KR100507288B1 - 일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치 - Google Patents

일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치 Download PDF

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도레이 가부시끼가이샤
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Abstract

비도전성 섬유시트(S)를 주행시키면서 그 시트에 흡인노즐(22)를 시트 폭방향으로 가로 지르게 접촉시키는 동시에, 그 접촉부의 반대측의 시트면을 수면에 접촉 또는 침지시키고, 그 흡인노즐(22)로부터 물을 시트 두께방향으로 관통하게 흡인하여 비도전성 섬유시트(S) 내에 물을 침투시키며, 이어서 그 비도전성 섬유사트(S)를 건조시킨다. 고품질, 고성능의 일렉트릿 가공품을 저코스트로 생산가능하게 한다.

Description

일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치 {METHOD AND DEVICCE FOR MANUFACTURING ELECTRET PROCESSED PRODUCT}
본 발명은 일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 고품질의 일렉트릿 가공품을 저코스트로 생산가능하게 하는 일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 일렉트릿 가공된 섬유시트는, 낮은 압력 손실(low pressure loss)이 우수한 성능을 가지는 에어필터용 재료로 사용되고 있다. 이 일렉트릿화 섬유시트의 제조방법으로서는, 합성섬유 부직포 등의 섬유시트에 고전압을 인가하여, 코로나방전에 의해 일렉트릿화하는 방법(특개소61-102476호 공보 등 참조)이나, 필름시트에 와이어전극에 의해 고전압을 인가하여, 코로나방전에 의해 일렉트릿화한 후, 그 필름시트를 섬유화하여 부직포로 하는 방법(특공소57-14467호 공보 등 참조) 등이 알려져 있다.
그러나, 코로나방전에 의한 일렉트릿화 방법은, 어스전극의 위에 고분자재료시트를 올려 놓거나 또는 이동시키면서, 그의 표면에 침상(針狀) 또는 와이어 전극으로부터 고전압을 인가함에 의해, 코로나방전에 의해 일렉트릿화하는 것이기 때문에, 고전압인가전극과 어스전극의 간극정도(精度) 등에 의해 고르지 못함이 생기기 쉬워, 일렉트릿화 시트에 하전(荷電)얼룩이 생기거나, 또 불꽃방전에 의해 시트가 손상하는 등의 문제가 있었다.
또한, 일반적으로 고전압설비가 고가인 데다, 안전유지관리상 비용이 들기 때문에, 코스트가 높아지는 문제가 있었다.
도 1 (A), (B)는 본 발명의 일렉트릿 가공품의 제조공정을 보이는 개략측면도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 침투장치의 다른 실시형태를 보이는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 침투장치의 또다른 실시형태를 보이는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 침투장치의 또다른 실시형태를 보이는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 침투장치의 또다른 실시형태를 보이는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 이용한 포집성능 측정장치(collecting performance measuring unit)를 보이는 개략도이다.
본 발명의 목적은 상기 종래기술의 제반문제를 해소하여, 고품질, 고성능의 일렉트릿 가공품을 저비용으로 생산가능하게 하는 일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 일레트릿 가공품의 제조방법은, 비도전성 섬유시트를 주행시키면서 그 시트에 흡인노즐을 시트폭 방향으로 가로 지르게 접촉시키는 동시에, 그 접촉부의 반대측의 시트면을 수물에 접촉 또는 침지(浸漬)시키고, 그 흡인노즐로부터 물을 시트두께방향으로 관통하게 흡인하여 그 비도전성 섬유시트 내에 물을 침투시킨 다음, 그 비도전성 섬유시트를 건조시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 비도전성 섬유시트를 주행시키면서 그 시트에 흡인노즐을 접촉시키고, 그 접촉부의 반대측의 시트면을 수물에 접촉 또는 침지시키어, 흡인노즐로부터 물을 흡인함에 의해, 물을 시트두께방향으로 관통하게 이동시키기 때문에, 시트내부의 두께방향 전체에 물을 침투시킬 수가 있다. 게다가, 흡인노즐을 시트폭 방향을 가로 지르게 배치하고, 또 시트를 주행시키면서 흡인을 행하므로, 상기 시트두께방향 전체의 물의 침투작용을 시트 전면(全面)에 고루 미치게 할 수 있다. 따라서, 이 시트를 건조시키면, 시트 전면에 전하가 균일하게 또 고밀도로 대전한 일렉트릿화 시트를 획득할 수가 있다.
또, 상기 침투작용은, 흡인노즐을 비도전성 섬유시트에 접촉시킨 포인트(point)에서만 국부적인 물의 흡인조작만으로 좋기 때문에, 작은 수조(水槽)로 달성할 수가 있어, 대형수조는 불필요하게 된다. 따라서, 제조장치를 가급적 컴팩트하게 할 수가 있으며, 종래의 고전압 발생설비가 불요하기 때문에 안전하게 또 저코스트로 할 수가 있다.
또, 본 발명의 일렉트릿 가공품의 제조장치는, 비도전성 섬유시트를 제조하는 제포(製布)수단(papermaking means)과, 그 비도전성 섬유시트에 흡인노즐을 시트폭방향으로 가로 지르게 접촉시키는 동시에 그 접촉부분의 반대측의 시트면을 수면에 접촉 또는 침지시키며 또 그 흡인노즐로부터 물을 흡인하는 비도전성 섬유시트에 대한 물의 침투수단과, 비도전성 섬유시트를 건조시키는 건조수단을 연속배치한 구성을 특징으로 하여, 컴팩트한 구성으로 고품질, 고성능의 일렉트릿 가공품을 제조할 수가 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명에 사용하는 비도전성 섬유시트는, 비도전성의 섬유재료로 이루어지는 시트이면 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 합성섬유 또는 천연섬유의 직물, 편물, 부직포 등의 섬유시트를 들 수 있다. 그 중에서도 특히 합성섬유시트가 바람직하며, 특히 멜트블로 부직포(melt blown nonwoven fabric)나 스팬본드 부직포(spunbonded nonwoven fabric)가 바람직하다. 또, 에어필터 용의 경우에는, 합성섬유 부직포가 바람직하며, 그 중에도 고성능 필터 용으로는 멜트블로 부직포가 바람직하다.
또, 본 발명에 사용하는 비도전성 섬유시트는 플라스틱 필름을 파이버(fibrillated)화 함에 의해 섬유화한 시트이어도 좋다.
비도전성 섬유시트의 소재는 비도전성을 가지는 재료이면 특히 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 체적저항률이 1012 Ω·cm 이상, 더 바람직하게는 1014 Ω·cm 이상의 소재를 주체로 하는 것을 사용하면 좋다.
예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리유산(乳酸) 등의 폴리에스테르. 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이트, 불소계 수지, 및 이들의 혼합물 등를 들 수가 있다. 이들 중에서도, 폴리올레핀 또는 폴리유산을 주체로 하는 것이 일렉트릿 성능의 점에서 바람직하다. 또한 폴리올레핀으로는, 폴리프로필렌을 주체로 하는 것이 더 바람직하다.
본 발명에 사용하는 비도전성 섬유시트에는 힌더드아민 계 첨가제(hindered amine-based additive) 또는 트리아진 계 첨가제(triazine additive)를 적어도 1종 배합하는 것이 바람직하다. 이 첨가제를 비도전성 섬유시트에 함유시킴에 의해, 특히 높은 일렉트릿 성능을 보지시키는 것이 가능해지기 때문이다.
상기 2종류의 첨가제중 힌더드아민 계 첨가제로서는, 폴리[((6-(1,1,3,3,-테트라메틸부틸)이미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일)((2,2,6,6,-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)헥사메틸렌((2,2,6,6,-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)] (치바가이기 제, 기마소프 944LD), 호박산디메틸-1-(2-히드록시에틸)-4-히드록시-2,2,6,6-테틀라메틸피페리딘 중축합물 (치바가이기 제, 치누핀 622LD), 2-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) (치바가이기 제, 치누핀 114) 등을 들 수 있다.
또, 트리아진 계 첨가제로서는, 전술한 폴리[((6-(1,1,3,3,-테트라메틸부틸)이미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일)((2,2,6,6,-테트라메틸-4-피페리딜)이미노))헥사메틸렌((2,2,6,6,-테트라메틸-4-피페리딜)이미노)] (치바가이기 제, 기마소프 944 LD), 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2ㅡ일)-5-((헥실)옥시)-페놀 (치바가이기 제, 치누핀 1577FF) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 힌더드아민 계 첨가제를 사용하는 것이 바람직하다.
비도전성 섬유시트에는, 상기 첨가제 외에 열안정제, 내후제(weatherability agent),耐候劑), 중합금지제 등의 일반적으로 일렉트릿 가공품의 비전도성 섬유시트에 사용되고 있는 공지의 첨가제를 첨가하도록 하여도 좋다.
상기 힌더드아민 계 첨가제 또는 트리아진 계 첨가제의 첨가량으로서는, 특히 한정되지 않으나, 바람직하기는 0.5∼5중량%의 범위로 하면 좋으며, 더 바람직하기는 0.7∼3중량%의 범위로 하면 좋다. 첨가량이 0.5중량% 미만에서는, 목적으로 하는 고수준의 일렉트릿 성능을 얻기가 어려워진다. 또, 5 중량%를 초과할 정도로 많이 배합하면 제사성(papermaking performance,製絲性)이나 제막성(film production performance,製膜性)을 나쁘게 하고, 또 코스트적으로도 불리해지어 바람직하지 않다.
본 발명의 일레트릿 가공품의 제조방법은, 비도전성 섬유시트를 주행시키면서 그 시트에 흡인노즐을 시트폭 방향으로 가로 지르게 접촉시키고, 또 이 접촉부반대측의 시트면을 수면에 접촉시키거나 또는 침지시키어, 그 상태로 흡인노즐로부터 물을 흡인하게 한다. 흡인노즐로부터 물을 흡인하면, 흡인노즐을 시트에 접촉시킨 부분의 반대측의 물이 시트를 두께방향으로 관통하게 이동하므로, 물을 시트내에 두께방향 전체에 걸쳐 침투시킬 수가 있다. 게다가, 흡인노즐을 시트폭방향으로 가로 지르게 배치하고, 또 시트를 주행히키면서 흡인하므로, 상기 시트두께방향 전체에 물을 침투시킨 상태를 시트 전면에 고루 미치게 할 수가 있다. 따라서 , 이 시트를 건조시키면, 시트 전면에 전하가 균일하게 또 고밀도로 대전한 일렉트릿화 시트로 된다.
상기 흡인노즐을 이용하는 침투작용에 의해, 비전도성 섬유시트에 대한 물의 침투율을 500%이상으로 할 수가 있다. 또, 침투율의 상한으로서 1500% 정도로도 크게 할 수가 있다.
여기서 비전도성 섬유시트에 대한 물의 침투율이란, 다음의 식으로 정의된 것을 말한다.
P (%) = [ (WO - W) /W] × 100
다만, P; 침투율
WO; 물을 침투시킨 상태의 시트의 중량(g/m2)
W; 시트의 비중량(g/m2)
또, 비도전성 섬유시트에 대한 상기 물의 침투작용은, 흡인노즐을 시트에 접촉시킨 포인트(point)에서만 국부적으로 행하기만 하면 되므로, 물을 공급하는 수조는 작은 용적의 것이어도 좋아, 대형수조는 불필요하게 된다. 따라서, 제조장치를 가급적 컴팩트하게 할 수가 있다.
본 발명에 있어서, 흡인노즐로서는 흡인구가 슬릿상(狀)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 슬릿상 흡인구의 폭으로서는 0.1∼5mm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하기는 0.3∼2mm, 가장 바람직하기는 0.3∼1.5mm의 범위이다. 이 같은 슬릿폭의 슬릿상 흡인노즐을 사용함에 의해, 광폭(廣幅)의 비전도성 섬유시트라도 시트 전체에 물을 균일한 밀도로 침투시킬 수가 있기 때문에 낮은 압력 손실, 고포집성이며, 또 표면보풀(surface fluffing)도 없는 양호한 품질의 일렉트릿 가공품을 획득할 수가 있다.
슬릿폭이 0.1mm보다 작으면 흡인저항이 높아지고, 또 슬릿폭을 가공하는 기계가공정도도 나빠져, 균일한 밀도로 물을 침투시키기가 어렵게 된다. 또, 5mm보다 넓은 폭으로 한 경우에는, 비도전성 섬유시트의 폭방향에 대하여 균일하게 물을 침투시키는 것이 어려워질 뿐 아니라, 흡인력이 저하하기 때문에, 흡인펌프를 대형화하지 않으면 안되는 불리함이 있다. 또 슬릿폭이 광폭이기 때문에, 흡인수와 함께 비도전성 섬유시트까지도 흡인되어, 안정하게 가공하기가 어려워진다.
상기 흡인노즐의 비도전성 섬유시트에 대한 배치는, 시트폭방향을 가로 지른 배치로 되어 있으면 특히 한정되지 않지만, 바람직하기는 주행방향(긴쪽 방향)에 직교시키는 것이, 흡인노즐의 길이를 짧게 할 수 있는 점에서 바람직하다. 더 하람직하기는, 시트폭방향의 중앙부에 있어서 흡인작용이 양 귀부분 위치보다 이르게 행해지도록, 철형(凸型)으로 만곡한 형상의 흡인슬릿을 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 하면 주름도 생기지 않아, 폭방향으로 균일한 가공을 실현할 수가 있다.
본 발명에 있어서, 비도전성 섬유시트에 대한 물의 침투율을 더욱 향상시키는 방법으로서는, 상기 침투공정과 건조공정의 사이에 탈수공정을 개재시키고, 또 침투공정과 탈수공정을 2회이상 반복하도록 하면 좋다. 이와 같이 침투공정과 탈수공정을 2회이상 반복하고나서 건조공정를 행함에 의해, 최종의 침투공정에서의 침투율을 향상시켜, 더욱 고밀도로 또 균일하게 전하를 대전시킨 고품질의 일렉트릿 시트를 획득할 수가 있다.
탈수수단으로서는 특히 한정되지 않으나, 예를 들어 니프롤러(nip roller), 흡수롤, 흡인노즐에 의한 석션흡인(suction sucking) 등으로 행할 수가 있다. 이 탈수공정은, 상기와 같이 침투공정과의 교호반복을 2회이상 행함에 의해, 최종의 침투공정에서의 비도전성 섬유시트에 대한 물의 침투효과를 향상시킬 뿐만 아니라, 다음의 건조공정에서의 건조효율을 향상시키기에도 유익하다.
비도전성 섬유시트의 건조방법은, 종래공지의 건조방법의 어느 것도 사용가능하다. 예를 들면, 열풍건조법, 진공건조법, 자연건조법 등을 적용할 수가 있다. 그 중에서도 열풍건조법은 연속처리를 가능하게 하므로 바람직하다. 열풍건조법을 채용하는 경우에는, 건조온도로서 일렉트릿을 실활(失活)시키지 않는 정도의 온도로 할 필요가 있다.
비도전성 섬유시트의 건조는, 비도전성 섬유시트에 포함되는 수분이 공정(公定)수분률에 달할 때까지 행한다. 건조온도는, 바람직하게는 130℃ 이하가 좋고, 보다 바람직하게는 120℃ 이하, 더 바람직하게는 100℃ 이하로 하는 것이 좋다. 건조시트는, 건조후는 일렉트릿 효과를 실활시키지 않도록, 신속하게 건조기 내에서 배출하는 것이 좋으며, 예를 들면, 건조온도 100℃ 이상에서는 30분이내에 배출시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 비도전성 섬유시트에 대한 침투작용에 이용하는 물로서는, 액체필터 등으로 더러움을 제거한 것으로서, 가능한 한 청정한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 이온교환수, 증류수, 역침투막으로 투과한 여과수 등의 순수한 물이 바람직하다. 또, 순수한 물로서의 레벨은, 도전률로 103μS/m 이하가 바람직하며, 더 바람직하게는 102μS/m 이하인 것이 좋다. 상기 물에는 수용성 유기 용제를 혼합하는 것으로 비도전성 섬유 시트에 대하는 물의 침수성을 한층 향상시킬 수 있다. 이 경우, 수용성 유기용제의 농도로서는 통상 20중량% 이하가 이용된다. 물에 혼합하는 수용성 유기용제로서는 비점(沸点)이 물의 비점보다 낮은 것이 바람직하다. 즉, 수용성 유기용제는, 물의 시트에의 침투성을 향상시키기 위한 것이므로, 한번 시트에 침투하면, 가능한 한 조기에 기화하여 건조하는 것이 바람직하기 때문이다. 보다 바람직하기는, 물과의 비점차가 10℃이상 낮은 것이 좋다.
수용성 유기용제의 종류는, 혼합용액의 비도전성 섬유시트에의 침투성이 좋으면 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤류의 케톤류, 초산프로필, 초산부틸 등의 에스테르류, 기타 알데히드류, 카르본산류 등을 들 수가 있다. 특히, 침투성의 점에서 알코올류 또는 케톤류가 바람직하며, 특히 아세톤, 이소프로필알코올, 에탄올 중의 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다. 더 바람직하기는, 이소프로필알코올을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.
도 1 (A), (B)는, 본 발명의 일렉트릿 가공품의 제조공정을, 비도전성 섬유시트의 제포로부터 일렉트릿 시트로 하기 까지를 연속공정으로 실시하는 경우를 예시한다.
도 1 (A), (B)에 있어서, 1은 비도전성 섬유시트(S)를 제조하는 제포장치, 2는 비도전성 섬유시트(S) 내에 물을 침투시키는 침투장치, 3은 잉여의 물을 석션 흡인하는 탈수용 흡인노즐, 4는 건조장치이다.
제포장치(1)는, 용융폴리머를 방사공(紡絲孔)으로부터 압축가열공기의 분사류와 함께 대단히 가늘은 단(短)섬유를 방출(紡出)하는 멜트플로 방사기(18)를 가지고, 그의 하방에 멜트블로 방사기(melt blow spinning machine)(18)로부터 방출된 섬유를 시트상(狀)의 비도전성 섬유시트(S)로 하여 포집하는 네트 컴베이어(net conveyer)(19)를 장비하게 구성되어 있다.
제포장치(1)의 하류에 계속되는 침투장치(2)는, 수조(21)와 흡인노즐(22)을 장비하고 있다. 흡인노즐(22)로서는, 흡인구가 슬릿상(狀)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 수조(21)에는 공급관(23)으로부터 침투용의 물이 공급되어, 수조(21) 내에 일시적으로 저류된 후, 위 가장자리로부터 오버플로 조(overflow bath)(24)에 일류하여 배수관(25)으로부터 배수된다. 배수된 물은 재사용하여도 좋고, 또 시트가 가지고 나온 만큼 만을 공급하는 소위 액면 컨트롤방식(liquid level control system)을 채용하여도 좋음은 말할 것도 없다.
제포장치(1)로부터 연속적으로 공급된 비도전성 섬유시트(S)는, 가이드 롤러(26, 26)에 의해 편면(하면)을 수조(21)의 수면에 접촉시키면서 주행하며, 그 수면과 접촉하는 비도전성 섬유시트(S)의 상면측에 흡인노즐(22)이 맞닿아 있다.
흡인노즐(22)은 도시하지 않은 흡인펌프에 연결되어 있고, 또 비도전성 섬유시트(S)에 대하여 폭방향으로 가로 지르도록 접하여 있다. 이와 같이 비도전성 섬유시트(S)의 상면에 접하는 흡인노즐(22)은, 흡인펌프의 흡인작용에 의해 비도전성 섬유시트(S)의 하면측에 접하는 물을 퍼 올린다. 물은 비도전성 섬유시트(S)를 두께방향으로 관통하도록 이동하기 때문에, 시트(S)내의 두께방향 전체를 물로 고르게 침지시킨다.
또, 흡인노즐(22)은 비도전성 섬유시트(S)를 폭방향으로 교차하는 동시에 그 비도전성 섬유시트(S)는 긴쪽방향으로 주행하므로, 상기 시트 두께방향의 침투작용이 시트면 전체에 걸쳐 구석구석 까지 실시된다. 이 흡인노즐(22)이 가로지르는 형상으로서는, 도시의 예와 같이 직선상(狀)으로 가로지르는 형상 외에, 상류측의 중앙부가 볼록(凸)하게 되는 경침상(傾針狀), 궁상(弓狀), 호상(弧狀) 등으로 가로지르는 형상이어도 좋다. 또, 흡인노즐(22)에는 흡인구가 슬릿상의 것을 사용하며, 그 슬릿폭으로서는 0.1∼5mm가 바람직하고, 보다 바람직하기는 0.3∼2mm, 가장 바람직하기는 0.3∼1.5mm의 범위가 좋다.
물이 침투상태로 된 비도전성 섬유시트(S)는, 미리 흡인노즐(3)의 석션작용(suction action)에 의해 잉여의 물을 짜 낸 후, 건조장치(4)에 이송된다. 건조장치(4)에는 복수의 가이드롤러(41)가 지그재그로 내설되고, 공급구(42)로부터 가열공기가 공급되어, 배출구(43)로부터 배출됨에 의해 내부가 가열상태로 되어 있다. 따라서, 건조장치(4)에 이송된 비도전성 섬유시트(S)는, 가이드롤러(41)를 지그재그로 이동하는 사이에 건조되고, 일렉트릿화된 시트로 돼 반출되어, 롤상으로 감긴 일렉트릿화 시트(5)로 된다.
흡인노즐(22)에 의한 물의 침투작용은, 흡인노즐(22)이 비도전성 섬유시트 (S)의 편면에 접촉하고, 그 반대측의 시트면에 물이 접촉 또는 침지함에 의해, 흡인노즐(22)에 흡인되는 물이 비도전성 섬유시트(S)를 두께방향으로 관통하는 작용을 행하게 되어 있으면 좋다. 도 2의 실시형태는, 비도전성 섬유시트(S)를 가이드롤러(26, 26)를 밀어 내림에 의해, 수면부터 거리(D) 만큼 침지시킨 상태로 하고, 그 침지한 시트(S)의 상면에 흡인노즐(22)을 접촉시키게 한 것이다. 이 경우도, 비도전성 섬유시트(S)에 대하여 도 1의 경우와 마찬가지로 시트 두께방향으로 물을 침투시킬 수가 있다. 그러나, 수면으로부터의 비도전성 섬유시트(S)의 침지거리(D)는, 너무 깊어지면 시트도통의 작업성이 나빠지고 장치도 대형화하므로, 10∼500mm로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하기는 50∼300mm인 것이 좋다.
상기와 같이 비도전성 섬유시트(S)를 수면내에 침지시키는 경우에는, 흡인노즐(22)이 접촉하는 위치를, 도 3의 실시형태 처럼, 비도전성 섬유시트(S)의 하면측에서 접촉하도록 하여도 좋다.
본 발명에서는, 비도전성 섬유시트(S)에 대한 물의 침투작용을, 흡인노즐 (22)이 접촉하는 부분만에서 국소적으로 행하게 하고 있기 때문에, 비도전성 섬유시트(S)가 수면과 접촉하는 거리 또는 수면내에 침지하는 거리로서는, 가이드 롤러(26, 26) 등의 사용에 의해 반드시 일정거리를 확보해야 할 필요는 없다. 따라서, 도 4의 실시형태와 같이, 비도전성 섬유시트(S)를 수면에 접촉시키는 거리를 흡인노즐(22)이 접촉하는 슬릿폭 상당의 부분만큼으로 한 것이어도 좋다. 이와 같이, 비도전성 섬유시트(S)의 수면에의 접촉거리를 짧게 한 것에 의해, 침투장치(2) 내의 수조(21)를 더 작고 컴팩트하게 할 수가 있다. 물론, 흡인노즐(22)이 접촉하는 비도전성 섬유시트(S)의 부분을 도 5 처럼 수면내에 침지시키어도 좋다.
도 3이나 도 5와 같이, 비도전성 섬유시트(S)를 수면으로부터 침지시키는 경우에는, 도 2의 경우와 마찬가지로, 침지거리(D)로서는 10∼500mm로 하며, 더 바람직하기는 50∼300mm로 하는 것이 좋다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비도전성 섬유시트를 주행시키면서, 그 시트에 흡인노즐을 접촉시키고, 그 접촉부의 반대측의 시트면을 수면에 접촉 또는 침지시키어, 흡인노즐로부터 물을 흡인함에 의해 물을 시트 두께방향으로 관통하도록 이동시키기 때문에, 시트내부의 두께방향 전체에 물을 침투시킬 수가 있다. 더구나, 흡인노즐을 시트 폭방향을 가로 지르게 배치하며, 또 시트를 주행시키면서 흡인을 행하기 때문에, 상기 시트 두께방향 전체의 물의 침투작용을 시트 전면에 고루 미치게 할 수 있다. 따라서, 이 시트를 건조시키면, 시트전면애 전하가 균일히 또 고밀도로 대전한 일렉트릿화 시트를 획득할 수가 있다.
또, 상기 침투작용은, 흡인노즈을 비도전성 섬유시트에 접촉시킨 포인트에서만의 국부적인 물의 흡수조작만으로 좋기 때문에, 작은 수조로 달성할 수가 있어 대형수조는 필요하지 않게 된다. 따라서, 제조장치를 가급적 컴팩트하게 할 수가 있고, 또 종래의 고전압 발생설비가 필요치 않아 안전하게 또 저코스트로 할 수가 있다.
또, 본 발명의 제조방법에서는, 물을 흡인하게 하고 있으므로, 물을 분사하는 방식에 비해 섬유시트에 주는 물리적 충격도 작고, 보풀일음 등에 의한 섬유시트의 품위를 손상하는 일도 거의 없어, 그 섬유시트의 물리적 성상을 그대로 살릴 수가 있다. 이러한 것은 본 발명의 제조방법에 의해 획득된 일렉트릿화 섬유시트를 필터기재 등에 사용하는 때에 대단히 바람직한 일이다.
이하에 설명하는 실시예에 있어서 사용하는 특성치는, 다음의 측정법에 의해 측정한 것이다.
[포집성능]
도 6에 보이는 포집성능 측정장치로 측정하였다. 이 포집성능 측정장치는, 측정샘플(M)을 세트하는 샘플홀더(11)의 상류측에 수납통(12)을 연결하고, 하류측에 유량계(13), 유량조정밸브(14), 블로워(blower)(15)를 연결하여 있다. 또, 샘플홀더(11)에 파티클 카운터(particle counter)(16)가 마련되어, 이 파티클카운터(16)를 사용하여, 절환코크(17)를 통해, 측정샘플(M)의 상류측의 더스트 개수와 하류측의 더스트 개수를 각각 측정할 수가 있다.
포집성능의 측정에 있어서는, 직경 0.3㎛의 폴리스티렌 표준 라텍스 파우더를 더스트 수납통(12)에 충전하고, 샘플(M)을 홀더(11)에 세트하여, 풍량을 필터통과속도가 1.5m/분이 되게 유량조정밸브(14)를 조정하고, 더스트 농도를 1만∼4만개/2.83×10-4m3 (0.01ft3)의 범위로 안정시켜, 샘플(M)의 상류의 더스트 개수 N 및 하류의 더스트 개수 n을 파티클카운터(16)(라온사 제, KC-01B)로 5회 측정하여, JIS K-0901에 기초하여 하기의 계산식에 의해 포집성능(%)을 구하였다.
포집성능(%) = [1 - (n/N)] × 100
다만, n: 하류의 더스트 개수
N: 상류의 더스트 개수
[평균 섬유 직경]
SEM 사진에 의해 확대한 100개 이상의 섬유의 직경을 측정하여, 그 평균치를 구하였다.
실시예 1
도 1의 연속재조장치를 사용하고, 또 내후제로서 트리아진 계 첨가제(치바가이기사 제, 기마소프 944)를 1% 함유하는 MI=700의 폴리프로필렌을 원료로하여, 멜트블로법에 의해 비중량 40g/m2, 평균 섬유 직경 2.0㎛의 멜트블로 부직포를 제조하고, 계속하여 순수한 물이 공급되는 침투장치에 공급하여, 편면을 수면에 접촉시키는 동시에 상면에 흡인노즐을 접촉시키어 흡인함에 의해 물을 침투시키고, 최후에 건조장치로 건조시켜, 일렉트릿 멜트블로 부직포를 제조하였다.
획득된 일렉트릿 멜트블로 부직포의 포집성능을 측정한 바, 99.99%이었다.
비교예 1
실시예 1과 같은 멜트블로 부직포를 이용하여, 순수한 물중에 1분간 침지한 후, 물을 끊어 건조시키었다. 처리후의 부직포의 포집성능을 측정한 바, 59.7%여서, 실시예 1의 일렉트릿 멜트블로 부직포에 비해 현저히 낮은 것이었다.
비교예 2
실시예 1과 같은 멜트블로 부직포를 물의 침투처리 및 건조처리를 하지 않고 그대로 포집성능을 측정한 바 57.5%로 낮은 것이었다.
실시예 2
실시예 1과 마찬가지의 설비를 사용하여, 침지깊이(D)를 200mm에 설정하였다. 또, 내후제로서 트리아진 계 첨가제(치바가이기사 제, 기마소프 944)를 1% 함유하는 MI=900의 폴리프로필렌을 원료로하여, 멜트블로법에 의해 비중량 40g/m2, 평균 섬유 직경 2.2㎛의 멜트블로 부직포를 제조하고, 계속하여 순수한 물이 공급되는 침투장치에 공급하여, 수중에 침지시킨 상태로 흡인노즐(스릿폭 0.5mm)로 흡인하면서 물을 침투시키고, 탈수한 후 건조장치로 건조함에 의하여 일렉트릿 멜트블로 부직포를 제조하였다.
획득된 일렉트릿 멜트블로 부직포의 포집성능을 측정한 바, 99.99%로 높은 성능을 나타내었다.
실시예 3
원료가 폴리유산(乳酸)(수평균 분자량 66,100, 중량균 분자량 120,000)인 이외는, 실시예 2에 준하여 멜트블로법으로 메쓰케 40g/m2, 평균 섬유경 3.2㎛의 멜트블로 부직포를 제조하고, 계속하여 침지장치와 건조장치로 처리함에 의해 일렉트릿 멜트블로 부직포를 제조하였다.
획득된 부직포의 포집성능을 측정한 바, 99.99%로 높은 성능을 나타내었다.
부직포 등의 합성섬유시트를 일렉트릿화하여 일렉트릿 가공품으로 하는 산업분야에 이용가능하다. 일렉트릿 가공품은, 특히 필터분야에 사용됨에 의해 고성능을 발휘한다.

Claims (19)

  1. 비도전성 섬유시트를 주행시키면서 그 시트에 흡인노즐을 시트 폭방향으로 가로 지르게 접촉시키는 동시에, 그 접촉부의 반대측의 시트면을 물에 접촉 또는 침지시키고, 그 흡인노즐로부터 물을 시트두께 방향으로 관통하게 흡인하여 그 비도전성 섬유시트 내에 물을 침투시키며, 이어서 그 비도전성 섬유시트를 건조시키는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 물의 침투공정과 건조공정의 사이에 탈수공정을 개재시키는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 침투공정과 탈수공정을 적어도 2회 반복하는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  4. 제 1, 2 또는 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 침투공정에 의한 상기 비도전성 섬유시트에 대한 물의 침투율이 500% 이상, 1500%이하인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  5. 제 1, 2 또는 3 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 흡인노즐의 흡인구가 슬릿상(狀)인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  6. 제 1, 2 또는 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 비도전성 섬유시트가 힌더드아민 계 첨가제 또는 트리아진 계 첨가제를 0.5∼5 중량%를 함유하는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  7. 제 1, 2 또는 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 비도전성 섬유시트가 합성섬유로 이루어지는 시트인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 합성섬유로 이루어지는 시트가 멜트블로 부직포인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 합성섬유로 이루어지는 시트가 스팬본드 부직포인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 비도전성 섬유시트가 폴리올레핀을 주체로 구성되어 있는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀이 폴리프로필렌을 주체로 구성되어 있는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 비도전성 섬유시트가 폴리유산(乳酸)을 주체로 구성되어 있는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  13. 제 1, 2 또는 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 물이 이온교환수, 증류수 또는 역침투막 중 어느 하나에 의한 여과수인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  14. 제 1, 2 또는 3 항중 어느 한항 에있어서,
    상기 물이 수용성 유기용제를 함유하는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수용성 유기용제가 물보다 낮은 비점을 가지는 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 수용성 유기용제가, 알코올류 또는 케톤류가 주성분인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수용성 유기용제가 이소프로필알코올, 에틸알코올, 아세튼 중의 적어도 1종인 일렉트릿 가공품의 제조방법.
  18. 비도전성 섬유시트를 제조하는 제포수단과, 그 비도전성 섬유시트에 흡인노즐을 시트 폭방향으로 가로 지르게 접촉시키는 동시에, 그 접촉부분의 반대측의 시트면을 수면에 접촉 또는 침지시키며 또 그 흡인노즐로부터 물을 흡인하는 비도전성 섬유시트에 대한 물의 침투수단과, 그 비도전성 섬유시트를 건조시키는 건조수단을 연속배치한 구성으로 이루어지는 일렉트릿 가공품의 제조장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 흡인노즐의 흡인구가 슬릿상(狀)인 일렉트릿 가공품의 제조장치.
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