KR101385806B1 - 높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품 - Google Patents

높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품 Download PDF

Info

Publication number
KR101385806B1
KR101385806B1 KR1020077025356A KR20077025356A KR101385806B1 KR 101385806 B1 KR101385806 B1 KR 101385806B1 KR 1020077025356 A KR1020077025356 A KR 1020077025356A KR 20077025356 A KR20077025356 A KR 20077025356A KR 101385806 B1 KR101385806 B1 KR 101385806B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
web
electret
delete delete
article
ratio
Prior art date
Application number
KR1020077025356A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080012863A (ko
Inventor
제럴드 알. 스파르츠
세쓰 엠. 키르크
마빈 이. 존스
히아신쓰 엘. 카비빌
앨런 디. 로우쎄아우
스티븐 제이. 파추타
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20080012863A publication Critical patent/KR20080012863A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101385806B1 publication Critical patent/KR101385806B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/28—Plant or installations without electricity supply, e.g. using electrets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/02—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric
    • H01G7/021—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric
    • H01G7/023—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric of macromolecular compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/33—Gas mask canister
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/35—Respirators and register filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/39—Electrets separator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2164—Coating or impregnation specified as water repellent
    • Y10T442/2189—Fluorocarbon containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2221—Coating or impregnation is specified as water proof
    • Y10T442/2238—Fluorocarbon containing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명의 일렉트릿 물품은 전하가 그에 부여되고 CF3:CF2 비가 0.15 이상이며 플루오로포화비가 약 200을 초과하는 중합체성 물질을 포함한다. 일렉트릿 물품은 필터로서 사용하기에 적합한 중합체성 섬유의 다공성 웨브 형태일 수 있다. 본 발명의 일렉트릿 물품은 장시간의 기간 동안 고온에 노출시 대전 열화에 대한 저항력을 갖는다.
일렉트릿, 필터, 호흡 마스크, 불소, 전하, 플루오로포화비, 중합체

Description

높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품{Electret Article Having High Fluorosaturation Ratio}
본 발명은 CF3:CF2비가 0.15 이상이고 플루오로포화비(fluorosaturation ratio)가 약 200을 초과하는 중합체성 일렉트릿 물품에 관한 것이다. 본 발명의 일렉트릿 물품은 장시간의 기간 동안 고온에 노출시 대전 열화(charge degradation)에 대한 저항력을 갖는다.
일렉트릿 물품 - 즉, 적어도 반영구적인 전하(quasi-permanent electric charge)를 나타내는 유전체 물품 - 은 양호한 여과 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이 물품은 다양한 구성으로 형성되어 왔지만, 공기 여과의 목적인 경우에 이 물품은 통상 부직 중합체성 섬유질 웨브의 형태를 취한다. 이러한 제품의 예는 3M 컴퍼니(3M Company)에 의해 판매되는 필트레트(Filtrete™) 브랜드의 노 필터(furnace filter)이다. 부직 중합체성 일렉트릿 필터는 또한 개인용 호흡 보호 기구(personal respiratory protection device)에 사용된다 - 예컨대, 크론저(Kronzer) 등의 미국 특허 제5,307,796호, 브라운(Braun) 등의 미국 특허 제5,804,295호 및 레코우(Rekow) 등의 미국 특허 제6,216,693호 참조.
섬유/전기 입자 포격(fiber/electric particle bombardment)(큐빅(Kubik) 등의 미국 특허 제4,215,682호), 직류 "DC" 코로나 대전(corona charging)(반 턴하우트(van Turnhout)의 미국 재발행 특허 제30,782호와 제32,171호, 및 나카오(Nakao)의 미국 특허 제4,592,815호 참조), 하이드로대전(hydrocharging)(앤가지반드(Angadjivand) 등의 미국 특허 제5,496,507호, 제6,119,691호, 제6,375,886호 및 제6,783,574호, 에이츠만(Eitzman) 등의 미국 특허 제6,406,657호, 및 인슬리(Insley) 등의 미국 특허 제6,743,464호 참조), 극성 액체로의 노출에 의한 것(에이츠만 등의 미국 특허 제6,454,986호)을 비롯한 다양한 방법이 일렉트릿을 제조하는 데에 사용되어 왔다. 유전체 물품에 부여되는 전하는 입자 포착을 증대시키는 데에 효과적이다.
섬유질 구조 외에, 미세구조화(microstructured) 또는 미세채널화(microchanneled) 필터 매체가 여과 성능을 개선하기 위하여 대전되었다(예컨대, 인슬리 등의 미국 특허 제6,524,488호 참조).
사용되는 동안, 일렉트릿 필터에는 흔히 일렉트릿 필터의 여과 능력을 손상시키는 입자와 오염 물질이 적재된다. 액체 에어로졸, 예컨대 특히 유성(oily) 에어로졸에 의해 일렉트릿 필터가 그의 일렉트릿에 의해 증대된(electret-enhanced) 여과 효율을 잃게 될 수도 있다(허버티(Huberty)의 미국 특허 제6,627,563호 참조).
이러한 여과 효율 손실을 방지하기 위한 수많은 방법이 개발되어 왔다. 한 가지 방법은 부직 중합체성 웨브의 추가적인 층을 필터에 부가하는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 접근법은 일렉트릿 필터에 걸친 압력 강하를 증가시킬 수 있으며, 그 중량과 부피를 추가시킬 수 있다. 일렉트릿 필터가 개인용 호흡 보호 기구에 사용되는 경우, 이러한 단점은 특히 곤란할 수 있다. 예컨대, 증가된 압력 강하는 호흡 저항의 증가를 초래할 수 있어서, 호흡 기구를 착용하기에 더 불편하게 한다. 유성 미스트(oily-mist) 에어로졸에 대한 저항력을 개선하기 위한 다른 방법은 중합체성 섬유질 물품의 생성 중에 용융 가공가능한 플루오로케미칼 첨가제(fluorochemical additive), 예컨대 플루오로케미칼 옥사졸리디논(oxazolidinone), 플루오로케미칼 피페라진(piperazine) 또는 퍼플루오르화 알칸(perfluorinated alkane)을 중합체에 첨가하는 것을 포함한다 - 예컨대, 크레이터(Crater) 등의 미국 특허 제5,025,052호 및 제5,099,026호와, 존스(Jones) 등의 미국 특허 제5,411,576호 및 제5,472,481호 참조. 플루오로케미칼 물질은 용용 가공가능한데, 즉 이들은 일렉트릿 웨브 내에 섬유를 형성하기 위하여 사용되는 용용 가공 조건 하에서 실질적으로 열화되지 않는다 - 루소(Rousseau) 등의 미국 특허 제5,908,598호 또한 참조. 용용 가공 방법 외에, 플루오르화 일렉트릿은 또한 중합체성 물품을 불소 함유 화학종(fluorine-containing species)과 불활성 기체를 포함하는 분위기에 배치하고, 그 후 중합체성 물품 표면의 화학적 성질이 개질되도록 전기 방전을 인가함으로써 제조되었다. 전기 방전은 AC 코로나 방전과 같은 플라즈마의 형태일 수 있다. 플라즈마 플루오르화 공정에 의해 불소 원자가 중합체성 물품의 표면 상에 존재하게 된다. 플루오르화 중합체성 물품은, 예컨대 상기 언급된 하이드로대전 기술을 사용하여 대전될 수 있다. 플라즈마 플루오르화 공정 은 존스/라이온스(Lyons) 등의 다수의 미국 특허들, 즉 제6,397,458호, 제6,398,847호, 제6,409,806호, 제6,432,175호, 제6,562,112호, 제6,660,210호 및 제6,808,551호에 기술되어 있다. 플루오르화 기술을 개시하는 다른 공보는 미국 특허 제6,419,871호, 제6,238,466호, 제6,214,094호, 제6,213,122호, 제5,908,598호, 제4,557,945호, 제4,508,781호 및 제4,264,750호와, 미국 특허 공개 US 2003/0134515 A1호 및 US 2002/0174869 A1호와, 국제 출원 공개 WO 01/07144호를 포함한다.
플루오르화 일렉트릿이 많은 여과 용도에 적합할 수 있지만, 몇몇 필터는 제품 사양, 예컨대 군용 사양과 NIOSH 요건을 만족시키기 위하여 향상된 열 안정성(thermal stability)을 필요로 한다 - 문헌[NIOSH, Statement of Standard for Chemical, Biological, Radiological, and Nuclear (CBRN) Air-Purifying Escape Respirator, Attachment A, September 30, 2003]과 문헌[NIOSH, Statement of Standard for Chemical, Biological, Radiological, and Nuclear (CBRN) Full Facepiece Air Purifying Respirator (APR), Appendix A, April 4, 2003] 참조. 일렉트릿 필터 매체가 장기간 동안 고온에서 대전 열화에 대한 저항력을 가져야 하는 용도가 존재한다. 이하에서 설명되는 본 발명은 이러한 요구를 해결하며, 따라서 연장된 시간의 기간 동안 고온에 노출됨에도 불구하고 양호한 유성 미스트 여과 특성을 갖는 일렉트릿 물품을 제공한다.
발명의 개요
본 발명은 일렉트릿 전하가 그에 부여되고 CF3 대 CF2 비가 약 0.15 이상이며 플루오로포화비가 약 200을 초과하는 중합체성 물질을 포함하는 신규한 플루오르화 중합체성 물품을 제공한다. 본 발명은 중합체성 일렉트릿 물품 분야에서 지금까지 설명되거나 인식되지 못한 CF3 대 CF2 및 플루오로포화비들의 조합을 갖는다는 점에서 공지된 플루오르화 일렉트릿 물품과 구별된다. 본 발명자는 이러한 비들을 갖는 중합체성 일렉트릿 물품이 응력하의 열적 조건에서 개선된 여과 성능을 나타낼 수 있음을 밝혀내었다. 상기에 언급한 존스/라이온스 등의 특허에 설명된 일렉트릿 물품에서, CF3:CF2 비는 약 0.25 이상, 바람직하게는 약 0.45 이상, 더 바람직하게는 0.9를 초과하는 것으로 설명되어 있다. 그러나, 존스/라이온스 등의 특허는 플루오로포화비 및 대전 안정성과 관련하여 그러한 비가 가질 수 있는 임의의 이점에 대해서는 설명되어 있지 않다. 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체(플루오르화 에틸렌 프로필렌 또는 "FEP"로도 알려짐) 및 폴리테트라플루오로에틸렌("PTFE")이, 예컨대 트랜스듀서(transducer)에서 일렉트릿 물품으로서 사용되어 왔다. 문헌[G.M. Sessler, Electrets, v. 1, pp. 374-381 (1998)] 참조. FEP가 소정의 CF3 성분 - CF2 양에 대해 대략 0.11로 측정됨 - 을 갖지만, PTFE는 무시할 수 있는 CF3 양을 갖는다. 그러므로, 지금까지 제조된 어떤 제품도 본 발명의 CF3:CF2 비 및 플루오로포화비를 갖는 것으로 알려져 있지 않을 뿐만 아니라, 본 발명의 이러한 비들 및 열 안정성을 나타내는 임의의 알려진 일렉트릿 제 품도 존재하지 않는다.
일렉트릿 물품의 여과 성능은 통상 "특성 계수"(quality factor) 또는 "Q 값"으로 당업계에서 지칭되는 파라미터를 사용하여 특징지워진다. Q 값은 입자 침투율(particle penetration) 및 압력 강하 파라미터의 혼합으로서 여과 성능을 특징짓는다. 상기에 나타낸 바와 같이, 몇몇 필터는 여과 제품 사양을 만족시키기 위하여 향상된 열 안정성을 필요로 한다. 일렉트릿 필터 매체가 고온에서 대전 열화에 대한 저항력을 가져야 하는 용도가 존재한다. 출원인은 가속화 고온 노화에의 노출 후 본 발명의 일렉트릿 물품을 시험할 때 특별한 특성 계수 데이터가 유지될 수 있음을 설명한다. 구체적으로, 출원인은 100℃에서 9시간의 노화 후에 특별한 특성 계수가 달성될 수 있음을 보여주었다. 이러한 시험에 의한 Q 값은 "Q9"로 지칭된다. 본 발명자는 플루오로포화비가 약 200을 초과하는 상태에서 CF3 대 CF2 비가 0.15 이상인 일렉트릿 물품을 제공함으로써 증가된 열 안정성 - Q9 값에 의해 측정됨 - 이 달성될 수 있음을 밝혀내었다. 따라서, 본 발명의 일렉트릿 물품은 연장된 시간의 기간 동안 고온에서 "노화"됨에도 불구하고 양호한 여과 효율을 유지할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특징 또는 장점은 유사한 도면 부호가 유사한 부분을 나타내도록 사용되는 도면 및 발명의 상세한 설명에서 더욱 완전하게 도시되고 설명된다. 그러나, 도면 및 설명은 예시의 목적만을 가지며 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 읽혀져서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다.
용어
이하에 기술되는 용어는 다음과 같이 정의된 의미를 가질 것이다.
"에어로졸"은 고체 또는 액체 형태의 부유 입자를 포함하는 기체를 의미한다.
"불소의 원자 퍼센트"는 X-선 광전자 분광법(XPS)을 사용하여 불소의 표면 농도를 측정하는 방법(Method for Determining Surface Concentration of Fluorine Using X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS))에 따라 측정되는 불소의 양을 의미한다.
"오염 물질"은 일반적으로 입자인 것으로 간주되지 않을 수도 있지만 호흡에 유해할 수도 있는 입자 및/또는 다른 물질(예컨대, 유기 증기)을 의미한다.
"유전체"는 직류에 대해 비전도성인 것을 의미한다.
"일렉트릿"은 적어도 반영구적인 전하를 나타내는 유전체 물품을 의미한다.
"전하"는 대전 분리가 존재함을 의미한다.
"섬유질"은 섬유 및 가능하게는 다른 성분을 갖는다는 것을 의미한다.
"섬유질 일렉트릿 웨브"는 섬유를 포함하며 적어도 반영구적인 전하를 갖는 직조 또는 부직 웨브를 지칭한다.
"플루오르화"는 불소 원자를 물품의 표면 상에 배치하는 것을 의미한다.
"불소 함유 화학종"은, 예컨대 불소 원자, 불소 원소 및 불소 함유 라디칼을 비롯한, 불소 원자를 포함하는 분자 및 부분을 의미한다.
"비전도성"은 실온(22℃)에서 약 1014 ohmㆍ㎝ 를 초과하는 체적 저항을 갖는다는 것을 의미한다.
"부직"은 섬유 또는 기타 구조적 성분이 직조 이외의 방법에 의해 함께 유지되는 구조 또는 구조의 부분을 의미한다.
"지속 전하"는 일렉트릿 물품이 채용되는 제품의 적어도 통상적으로 수용되는 유효 수명 동안 전하가 일렉트릿 물품 내에 존재한다는 것을 의미한다.
"중합체"는 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열된 반복형의 결합된 분자 단위 또는 군을 포함하는 유기 물질을 의미한다.
"중합체성"은 중합체 및 가능하게는 다른 성분을 포함한다는 것을 의미한다.
"중합체성 섬유 형성 물질"은 중합체를 함유하거나, 또는 중합체를 생성할 수 있는 단량체를 함유하고, 가능하게는 다른 성분을 함유하며, 고형 섬유로 만들어질 수 있는 조성물을 의미한다.
"반영구적"은 유의하게 측정될 수 있기에 충분히 긴 시간의 기간 동안 주변 분위기 조건(22℃, 101,300 파스칼(Pa) 기압 및 50% 습도) 하에서 전하가 물품 내에 존재함을 의미한다.
"스테이플 섬유"(staple fiber)는 일반적으로 한정된 길이, 전형적으로는 약 2 센티미터 내지 약 25 센티미터로 절단되며, 전형적으로 섬유 직경이 15 마이크로미터 이상인 섬유를 지칭한다.
"표면 플루오르화"는 표면(예컨대, 중합체성 물품의 표면) 상에 불소 원자가 존재함을 의미한다.
"표면 개질된"은 표면에서의 화학 구조가 그 원래 상태로부터 변경되었음을 의미한다.
"열가소성 물질"(thermoplastic)은 뚜렷하게 화학적으로 변화되지 않고서 열에 노출될 때 연화되며 냉각될 때 다시 경화되는 중합체성 물질을 의미한다.
"웨브"는 3차원적으로보다 2차원으로 상당히 더 크며 공기 투과성인 구조를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일렉트릿 필터 매체를 사용할 수 있는 일회용 호흡 마스크(10)의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 호흡 마스크(10)의 본체(12)의 단면도.
도 3은 본 발명의 일렉트릿 필터 매체를 포함할 수 있는 필터 카트리지(28)를 구비한 호흡 마스크(24)의 사시도.
도 4는 본 발명의 여과 매체 어레이(40)의 사시도.
도 5는 C4F9-화학종이 강조된 플루오르화 BMF 웨브에 대한 ToF-SIMS 스펙트럼의 도면.
도 6은 실시예 1-8에 대한 플루오로포화비에 대해 그려진 Q9 값을 도시하는 챠트.
본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명함에 있어서, 명확함을 위하여 특정 용어가 사용된다. 그러나, 본 발명은 이와 같이 선택된 특정 용어로 제한하고자 하는 것은 아니며, 이와 같이 선택된 각각의 용어는 유사하게 작동하는 모든 기술적 등가물을 포함한다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 사용하기 적합한 웨브는 에어레이드(air laid) 공정, 웨트레이드(wet laid) 공정, 하이드로인탱글먼트(hydro-entanglement), 스펀본드(spun-bond) 공정, 및 멜트블로운(melt blown) 공정을 비롯한 다양한 기술로부터 제조될 수 있다 - 문헌[Van A. Wente, Superfine Thermoplastic Fibers, 48 Indus. Engn. Chem. 1342-46] 및 문헌[Report No. 4364 of the Naval Research Laboratories, published May 25, 1954, entitled Manufacture of Super Fine Organic Fibers by Van A. Wente et al.] 참조. 이들 기술의 조합을 사용하여 그리고 이러한 섬유들의 조합으로부터 제조된 웨브가 또한 사용될 수 있다. 미세섬유(microfiber), 특히 멜트블로운 미세섬유가 필터로서 사용되는 섬유질 웨브에 사용하기에 특히 적합하다. 이러한 문헌에 사용되는 바와 같이, "미세섬유"는 유효 직경이 약 25 마이크로미터 이하인 섬유(들)를 의미한다. 유효 섬유 직경은 문헌[Davies, C.N., The Separation of Airborne Dust and Particles, Inst. Mech. Engn., London Proc. 1B (1952)]의 방정식 번호 12를 사용하여 계산될 수 있다. 여과 용도의 경우, 미세섬유는 전형적으로 유효 섬유 직경이 20 마이크로미터 미만, 더 전형적으로는 약 1 내지 약 10 마이크로미터이다. 피브릴화 필름(fibrillated film)으로부터 제조된 섬유가 또한 사용될 수 있다 - 예컨대, 반 턴아우트(Van Turnout)의 미국 재발행 특허 제30,782호, 제32,171호, 미국 특허 제3,998,916호 및 제4,178,157호 참조.
스테이플 섬유는 또한 웨브 로프트(loft)를 개선하기 위하여, 즉 그 밀도를 감소시키기 위하여 미세섬유와 조합될 수 있다. 웨브 밀도를 감소시키는 것은 웨브에 걸친 압력 강하를 낮출 수 있으므로, 공기가 필터를 보다 쉽게 통과할 수 있게 한다. 더 낮은 압력 강하는 이에 의해 호흡 기구를 착용하기에 더욱 편안하게 하기 때문에 개인용 호흡 보호 기구에 있어 특히 바람직하다. 압력 강하가 더 낮은 경우, 필터를 통해 공기를 흡인하는 데에 더 적은 에너지를 필요로 한다. 그러므로, 음압(negative pressure) 마스크 - 즉, 필터를 통해 공기를 흡인하기 위하여 착용자의 폐로부터의 음압을 필요로 하는 호흡 기구 - 를 착용하는 호흡 기구 착용자는 여과된 공기를 호흡하기 위하여 그렇게 힘들게 노력할 필요는 없다. 더 낮은 에너지를 필요로 하는 것은 또한 전원형 여과 시스템(powered filtering system)에서 팬에 전력을 공급하는 것과 관련된 비용을 줄이고 전지 전원형 시스템인 경우에 전지의 사용 수명을 연장함에 있어서 유리할 수 있다. 전형적인 부직 섬유질 필터에서, 약 90 중량 퍼센트 이하, 더 전형적으로는 약 70 중량 퍼센트 이하의 스테이플 섬유가 존재한다. 전형적으로, 나머지 섬유는 미세섬유이다. 스테이플 섬유를 포함하는 웨브의 예는 하우저(Hauser)의 미국 특허 제4,118,531호에 개시되어 있다.
흡수 목적, 촉매 목적 및 기타 목적을 비롯한 다양한 목적을 위하여 활성 미립자(active particulate)가 또한 일렉트릿 웨브 내에 포함될 수 있다. 센쿠스(Senkus) 등의 미국 특허 제5,696,199호에는 적합할 수 있는 다양한 유형의 활성 미립자가 설명되어 있다. 수착(sorptive) 특성을 가진 활성 미립자 - 예컨대, 활성탄 또는 알루미나 - 가 여과 작업 동안 유기 증기를 제거하기 위하여 웨브 내에 포함될 수 있다. 활성 미립자는 웨브 내에서 약 95 부피 퍼센트까지의 양으로 존재할 수 있다. 입자가 적재된 부직 웨브의 예는, 예컨대 브라운의 미국 특허 제3,971,373호, 앤더슨(Anderson)의 제4,100,324호, 및 콜핀(Kolpin) 등의 제4,429,001호에 설명되어 있다.
일렉트릿 물품을 제조하는 데에 사용하기 적합할 수 있는 중합체는 열가소성 유기 비전도성 중합체를 포함한다. 이들 중합체는 일반적으로 다량의 포집 전하(trapped charge)를 보유할 수 있으며, 예컨대 멜트블로잉(melt-blowing) 장치 또는 스펀본딩(spun-bonding) 장치를 통해 섬유로 가공될 수 있다. "유기"라는 용어는 중합체의 골격이 탄소 원자를 포함하는 것을 의미한다. 바람직한 중합체는 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 하나 이상의 이들 중합체를 포함하는 블렌드 또는 공중합체, 및 이들 중합체의 조합을 포함한다. 다른 중합체는 폴리에틸렌, 다른 폴리올레핀, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 다른 폴리에스테르, 및 이들 중합체의 조합을 포함할 수 있으며, 선택적으로 다른 비전도성 중합체가 중합체성 섬유 형성 물질로서 또는 다른 일렉트릿 물품을 제조하기 위하여 사용될 수도 있다.
중합체성 일렉트릿 물품, 특히 섬유는 또한 압출되거나, 또는 아니면 다중 중합체 성분을 갖도록 형성될 수 있다 - 크루에거(Krueger) 및 다이루드(Dyrud)의 미국 특허 제4,729,371호와, 크루에거 및 메이어(Meyer)의 미국 특허 제4,795,668호 및 제4,547,420호 참조. 상이한 중합체 성분이, 예컨대 2성분 섬유를 생성하도록 섬유의 길이를 따라 종방향으로 또는 동심으로 배열될 수 있다. 섬유는 "거시적으로 균질한" 웨브, 즉 각각 동일한 주요 조성을 갖는 섬유들로부터 제조된 웨브를 형성하도록 배열될 수 있다.
섬유는 다른 적합한 첨가제와 함께 이들 중합체로부터 제조될 수 있다. 가능한 첨가제는 열적으로 안정한 유기 트라이아진 화합물 또는 올리고머이며, 이 화합물 또는 올리고머는 트라이아진 고리 내의 것 외에도 적어도 하나의 질소 원자를 포함한다 - 루소 등의 미국 특허 제6,268,495호, 제5,976,208호, 제5,968,635호, 제5,919,847호 및 제5,908,598호 참조. 분사수(jets of water)에 의해 대전되는 일렉트릿을 증대시키는 것으로 알려져 있는 다른 첨가제는 시바-가이기 코포레이션(Ciba-Geigy Corp.)으로부터 입수가능한 치마소브(Chimassorb™) 944 LF (폴리[[6-(1,1,3,3,-테트라메틸부틸) 아미노]-s-트라이아진-2,4-다이일][[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜) 이미노] 헥사메틸렌 [(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜) 이미노]])이다.
본 발명에 사용되는 섬유는 여과 용도에 적합한 섬유질 제품의 제조를 위하여 이오노머(ionomer) - 특히, 에틸렌과 아크릴산 또는 메타크릴산 또는 둘다의 금속 이온 중화된 공중합체 - 를 포함할 필요는 없다. 부직 섬유질 일렉트릿 웨브는 금속 이온으로 부분적으로 중화된 산성 기를 갖는 5 내지 25 중량 퍼센트의 (메트)아크릴산을 포함하지 않고 상기 설명한 중합체로부터 적합하게 제조될 수 있다.
첨가제를 포함하는 섬유는 중합체와 첨가제의 가열 용융 블렌드로의 성형 - 어닐링 및 대전 단계가 이어짐 - 후에 급냉되어 일렉트릿 물품을 생성할 수 있다. 이러한 방식으로 일렉트릿을 제조함으로써 물품에 증대된 여과 성능이 부여될 수 있다 - 루소 등의 미국 특허 제6,068,799호 참조. 일렉트릿 물품은 또한 적재 성능을 개선하기 위하여 낮은 수준의 추출가능한 탄화수소(3.0 중량% 미만)를 갖도록 제조될 수 있다 - 루소 등의 미국 특허 제6,776,951호 참조.
본 발명에 따른 일렉트릿 물품을 제조하는 데에 사용되는 중합체성 물질은 실온에서 체적 저항이 1014 ohmㆍcm 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 체적 저항은 약 1016 ohmㆍcm 이상이다. 중합체성 섬유 형성 물질의 저항은 표준 시험 ASTM D 257-93에 따라 측정될 수 있다. 멜트블로운 섬유와 같은 일렉트릿 물품을 제조하는 데에 사용되는 중합체성 섬유 형성 물질에는 또한 정전기 방지제와 같은 성분이 실질적으로 없어야 하는데, 이러한 정전기 방지제는 전기 전도성을 증가시키거나 또는 아니면 정전하를 수용 및 보유하는 일렉트릿 물품의 능력을 손상시킬 수 있다.
호흡 필터용의 부직 중합체성 섬유질 웨브를 포함하는 일렉트릿은 전형적으로 제곱미터당 약 2 내지 500 그램(g/㎡), 더 전형적으로는 약 20 내지 150 g/㎡ 범위의 "평량"(basis weight)을 갖는다. 평량은 필터 웨브의 단위면적당 질량이다. 이러한 부직 중합체성 섬유질 웨브의 두께는 전형적으로 약 0.25 내지 20 밀리미터(㎜), 더 바람직하게는 약 0.5 내지 2 ㎜이다. 다중 층의 섬유질 일렉트릿 웨브가 통상 필터 요소에 사용된다. 섬유질 일렉트릿 웨브의 고형성(solidity)은 전형적으로 약 1 내지 25, 더 전형적으로는 약 3 내지 10이다.
본 발명의 일렉트릿 물품은 적어도 착용자의 코와 입을 덮도록 되어 있는 여과 마스크의 필터로서 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조되는 대전된 부직 웨브를 포함하도록 구성될 수 있는 여과 안면 마스크(10)의 예를 도시한다. 대체로 컵 형태인 본체 부분(12)은 착용자의 코와 입 위로 맞춰지도록 되어 있다. 본체 부분(12)은 흡기(inhaled air)가 그를 통과할 수 있도록 다공성이다. 일렉트릿 필터 매체가 (전형적으로는 실질직으로 전체 표면적에 대하여) 마스크 본체(12) 내에 배치되어, 흡기로부터 오염 물질을 제거한다. 순응성 코 클립(conformable nose clip, 13)이 마스크 본체 상에 배치되어, 착용자의 코 위로의 꼭 맞는 맞춤을 유지하는 것을 도울 수 있다. 코 클립은 캐스티글리온(Castiglione)의 미국 의장 특허 제412,573호 및 미국 특허 제5,558,089호에 설명된 바와 같은 "M-형" 클립일 수 있다. 스트랩(strap) 또는 하니스(harness) 시스템(14)이 착용자의 안면 상에서 마스크 본체(12)를 지지하도록 제공될 수 있다. 2중 스트랩 시스템이 도 1에 도시되어 있지만, 하니스(14)는 하나의 스트랩(16)만을 채용할 수도 있으며, 다양한 다른 형상이 될 수도 있다 - 예컨대, 자푼티크(Japuntich) 등의 미국 특허 제4,827,924호, 세팔라(Seppalla) 등의 제5,237,986호 및 바이램(Byram)의 제5,464,010호 참조. 호기 밸브(exhalation valve)가 마스크 내부로부터의 호기를 신속하게 제거하도록 마스크 본체에 장착될 수 있다 - 자푼티크 등의 미국 특허 제5,325,892호, 제5,509,436호, 제6,843,248호 및 제6,854,463호 참조, 또한 바우어스(Bowers)의 미국 재발행 특허 제37,974호 참조.
도 2는 마스크 본체(12)의 단면의 예를 도시한다. 마스크 본체(12)는 도면 부호 18, 20 및 22로 나타낸 바와 같이 복수의 층을 구비할 수 있다. 일렉트릿 필터 매체는 다른 층, 예컨대 섬유들이 섬유 교차 지점에서 다른 섬유들에 결합될 수 있게 하는 외부 열가소성 성분을 갖는 2성분 섬유와 같은 열 결합 섬유로부터 제조되는 형상화 층(shaping layer)에 의해 지지될 수 있다. 층(18)은 외부 형상화 층일 수 있고, 층(20)은 여과 층일 수 있으며, 층(22)은 내부 형상화 층일 수 있다. 형상화 층(18, 22)은 여과 층(20)을 지지하여 마스크 본체(12)의 형상을 제공한다. "형상화 층"이라는 용어가 본 설명에서 사용되지만, 형상화 층은 또한 최외측 층인 경우에는 심지어 주 기능이 될 수도 있는 다른 기능, 예컨대 여과 층의 보호 및 기체 흐름의 예비 여과와 같은 기능을 갖는다. 또한, "층"이라는 용어가 사용되지만, 하나의 층은 실제로 원하는 두께 또는 중량을 얻도록 조립된 수개의 하위층을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시 형태에서, 단지 하나의, 일반적으로 내부의 형상화 층이 안면 마스크에 포함되지만, 형상화는 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 여과 층의 각각의 면 상에 하나씩 2개의 형상화 층이 사용되는 경우에 더욱 내구성 있고 편리하게 달성될 수 있다. 형상화 층의 예는 하기의 특허, 즉 버그(Berg)의 미국 특허 제4,536,440호, 다이루드 등의 제4,807,619호, 크론저 등의 제5,307,796호, 버지오(Burgio)의 제5,374,458호 및 스코브(Skov)의 제4,850,347호에 설명되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예시의 마스크 본체가 대체로 둥근 컵 형태의 형상을 갖지만, 마스크 본체는 다른 형상을 가질 수도 있다 - 예컨대, 자푼티크의 미국 특허 제4,883,547호 참조.
도 3은 본 발명의 일렉트릿 물품을 필터로서 사용할 수 있는 다른 호흡 기구(24)를 도시한다. 호흡 기구(24)는 필터 카트리지(28)가 그에 고정되는 탄성중합체 마스크 본체(26)를 포함한다. 마스크 본체(26)는 사람의 코와 입 위로 순응하여 맞춰지는 탄성중합체 안면 부분(30)을 전형적으로 포함한다. 필터 카트리지(28)는 오염 물질이 착용자에 의해 흡입되기 전에 이 오염 물질을 포착하기 위하여 본 발명의 일렉트릿 필터 매체를 포함할 수 있다. 필터 요소는 본 발명의 중합체성 일렉트릿 필터 물품 단독으로 또는 활성탄 베드(bed)와 같은 기체 필터와 함께 포함될 수 있다. 다공성 커버 또는 스크린(32)이 필터 요소의 외부 표면을 보호하기 위하여 필터 카트리지 상에 제공될 수 있다. 본 발명의 일렉트릿 필터 매체가 사용될 수 있는 다른 필터 카트리지의 예는, 예컨대 브로스트롬(Brostrom) 등의 미국 재발행 특허 제35,062호 또는 번즈(Burns) 및 레이첼(Reischel)의 미국 특허 제5,062,421호에 개시된 필터 카트리지와 같은 호흡 기구용 필터 카트리지로 개시되어 있다. 이들 특허에 도시된 바와 같이, 다중 필터 카트리지가 사용될 수도 있다. 카트리지는 또한 분리될 수 있고 교체될 수 있다. 또한, 본 발명의 필터 매체는 전원형 공기 정화 호흡 기구(powered air purifying respirator, PAPR)의 필터 카트리지에 사용될 수도 있다. PAPR의 예는 베네트(Bennett) 등의 미국 특허 제6,666,209호 및 쿡(Cook) 등의 제6,575,165호에 도시되어 있다. 또한, 본 발명의 필터 매체는 비상탈출용 보호구(escape hood)용 필터 카트리지에 사용될 수 있다 - 마틴슨(Martinson) 등의 미국 의장 특허 제480,476호, 및 레스닉(Resnick)의 미국 특허 제6,302,103호, 제6,371,116호, 제6,701,925호 참조.
도 4는 여과 매체 어레이(40)의 사시도를 도시한다. 어레이(40)의 구조는 어레이(40)의 제1 면(44) 상의 입구(43)를 형성하고 어레이(40)의 제2 면(48) 상의 출구(46)를 갖는 다중 유동 채널(42)을 포함할 수 있다. 유동 채널은 주름진 또는 미세구조화 층(50) 및 캡 층(cap layer, 52)에 의해 한정될 수 있다. 윤곽형성 층(50)은 하나 이상의 마루 또는 골에서 캡 층(52)에 결합될 수 있다. 구조화 부재와 평면형 부재의 다수의 층을 적층함으로써, 미세채널화 배열이 달성될 수 있다. 유동 채널은 큰 종횡비를 갖는 경향이 있으며, 필름 층들은 양호한 포착 효율을 가진 물품(40)을 제공하도록 대전되는 것이 바람직하다. 제1 면(44)으로부터 제2 면(48)으로의 어레이(40)에 걸친 압력 강하는 무시할 수 있다.
그러므로, 여과 목적으로 사용되는 비섬유질 일렉트릿 물품은 성형 필름, 미세구조화 표면 또는 다수의 미세구조화 채널의 형태를 취할 수 있다. 비섬유질 일렉트릿 물품의 예는 인슬리 등의 미국 특허 제6,752,889호, 인슬리 등의 제6,280,824호, 반 턴아우트의 제4,016,375호 및 러더포드(Rutherford)의 제2,204,705호에 개시되어 있다.
플루오르화( Fluorinating )
본 발명의 플루오르화 일렉트릿은 불소 함유 화학종을 화학 반응, 수착, 응축 또는 기타 적합한 방법에 의해 기체 상으로부터 물품으로 전달함으로써 제조될 수 있다. 중합체성 물품은 선택적으로 표면 개질 전기 방전의 존재 하에서 플루오르화되고, 이어서 물품의 대전에 의해 플루오르화 일렉트릿이 제조될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 물품은 먼저 대전되고, 그 후 플루오르화될 수 있다.
중합체성 물품의 표면은 불소 함유 화학종을 포함하는 분위기에 중합체성 물품을 노출시킴으로써 불소 원자를 포함하도록 개질될 수 있다. 플루오르화 공정은 대기압에서, 대기압 미만에서, 또는 "감압" 하에서 수행될 수 있다. 플루오르화 공정은 오염 물질이 물품의 표면으로의 불소 원자의 부가를 방해하지 않도록 조절된 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. "조절된"이라는 용어는 플루오르화가 일어나는 챔버 내의 분위기의 조성을 조절하는 능력을 장치가 갖는다는 것을 의미한다. 이 분위기에는 산소 및 기타 원하지 않는 성분이 실질적으로 없는 것이 바람직하다. 이 분위기는 전형적으로 1 부피% 미만, 바람직하게는 0.1 부피% 미만의 산소 또는 기타 원하지 않는 성분을 포함한다.
분위기 중에 존재하는 불소 함유 화학종은 실온에서 기체이거나, 가열될 때 기체가 되거나, 또는 증발될 수 있는 플루오르화 화합물로부터 유래할 수 있다. 불소 함유 화학종의 유용한 공급원의 예는 불소 원자, 불소 원소, 무기 플루오라이드, 예컨대 플루오르화황(예컨대, SF6), 플루오르화질소(예컨대, NF3), 및 PF3, BF3, SiF4와, 그 조합을 포함한다. 불소 함유 화학종의 분위기는 또한 불활성 희석 기체, 예컨대 영족 기체(noble gas)인 헬륨, 아르곤 등과 그 조합을 포함할 수 있다. 질소도 희석제로서 사용될 수 있다.
플루오르화 공정 동안 인가되는 전기 방전은 불소 함유 화학종 공급원의 존재 하에서 인가될 때 중합체성 물품 표면의 화학적 성질이 개질되도록 할 수 있다. 전기 방전은 플라즈마의 형태, 예컨대 글로우 방전(glow discharge) 플라즈마, 코로나 플라즈마, 사일런트 방전(silent discharge) 플라즈마(유전체 장벽 방전 플라즈마(dielectric barrier discharge plasma) 및 교류("AC") 코로나 방전으로도 지칭됨), 및 하이브리드(hybrid) 플라즈마, 예컨대 대기압에서의 글로우 방전 플라즈마와, 의사 글로우 방전(pseudo glow discharge)일 수 있다 - 존스/라이온스 등의 미국 특허 제6,808,551호, 제6,660,210호, 제6,562,112호, 제6,432,175호, 제6,409,806호, 제6,398,847호 및 제6,397,458호 참조. 바람직하게는, 플라즈마는 감압에서의 AC 플라즈마이다. "감압"은 700 Pa 미만, 바람직하게는 140 Pa 미만의 압력을 의미한다. 유용한 표면 개질 전기 방전 공정의 예는 스트로벨(Strobel) 등의 미국 특허 제5,244,780호, 제4,828,871호 및 제4,844,979호에 설명되어 있다.
다른 플루오르화 공정은 불소 원소에 대하여 불활성인 액체 내로 중합체성 물품을 침지시키고 액체를 통해 불소 원소 기체를 버블링(bubbling)하여 표면 플루오르화 물품을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 불소에 대하여 불활성인 유용한 액체의 예는 퍼할로겐화(perhalogenated) 액체, 예를 들면 퍼플루오르화 액체, 예컨대 퍼포먼스 플루이드(Performance Fluid) PF 5052(3M 컴퍼니로부터 구매가능함)를 포함한다. 액체를 통해 버블링되는 불소 원소 함유 기체는 불활성 기체, 예컨대 질소, 아르곤, 헬륨 및 그 조합을 포함할 수 있다.
주어진 유동률에서 Q9 값이 커질수록, 고온 저장 후의 일렉트릿의 여과 성능이 더 양호해진다. 바람직한 일렉트릿은 Q9 값이 약 1.4/㎜H2O 이상, 바람직하게는 약 1.5㎜/H2O 이상, 더 바람직하게는 약 2.0/㎜H2O 이상이다. Q9 값은 이하에 기술되는 시험에 따라 측정될 수 있다. 더 높은 열 안정성에 또한 대응하는 더 큰 열 자극 방전 전류(thermally stimulated discharge current, TSDC) 값이 본 발명에 의해 달성될 수 있다. 폴리프로필렌을 포함하는 바람직한 일렉트릿은 TSDC 피크 값이 130℃ 초과, 더 바람직하게는 140℃ 초과이다.
불소 표면 농도는 X-선 광전자 분광법 또는 XPS로도 알려진 화학 분석용 전자 분광법(electron spectroscopy for chemical analysis, ESCA)을 사용하여 확인할 수 있다. 본 발명의 일렉트릿 물품의 표면은 XPS에 의해 분석된 때 불소의 원자%가 약 45 내지 60로 나타난다. XPS는 시편의 최외측 표면(즉, 대략 30 내지 100 Å)의 원소 조성을 분석한다. 본 발명의 물품 상의 CF3 대 CF2의 비는 약 0.15 이상, 바람직하게는 약 0.2 이상, 더 바람직하게는 약 0.3 이상이다. 상한으로서, CF3:CF2 비는 전형적으로 약 0.7 또는 0.6 미만이다. CF3 대 CF2의 비는 이하에 설명되는 x선 광전자 분광법(XPS) 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
일렉트릿은 또한 일렉트릿의 표면에서의 플루오로포화비(FSR)가 약 200 초과, 바람직하게는 약 250 초과이며, 약 300을 초과할 수도 있다. 플루오로포화비(FSR)는 샘플의 불소의 원자 퍼센트를 그의 포화/불포화 비로 나눔으로써 측정될 수 있다. 불소의 원자 퍼센트 및 포화/불포화 비는 이하에 설명되는 ToF-SIMS 절차와 XPS를 사용하여 측정될 수 있다. 더 양호한 Q9 값은 일반적으로 더 높은 플루오로포화비에서 달성되며(도 6 참조), 따라서 FSR이 커질수록 더 양호한 고온 유성 미스트 성능이 달성된다. 350 또는 심지어 500만큼 큰 FSR 값이 달성될 수 있다.
본 발명의 플루오로포화비를 달성하기 위하여, 일렉트릿 물품은 약 4 파스칼보다 낮은 압력으로 소기시키고(evacuated) 원하는 작동 압력을 달성하도록 펌핑률을 조절하면서 의도된 플루오르화 분위기의 연속적인 공급물로 재충전되는 시스템에서 제조(플루오르화)된다. 본 발명자는 AC 전원 방전을 사용하여 감압 하에서 플루오르화 단계를 수행하는 것이 편리하다는 것을 밝혀내었다.
전하의 부여(Imparting Electrical Charge)
일렉트릿 전하는 다양한 방법을 사용하여 중합체성 물품에 부여될 수 있다. 중합체성 물질은 큐빅 등의 미국 특허 제4,215,682호에 교시된 바와 같이 다이 오리피스(die orifice)로부터 압출된 때 전기 입자로 포격될(bombarded) 수 있다. 대안적으로, 반 턴하우트의 미국 재발행 특허 제30,782호, 제31,285호 및 제32,171호, 워즈워쓰(Wadsworth) 등의 미국 특허 제4,375,718호 및 제5,401,446호, 클라세(Klasse) 등의 미국 특허 제4,588,537호, 및 나카오의 미국 특허 제4,592,815호에 설명된 바와 같이 DC 코로나 대전이 사용되어 왔다. 중합체성 물품은 또한 물 또는 극성 액체와 접촉함으로써 대전될 수 있다. 물의 사용을 통한 대전 - 즉, 하이드로대전 - 을 설명하는 문헌은 앤가지반드 등의 미국 특허 제5,496,507호, 제6119,691호, 제6,375,886호 및 제6,783,574호, 에이츠만 등의 미국 특허 제6,406,657호, 및 인슬리 등의 미국 특허 제6,743,464호를 포함한다. 일렉트릿 물품은 또한 에이츠만 등의 미국 특허 제6,454,986호에 교시된 바와 같이 물 이외의 극성 액체에 노출시킴으로써 대전될 수 있다. 하이드로대전은 취급이 용이하고 환경 친화적인 용이하게 입수가능한 물질을 사용하기 때문에 섬유에 전하를 부여하기 위한 하나의 바람직한 방법이다. 하이드로대전은 또한 본 발명과 함께 사용될 때 보다 큰 Q9 값을 제공한다. 대전 공정은 물품의 하나 이상의 표면에 적용될 수 있다.
하이드로대전 방법은 양전하와 음전하가 웨브 전체에 무작위로 분산되도록 양전하와 음전하 둘다를 섬유 상에 부착시킨다. 무작위 전하 분산은 비분극된 웨브(unpolarized web)를 생성하는 경향을 갖는다. 따라서, 물과 같은 극성 액체에 의해 대전됨으로써 생성되는 부직 섬유질 일렉트릿 웨브는 웨브의 평면에 수직한 평면에서 실질적으로 비분극될 수 있다. 이러한 방식으로 대전된 섬유는 이상적으로는 앤가지반드 등의 미국 특허 제6,119,691호의 도 5C에 도시된 전하 배열을 나타낸다. 섬유질 웨브가 또한 코로나 대전 작업을 거치는 경우, 그것은 이 특허의 도 5B에 도시된 배열과 유사한 전하 배열을 나타낼 것이다. 하이드로대전만을 사용하여 대전된 섬유로부터 형성된 웨브는 전형적으로 웨브의 부피 전체에 비분극된 포집 전하를 가질 것이다. "실질적으로 비분극된 포집 전하"라는 것은 열 자극 방전 전류(TSDC) 분석을 사용하여 분모가 전극 표면적인 1 μC/㎡ 미만의 검출가능한 방전 전류를 나타내는 섬유질 일렉트릿 웨브를 지칭한다. 이러한 전하 배열은 웨브가 TSDC를 받게 함으로써 나타날 수 있다. 유용한 하이드로대전 공정의 일례는 웨브에 여과 증대 일렉트릿 전하를 부여하기에 충분한 기간 동안 소정의 압력에서 분사수 또는 수적 흐름(stream of water droplets)을 물품 상으로 충돌시키고, 그 후 물품을 건조시키는 것을 포함한다 - 앤가지반드 등의 미국 특허 제5,496,507호 참조. 물품에 부여되는 여과 증대 일렉트릿 전하를 최적화하는 데에 필요한 압력은 사용되는 분무기의 유형, 물품이 형성되는 중합체의 유형, 중합체로의 첨가제의 유형과 농도, 및 물품의 두께와 밀도에 따라 달라질 것이다. 약 69 내지 약 3450 kPa(10 내지 500 psi) 범위의 압력이 적합할 수 있다. 분사수 또는 수적 흐름은 임의의 적합한 분무 장치에 의해 제공될 수 있다. 유용한 분무 장치의 일례는 섬유를 수압에 의해 얽히게(hydraulically entangling) 하도록 사용되는 장치이다.
본 명세서에 설명된 방법에 의해 형성된 플루오르화 일렉트릿은, 예를 들어 전기-음향 장치, 예컨대 마이크, 헤드폰 및 스피커, 유체 필터, 먼지 입자 조절 장치, 예컨대 고전압 정전기 발생기, 정전기 레코더, 호흡 기구(예컨대, 예비필터, 캐니스터 및 교체가능한 카트리지), 가열, 통기, 공기 조절 및 안면 마스크에서의 정전기 요소로서 사용하기에 적합하다.
X-선 광전자 분광법( XPS )을 사용하여 불소의 표면 농도 및 CF 3 : CF 2 를 측정하는 방법
X-선 광전자 분광법(XPS)은 프로브(probe)로서 연 x-선(soft x-ray)(Al Kα, 1486.6 eV)의 비임을 사용하는 표면 분석 기술이다. 운동 에너지 및 세기에 의해 특징지워지는 광전자를 발생시키기 위하여 x-선을 물질에 조사한다. 광전자의 운동 에너지는 원소 및 그 화학적 상태에 대한 정량적인 정보를 제공할 수 있다. XPS는 샘플 표면 최외측의 약 30 내지 100 Å을 검사한다. 이는 대략 0.1 원자%까지의 검출 하한을 가지면서 본질적으로 수소와 헬륨을 제외한 모든 원소에 대해 민감하다.
크라토스 액시스 울트라 분광계(Kratos Axis Ultra Spectrometer)(영국 맨체스터 소재의 크라토스 애널리티컬(Kratos Analytical))를 사용하여 샘플 물질에 대해 XPS 측정을 수행하였으며, 이 분광계에는 단색성(monochromatic) Al Kα x-선 여기원(excitation source) 및 구형 거울 분석기(spherical mirror analyzer)가 장착되었다. 분광계는 168 와트(W)(14 kV, 12 mA)이거나 또는 대략 그 정도인 X-선 출력을 가졌다. 샘플 표면에 대해 측정된 모든 기록된 스펙트럼에 대한 광전자 이륙각(take-off angle)은 90도였다. 크라토스 시스템은 대략 800 마이크로미터(㎛) × 600 ㎛의 샘플링 면적을 갖는다. 분석 중에 진공 시스템의 압력은 7.0 ×10-6 파스칼(Pa) 이하였다.
XPS 방법을 사용함으로써, 샘플 물질로부터 광역 주사 개관 결과(wide scan survey)를 얻었다. 광역 주사 개관 스펙트럼은 물질의 표면 상에 존재하는 원소의 특징인 광전자 피크를 포함한다. 표면 조성(원자%)은 장비의 원자 감도 계수(atomic sensitivity factor)를 고려하기 위하여 선형 배경 공제 및 보정(linear background subtractions and corrections)된 상태로 코어-수준 광전자 피크의 상대 면적으로부터 유도된다. 폴리(테트라플루오로에틸렌)(PTFE) 샘플의 분석에 의해 크라토스 분광계의 성능을 검증하였는데, 이는 불소의 원자%(APF)는 67이고 탄소의 원자%는 33인 실험값을 나타내었다. 이들 값은 PTFE의 이론적인 화학양론적 값(stoichiometry)과 우수하게 일치한다.
탄소 1s(C 1s)의 협역 주사 스펙트럼을 또한 얻었다. C 1s 스펙트럼은 존재하는 탄소 결합 작용기의 특정 유형에 관한 화학적 정보를 제공한다. 탄소 1s 엔벨로프(envelope)는 수개의 피크 성분으로 구성되며, 이는 비작용화된 탄소 및 불소 원자(들)에 결합된 탄소로부터의 피크들을 포함한다. 비작용화된 탄소 성분을 285.0 eV에 두는 통상의 규정을 사용하여 절연 샘플의 대전을 보정하였다. 대전 보정 후, 294 eV 부근의 피크가 -CF3 피크인 것으로 생각되었으며, 한편 292 eV 부근에 중심을 둔 피크가 -CF2- 작용기의 것으로 생각되었다. 이들 피크 할당은 문헌에 잘 기술되어 있다.
탄소 1s 스펙트럼의 분석은 각각의 스펙트럼이 곡선 적합 절차(curve fitting procedure)를 사용하여 처리될 것을 필요로 한다. 여기서, 곡선 적합 절차는 크라토스 애널리티컬로부터의 비젼 데이터 소프트웨어 패키지(Vision Data Software Package)를 사용하여 수행하였다. 모든 곡선 적합에 대해 사용되는 피크 형상은 가우스형(Gaussian)(70%)-로렌츠형(Lorentzian)(30%) 피크 형상 모델, GL(30)이다. 탄소 1s 엔벨로프를 6개 성분으로 분해하였다. 여기서 보고된 CF3/CF2 값은 GL(30) 곡선에 의해 적합된 -CF3 및 -CF2- 피크로부터의 계산된 면적들의 비이다.
개관 및 탄소 1s 스펙트럼을 얻기 위하여 사용된 전형적인 개관 및 탄소 1s 장비 설정이 이하의 표 1에 주어져 있다.
Figure 112007078557137-pct00001
ToF - SIMS 를 사용하여 포화/불포화 비를 측정하는 방법
비행 시간형 2차 이온 질량 분광법(Time-of-flight secondary ion mass spectrometry, ToF-SIMS)은 표면 분석 기술이며, 여기서 킬로볼트 에너지 이온(1차 이온)의 펄스형 비임이 시편을 포격하도록 사용되어 그 표면의 스퍼터링(sputtering)을 야기한다. 스퍼터링 중에, 중성 및 이온화 원자 및 분자 화학종이 표면으로부터 방출된다. 이온화된 화학종은 포격 1차 이온으로부터 이를 구별하기 위하여 "2차 이온"으로 지칭된다. 한 극성의 2차 이온은 전기장 내에서 질량 분광계로 가속되며, 여기서 이들은 비행 튜브를 통해 주행하여 검출 및 계수(counting) 시스템에 도착한다. 동시에 샘플 표면으로부터 벗어나 동일한 가속 전압을 받는 단편(fragment)의 결과로서, 더 가벼운 단편은 더 무거운 단편에 앞서 검출 시스템에 도착한다. 단편의 "비행 시간"은 그 질량의 제곱근에 비례하며, 따라서 상이한 질량이 비행 중에 분리되어 개별적으로 검출될 수 있다. 분석에서 측정되는 양은 단편 상의 전하량에 의해 나눈 단편 질량(m/z)이다.
15 킬로볼트(keV) Ga+ 1차 이온 비임이 400 ㎛ x 400 ㎛의 샘플 타켓 면적 위로 래스터되는(rastered) 피지컬 일렉트로닉스 트리프트 I (Physical Electronics Trift I) 장비(미네소타주 에덴 프레리 소재)를 사용하여 ToF-SIMS 분석을 샘플에 대해 수행하였다. ToF-SIMS는 물질의 최외측 10 내지 20 Å에 대한 화학적 정보를 제공하며, 양이온 및 음이온 모드 둘다에서 플루오로카본 이온의 스펙트럼을 생성하고, 1000 원자 질량 단위(u) 및 그 초과의 질량으로 확장된다. C₃F8-플루오르화 웨브의 음이온 스펙트럼의 분석은 플루오로카본 이온이 완전 포화에서 고도 불포화까지의 범위의 특유의 올리고머 시리즈로 분리될 수 있음을 나타내었다. 더욱 주요한 시리즈는 하기와 같다:
CnF2n +1 -, 여기서 n = 1, 2, .... 완전 포화 시리즈 (예: C4F9 -, C8F17 -)
CnF2n -1 -, 여기서 n = 3, 4, .... 불포화 시리즈 (예: C4F7 - , C8F15 -)
CnF2n -3 -, 여기서 n = 6, 7, .... 불포화 시리즈 (예: C7F11 -, C8F13 -)
CnF2n -5 -, 여기서 n = 8, 9, .... 고도 불포화 시리즈 (예: C8F11 -, C10F15 -)
일반적으로, 이들 이온 시리즈는 각각 더 큰 질량에서 감소하는 경향을 갖는 세기 분포를 나타낸다. 불포화 이온 시리즈는 주로 직접적인 샘플 플루오르화를 나타내며, 한편 n = 3 초과의 불포화 이온 시리즈는 샘플 상에 침착된 고도 분지형 플루오로중합체 코팅을 나타낸다.
포화/불포화 비(SUR)는 하기 방정식을 사용하여 계산한다:
Figure 112007078557137-pct00002
(무차원)
여기서:
Figure 112007078557137-pct00003
포화 이온 계수치(count)
Figure 112007078557137-pct00004
불포화 이온 계수치
"CxFy"의 값은 이하의 표 2에서 지정된 스펙트럼 위치에서 주어진 구조에 대한 이온의 계수치이다.
Figure 112007078557137-pct00005
스펙트럼 유형의 예시로서, 도 5는 플루오르화 폴리프로필렌 블로운 미세섬유(BMF)에 대한 ToF-SIMS 스펙트럼, 더 구체적으로는 C4F9 - 이온 화학종에 대한 스펙트럼 기록을 도시한다. 이 선도들은 219의 m/z에서의 C4F9 - 이온을 중심으로 한 점진적인 확대도를 제공한다. 하부 선도에서 나타난 바와 같이, m/z 218.329와 m/z 219.953 사이로 한정된 범위에서 C4F9 - 화학종에 대한 이온 계수치는 1520이었다. 이는 포화/불포화 비(SUR)의 계산에 사용되는 계수치 값이 될 것이다. 이러한 방식으로, 포화 및 불포화 화학종에 대한 계수치를 주어진 실시예에 대한 SUR 계산으로의 입력값으로 하였다.
플루오로포화비(Fluorosaturation Ratio)
플루오로포화비(FSR)는 샘플의 불소의 원자%(APF)를 그의 포화/불포화 비(SUR)로 나눔으로써 측정된 계산값이며, 다음과 같이 주어진다:
Figure 112007078557137-pct00006
열 자극 방전 전류( Thermally Stimulated Discharge Current , TSDC )
코네티컷주 스탬포드 소재의 써몰드 파트너스, 엘.피.(TherMold Partners, L.P.)로부터 입수가능한 열 분석 장비인, 피봇 전극을 구비한 솔로맷(Solomat) TSC/RMA 모델 91000을 사용하여 열 자극 방전 전류(TSDC) 연구를 수행하였다. 이전에는 실질적으로 비분극된 포집 전하를 분극하도록 시험 샘플을 먼저 DC 코로나 대전에 노출시킴으로써 제조하였다. DC 코로나 대전은 일련의 수평으로 배열된 4개의 대전 바아(bar)(펜실베이니아주 햇필드 소재의 심코 컴퍼니(Simco Company)로부터 상표명 "CHARGEMASTER PINNER ARC RESISTANT CHARGING BAR"로 입수됨)를 사용하여 주변 조건 하에서 수행하였다. 대전 바아는 바아 1과 2, 2와 3, 및 3과 4 사이의 중심간 거리가 각각 7.6 ㎝, 8.3 ㎝, 및 9.5 ㎝이 되도록 이격시켰다. 각각의 대전 바아는 대응하는 접지 금속 플레이트 위로 3.5 ㎝에 위치시켰다. (접지 금속 플레이트에 대해) + 29 킬로볼트의 전압을 각각의 대전 바아에 인가하였다. 샘플을 대전 바아와 금속 플레이트 사이로 통과하는 이동(2.54 cm/sec) 연속 벨트(미네소타주 미네아폴리스 소재의 라이트 웨이트 벨팅 코포레이션(Light Weight Belting Corporation)으로부터 입수되는 부품 번호 8882802A) 상에 배치하여 벨트가 금속 플레이트와의 접속을 유지하도록 함으로써 샘플을 대전하였다.
TSDC를 측정하기 위하여, 코로나 처리 웨브 샘플을 솔로맷 TSC/RMA 시험 장비의 전극들 사이에 배치하였다. 솔로맷 장비에서, 방전시 온도를 기록하기 위하여 샘플에 인접하지만 접촉하지는 않도록 온도계를 배치하였다. 웨브 샘플을 광학적으로 조밀하게(optically dense) 하였는데, 즉 샘플 웨브를 통해 가시적인 구멍은 존재하지 않았다. 샘플은 또한 솔로맷 장비의 상부 접촉 전극을 완전하게 덮기에 충분히 크게 하였다. 전극에 대한 양호한 전기 접촉을 보장하기 위하여, 웨브 샘플의 두께를 약 10의 계수만큼 압축하였다. 샘플을 장비에 고정한 상태에서, 약 110 kPa의 압력에서 헬륨을 사용하여 공기를 샘플 챔버로부터 제거하였다. 챔버를 약 5℃의 온도로 냉각시키기 위하여 액체 질소 냉각을 사용하였다.
시험 절차 중에, 전기장을 끈 상태(field off)에서 샘플을 5분 동안 5ㅀCㅇ 로 유지한 다음, 방전 전류를 측정하면서 5℃/min으로 가열하였다. 선택된 피크의 각각의 측면 상의 최소치들 사이에 기준선을 그리고 피크 아래의 면적을 적분함으로써, 각각의 TSDC 스펙트럼 피크로부터 전하 밀도를 계산할 수 있다. 피크 최대치는 방전 전류가 최대값으로 얻어지는 온도로서 정의된다.
열 안정성 특성 계수( Thermal Stability Quality Factor , Q9 )
샘플을 먼저 100℃에서 9시간 동안 오븐 내에서 조절함으로써 시험 샘플에 대한 열 안정성 특성 계수(Q9)를 측정하였다. 조절된 샘플을 냉각시키고 입자 침투율을 시험하였다. Q9는 시험 샘플을 통해 여과될 때의 다이옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate, DOP)의 작은 입자들의 입자 침투율의 측정에 기초하여 계산되는 값이다. 입자 침투율은 미네소타주 세인트 폴 소재의 티에스아이 인크.(TSI Inc.)로부터의 자동 필터 시험기인 서티테스트(CertiTest)를 사용하여 측정하였다. 장비의 유동률은 42.5 리터/분(L/min)으로 설정하였는데, 이는 초당 6.9 센티미터(㎝/sec)의 면속도(face velocity)에 해당한다. 시스템의 입자 중화기(particle neutralizer)는 턴오프하였다. 전자 압력계를 사용하여 6.9 ㎝/sec의 챌린지 면속도(challenge face velocity)에서 샘플에 걸친 압력 강하를 측정하였다. 압력 강하는 밀리미터 물(㎜H2O) 단위로 보고하였다. DOP 침투율 및 압력 강하는 하기 공식 하에서 DOP 침투율의 자연 로그(ln)로부터 Q9를 계산하는 데에 사용된다.
Figure 112007078557137-pct00007
더 큰 Q9 값은 가열 조절 후 여과 성능이 더 양호함을 나타낸다. 더 작은 Q9는 가열 노출시 감소된 여과 성능과 사실상 상호관련된다.
유효 섬유 직경( Effective Fiber Diameter )
문헌[Davies, C. N., The Separation of Airborne Dust and Particles, Institution of Mechanical Engineers, London, Proceedings 1B, 1952]에 설명된 방법에 따라 방정식 번호 12 및 32 L/min의 공기 유동률을 사용하여 웨브 샘플의 평균 유효 섬유 직경(EFD)을 마이크로미터 단위로 계산하였다.
웨브 고형성( Web Solidity )
웨브의 벌크 밀도를 웨브를 구성하는 물질의 밀도로 나눔으로써 웨브 고형성을 측정하였다. 벌크 밀도는 그 두께로 나눈 웨브의 평량(그 표면적에 대한 웨브 중량의 비)이다. 웨브의 기지 면적(known area)의 중량 및 두께를 측정함으로써 웨브의 벌크 밀도를 측정하였다. 웨브 샘플을 평평한 지지부 상에 배치한 다음 플레이트(9.81 ㎝ 직경, 230 g)를 298 파스칼의 적재 압력(loading pressure)에서 샘플 상으로 하강시킴으로써 웨브의 두께를 측정하였다. 샘플이 적재된 상태에서, 플레이트와 평평한 지지부 사이의 거리를 측정하였다. 웨브 샘플 중량을 샘플 면적으로 나눔으로써 제곱센티미터당 그램(g/㎠) 단위로 보고되는 시편의 평량(BW)이 주어졌다. 웨브 평량을 그 두께로 나눔으로써 벌크 밀도를 측정하였으며, 세제곱센티미터당 그램(g/㎤) 단위로 보고되었다. 웨브 벌크 밀도를 웨브가 제조되는 물질의 밀도로 나눔으로써 웨브 고형성(S)을 측정하였다. 중합체 또는 중합체 성분의 밀도는 공급자가 물질 밀도를 명시하지 않은 경우 표준 방법으로 측정할 수 있다. 고형성(S)은 주어진 시편의 퍼센트 고체 함량의 무차원 분율로 보고되며, 하기와 같이 계산된다:
Figure 112007078557137-pct00008
하기의 실시예들은 단지 본 발명의 특징, 장점 및 기타 상세 사항을 추가로 설명하기 위하여 선택되었다. 그러나, 이 실시예들이 이와 같은 목적을 갖지만, 사용된 특정 성분과 양 및 기타 조건과 상세 사항은 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 해석되지 않아야 한다는 것을 명확히 이해하여야 한다.
주요 웨브 제조, 플라즈마 처리, 및 일렉트릿 대전 절차
실시예에 사용된 블로운 미세섬유(BMF) 웨브는 폴리프로필렌(텍사스주 휴스턴 소재의 토탈 페트로케미컬즈 유에스에이, 인크.(Total Petrochemicals USA, Inc.)로부터 입수가능한 피나(Fina) EOD 97-13 폴리프로필렌 수지)로부터 제조하였으며, 유효 섬유 직경이 대략 7.5 ㎛이고, 평량이 62 g/㎡이며, 웨브 고형성은 6%였다. 웨브는 문헌[Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers, Industrial Eng. Chemistry, Vol. 48, pp. 1342-1346]에 개괄적으로 설명된 바에 따라 제조하였다.
BMF 웨브는 플라즈마 처리 방법 A 또는 B로 나타낸 2가지 방법 중 하나를 사용하여 플라즈마 처리하였다. 이들 방법은 하기에 설명된다.
플라즈마 처리 방법 A
플라즈마 처리 방법 "A"를 사용하여 처리하는 웨브를 챔버 내에서 1.3 ㎝로 이격된 2개의 전극 플레이트 사이에 배치하였다. 플레이트의 활성 전극 표면적은 대략 900 ㎠이었다. 시편이 정위치에 있는 상태에서, 챔버를 밀봉하여 대략 3 파스칼(Pa) 이하의 압력으로 소기시켰다. 소기 후, 기체 혼합물을 지정된 유동률에서 플라즈마 전극들 사이의 간극 내로 도입하였다. 챔버 압력을 67 Pa로 유지하였 다. 그 후, 플라즈마를 유지하기 위하여 자동 매칭 네트워크(automatic matching network)를 통해 결합된 RF 발생기(13.56 MHz)(RF- 50 및 AMN-20-K, 뉴저지주 부르히스 소재의 RF 플라즈마 프로덕츠, 인크.(RF Plasma Products, Inc.))를 사용하여 챔버 내의 전극에 전력을 공급하였다. 원하는 플라즈마 노출 에너지를 달성하기 위하여 지정된 시간 동안 웨브를 플라즈마에 노출시켰다. 처리 챔버 내의 기체 분자의 체류 시간은 샘플의 제곱센티미터당 67 Pa의 압력 및 분당 0.024 표준 세제곱센티미터의 유량에 대하여 약 50 내지 60 밀리초로 추정하였다. 웨브의 양 면을 이러한 방식으로 처리하였다.
플라즈마 처리 방법 B
플라즈마 처리 방법 "B"를 사용하여 처리하는 웨브를 지정된 총 플라즈마 에너지에서 24.7 Pa의 불소 함유 화학종 기체로 충전된 진공 챔버 내에서 AC 플라즈마를 사용하여 지정된 시간 동안 웨브 이송 공정으로 플라즈마 처리하였다. 처리 챔버 내의 분자 체류 시간은 샘플 면적의 제곱센티미터당 67 Pa의 압력 및 분당 0.024 표준 세제곱센티미터의 유량에 대하여 약 120 초로 추정하였다. 원하는 작동 압력으로 조절하기 위하여 펌핑률을 조정하였다. 웨브 이송 시스템에 의해 기판의 양 면에 플라즈마가 가해지도록 하는 형상을 갖는 일 세트의 드럼 전극들 사이의 간극을 통해 시편을 이동시켰다. 각각의 면을 동일한 지속 기간 동안 처리하였다. 드럼 전극은 기판이 그를 통해 주행하는 간극이 형성된 동심의 6061-알루미늄 플레이트로 둘러싸인 6061-알루미늄 드럼으로 구성하였다. 플라즈마를 유지하기 위하여 자동 매칭 네트워크를 통해 결합된 RF 발생기(13.56 MHz)(RF-50 및 AMN- 20-K, 뉴저지주 부르히스 소재의 RF 플라즈마 프로덕츠, 인크.)를 사용하여 전력을 인가하였다. 물을 재순환시켜 두 세트의 전극 모두를 23℃로 냉각하였다.
플라즈마 처리 후, 앤가지반드 등의 미국 특허 제5,496,507호에 개괄적으로 설명된 방식으로 웨브를 일렉트릿 대전시켰다. 이하에 하이드로대전 방법 A 또는 B로 나타낸 2가지 방법 중 하나를 사용하여 웨브를 대전시켰다.
하이드로대전 방법 A
하이드로대전 방법 "A"를 사용하여 처리하는 웨브를 반대편 웨브 면에 진공이 인가된 동안 하나의 웨브 면에 약 6x106 ohm-㎝의 저항을 가진 탈이온수를 전달하는 분무 헤드 아래로 통과시켰다. 일리노이주 위튼 소재의 스프레잉 시스템즈(Spraying Systems)로부터 입수가능한 티제트(Teejet) 모델 95015 분무 헤드를 사용하여 웨브로 물을 전달하였다. 분무 헤드들을 10 ㎝ 이격시키고 웨브로부터 10.5 ㎝ 멀리 배치하였고 689 kPa의 압력에서 작동시켰다. 웨브의 제곱미터당 약 0.87 리터 물의 비율로 물을 분무하였다. 개방 메쉬 캐리어 벨트(open mesh carrier belt) 아래에서 분무 헤드 반대편에 위치된 슬롯(약 0.6 cm 폭)에 대기압보다 8.7 kPa 낮은 진공이 인가된 상태에서 15 ㎝/sec의 속도로 웨브를 분무 헤드 아래로 통과시켰다. 두 웨브 면 모두를 이러한 방식으로 처리하였다. 웨브를 약 38초 동안 71℃ 오븐 내에서 건조하였다.
하이드로대전 방법 B
하이드로대전 방법 "B"를 사용하여 처리하는 웨브를 약 2x106 ohm-㎝의 저항 을 갖는 증류수를 사용하여 대전하였다. 웨브가 2개의 분무 헤드(유형 티제트(Teejet) 9501, 일리노이주 위튼 소재의 스프레잉 시스템즈)를 지나 다공성 벨트 상에서 5.1 ㎝/sec의 속도로 이송되는 동안 물을 웨브 상으로 분무하였다. 분무 헤드는 758 kPa의 압력에서 작동시켰고, 그 분무 패턴이 웨브 주행 방향과 수직하도록 배향하였다. 분무 헤드들을 10 ㎝ 이격시키고 벨트로부터 10 ㎝ 멀리 위치시켰다. 데이톤 일렉트릭 웨트 드라이 배큠(Dayton Electric wet dry vacuum), 모델 2Z974B(일리노이주 시카고 소재의 데이톤 일렉트릭(Dayton Electric))에 부착된 25 ㎝ 길이 및 0.5 ㎝ 폭의 진공 슬롯을 분무 헤드 반대편에서 이송 벨트 아래에 배치하였다. 웨브의 두 면 모두를 설명한 방식으로 처리하였다. 물 처리에 이어, 웨브를 대략 16시간 동안 주변 조건에서 건조하였다.
실시예 1, 2, 3 및 4
"주요 웨브 제조 및 처리" 단락에서 설명한 바와 같은 BMF 웨브를 다양한 조성의 플라즈마를 채용하여 플라즈마 처리 방법 B를 사용하여 제조하였다. 플라즈마 처리 웨브를 하이드로대전 방법 A를 사용하여 일렉트릿 대전하였다. 샘플 제조 조건 - 불소 함유 화학종 기체, 불소 화학종 혼합 비, 노출 시간, 총 플라즈마 에너지 및 가스 유동률 포함 - 이 표 4에 주어지며, 불소의 원자%(APF), 포화/불포화 비(SUR), 플루오로포화비(FSR) 및 열 안정성 특성 계수(Q9) 결과에 해당하는 값이 표 5에 주어져 있다.
실시예 5, 6, 7, 8
"주요 웨브 제조 및 처리" 단락에서 설명한 바와 같은 BMF 웨브를 5 부피% F2 및 95 부피% He의 기체 혼합물 조성의 플라즈마를 채용하여 플라즈마 처리 방법 A 및 하이드로대전 방법 B를 사용하여 제조하였다. 지정된 지속 시간 후, 챔버로의 전력 공급을 중단하고 정화하여 샘플을 제거하였다. 그 후, 제1 단계에서 처리한 면을 아래로 하여 전력이 공급되는 플레이트 상에 배치한 상태로 샘플을 챔버 내에 다시 배치하였다. 공정을 반복한다.
샘플 제조 조건 - 불소 함유 화학종 기체, 불소 화학종 혼합 비, 총 노출 시간 및 총 플라즈마 에너지 포함 - 이 표 4에 주어지며, 불소의 원자%(APF), 포화/불포화 비(SUR), 플루오로포화비(FSR) 및 열 안정성 특성 계수(Q9) 결과에 해당하는 값이 표 5에 주어져 있다.
비교 실시예 1c, 2c, 3c, 4c, 5c, 6c, 7c, 8c 및 9c
"주요 웨브 제조 및 처리" 단락에서 설명한 바와 같은 BMF 웨브를 플라즈마 처리 방법 B 및 하이드로대전 방법 A 하에서 다양한 기체 불소 함유 화학종을 사용하여 제조하였다. 샘플 제조 조건 - 불소 함유 화학종 기체, 노출 시간 및 총 플라즈마 에너지 포함 - 이 표 4에 주어지며, 불소의 원자%(APF), 포화/불포화 비(SUR), 플루오로포화비(FSR) 및 열 안정성 특성 계수(Q9) 결과에 해당하는 값이 표 5에 주어져 있다.
비교 실시예 10c, 11c, 12c, 13c
비교 실시예 10c 내지 13c는 미국 특허 제6,397,548호(존스 등)로부터 직접 가져오며, 비교 실시예와 상호관련된 이 특허의 실시예가 표 3에 기술되어 있다. 모든 이들 웨브를 순수한 헬륨 내에서 희석된 불소 함유 기체의 인용된 농도로 대기압에서 플루오르화하였다. 샘플 제조 조건 - 불소 함유 화학종 기체, 노출 시간 및 총 플라즈마 에너지 포함 - 이 표 4에 주어져 있다. 적용가능한 불소의 원자%(APF), 포화/불포화 비(SUR), 플루오로포화비(FSR) 및 열 안정성 특성 계수(Q9) 결과에 대한 값을 표 5에 나타낸다.
Figure 112007078557137-pct00009
Figure 112007078557137-pct00010
Figure 112007078557137-pct00011
표 5에 주어진 Q9 여과 결과로부터 명확한 바와 같이, 더 큰 FSR 값을 갖는 본 발명의 플루오르화 필터 웨브는 상당히 열적으로 안정한 여과의 개선을 달성한다. 200 이상의 플루오로포화비(FSR)를 갖는 웨브는 200 미만의 FSR 값을 가진 웨브에 비해 개선된 열 안정성 특성 계수(Q9) 수준을 달성한다.
도 6은 실시예 1-8에 대한 FSR 데이터의 선도이며, FSR 값이 더 커질수록 Q9 값이 증가하는 전체적인 경향을 나타낸다.
또한, 더 큰 TSDC 피크 값을 갖는 본 발명의 플루오르화 필터 웨브는 더 작은 TSDC 값을 갖는 웨브보다 높은 열 안정성을 나타낸다. 표 5에 도시된 바와 같이, 130℃ 미만의 TSDC 피크 값을 갖는 웨브에 비해 개선된 열 안정성 특성 계수(Q9) 수준을 나타낸다.
열적으로 안정한 일렉트릿 물품을 달성하기 위한 방법을 또한 설명하는 출원은 본 출원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 헤테로원자 및 낮은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품(Electret Article Having Heteroatoms and Low Fluorosaturation Ratio)(대리인 사건 번호 59338US002)인 출원이다.
본 발명은 그 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경을 취할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 바에 의해 제한되는 것이 아니라, 하기의 청구의 범위 및 이의 임의의 등가물에 기술된 범위에 의해 좌우되어야 한다.
본 발명은 또한 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소의 부재 시에도 적합하게 실시될 수 있다.
배경기술 단락에 인용된 것을 비롯하여 상기 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에서 참조로 포함된다.

Claims (29)

  1. 부여된 전하를 갖고, CF3 대 CF2 비가 0.15 이상이며, 플루오로포화비가 200을 초과하는 중합체성 물질을 포함하는 일렉트릿 물품.
  2. 제1항에 있어서, 중합체성 물질은 비전도성이며, 일렉트릿 물품은 지속 전하를 나타내는 일렉트릿 물품.
  3. 제2항에 있어서, 중합체성 물질은 유효 섬유 직경이 1 내지 20 마이크로미터인 멜트블로운 미세섬유의 부직 웨브 형태인 일렉트릿 물품.
  4. 제3항의 일렉트릿 물품을 구비하는 필터 요소를 포함하는 여과 안면 마스크.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
KR1020077025356A 2005-05-02 2006-04-27 높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품 KR101385806B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/119,877 US7244291B2 (en) 2005-05-02 2005-05-02 Electret article having high fluorosaturation ratio
US11/119,877 2005-05-02
PCT/US2006/016198 WO2006119004A2 (en) 2005-05-02 2006-04-27 Electret article having high fluorosaturation ratio

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080012863A KR20080012863A (ko) 2008-02-12
KR101385806B1 true KR101385806B1 (ko) 2014-04-16

Family

ID=37177852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077025356A KR101385806B1 (ko) 2005-05-02 2006-04-27 높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7244291B2 (ko)
EP (1) EP1877476B1 (ko)
JP (1) JP4944100B2 (ko)
KR (1) KR101385806B1 (ko)
CN (1) CN101443396B (ko)
AT (1) ATE521661T1 (ko)
AU (1) AU2006242504B2 (ko)
BR (1) BRPI0612348A2 (ko)
PL (1) PL1877476T3 (ko)
RU (1) RU2362626C1 (ko)
WO (1) WO2006119004A2 (ko)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7244291B2 (en) * 2005-05-02 2007-07-17 3M Innovative Properties Company Electret article having high fluorosaturation ratio
US7244292B2 (en) * 2005-05-02 2007-07-17 3M Innovative Properties Company Electret article having heteroatoms and low fluorosaturation ratio
JP4783707B2 (ja) * 2006-10-04 2011-09-28 クラレクラフレックス株式会社 マスク用フィルタ
US7951229B2 (en) * 2007-09-11 2011-05-31 Columbus Industries, Inc. Air filter formed from slit and expanded layers of electrostatically enhanced material
PT2222908E (pt) * 2007-12-06 2013-03-28 3M Innovative Properties Co Tecidos de eletretos com aditivos que intensificam as cargas
US7765698B2 (en) * 2008-06-02 2010-08-03 3M Innovative Properties Company Method of making electret articles based on zeta potential
US20110137082A1 (en) * 2008-06-02 2011-06-09 Li Fuming B Charge-enhancing additives for electrets
KR101577089B1 (ko) * 2008-06-02 2015-12-11 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 전하 증대 첨가제를 갖는 일렉트릿 웨브
US8021996B2 (en) 2008-12-23 2011-09-20 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nonwoven web and filter media containing partially split multicomponent fibers
WO2010114742A2 (en) 2009-04-03 2010-10-07 3M Innovative Properties Company Electret webs with charge-enhancing additives
US20100252047A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Kirk Seth M Remote fluorination of fibrous filter webs
PL2414576T3 (pl) 2009-04-03 2017-05-31 3M Innovative Properties Company Środki wspomagające przetwarzanie dla wstęg, w tym wstęg elektretowych
KR20120047229A (ko) * 2009-06-12 2012-05-11 클라르코르 에어 필트레이션 프로덕츠, 인크. 멤브레인 프리 필터를 갖는 공기 냉각 시스템 및/또는 필터용 인티그럴 프레이밍
US8162153B2 (en) 2009-07-02 2012-04-24 3M Innovative Properties Company High loft spunbonded web
US8967147B2 (en) 2009-12-30 2015-03-03 3M Innovative Properties Company Filtering face-piece respirator having an auxetic mesh in the mask body
US20120017911A1 (en) 2010-07-26 2012-01-26 3M Innovative Properties Company Filtering face-piece respirator having foam shaping layer
RU2478005C1 (ru) * 2011-12-16 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ) Фильтрующий материал
US9149749B2 (en) 2012-11-13 2015-10-06 Hollingsworth & Vose Company Pre-coalescing multi-layered filter media
US11090590B2 (en) 2012-11-13 2021-08-17 Hollingsworth & Vose Company Pre-coalescing multi-layered filter media
US9149748B2 (en) 2012-11-13 2015-10-06 Hollingsworth & Vose Company Multi-layered filter media
EP2938420B1 (en) 2012-12-28 2018-03-07 3M Innovative Properties Company Electret webs with charge-enhancing additives
CN103223214B (zh) * 2013-03-15 2015-07-22 暨南大学 一种正压送风半开放式净化空气头盔面罩
ES2638777T3 (es) 2013-04-19 2017-10-24 3M Innovative Properties Company Bandas de electret con aditivos potenciadores de la carga
US10213716B2 (en) 2014-04-04 2019-02-26 Toyobo Co., Ltd. Electret
US10195542B2 (en) 2014-05-15 2019-02-05 Hollingsworth & Vose Company Surface modified filter media
US10399024B2 (en) 2014-05-15 2019-09-03 Hollingsworth & Vose Company Surface modified filter media
ES2674802T3 (es) 2014-06-23 2018-07-04 3M Innovative Properties Company Bandas de electret con aditivos potenciadores de la carga
US10828587B2 (en) 2015-04-17 2020-11-10 Hollingsworth & Vose Company Stable filter media including nanofibers
BR112018000412A2 (pt) 2015-07-07 2018-09-11 3M Innovative Properties Co benzotriazol fenóis substituídos
EP3320038A1 (en) 2015-07-07 2018-05-16 3M Innovative Properties Company Polymeric matrices with ionic additives
BR112018000381A2 (pt) 2015-07-07 2018-09-11 3M Innovative Properties Company sais de fenolato de benzotriazol substituído e composições antioxidantes formadas a partir dos mesmos
RU2673299C1 (ru) 2015-07-07 2018-11-23 3М Инновейтив Пропертиз Компани Электретные полотна с добавками, способствующими накоплению заряда
CN108136298B (zh) 2015-10-02 2020-08-28 东洋纺株式会社 驻极体和驻极体滤材
WO2017110299A1 (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 東レ株式会社 エレクトレット繊維シート
WO2017135458A1 (ja) * 2016-02-04 2017-08-10 積水化学工業株式会社 エレクトレットシート
US10625196B2 (en) 2016-05-31 2020-04-21 Hollingsworth & Vose Company Coalescing filter media
JP2018062722A (ja) * 2016-10-14 2018-04-19 東洋紡株式会社 エレクトレット材料およびそれを用いたフィルター、並びにエレクトレット材料の製造方法
JP7076718B2 (ja) 2017-01-05 2022-05-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 帯電強化添加剤を含むエレクトレットウェブ
US11077394B2 (en) 2017-02-21 2021-08-03 Hollingsworth & Vose Company Electret-containing filter media
US10814261B2 (en) 2017-02-21 2020-10-27 Hollingsworth & Vose Company Electret-containing filter media
TWI672346B (zh) * 2017-11-30 2019-09-21 財團法人紡織產業綜合研究所 濾材
FR3077995B1 (fr) 2018-02-20 2020-02-14 Gilson Sas Procede de fluoration d'un filtre d'embout de pipette, embout de pipette, son procede de fabrication et pipette associes
EP4045167A1 (en) 2019-10-16 2022-08-24 3M Innovative Properties Company Dual-function melt additives
CN114555691B (zh) 2019-10-16 2023-11-28 3M创新有限公司 取代的苯并咪唑熔体添加剂
EP4069898B1 (en) 2019-12-03 2023-06-21 3M Innovative Properties Company Thiolate salt melt additives
WO2021111290A1 (en) 2019-12-03 2021-06-10 3M Innovative Properties Company Aromatic-heterocyclic ring melt additives
CN115427622B (zh) 2020-01-27 2023-09-15 3M创新有限公司 取代的硫醇盐熔体添加剂
US11982031B2 (en) 2020-01-27 2024-05-14 3M Innovative Properties Company Substituted thiol melt additives
EP4118385A4 (en) 2020-03-13 2024-04-24 Henley, Julian ELECTRO-IONIC DEVICES FOR IMPROVED PROTECTION AGAINST AIR-SUSPENDED BIOPATHOGENS
US12017232B2 (en) 2020-03-13 2024-06-25 Julian HENLEY Electro-ionic mask devices for improved protection from airborne biopathogens
EP4176116A1 (en) 2020-08-11 2023-05-10 3M Innovative Properties Company Electret webs with benzoate salt charge-enhancing additives
US20230311038A1 (en) 2020-08-11 2023-10-05 3M Innovative Properties Company Electret webs with carboxylic acid or carboxylate salt charge-enhancing additives
US20230390678A1 (en) 2020-11-02 2023-12-07 3M Innovative Properties Company Core-sheath fibers, nonwoven fibrous web, and filtering articles including the same
US20240009606A1 (en) 2020-12-18 2024-01-11 3M Innovative Properties Company Electrets comprising a substituted cyclotriphosphazene compound and articles therefrom
CN114920971B (zh) * 2022-05-17 2023-06-27 爱芯环保科技（厦门）股份有限公司 Pvdf复合石墨烯的动态驻极滤芯

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010053339A (ko) * 1998-07-02 2001-06-25 캐롤린 에이. 베이츠 불소화된 엘렉트릿

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL160303C (nl) * 1974-03-25 1979-10-15 Verto Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een vezelfilter.
US4215682A (en) * 1978-02-06 1980-08-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Melt-blown fibrous electrets
US4264750A (en) * 1979-08-01 1981-04-28 Massachusetts Institute Of Technology Process for fluorinating polymers
US4557945A (en) * 1982-06-07 1985-12-10 Toshiharu Yagi Process for fluorination by inorganic fluorides in glow discharge
US4508781A (en) * 1982-06-07 1985-04-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Fluorination by inorganic fluorides in glow discharge
JPS60168511A (ja) * 1984-02-10 1985-09-02 Japan Vilene Co Ltd エレクトレツトフイルタの製造方法
JPS61133239A (ja) * 1984-12-03 1986-06-20 Sachiko Okazaki フツ素含有表面薄層を有する成形品
US5025052A (en) * 1986-09-12 1991-06-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fluorochemical oxazolidinones
US5099026A (en) * 1986-09-12 1992-03-24 Crater Davis H Fluorochemical oxazolidinones
JPH01232038A (ja) * 1988-03-11 1989-09-18 Kuraray Co Ltd エレクトレット化高分子シート状物及びその製造方法
AU669420B2 (en) * 1993-03-26 1996-06-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Oily mist resistant electret filter media
KR100336012B1 (ko) * 1993-08-17 2002-10-11 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 일렉트릿필터매체를하전시키는방법
US5908598A (en) * 1995-08-14 1999-06-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fibrous webs having enhanced electret properties
US6524488B1 (en) * 1998-06-18 2003-02-25 3M Innovative Properties Company Method of filtering certain particles from a fluid using a depth loading filtration media
US6213122B1 (en) * 1997-10-01 2001-04-10 3M Innovative Properties Company Electret fibers and filter webs having a low level of extractable hydrocarbons
US6238466B1 (en) * 1997-10-01 2001-05-29 3M Innovative Properties Company Electret articles and filters with increased oily mist resistance
EP1202789A2 (en) 1999-07-21 2002-05-08 HOLLINGSWORTH & VOSE COMPANY Plasma treated electret filter media
US6454986B1 (en) * 1999-10-08 2002-09-24 3M Innovative Properties Company Method of making a fibrous electret web using a nonaqueous polar liquid
US6375886B1 (en) * 1999-10-08 2002-04-23 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for making a nonwoven fibrous electret web from free-fiber and polar liquid
US6406657B1 (en) * 1999-10-08 2002-06-18 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for making a fibrous electret web using a wetting liquid and an aqueous polar liquid
US6743464B1 (en) * 2000-04-13 2004-06-01 3M Innovative Properties Company Method of making electrets through vapor condensation
US6419871B1 (en) 2000-05-25 2002-07-16 Transweb, Llc. Plasma treatment of filter media
US6802315B2 (en) * 2001-03-21 2004-10-12 Hollingsorth & Vose Company Vapor deposition treated electret filter media
US20030054716A1 (en) * 2001-09-07 2003-03-20 3M Innovative Properties Company Method of making an electret
US7887889B2 (en) * 2001-12-14 2011-02-15 3M Innovative Properties Company Plasma fluorination treatment of porous materials
US7226789B2 (en) 2001-12-17 2007-06-05 Unication Technolofies, Llc Method of applying non-linear dynamics to control a gas-phase polyethylene reactor operability
US6827764B2 (en) * 2002-07-25 2004-12-07 3M Innovative Properties Company Molded filter element that contains thermally bonded staple fibers and electrically-charged microfibers
US7244291B2 (en) * 2005-05-02 2007-07-17 3M Innovative Properties Company Electret article having high fluorosaturation ratio
US7244292B2 (en) * 2005-05-02 2007-07-17 3M Innovative Properties Company Electret article having heteroatoms and low fluorosaturation ratio

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010053339A (ko) * 1998-07-02 2001-06-25 캐롤린 에이. 베이츠 불소화된 엘렉트릿

Also Published As

Publication number Publication date
EP1877476B1 (en) 2011-08-24
RU2362626C1 (ru) 2009-07-27
CN101443396A (zh) 2009-05-27
EP1877476A2 (en) 2008-01-16
ATE521661T1 (de) 2011-09-15
CN101443396B (zh) 2013-02-27
WO2006119004A2 (en) 2006-11-09
PL1877476T3 (pl) 2012-01-31
BRPI0612348A2 (pt) 2010-11-03
KR20080012863A (ko) 2008-02-12
JP2008540856A (ja) 2008-11-20
US7244291B2 (en) 2007-07-17
AU2006242504A1 (en) 2006-11-09
WO2006119004A3 (en) 2007-01-11
US20060243138A1 (en) 2006-11-02
AU2006242504B2 (en) 2011-11-03
WO2006119004A8 (en) 2009-01-15
JP4944100B2 (ja) 2012-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101385806B1 (ko) 높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품
KR101391483B1 (ko) 헤테로원자 및 낮은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품
US10464001B2 (en) Remote fluorination of fibrous filter webs
US6953544B2 (en) Method of making a respirator that has a fluorinated electret

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170317

Year of fee payment: 4