JPH089198Y2 - ポリ四弗化エチレン系焼成繊維からなるエレクトレット - Google Patents

ポリ四弗化エチレン系焼成繊維からなるエレクトレット

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JPH089198Y2
JPH089198Y2 JP1988021889U JP2188988U JPH089198Y2 JP H089198 Y2 JPH089198 Y2 JP H089198Y2 JP 1988021889 U JP1988021889 U JP 1988021889U JP 2188988 U JP2188988 U JP 2188988U JP H089198 Y2 JPH089198 Y2 JP H089198Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ポリ四弗化エチレン系焼成繊維(以下、PT
FE焼成繊維という)からなる高温耐久性に優れたエレク
トレットに関する。
〔従来の技術〕
従来、各種の帯電性の合成繊維表面に電荷が分極して
荷電したエレクトレット、たとえばポリプロピレン系繊
維やポリエステル系繊維などからなるエレクトレット不
織布は公知であり、このようなエレクトレット不織布
を、たとえば収塵用フィルターなどに使用するときは、
上記分極して荷電した電荷の塵埃を電気的に吸着する力
によって集塵効果が大きく向上すると言われている。
これら従来のエレクトレットは、溶融成形されたもの
ばかりである。したがって、これら従来のエレクトレッ
トは、高温環境下では容易にエレクトレット機能を低下
したり、さらには変形して実用できないという致命的な
弱点があった。
〔考案が解決しようとする問題点〕
本考案の目的は、かかる従来のエレクトレットの欠点
に鑑み、例えば280℃という高温環境下でもそのエレク
トレット機能を十分に発揮すると共に、形態を維持する
エレクトレットを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような本考案の目的は、繊度が3d以下であるPTFE
系焼成繊維からなるエレクトレットにより達成すること
ができる。
本考案のエレクトレットは、PTFE焼成繊維から構成さ
れる点に特徴がある。すなわち、第1図は本考案のエレ
クトレットの1例を示す断面図であり、図に示す通り、
エレクトレット1の一方の面を構成するPTFE焼成繊維2
には正電荷が荷電し、その反対面には負電荷が荷電し、
電荷が分極している。第2図はこのような分極電荷によ
って発生する電力の方向をベクトル線(矢印)で模式的
に示した図であり、図に示す通り、本考案のエレクトレ
ットは、その内部の分極電荷が1方向に配向している。
そして、このような分極電荷が配向した構造を有する
本考案のエレクトレットは、構成繊維のPTFE焼成繊維が
本質的に負に帯電する強い傾向を有するから、良く知ら
れているように、多くの他のものを正に帯電させること
ができる。
たとえば、本考案のPTFE焼成繊維からなるエレクトレ
ットにポリプロピレン繊維不織布を重ねると、正に帯電
するポリプロピレン繊維不織布に対して電気的に結合さ
せることが可能である。
本考案のエレクトレットを構成するPTFE焼成繊維は、
その繊度が3d以下であることが必要であり、好ましくは
2d以下、さらに好ましくは1d以下であるのがよい。すな
わち、PTFE焼成繊維の繊度が3d以下であることによっ
て、例えばエレクトレットがシートの場合には、その繊
維密度をより大きくする。たとえば、シートの目付を15
0g/cm2以上、好ましくは200g/cm2以上にすることが可能
になる。すなわち、エレクトレットシートの繊維密度を
十分に大きくすることにより、分極電荷量の大きい、印
加効率の高い、かつ電荷安定性の良好なエレクトレット
シートにすることが可能になり、しかも柔軟で、ドレー
プ性に富むエレクトレットシートにすることができる。
次に、本考案のエレクトレットを構成するPTFE焼成繊
維は、その引張伸度は30%以下であることが必要であ
り、好ましくは20%以下であるのがよい。伸度が30%よ
りも高いと、エレクトレットの寸法安定性が低下し、エ
レクトレットを使用した製品に形態安定性を与えること
ができなくなったり、経時的にいわゆる型崩れが生じ易
くなるから好ましくないのである。特にPTFE焼成繊維は
極めて滑りやすく、その比重も汎用繊維のポリアミド繊
維やポリエステル繊維に比較して大きく、型崩れし易い
ので、その防止はエレクトレットを製品化する上で重要
である。
さらに、本考案で好ましく使用されるPTFE焼成繊維と
しては、広角X線回析法(カウンター法)による(11
0)面の結晶サイズが好ましくは95オングストローム
(Å)以上、さらに好ましくは100Å以上であるのがよ
い。すなわち上記(110)面の結晶サイズが95Å以上で
あるということは、PTFE焼成繊維中の高分子鎖の結晶サ
イズが大きく、かつ厚く成長していることを示すので、
PTFE焼成繊維の寸法安定性を向上させ、強度を高くする
のである。
そして、本考案のエレクトレットを構成するPTFE焼成
繊維は、小角X線散乱法により測定した2θ=1°にお
ける小角X線散乱強度の値が好ましくは80cps以下、さ
らに好ましくは50cps以下であるのがよい。すなわち、
この小角X線散乱法により求まる値を80cps以下にする
ことによって、PTFE焼成繊維内のミクロボイドの量を少
なくし、PTFE焼成繊維の欠点とされている脆さを解消す
ることができる。
ここで、上記小角X線散乱法および広角X線回析法
(カウンター法)の概要はそれぞれ、次の通りである。
小角X線散乱法: 長さ4cmの試料繊維60mgを深さ1mm、巾2mmの金型に繊
維軸方向に並べて充填し、コロジョン液で固化すること
により角柱を作成し、この角柱を測定試料とした。この
測定試料をX線ビームに対して垂直に装着し、0°〜3
°の小角でスキャンしたときの2θ=1°の散乱強度を
測定した。
なお、測定装置、条件は次の通りである。
X線発生装置:理学電機社製RU−200B X線源:CuKα、出力:40KV,200A、光学系装置:理学電機
社製クラッキーカメラ Uスリット:幅70μm,高さ10mm 受光側:受光スリット0.14mm 縦制限スリット15mm 散乱防止スリット0.3mm 縦散乱防止スリット6mm 検出器:シンチレーションカウンター。
広角X線回析法(カウンター法): 上記小角X線散乱法において、繊維試料の採取量が20
mgである以外、他は全く同様の角柱を作成し、この角柱
を測定試料とし、X線ビームに対して垂直に装着し、透
過法により、方位角2θ=0〜90°までスキャンしたと
きの(100)面のピーク帯(約18.3°近傍)の強度分布
の最大値の1/2の位置における全幅(半値幅)Bおよび
方位角2θから次のシェラーの式から算出した。
L=Kλ/〔(B−b)・cosθ〕 但し、K=1.0、b=0.0105rad、λ=1.5418Å なお、測定装置、条件は次の通りである。
X線発生装置:理学電機社製RU−200B X線源:CuKα(Niフィルター使用)、出力=35KV,15m
A、 ゴニオメーター:理学電機社製 スリット系:2mmφ 1°−1° 検出器:シンチレーションカウンター。
本考案のPTFE焼成繊維は、上記のように繊度が3.0d以
下であるばよく、特に限定されるものではない。かかる
PTFE焼成繊維としては、たとえば四弗化エチレン又は四
弗化エチレンと共重合可能な化合物、たとえばトリフロ
ロエチレン、トリフロロクロロエチレン、テトラフロロ
プロピレン、ヘキサフロロプロピレン、パーフロロアル
キルビニルエーテルなどの弗化ビニル化合物、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、スチレン、アクリロニ
トリルなどのビニル化合物などとの共重合体からなる繊
維がある。これらの共重合体において、主成分の四弗化
エチレンは、PTFE焼成繊維の特性を保有する上で、好ま
しくは少なくとも90モル%、さらに好ましくは95モル%
を占めるのがよい。
また、分繊性、製織性、剛性、耐摩耗性などの向上を目
的として、粒子径が100μ以下、好ましくは50μ以下の
二硫化モリブデンを0.5〜30%、好ましくは3〜20%配
合した樹脂組成物を使用することができるし、紫外線吸
収剤を含有した樹脂組成物であってもよい。
このような本考案のPTFE焼成繊維の製造法は、公知の
エマルジョン紡糸法が採用されるが、従来のPTFEの製造
条件をそのまま適用するのではなくて、次の点を考慮す
ることにより本考案の細繊度で、高強度、低伸度のPTFE
焼成繊維を再現性よく製造することができるのである。
a.紡糸原液中のPTFE濃度をできるだけ高濃度とし、かつ
エマルジョン粒子の径をできるだけ小さくする。
b.紡糸原液および紡糸、洗浄、アルカリ処理等の各工程
の純度を高水準に維持する。
c.紡糸速度を遅くし、延伸倍率をできるだけ高く、少な
くとも5倍とし、延伸後高温、長時間の熱処理を行う。
などであり、より具体的な製造法は以下の実施例によ
り、詳しく説明する。
このようにして得られるPTFE焼成繊維から本考案のエ
レクトレットを製造する方法としては、公知の方法、た
とえばPTFE焼成繊維そのもの、またはPTFE焼成繊維から
作成された不織布または編織物などのシート状物を第3
図に示すエレクトレット化装置によりエレクトレット化
することにより得ることができる。
すなわち、第3図は、本考案のエレクトレットを製造
するために使用される装置の1例を示す概略図であり、
図において、10はPTFE焼成繊維またはそのシート状物、
11は水電極、12は針状電極を示す。繊維またはシート状
物10は、所定の温度に保たれた水電極11の上に載置さ
れ、この水電極11の反対側の繊維またはシート10面に針
状電極12を繋いで直流電流を高圧印加することによりエ
レクトレット化することができる。
〔実施例〕
以下、実施例により本考案をさらに詳しく説明する。
実施例1 アルキルアリルポリエーテルアルコールを分散剤と
し、イオン交換水にPTFE系樹脂を60%分散させたエマル
ジョン114部、ビスコース(セルロース8.9%と苛性ソー
ダ5.4%、二硫化モリブデン29%/セルロース量、残部
イオン交換水)100部とを8℃の真空ミキサーに装填
し、真空度10Torrで21時間混合、脱泡して紡糸原液を作
成した。
この紡糸原液を直径0.12mmφ、ホール数240個を有す
る口金を通して43g/分の吐出量で、硫酸7%、硫酸ソー
ダ20%をイオン交換水に溶解した凝固浴中に23m/分の速
度で吐出した。
得られた凝固繊維糸条を約29m/分の速度で80℃のイオ
ン交換水中に導入し、ゆっくりと十分に洗浄した。マン
グルで絞液した後、苛性ソーダ濃度が0.05mol/lのイオ
ン交換水に浸漬し、該苛性ソーダを繊維重量当たり0.32
%含有させた。
次いで該苛性ソーダ含有繊維を380℃の加熱ロール上
で加熱、焼成した。得られた焼成繊維を弛緩状態で320
℃の加熱空気中に72時間放置し、白色化した。
この白色繊維を350℃の加熱ロールに接触させながら
7倍に延伸し、単繊維繊度1.7d、引張強度1.1g/d、伸度
42%の繊維を得た。この繊維は小角X線散乱法による2
θ=1°の散乱強度は38cpsであり、広角X線回析法に
よる(110)面の結晶サイズは107Åであった。
この白色PTFE焼成繊維を用いて、目付が約150g/m2
不織布を作成した。この不織布を第3図に示す装置を用
いてエレクトレット化した。エレクトレット化の条件
は、水電極の温度を30℃、針状電極の電極間距離を3c
m、印加電圧−30KV、処理時間30秒とした。
得られたエレクトレット不織布は、20℃、65%RHの温
・湿度条件下で約40日間そのエレクトレット化状態を保
持した。
実施例2,比較例1 実施例1と同様にして単繊維繊度1.7d、引張強度1.1g
/d、伸度42%のPTFE焼成繊維からなる繊維シートをエレ
クトレット化した本考案のエレクトレット(実施例2)
とPTFEとエチレン共重合体(融点260℃)からなる目付
約150g/m2の溶融紡糸繊維不織布をエレクトレット化し
た比較エレクトレット(比較例1)とを準備した。
これら本考案及び比較エレクトレットの初期の表面電
荷密度はいずれも7.3×10-10c/cm2であった。これら本
考案及び比較エレクトレットを260℃に維持した乾燥機
内に放置した。その結果、本考案のエレクトレットは3
ケ月経過時点でも上記7.3×10-10c/cm2の表面電荷密度
を保有していたが、比較エレクトレットは1日も経過し
ないうちに、変形溶融して表面電荷密度を消失した。ま
た、上記本考案のエレクトレットをさらに280℃の乾燥
機に1ケ月、放置したが、7.0×10-10c/cm2という高い
表面電荷密度を保持していた。
〔考案の効果〕
本考案のエレクトレットは、PTFE焼成繊維から構成さ
れており、PTFE焼成繊維の撥水性および低吸湿性によっ
てそのエレクトレット性が長時間保持され、特に280℃
という高温環境下でも極めて高いエレクトレット機能を
維持できるという優れた耐久性を発揮する。また、負の
電荷を荷電する強い傾向を有するPTFE焼成繊維から構成
されているから、本考案のエレクトレットは、これに接
触する多くの対象物を正に帯電させる傾向を示す。
その優れた防汚性および低い摩擦係数により、洗浄・
再生して、容易にもとの状態に戻すことができ、再利用
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案のエレクトレットの1態様を示す断面
図、第2図は第1図のエレクトレットについて、分極電
荷によって発生する電力の方向をベクトル線(矢印)で
模式的に示した図、第3図は本考案のエレクトレットを
製造する装置の1例を示す概略図である。 1……エレクトレット、2……PTFE焼成繊維、10……繊
維シート、11……水電極、12……針状電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鍵矢 良男 愛媛県松山市大可賀町3丁目360番地 昭 和工業株式会社松山工場内 (56)参考文献 特開 昭62−110974(JP,A) 特開 昭61−215771(JP,A) 特開 昭59−187615(JP,A) 特公 昭42−3688(JP,B1)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊度が3.0デニール(d)以下であるポリ
    四弗化エチレン系焼成繊維からなるエレクトレット。
JP1988021889U 1988-02-23 1988-02-23 ポリ四弗化エチレン系焼成繊維からなるエレクトレット Expired - Lifetime JPH089198Y2 (ja)

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JP1988021889U JPH089198Y2 (ja) 1988-02-23 1988-02-23 ポリ四弗化エチレン系焼成繊維からなるエレクトレット

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JPH01127230U JPH01127230U (ja) 1989-08-31
JPH089198Y2 true JPH089198Y2 (ja) 1996-03-13

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JPS59187615A (ja) * 1983-04-01 1984-10-24 Kureha Chem Ind Co Ltd 四フツ化エチレン共重合体極細繊維の製造方法
JPS61215771A (ja) * 1985-03-15 1986-09-25 東レ株式会社 エレクトレツトメルトブロ−不織布
JPS62110974A (ja) * 1985-11-05 1987-05-22 東レ株式会社 エレクトレツト繊維シ−トの製造方法

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