JP2002161471A - エレクトレット加工品の製造方法 - Google Patents

エレクトレット加工品の製造方法

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JP2002161471A JP2000360762A JP2000360762A JP2002161471A JP 2002161471 A JP2002161471 A JP 2002161471A JP 2000360762 A JP2000360762 A JP 2000360762A JP 2000360762 A JP2000360762 A JP 2000360762A JP 2002161471 A JP2002161471 A JP 2002161471A
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polar organic
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Masaaki Takeda
正明 武田
Yasuyoshi Horiguchi
泰義 堀口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質、高性能のエレクトレット加工品を低
コストで生産可能にするエレクトレット加工品の製造方
法を提供することにある。 【解決手段】 非導電性シートSに極性有機溶媒Lを噴
霧して該非導電性シートに浸透させ、次いで該非導電性
シートSを乾燥してエレクトレット化シートにすること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエレクトレット加工
品の製造方法に関し、さらに詳しくは、高品質のエレク
トレット加工品を低コストで生産可能にするエレクトレ
ット加工品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、低圧損のエアフィルター用材料と
して、エレクトレット加工された繊維シートが優れた性
能を有するため使用されている。このエレクトレット化
繊維シートの製造方法としては、合成繊維不織布等の繊
維シートに高電圧を印加し、コロナ放電によりエレクト
レット化する方法(特開昭61−102476号公報等
参照)や、フィルムシートにワイヤ電極により高電圧を
印加し、同じくコロナ放電によりエレクトレット化した
後、そのフィルムシートを繊維化して不織布にする方法
(特公昭57−14467号公報等参照)などが知られ
ている。
【0003】しかし、図3に示すように、従来のエレク
トレット化方法は、いずれもアース電極21の上に高分
子材料シートSを裁置するか又は移動させながら、その
表面に直流高電圧発生装置23の高電圧を針状或いはワ
イヤー電極22から印加し、コロナ放電によりエレクト
レット化するものである。そのため、高電圧印加電極2
2とアース電極21の間隙精度等によりムラを生じやす
く、エレクトレット化シートに荷電ムラが出来たり、ま
た火花放電によりシートが損傷するという問題があっ
た。
【0004】さらに、高電圧設備は一般に高価である上
に、安全維持管理のために費用がかかるため、コスト高
になるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の諸問題を解消し、高品質、高性能のエレクト
レット加工品を低コストで生産可能にするエレクトレッ
ト加工品の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のエレクトレット加工品の製造方法は、非導電性シー
トに極性有機溶媒を噴霧して該非導電性シートに浸透さ
せ、次いで該非導電性シートを乾燥してエレクトレット
化シートにすることを特徴とするものである。
【0007】このように非導電性シートに極性有機溶媒
を噴霧しシート全体に満遍なく浸透させ、これを乾燥す
ることで、高品質、高性能のエレクトレット化シートに
することができる。しかも、製造設備としては、極性有
機溶媒の噴霧設備や乾燥設備などであるので、従来の高
電圧発生設備に比べて低廉である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に使用する非導電性シート
は、非導電性を有する材料であれば特に限定されない。
例えば、合成繊維或いは天然繊維の織物、編み物、不織
布等の繊維シートやプラスチックフィルムシートなどを
挙げることができる。これらの中でも特に合成繊維シー
トが好ましい。また、エアフィルター用の場合には、合
成繊維不織布が好ましく、中でも高性能フィルター用に
は、メルトブロー不織布を使用することが好ましい。
【0009】非導電性シートの素材は、非導電性を有す
る材料であれば特に限定されるものではない。好ましく
は、体積抵抗率が1012・Ω・cm以上、さらに好まし
くは1014・Ω・cm以上の素材を主体とするものを使
用するとよい。
【0010】例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等
のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
乳酸等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、ポリフェニレンサルファイト、フッ素系樹脂、およ
びこれらの混合物などを挙げることができる。これらの
中でも、ポリオレフィンまたはポリ乳酸を主体とするも
のはエレクトレット性能の点から好ましく、さらにポリ
プロピレンを主体とするものは一層好ましい。
【0011】本発明に使用する非導電性シートには、ヒ
ンダードアミン系添加剤又はトリアジン系添加剤を少な
くとも1種配合することが好ましい。この添加剤を非導
電性シートに含有させることにより、特に高いエレクト
レット性能を保持させることが可能になるからである。
【0012】上記2種類の添加剤のうちヒンダードアミ
ン系添加剤としては、ポリ〔((6−(1,1,3,
3,−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリ
アジン−2,4−ジイル)((2,2,6,6,−テト
ラメチル−4−ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン
((2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジ
ル)イミノ)〕(チバガイギー製、キマソープ944L
D)、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチ
ル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン重縮合物(チバガイギー製、チヌピン622
LD)、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
シベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,
2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)(チバガ
イギー製、チヌピン144)などが挙げられる。
【0013】また、トリアジン系添加剤としては、前述
のポリ〔((6−(1,1,3,3,−テトラメチルブ
チル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイ
ル)((2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリ
ジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6,−
テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)〕(チバガイ
ギー製、キマソープ944LD)、2−(4,6−ジフ
ェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−
((ヘキシル)オキシ)−フェノール(チバガイギー
製、チヌピン1577FF)などを挙げることができ
る。これらのなかでも特にヒンダードアミン系添加剤を
使用することが好ましい。
【0014】非導電性シートには、上記添加剤の他に、
熱安定剤、耐候剤、重合禁止剤等の一般にエレクトレッ
ト加工品の非導電性シートに使用されている公知の添加
剤を添加するようにしてもよい。
【0015】上記ヒンダードアミン系添加剤又はトリア
ジン系添加剤の添加量としては、特に限定されないが、
好ましくは0.5〜5重量%の範囲にするとよく、更に
好ましくは0.7〜3重量%の範囲にするとよい。添加
量が0.5重量%未満では、目的とする高レベルのエレ
クトレット性能を得ることが難しくなる。また、5重量
%を超えるほど多く配合すると製糸性や製膜性を悪く
し、かつコスト的にも不利になるので好ましくない。
【0016】本発明のエレクトレット加工品の製造方法
は、上述した非導電性シートに極性有機溶媒を十分な浸
透状態にし、この浸透状態のシートを乾燥する。極性有
機溶媒は非導電性シート全体に満遍なく浸透状態にする
必要があり、その手段としては、噴霧によって行うよう
にする。極性有機溶媒が全体に満遍なく浸透状態になっ
た非導電性シートは、これを乾燥することにより、均一
でかつ高密度に電荷が帯電した高品質のエレクトレット
化シートにすることができる。これら一連の極性有機溶
媒の噴射および乾燥の各工程は、連続的に行ってもよ
く、バッチ式で行ってもよい。
【0017】極性有機溶媒が浸透後の非導電性シートの
乾燥方法は、極性有機溶媒が揮発性であれば室温下に自
然乾燥することでもよい。しかし、生産性の観点からは
乾燥手段を使用した強制乾燥をするのがよい。
【0018】強制乾燥手段は、従来公知の方法がいずれ
も使用可能である。例えば、熱風乾燥法、真空乾燥法、
自然乾燥法等の方法を適用することができる。なかでも
熱風乾燥法は、連続処理が可能であるため好ましい。熱
風乾燥法の場合、乾燥温度としてはエレクトレットを失
活させない程度の温度にする必要がある。好ましくは1
20℃以下、より好ましくは100℃以下、さらに好ま
しくは80℃以下にするのがよい。また、熱風乾燥前
に、予備乾燥として、ニップロール、吸水ロール、サク
ション吸引等によって余剰の水分を取り除くようにする
と尚良い。
【0019】本発明において、非導電性シートに浸透さ
せる極性有機溶媒としては、非導電性シートへの浸透性
が良いものであれば特に限定されない。例えば、メチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン類
のケトン類、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル
類、その他アルデヒド類、カルボン酸類等を挙げること
ができる。特に、浸透性の点からアルコール類またはケ
トン類が好ましく、特にアセトン、イソプロピルアルコ
ール、エタノールのうちの少なくとも1種を用いるのが
好ましい。さらに好ましくは、イソプロピルアルコール
を主成分とするものが好ましい。
【0020】図1は、本発明のエレクトレット加工品の
製造方法を実施する装置を例示したものである。
【0021】図1の装置において、1は極性有機溶媒L
の噴霧ノズル、2,3は非導電性シートSの送りロー
ラ、4は乾燥装置である。被処理材の非導電性シートS
は、送りローラ2,3により移送されながら、その表面
に噴霧ノズル1から噴射する極性有機溶媒Lを浴びる。
極性有機溶媒Lは、非導電性シートSの全面に極性有機
溶媒が十分に浸透状態になるように噴霧されるようにす
る。
【0022】噴霧ノズル1は、図示のように1台に限定
されず、複数台を非導電性シートSの移送方向に連続し
て配置するようにしてもよく、それにより浸透性を一層
向上することができる。
【0023】極性有機溶媒Lが浸透状態になった非導電
性シートSは、ニップローラを兼ねる送りローラ3によ
り余剰の溶媒を絞り出された後、乾燥装置4に移送され
る。乾燥装置4には複数のガイドローラ5がジグザグ状
に内設され、供給口4aから加熱空気を供給し、排気口
4bから排出することにより内部を加熱状態にしてい
る。この乾燥装置4に移送された非導電性シートSは、
ガイドローラ5をジグザグ状に走行する間に乾燥され、
エレクトレット化されたシートになって搬出される。
【0024】このようにして得られたエレクトレット化
シートは、極性有機溶媒を噴霧工程でシート全体に満遍
なく浸透させているので、シート全体に高電荷が均一分
布した高品質、高性能のエレクトレット加工品になる。
【0025】
【実施例】以下に説明する実施例において使用する特性
値は、次の測定法により測定したものである。
【0026】〔捕集性能〕図2に示す捕集性能測定装置
で測定した。この捕集性能測定装置は、測定サンプルM
をセットするサンプルホルダー11の上流側にダスト収
納箱12を連結し、下流側に流量計13、流量調整バル
ブ14、ブロワ15を連結している。また、サンプルホ
ルダー11にパーテクルカウンター16が設けられ、こ
のパーテクルカウンター16を使用し、切替コック17
を介して、測定サンプルMの上流側のダスト個数と下流
側のダスト個数をそれぞれ測定することができる。
【0027】捕集性能の測定に当たっては、径0.3μ
mのポリスチレン標準ラテックスパウダーをダスト収納
箱12に充填し、サンプルMをホルダー11にセット
し、風量をフィルター通過速度が1.5m/分になるよ
うに流量調整バルブ14で調整し、ダスト濃度を1万〜
4万個/2.83×10-43 (0.01ft3 )の範囲で安定さ
せ、サンプルMの上流のダスト個数Dおよび下流のダス
ト個数dをパーティクルカウンター16(リオン社製、
KC−01B)で5回測定し、JIS K−0901に
基づいて下記計算式にて捕集性能(%)を求めた。
【0028】 捕集性能(%)=〔1−(d/D)〕×100 ただし、d:下流のダスト個数 D:上流のダスト個数 〔平均繊維径〕SEM写真により拡大した繊維100本
について繊維径を測定し、その平均値を求めた。
【0029】実施例1 耐候剤としてトリアジン系添加剤(チバガイギー製、キ
マソープ944)を1%含有し、かつメルトインデック
スMIが700のポリプロピレンを原料として、通常の
メルトブロー法により、目付40g/m2 、平均繊維径
2.0μmのメルトブロー不織布を作製した。次いで、
このメルトブロー不織布に、イソプロピルアルコールを
噴霧器を用いて圧力0.5MPaで、片面から噴霧して
全体に浸透させたのち乾燥して、エレクトレット化シー
トにした。
【0030】得られたエレクトレットメルトブロー不織
布の捕集性能を測定したところ、92.1%であった。
【0031】実施例2 イソプロピルアルコールの替わりにエチルアルコールを
用いた以外は、実施例1と同様に処理した。
【0032】得られたエレクトレットメルトブロー不織
布の捕集性能を測定したところ、78.5%であった。
【0033】比較例1 実施例1のメルトブロー不織布の捕集性能を測定したと
ころ、57.5%と低いものであった。
【0034】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、非導電性シ
ートに極性有機溶媒を噴霧しシート全体に満遍なく浸透
させ、これを乾燥することで、高品質、高性能のエレク
トレット化シートを得ることができる。しかも、製造設
備としては、極性有機溶媒の噴霧設備や乾燥設備などで
あるので、従来の高電圧発生設備に比べて低廉であり、
かつ安全維持管理を低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエレクトレット加工品の製造方法を実
施する装置の一例を示す概略図である。
【図2】本発明の実施例で用いた捕集性能測定装置を示
す概略図である。
【図3】従来の高電圧印加によるエレクトレット化方法
を示す概略図である。
【符号の説明】
1 噴霧ノズル 2,3 送りロール 4 乾燥装置 S 非導電性シート L 極性有機溶媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) D04H 3/16 D04H 3/16 D06B 1/02 D06B 1/02 // D06M 101:20 D06M 101:20 7/02 A Fターム(参考) 3B154 AA09 AB22 BA60 BB34 BD15 BD17 DA11 DA30 4D019 AA03 BA13 BB03 BC01 BC15 CB06 4D054 AA11 BC16 4L031 AA14 AB34 BA33 CA08 DA00 4L047 AA14 BA09 BA23 BB02 CC12 DA00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非導電性シートに極性有機溶媒を噴霧し
    て該非導電性シートに浸透させ、次いで該非導電性シー
    トを乾燥してエレクトレット化シートにするエレクトレ
    ット加工品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記極性有機溶媒がアルコール類又はケ
    トン類を主成分に構成されている請求項1に記載のエレ
    クトレット加工品の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記極性有機溶媒がイソプロピルアルコ
    ール、エチルアルコール、アセトンのうちの少なくとも
    1種である請求項2に記載のエレクトレット加工品の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記非導電性シートがヒンダードアミン
    系添加剤或いはトリアジン系添加剤を0.5〜5重量%
    含有している請求項1,2又は3に記載のエレクトレッ
    ト加工品の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記非導電性シートが合成繊維からなる
    シートである請求項1〜4のいずれかに記載のエレクト
    レット加工品の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記合成繊維からなるシートがメルトブ
    ロー不織布である請求項5に記載のエレクトレット加工
    品の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記非導電性シートがポリオレフィンを
    主体に構成されている請求項1〜6のいずれかに記載の
    エレクトレット加工品の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記ポリオレフィンがポリプロピレンを
    主体に構成されている請求項7に記載のエレクトレット
    加工品の製造方法。
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