JPH049082B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、特定物質を配合して作製した永久帯
電性の優れた絶縁性繊維材料を用いてなる除塵フ
イルターに関するものである。 除塵フイルターは、エレクトロニクス産業、医
療分野などでの空気中の塵埃濃度を極めて低く保
つクリーンルームを実現するための空調システム
に広く用いられている。このシステムでは、粒子
径の大きい塵埃を捕捉の対象とする通気抵抗の低
い主に高分子材料からなるプレフイルターと、サ
ブミクロン以下の塵埃を捕捉の対象とするガラス
繊維主体のHEPAフイルターが用いられる。ブ
レフイルターの除塵性能の向上は、空調システム
全体の性能向上に有効であり、また繊維を帯電さ
せて、高い除塵性能をもたせたフイルター（例え
ばHEPAフイルター）は、高清浄度志向の空調
システムのフイルターに適した材料として適用で
きる。シート状、糸状、スプリツト状などの帯電
繊維材料からなる除塵フイルターは、低圧損で、
サブミクロン粒子に対して高い除塵性能を示すこ
とから、たばこ煙の除去を目的とする機器、たと
えば室内空気清浄機の主フイルターに適用でき
る。又、ヒユーム、ダストミストを発生する産業
での作業用防塵マスク用材料、花粉アレルギー防
止マスク用材料等として利用できる。 この様な繊維材料を用いてなる除塵フイルター
において、フイルターを構成する繊維自身を帯電
させることで、ある程度の除塵性能のあるフイル
ターが得られることは例えば特公昭56−47299号
公報に示されている。この方法は、無極性高分子
物質を、一旦フイルムとして成形し、これを延伸
してコロナ要素を用いて荷電し、次に該帯電フイ
ルムを針付きロールを用いて解繊糸となし、その
後にフイルターに成形するものであるが、この方
法に於ては、フイルムを荷電するのにコロナ要素
を用いなくてはならず、そのために、高電圧を扱
う不便さがあり、更にフイルム延伸速度にも限界
ができ、フイルターを作る上では迅速性に欠け、
高コストになる欠点がある。 本発明の目的は、繊維材料を高度に帯電させる
ことで、通気抵抗が低く、除塵性能の高い、か
つ、その帯電が、長期間に亘つて保存されること
で、安定したフイルター性能を維持することがで
き、しかも製作が安易な除塵フイルターを提供す
ることにある。 本発明者等は、帯電持続性の高い材料及びその
帯電化技術について、詳細に研究した結果、絶縁
性高分子に脂肪酸金属塩を配合した繊維材料を帯
電化させて用いた除塵フイルターが高い除塵性能
を持つ帯電繊維フイルターとなることを見い出し
本発明に到達した。 即ち、本発明は脂肪酸金属塩を配合した絶縁性
帯電化繊維材料を用いてなる除塵フイルターを要
旨とするものである。 まず本発明において使用する絶縁性高分子材料
とは、体積抵抗値の大きい、好ましくは10¹⁵Ω・
cm以上の難易の可紡性のあるもので、例えばポリ
プロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレ
ート等が挙げられる。またこれに配合する脂肪酸
金属塩としては、ラウリン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、オレイン酸等のアルミニウム、マグ
ネシウム、亜鉛等の塩が挙げられる。本発明では
かかる脂肪酸金属塩の配合割合は金属基準で
100ppm以上、好ましくは300ppm以上2000ppm以
下の範囲である。 本発明に係る絶縁性帯電化繊維材料は例えば次
の様にして作製できるものである。即ち、絶縁性
高分子材料に脂肪酸金属塩を配合して溶融紡糸
し、得られた未延伸糸を帯電化処理例えば熱板上
で摺動延伸して摩擦帯電延伸糸となし、これをエ
アジエツトを用いてスパンポンド様のシートとす
るかあるいは糸状のまま巻き上げ帯電化繊維材料
とするものである。さらに別法として上述の脂肪
酸金属塩配合絶縁性高分子材料を溶融製膜し、得
られた未延伸フイルム状物を熱板上で摺動延伸し
て一軸延伸摩擦帯電延伸フイルムとなし、これを
スプリツトフアイバー化して帯電化繊維材料とす
るものである。 上述の摩擦帯電延伸糸は第１図の延伸装置を用
いて製造できる。即ち、脂肪酸金属塩を、その金
属が高分子材料に対して重量基準で100ppm以上
配合し溶融紡糸して得られた未延伸糸１は、ガイ
ド２を経てフイードローラ３により一定速度で繰
り出される。フイードローラ３から出た糸は熱板
４上を摺動しドローローラ５によりフイードロー
ラ３より速い速度で引延ばされる。この様に未延
伸糸は延伸と同時に摩擦帯電をうけて高度に帯電
した帯電繊維となる。なお、第１図では未延伸糸
１はチーズ状に巻き上げられているものである
が、チーズ状に巻き上げることなく溶融紡糸工程
から直接この延伸装置に導入することも可能であ
る。 絶縁性の高い高分子物質繊維を摩擦すると、よ
く帯電することは、周知であるが、その摩擦帯電
だけでは除塵フイルターに利用するには充分でな
い。しかるに本発明の脂肪酸金属塩を配合した絶
縁性高分子繊維を摩擦延伸帯電して得られた帯電
化繊維材料を用いた除塵フイルターは、脂肪酸金
属塩を配合しないで、他は全く同一条件で作られ
た絶縁性高分子繊維材料からなる除塵フイルター
に比して、はるかに高い除塵効率を示す。この事
実は、脂肪酸金属塩を配合した高分子物質の摩擦
延伸荷電繊維が、その帯電電荷を、除塵フイルタ
ーに加工した後も、高いレベルで保持し、この電
荷によつて作られるフイルター内部での電界によ
つて、高い除塵性能が得られていることから裏づ
けられる。 高分子物質の帯電特性は、その製造と密接な関
係にあることは明らかであり、その構造として、
(1)基本的化学組成、(2)個々の鎖状分子内の基本分
子単位の空間的配置（ミクロ構造）、(3)高分子鎖
の空間的配置（マクロ構造）の三つのレベルが指
摘されている。しかし、具体的な帯電現象に対し
て、どのレベルの構造が係つているかは、あまり
わかつておらず、従つて本発明の如く、高分子物
質に、脂肪酸金属塩を配合したものについて、そ
の帯電特性に、明解な理由付けをすることは、困
難であるが、本発明者等の推察では絶縁性高分子
中に配合された脂肪酸金属塩の一部分が繊維表面
に出ており、これが延伸及び摩擦を受けるとき、
金属イオンが先ず帯電電荷のとり込みを行ない、
更にその電荷が延伸作用をうけつつある繊維に生
成された結晶界面などのより深いトラツプにとり
込まれることにより、より安定な帯電を形成する
もので、高分子鎖の空間的配置（マクロ構造）の
レベルの帯電現象であろうと考えている。以上の
如くに考えると、本発明で得られる帯電繊維は、
いわゆるメカノ・エレクトレツトの範疇に入れら
れ、従つてその電荷は極めて長期に亘つて保存さ
れるものである。 本発明の除塵フイルターは、高圧電源あるいは
電極などのいわゆる電荷設備を用いることなく、
容易に迅速にエレクトレツト化されたものであ
り、高い除塵効率を示し、かつその性能を永続的
に保持するものである。 次に本発明の実施例について説明するが、本発
明はかかる実施例によつて何等限定をうけるもの
でない。 実施例 １ 絶縁性高分子として、ポリプロピレンを用い、
配合する脂肪酸金属塩としてステアリン酸マグネ
シウム（C₁₇H₃₅CoO）₂Mgを選択し、第１表に示
す割合でこれらを配合し、溶融紡糸して、未延伸
糸を得、この未延伸糸を延伸即42ｍ／min延伸倍
率3.0で、110℃に設定した熱板上を摺動延伸させ
て、単繊維繊度６デニールの摩擦帯電延伸糸を得
た。次いで得られた帯電延伸糸をエアジエツトを
用いて、ネツト上に吹きつけ、200ｇ／m²目付の
マツト状にして除塵フイルターに形成した。これ
の除塵効率Ei（％）を測定し、その結果を第１表
に併記する。なお、比較としてステアリン酸マグ
ネシウムを添加しないポリプロピレンで、上記と
同じ条件で紡糸、延伸及びマツト作成を行ないフ
イルターを得た。 なお、除塵効率は、通過速度10cm／secにおい
て、大気塵の0.5〜1.0μ粒子について、光散乱計
数法を用いて求めた。

【表】 この除塵性能は、フイルター製造後４カ月を経
過した後も、殆んど変化が見られなかつた。 実施例 ２ 絶縁性高分子として、ポリプロピレンを用い、
配合する脂肪酸金属塩として、パルミチン酸アル
ミニウム（C₁₅H₃₁CoO）₃Alを選択し、第２表に
示す割合でこれらを配合し、実施例１と同様の方
法により200ｇ／m²目付のマツトを作り、除塵フ
イルターに作製した。

【表】 この除塵性は、フイルター製造後、３カ月経過
した後も殆んど変化が見られなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る帯電繊維を作製する延伸
工程を示す。 １……未延伸糸、２……ガイド、３……フイー
ドローラー、４……熱板、５……ドローローラ
ー、６……延伸糸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 脂肪酸金属塩を配合した絶縁性帯電化繊維材
   料を用いてなる除塵フイルター。