endless belt capable of continuous rotation is most suitable, and its surface material is preferably composed of a metal net or a porous metal flat plate. In addition, an auxiliary device such as an air retraction device may be used inside or below the collection device.
更に、その材料表面を体積固有抵抗値１００〜１０１２
Ω・ｃｍ範囲の材料でコーティングしたものを用いるこ
とによって、ざらに優れたエレクトレット不織布を得る
ことができる。Furthermore, the material surface has a volume resistivity value of 100 to 1012.
By using a material coated with a material in the Ω·cm range, an electret nonwoven fabric with excellent roughness can be obtained.
［実施例］ 実施例をもって更に詳しく本発明を説明する。[Example] The present invention will be explained in more detail with examples.
実施例１
第１図に示す方法を用いて、次の要領でエレクトレット
不織布を得た。Example 1 Using the method shown in FIG. 1, an electret nonwoven fabric was obtained in the following manner.
４０メ、ツシュのステンレス製ネットで覆われた捕集装
置表面を、メルトブロー繊維のポリマー吐出孔先端から
最短距離で結ぶ３５ｃｍの位置になるように設置した。The surface of the collection device covered with a stainless steel net of 40 mm thick was installed at a position of 35 cm from the tip of the polymer discharge hole of the melt-blown fiber at the shortest distance.
次に、印加電極を捕集装置表面から繊維捕集位置の上方
８ｃｍの位置に設置し、これに、−４８ｋｖの直流高電
圧を印加し、電界強度６ｋｖ／ｃｍの電場を捕集ドラム
と印加電極との間に形成した。Next, the application electrode was installed at a position 8 cm above the fiber collection position from the surface of the collection device, a DC high voltage of -48kV was applied to it, and an electric field with an electric field strength of 6kV/cm was applied to the collection drum. formed between the electrodes.
この電場内に、繊度０．０４デニールのポリプロピレン
をメルトブロー紡糸し、次の条件で混入繊維を供給しエ
レクトレット不織布を（ｑだ。In this electric field, polypropylene with a fineness of 0.04 denier was melt-blown spun, and mixed fibers were supplied under the following conditions to form an electret nonwoven fabric (q).
すなわち、繊度３デニール、繊維長５Ｑｍｍ、捲縮数１
４個／インチ、素材ボロプロピレンを混入角度６０度で
混入し、捕集装置表面で堆積、捕集し、エレクトレット
不織布（目付１０１００（Ｊａ、厚さ３．０ｍｍ＞を５
ｍ／ｍｉ ｎで得た。That is, the fineness is 3 denier, the fiber length is 5 Qmm, and the number of crimp is 1.
4 pieces/inch, the material boropropylene is mixed at a mixing angle of 60 degrees, deposited and collected on the surface of the collection device, and an electret nonwoven fabric (fabric weight 10100 (Ja, thickness 3.0 mm)
Obtained at m/min.
得られたエレクトレット不織布のメルトブローＩＩ’ｆ
ｔと混入繊維の目付の内分けは、メルトブロー繊維８０
ｑ／ＴｌＮ２、混入繊維２０ｇ／Ｔｎ２で、その混合比
は３５％であった。また嵩密度は、９６．３％であった
。Melt blow II'f of the obtained electret nonwoven fabric
The division of t and the basis weight of mixed fibers is melt blown fiber 80
q/TlN2, the mixed fiber was 20g/Tn2, and the mixing ratio was 35%. Moreover, the bulk density was 96.3%.
このエレクトレット不織布のエレクトレット性について
、フィルターとして用いたときのエアロゾル捕集効率と
圧力損失の大小により、また表面電荷密度で評価した。The electret properties of this electret nonwoven fabric were evaluated by the aerosol collection efficiency and pressure loss when used as a filter, and by the surface charge density.
エアロゾル捕集効率と圧力損失の評価は、第３図に示す
評価装置を用いて、試料通過風速１．５ｍ／ｍｉｎ、エ
アロゾル粒子径０．３μｍのポリスチレンを用いた条件
で行った。The evaluation of aerosol collection efficiency and pressure loss was carried out using the evaluation apparatus shown in FIG. 3 under conditions of a sample passing wind speed of 1.5 m/min and polystyrene having an aerosol particle size of 0.3 μm.
エアロゾル捕集効率の求め方は、評価試料上流側と下流
側のエアロゾル濃度をパーティクルカウンターで求め、
次式により求める。To determine the aerosol collection efficiency, use a particle counter to determine the aerosol concentration on the upstream and downstream sides of the evaluation sample.
It is calculated using the following formula.
ＣＯ：下流側のエアロゾル濃度（個／Ｆｔ３）Ｃ１：上
流側のエアロゾル濃度（個／Ｆｔ３）圧力損失は、直接
計器から読み取った。CO: Downstream aerosol concentration (pieces/Ft3) C1: Upstream aerosol concentration (pieces/Ft3) Pressure loss was read directly from the instrument.
図中の番号は、パーティクルカウンター１１（米国ＰＭ
Ｓ社のＬＡＳ−Ｘ−ＣＲＴ） 、評価試料１２、圧力損
失計１３（映光産業のマノスターゲージ）、サンプリン
グ管１４、流量計１５、エアー吸引ポンプ１６、アトマ
イザ−１７（日本カッマックス株製〉、加圧エアー源１
８、ポリスチレン液１９、乾燥筒２０、試料ホルダー２
１をそれぞれ示す。The numbers in the diagram are particle counter 11 (US PM
LAS-X-CRT of Company S), evaluation sample 12, pressure loss meter 13 (manostar gauge of Eiko Sangyo), sampling tube 14, flow meter 15, air suction pump 16, atomizer 17 (manufactured by Nippon Kamax Co., Ltd.) 〉, pressurized air source 1
8, polystyrene liquid 19, drying cylinder 20, sample holder 2
1 is shown respectively.
表面電荷密度の評価方法は、第４図に示す評価装置を用
いて行った。The surface charge density was evaluated using the evaluation apparatus shown in FIG.
図中、金属性平板電極２２、金属製の箱２４、エレクト
レット試料２４、コンデンサー２５、微少電流計１２を
示す。In the figure, a metal plate electrode 22, a metal box 24, an electret sample 24, a capacitor 25, and a microammeter 12 are shown.
該微少電流計によって求められた電位より、次式にした
がって表面電荷密度を求める。From the potential determined by the microcurrent meter, the surface charge density is determined according to the following formula.
Ｑ＝ＣＶ／Ｓ
Ｑ＝表面電荷密度（クーロン／ｃｎｆ）Ｃ＝コンデンサ
ー容量
Ｓ−エレクトレット試料面積
初めに、表面電荷密度を評価したところ、表面−８，０
ＸＩＯ−１０クーロン／ｌｉ、裏面７．５Ｘ１ｏ−１０
クーロン／鼠であり、十分にエレクトレット化されてい
ることがわかる。Q = CV/S Q = surface charge density (coulombs/cnf) C = capacitor capacity S - electret sample area First, when the surface charge density was evaluated, it was found that the surface -8,0
XIO-10 coulomb/li, back side 7.5X1o-10
It can be seen that it is a Coulomb/mouse and is sufficiently electretized.
次に、エアロゾル捕集効率と圧力損失を評価した。この
結果、捕集効率が９９％以上で、圧力損失が１．３ｍｍ
Ａｑであった。圧力損失が極めて低い割りには、高い捕
集効率であることがわかる。Next, aerosol collection efficiency and pressure loss were evaluated. As a result, the collection efficiency was over 99% and the pressure loss was 1.3 mm.
It was Aq. It can be seen that the collection efficiency is high despite the extremely low pressure loss.
断面を観察すると、混入繊維が全体的に、比較的均一に
混入されているのが′ＩＡ９できた。When the cross section was observed, it was found that the mixed fibers were mixed relatively uniformly throughout 'IA9.
実施例２
第２図の方法を用いて、次の要領でエレクトレット不織
布を得た。Example 2 Using the method shown in FIG. 2, an electret nonwoven fabric was obtained in the following manner.
４０メツシユのステンレス製ネットで覆われた捕集装置
表面を、メルトブロー繊維のポリマー吐出孔先端から最
短距離で結ぶ３５ｃｍの位置になるように設置した。The surface of the collection device covered with a 40-mesh stainless steel net was installed at a position of 35 cm from the tip of the polymer discharge hole of the melt-blown fiber at the shortest distance.
次に、印加電極を捕集装置表面から繊維捕集位置の上方
８ｃｍの位置に設置し、これに、−４８ｋｖの直流高電
圧を印加し、電界強度６ｋＶ／ｃｍの電場を捕集ドラム
と印加電極との間に形成した。Next, the application electrode was installed at a position 8 cm above the fiber collection position from the surface of the collection device, a DC high voltage of -48kV was applied to it, and an electric field with an electric field strength of 6kV/cm was applied to the collection drum. formed between the electrodes.
この電場内に、繊度０．０４デニールのポリプロピレン
をメルトブロー紡糸し、次の条件で混入繊維を供給しエ
レクトレット不織布を１ｑだ。In this electric field, polypropylene with a fineness of 0.04 denier was melt-blown spun, and mixed fibers were supplied under the following conditions to produce 1 q of electret nonwoven fabric.
繊度２デニール、繊維長５５ｍｍ、捲縮数１５個／イン
チ、素材ボロプロピレンをほぼ自然落下状態で混入し、
捕集装置表面で堆積、捕集し、エレクトレット不織布（
目付１００ｇ／ＴｌＩ２、厚さ２゜２ｍｍ、混合比２５
％、嵩密度９５％〉を５ｍ／ｍｉｎで得た。このエレク
トレット不織布のエレクトレット性について、フィルタ
ーとして用いたときのエアロゾル捕集効率と圧力損失の
大小により、また表面電荷密度で評価した。The fineness is 2 denier, the fiber length is 55 mm, the number of crimps is 15/inch, and the material is boropropylene mixed in almost naturally falling.
The electret nonwoven fabric (
Fabric weight 100g/TlI2, thickness 2゜2mm, mixing ratio 25
%, bulk density 95%> was obtained at 5 m/min. The electret properties of this electret nonwoven fabric were evaluated by the aerosol collection efficiency and pressure loss when used as a filter, and by the surface charge density.
表面電荷密度は、表面が−５，２Ｘ１０”クーロン／ｄ
、裏面が７．４Ｘ１０”クーロン／ｄであり、良好にエ
レクトレット化されていることがわかる。The surface charge density is -5.2 x 10" coulombs/d
It can be seen that the back surface was 7.4 x 10'' coulomb/d, indicating that it was well electretized.
次に、捕集効率と圧力損失を評価したところ、捕集効率
は、９９．９％以上であり、また圧力損失は２．５ｍｍ
Ａｑであった。Next, when the collection efficiency and pressure loss were evaluated, the collection efficiency was 99.9% or more, and the pressure loss was 2.5 mm.
It was Aq.
断面を観察すると、表面側に比較的混入繊維が多く存在
するために、裏面は、嵩密度が小さく、また、表面は嵩
密度が大きいことがわかった。When the cross section was observed, it was found that because there were relatively many mixed fibers on the front side, the back side had a small bulk density, and the front side had a large bulk density.
この構造が、低い圧力損失と高い捕集効率を実現する要
因でおることがわかった。This structure was found to be a factor in achieving low pressure loss and high collection efficiency.
実施例３
第１図に示す方法を用いて、次の要領でエレクトレット
不織布を得た。Example 3 Using the method shown in FIG. 1, an electret nonwoven fabric was obtained in the following manner.
４０メツシユのステンレス製ネットで覆われた捕集装置
表面を、メルトブロー紡糸のポリマー吐出孔先端から最
短距離で結ぶ３５ｃｍの位置になるように９２置した。The surface of the collection device covered with 40 meshes of stainless steel net was placed 92 times at a position 35 cm from the tip of the polymer discharge hole of the melt blow spinning at the shortest distance.
次に、印加電極を捕集装置表面から繊維捕集位置の上方
Ｂｃｍの位置に設置し、これに、−４８ｋｖの直流高電
圧を印加し、電界強度６ｋｖ／ｃｍの電場を捕集ドラム
と印加電極との間に形成した。Next, the application electrode was installed at a position Bcm above the fiber collection position from the surface of the collection device, a DC high voltage of -48kv was applied to it, and an electric field with an electric field strength of 6kv/cm was applied to the collection drum. formed between the electrodes.
この電場内に、繊度ｏ、ｏｉデニールのポリプロピレン
をメルトブロー紡糸し、次の条件で混入繊維を供給しエ
レクトレット不織布を得た。In this electric field, polypropylene having a fineness of o and an oi denier was melt-blown spun, and mixed fibers were supplied under the following conditions to obtain an electret nonwoven fabric.
繊度６デニール、繊維長５０ｍｍ、捲縮数１２個／イン
チ、素材、芯がポロプロピレン、鞘がポリエチレンの複
合繊Ｉｆｔ（紡糸油剤付着）を混入角度６０度で混入し
、捕集装置表面で堆積、捕集し、エレクトレット不織布
（目付１００ｇ／ｍ２、厚さ２．７ｍｍ＞を５ｍ／ｍｉ
ｎで得た。Composite fiber Ift (with spinning oil attached), which has a fineness of 6 denier, a fiber length of 50 mm, a number of crimps of 12/inch, a polypropylene core and a polyethylene sheath, is mixed at a mixing angle of 60 degrees and deposited on the surface of the collection device. , collect and collect electret nonwoven fabric (fabric weight 100 g/m2, thickness 2.7 mm) at 5 m/mi.
Obtained with n.
得られたエレクトレット不織布のメルトブロー繊維と混
入繊維の目付は、メルトブロー繊維７０Ｃ１／ ｍ２、
混入繊維３０ にＪ ／ ｍ２で混合比は４３％、また
嵩密度は、９５．９％でおった。The basis weight of the melt-blown fibers and mixed fibers of the obtained electret nonwoven fabric is melt-blown fiber 70C1/m2,
The mixing ratio was 43% at 30 J/m2 of the mixed fibers, and the bulk density was 95.9%.
１ｑられたエレクトレット不織イ［を、熱処理機で１２
０℃２分の処理を行った結果、ポリエチレンの鞘部分が
溶融しメルトブロー繊維が付着した結果、形態安定性が
著しく向上することが確認できた。The electret non-woven material [1q] was heated in a heat treatment machine for 12
As a result of treatment at 0° C. for 2 minutes, it was confirmed that the polyethylene sheath melted and the melt-blown fibers were attached, resulting in a marked improvement in morphological stability.
また、この不織布は良好なエレクトレット性を有するも
ので必った。In addition, this nonwoven fabric must have good electret properties.
比較例１
４０メツシユのステンレス製ネットで覆われた捕集装置
表面を、メルトブロー紡糸のポリマー吐出孔先端からＲ
短距離で結ぶ３５ｃｍの位置になるように設置した。Comparative Example 1 The surface of the collection device covered with a 40-mesh stainless steel net was
They were installed so that they were connected at a short distance of 35 cm.
次に、印加電極を捕集装置表面から繊維捕集位置の上方
Ｂｃｍの位置に設置し、これに−４８ｋＶの直流高電圧
を印加し、電界強度６ｋＶ／ｃｍの電場を捕集ドラムと
印加電極との間に形成した。Next, the application electrode was installed at a position Bcm above the fiber collection position from the surface of the collection device, and a DC high voltage of -48kV was applied to it, and an electric field with an electric field strength of 6kV/cm was applied to the collection drum and the application electrode. was formed between.
この電場内に、繊度０．０４デニールのポリプロピレン
をメルトブロー紡糸し、目付１００ＣＩ、厚さＱ、５ｍ
ｍのエレクトレット化不織布を加工速度５ｍ／ｍｉ ｎ
で得た。In this electric field, polypropylene with a fineness of 0.04 denier was melt-blown spun, with a basis weight of 100 CI, a thickness of Q, and 5 m.
m electret nonwoven fabric at a processing speed of 5 m/min
I got it.
このエレクトレット不織布のエレクトレット性について
、フィルターとして用いたときのエアロゾル捕集効率と
圧力損失の大小により、また表面電荷密度で評価した。The electret properties of this electret nonwoven fabric were evaluated by the aerosol collection efficiency and pressure loss when used as a filter, and by the surface charge density.
表面電荷密度は、表面が−９，２Ｘ１０−１０クーロン
／ｄ、裏面が８．４Ｘ１０−１０クーロン／Ｊであり、
良好にエレクトレット化されていることがわかる。The surface charge density is -9.2X10-10 coulombs/d on the front surface and 8.4X10-10 coulombs/J on the back surface.
It can be seen that the electret was well converted.
次に、捕集効率と圧力損失を評価したところ、捕集効率
は、９９．９９％以上であり、また圧力損失は５．５ｍ
ｍＡｑであった。Next, when the collection efficiency and pressure loss were evaluated, the collection efficiency was 99.99% or more, and the pressure loss was 5.5 m
It was mAq.
捕集効率は、極めて高いが、圧力損失が高く低圧力損失
を要求する一般室内の空気清浄機用途には、やや不適で
あることがわかった。Although the collection efficiency was extremely high, it was found that the pressure loss was high and it was somewhat unsuitable for use in general indoor air purifiers, which require low pressure loss.
［発明の効果］
本発明の効果は、流体によって搬送されたメルトブロー
繊維群中に、短繊維や長繊維を混合した状態で、電界強
度１ ｋｖ／ｃｍ以上の電場内で、捕集装置面上に不織
構造層として捕集しつつ、エレクトレット化を行うので
、流体によって搬送されたメルトブロー繊維と混入繊維
の双方は不織布内部まで十分にエレクトレット化され、
表面電荷密度の高いエレクトレット不織布を１ｑること
が可能で必る。[Effects of the Invention] The effects of the present invention are that in a state in which short fibers and long fibers are mixed in the melt-blown fiber group conveyed by the fluid, in an electric field with an electric field strength of 1 kv/cm or more, on the surface of the collection device. Since the melt-blown fibers and mixed fibers transported by the fluid are collected as a non-woven structure layer and converted into electret, both the melt-blown fibers and the mixed fibers transported by the fluid are fully converted into electrets to the inside of the non-woven fabric.
It is possible to produce 1q of electret nonwoven fabric with high surface charge density.
また、混入繊維と一緒にメルトブロー繊維を捕集するの
で、メルトブロー繊維の捕集が立体的となる結果、不Ｈ
＠内部に空間を持つようになり、得られたエレクトレッ
ト不織布は嵩高となり、低圧力損失のエレクトレット不
織布を１ｑることが可能となる。In addition, since the melt-blown fibers are collected together with the mixed fibers, the melt-blown fibers are collected three-dimensionally, resulting in non-H
@The electret nonwoven fabric has a space inside, and the obtained electret nonwoven fabric becomes bulky, making it possible to produce 1q of low pressure loss electret nonwoven fabric.
ざらに、第１図や第２図の方式のように混入方法を適宜
に変えることにより、混入繊維をエレクトレット不織布
のどの位置に混入させるかをコントロールすることがで
き、圧力損失や捕集効率を選定することが可能である。In general, by changing the mixing method as shown in Figures 1 and 2, it is possible to control where the mixed fibers are mixed into the electret nonwoven fabric, which reduces pressure loss and collection efficiency. It is possible to select.
すなわち、自然落下に近い状態で混入する方法では、密
度勾配を持たせたエレクトレフ１〜不Ｒ＠の加工が可能
であり、このものは、ダスト付ｈＯ但が多くなる構造な
ので、初期捕集効率を維持しつつフィルター寿命の長い
ものとなる。In other words, with the method of mixing in a state close to natural fall, it is possible to process Electref 1 to R@ with a density gradient, and this has a structure that increases the amount of dust attached, so the initial collection efficiency is low. This results in a long filter life while maintaining the
また、電場内に混入Ｉ！維を吹き込む方法では、電界の
作用により、混入繊維を吹き込むことによるメルトブロ
ー繊維のむら発生を極力小さくすることが可能である。Also, I! mixed into the electric field! In the method of blowing fibers, it is possible to minimize the occurrence of unevenness in the melt-blown fibers due to the blowing of mixed fibers by the action of an electric field.
さらに、混入繊維をメルトブロー不織布全体層に混入、
分布させることが可能であるので、特に圧力損失の低い
良好なエレクトレット不織布の加工が可能である。Furthermore, mixed fibers are mixed into the entire layer of melt-blown nonwoven fabric,
Since it can be distributed, it is possible to process a good electret nonwoven fabric with particularly low pressure loss.
第１図および第２図は、本発明のエレクトレット不織イ
ロの製造方法の１実施態様例を説明するだめの概略側面
図である。
第３図は、エアロゾル捕集効率と圧力損失の評価装置の
概略側面図である。
第４図は、表面電荷密度の評価装置の概略側面図である
。
１：捕集装置
２及び２′：直流高圧電源
３及び３′ ：印加電極 ４：メルトブローロ金５：メ
ルトブローされた繊維
６及び６’：ｙｒｉ繊維または長繊維供給装置７及び７
′：短繊維または長繊維（混入繊維）８：エレクトレッ
ト不織布
９：電場 １０：回転方向１１：パーティ
クルカウンターFIGS. 1 and 2 are schematic side views illustrating one embodiment of the method for manufacturing electret nonwoven yarn of the present invention. FIG. 3 is a schematic side view of an apparatus for evaluating aerosol collection efficiency and pressure loss. FIG. 4 is a schematic side view of the surface charge density evaluation device. 1: Collection devices 2 and 2': DC high voltage power supplies 3 and 3': Application electrodes 4: Melt-blown gold 5: Melt-blown fibers 6 and 6': YRI fiber or long fiber supply devices 7 and 7
': Short fiber or long fiber (mixed fiber) 8: Electret nonwoven fabric 9: Electric field 10: Rotation direction 11: Particle counter
Claims (3)
ルトブロー繊維と、エアーにより解繊状態で供給される
短繊維または／および長繊維とを合流混合せしめ、該合
流混合繊維を電界強度１ｋｖ／ｃｍ以上の直流電場内の
捕集装置表面に捕集し、エレクトレット不織構造体を得
ることを特徴とするエレクトレット不織布の製造方法。(1) Melt-blown fibers that have been melt-blown and transported by a fluid are combined and mixed with short fibers and/or long fibers that are supplied in a defibrated state by air, and the combined mixed fibers are subjected to a direct current electric field with an electric field strength of 1 kv/cm or more. A method for producing an electret nonwoven fabric, which comprises collecting the electret on the surface of a collection device in a field to obtain an electret nonwoven structure.
よりも、低融点の繊維成分を少なくとも含んで構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
のエレクトレット不織布の製造方法。(2) Production of an electret nonwoven fabric according to claim (1), wherein the short fibers or long fibers contain at least a fiber component having a melting point lower than that of the melt-blown fibers. Method.
上の体積固有抵抗値を有する繊維であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項あるいは第（２）項記載の
エレクトレット不織布の製造方法。(3) The short fiber or the long fiber is a fiber having a volume resistivity value of 10^1^4 Ωcm or more. Method for producing electret nonwoven fabric.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256771A JPH0633571B2 (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Method for manufacturing electret nonwoven fabric |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256771A JPH0633571B2 (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Method for manufacturing electret nonwoven fabric |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02104765A true JPH02104765A (en) | 1990-04-17 |
| JPH0633571B2 JPH0633571B2 (en) | 1994-05-02 |
Family
ID=17297220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63256771A Expired - Lifetime JPH0633571B2 (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Method for manufacturing electret nonwoven fabric |
Country Status (1)
| Country | Link |
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