KR20020093039A

KR20020093039A - 증기 응축을 통한 엘렉트릿의 제조 방법

Info

Publication number: KR20020093039A
Application number: KR1020027013720A
Authority: KR
Inventors: 토마스 아이. 인슬리; 란달 엘. 크놀
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-08-15
Publication date: 2002-12-12
Also published as: PL366151A1; RU2260866C2; KR100715382B1; JP4584527B2; MXPA02010025A; EP1273018A1; AU2000269086B2; AU6908600A; CN1288681C; WO2001080257A1; CA2401620A1; DE60026326T2; BR0017208A; ATE319175T1; DE60026326D1; US6743464B1; JP2004510062A; EP1273018B1; CN1452775A

Abstract

엘렉트릿의 제조 방법은 조절된 환경을 갖는 대기로부터 증기를 유전 제품 상에 응축시킨 다음 제품을 건조시켜 응축물을 제거하는 것을 포함한다.

Description

증기 응축을 통한 엘렉트릿의 제조 방법 {Method of Making Electrets Through Vapor Condensation}

본 발명은 증기를 유전 제품 상에 응축시킨 후 건조시켜 엘렉트릿 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

엘렉트릿은 영속적인 전하를 나타내는 유전 제품이다. 이러한 독특한 특성은 엘렉트릿이 공기, 로 및 호흡 필터, 얼굴 마스크, 및 전기 음향 장치, 예를 들면 마이크로폰, 헤드폰, 및 정전 기록기를 포함하는 각종 분야에 사용될 수 있도록 한다. 엘렉트릿의 대전 성질은 공기 중에 떠도는 먼지, 오물, 및 섬유와 같은 입자들을 끌어당겨 보유할 수 있는 제품의 능력을 향상시킨다.

엘렉트릿을 제조하기 위한 각종 방법들이 개발되었다. 이들 방법으로는 접촉 대전, 열 충전, 전하-증착, 액체 접촉 충전, 및 제품의 표면 상에 수 젯의 충돌을 들 수 있다. 이들 방법의 예가 하기하는 문헌에 기재되어 있다: P.W. Chudleigh,Mechanism of Charge Transfer to a Polymer Surface by a Conducting Liquid Contact, 21 APPL. PHYS. LETT., 547-48(1972년 12월 1일); P.W. Chudleigh,Charging of Polymer Foils Using Liquid Contacts, 47 J. APPL. PHYS., 4475-83(1976년 10월); 큐빅(Kubic) 및 데이비스(davis)의 미국 특허 제4,215,682호; 클라아세(Klaase) 등의 미국 특허 제4,588,537호; 반 턴하우트(vanTurnhout)의 미국 특허 제30,782호, 제31,285호 및 제32,171호; 브라운(Brown)의 미국 특허 제4,798,850호; 쿠팔(Coufal) 등의 미국 특허 제5,280,406호; 및 앙가지밴드(Angadjivand) 등의 미국 특허 제5,496,507호.

<발명의 요약>

본 발명은 증기를 유전 제품 상에 응축시킨 후 건조시키는 것을 포함하는 엘렉트릿의 새로운 제조 방법을 제공한다.

한 면에서, 본 발명은 조절된 환경을 갖는 대기로부터 증기를 비전도성 고분자 재료를 포함하는 제품 상에 응축시키는 단계, 및 제품을 건조시켜 응축물을 제거하는 단계를 적합하게는 포함할 수 있거나, 또는 반드시 이들 단계로 이루어진 엘렉트릿의 제조 방법을 특징으로 한다. 다른 면에서, 본 발명은 본 발명의 방법에 따라 제조된 엘렉트릿을 포함하는 필터 또는 호흡 마스크를 특징으로 한다.

본 방법은 부직 섬유 웹과 같은 다공성 재료로부터 엘렉트릿을 제조하는데 특히 유용하다. 이 방법은 웹 중의 개별 섬유가 적어도 준-영구적인 전하를 나타낼 수 있도록 할 수 있다. 이 방법은 중합체 제품의 물리적 구조를 변화시키지 않고서 엘렉트릿을 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다. 즉, 이 과정은 제품의 개별 섬유 또는 벌크 구조를 손상, 예를 들면 파괴 또는 침식시키지 않고서, 또는 다공성 섬유 웹을 과도하게 압축시키지 않고서 사용될 수 있다. 이 방법은 또한 예를 들면 윤곽을 이룬 형태, 다층 제품, 납작한 제품 및 이들의 혼합물을 포함하는 다양한 형태 및 구조를 갖는 제품을 충전시키는데 적합할 수 있다. 본 발명의 방법은 또한 제품을 충전시키는데 액체가 적게 사용될 수 있다는 점에서 유리하다.비록 엘렉트릿 제품이 본 발명에서 응축물을 이용한 포화를 통해 제조될 수 있지만, 본 발명은 엘렉트릿이 완전한 포화없이 제조될 수 있도록 하고, 따라서 엘렉트릿을 충전시키는데 보다 적은 양의 액체가 사용될 수 있게 한다.

또한, 이 방법에 사용된 액체는 환경 오염물질이 아니고, 용이하게 입수할 수 있으며, 비교적 저렴한 비용을 갖는 물일 수 있다.

용어풀이

본 발명을 참고할 때, 이들 용어는 하기 기재하는 의미를 갖는다:

"대기"는 기체 매체를 의미하고;

"응축물"은 응축으로부터 발생되는 생성물을 의미하고;

"응축"은 다른 보다 치밀한 형태로 변화시키는 것, 예를 들면 기체 또는 증기를 액체로 환원시키는 것을 의미하고;

"조절된 환경"은 그의 부피, 압력, 온도 또는 이들의 조합이 소정의 방식으로 조절되고 및(또는) 변화될 수 있는 주위를 의미하고;

"유전체"는 전기장이 전하의 순 흐름(net flow)을 야기시키지 않고 단지 전하의 치환을 발생시키는 재료를 의미하고;

"건조"는 제품의 표면으로부터 응축물을 제거하는 것을 의미하고;

"엘렉트릿"은 적어도 준-영구적인 전하를 나타내는 유전체를 의미하고;

"비전도성"은 10¹⁴오옴-cm보다 큰 체적 저항율을 갖는 것을 의미하고;

"지속적인 전하"는 엘렉트릿이 사용된 장치의 적어도 일반적으로 수용되는유효 수명 동안에 전하가 제품 내에 존재하는 것을 의미하고;

"고분자"는 중합체 및 가능하게는 다른 성분을 함유하는 것을 의미하고;

"준-영구적인"은 전하가 표준 대기 조건(22 ℃, 101,300 파스칼 기압, 및 50% 습도) 하에서 상당하게 측정가능할 수 있을 정도로 오랜 기간 동안 웹 중에 존재하는 것을 의미하고; 및

"증기"는 액체로부터 응축될 수 있는 분자를 함유하는, 공기와 같은 기체계를 의미한다.

엘렉트릿은 본 발명에 따라, 예를 들면 제품을 조절된 환경 중에 두고, 제품을 둘러싸는 대기가 증기로 포화되도록 환경의 적어도 한 특성을 변화시키고, 증기가 제품 상에 응축되도록 환경의 동일하거나 또는 상이한 특성을 변화시킨 다음, 제품을 건조시킴으로써 제조될 수 있다. 증기를 응축시키도록 변화될 수 있는 환경의 특성으로는 압력, 부피, 및 온도를 들 수 있다.

한 실시태양에서, 엘렉트릿은 대기 및 액체를 포함하는 조절된 환경 중에서 대기의 압력을 변화시켜 제조할 수 있다. 제품은 조절된 환경 내 액체 중에 침수된다. 비록 침수되지만, 제품 주위에는 기체, 증기 또는 이들의 혼합물의 대기가 있다. 틈새 공간을 포함하는 제품의 경우, 대기는 간극 전체에 걸쳐 스며든다. 이 방법은 대기 상의 압력(P)을 액체의 적어도 일부분이 대기 중으로 증발되도록 하여 대기 중에 존재하는 증기를 증가시키도록, 예를 들면 압력 P1로 감소시키는 것을 추가로 포함한다. 압력은 액체의 증기압인 압력 P2로 추가로 감소되어 액체가 비등하도록 할 수 있다. 생성된 증기는 대기 중의 기체 분자를 치환시킨다. 이어서 압력을 주위의 압력으로 증가시켜 증기가, 존재할 경우 제품의 틈새 공간을 형성시키는 표면을 포함하는 제품의 표면 상에 응축되어 제품 표면을 습윤시킬 수 있다. 이어서 제품을 건조시켜 엘렉트릿을 생성시킨다.

엘렉트릿은 또한 (i) 제품을 증기 포화된 체적을 포함하는 조절된 환경 중에 두고, (ii) 그 체적 상의 압력을 증가시켜 증기가 제품 상에 응축되도록 함으로써 제조될 수 있다. 압력은 제1 밀폐 체적 V1을 갖는 밀폐실 중에 제품을 두고 밀폐실의 체적을 제2 밀폐 체적 V2로 감소시켜 증기의 적어도 일부분이 밀폐실의 대기로부터 제품 상에 응축되도록 함으로써 증가될 수 있다. 밀폐 체적의 감소는 예를 들면 대기를 방출시키지 않고서 밀폐실의 밀폐 체적을 감소시키는 피스톤의 작동을 통해 달성될 수 있다.

다른 실시태양에서, 엘렉트릿은 (i) 제품을 증기로 포화된 조절된 환경 중에 두고, (ii) 압력을 급속하게 감소시켜 단열 팽창이 일어나도록 하고, 이것은 다시 증기가 제품의 표면 상에 응축되도록 하고, 및 (iii) 제품을 건조시킴으로써 제조될 수 있다.

또 다른 실시태양에서, 엘렉트릿은 (i) 온도 T1로 상태조절된 제품을 온도 T2로 상태조절된(포화 온도), 증기 포화된 대기를 포함하는 조절된 환경 중에 두고(이 때, T1은 증기가 제품 상에 응축되도록 하기 위하여 T2보다 충분히 낮음), 이어서 (ii) 제품을 건조시킴으로써 제조될 수 있다.

엘렉트릿이 제조될 수 있는 조절된 환경은 환경의 특성, 예를 들면 부피, 온도, 압력 및 이들의 병용이 소정의 방식으로 조절될 수 있고, 및(또는) 변화될 수 있는 것이다. 조절된 환경의 한 예로는 챔버 주위의 대기에 대하여 밀폐될 수 있고, 이것은 다시 챔버 내에 밀페된 내부 대기를 제공할 수 있는 챔버를 들 수 있다. 챔버는 액체, 증기 또는 이들의 혼합물의 공급원을 포함할 수 있고, 액체 또는 증기를 챔버에 첨가하거나 또는 챔버로부터 액체 또는 증기를 제거하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 챔버는 또한 챔버 내의 압력을 감소시키기 위하여 진공과 소통하고 있을 수 있다. 별법으로는, 유체, 예를 들면 기체, 액체 또는 이들의 혼합물의 공급원은 그 계에 추가의 유체를 제공하기 위하여 챔버와 소통하고 있을 수 있으며, 이것은 이어서 챔버 내의 압력을 증가시키는데 사용될 수 있다. 열원을 챔버에 부착시켜 챔버, 챔버 내의 액체 또는 증기, 및 이들의 혼합물의 온도를 변화시킬 수 있다. 챔버는 또한 그 계 상의 압력을 변화시키기 위하여 챔버내 공간의 체적을 증가시키거나 또는 감소시키도록 이동할 수 있는 이동가능한 벽을 포함할 수도 있다.

본 발명의 방법은 전하 부여 액체가 충전 과정에 반복적으로 사용하기 위하여 계를 통해 재활용되도록 연속식일 수 있다. 액체는 예를 들면 건조 단계에서 제품으로부터 제거될 때 포획될 수 있어서, 후속되는 충전 과정에 이용될 수 있다.

각종 방법을 사용하여 제품을 건조시킬 수 있다. 건조는 능동 건조 메카니즘, 예를 들면 열원, 병류(flow-through) 오븐, 진공원, 건조 기체의 스트림(대류), 및 원심분리와 같은 기계적 장치의 사용을 통해 일어날 수 있다. 압력 변화는 또한 응축물이 증발에 의해 기체 상으로 들어가도록 응축물 내의 상변화를 생성시키는데 사용될 수도 있다. 유용한 수동 건조 메카니즘으로는 응축물이 공기 건조를 통해 증발되도록 하는 것을 들 수 있다. 또한 이들 기술을 병용하여 사용할 수도 있다.

유용한 응축물 액체는 제품에 전하를 부여할 수 있는 액체이다. 바람직하게는 응축물은 극성인, 즉 이중극자 능률을 나타내는 유전 유체이다. 특히 유용한 액체의 예로는 물; 액체 이산화탄소; 유기 액체, 예를 들면 아세톤, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올, 및 에틸렌 글리콜; 클로로플루오로탄소, 예를 들면 클로로디플루오로메탄, 플루오로카본, 예를 들면 프레온(Freon)(등록상표)(즉, 테트라플루오로카본); 디메틸 술폭시드; 디메틸 포름아미드; 아세토니트릴; 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이 방법은 또한 엘렉트릿 제품에 대하여 비습윤성인 액체를 사용하여 엘렉트릿을 제조하는데 매우 적합하다.

본 발명의 방법은 각종 유전 제품을 충전시키는데 유용할 수 있다. 엘렉트릿 제품의 예로는 필름, 예를 들면 미국 특허 제4,539,256호에 기재된 다공성 필름; 부직 웹, 예를 들면 미국 특허 제5,976,208호에 기재된 것; 미세구조 제품, 예를 들면 매우 작고 개방된 통로를 갖는 적층 구조를 포함하는 필름(예를 들면 1998년 6월 18일에 출원된, 발명의 명칭이 "Structured Surface Filtration Media"(Insley 등)인 계류 중인 특허 출원 U.S.S.N. 09/106,506 참조); 및 포옴 및 스폰지를 들 수 있다. 유전 제품은 유리, 고무, 엘라스토머, 셀룰로스계 유도체, 및 비전도성 고분자 제품과 같은 재료로부터 제조될 수 있다. 엘렉트릿이 필터로서 사용되는 분야의 경우, 유전 제품은 바람직하게는 비전도성 고분자 재료를 포함한다.

이 방법은 미세섬유(예를 들면, 멜트블로운 미세섬유, 스테이플 섬유, 피브릴화 필름, 및 이들의 혼합물)와 같은 섬유를 포함하는 부직 고분자 섬유 웹으로부터 엘렉트릿을 제조하는데 특히 유용하다. 섬유는 중합체로부터 제조될 수 있다. 섬유를 형성하는데 사용된 중합체는 대표적으로는 전기 전도율을 증가시킬 수 있거나 또는 다르게는 정전하를 수용하여 보유할 수 있는 섬유의 능력을 방해할 수 있는 정전방지제와 같은 물질이 실질적으로 없는 것이다.

바람직한 중합체는 열가소성 수지이고, 비전도성이다. 적합한 중합체의 예로는 많은 양의 트랩핑된 전하를 보유할 수 있고 섬유로 성형될 수 있는 열가소성 비전도성 중합체를 들 수 있다. 유용한 열가소성 중합체의 예로는 폴리올레핀, 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리-(4-메틸-1-펜텐), 이들 중합체 중 1종 이상 및 이들의 혼합물을 함유하는 공중합체 또는 블렌드, 할로겐화 비닐 중합체(예를 들면, 폴리비닐 클로라이드), 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 플루오로중합체, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 유용한 플루오로중합체의 예가 폴리테트라플루오로에틸렌이다.

제품은 또한 플루오로케미칼 첨가제, 예를 들면 크레이터(Crater) 등의 미국 특허 제5,099,026호 및 제5,025,052호, 존스(Jones) 등의 미국 특허 제5,411,576호 및 루소(Rousseau) 등의 미국 특허 제6,002,017호에 기재된 첨가제를 포함할 수 있다.

예를 들면, 안료, UV 안정제, 항산화제 및 이들의 혼합물을 포함하는 다른첨가제가 수지와 블렌딩될 수 있다.

멜트블로운 미세섬유는 문헌[벤테, 반 에이.(Wente, Van A.),Superfine Thermoplastic Fibers, INDUS. ENG. CHEMISTRY, Vol. 48, pp. 1342-1346 및 벤테 등에 의한 제목 "Manufacture of Super Fine Organic Fibers"의 1954년 5월 25일 출판된 Report No. 4364 of the Naval Research laboratories]에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 멜트블로운 미세섬유는 바람직하게는 문헌[데이비스, 씨.엔. (Davies C.N.), "The Separation of Airborne Dust and Particles", Institution of Mechanical Engineers, London, Proceedings 1B, 1952]에 기재된 방법에 따라 계산하였을 때 약 1 내지 50 마이크로미터(㎛)의 유효 섬유 직경을 갖는다. 여과용의 경우, 섬유는 바람직하게는 약 2 내지 15 ㎛의 유효 섬유 직경을 갖는다.

스테이플 섬유의 존재는 멜트블로운 미세섬유로만 구성된 웹보다 더 치솟고 (lofty), 덜 치밀한 웹을 제공한다. 몇몇 유용한 엘렉트릿은 70 중량% 이상의 스테이플 섬유를 포함한다. 스테이플 섬유를 함유하는 웹은 하우저(Hauser)의 미국 특허 제4,118,531호에 기재되어 있다.

여과 분야, 특히 호흡 마스크에 사용되는 부직 고분자 섬유 웹을 포함하는 엘렉트릿은 바람직하게는 약 10 내지 500 g/m², 보다 바람직하게는 약 10 내지 100 g/m²범위의 기초 중량을 갖는다.

부직 고분자 엘렉트릿은 또한 예를 들면 브라운(Braun)의 미국 특허 제3,971,373호, 앤더슨(Anderson)의 미국 특허 제4,100,324호, 및 콜핀(Kolpin) 등의 미국 특허 제4,429,001호에 기재된 바와 같은 입상 물질을 포함할 수 있다. 입상 물질은 공기로부터 유해 증기를 제거하는데 유용할 수 있다.

본 방법에 사용된 전하 부여 액체, 제품 및 다른 성분들은 소정의 용도에 적합하게 만드는 바람직한 특성을 갖는 엘렉트릿을 제조하도록 선택될 수 있다. 이 방법은 부직포에 엘렉트릿 특성을 부여하는데 및 부직포의 여과 성능을 향상시키는데 특히 매우 적합하다. 여과 성능의 한 척도는 입자 포획 효율, 즉 제품이 입자를 포획할 수 있는 능력이다. 바람직하게는, 대전 제품은 대전되지 않은 제품에 비하여 보다 큰 입자 포획 효율을 나타낸다. 보다 바람직하게는, 대전 제품의 입자 포획 효율은 대전되지 않은 동일한 제품의 입자 포획 효율에 비하여 약 10% 이상, 가장 바람직하게는 약 20% 이상 향상된다.

여과 성능의 한 척도는 디옥틸프탈레이트("DOP") 초기 침투 시험("DOP 시험")이다. DOP 시험은 또한 필터의 전하 상태의 상대적인 척도를 제공한다. DOP 시험 방법은 DOP 에어로졸을 3.9 cm/초의 면 속도로 강제로 밀어넣고, 샘플을 가로지르는 압력 강하(mmH₂O로 측정된 압력 강하)를 차동 압력계로 측정하고, DOP 침투율%(DOPPen %)를 측정하는 것을 포함한다. 바람직하게는 대전되지 않은 필터의 DOPPen %는 대전된 필터의 DOPPen %보다 더 크다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 엘렉트릿은 예를 들면, 전기-음향 장치, 예를 들면 마이크로폰, 헤드폰 및 스피이커의 정전 소자; 정전 기록기; 여과 장치, 예를 들면 가열, 환기, 및 공기 조화 분야용 에어 필터, 및 호흡 필터, 예를 들면 적어도 사람의 코 및 입 위에 꼭 맞도록 디자인되고 프리필터, 캐니스터 및 교환가능한 카트리지를 사용할 수 있거나 또는 다공성 여과 마스크 몸체를 가질 수 있는 얼굴 마스크 및 호흡 마스크를 포함하여 각종 다양한 분야에 사용하기 적합하다[예를 들면, 버그(Berg)의 미국 특허 제4,536,440호, 다이러드(Dyrud) 등의 미국 특허 제4,807,619호, 자펀티크(Japuntich)의 미국 특허 제4,883,547호, 크론저(Kronzer) 등의 미국 특허 제5,307,796호, 버지오(Burgio)의 미국 특허 제5,374,458호, 브로스트롬(Brostrom) 등의 미국 특허 제35,062호, 및 번스(Burns) 및 레이첼(Reischel)의 미국 특허 제5,062,421호 참조].

본 실시예에 사용된 시험 방법으로는 하기하는 것을 들 수 있다:

DOP 침투 및 압력 강하 시험

DOP 침투 및 압력 강하 시험은 디옥틸 프탈레이트(DOP) 입자를 70 리터/분의 속도로 30초 동안 부직 웹의 11.45 cm(4.5 인치) 직경 샘플을 통해 강제로 밀어넣음으로써 수행된다. 샘플 상의 면 속도는 3.9 센티미터/초이다. DOP 입자는 0.3 ㎜의 평균 직경을 갖고, 4개의 오리피스를 갖는 TSI No. 212 스프레이어[미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 티에스아이(TSI)로부터 입수가능] 및 약 70 내지 약 110 밀로그램/입방미터(mg/m³) 농도의 207 킬로파스칼(kPa)(30 psi)의 깨끗한 공기를 사용하여 발생되었다.

샘플을 통과하는 DOP 입자의 침투는 광학 산란실(optical scatteringchamber), 퍼센트 페네트레이션 미터(Percent Penetration Meter) 모델 TPA-8F[미국 메릴랜드주 볼티모어 소재의 에어 테크닉스 인크.(Air Techniques Inc.)]로 측정하고, 입자 침투율%로 기록하였다. 샘플을 가로지르는 압력 강하(ΔP)는 전자 압력계를 사용하여 측정하고 물의 밀리미터(mmH₂O)로 기록하였다.

입자 포획 효율 계산

입자 포획 효율을 하기 방정식에 따라 계산하였다:

E = 100 - PPM

상기 식 중, E는 입자 포획 효율%이고, PPM은 DOP 침투 시험 방법 동안에 측정된 입자 침투율%이다.

포획 효율에 있어서의 상대적인 개선율은 하기 방정식에 따라 계산하였다:

REI = (Ec - Eu)/Eu x 100%

상기 식 중, REI는 상대적인 효율 개선 %이고, Ec는 대전 샘플의 입자 포획 효율 %이고, Eu는 대전되지 않은 샘플의 입자 포획 효율 %이다.

샘플 제조

부직 웹을 일반적으로 문헌[반 에이. 벤테, Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 48, pp. 1342-1346(1956)]에 기재된 바와 같이 제조하였다. 압출기는 버스토프(Berstorff) 60 밀리미터(mm) 44 대 1, 8개의 배럴 대역, 공회전 2축 스크류 압출기이었다. 첨가제를 수지에 혼입시킬 때, 이것은 버너 플라이데레르 (Werner Pfleiderer) 30 mm, 36 대 1 공회전 2축 스크류 압출기 중에서 제조하였다.

<실시예 1>

멜트블로운 미세섬유를 함유하고, 5 ㎛ 유효 섬유 직경 및 약 50 그램/평방 미터(g/m²)를 갖는 웹을 유리 진공실 중에 두고, 웹을 역 삼투로 정제시키고 탈이온화시킨 물 중에 침수시켰다. 미세섬유는 미국 특허 제5,472,481호에 기재된 플루오로케미칼 옥사졸리디논인 첨가제 A인 플루오로카본 용융 첨가제 1 중량%를 함유하는 폴리프로필렌(Exxon Type 3505G)을 함유하였다. 탈이온수는 25 ℃에서 약 10.0 메가오옴-센티미터(MOhms-cm)의 저향율을 가졌다. 웹을 탈이온수 중에 침수시킨 후, 챔버를 밀폐시키고, 탈이온수 상의 압력을 진공실에 진공을 걸어 약 2.67 킬로 파스칼(kPa)로 감소시켰다. 진공실을 약 10분 동안 정치시켜 평형을 이루도록 둔 다음, 진공을 풀어서 진공실 내에 존재하는 수증기가 웹 상에 응축되어 웹이 응축 수증기로 포화되도록 하였다. 이어서 포화된 웹을 챔버로부터 꺼내어, 메쉬 바닥을 갖는 홀더 내에 위치시키고, 약 1,000 중력에서 1분 동안 원심분리시켜 과량의 액체를 추출하였다. 이어서 샘플을 약 20 시간 동안 공기 건조시켰다.

<실시예 2>

플루오로케미칼 용융 첨가제가 키마소르브(Chimassorb) 944 힌더드 아민 광 안정제[시바-가이기(Ciba-Geigy)] 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1에 관하여 위에서 설명한 바와 같이 미세섬유 웹을 제조하고 처리하였다.

<실시예 3>

200 g/m²열 결합된 에어 레잉된 웹을 인슬리의 미국 특허 제4,813,948호에 기재된 바와 같이, 5 내지 10 ㎛ 유효 섬유 직경을 갖는 폴리프로필렌[피나(Fina) EOD 9418 400 MFI] 미세섬유 50 중량%, 10 데니어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 스테이플 섬유 25 중량%, 및 5 데니어 열 결합 이성분 스테이플 섬유 25 중량%를 포함하도록 제조하였다.

이어서 에어 레잉된 웹을 실시예 1의 충전 방법에 따라 처리하였다.

실시예 1-3의 웹을 DOP 침투 시험 방법에 따라 시험하였다. 각 웹의 입자 포획 효율을 계산하였다. 결과를 표 1에 기록한다.

<비교예 C1-C3>

실시예 1-3에 사용된 대전되지 않은 웹을 DOP 침투 시험 방법에 따라 시험하였다. 각 웹의 입자 포획 효율을 계산하였다. 결과를 표 1에 기록한다.

실시예	입자 침투율(%)	압력 강하(mmH₂O)	포획 효율(%)	상대적 효율 개선율(%)
1	42	1.7	58	76
C1	67	1.7	33	NA
2	5	1.6	95	217
C2	70	1.6	30	NA
3	39	0.4	61	33
C3	54	0.4	46	NA
NA = 적용할 수 없음

본 발명의 방법은 상기한 방법들로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 방법은 또한 제품의 일부분을 선택적으로 충전시키는 것을 포함하는 방법을 포함할 수도 있다. 선택적 충전은 예를 들면 제품의 일정 면적에 마스크를 가하여 차단된면적이 응축 증기에 노출되지 않도록 하고, 증기를 노출된 면적 상에 응축시킨 다음, 제품을 건조시킴으로써 달성될 수 있다. 마스크는 물리적 또는 열에 의한 것일 수 있는데, 예를 들면, 제품의 일정 면적의 온도가 응축 증기를 수용하지 않도록 유지될 수 있다. 마스크를 사용하여 무작위로 대전된 면적 또는 일정 패턴의 대전된 면적, 예를 들면 1개 이상의 대역을 갖는 제품을 제조할 수 있다. 패턴 대전된 제품은 선택적으로 대전된 면적(들)으로 정전적으로 끌여당겨진 입자들과 같은 성분으로 선택적으로 함침될 수 있다.

본 발명의 배경에서 인용된 것들을 포함하여 본 문헌에서 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 전체가 참고문헌으로 인용된다.

본 발명은 본 문헌에서 명쾌하게 설명되지 않은 임의의 요소의 부재하에 적합하게 실행될 수 있다.

Claims

조절된 환경을 갖는 대기로부터 증기를 유전 제품 상에 응축시켜 응축물을 그 위에 형성시키는 단계, 및 이어서

제품을 건조시키는 단계

를 포함하는 엘렉트릿의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 엘렉트릿이 지속적인 전하를 나타내는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 유전 제품이 비전도성 고분자 재료를 포함하는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 응축물이 극성 액체를 포함하는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 조절된 환경이 추가로 액체를 포함하고, 상기 방법이

증기를 응축시키기 전에 제품을 액체 중에 넣는 단계, 및

액체의 적어도 일부분이 대기로 증발되도록 대기 상의 압력을 감소시키는 단계

를 추가로 포함하는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 증기를 응축시키는 단계가, 증기가 제품 상에 응축되도록 대기 상의 압력을 증가시키는 것을 포함하거나, 또는 제품을 온도 T1에서 온도 T2의 증기와 접촉하게 두는 것을 포함하며, 이 때 T1이 증기가 제품 상에 응축되도록 T2보다 충분히 낮은 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 응축 단계가 단열 팽창을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 조절된 환경이 진공실을 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 극성 액체가 수성 액체인 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 응축물이 반드시 물로 이루어지거나, 또는 아세톤, 메탄올, 에탄올, 액체 이산화탄소, 부탄올 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 응축물이 플루오로카본을 포함하는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 제품이 부직 섬유 웹인 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 부직 섬유 웹이 멜트블로운 미세섬유를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 멜트블로운 미세섬유가 폴리프로필렌, 폴리-(4-메틸-1-펜텐) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 조절된 환경이 추가로 액체를 포함하고, 상기 방법이 추가로

액체의 적어도 일부분이 대기로 증발되도록 환경의 제1 특성을 변화시키는 단계,

증기가 제품의 표면 상에 응축되도록 환경의 제1 특성을 변화시키는 단계

를 추가로 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 제1 특성이 압력, 부피 또는 온도, 또는 이들의 병용으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 특성이 압력, 부피 또는 온도, 또는 이들의 병용으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 특성이 압력을 포함하고 제2 특성이 압력을 포함하거나, 또는 상기 제1 특성이 부피를 포함하고 제2 특성이 부피를 포함하는 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 상기 엘렉트릿이 지속적인 전하를 나타내고, 상기 유전 제품이 비전도성 고분자 재료를 포함하고, 상기 응축물이 극성 액체를 포함하는 방법.
제1항 기재의 엘렉트릿을 포함하는 필터.
제19항 기재의 필터를 포함하는 호흡 마스크.