JPS5856555B2 - 静電気を中和する組成物及びその利用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は空気流のようなガス雰囲気に電荷を与える方法
及び組成物に関する。

より詳しくは、第四アンモニウム化合物及び界面活性剤
を含有する水溶液をガス雰囲気の流れ中に噴霧すること
によりガス雰囲気に電荷が与えられる。

異なる分子構造の物体間の摩擦は静電荷を生ずる。

この問題はある繊維処理作業に糸と種々の機械装置との
間の摩擦接触が必要な繊維産業において特に緊要である
。

糸の性質により正及び負の電荷が蓄積し、しばしば有害
な影響を生ずる。

従って、正及び負の静電気をともに制御する安全な経済
的方法は繊維産業にとって相当重要である。

従来静電気を中和するため多くの試験がなされた。

繊維産業においては基本的に二つの方法が用いられた。

一つの方法にはコロナ放電静電装置が含まれ、他の方法
には繊維工場内に存在する空気洗浄系中に装入する化学
添加剤を用いる。

用いる特定の装置に拘らずこれらの方法の有効性は好ま
しくない静電気の蓄積が生ずるすぐ近くに荷電した超顕
微鏡的粒子を導入する能力によって定まる。

コロナ放電装置ではそれらが依存する粒子上に長命の電
荷を生ずる能力に悩まされる。

短命の電荷は繊維工場の要求に役立つが、しかしそれを
満たすには十分ではない。

空気洗浄装置に使用するため市販される多くの帯電防止
配合物は静電気の制御に存在する課題の半分を解決でき
るだけで融通性に欠け、換言すればそれらは負の静電荷
を除外して正の静電荷を中和することができる。

それらが正及び負の静電荷を同時に中和するのに適して
いるとは認められなかった。

ガス雰囲気を帯電させる組成物及びその方法は米国特許
第３９２４１５７号明細書に開示されている。

この特許明細書にはホウ砂及び界面活性剤の水溶液をガ
ス流に噴霧し、流れに正の電荷を与えることができるこ
とが示されている。

換言すれば、この組成物を用いて純粋な正の電荷がガス
流に与えられる。

その組成物及び方法はある程度の商業的成功に達してい
るが、しかしその組成物が比較的多量のホウ砂を含有す
るので、組成物をペースト又は粉末の形態で販売するこ
とが必要である。

それを溶液の形態で販売するには多量の水が必要であり
、輸送及び取扱いが不経済になる。

正及び負の静電荷をともに中和できる組成物を提供でき
れば理想的であろう。

またそのような組成物を液体の形態で市販に適するよう
にできれば理想的であろう。

また、米国特許第３９３９０８０号及び米国特許第３９
８４７３１号明細書には静電気を中和する組成物及び方
法が開示されている。

これらの特許明細書には塩化ドデシルベンジルトリエチ
ルアンモニウムを静電気が存在する室に空気の流れを送
る空気洗浄装置に添加できることが示されている。

その組成物は空気洗浄装置に使用する他の帯電防止配合
物について記載したと同様の欠点がある。

すなわち、ただ一種の静電荷が任意程度に中和され、こ
の場合にはそれが負の静電荷である。

従って塩化ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムは
それぞれ空気流に主として純粋な正電荷を与えることで
ホウ砂と界面活性剤との混合物と同様に作用する。

ガス雰囲気に電荷を与える他の方法もまた技術的に公知
であるが、しかしそれぞれ特有の制約を有する。

例えば、単にガス流を散水と接触させることが流れに電
荷を与えるのに十分であることが認められた。

他の例では、ガス流に接触させる前に散水に高電位を印
加する。

これらの方法は必要な電気エネルギー、含まれる安全上
の危険及び定期的な装置故障のために全く満足であるこ
とを示さなかった。

なお他の方法には放射性物質の使用が含まれる。

これらの方法は放射性物質のコスト及びそのような物質
の取扱いに含まれる危険のために全く満足であることを
示さなかった。

さらに放射性物質を用いる系は準備しなければならない
安全装置のためにむしろ費用がかかるかもしれない。

従って、正及び負の静電気の蓄積をともに放電させる方
法及び組成物に対する技術の必要が存在する。

その方法及び組成物は比較的低コストで、全く簡単で、
高価な装置を必要としないで安全に使用されねばならな
い。

その方法及び組成物は繊維工場に存在する空気洗浄系に
用いるのに適すれば理想的であろう。

好ましくは取扱いの容易なそして噴霧系に供給すること
が容易な液体の形態で組成物を市販できることであろう
。

その組成物はまた長期保存性を有すべきであろう。

発明の概要 従って本発明はガス流を水性組成物に接触させることに
よりその流れに電荷を与える方法を提供することにより
これらの技術上の要求を満たすのに役立つ。

この方法で処理した生成した流れは、流れが接触する物
体上の正及び負の静電荷の両方を同時に中和することが
できる。

より詳しくは、本発明の方法には必須的に式：で表わさ
れる少くとも１種の第四アンモニウム化合物約０．５〜
２０１１１ｐｍを含む水溶液にガス雰囲気を接触させる
ことが含まれる。

第四アンモニウム化合物中のＲ基はそれぞれが同一であ
ることができ、その場合、それぞれがＣ３〜Ｃ８の置換
又は非置換脂肪族基又はＣ３〜Ｃ８の置換又は非置換環
式基からなる群から選ばれる。

あるいは、Ｒ基は同一である必要がなく、その場合には
Ｒ基の１個又は２個を独立にｃ８〜Ｃ１８置換又は非置
換の脂肪族基又は環式基から選ぶことができ、残りのＲ
基は独立に置換又は非置換のメチル基又はエチル基から
選ばれる。

陰イオンＸは無機陰イオンである。

第四アンモニウム化合物は約２０℃で少くとも約０．５
ｐｐＩｌｌ程度水に可溶性である。

またその水溶液は少くとも１種の界面活性剤を約０．５
〜５０ｐｐｍｇ有する。

ここにおいて界面活性剤とは、空気に接する界面におい
て２０ ’Ｃで約７２．７５ダイン／ｃＩｒＬの表面張
力を有する水に溶解し、それにより界面活性剤溶液が約
０．０００５〜０．１重量係の界面活性剤を含有すると
きに２０ ’Ｃで約３８〜６０ダイン／ＣＩｒＬの表面
張力を有する界面活性剤溶液を形成することができる非
イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤および両性界面
活性剤である。

上記の界面活性剤及び第四アンモニウム化合物は約１：
１〜１ｏ：１の界面活性剤：第四アンモニウム化合物の
重量比にある。

水溶液で処理した後生ずる雰囲気は処理した雰囲気が接
触する物体上の正及び負の静電荷を同時に中和すること
ができる。

本発明はまた本発明の方法を行なうための組成物を提供
する。

より詳しくは本発明の組成物には必須的に少くとも１種
の前記第四アンモニウム化合物的０．５〜２０ｐｐＩ［
ｌ及び少くとも１種の前記界面活性剤的０．５〜５０ｐ
−を含む水溶液が含まれる。

界面活性剤及び第四アンモニウム化合物は界面活性剤：
第四アンモニウム化合物の重量比が約１：１〜１０：１
である。

その水溶液は第一の雰囲気に噴霧され、第二雰囲気に接
触する物体上の正及び負の静電荷を同時に中和できる第
二雰囲気を形成することができる。

図面の簡単な記載 図は後に示す例に用いる装置の略図である。

詳細な記載 本発明の組成物は必須的に少くとも１種の第四アンモニ
ウム化合物及び第四アンモニウム化合物以外の少くとも
１種の前記界面活性剤の水溶液を含む。

本発明に用いる第四アンモニウム化合物は一般式： を有する。

式（Ｉ）中のＲ基は互に同一であることも又は互に異な
っていることもできる。

本発明の一実施態様では、Ｒ基のそれぞれが同数の炭素
原子を有し、Ｃ３〜Ｃ８置換又は非置換脂肪族基からな
る群から選ばれる。

Ｒ基が余りにも多くの炭素原子を含有すれば第四アンモ
ニウム化合物の水溶解度に不利な影響があろう。

これは、補助の水混和性溶媒を使用し初めに第四アンモ
ニウム化合物を水混和性溶媒中に溶解し次いで生じた溶
液を水に溶解することにより第四アンモニウム化合物の
水溶液を調製することを必要とするかもしれない。

脂肪族基は枝分れ鎖又は直鎖であることができる。

もちろん、脂肪族基は立体異性体であることができるこ
とは理解されるであろう。

好ましくは、防服族基はアルキル基であり、これはその
ような基を含有する第四アンモニウム化合物の入手が容
易であるからである。

そのような化合物の典型は塩化テトラブチルアンモニウ
ム、及び臭化テトラブチルアンモニウムであり、後者の
化合物は本発明に殊に好ましい。

脂肪族基はまた不飽和、例えばエチレン性不飽和、であ
ることができ、その場合には第四アンモニウム化合物の
水中の溶解度が改良されることが期待される。

本発明の他の実施態様ではＲ基のそれぞれが同数の炭素
原子を有し、Ｃ３〜Ｃ８置換又は非置換環式基からなる
群から選はれる。

これらの基の典型はシクロブチル基及びシクロヘキシル
基のような脂環式基、シクロヘキセン基又はシクロヘキ
サジエン基のようなシクロアルケニル基並びにフェニル
基はベンジル基のような芳香族基である。

他の実施態様ではＲ基が異なる。

より詳しくは、Ｒ基の１個又は２個がＣ８〜Ｃ１８置要
又は非置換の脂肪族基又は環式基から独立に選ばれるこ
とができ、残りのＲ基は置換又は非置換のＣ１又はＣ２
基から独立に選ばれる。

また直鎖又は枝分れ鎖の飽和又は不飽和の脂肪族基の選
択が一般に自由である。

好ましくは脂肪族基はアルキル基であるが、しかし脂肪
族基はまたエチレン性不飽和のような不飽和を含有する
ことができる。

Ｒ基の１個又はより多くが環式基であるときには、典型
的にはそれぞれがシクロアルキル基、シクロアルケニル
基又は芳香族基であろう。

この種の化合物の典型は塩化物及び臭化物のようなハロ
ゲン化ｎ−アルキルベンジルアンモニウムである。

この群の好ましい化合物は塩化ｎ−アルキルジメチルベ
ンジルアンモニウム及び塩化ｎ−アルキルジメチルエチ
ルベンジルアンモニウムの混合物であり、そのｎアルキ
ル基はＣ１□〜ＣｔＳアルキル基の混合物である。

殊に好ましいものは塩化ｎ−アルキルジメチルベンジル
アンモニウムのｎ−アルキル基が重量咎で約６０係のＣ
１４基、約３０優のＣ１６基、約５俤のＣ１□基及び約
５優のＣ１８基を含有する混合物であり、塩化ｎ−アル
キルジメチルエチルベンジルアンモニウムのｎ−アルキ
ル基が重量幅で約５０％のＣ１□基、約３０％のＣＩ４
基、約１７優のＣＩ６基及び約３係のＣＩ８基を含有す
る混合物である。

これらの化合物はロンザ社によりＢＡＲＱＵＡＴ４２８
０Ｚの商品名で市販されている。

式（Ｉ）中のｎの値は１，２又は３である。

この値は一般にアニオンＸの原子価によって定まり、ア
ニオンＸは無機陰イオンであることができ、その第四ア
ンモニウム化合物は約２０℃で少くとも約０．５ｐｐｍ
程度水に可溶性である。

適当な無機陰イオンの典型はＦ 、ＣＩ、Ｂｒ及び■の
ようなノ＼ロゲン化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン
及びリン酸イオンである。

塩化物イオン及び臭化物イオンが好ましい。

Ｒ基が炭化水素によって置換されることができることが
理解されるであろう。

例えばＲ基はアラルキル基又はアルカリール基であるこ
とができる。

式（Ｉ）中のＲ基が炭化水素であることが好ましいけれ
ども、Ｒ基の１個又は２個が置換されていることができ
る。

例えばＲ基の１個又はより多くがＣｌ ｔ Ｆ ｐ Ｂ
ｒ ｐ Ｉ ｙ ＯＨｙ ＮＯ２’ ｐ Ｈ８Ｏ３ｙ
ＮＨ２−−０−、−Ｃ−ＮＨ２，−Ｃ三Ｎ及び−ＣＮ
Ｈ２のような有機官能基からなる群から選ばれる少くと
も１種のものによって置換されていることができる。

Ｒ基が置換されているときには置換基が主に疎水性であ
ることが好ましい。

本発明の水溶液中の式（Ｉ）の第四アンモニウム化＊＊
合物の量は約０．５〜２０ｐｐｍである。

商業的理由から本発明の水溶液を噴霧系に装入する前に
水で希釈するのに適する濃厚な形態で入手できるように
することが望ましい。

この目的に適する溶液は式（Ｉ）の第四アンモニウム化
合物を約０．００５〜５重量饅、好ましくは約１〜２重
量φ含有する。

しかし噴霧系における実際の使用では式（Ｉ）の化合物
の量は約０．５〜２０活であり、これはそのような水溶
液がさらに水で希釈しないで雰囲気中へ噴霧されるのに
適するからである。

本発明の水溶液はまた式（Ｉ）の第四アンモニウム化合
物以外の少くとも１種の下記の界面活性剤を含有する。

空気に接する水の表面張力は２０℃で７２．７５ダイン
／ＣｒｒＬであり、本発明に用いる界面活性剤はそのよ
うな水に溶解し、それにより界面活性剤溶液が界面活性
剤を約０．０００５〜０．１重量多含有するときに約２
０℃で約３８〜６０ダイン／ｃＩＩ′Ｌの空気に接する
表面張力を有する界面活性剤溶液を形成することができ
る非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤および両性
界面活性剤である。

本発明に使用できる界面活性剤の典型は分子のそれぞれ
の端が親水性ポリオキシエチレン基で終るポリオキシエ
チレン化合物である。

それらは単純化した構造： によって表わすことができる。

そのような界面活性剤の特定の例はＰｌｕｒｏｎｉｃＬ
−６２−ＬＦであり、それはエチレンオキシドと、プロ
ピレンオキシドをプロピレングリコールに縮合させるこ
とにより形成された疎水性ベースとの縮合物である。

それは６．６のＨＬＢ数を有する非イオン界面活性剤で
あり、１００φ濃度で入手できる液体である。

本発明に用いるのに適する他の界面活性剤は３．０のＨ
ＬＢ数を有する非イオン界面活性剤である。

この種の市場で入手できる界面活性剤の例はプルロニッ
クＬ−６１であり、それはプルロニックＬ−６２−ＬＦ
と化学構造が類似する。

プルロニックＬ−６１は約１９５０の総平均分子量及び
約１７５０のポリオキシプロピレンベースの平均分子量
を有する液体である。

プルロニックＬ−６２−ＬＦは約２２００の平均分子量
を有し、その約１７５０がポリオキシプロピレンベース
を含む液体である。

プルロニックＬ−６１及びプルロニックＬ−６２−ＬＦ
はワイアンドット・ケミカル社から入手できる。

ＨＬＢ数という語は本明細書において普通の意味で界面
活性剤の親水性親油性バランスを表わすように用いられ
る。

それは界面活性剤の親水基と親油基との大きさ及び強度
の尺度である。

本発明に用いるのに適する他の界面活性剤はアニオン性
スルホン酸塩である。

この種の市場で入手できる界面活性剤の例はペトロ（Ｐ
ｅｔｒｏ ）２２である。

ペトロ２２はペトロケミカル社から入手できるメチルナ
フタレンスルホン酸ナトリウムである。

他の適当な界面活性剤はカブＩＪ ＩＪツクジカルボキ
シレートイミダシリン誘導体である。

そのような界面活性剤の典型はＣｙｃｌｏｔｅｒｉｃ
ＭＹ−８Ｆであり、それはシクロケミカルス社から入手
できる両性界面活性剤である。

他の適当な界面活性剤にはＰｌｕｒａｆａｃ ＲＡｌｏ
のような変性したオキシエチル化直鎖アルコールが含ま
れ、それはＢＡＳＦワイアンドット・インダストリーズ
・ケミカルスゲループから入手できる非イオン界面活性
剤である。

本発明に用いるのに殊に好ましい界面活性剤にはシクロ
テリツクＭ■−８Ｆ及びプルラファツクＲＡ−１０の重
量比３：２の混合物が含まれる。

用いる界面活性剤の量は約０．５〜５０ｐｐＩｎである
。

雰囲気中・＼噴霧するのに適する水溶液は界面活性剤を
約０．５〜５Ｑｐｐｍ含有するけれども、水で希釈する
のに適する前記市販溶液は一般に界面活性剤を約０．０
５〜１０重量係含有するであろう。

商業目的に特に好ましい溶液は界面活性剤を約５重量饅
含有し、それはシクロテリツクＭＶ−８Ｆを約３重量係
及びプルラファツクＲＡ−１０を約２重量係含有する。

この溶液は噴霧系に用いる前に所要濃度に希釈すること
ができる。

本発明の水溶液は雰囲気中へ噴霧するのに適し、界面活
性剤及び第四アンモニウム化合物を約１：１〜１０：１
の界面活性剤：第四アンモニウム化合物の重量比で含有
する。

好ましい溶液は約５＝１の重量比で界面活性剤：第四ア
ンモニウム化合物を含有する。

本明細書に用いたように「必須的に含む」という語は特
定成分が存在することが必要であるが、しかし本発明の
基本の新規な特性を事実上損わない不特定成分が排除さ
れない一般的に容認された意味を示す。

「噴霧」という語はガス中に液体を分散させる方法とし
て理解すべきであり、そのような方法から得られる生成
物には噴霧、ミスト及び霧が含まれる。

実質上本発明に用いられる噴霧操作にはガス中に微粒子
又は微粒子の凝集体の懸濁又は分散を形成させることが
含まれる。

本発明の方法には本発明の溶液で雰囲気を処理すること
が含ま札生ずる処理された雰囲気は前記処理された雰囲
気が接触する物体上の正及び負の静電荷を同時に中和す
ることができる。

一般に雰囲気は空気であろう。

雰囲気の成分が本発明の組成物と事実上化学的に反応し
なければ他の雰囲気を使用できる。

従って不活性ガス雰囲気を使用できる。

そのような不活性ガス雰囲気中の典型的な成分は窒素、
並びにヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキ
セノンのような貴ガスである。

雰囲気は単一の元素又は化合物、あるいは数種の元素及
び化合物の混合物を含むことができる。

「雰囲気」という語にはガス及び蒸気がともに含まれる
ものとする。

雰囲気はガス流の形態であることができ、その中へ本発
明の組成物が噴霧される。

本発明に用いる噴霧操作は技術的に周知の噴霧系におい
て行なうことができる。

多数の噴霧系が商業的に使用される。

そのような系の典型はスプレー塔、サイクロン噴霧器、
ベンチュリー空気洗浄器及びジェットスクラバー又はジ
ェット洗浄器である。

スプレー系には一般にスプレーノズル又は、例えばスプ
レーマニホールドを形成することができる一連のスプレ
ーノズルが含まれる。

本発明は殊に繊維工場で用いる種類の空気洗浄装置に有
用である。

本明細書に用いたように「スプレーノズル」という語は
本発明の水溶液を小滴にする装置を示す。

一般にはスプレーノズルは加圧ノズル、回りノズル（ス
ピニングアトマイザ−）又はガスアトマイジングノズル
（２流体ノズル、空気アトマイザ−）であることができ
る。

空気給温、空気洗浄、給温、スクラビング及びガスの洗
浄に用いるスプレーノズルは技術的に周知である。

ノズルの典型的な例にはソリッドコーン広角噴霧器、挟
角噴霧器、ホローコーン噴霧器、加圧アトマイシンゲス
プレーノズル、空気又はガスのアトマイジング噴霧器及
び回転円板噴霧器が含まれる。

温度は本発明の方法の運転に影響を有することが認めら
れた。

詳しくは、本発明の水溶液を雰囲気に低温で噴霧すると
雰囲気が接触する物体上の静電荷のより大きい放電速度
を生ずると思われることが見出された。

例えば、水の温度は通常的７０〜７５’Ｆであるけれど
も、本発明の水溶液の温度を約５８’Ｆに下げると正及
び負の静電荷の放電速度がともに約１５係高くなる。

本発明の水溶液を雰囲気に噴霧するときには正及び負の
静電荷をともに中和することができる。

例えば、本発明の方法により処理された雰囲気が正又は
負の静電荷を有する物体に接触するならば、静電荷の大
きさは実質上低下し、完全に中和することさえできる。

また物体上の正及び負の静電荷を同時に中和することが
できる。

これは処理作業が正及び負の静電荷をともに生ずること
ができる繊維産業において特に有利である。

本発明の組成物が繊維工場における普通の空気洗浄装置
に用いられるときには異なる物体上のそのような正及び
負の静電荷を同時に中和することができる。

本発明の他の特徴は本発明の組成物を異なる大きさの静
電荷を中和するように調製できることである。

これは前記の第四アンモニウム化合物及び界面活性剤を
ともに用いることにより可能になる。

第四アンモニウム化合物の使用は物体上の負電荷の中和
を可能になし、一方界面活性剤の使用が物体上の正電荷
の中和を可能にする。

従って、負の静電荷の大きさが正の静電荷の太きさより
大きい環境に遭遇すれば、相応して多量の第四アンモニ
ウム化合物を用いることができる。

逆に、正電荷がより太きければ、より少量の第四アンモ
ニウム化合物又はアニオン界面活性剤あるいはその両方
を用いることができる。

電荷の大きさ及び種類は摩擦電気列を用いて多くの系に
予測することができ、それは次のように種々の組成の物
質が示される： 石綿 ガラス 入毛 ナイロン 羊毛 毛皮 鉛 絹 アルミニウム 紙 綿 鋼 封ろう 硬質ゴム アセテートレーヨン ニッケルー銅 黄銅−銀 合成ゴム ポリエステル オーロン サラン サラン ポリエチレン テフロン シリコーンゴム 摩擦電気列の適用における第１の規則は２物質がスケー
ル中で離れているほどより容易に静電気が発生すること
である。

第２の規則は列の上部に近い物質がそれより下の物質に
関して正であることである。

例えば鋼キャプスタンに接触して移動するナイロン糸は
糸が正の電荷を、鋼キャプスタンが負の電荷を生ずる。

これらの物質を本発明の方法により処理した雰囲気に接
触させることにより正及び負の静電荷をともに中和する
ことができる。

この結果は第四アンモニウム化合物及び界面活性剤が互
いに消し合いそれらが噴霧される雰囲気そのものが中性
であろうと予想されるので全く意外である。

換言すれば処理された雰囲気の純電荷がＯであることが
予想されるであろう。

ある未知理由のためにこれは起らない。

本発明の方法により処理された雰囲気は正及び負の静電
荷の両方を同時に中和できる。

本発明の過程の間になされた他の意外な観察は第四アン
モニウム化合物及び界面活性剤が非常に低い濃度で非常
に有効であることであった。

例えば各成分が０．！Ｍ四程度の低濃度で静電荷の中和
に重要な効果を生ずることが認められた。

本発明の方法及び組成物によって達成される結果は後記
の例からより十分に認められるであろう。

部、比率、百分率及び割合はすべて他に示さなければ重
量による。

試験手順及び装置の記載 図面は以下の例に用いた空気洗浄装置の例である。

空気洗浄室１は約６“の直径３及び約４２“の全長を有
するガラス管２によって形成される。

ガラス管２は上部に入口開口４及び管２の底６の近くに
出口管５を有する。

空気は管５の中心から約２１“離れて位置する入口４に
入る。

総括的に７として示される液溜めが設けらへガラス管２
中に噴霧される本発明の組成物又は他の物質の水溶液８
を容れる５ガロンプラスチツクパンが含まれる。

内径約５／８インチのプラスチック（タイボン）管９を
溶液８中に浸してポンプ１０に延ばし、そのポンプは液
溜め７からプラスチック管１１を通してスプレーノズル
１２に溶液を送る。

ポンプはリトルジャイアント社により製作されたモデル
４ＭＤである。

管１１は管９と同じ材料である。管５にはプラスチック
のキャリオーバー防止バッフル１４が設けられ、それは
管２中でスプレー２５からキャリオーバーした同伴液体
を除去する。

管５の開端１５の近くにステンレス鋼プレート１６が配
置され、それは１５ｃｒＩＬ平方で約１／１００インチ
の厚さである。

ステンレス鋼プレート１６は示してない方法により適所
に維持されるスチロフオーム（ｓｔｙｒｏｆｏａｍ ）
ブロック１７を介して懸吊される。

ケイスレイモデル６００Ｂ電位計１８を用いプレート表
面から約２〜３腑に位置する静電気探針１９を介してプ
レート１６上の電荷を監視する。

電位計１８はまたスチロフォームブロック１７′により
周囲から絶縁される。

正←）及び負（へ）の端子を有する１００ＯＶ電源２０
によりステンレス鋼プレート上に電荷を与える。

これは針金２２を介して電源２０に接続した探針２１を
ステンレス鋼プレート１６に接触させることにより行な
われる。

また電源２０はスチロフォームブロック１７“により周
囲から絶縁される。

電気装置は迷走電流の影響を最少にするため水管に接地
される。

運転の間、系は液溜め７中の水溶液８をスプレーノズル
１２に循環するポンプ１０を始動することにより活性化
される。

この結果人口４に入る空気の穏やかな流れが生ずる。

溶液が噴霧される雰囲気の層流が好ましいことが見出さ
れた。

乱流は明らかにプレート１６上の電荷が中和される速度
を低下する。

この理由は全く理解されていないけれども、それは電荷
担体が装置の壁に接触することにより生ずるであろう。

管２の出口６が水溶液８に浸されているので管２の入口
４に入る空気は管５を通って出なければならない。

管１及び５を通る空気流はノズル１２に生ずるベンチュ
リー効果により生ずる。

次いで正又は負の電荷が電源２０及び探針２１によりス
テンレス鋼プレート１６上に与えられる。

図に示すように、正電荷がプレート１６上に与えられた
。

水道水が図に示す空気洗浄装置に循環されるならば電位
計１８の針は図に破線で示すように中心又はＯ位置に戻
るであろう。

これはステンレス鋼プレート１６に印加した正電荷が管
５から出る雰囲気により中和されたことを意味する。

管５からの空気流が、例えば厚紙のシートにより遮蔽さ
れれば、プレートはその電荷を事実上無限に保持するで
あろう。

この装置は種々の水溶液を試験し正及び負の電荷に対す
るその効果を測定するのに便利であることが見出された
。

種々の水溶液によって生ずる効果は次の例から一層明ら
かになろう。

以下のそれぞれの例において、液溜め７に例に示す水溶
液を装荷しポンプ１０を始動させた。

プレート１６は最初にそれを接地しその間に電位計１８
を中心スケールに零点調整した。

次いで電源２０を用いてプレート１６に正又は負で１０
００■まで望むように電荷させた。

５の読みはフルスケールのふれを示す。

次いで電位計１８上の読みの変化を６０秒の間観察し、
読みを１０秒間隔で記録した。

この測定はプレート１６上の電荷の放電速度を示す。

それぞれ６０秒の試験の終りにプレート１６を接地した
ので計器ドリフトを認めることができた。

これらは接地値として示される。各側における空気流中
へ噴霧した溶液の温度は他に示さなければ約２１°Ｃで
あった。

すべての例に用いた水はジョーシア州イーストポイント
市の公設水源からの水道水であった。

例１ 水道水を用いた比較例 水道水のみを液溜め７に加えプレート１６に正及び負の
電荷を交互に荷電したとき次の電位計の読みがなされた
。

これらの結果は水道水の噴霧がプレート１６上の正電荷
を負電荷よりも一層早く消散させることを示す。

事実、水道水単独の噴霧が負の電荷を短時間で中和する
のに比較的有効ではないことが見られる。

例２ 水子第四アンモニウム化合物を用いた比較例液溜めにｉ
ｐ−の臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）を加
えることを除き例１を繰返す。

次の結果が観察された。

ＴＢＡＢは水単独に基く系の挙動を逆転する。

水中のＴＢＡＢは正電荷を中和するよりも一層速やかに
プレート上の負電荷を中和する。

例３ 水子界面活性剤を用いた比較例 液溜めに１咽のプルロニックＬ−６２−ＬＦを含む水溶
液を加えたことを除き例１を繰返す。

次の結果が観察された。

この例は界面活性剤が水単独で普通に行なわれるよりも
正電荷の放電速度を促進できることを示す。

６０秒の試験の間にプレートは実際に僅かに負になるけ
れども、これは空気流から過剰の電荷が付着するためで
あろう。

前記の効果は約６〜８ｐｐｍの界面活性剤濃度まで維持
され、その時点で溶液は水単独に非常に類似する挙動を
する。

すなわち、なお正電荷を中和できるが、しかし放電速度
は非常に低濃度の界面活性剤はど大きくはない。

さらに、界面活性剤の量が増すと負に荷電したプレート
に対する処理した空気の挙動は事実上変化せず、処理し
た空気流の正に荷電したプレートを放電させる能力は低
下する。

４０ｐｐｍ及び８０ｐｐ［ＩｌのＬ−６２−ＬＦにおけ
る試験はこの傾向の例証である。

例４ 水十界面活性剤十第四アンモニウム化合物次の組成物を
調製した。

重量部 ＴＢＡＢ
・・二・・・ １
メチルナフタレンスルホン酸 ０１０００．５ナトリ
ウム（ペトロ２２） 腐食防止剤及びスケーリング防止剤・・・１４水
・・・・・・８゜この溶液を
次に示す濃度で液溜めに加えたときに次表に示す結果が
得られた。

例４の組成物で得た結果は濃度に影響されることがより
少ないことが明らかである。

すなわち正及び負の電荷の放電速度はこの例の組成物の
濃度に一層鋭敏ではない。

本発明の組成物はその正及び負の静電荷を中和する能力
を事実上損なわない他の添加物を含むことができる。

適宜使用できるそのような添加剤の典型にはあわ止め剤
、腐食防止剤、酸化防止剤、キレート化剤、染料及び顔
料のような着色剤、緩衝剤、潤滑剤、抗細菌剤及び抗菌
剤、臭気中和剤などが含まれる。

本発明の組成物及び方法の適用は静電気制御の当業者に
直ちに明らかであろう。

比較的大きい、厄介な量の静電気が繊維工場及び製紙工
場においてしばしば発生する。

本発明の組成物及び方法はそのような環境における正及
び負の静電荷を著しく低下又は全く中和するのに用いる
ことができる。

本発明の組成物及び方法はそのような設備に普通に用い
られる種類の空気洗浄装置に使用するのに適する。

従って、本発明は高価な付加設備をしばしば必要としな
いので特に有利である。

本発明によって与えられる他の利点がある。

本発明の組成物は主に水からなり、従って比較的低コス
トである。

その上組成物に用いられる他の取分は容易に入手できる
。

本発明の組成物は取分を簡単に混合することにより非常
に容易に調製される。

さらにそれらは使用するときに希釈するのに適する濃厚
形態で販売できる。

本発明の組成物は液体であるので普通の空気洗浄量系に
自動供給するのに特に適する。

さらに組成物は安全で、取扱いが容易であり比較的長期
の保存性を有する。

本発明の組成物は異なる大きさの負及び正の両方の静電
荷を含有する環境に適するように調製することができる
。

本発明は予測でき、制御でき、再現できる方法で静電荷
を完全に中和することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の例に用いる装置の略図である。 １・・・・・・空気洗浄室、７・・・・・・液溜め、１
２・・・・・・スプレーノズル、１６・・・・・・ステ
ンレス鋼フレート、１８・・・・・・電位計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本質的に （４）一般式 〔式中 （１）Ｒ基の各は同一であり、モしてｃ３〜ｃ８の置換
   又は非置換の脂肪族又は環状の基から成る群から選ばれ
   るか、或は （２）Ｒ基の１個又は２個はＣ８〜ｃ１８の置換又は非
   置換の脂肪族又は環状の基から互に無関係に選ばへそし
   て残りのＲ基は置換又は未置換のＣ１〜Ｃ２基から夫々
   互に無関係に選ばれ、 そしてＸは無機の陰イオンであり、ｎは１．２又は３に
   等しい、〕 で表わされ、且つ２０℃において少なくとも約０．５ｐ
   ｐｍの範囲進水に可溶である少なくとも一種の第四アン
   モニウム化合物０．５〜２０ｐ臥および 田）非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤および両
   性界面活性剤より選ばれる少なくとも一種の界面活性剤
   ０．５〜５０ｐｐｍ、から成り且つ上記界面活性剤の上
   記第四アンモニウム化合物に対する重量比が１：１〜１
   ０：１である水溶液であって、この水溶液は正および負
   の静電荷を有する目的物に接触しているか、あるいは接
   触するにいたるガス状あるいは蒸気状雰囲気中に噴霧す
   る時は上記目的物上の正および負の静電荷を同時中和し
   得るものである、ことを特徴とする組成物。 ２ 該Ｒ基のそれぞれが枝分れ鎖又は直鎖の脂肪族基で
   ある、特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３ 該Ｒ基のそれぞれが非置換脂肪族基である、特許請
   求の範囲第１項記載の組成物。 ４ 該Ｒ基の少なくとも一個が不飽和アルキル基である
   、特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ５ 該Ｒ基の少なくとも一つがＣ１，Ｆ、Ｂｒ。 Ｉ、ＯＨ，ＮＯ□、Ｈ８Ｏ３，ＮＨ２−２ＮＨく。 −ＣミＮおよび−ＣＮＨ２から成る群から選ばれる少な
   くとも一つの基により置換さへそしてこの第四アンモニ
   ウム化合物が水溶液中でミセルを形成できる、特許請求
   の範囲第１項記載の組成物。 ６ 該Ｒ基の少なくとも一つが置換又は非置換アリール
   基である、特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ７ 該Ｒ基のそれぞれがＣ４Ｈ９一基であり、且つＸが
   臭化物イオンである、特許請求の範囲第１項記載の組成
   物。 ８ 該Ｒ基のそれぞれが同一である、特許請求の範囲第
   ７項記載の組成物。 ９ 該Ｘが塩素イオン、弗素イオン、臭素イオン、ヨウ
   素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン又はリン酸イオンで
   ある、特許請求の範囲第１項記載の組成物。 １０該（１）成分がテトラブチルアンモニウムブロマイ
   ドであり、 該（Ｂ）成分が、 （１）ナトリウムメチルナフタレンスルホネート界面活
   性剤、および （２）分子の各端が親水性ポリオキシエチレン基で終り
   、ＨＬＢ数は６．６であり、且つプロピレンオキシドを
   プロピレングリコールと縮合させて生成される反応生成
   物を含むポリオキシエチレン化合物、 から成る群から選ばれるものである、特許請求の範囲第
   １項記載の組成物。 １１正および負の静電荷を有する目的物に接触している
   か、あるいは接触するにいたるガス状あるいは蒸気状雰
   囲気中に水溶液を噴霧してこの雰囲気をこの水溶液と接
   触させて、この雰囲気と接触された上記目的物上の正お
   よび負の静電荷を同時に中和させることから成る前記雰
   囲気に電荷を与える方法において、該水溶液として、本
   質的に（１）一般式 〔式中 （１）Ｒ基の各は同一であり、モしてＣ３〜Ｃ８の置換
   又は非置換の脂肪族又は環状の基から成る群から選ばれ
   るか、或は （２）Ｒ基の１個又は２個はＣ８〜Ｃ１８の置換又は非
   置換の脂肪族又は環状の基から互に無関係に選ばれ、そ
   して残りのＲ基は置換又は非置換のＣ１〜Ｃ２基から夫
   々互に無関係に選ばれ、 モしてＸは無機の陰イオンであり、ｎは１゜２又は３に
   等しい〕 で表わされ、且つ、２０℃において少なくとも約０．５
   ｐｐｍの範囲進水に可溶である少なくとも一種の第四ア
   ンモニウム化合物０．５〜２０ｐｐｍ、および （Ｂ） 非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤お
   よび両性界面活性剤より選ばれる少なくとも一種の界面
   活性剤０．５〜５０ｐｐｍ、から成り且つ上記界面活性
   剤の上記第四アンモニウム化合物に対する重量比が１：
   １〜１０：１である水溶液を使用することを特徴とする
   方法。 １２該Ｒ基のそれぞれが枝分れ鎖又は直鎖の脂肪族基で
   ある、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １３該Ｒ基のそれぞれが非置換脂肪族基である、特許請
   求の範囲第１１項記載の方法。 １４該Ｒ基の少なくとも一個が不飽和アルキル基である
   、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １５該Ｒ基の少なくとも一つがＣｌ ｙ Ｆ ｐ Ｂ
   ｒ ｔ−Ｃ三Ｎおよび−ＣＮＨ２から成る群から選ばれ
   る少なくとも一つの基により置換され、そしてこの第四
   アンモニウム化合物が水溶液中でミセルを形成できる、
   特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １６該Ｒ基の少なくとも一つが置換又は非置換のアリー
   ル基である、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １７該Ｒ基のそれぞれがＣ４Ｈ９一基であり、且つＸが
   臭化物イオンである、特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。 １８該Ｒ基のそれぞれが同一である、特許請求の範囲第
   １７項記載の方法。 １９該Ｘが塩素イオン、弗素イオン、臭素イオン、ヨウ
   素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン又はリン酸イオンで
   ある、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 ２０該界面活性剤が、 （ａ） ６．６のＨＬＢ数を有する非イオン界面活性
   剤、（ｂ） ３．０のＨＬＢ数を有する非イオン界面
   活性剤、（Ｃ） 両性のカブリリックジカルボキシレ
   ートイミダゾリン誘導体界面活性剤、 （ｄ） 非イオン性の変性オキシエチル化直鎖アルコ
   ール界面活性剤、および （ｅ） アニオン性スルホン酸ナトリウム、からなる
   群から選ばれる、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 ２１ 該界面活性剤が、 （ａ） 両性のカブリリックジカルボキシレートイミ
   ダゾリン誘導体、および （ｂ） 非イオン性の変性オキシエチル化直鎖アルコ
   ール界面活性剤、 の混合物から成る、特許請求の範囲第１１項記載の方法
   。 ２２該界面活性剤の該第四アンモニウム化合物に対する
   前記重量比が約５：１である、特許請求の範囲第１１項
   記載の方法。 ２３該ガス状ある０′）は蒸気状雰囲気が正および負の
   静電荷を有する目的物に接触するにいたる場合であって
   、且つ 該囚）成分がテトラブチルアンモニウムブロマイドであ
   る水溶液を特徴する特許請求の範囲第１１項記載の方法
   。 ２４該ガス状あるいは蒸気状雰囲気が正および負の静電
   荷を有する目的物に接触するにいたる場合であって、且
   つ 該（４）成分がテトラブチルアンモニウムブロマイドで
   あり、 該（Ｂ）成分が （１）ナトリウムメチルナフタレンスルホネート界面活
   性剤、および （２）分子の各端が親水性ポリオキシエチレン基で終り
   、ＨＬＢ数は６．６であり、且つプロピレンオキシドを
   プロピレングリコールと縮合させて生成される反応生成
   物を含むポリオキシエチレン化合物、 から成る群から選ばれる水溶液を特徴する特許請求の範
   囲第１１項記載の方法。