JPS625626A

JPS625626A - 制電性エレクトレツトシ−トおよびその製法

Info

Publication number: JPS625626A
Application number: JP14525685A
Authority: JP
Inventors: 勝敏安藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-12

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］本発明は摩擦、剥離、帯電を防止して、電荷安定性の高
い制電性エレクトレットシートおよびその製法に関する
ものである。

［従来の技術］従来、特公昭５６−４７２９９号公報に記載のようにエ
レクトレットシートは、体積抵抗率の高い誘電体材料を
用いるため、摩擦、剥離作用を受けると容易に静電気帯
電が生じる。

このため、アースされた金属物に近づくと放電現象が生
じ、静電気による障害がめった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は、エレクトレットシートの静電気帯電を
防止し、長期にわたって安定したエレクトレット性を保
持することのできるエレクトレットシートおよびその製
法を提供することである。

［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。

誘電体材料と導電性材料によって構成されたシートであ
って、該シートはエレクトレット化されていることを特
徴とする制電性エレクトレットシート。

誘電体材料をエレクトレフ１〜化した後、該エレクトレ
フ１〜シー１〜に導電性材料を接合することを特徴とす
る制電性エレクトレットシートの製法。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の制電性エレクトレットシートの実施
態様の一例をあられす斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ
’線に沿った断面図でおる。

第１，２図において、制電性エレクトレットシート１は
、エレクトレフ１〜化された誘電体材料２と導電性材料
３によって構成されていて、導電体材料３は制電性エレ
クトレットシート１の片表面にすじ状に接合されている
。

第３図は、本発明の制電性エレクトレットシートの他の
実施態様の一例をあられす一部切欠き斜視図である。第
３図の場合は、導電性材料３がエレクトレットシート１
の内部に部分的に分散した状態で存在している。

第４図および第６図は、本発明の制電性エレクトレット
シートのざらに他の実施態様の一例をあられす斜視図、
第５図は第４図のＢ−８’線に沿った断面図、第７図は
第６図のｃ−ｃ’　に沿った断面図である。

第４図および第５図は、エレクトレット化された誘電体
材料２に、例えば導電性繊維のような導電性材料３が縫
製によって接合されている。

第６図および第７図は、導電性材料３によって縫製され
た誘電体材料２と非導電性材料４が積層されている。

導電性材料の配置はエレクトレットシート内の内部にあ
っても外部にあってもよいが、特に外部表面にある場合
は、摩擦帯電の効果が大きい。

導電性材料の配列は平面状、直線状、点状、破線状など
ランダムでも規則性をもっていても、また、交叉してい
ても良いが、導電性材料相互の間隔が近すぎるとエレク
トレット効果が減少するので導電性材料の間隔は好まし
くは１ｍｍ以上が良い。

さらに好ましくは５ｍｍ以上が良い。導電性材料の体積
抵抗率は１０８Ω・Ｃｍ以上が好ましく、さらには１０
５Ω・Ｃｍ以上がよい。

導電性材料としては−例えば、金属箔、全屈蒸着フィル
ム、金属粉末混入塗料、金属繊維、カーボン粉末混入塗
料、カーボン繊維、導電性材料混入繊維、メッキ繊維、
金属イオン付着繊維などで上記体積抵抗率を満足すれば
使用できる。

また、これらの材料を他素材と組合せて用いた複合導電
性材料でもよい。例えば、導電性繊維と非導電性繊維を
混繊した紡績糸を用いてもよいし、また、導電性繊維が
織物、編物、不織布に存在する形態でもよい。

導電性繊維の形態は、単繊維、紡績糸、フィラメント、
マルチフィラメント、縫糸いずれの形態でも使用できる
。

誘電体材料の素材は、ポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリカーホネート樹脂、ポリエステル樹脂、塩化
ビニル樹脂、ガラスなどの無機材料など、体積抵抗率が
１０１３Ω・Ｃｍ以上の材料を用いることができる。

本発明の制電性エレクトレットシート内の電気分極の方
向は、ランダムでも配向性を持つものでもよいが、配向
性を持つものは表−面電荷密度が高く、吸着剤、防塵衣
などに好ましく、導電性材料の存在で静電気障害が防止
でき、効果的でおる。

例えば、配向性を持つエレクトレットシートをモデル図
で表わすと、第８図の断面図のごとくなる。図中の矢印
は電気分極の配向方向を示す。この様なシートは、分極
電荷の活性化エネルギーを示し、特に０．２ｅＶ以上を
有するシートに効果的でおる。

分極電荷の活性化エネルギーの求め方は後述する。

制電性エレクトレットシートの形態は、不織布、織物、
編物、紙、コーティング布、フィルムなどが好ましい。

とくに繊維で構成されたシートは、通気性があり、フィ
ルタ、防塵衣などに用いる場合に好ましい。

次に本発明の製法についてＪべろ。

エレクトレットシートは、例えば、第９図のごとく、金
属容器５に水が入ったアースされた水電極６上に誘電体
材料のシート７を置いて、針状電極８で高圧発生殿９を
用いて高圧印加したエレクトレットシートを形成する。

次いで、得られた工　　　−レフ１〜レツトシー１〜に
導電性月料を接合、一体化して本発明の制電性エレクト
レノ１〜シートを得る。

接合、一体化の具体的な手段とては、物理的または化学
的な方法などを採用できる。例えば、エレクトレット繊
維シートに導電性縫糸をミシン、キルテイング榔械など
によって１７４し、該シートに接合、一体化する方法、
また、エレクトレットシートに導電性塗料などを付着、
または接着剤などを介して接着せしめて一体化する方法
、また、エレクトレットシートに不織布、編織物を用い
、導電性繊維を積層して接合してもよいし、ざらにこの
後、ニードルパンチング、ウォーターパンチなどで一体
化してもよい。

以下、体積抵抗率及び活性化エネルギーの測定法につい
て述べる。

体積抵抗率はＪＩＳ＝０２３１８に準じて測定した。し
かし、導電性繊維は、一定長さ間に一定電圧を印加して
その抵抗値を求め、下記により求めた。

活性化エネルギーは、第１０図に示す脱分極電流測定機
により求めた。

温度コントロール装置１０を有する加熱＃Ｊ１１の中に
設置した該エレクトレットシート１２の両面を電極１３
．１４で強くはさんで、この電極と高感度電流計１５を
接続して測定する。すなわち、加熱槽を一定昇温速度、
たとえば、室温から融点付近まで５　／ｍｉｎで昇温す
ると、トラップされた電荷が脱分極して電流が流れる。

この電流をデーター処理装置１６を経てレコーダー１７
に記録すると種々の温度領域に対する電流曲線が得られ
る（第１１図）。この電流曲線の面積を測定試料の面積
で割った商が分極型荷吊である。

このチャートの、それぞれのピーク立ち上がりは次式に
従うので、ピークの立ち上がり部についてＩｎ　Ｊ／丁
のプロットをとり、得られた直線の勾配から分極電荷の
活性化エネルギーを算出する゛ことができる。

Ｉｎ　Ｊ＝Ｃ−△Ｅ／ｋＴ［式中、Ｊ：脱分極電流（Ａ＞、Ｃ：定数、△Ｅ：活性
化エネルギー（ｅＶ）、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：温度
（０Ｋ）を示す］［実施例］実施例１活性化エネルギーが０．５５ｅＶと０．８５ｅ■の二つ
を有する目付２０ｇ／ｍ２のエレクトレット処理したボ
ップロピン不織布に、体積抵抗率１０２Ω・ｃｍの導電
性縫糸（銅イオン付着糸）を１ｃｍ間隔にすし状に配列
して縫製した本発明の制電性エレクトレットシートを得
た。

該シートを１０回綿布で摩擦した直後に表面電位を測定
したところ、５００Ｖを示した。カーボン粒子を浮遊さ
せた容器中に該シートを挿入して、エレクトレットによ
る吸着効果を観察したところ、充分な吸着効果が認めら
れた。

比較例１比較例として導電性縫糸を持たない上記実施例１のポリ
プロピレン不織布を同様方法で摩擦した結果、８０００
ＫＶという高い帯電現象を観察した。

実施例２活性化エネルギーが０．４５６Ｖを有するエレクトレッ
ト処理したポリプロピン織物（目付８０に］　／　ｒｎ
２）に、体積抵抗率１０３Ω・ｃｍのカーボン粒子混入
の塗料を用いて’１ｃｍ間隔にすし状に付着させて本発
明の制電性エレクトレットシートを得た。

該シートを１０回綿布で摩擦した直後に表面電位計（春
日電機製）で測定したところ、６００Ｖを示した。カー
ボン粒子が浮遊する容器中に該シートを入れて、吸着性
を観察した結果、充分な吸着効果が得られ、優れた性能
を示した。

比較例２比較例として、前記導電材料（塗料）を用いないで、上
記実施例２のエレクトレットシートを上記摩擦と同じ方
法で行なった結果、８５００ＫＶという高い帯電を示し
た。

実施例３活性化エネルギー０．４０ｅＶと０．．６８ｅＶを有す
るエレクトレット処理したポリプロピレン不織布（目付
１００ｇ／Ｔｒ１２）にカーボン粒子混入塗料（体積抵
抗率１０４Ω−ｃｍ）を縦方向に１５ｍｍピッチ、横方
向に１５ｍｍピッチに付着して直線を描き、格子模様に
付着させて、本発明の制電性エレクトレットシートを得
た。

該シートをフィルタ材としてテストした。使用粒子にタ
ルクを用いてテストした結果、捕集性能は、導電性材料
を用いないフィルタと差が認められなかったが、フィル
タ表面に堆積したダストの払い落とし性が優れており、
フィルタ目詰りが生じにくいことがわかった。

実施例４カーボン混入した体積抵抗率１０３Ω・ｃｍのポリアク
リロニトリルからなる導電性繊維と、ポリエチレンテレ
フタレート繊維からなる導電性織物、　と、エレクトレ
ット処理したポリプロピレン不織布とを積層して本発明
の制電性エレクトレットシートを得た。該不織布シート
の活性化エネルギーは０．４８ｅＶと０．７２ｅＶでｉ
つだ。

また、該導電性織物中の導電性繊維は縦方向に１２ｍｍ
ピッチで、横方向に１５ｍｍピッチで挿入された構成を
持つものである。

該シートを摩擦後、表面電位を測定したところ、７００
Ｖであった。また、フィルタ材として使用した結果、良
好なダスト払い落とし性が認められた。

［発明の効果］本発明の制電性エレクトレットシートは、摩擦又は剥離
を行なっても、静電気の発生は少なく、かつ、エレクト
レット性は失なわれず、長期にわたって効果を維持する
ことができる。

このため、広い用途の使用が可能であり、防塵衣、無菌
衣、手術衣などに使用した場合、クリーンルーム内を汚
染せず、また、静電気障害を防止することができる。ま
た、フィルタ、吸着材などに使用する場合には、性能を
維持して、ダストの払い落とし性が良い効果がでる。

このように、エレクトレットシート欠点であった静電気
帯電の問題を解決した新しい材料で、広い用途が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制電性エレクトレットシートの一例を
必られす斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ′線に沿った
断面図、第３図は本発明の制電性エレクトレットシート
の仙の一例をあられす一部切欠き斜視図、第４図は本発
明の制電性エレクトレットシー１〜の他の一例をあうわ
す斜視図、第５図は第４図のＢ−８’線に沿った断面図
、第６図は本発明の制電性エレクトレットシートのざら
に他の一例をあられす斜視図、第７図は第６図のＣ−Ｃ
′線に沿った断面図、第８図は本発明のエレクトレット
シートの電気分極の配列方向を示す模式図、第９図はエ
レクトレットシートの製法に使用されるエレクトレット
化装置の一実施態様を示す模式図、第１０図は活性化エ
ネルギーの測定装置を示す模式図、第１１図は脱分極電
流と温度の関係図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体材料と導電性材料によつて構成されたシー
トであつて、該シートはエレクトレット化されているこ
とを特徴とする制電性エレクトレットシート。
（２）導電性材料が、シートの少なくとも片面に存在し
ている特許請求の範囲第（１）項記載の制電性エレクト
レットシート。
（３）導電性材料が、シート中に部分的に存在している
特許請求の範囲第（１）項記載の制電性エレクトレット
シート。
（４）導電性材料が、繊維で構成されたものである特許
請求の範囲第（１）項記載の制電性エレクトレットシー
ト。
（５）導電性材料が、体積抵抗率１０＾８Ω・ｃｍ以下
である特許請求の範囲第（１）項記載の制電性エレクト
レットシート。
（６）誘電体材料が、繊維で構成されたものである特許
請求の範囲第（１）項記載の制電性エレクトレットシー
ト。
（７）誘電体材料のエレクトレット性が、活性化エネル
ギーで０．２ｅＶ以上である特許請求の範囲第（１）項
記載の制電性エレクトレットシート。
（８）誘電体材料をエレクトレット化した後、該エレク
トレットシートに導電性材料を接合することを特徴とす
る制電性エレクトレットシートの製法。
（９）導電性材料の接合が、縫製によって行なわれるも
のである特許請求の範囲第（８）項記載の制電性エレク
トレットシートの製法。
（１０）導電性材料の接合が、付着または接着によって
行なわれるものである特許請求の範囲第（８）項記載の
制電性エレクトレットシートの製法。
（１１）導電性材料の接合が、積層によって行なわれる
ものである特許請求の範囲第（８）項記載の制電性エレ
クトレットシートの製法。