NO151092B - Elektret - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til fremstilling av et fibret baneelektret ved innføring av ladninger i et polymerisk materiale hvis fibre blir sammensatt mens det polymere materiale har en forhøyet temperatur.

Ved denne fremgangsmåte tas der sikte på å skaffe en ny

type fiberholdig elektret som kan fremstilles enkelt og økono-

misk i en hovedsakelig ett-trinns prosess, og som kan omfatte fibre med mikroskopiske diametre for derved å skaffe en enestående kombinasjon av elektret- og mikrofiberegenskaper.

En tidlig fremgangsmåte for fremstilling av fiberholdige elektreter er beskrevet i US-PS 2 740 184 og omfatter an-

bringelsen av termoplastiske tråder, filamenter, stoffer eller ark i et elektrostatisk felt som er etablert mellom parallelle,

tett inntil hverandre anordnede elektroder. Det fibret= materiale oppvarmes for mykning og blir deretter avkjølet i nærvær av feltet, hvoretter "mer eller mindre" varige ladninger innføres i fibrene.

I US-PS 3 571 679 blir der beskrevet en ulempe i for-

bindelse med ovennevnte fremgangsmåte, idet det er vanskelig å innføre en rimelig høy varig ladning i en fibret bane som blir behandlet, fordi tilførselen av høye spenninger til ladningselektrodene bevirker lysbuedannelse gjennom de åpne porer i den fibrete bane. I nevnte patent-skrift blir der foreslått å dekke ladningselektrodene med et ark med dårlig ledningsevne for å

fordele en høy tilført spenning og avdempe eventuelle di-

elektriske gjennomslag gjennom den fibrete bane.

Fremgangsmåten med tildekket elektrode blir kritisert i

US-PS 3 998 916 på grunn av at der behøves altfor lang tid til

å lade det fibrete materiale til en ønsket ladet tilstand. For å unngå denne svakhet blir der i samme patentskrift foreslått en noe indirekte eller to-trinns-fremgangsmåte. Ved denne fremgangsmåte blir en film først preparert og ladet elektrisk, hvoretter filmen fibrilleres ved passering over nålevalser og sammen-stilles i lag for å danne en fibret bane. Det at man støtter seg på filmdannelse for å danne fibrer, er en del av en historisk sekvens hvor teknikken har utviklet seg fra tilberedning av forholdsvis tykke voks-elektreter til tynnere filmer ved bruk av polymere materialer>og teknikker som innbefatter flersidig

styring av fremgangsmåten, innbefattet f.eks. styring av film-temperaturen under oppladning, styring av avstanden mellom ladnings-apparatet og filmen og styring av ladetiden. Ifølge US-PS 3 998 916 (se også "The Use of Polymers for Electrets", J. Van Turnhout, Journal of Electrostatics, Volume 1 (1975), sider 147-163) oppnås elektrisk ladning av filmen ved oppvarming av filmen til nær filmens smeltepunkt, strekking av filmen over en buet plate og sprøyting av filmen med positive eller negative ladninger fra et antall tynne tråder plasert over den buede plate. Ifølge US-PS 3 644 605 blir en tynn polymer film fastholdt over en parallelt forløpende dielektrisk plate og bombardert med en elektronstråle. Ifølge NASA Technical Report R-457 (desember 1975) blir en stråle eller tåke av væske- dielektrikum ført gjennom corona-utladningen fra en børsteelektrode eller fra et nett med tettliggende tråder og deretter s arolet pa et dielektrisk ark hvor smådråpene herdner som en film.

Selv om dannelsen av en fibret bane ved hjelp av den mellom-liggende dannelse av en film drar fordel av kjennskapen til film-ladeteknikker, så er det en tidkrevende og kostbar prosess.

Videre kan man ved hjelp av denne teknikk bare oppnå begrensede fiberstørrelser.

Slike ulemper elimineres i forbindelse med de nye fibrede elektreter i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som er basert på smelteblåste fibre. Smelteblåste fibre er fibre som fremskaffes ved ekstrudering av smeltet fiberdannende materiale gjennom en flerhet av åpninger inn i en gass-strøm med høy hastighet hvor det ekstruderte materiale gjøres tynnere for å danne en strøm av fibre. Fra US patentsøknad 3.971.373 er det kjent å

forme baner av smelteblåste fibre hvor fysiske partikler rommes i mellomrommene mellom fibrene i banen. Partiklene, f.eks. akti-viserte karbonfiltreringspartikler, føres inn i strømmen av smelteblåste fibre etter at fibrene har nådd en tilstand hvor de er størknet.

I motsetning til denne innføring av partikler i en bane

med størknede fibre, er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karak-

. terisert ved at 1) det polymere materiale på i og for seg kjent måte blir smeltet og ekstruderes gjennom en flerhet av åpninger inn i en gasstrøm med høy hastighet, hvori det ekstruderte materiale uttynnes for å danne en strøm av fibre, 2) at strømmen av fibre bombaderes med elektrisk ladede partikler mens fibrene strømmer ut fra åpningene, og 3) at fibrene på i og for seg kjent måte samles på et sted som ligger tilstrekkelig langt fra åpningene til at fibrene er avkjølet for å danne en fast fibret formvarig form.

Med andre blir de smelteblåste fibre, idet de kommer ut fra åpningene, bombardert med elektrisk ladede partikler, f .eks. elektroner eller ioner. Fibrene samles opp på et sted som ligger unna åpningene, hvor de blir avkjølt til en fast fibret form-stabil form, og hvor de er funnet å bære en varig elektrisk ladning. Den sammenrullede bane, eller matte> kan brukes direk-te, unntatt hvor der typisk foretas en trimming eller avskjæring til passende størrelse.

De betingelser som en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen må utføres under, står i skarp kontrast til de styrte betingelser som har vært mulig i forbindelse med tidligere fremgangsmåter for dannelse av filmelektreter: Fibrene beveger seg med ekstremt høye hastigheter, de blåses turbulent ved hjelp av en gasstrøm med høy hastighet, de blir innhyllet i og fordelt i store mengder av fortynnende, høyhastighetsluft. Likevel trenger elektrisk ladede partikler inn i fiberstrømmen og holdes tilbake i brukbare kvanta i de smelteblåste fibre. Innføringen av partiklene i fibérstrømmen finner nødvendigvis sted i løpet av en liten brøkdel av et sekund (mindre enn et milisekund) når fibrene befinner seg både nær kilden for de elektrisk ladede partikler og i en smeltet eller så å si smeltet tilstand. Etter en slik innføring størkner fibrene meget raskt og fryser således de elektriske ladninger inn i fibrene hvor de skaffer en samlet masse av fibre med en varig elektrisk ladning.

Den varige ladning i fibrede baner i henhold til oppfinnelsen er vesentlig forskjellig fra den midlertidige ladning som er blitt tilført andre fibrede produkter tidligere, ofte som et bidrag til fremstillingen av produktet. F.eks. er slike ladninger blitt til-ført for å bidra til belegningen av fibre ved hjelp av en motsatt ladet væske (se US-PS 2 491 889) eller for å forbedre fordelingen og separasjonen av fibrene og dra dem mot en kollektor for derved

å skaffe en jevnere fiberformet matte (se US-PS 2 466 906,

2 810 426, 3 824 052, 3 003 304 og skrifter som omtaler fibrillerte strenger, f.eks. US-PS 3 490 115 og 3 456 156).

De ladninger som tilføres i forbindelse med disse fremstil-lingsprosesser, er ifølge sin natur bare midlertidige. F.eks. kan det fiberdannende materiale ikke ha tilstrekkelig volum-motstand, eller der kan være for meget ledende oppløst materiale til stede i de dannede fibre for å tillate opprettholdelsen av en vedvarende ladning. Eventuelt blir ladningen tilført etter at fibrene er blitt formet, slik at der bare tilføres en overflateladning. Eventuelt kan ladningsbetingelsene,f.eks. den tilførte spenning, være utilstrekkelig for fremskaffelse av en permanent ladning. Eventuelt kan ladningen bli nøytralisert etter fibrene blir sa,mlet. Dersom der blir igjen en rest av en slik midlertidig ladning etter fremstillingen av fibrede matter i henhold til de ovennevnte skrifter, lekker den raskt ut under lagring eller bruk.

I motsetning til dette bærer de fibrede baner i henhold til den foreliggende oppfinnelse en varig eller "permanent" ladning. Ved lagring under vanlige betingelser kan fibrede baner i henhold til oppfinnelsen bibeholde en nyttig ladning i mange år. Under aksellererte forsøk, f.eks. lagring i værelsestemperatur og

100% relativ fiiktighet-miljø hadde ladningen på de fibrede baner i henhold til oppfinnelsen generelt en halveringstid på minst én uke og fortrinnsvis seks måneder eller ett år. Med en slik varig-het av ladning kan fibre eller fibrede baner i henhold til oppfinnelsen bli riktig betegnet som elektreter, og betegnelsen

"fiberelektret", "fibret bane-elektret" eller mer generelt "fibret elektret" bli brukt i det følgende for å beskrive dem.

For mange fibrede bane-elektreter fremstilt ved oppfinnelsen kan der gjøres en god måling på størrelsen av ladningen ved måling av overflatespenningen i banen med et elektrostatisk voltmeter med en isosonde. Imidlertid er en slik måling mindre nøyaktig dersom en bane omfatter en blanding av motsatt ladede fibre. En bane med blandingsladning er fremdeles nyttig, f.eks. for forsterkning av filtreringsegenskaper, men den netto ladning som måles på banen,vil ikke representere den fulle størrelse av ladningen. For fibrede bane-elektreter ifølge oppfinnelsen som bærer en varig ladning med bare ett fortegn, måles ladningen vanligvis til minst 10 — 8 coulomb pr. gram av smelteblåste fibre. For fibrede bane-elektreter som innbefatter både positivt og negativt ladede fibre ,vil netto-ladningen vanligvis være mindre enn 10 -9 coulomb pr. gram smelteblåste fibre. En indikasjon på elektrisk ladning kan også oppnås med andre forsøk, f.eks. ved anvendelsen av tonerpulver på banen, men ikke nødvendigvis med numerisk kvantifiserte måle-resultater.

De smelteblåste, ladede fibre som fremskaffes i henhold til den foreliggende oppfinnelse/kan tilpasses til en ønsket fiber-diameter. For mange formål har fibrene mikrofiberstørrelser (dvs. en størrelse som best anskueliggjøres under et mikroskop) og for noen formål er en mindre diameter desto bedre. F.eks. kan mikrofibre gjennomsnittlig ha en diameter på mindre enn 25, 10 og til og med en mikrometer.

Mikrofibre er funnet å ha flere nyttige egenskaper, innbefattet forbedring ved visse sider av filtrering,og kombinasjonen av mikrofibre med en varig elektrisk ladning gir fibrede bane-elektreter i henhold til oppfinnelsen enestående filtreringsegenskaper. En spesiell betydelig bruk av fibrede bane-elektreter i henhold til oppfinnelsen er i respiratorer, spesielt i koppformede ansiktsmasker, som vist på fig. 3. Bruken av fibrede bane-elektreter fremstilt vedoppfinnelsen som erstatning for baner av smelteblåste mikrofibre brukt i tidligere masker av den viste type, kan forbedre filtereffektene med en faktor på

to eller mer. Masker i henhold til oppfinnelsen av den type som er vist på fig. 3,kan, fremstilles rimelig,og deres lave pris og høye effekt gir en vidtfavnende anvendelighet som hittil ikke har vært mulig med andre kjente ansiktsmasker.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et skjematisk riss, delvis i snitt, av et apparat til fremstilling av et fibret bane-elektret i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et riss, sett i retning for linjene 2-2 på fig. 1, og innbefatter et skjematisk koblingsskjerna for en kilde for elektrisk ladede partikler innbefattet i apparatet på fig. 1, Fig. -3 og 4 viser detaljer ved en ansiktsmaske som innbefatter et fibret bane-elektret fremstilt ved oppfinnelsen, idet fig. 3 er et perspektivriss som viser bruken av masken, og fig. 4 er et snitt tatt iangs linjene 4-4 på fig. 3. Fig. 5 er et skjematisk riss av et apparat til prøving av filtreringsegenskapene hos et fibret bane-elektret fremstilt ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 er et diagram som viser partikkelgjennomtrengning (ordinat) i forhold til partikkelstørrelse (absisse) for fibrede bane-elektreter fremstilt i henhold til oppfinnelsen, sammen-lignet med uladede baner. Fig. 1 og 2 anskueliggjør et representativt apparat 10 for fremstilling av fibrede bane-elektreter i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En del av apparatet kan hensiktsmessig være et smelteblåsende apparat av den type som er beskrevet i rapport nr. 4364 fra U.S. Naval Research Laboratories, utgitt 25. mai 1954 under tittelen "Manufacture of Super Fine Organic Fibers" av Wente, V.A; Boone, C.D.; og Fluharty, E.L. Et slikt fiberblåsende apparat innbefatter en matrise 11 som er utført med en rekke smale parallelle åpninger 12 for ekstrudering av smeltet materiale, og med kanaler 13 på hver side av rekken med åpninger/ som en gass, vanligvis luft, blåses gjennom med høy hastighet. Gass-strømmen trekker ut det ekstruderte materiale til fibre, avkjøler fibrene til en fast form og fører fibrene til en kollektor 14 som en fiberstrøm 15. En kollektor 14 vist på fig. 1, omfatter en finmasket skjerm anordnet som en valse eller sylinder, men kollektoren kan også ha andre former f.eks. et flatt gitter eller et sløyfebelte som er ført rundt valser. Gass-avsugningsapparater kan være anordnet bak gitteret for å bidra til avsetningen av fibre og fjerning av gass. Strømmen 15 med blåste fibre avsetter seg på kollektoren som en uvilkårlig sammenblandet, koherent masse, som kan behandles som en matte 16 som kan avspoles fra kollektoren og sammenrulles til en lagrings-rull 17.

Bombardering av de smelteblåste fibre med elektrisk ladede partikler finner sted ved hjelp av en eller flere kilder for slike partikler, som er plassert i nærheten av matriseåpningene 12. Ved apparatet på fig. 1 og 2 blir der benyttet to kilder 18 og 19, én på hver side av fiberstrømmen 15. Hver kilde omfatter en elektrisk leder 20, resp. 21, forbundet med en høyspenningskilde 22 og plasert i et metallhylster 23 eller 24 som er forbundet til jord via en motstand 25. Som vist på fig. 2 kan lederne monteres i isolatorer 26 og 27. Når lederne settes under høy nok spenning (vanligvis 15 kV eller mer), danner der seg en korona rundt lederen, og luften eller andre gasser rundt lederen, ioniseres. De elektrisk ladede ioner eller partikler blir ført inn i fiber-strømmen ved en kombinasjon av aerodynamiske og elektrostatiske krefter som påvirker de ladede partikler. Strømmen av ladede partikler kan påhjélpes av en vifte eller ved hjelp av en spenning på hylstrene 23 eller 24, som driver partilclene vekk. Istedenfor et sylindrisk hylster eller rør kan der brukes flate metallplater anordnet på hver side av lederen, eller et hvilket som helst annet arrangement som oppretter en Ønsket spenningsgradient mellom elektroden og det omgivende deksel. Alternative kilder for elektrisk Jadede partikler er elektronstråler og strålekilder, f.eks. røntgenstrålekanoner.

Kildene 18 og 19 for elektrisk ladede partikler plaseres tett ved utløpet fra matrisen 11 hvor fibrene befinner seg i en smeltet eller så å si smeltet tilstand. Under slike forhold er mobiliteten for de frie ladningsbærere i fibrene høy, hvilket gjør innføringen av ladning i fibrene lettere. Jo nærmere kilden for de elektrisk ladede partikler befinner seg munningen av matrisen, desto mer smeltet er fibrene og desto lettere kan innføringen av ladning finne sted.

Når fibrene størkner og avkjøles, blir de bombarderte ladninger innefrosset i fibrene, og fibrene blir varig ladet (oppvarming av fibrene vil fjerne ladningen). I henhold til vanlig terminologi for elektreter, kalles denne ladningen en homoladning (homo-charge), og den har samme fortegn som den spenning som påføres lederne. Der kan påføres enten en positiv eller negativ spenning på kilden for elektrisk ladede partikler, og kilder med motsatt ladede partikler kan brukes samtidig, f.eks. på motsatte sider av fiberstrømmen.

Under fremstillingen av en bane ifølge oppfinnelsen kan der utvikle seg en statisk ladning på overflaten av fibrene (som kan ha motsatt fortegn til bombardementet), Imidlertid vil en siik ladning raskt tape seg på den samme måte som en statisk ladning som påføres en ferdig fibret bane»vil tape seg.

Temperaturen på gassen rundt fibrene har en tendens til å reduseres meget raskt med økende avstand fra matriseutløpet. F.eks. for forhold beskrevet i eksempel T, hvor temperaturen på luften ved matriseutløpet er ca. 290°C, vil temperaturen være 190°C på avstanden 1,25 cm fra matrisen, ca. 150°C 2,5 cm fra matrisen, ca. 120°C 3,75 cm fra matrisen og ca. 95°C når avstanden, er 5 cm fra matrisen. Således vil ladninger som bombarderes på

de smeltede eller nesten smeltede fibre raskt bli innefrosset i fibrene.

En rekke polymere materialer som har de elektriske egenskaper som tillater elektrisk ladede partikler å forbli i fiberen uten å la ladningen unnslippe, kan brukes ved fremstillingen av blåste fibre i baner i henhold til oppfinnelsen. Spesielt nyttig er polypropylen, som har en volumresistivitet på ca. 10 ohm-centimeter. Andre polymerer, f.eks. polykarbonater og .polyhalo-karbonater som kan smelteblåses og har passende volumresistiviteter under ventede miljøbetingelser, kan også benyttes. Generelt har de polymere materialer som kan brukes ren volumresistivitet på minst 101 ohm-centimeter og unngår absorbsjon av fuktighet i mengder som forhindrer den ønskede halveringstid for ladningen. Pigmenter, farvestoffer, fyllmaterialer og andre tilsetningsstoffer kan blandes i det polymere materiale, dersom de ikke fjerner de nød-vendige egenskaper som f.eks. resistivitet.

Diameteren på de fremstilte blåste fibre kan varieres med slike parametre som størrelsen av matriseåpningen, viskositeten for det polymere materiale og luftstrømmens hastighet. Blåste mikrofibre er generelt betraktet som diskontinuerlige, selv om deres forholdstall (forholdet mellom lengde og diameter) burde nærme seg uendelig for å tillate fremstilling av nyttige baner. Noen arbeidere anslår fiberlengden til å være flere tommer, dvs.

10 cm eller mer.

Den fiberdannende fremgangsmåte kan modifiseres for innlemmelse av andre fibre eller partikler i banen. F.eks. i US-PS 3 971 373 blir der beskrevet et apparat og fremgangsmåte for innføring av faste partikler i en blåst fiberbane. En rekke partikler kan benyttes, spesielt for filtrering eller raffineringsformål, og illustrasjonene innbefatter aktivkull, aluminiumoksyd, natrium-bikarbonat og sølv som fjerner en komponent fra et fluidum ved absorbsjon, kjemisk reaksjon eller sammensmelting, og slike spesielle katalytiske midler som hopcalitt, som katalyserer om-formingen av en farlig gass til en uskadelig form. Partiklene kan variere i størrelse fra minst 5 mikrometer til 5 millimeter i gjennomsnittlig diameter. For respiratorer er den gjennom-snittlige diameter av partiklene mindre enn 1 mm.

Forhåndsdannede fibre kan også innføres i en blåst fiberbane under dannelsen av en bane, se f.eks. US-PS 3 016 599 og 4 118 531. F.eks. kan stapel-fibre, innbefattet krympede stapel-fibre tilføres strømmen av smelteblåste fibre (i tilfelle av krympede stapel-fibre ved avplukking av de krympede fibre fra en bane ved hjelp av en for-river-valse) for å danne en mer åpen eller porøs bane med redusert trykkfall men gode filtreringsegenskaper.

Mange andre tillegg eller variasjoner i den grunnleggende smelteblåse-fremstilling er mulige. F.eks. kan smelteblåste fibre samles i et mønster av sammenpressede og lavdensitetområder, se US-PS 4 042 740. Desusten kan oppsamlede baner av smelteblåste fibre behandles ytterligere, f.eks. ved oppkapping for dannelse av fibre som er nyttige til innlemmelse i andre produkter ved sammen-presning i et mønster (se US-PS 2 464 301) ved påsprøytning eller på annen måte innlemmelse av ingredienser i banen ved laminering av banen til andre baner eller arkprodukter, eller ved forming eller kapping av banen.

Fig. 3 og 4 illustrerer en passende konfigurasjon og opp-bygging for ansiktsmasker hvor det fibrede bane-elektret i henhold til oppfinnelsen kan benyttes. Masken 28 innbefatter en generelt kopplignende del 29 som er innrettet til å passe over munnen og nesen på en person, og en stropp 30 til fastholdelse av masken. Kanten av masken er innrettet til å passe tett rundt formen av ansiktet og utgjør således luftinntaket til brukeren av masken,

dvs. mesteparten av den luft som brukeren puster, må passere gjennom masken. Den koppformede del kan omfatte en innvendig, ikke-vevet bane av luftlagte fibre 31, to lag 32 og 33 av fibrede bane-elektreter i henhold til den foreliggende oppfinnelse og en ytre, ikke-vevet bane av luftlagte fibre.

Oppfinnelsen vil nå bli ytterligere beskrevet ved hjelp av

de følgende eksempler-.. To forskjellige forsøksmåter som ble brukt i eksemplene for uttesting av filtreringsegenskapene hos fremstilte baner, den ene under bruk av dikoktyl-phtalat dråper (DOP-forsøk), og den annen ved bruk av silisium-dioksydstøv i en test fremsatt

av National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH silica dust test),er beskrevet i detalj i US Federal Register, Title 30, part 11.

Eksempler 1- 8:

Blåste mikrofibre ble fremstilt fra polypropylen—harpiks (Hercules "Profax 6330") på det apparat som er vist på fig. 1. Betingelser for eksemplene 1, 2, 4-6 og 8 var som følger: Matrisen var 50 cm bred, temperaturen på smeiten i matrisen, selve matrisen og den luft som unnslapp fra matrisen var henholdsvis 346, 370 og 400°C. Lufttrykket ved matrisen var 0.43 kg/cm<2>, og polypropylenen ble ekstrudert med 6,8 kg/time. Matriseutløpet var 60 cm fra kollektoren, avstanden 35 på fig. 1 fra matrisemunningen til lederne var 3 cm og avstanden 36 mellom senterlinjen 37 for fiberstrømmen og lederene 20 eller 21 var 2,5 cm. En spenning på 15 kilovolt ble påtrykket hver av lederne 20 og 21, og en spenning på 3 kilovolt ble påtrykket hylstrene 23 og 24. For eksemplene 3 og 7 var disse betingelser de samme, bortsett fra at. smelte-temperaturen var 360°, lufttemperaturen var 370° og lufttrykket var 0,5 kg/cm 2. Der ble fremstilt baner med forskjellig tykkelse og forskjellig vekt, slik dette fremgår av tabell I. De fleste av eksemplene innbefatter en positivt ladet bane (angitt ved symbolet + i nedenstående tabell og fremskaffet ved en positiv spenning på begge elektroder 20 og 21 på fig. 1), en negativt ladet bane (-)

og en uladet eller sammenligningsbane (C). Trykkfall (AP) og partikkelgjennomtrengning (%P) målt ved hjelp av DOP-testen, fremgår også av tabell I.

Eksempler 9- 12:

Masker som vist på fig. 3 og 4 ble fremstilt fra eksemplene

1-, 1+, 2+ og 3+. Resultater i forbindelse med NIOSH silisium-oksydstøvtesten er gitt i tabell II.

Ladningsreduksjonsforsøk.

Reduksjonen av ladningen på de fibrede bane-elektreter fra eksempel 6+ over en tidsperiode ble testet ved lagring av bane-prøver i polyetylenbeholdere under normale værelsesbetingelser. Ladningsreduksjonen ble bestemt ved måling av overflatespenningen med et Monroe elektrostatisk voltmeter med isosonde og ved bruk av forholdet mellom ladning- og overflatespenning (Q=CV, hvor Q er ladning, C er kapasitans og V er overflatespenning) for beregning av den effektive overflateladningstetthet. Tabell III viser forholdet mellom start-overflateladningen og overflateladningen målt ved forskjellige tidsintervaller.

I tillegg ble der utført målinger av ladningssvekningen for baneprøver fra eksempel 6+ og 6 C etter lagring i et tørke-apparat ved 20°C og 100% relativ fuktighet. Prøvene ble anbragt i tørkeapparatet 120 dager etter fremstillingen. Andelen av gjenværende overflateladning etter forskjellige lagringsperioder er vist i tabell IV.

I tillegg til prøver på reduksjonen av overflateladning ble der også målt endringen i partikkelgjennomtrengning gjennom en bane fra eksempel 6+ etter forskjellige lagringsperioder i et 100% relativ fuktighetsmiljø, og resultatene er vist i tabell V. Målingene; ble utført ved et apparat 39 som vist på fig. 5. Luft som komme>r inn i et 75 mm aerosoltransportrør 40,f øres gjennom et absolutt filter 41 for å sikre at bakgrunn-partikkelkonsentrasjonen holdes på et minimum. Utfordrings-aerosolen innføres nedenfor i strømningsretningen av det absolutte filter ved et inntak 42 og føres gjennom en seksjon 43 hvor eventuelt aerosolen kan nøy-traliseres ved bruk av en krypton—85 strålingskilde. Utfordrings-aerosolen var røkt silisiumbksydstøv som beskrevet i NIOSH-silisiumdioksydstøvtesten.

Utstrømningen fra aerosolkilden overvåkes med et aerosol-fotometer 4 4 som er montert i transportrøret. Aerosol-fotometret benytter en fotodiode 45 til måling av det foroverspredte lys fra partiklene som føres gjennom strålen fra en helium neon-laser 46. Mengden av spredt lys står i forhold til aerosolkonsentrasjonen, dersom størrelsesdistribusjonen av aerosol-populasjonen er konstant med hensyn til tid. En aerosolprøve trekkes ut fra hovedaerosol-strømmen gjennom en ledning 47 og føres gjennom testfiltrerings-mediet 48. Ved hjelp av passende ventilregulering kan de størrelser og konsentrasjoner av utfordringspartiklene som ligger i området 0,15 - 3 mikrometer,overvåkes foran og etter filtreringsmediet under bruk av et "Particle Measuring System ASAS-200 Aerosol Spectrometer" forbundet med ledningen 49. Trykkfallet over filteret måles kontinuerlig (med et manometer 50),og der utføres måling av doggpunkt-temperaturen i ledningen 51 såvel som lufttemperaturen.

De data som skaffes ved disse prøveinstrumenter,muliggjør en registrering av filter-gjennomtrengning som en funksjon av partikkel-størrelse istedenfor på en massebasis.

På fig. 6 er der vist typiske gjennomtrengningsresultater på apparatet på fig. 5 for banen fra eksemplene 3+ (firkanter), 6+

(sirkler) og 6 C (prikker). En topp i partikkelgjennomtrengningen forekommer ved partikkelstørrelser i området 0,3 - 0,6 mikrometer, hvor hverken diffusjon eller inerti-avsetning er meget effektiv.

Som det sees, skaffer imidlertid fibrede bane-elektreter ifølge oppfinnelsen en forbedring for alle partikkelstørrelser.

Som nevnt ovenfor viser Tabell V gjennomtrengningsresultater

i apparatet på fig. 5 etter at prøvebanen hadde vært utsatt for forskjellige lagringstider i et 100% relativ fuktighetsmiljø. Resultatene angitt i Tabell V er kumulative partikkelgjennom-trengninger målt for partikler under en gitt diameter (0,3 mikrometer, 1 mikrometer og 3 mikrometer), dvs. resultatet angitt i kolonnen med overskrift "3 mikrometer" utgjør prosentandelen av partikler med størrelse opptil 3 mikrometer som trengte gjennom prøvebanen, resultatet angitt i kolonnen med overskrift "1 mikrometer" er prosentandelen av partikler med størrelse opptil 1 mikro-

meter som trengte gjennom osv.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et fibret baneelektret ved innføring av ladninger i et polymerisk materiale hvis fibre blir sammensatt mens det polymere materiale har en forhøyet temperatur, karakterisert ved at

1) . det polymere materiale på i og for seg kjent måte blir smeltet og ekstruderes gjennom en flerhet av åpninger (12) inn i en gasstrøm (ved 13) med høy hastighet, hvori det ekstruderte materiale uttynnes for å danne en strøm av fibre (15),

2) at strømmen av fibre (15) bombaderes (ved 18, 19) med elektrisk ladede partikler mens fibrene strømmer ut fra åpningene (12), og

3) at fibrene på i og for seg kjent måte samles på et sted som ligger tilstrekkelig langt fra åpningene (12) til at fibrene er avkjølet for å danne en fast fibret formvarig form (16).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i fiberstrømmen (15) innføres stapelfibre etter at strømmen er blitt bombadert med ladede partikler.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der føres partikler inn i fiberstrømmen (15) etter at strømmen er blitt bombadert med ladede partikler (ved 18,19).