JPS62104959A - エレクトレツトシ−トの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エレクトレットシートの製造方法に関する。

さらに詳しくは、ダスト捕集性、吸着性に優れた異極性
区画を有するエレクトレフ１−シー１〜の製造方法に関
する。

［従来の技術］ 大気塵は、ボルツマン分布に従かった電荷分布を有して
いるので、正電荷、負電荷、無電荷の塵埃が混在してい
る。又、人的発生源から発生した塵埃は、電荷極性が片
寄った分布をすると言われている。

これらの塵埃を吸着、おるいは捕集する場合、その塵埃
の持つ電荷の反対極性を有する布帛によって捕集するの
が望ましいことは知られている。

しかしながら、従来のエレクトレットシー１−１例えば
エレクトレフ１〜化フィルムを割繊集合化してなるエレ
クトレットシートの場合、十−に分極した構成繊維がア
トランダムに混じり合っているがために、正極性、負極
性が打ち消しあい、捕集性能や吸着性が劣る。また、表
面が同極性に揃ったシートは、極性の混在したエアロゾ
ルを吸着又は、捕集する場合には、同極性のエアロゾル
は反発され、吸着性能が低下する。

これまで、異極性の粒子が混在しているエアロゾルを吸
着又は捕集するのに最適な慢性の異なる区画を混在した
エレクトレットシートは存在しなかった。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明者らは、上記欠点のない、吸着性能、捕集性能に
優れたエレクトレットシートについて鋭意検討した結果
、本発明に到達した。特に本発明は異極性の粒子が混在
した塵埃をまたは捕集するのに優れたエレクトレットシ
ートを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、次の構成を有する。すなわち、２極の電荷間
においてエレク１〜レット化するに際し、体積固有抵抗
値が、１０１２Ω・ｃｍ以上の素材で構成された隔離体
を用いて、印加電極およびエレク］〜レットシー１〜表
面の一部を隔離し、該エレク１ヘレッ１〜シート表面の
隔離部の極性が逆極性になるように印加電圧極性を選択
して隔離部のみに高圧印加することを特徴とするエレク
トレットシートの製造方法に関する。

第１図および第２図は、本発明の製造方法の１例を表わ
す模式図で必る。

第１図において、加工対象物１を接地された金属性平板
電極２に密着し、高電圧発生機３に接続した印加電極４
によってコロナ放電処理する高圧印加方法を示す。第１
図の方法により、まず加工対象物１表面を同一極性にエ
レクトレフ１〜化させる。

次に、第２図に示す方法で、第１図の方法でエレク１〜
レット化されたシート６表面の一部を印加電極４を隔離
した隔離体５を用いて、図のように隔離し、前記シー１
−６表面の隔離部Ｂの極性が逆極性になるように印加電
圧極性を選択し、隔離部Ｂのみに高圧印加する。この結
果、隔離部ＢＣトは非隔離部Ａの極性とは逆１車性の極
性の異なる区画が形成される。

従って、極性の異なる区画がエレク１〜レットシー１〜
表面に混在することになる。

本発明で用いる隔離体とは、１０１２Ω・ｃｍ以上の体
積固有抵抗値を有する素材からなるものであって、ポリ
オレフィン系、ポリエステル系、フッソ系などのポリマ
ーからなる、厚さ０．１ミリ以上の厚板で構成される。

隔離体の形状は、第２図のように下部のみ空いた構造で
もよいし、上部の一部又は、全部が空いた構造でおって
も良い。いずれの形状にしても隔離体の体積固有抵抗値
が１ｏ１２Ω・ｃｍ以上であることが必要である。それ
は、電界の広がりを制限し、隔離部のみを高圧印加する
必要がおるためである。例えば、１０１２Ω・ｃｍ未渦
の素材で隔離体を形成すると次のような欠点が生じる。

電界の広がりを制限する能力が低いので、その分だけ厚
い素材を使用しなければならない。その結果、極性の異
なる区画間の間隔を小さくすることが困難になる。

又、薄い素材で隔離体を構成すると、隔離体を通して洩
れた電気力線によって隔離部以外が逆極性に弱くエレク
１〜レット化され、エレクトレット性が低下する、また
、極性の違いが判然としない物になってしまう。従って
、隔離体を構成する素材の体積固有抵抗値が１０１２Ω
・ｃｍ以上、好ましくは１０１４Ω・ｃｍ以上であるこ
とが必要である。

高圧印加する場合の剥離体下部と加工対象物との距離は
、Ｏ〜３ｍｍ程度、好ましくはＯ〜１ｍｍ程度にあるの
が好ましい。これは、電気力線が隔離体下部より洩れ出
たため生じるエレクトレット性の低下を最小限にするた
めである。

隔離体の形状は、作成しようとする極性の異なる区画を
混在したエレクトレットシートの区画の形状、大きさ、
意匠等に合せて決めることが出来る。

又、エレクトレッ１へ加工に際し用いる隔離体の数も自
由に選択することができる。

印加電極のタイプは、針状タイプ、ワイヤータイプ、更
にはこれらの電極にグリッド電極を併用しても本発明は
実施可能である。

また、布帛を用いて高圧印加する場合には、エレクトレ
ット特性の向上目的のために、１０２〜１０　Ω・ｃｍ
、又は１０１４Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗値を有する
シー１〜の一面を接地された金属性平板電極上に密着し
、次いで、該シー１への他面に該布帛を密着して高圧印
加する方法で行なうと、更に優れた極性の異なる区画を
混在したエレクトレットシー１〜イ［帛を１７ることか
できる。

第３図および第４図は、かかる方法を示す模式図である
。

すなわち、第３図は、該シート７を介して第１図と同様
に布帛８表面を高圧印加する方法を示す。

第４図は、第３図で得られたエレクトレット布帛９を、
該シート７を介して第２図と同様にしてエレクトレット
布帛９表面の一部を、印加電極４を隔離した隔離体５を
用いて図のように隔離し、前記エレクトレット布帛９表
面の隔離部Ｂの極性が逆極性になるように印加電圧極性
を選択し、隔離部Ｂのみに高圧印加する。この結果隔離
部Ｂには、非隔離部Ａの極性とは異なる逆極性の区画が
形成される。

本発明で用いる該シート７の素材は、体積固有抵抗値が
１０１２Ω・ｃｍ以上の場合、ポリオレフィン系、ポリ
エステル系、ポリアミド系、フッ素系ポリマーからなる
シートをそのまま使用すればよい。又、１０〜１０６Ω
・ｃｍの体積固有抵抗値を有するシートの場合は、ポリ
オレフィン系、ポリアミド系などのポリマーに帯電防止
剤、カーボンブラック、カーボン繊維、導電性亜鉛華な
どを練り込んで体積固有抵抗値を調整して作ったシー１
〜である。

本発明で用いる加工対象物とは、体積固有抵抗値が１０
１４Ω・ｃｍ以上の有機重合体素材からなる、織編物、
不織布などの布帛やフィルム、プラスチックシート状物
などを指す。優れたエレクトレッ１〜であるためには、
高圧印加によって有は重合体中にトラップされる電荷担
体が素材内部に留まる必要がある。しかし１０１４Ω・
ｃｍ未満では、電荷担体が容易に移動するので高圧印加
による分極が維持できない。

従って、極性の異なる区画を混在したエレク１〜レット
シートが得られない。

本発明の極性の異なる区画を混在したエレク１〜レット
シートの製造に際し、高圧印加の回数は、−回以上行な
っても椙わない。又、高圧印加する際の温度は、対象素
材のＴｇからＴＣＩプラス１５０′Ｃ高い温度範囲内が
好ましい。

体積固有抵抗値の測定法は、ＡＳＴＭ−Ｄ２５７に準じ
て行なった。

［作用］ エレクトレットシートの表面と裏面の極性の関係は、表
面が正極性なら、裏面は負極性を示す。

又、表面が負極性なら裏面は、正極性を示す逆関係にあ
る。

これは、素材内部にトラップした電荷担体の極性による
。すなわち、正極性の面には、正の電荷を有した電荷担
体が存在する。この面に、正の電荷量と同量の負の電荷
担体を与えると、中和され無電荷となる。更に過剰の負
の電荷担体を与えると負のトラップ電荷担体が増え負極
性を示すようになる。負極性の面に、正極性の電荷を与
えても同様に負極性から正極性に変化する。

したがって、隔離部分のみを、逆極性と７なるように高
圧印加することによって、極性の異なる区画を混在した
エレクトレットシートを作ることができる。

又、ダス１−の捕集性、吸着性が優れているのは、エレ
クトレットシートの同一表面に極性の異なる区画が混在
しているため、電気的な中和が少なくない。

第５図および第６図は、この様子を示した模式図を示す
。第５図はエレク１〜レット化繊維の電気力線の方向が
アトランダムに入り乱れてなるエレクトレフ１〜不織布
でおる。第６図は、本発明の極性の異なる区画を混在し
たエレク１−レッ１〜不織布を示す。いずれも表面部分
のみを示す横断面図である。図中の線ａ、ｂはそれぞれ
の電気力線の方向を示す。

第５図は電気力線ａが相殺されて効果が低下するが、第
６図の本発明のエレクトレットシー１〜の場合は、エレ
クトレットシート最表面の電気力線すの相殺が少ないの
で、有効に作用しダス１−の捕集性、吸着性が優れたシ
ー１〜になる。

［実施例］ 次に実施例をもって更に詳細に説明する。

実施例中に示した表面電荷密度の評価方法は、次のよう
にして行なう。第７図の評価装置を用いて、試料を接地
された金属性箱の底辺部にセツ１〜し、電極によっては
さむ。゛観測される電位から次式によって表面電荷密度
を求める。

Ｑ＝ＣＶ／Ｓ Ｑ：表面電荷密度（クーロン／ｃＪ） Ｃ：コンデンサー容屋（μＦ） Ｖ：測定電位（Ｖ） Ｓ：試料面積（ｆｆｌ＞ 図中の番＠１０および１１は、金属性箱、１２はエレク
トレットシート、１３は金属性平板電極、１４はコンデ
ンサー、１５はピコアンペアメータ又、捕集効率の求め
方は、次のようにして行なう。エアロゾルを含むエアー
を、毎秒２．５ｃｍで試料に通し、試料通過前のエアロ
ゾル濃度（個数／ｆ↑３）と試料通過後のエアロゾルの
濃度変化から、次式を用いて捕集効率を求める。尚、エ
アロゾル濃度の測定は、凝縮側測定器（ＣＮＣ）（日本
カッマックス製）を用いた。

η＝１００−　（（Ｃｏ／Ｃｉ　）Ｘ１００）η＝捕集
効率（％） Ｃｉ　＝試料通過前のエアロゾル濃度 （個数／ｆｔ３） Ｃ０＝試料通過後のエアロゾル濃度 （個数／ｆｔ３） 尚、エアロゾルは人気度を用いた。

［実施例］ 実施例１ ポリプロピレンフィルム（厚さ１０μｍ）を第１図のよ
うにして接地された金属性平板電極上に密着し、針状電
極と金属性平板電極間距離３ｃｍで一２０ＫＶの電圧で
１０秒間高圧印加した。このフィルムの極性を表面電荷
密度を測定する方法でしらべた。表面が一８Ｘ１０’ク
ーロン／ｃｌＴ！で負にエレクトレフ１〜化されていた
。次に、第２図のようにしてフィルムの表面を上にして
、接地ざた金属性平板電極上に再度密着し、側壁が２ｍ
ｍ厚さで作られたテフロン製隔離体（タテＸヨコ×高ざ
＝２ｃｍｘ２ｃｍｘ３，５ｃｍ＞の中央最奥部に５ｍｍ
長さの針状電極をセットした隔離体２個をフィルム上に
、２Ｑｍｍ間隔で直接置き、正２０Ｋｖで６０秒間高圧
印加した。隔離部分Ｂの表面電荷密度を測定したところ
、＋９Ｘ１０’クーロン／ｄで正に帯電していた。これ
に対して非隔離部Ａは一８Ｘ１ｏ−９クーロン／イで何
ら影響を受けていなかった。

極性の異なる区画を混在したエレクトレットフィルムが
得られた。

実施例２ ポリプロピレンフィルム（５，０！ｉｍの厚さ〉を第３
図のようにして金属性平板電極上に密着し、該ポリプロ
ピレンフィルムの他面に、ポリプロピレンメルトブロー
不織布（平均繊維直径２．５μｍ、繊維充填率１５％、
目付２０　Ｑ　／　ｍ２）を密着した。

金属性平板電極から、３ｃｍ離した空間にレットし、＋
２０ＫＶの直流正電圧で１０秒間処理した。

この不織布の表面は、正にエレクトレット化されていた
。つぎに、第４図にようにして針状電極のセットされた
隔離体くタテＸヨコＸ高ざ＝　１　ｃｍｘ１ｃｍｘ３，
５ｃｍ＞を１ｃｍ間隔で、先に、正にニレ１−クレット
化された面上にタテ方向５個、ヨコ方向５個、３１２５
個並べて負−２０ＫＶで６０秒間コロナ放電処理した。

隔離部分Ｂの表面電荷密度は、−７Ｘ１０”クーロン／
ＣＩＴｆで負に帯電していた。

これに対して非隔離部分Ａは＋８Ｘ１０−１０クーロン
／ｄで正に帯電していた。極性の異なる区画を混在した
エレクトレット不織布が得られた。

このシートを３枚重ね、捕集性能を評価したところ９９
．９９９４％でおった。

異極性化する前のエレクトレット不織布も３枚重ね、同
様に捕集性能を評価したところ９９．９９９０％であっ
た。極性の異なる区画を混在したエレクトレットの方が
やや優れていることがわかる。

［発明の効果１ 本発明のエレクトレットシー１〜は同一表面に、極性の
異なる区画が混在している。その区画は、電気的に中和
されない程度の面積に大きく作られているので、正極性
、負極性に帯電したダス１〜がエレクトレフ１〜シート
付近に浮遊してくると異極性区画の静電気力によって引
き寄せられて捕集、吸着される。このため、極性の異な
る区画を混在したエレクトレットシートを用いることに
より優れた捕集材、吸着材を作ることが可能である。

用途としては、マスク、フィルター、ダスト吸着材、あ
るいは帯電させた染料や薬品を選択的にエレクトレット
シー１−に吸着させることにより染色や特定部分の薬品
処理を行なうことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の実施態様の１例をあられす
模式図、第５図はエレクトレット化繊維から構成された
エレクトレット不織布横断面の模式図、第６図は本発明
の製造方法で作られた極性の異なる区画が混在したエレ
クトレット不織布横断面の模式図、第７図は表面電荷密
度測定装置の模式図である。 １：加工対象物、 ２：接地された金属性平板電極 ３：高電圧発生機 ４：印加電極、５：隔離体 ６：エレク］・レシート化シート ７：シー］・、８：布帛 ９：エレクトレット化布帛 １０．１１：接地された金属性箱 １２：エレクトレットシ−１〜 １３：金属性平板電極 １４：コンデンサー １５：ピコアンペアメーター Ａ：非隔離部 Ｂ：隔離部 ａ、ｂ：電気力線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２極の電荷間においてエレクトレット化するに際
   し、体積固有抵抗値が、１０＾１＾２Ω・ｃｍ以上の素
   材で構成された隔離体を用いて、印加電極およびエレク
   トレットシート表面の一部を隔離し、該エレクトレット
   シート表面の隔離部の極性が逆極性になるように印加電
   圧極性を選択して隔離部のみに高圧印加することを特徴
   とするエレクトレットシートの製造方法。