KR20170125885A - 일렉트릿 섬유 시트 - Google Patents

일렉트릿 섬유 시트 Download PDF

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Abstract

발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 섬유 시트에 고밀도로 전하를 대전시켜 진애 포집 특성이 우수한 일렉트릿 섬유 시트를 제공하는 것이다. 본 발명의 일렉트릿 섬유 시트는 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시켰을 때의 분광 측색계에 의해 측정되는 a*와 b*의 관계가 [12≤{-(b*)-(a*)}Ave≤50]의 식을 만족하는 일렉트릿 섬유 시트이다.

Description

일렉트릿 섬유 시트
본 발명은 일렉트릿화된 섬유 시트에 관한 것이다. 더 상세하게는 본 발명은 종래의 하이드로 차지법으로 얻어지는 전하 분포와 크게 상이한 전하 분포, 즉 섬유 시트 표면에 있어서 정극성의 전하가 고밀도로 편재되는 전하 분포를 발현하여 우수한 진애 포집 특성을 갖는 일렉트릿 섬유 시트에 관한 것이다.
일렉트릿화된 섬유 시트는 에어 필터로서 사용하면 저압력 손실로 높은 진애 포집성을 나타내기 때문에 널리 사용되어 있다. 이러한 일렉트릿 섬유 시트를 제조하는 방법으로서는 합성 섬유로 이루어지는 부직포 등의 섬유 시트에 고전압을 인가하고, 코로나 방전에 의해 일렉트릿화하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
이 코로나 방전법에 의해 제조된 일렉트릿 섬유 시트는 일렉트릿화되어 있지 않은 섬유 시트에 비해 높은 진애 포집성을 나타낸다. 그러나, 코로나 방전법에 의한 일렉트릿 섬유 시트의 제조 방법에 대해서는 그 제법상 대전되는 것은 주로 섬유 시트의 표면만이며, 섬유 시트의 내부까지 전하를 대전시키는 것이 어려워 충분히 일렉트릿화할 수 있는 방법이라고는 하기 어려운 것이었다.
그래서 이러한 과제를 해결하는 일렉트릿화의 방법으로서 물을 섬유에 접촉시켜서 대전시키는 방법이 제안되어 있다. 구체적으로 사용한 섬유 시트에 대하여 좁은 피치로 구멍이 일렬로 배치된 소위 워터젯 펀치의 구금으로부터 분출하는 고압수류에 의해 섬유 시트 전체면에 물을 충돌시켜 일렉트릿화하고, 정극성과 부극성의 전하를 균일하게 혼재시키는 방법(특허문헌 2 참조)이나, 섬유 시트를 슬릿형상의 노즐 위를 통과시키고, 노즐로 물을 흡인함으로써 섬유 시트에 물을 침투시켜 정극성과 부극성의 전하를 균일하게 혼재시키는 방법(특허문헌 3 참조)과 같은, 소위 하이드로 차지법이 제안되어 있다.
일본 특허공개 소 61-102476호 공보 미국특허 제6119691호 명세서 일본 특허공개 2003-3367호 공보
확실히 상기 하이드로 차지법으로 얻어지는 섬유 시트는 물이 섬유 시트 내부의 섬유에까지 접촉함으로써 섬유 시트 전체에 대전시키는 것이 가능하다. 그러나, 하이드로 차지법을 사용했다고 해도 섬유 시트에 대하여 정극성과 부극성의 전하를 고밀도로 대전시키는 것이 되어 있지 않은 것이 현상황이다.
그래서 본 발명의 목적은 종래의 일렉트릿 기술의 과제를 감안하여 섬유 시트에 대하여 전하를 고밀도로 대전시켜서 이루어지는 진애 포집 특성이 우수한 일렉트릿 섬유 시트를 제공하는 것에 있다.
발명자들은 이 과제에 대해서 예의 검토한 결과, 종래의 하이드로 차지법으로 얻어지는 섬유 시트는 정극성과 부극성의 전하가 섬유 시트 표면에서 균일하게 혼재되어 있기 때문에 전하의 중화가 일어나기 쉽고, 고밀도로 전하를 대전시키는 것이 되어 있지 않은 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 일렉트릿 섬유 시트는 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시켰을 때의 분광 측색계에 의해 측정되는 a*와 b*에 대하여 -(b*)-(a*)의 평균값이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 섬유 시트이다.
·12≤[-(b*)-(a*)]Ave≤50
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트의 바람직한 실시형태에 의하면 상기 적색의 정대전성 토너와 상기 청색의 부대전성 토너를 부착시킨 일렉트릿 섬유 시트에 있어서 분광 측색계에 의해 측정되는 상기 [-(b*)-(a*)]의 최대값 [-(b*)-(a*)]Max가 18 이상이며, 상기 a*의 평균값 a*Ave가 0~10의 범위에 있고, 상기 b*의 평균값 b*Ave가 -40~-20의 범위에 있고, 상기 a*의 최대값 a*Max는 5~18의 범위에 있고, 그리고 상기 b*의 최소값 b*Min이 -40~-20의 범위에 있는 것이다.
본 발명의 상기 일렉트릿 섬유 시트는 비도전성의 섬유 시트에 수분류 또는 수적류를 충돌시키는 분무 공정을 포함하는 일렉트릿 방법으로 제조된다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 종래의 하이드로 차지법으로 얻어지는 전하 분포와 크게 상이한 전하 분포, 즉 섬유 시트 표면에 있어서 정극성의 전하가 고밀도로 편재되는 전하 분포가 발현되고, 우수한 진애 포집 특성을 갖는 일렉트릿 섬유 시트가 얻어진다.
도 1은 포집 효율 및 압력 손실의 측정 장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트는 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시켰 때의 분광 측색계에 의해 측정되는 a*와 b*의 관계가 [12≤{-(b*)-(a*)}Ave≤50]의 식을 만족하는 일렉트릿 섬유 시트이다.
본 발명에서 말하는 a* 및 b*란 국제 조명 위원회(CIE)에서 규격화되어 있는 「L*a*b*표색계」의 a*와 b*를 가리킨다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트는 비도전성을 갖는 섬유 재료로 이루어지는 섬유 시트이다. 이러한 섬유 시트로서는, 예를 들면 합성 섬유제의 직물, 편물 및 부직포 등을 들 수 있다. 특히, 에어 필터용의 경우에는 합성 섬유로 이루어지는 부직포가 바람직하고, 그 중에서도 멜트 블로 섬유 부직포가 바람직하게 사용된다.
여기에서 말하는 비도전성이란 체적 저항률이 1012·Ω·㎝ 이상인 것이 바람직하고, 1014·Ω·㎝ 이상인 것이 보다 바람직한 실시형태이다.
이러한 섬유 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락트산 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌술피드, 폴리사불화에틸렌 등의 열가소성 수지, 및 이들의 혼합물 등으로 이루어지는 섬유 재료를 들 수 있다.
이들 열가소성 수지 중에서도 일렉트릿 성능의 관점으로부터 폴리올레핀을 주체로 하는 섬유 재료가 바람직하고, 특히 폴리프로필렌을 주체로 하는 섬유 재료가 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 사용되는 비도전성의 섬유 재료로 이루어지는 섬유 시트에 있어서는 상기 섬유 재료에 힌더드 아민계 첨가제 또는/및 트리아진계 첨가제를 적어도 1종류 배합하는 것이 바람직한 실시형태이다.
이들 첨가제를 비도전성의 섬유 시트를 구성하는 섬유 재료에 함유시킴으로써 특히 높은 일렉트릿 성능을 유지시키는 것이 가능하게 된다.
상기 2종류의 첨가제 중 힌더드 아민계 화합물로서는, 예를 들면 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)](BASF Corp.제, "CHIMASSORB"(등록상표) 944LD), 숙신산디메틸-1-(2-히드록시에틸)-4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물(BASF Corp.제, "TINUVIN"(등록상표) 622LD), 및 2-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)(BASF Corp.제, "TINUVIN"(등록상표) 144) 등을 들 수 있다.
또한, 트리아진계 첨가제로서는, 예를 들면 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)](BASF Corp.제, "CHIMASSORB"(등록상표) 944LD), 및 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-((헥실)옥시)-페놀(BASF Corp.제, "TINUVIN"(등록상표) 1577FF) 등을 들 수 있다.
이들 첨가제 중에서도 힌더드 아민계 첨가제를 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 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)](BASF Corp.제, "CHIMASSORB"(등록상표) 944LD)가 바람직하게 사용된다.
상기 힌더드 아민계 첨가제 또는 트리아진계 첨가제의 첨가량은 바람직하게는 0.5~5질량%이며, 보다 바람직하게는 0.7~3질량%이다. 첨가량을 이 범위로 함으로써 일렉트릿화했을 때에 우수한 진애 포집 특성을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 비도전성의 섬유 시트에는 상기 첨가제 이외에 열안정제, 내후제 및 중합 금지제 등의 일반적으로 일렉트릿 가공품의 비도전성의 섬유 시트에 사용되어 있는 첨가제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트의 제조에 사용되는 일렉트릿 방법은 비도전성의 섬유 시트에 안개형상의 물이 존재하는 환경하에서 노즐로부터 분사하는 수분류 또는 수적류를 충돌시킴으로써 행해지는 것이 바람직한 실시형태이다. 본 발명에서 말하는 안개형상의 물이란 미소한 부유 물방울을 가리킨다.
통상의 하이드로 차지법으로 비도전성의 섬유 시트를 가공했을 경우, 종래기술과 같이 정극성과 부극성이 균일하게 혼재하는 전하 분포를 나타내지만, 안개형상의 물이 존재하는 환경하에서 실시함으로써 안개형상의 물이 비도전성의 섬유 시트 표면에 부착되고, 비도전성의 섬유 시트 표면에 정극성의 전하가 편재된 전하 분포를 발현시킬 수 있다. 이와 같이, 안개형상의 물이 존재하는 환경하에서 수분류 또는 수적류를 충돌시킴으로써 정극성의 전하가 편재되는 이유는 확실하지는 않지만, 대기에 접촉한 미소한 부유 물방울은 부극에 대전하기 때문에 이 부극에 대전한 미소한 부유 물방울이 비도전성의 섬유 시트 표면에 부착함으로써 섬유 시트 표면측은 정극성의 전하가 대전하는 것으로 생각된다. 또한, 섬유 시트 표면에 정극성의 전하가 대전함으로써 보상 전하로서 부극성의 전하가 섬유 시트의 내층측으로 이동하고, 두께 방향에서 정극성→부극성→정극성이라는 바와 같이 층형상으로 전하가 존재하기 때문에 고밀도로 전하를 대전시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트에 있어서의 대전 분포의 가시화는 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 섬유 시트에 부착시킴으로써 행해진다. 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 섬유 시트에 부착시키는 방법으로서는 다음의 (1)~(5)의 순서에 의한 작업으로 행해진다. 이들의 일련의 작업은 바람직하게는 습도가 50% 이하인 환경하에서 행해진다.
(1) 컬러 복사기에서 사용되고 있는 다음의 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 등량으로 혼합한 분말 토너(자색)를 제작한다.
·적색 토너: IKT-821-2M(IKK 상사(주))
·청색 토너: ART CYAN TONER(AIMEX CO., Ltd.제).
(2) 상기 분말 토너를 100메시의 평직금망에 두고, 섬유 시트 위로부터 평직금망에 진동을 부여하면서 섬유 시트 상에 소지가 보이지 않게 될 때까지 분말 토너를 뿌린다. 이때, 토너를 손이나 물건(철판 등)으로 압력을 주어 섬유 시트에 압박하거나 문지르거나 하는 등의 행위는 행하지 않는 것으로 한다.
(3) 섬유 시트의 모서리를 쥐고 20회 정도 상하로 흔들어서 체류하고 있는 여분의 분말 토너를 떨어뜨린다.
(4) 상기 (2)와 (3)의 작업을 반복하여 합계 3회 행한다.
(5) 섬유 시트를 라미네이트 파우치 필름(품번 FCP10216303(FUJIPLA Inc.제)에 셋팅하고, 파우치 라미네이터(품번 DS320P(JAPAN GBC제))을 사용하여 출력 다이얼 설정값 1로 접착한다.
상기 방법으로 실시되는 토너 분포는 섬유 시트가 갖는 전하에 따라 가령 섬유가 부극성의 전하를 갖고 있을 경우에는 적색의 토너가 부착되고, 또한 섬유가 정극성의 전하이면 청색의 토너가 각각 부착된다. 또한, 전하량이 클수록 그 극성에 따른 토너가 보다 많이 부착되어 색조도 짙어져 간다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트에 있어서는 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시켰을 때의 분광 측색계에 의해 측정되는 a*와 b*의 관계가 하기 식을 만족하는 것이 중요하다.
·12≤[-(b*)-(a*)]Ave≤50
본 발명에 있어서 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시킨 일렉트릿 섬유 시트의 분광 측색계로 측정되는 a*와 b*에 대하여 -(b*)-(a*)의 평균값이 12 이상이며, 바람직하게는 15 이상이다. 또한, -(b*)-(a*)의 최대값이 18 이상이며, 바람직하게는 20 이상이다. a*와 b*가 얻어지는 특성값 [-(b*)-(a*)]를 이와 같은 값으로 함으로써 섬유 시트 표면이 정극성의 전하가 고밀도로 치우쳐서 존재하게 되어 우수한 진애 포집 특성을 얻을 수 있다. 한편, a*와 b*로부터 얻어지는 특성값 [-(b*)-(a*)]의 상한에 대해서는 50, 바람직하게는 40, 보다 바람직하게는 30으로 한다.
본 발명의 적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시킨 일렉트릿 섬유 시트에 있어서 분광 측색계에 의해 측정되는 상기 a*의 평균값 a*Ave가 0~10의 범위에 있고, 상기 b*의 평균값 b*Ave가 -40~-20의 범위에 있고, 상기 a*의 최대값 a*Max는 5~18의 범위이며, b*의 최소값 b*Min은 -40~-20의 범위에 있는 것이 바람직한 실시형태이다.
본 발명에 있어서는 상기 분광 측색계에 의해 측정되는 a*의 평균값 a*Ave는 보다 바람직하게는 4~10의 범위에 있고, b*의 평균값 b*Ave는 -35~-20의 범위에 있다. 상기 a*의 최대값 a*Max는 보다 바람직하게는 5~15이며, b*의 최소값 b*Min은 -35~-22이며, 더 바람직하게는 a*Max는 8~15이며, b*Min은 -30~-24이다. 이렇게 함으로써 섬유 시트 표면에 정극성의 전하가 고밀도로 편재되어 우수한 진애 포집 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트를 구성하는 섬유의 평균 단섬유 지름은 0.1~8.0㎛의 범위인 것이 바람직하다. 평균 단섬유 지름을 바람직하게는 0.1~8.0㎛, 보다 바람직하게는 0.3~7.0㎛, 더 바람직하게는 0.5~5.0㎛로 함으로써 통기성과 진애 포집 특성이 우수한 일렉트릿 섬유 시트를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일렉트릿 섬유 시트의 단위 중량은 3~100g/㎡의 범위인 것이 바람직하다. 단위 중량을 3~100g/㎡, 바람직하게는 5~70g/㎡, 보다 바람직하게는 10~50g/㎡로 함으로써 통기성과 진애 포집 특성이 우수한 일렉트릿 섬유 시트를 얻을 수 있다.
이어서, 본 발명의 일렉트릿 섬유 시트의 제조에 사용되는 바람직한 일렉트릿 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에서 사용되는 일렉트릿 방법은 비도전성의 섬유 시트에 안개형상의 물이 존재하는 환경하에서 수분류 또는 수적류를 전하를 부여하고, 또한 충분한 압력으로 충돌시키는 분무 공정, 탈수 공정 및 건조 공정에서 행해진다.
본 발명에 있어서, 분무 공정에서 사용되는 수분류 또는 수적류에 사용하는 물로서는 액체 필터 등에 의해 오염을 제거한 것이며, 가능한 한 청정한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 이온 교환수, 증류수 및 역침투막으로 투과한 여과수 등의 순수가 바람직하게 사용된다. 또한, 순수로서의 레벨은 도전율로 103μS/m 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 102μS/m 이하의 순수이다. 또한, 상기 물에는 포집 특성에 영향을 주지 않는 범위에서 수용성 유기 용제를 혼합시킬 수 있다.
안개형상의 물을 발생시키는 방법으로서는 노즐로부터 분사하는 수분류 또는 수적류를 시트에 분무함과 동시에 발생시키는 방법이 경제적으로 바람직하다. 예를 들면, 높은 압력이며 또한 노즐 분사면과 섬유 시트 표면의 거리를 짧게 해서 노즐로부터 수분류 또는 수적류를 분사함으로써 물은 섬유 시트에 충돌함과 동시에 안개형상으로 미분산되어 안개형상의 환경하를 만들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 수분류 또는 수적류를 분사하는 노즐에 대해서는 원상, 중공원상 및 타원상이라는 여러 가지 형상의 노즐을 적용할 수 있다.
또한, 노즐의 스프레이 각도는 10~150°인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15~120°이며, 더 바람직하게는 20~90°이다. 스프레이 각도를 10~150°로 함으로써 물의 입자 사이즈를 작게 하면서 분무 시의 충돌력을 유지하는 것이 가능하며, 또한 물의 입자 사이즈가 작기 때문에 시트와의 충돌 시에 보다 미분산되기 쉬워 바람직한 실시형태이다. 한편, 스프레이 각도를 갖지 않는, 소위 WJP 구금을 적용하는 것은 바람직하지 않다. WJP 구금을 사용했을 경우, 물은 기둥형상으로 연속한 상태로 분사되기 때문에 섬유에 대미지를 주기 쉽고, 또한 연속한 기둥형상류 때문에 섬유 시트와의 충돌 시에 미분산되기 어렵기 때문이다.
분사하는 압력은 비도전성의 섬유 시트에 전하를 부여할 수 있으며, 또한 섬유 시트와의 충돌 시에 물이 미분산되는 압력인 것이 바람직하다. 바람직한 압력은 0.5~6.0㎫이며, 보다 바람직하게는 1.0~5.0㎫이며, 더 바람직하게는 2.0~5.0㎫이다. 분사의 압력을 0.5~6.0㎫로 함으로써 수분류 또는 수적류에 의한 시트로의 대미지를 억제하면서 안개형상의 환경하를 만들어 낼 수 있어 우수한 포집 특성의 일렉트릿 섬유 시트가 얻어진다.
또한, 노즐 분출면과 섬유 시트 표면의 거리는 20~100㎜인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~70㎜이며, 더 바람직하게는 40~60㎜이다. 노즐 분출면과 섬유 시트 표면의 거리를 20~100㎜로 함으로써 섬유 시트로의 대미지를 억제하면서 안개형상의 환경하를 만들어 낼 수 있어 우수한 포집 특성의 일렉트릿 섬유 시트가 얻어진다.
또한, 노즐로부터 섬유 시트에 물을 분사할 때 섬유 시트 아래는 물의 미분산화를 보조하기 위하여 철판이나 눈이 조밀한 철망 등인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 비도전성의 섬유 시트에 수분류 또는 수적류를 분사한 후에 탈수 공정으로서 탈수 처리를 실시하는 것이 바람직한 실시형태이다. 탈수 수단으로서는, 예를 들면 닙 롤, 급수 롤 및 흡인 노즐에 의한 석션 흡인 등으로 행할 수 있다. 탈수함으로써 다음의 건조 공정에서의 건조 효율을 향상할 수 있어 유익하다.
본 발명에 있어서, 건조 공정에 있어서의 건조 방법은 종래 공지의 건조 방법을 모두 사용할 수 있다. 예를 들면, 열풍 건조법, 진공 건조법 및 자연 건조법 등을 적용할 수 있다. 그 중에서도 열풍 건조법은 연속 처리를 가능하게 하기 위해서 바람직한 실시형태이다. 열풍 건조법을 채용할 경우에는 건조 온도로서 일렉트릿을 실활시키지 않을 정도의 온도로 할 필요가 있다.
비도전성의 섬유 시트의 건조는 비도전성의 섬유 시트에 포함되는 수분이 공정 수분율에 도달할 때까지 행하는 것이 바람직하다. 또한, 건조 온도는 바람직하게는 130℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 120℃ 이하이며, 더 바람직하게는 100℃ 이하이다. 건조된 섬유 시트는 건조 후에는 일렉트릿 효과를 실활시키지 않도록 조속히 건조기 내로부터 배출시키는 것이 바람직하고, 예를 들면 건조 온도가 100℃ 이상에서는 30분 이내에 배출시키는 것이 바람직한 실시형태이다.
본 발명의 일렉트릿 섬유 시트는 필터의 여과재로서 적합하게 사용할 수 있다. 여과재는 에어 필터 전반, 그 중에서도 공조용 필터, 공기 청정기용 필터, 및 자동차 캐빈 필터의 고성능 용도에 적합하지만, 그 응용 범위는 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
(1) 평균 단섬유 지름:
평균 단섬유 지름에 대해서는 부직포의 임의의 장소로부터 1㎝×1㎝의 측정 샘플을 10개 채취하고, 주사형 전자현미경으로 배율을 1000~3000배로 조절하고, 채취한 샘플로부터 섬유 표면 사진을 각 1매씩 합계 10매를 촬영했다. 사진 중의 섬유 직경을 분명히 확인할 수 있는 것에 대해서 모두(200점) 측정하고, 평균한 값을 평균 섬유 지름으로 했다.
(2) a*와 b* 및 특성값의 평균값과 최대값과 최소값:
상술한 방법으로 토너를 부착시킨 시료(사이즈: 길이 8㎝×폭 25㎝)를 제작하고,
분광 측색계(스펙트로포토미터 CM3700D(MINOLTA제))를 사용하여 시료 중앙의 폭 20㎝를 폭방향으로 5㎜ 간격으로 연속해서 a*와 b*를 측정하고, 하기 [식]으로 특성값을 산출하여 구했다. 측정한 40점의 데이터로부터 특성값의 평균값 [-(b*)-(a*)]Ave와 최대값 [-(b*)-(a*)]Max를 구했다. 또한, 측정한 40점의 데이터로부터 a*의 평균값 a*Ave와 최대값 a*Max 및 b*의 평균값 b*Ave와 최소값 a*Min을 구했다.
[분광 측색계 측정 조건]
·시야: 10°
·광원: D65
·측정: 반사
·정반사 광처리: SCE
·측정 지름: SAV(3㎜×5㎜)
·UV조건: 100% FULL
[식]
·특성값=-(b*)-(a*).
(3) 포집 성능(효율):
부직포의 폭방향 5개소에서 세로×가로=15㎝×15㎝의 측정용 샘플을 채취하고, 각각의 샘플에 대하여 도 1에 나타내는 포집 효율 측정 장치로 측정했다. 이 도 1의 포집 효율 측정 장치는 측정 샘플(M)을 셋팅하는 샘플 홀더(1)의 상류측에 더스트 수납 상자(2)를 연결하고, 하류측에 유량계(3), 유량 조정 밸브(4), 및 블로어(5)를 연결하고 있다. 또한, 샘플 홀더(1)에 파티클 카운터(6)를 사용하여 스위치 콕(7)을 개재하여 측정 샘플(M)의 상류측의 더스트 개수와 하류측의 더스트 개수를 각각 측정할 수 있다. 또한, 샘플 홀더(1)는 압력계(8)를 구비하고, 측정 샘플(M)의 상류와 하류에서의 정압차를 판독할 수 있다.
포집 효율의 측정에 있어서는 폴리스티렌 0.309U 10% 용액(메이커: NACALAl TESQUE, INC.)을 증류수로 200배까지 희석하고, 더스트 수납 상자(2)에 충전한다. 이어서, 측정 샘플(M)을 샘플 홀더(1)에 셋팅하고, 풍량을 필터 통과 속도가 4.5m/분이 되도록 유량 조정 밸브(4)로 조정하고, 더스트 농도를 1만~4만개/2.83×10-4㎥(0.01ft3)의 범위에서 안정시켜 측정 샘플(M)의 상류의 더스트 개수(D) 및 하류의 더스트 개수(d)를 파티클 카운터(6)(RION Co., Ltd.제, KC-01B)로 1개의 측정 샘플당 3회 측정하고, JIS K 0901(1991) 「기체 중의 더스트 시료 포집용 여과재의 형상, 치수 및 성능 시험 방법」에 의거하여 하기 계산식을 사용하여 0.3~0.5㎛ 입자의 포집 효율(%)을 구했다. 5개의 측정 샘플의 평균값을 최종적인 포집 효율로 했다.
·포집 효율(%)= [1-(d/D)]×100
(단, d는 하류 더스트의 3회 측정 토탈 개수를 나타내고, D는 상류의 더스트의 3회 측정 토탈 개수를 나타낸다)
[실시예 1]
내후제로서 힌더드 아민계 화합물 "CHIMASSORB"(등록상표) 944(BASF Corp.제)를 1질량% 포함하는 멜트 플로 레이트가 800g/10분인 폴리프로필렌을 원료로 하고, 멜트 블로법에 의해 단위 중량이 25g/㎡이며, 평균 섬유 지름이 1.7㎛인 멜트 블로 부직포를 제조했다. 계속해서, 스프레이 각도가 50도(압력 0.6㎫일 때)에서 원형상의 분무 형태가 되는 노즐(Spraying Systems Co.제, 형번 B1/8 GG-SS-1)을 40㎜ 피치로 지그재그형상으로 배열하고, 분사면과 섬유 시트 표면의 거리가 60㎜가 되도록 설치한 장치를 사용하여 멜트 블로 부직포에 압력 4.0㎫로 각 노즐로부터 순수의 분류를 충돌시켰다. 이어서, 물의 분사에 의해 발생한 안개형상의 물이 존재하는 안을 통과시켜 수분 제거 후에 100℃의 온도에서 5분간 열풍 건조함으로써 일렉트릿화된 멜트 블로 부직포를 얻었다. 얻어진 일렉트릿 멜트 블로 부직포에 대하여 포집 성능의 측정 및 토너를 부착시켜서 a*와 b*의 측정을 행했다. a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값과 최대값, a*의 평균값과 최대값, b*의 평균값과 최소값,및 포집 효율을 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
분무 압력을 3.0㎫로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건에서 일렉트릿화된 멜트 블로 부직포를 제작했다. 얻어진 일렉트릿 멜트 블로 부직포에 대하여 포집 성능의 측정 및 토너를 부착시켜서 a*와 b*의 측정을 행했다. a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값과 최대값, a*의 평균값과 최대값, b*의 평균값과 최소값, 및 포집 효율을 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 1에서 사용한 폴리프로필렌을 원료로 하여 단위 중량이 20g/㎡이며, 평균 섬유 지름이 2.4㎛인 멜트 블로 부직포를 제조하고, 분무 압력을 2.0㎫(건조 온도는)로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건에서 일렉트릿화된 멜트 블로 부직포를 제작했다. 얻어진 일렉트릿 멜트 블로부직포에 대해서 포집 성능의 측정 및 토너를 부착시켜서 a*와 b*의 측정을 행했다. a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값과 최대값, a*의 평균값과 최대값, b*의 평균값과 최소값, 및 포집 효율을 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1에서 제조된 멜트 블로 부직포를 순수가 공급되는 수조의 수면을 따라 주행시키면서 그 표면에 슬릿형상의 흡인 노즐을 접촉시켜서 물을 흡인함으로써 섬유 시트 전체면에 물을 침투시키고, 이어서 수분 제거 후에 100℃의 온도에서 5분간 열풍 건조함으로써 일렉트릿화된 멜트 블로 부직포를 얻었다. 얻어진 일렉트릿 멜트 블로 부직포에 대해서 포집 성능의 측정 및 토너를 부착시켜서 a*와 b*의 측정을 행했다. a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값과 최대값, a*의 평균값과 최대값, b*의 평균값과 최소값, 및 포집 효율을 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 1에서 제조된 멜트 블로 부직포를 사용하고, φ0.13에서 피치가 0.6㎜, 스프레이 각도가 0°인 WJP 구금을 분사면과 섬유 시트 표면의 거리가 30㎜가 되도록 설치한 장치를 사용하여 압력 1.0㎫로 순수를 시트 전체면에 충돌시키고, 이어서 수분 제거 후에 100℃의 온도에서 5분간 열풍 건조함으로써 일렉트릿화된 멜트 블로 부직포를 얻었다. 얻어진 일렉트릿 멜트 블로부직포에 대하여 포집 성능의 측정 및 토너를 부착시켜서 a*와 b*의 측정을 행했다. a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값과 최대값, a*의 평균값과 최대값, b*의 평균값과 최소값, 및 포집 효율을 표 1에 나타낸다.
[비교예 3]
실시예 3에서 제조된 멜트 블로 부직포를 사용한 것 이외에는 비교예 1과 같은 조건에서 일렉트릿화된 멜트 블로 부직포를 제작했다. 얻어진 일렉트릿 멜트 블로부직포에 대하여 포집 성능의 측정 및 토너를 부착시켜서 a*와 b*의 측정을 행했다. a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값과 최대값, a*의 평균값과 최대값, b*의 평균값과 최소값,및 포집 효율을 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 실시예 1~3은 모두 a*와 b*로부터 얻어지는 특성값의 평균값 [-(b*)-(a*)]Ave가 12 이상이며, 최대값 [-(b*)-(a*)]Max가 18 이상으로 크고, 또한 a*의 평균값 a*Ave와 최대값 a*Max와 b*의 평균값 b*Ave와 최소값 b*Min은 작아지고, 섬유 시트 표면에 정극성의 전하가 편재되어 있는 것이 확인되어 높은 포집 효율을 나타냈다.
이에 대하여 비교예 1~3은 실시예 1~3에 비해 a*와 b*로부터 얻어지는 [-(b*)-(a*)]Ave와 [-(b*)-(a*)]Max가 작고, a*Ave와 a*Max와 b*Ave와 b*Min은 크고, 섬유 시트 표면에 정극성과 부극성의 전하가 혼재되어 있어 포집 효율도 낮은 결과이었다.
1 : 샘플 홀더 2 : 더스트 수납 상자
3 : 유량계 4 : 유량 조정 밸브
5 : 블로어 6 : 파티클 카운터
7 : 스위치 콕 8 : 압력계
M : 측정 샘플

Claims (5)

  1. 일렉트릿 섬유 시트로서,
    적색의 정대전성 토너와 청색의 부대전성 토너를 부착시켰을 때의 분광 측색계에 의해 측정되는 a*와 b*에 대해서 -(b*)-(a*)의 평균값이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 섬유 시트.
    ·12≤[-(b*)-(a*)]Ave≤50
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 a*와 상기 b*에 대해서 각 점에서 산출되는 -(b*)-(a*)의 최대값이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 섬유 시트.
    ·18≤[-(b*)-(a*)]Max
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 a*의 평균값 a*Ave가 0~10의 범위에 있고, 상기 b*의 평균값 b*Ave가 -40~-20의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 섬유 시트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 a*의 최대값 a*Max가 5~18의 범위에 있고, 상기 b*의 최소값 b*Min이 -40~-20의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 섬유 시트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비도전성의 섬유 시트에 수분류 또는 수적류를 충돌시키는 분무 공정을 포함하는 일렉트릿 방법으로 제조되는 일렉트릿 섬유 시트.
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