JPH01232038A - エレクトレット化高分子シート状物及びその製造方法 - Google Patents
エレクトレット化高分子シート状物及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH01232038A JPH01232038A JP63058805A JP5880588A JPH01232038A JP H01232038 A JPH01232038 A JP H01232038A JP 63058805 A JP63058805 A JP 63058805A JP 5880588 A JP5880588 A JP 5880588A JP H01232038 A JPH01232038 A JP H01232038A
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- JP
- Japan
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- polymer sheet
- electret
- film
- plasma
- charge density
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は表面高電荷密度を有する高分子シート、特に高
分子シートがポリエステルのフィルム又は織編物又は不
織布である高分子シート状物に関する。
分子シートがポリエステルのフィルム又は織編物又は不
織布である高分子シート状物に関する。
(従来の技術)
現在エレクトレット化品はマイクロホン、ヘッドホン、
補聴器、拡声電話機など静電型電気音響トランスデユー
サ−としての応用が進んでいるが、エレクトレット化す
る膜厚を薄くできればそれだけ表面電荷密度が上り、エ
レクトレットの静電場を利用するにはより効果的である
。またエレクトレットの池の大きな用途として、不織布
等をエレクトレット化したフィルターが効率よく集じん
できるということで注目をあびている。これらの用途の
なかで、従来エレクトレット化しにくいもの、又はエレ
クトレット化してもその性能の持続性が悪いものをエレ
クトレット化したいという要望もある。例えばポリエス
テルのエレクトレット化などがこの例である。
補聴器、拡声電話機など静電型電気音響トランスデユー
サ−としての応用が進んでいるが、エレクトレット化す
る膜厚を薄くできればそれだけ表面電荷密度が上り、エ
レクトレットの静電場を利用するにはより効果的である
。またエレクトレットの池の大きな用途として、不織布
等をエレクトレット化したフィルターが効率よく集じん
できるということで注目をあびている。これらの用途の
なかで、従来エレクトレット化しにくいもの、又はエレ
クトレット化してもその性能の持続性が悪いものをエレ
クトレット化したいという要望もある。例えばポリエス
テルのエレクトレット化などがこの例である。
(発明が解決しようとする課題)
即ち本発明の課題は、フィルム、織編物、不織布等の高
分子シート状物のエレクトレット化にあるが、特にその
素材がポリエステルの場合にも表面電荷密度が著しく高
(かつ持続性のあるエレクトレット化高分子シート状物
を得んとするものである。
分子シート状物のエレクトレット化にあるが、特にその
素材がポリエステルの場合にも表面電荷密度が著しく高
(かつ持続性のあるエレクトレット化高分子シート状物
を得んとするものである。
(課題を解決するための手段)
即ち、本発明は、
[l 高分子シートの少な(とも片面の表面にシラン系
化合物又はフッ素系化合物よりなる膜厚0.03〜0.
5μの架橋構造膜を有し、該薄膜がエレクトレット化し
ていることを特徴とする高分子シート状物。
化合物又はフッ素系化合物よりなる膜厚0.03〜0.
5μの架橋構造膜を有し、該薄膜がエレクトレット化し
ていることを特徴とする高分子シート状物。
2 高分子シートの少なくとも片面の表面にプラズマ重
合によりシラン系化合物又はフッ素系化合物を用いて架
橋構造膜を形成させ、その膜厚を0.03〜0.5μと
し、その後直流の高電圧電源により該薄膜をエレクトレ
ット化することを特徴とする高分子シート状物の製造方
法。 」 に関する。
合によりシラン系化合物又はフッ素系化合物を用いて架
橋構造膜を形成させ、その膜厚を0.03〜0.5μと
し、その後直流の高電圧電源により該薄膜をエレクトレ
ット化することを特徴とする高分子シート状物の製造方
法。 」 に関する。
本発明で言う高分子シートとは、フィルム、織編物、不
織布等のシート状物を言う。高分子には特に限定はなく
、天然高分子、再生高分子、合成高分子等をさす。一般
に最も汎用性に富むポリエステルはエレクトレット化し
にくくその持続性も悪いことから本発明の手法はポリエ
ステルには特に有効と考えられる。
織布等のシート状物を言う。高分子には特に限定はなく
、天然高分子、再生高分子、合成高分子等をさす。一般
に最も汎用性に富むポリエステルはエレクトレット化し
にくくその持続性も悪いことから本発明の手法はポリエ
ステルには特に有効と考えられる。
本発明で言う少なくとも片面とは、高分子シートの一表
面または両表面を言う。高分子シート表面には、電極な
どの目的として金属等の導電物質がコート、蒸着、スパ
ッタリング、イオンブレーティング等で付着していても
よい。
面または両表面を言う。高分子シート表面には、電極な
どの目的として金属等の導電物質がコート、蒸着、スパ
ッタリング、イオンブレーティング等で付着していても
よい。
本発明に使用するシラン系化合物又はフッ素系化合物モ
ノマーについて説明する。
ノマーについて説明する。
プラズマ重合法に使用されるフッ素系化合物モノマーと
は、C,F、、 C,F、で代表されるCnHmC&p
Ftn−s−pタイプ(a≧0、l≧o、 p≧0.2
n−s−p≧1の整数”) 、CF、、C,F、、C3
F@で代表されるCnHaC12pBrQFgnat−
1−P−Qタイプ (n≧1. m≧0、p≧o、
q≧0. 2n+2−s+−’p−q≧1の整数)
、C−F3で代表されるCn8mC29F*n−m−p
の環状タイプ(n≧3、m≧0、p≧012n−m−p
≧lの整数)、C,F、で代表されるCnHmC12p
Ftn−t−m−pの二重結合を有する環状タイプ(n
≧4、謄≧01門≧0.2n−2−m−p≧1の整数)
、C−FsOで代表されるタイプ、NFl、SF、、
IIFgで代表されるタイプ等、各種のものが存在する
。
は、C,F、、 C,F、で代表されるCnHmC&p
Ftn−s−pタイプ(a≧0、l≧o、 p≧0.2
n−s−p≧1の整数”) 、CF、、C,F、、C3
F@で代表されるCnHaC12pBrQFgnat−
1−P−Qタイプ (n≧1. m≧0、p≧o、
q≧0. 2n+2−s+−’p−q≧1の整数)
、C−F3で代表されるCn8mC29F*n−m−p
の環状タイプ(n≧3、m≧0、p≧012n−m−p
≧lの整数)、C,F、で代表されるCnHmC12p
Ftn−t−m−pの二重結合を有する環状タイプ(n
≧4、謄≧01門≧0.2n−2−m−p≧1の整数)
、C−FsOで代表されるタイプ、NFl、SF、、
IIFgで代表されるタイプ等、各種のものが存在する
。
これらの中で成膜速度が大きく工業的に好ましいものと
してはC,F、、C3FいC3Fs、C,F、、C,F
、OlC,)1.F、等であるが、運搬上の安全性、成
膜速度などからさらに好ましくは、C3F、、C4Fs
、C,F、0である。
してはC,F、、C3FいC3Fs、C,F、、C,F
、OlC,)1.F、等であるが、運搬上の安全性、成
膜速度などからさらに好ましくは、C3F、、C4Fs
、C,F、0である。
またこれらのフッ素系化合物の中には単独では成膜能力
の低い物も、少量の水素ガスまたは非重合性ガスと混合
してプラズマ重合させると成膜速度の著しく向上するも
のがある。水素ガスとの混合で成膜速度が著しく向上す
るものとして、CF、、C4s、C,F、、CtH−F
*が代表的であり、非重合性ガスと混合して成膜速度が
向上するものとして、C,F、、C,F、、C4F、、
C5F−0等が代表的である。
の低い物も、少量の水素ガスまたは非重合性ガスと混合
してプラズマ重合させると成膜速度の著しく向上するも
のがある。水素ガスとの混合で成膜速度が著しく向上す
るものとして、CF、、C4s、C,F、、CtH−F
*が代表的であり、非重合性ガスと混合して成膜速度が
向上するものとして、C,F、、C,F、、C4F、、
C5F−0等が代表的である。
非重合性ガスの内効果の大きいのは不活性ガス類であり
、アルゴンガスは特に効果的である。フッ素系化合物は
、水素、塩素、臭素等の原子を含んでもさしつかえない
。
、アルゴンガスは特に効果的である。フッ素系化合物は
、水素、塩素、臭素等の原子を含んでもさしつかえない
。
また本発明で使用するケイ素糸化合物モ/マーとは、
p。
Kり
CH,、C山、CL=CH,H%Q。
のいずれか)で表わされるアルコキシシラン系ケイ素化
合物、 に3 0、−cI2、Cl2CH*のいずれか)で表わされる
クロロシラン系化合物、 れか、Rはアルキル基、XはOCH3、0CtHsのい
ずれか) で表わされるシランカップリング系ケイ素化合物、(但
しR1−R1はH,、CH3、CtHs、5i(CHt
)*、いずれか) であるシラザン系ケイ素化合物、 (但しRは7 /l/キル基、XはCQ、 NHt、で
ある反応性シロキサンオリゴマー系ケイ素化合物、を言
う。代表的なものに、トリメトキシシラン、トリメトキ
シビニルシラン、トリエトキシシラン、トリエトキシビ
ニルシラン、トリメトキシクロルシラン、トリメチルメ
トキシシラン、〜ジメトキシビニルシラン、ジメチルメ
トキシビニルシラン、トリメチルビニルシラン、トリエ
チルビニルシラン、ビニルトリフロロシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、ジメチルトリメチルシリルアミン、ア
ミノシロキサン、クロロシロキサン、等がある。
合物、 に3 0、−cI2、Cl2CH*のいずれか)で表わされる
クロロシラン系化合物、 れか、Rはアルキル基、XはOCH3、0CtHsのい
ずれか) で表わされるシランカップリング系ケイ素化合物、(但
しR1−R1はH,、CH3、CtHs、5i(CHt
)*、いずれか) であるシラザン系ケイ素化合物、 (但しRは7 /l/キル基、XはCQ、 NHt、で
ある反応性シロキサンオリゴマー系ケイ素化合物、を言
う。代表的なものに、トリメトキシシラン、トリメトキ
シビニルシラン、トリエトキシシラン、トリエトキシビ
ニルシラン、トリメトキシクロルシラン、トリメチルメ
トキシシラン、〜ジメトキシビニルシラン、ジメチルメ
トキシビニルシラン、トリメチルビニルシラン、トリエ
チルビニルシラン、ビニルトリフロロシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、ジメチルトリメチルシリルアミン、ア
ミノシロキサン、クロロシロキサン、等がある。
ケイ素化合物をプラズマ装置内に供給する場合、キャリ
アーガスとしてアルゴンチッ素等の不活性ガスと混合し
て使用してもさしつかえないし、さらに緻密な膜を形成
させるために酸素等と混合してもよい。
アーガスとしてアルゴンチッ素等の不活性ガスと混合し
て使用してもさしつかえないし、さらに緻密な膜を形成
させるために酸素等と混合してもよい。
本発明で言うプラズマ重合とは、低温プラズマ放電を利
用した重合法をいい、放電時に重合法モノマーを1種以
上供給しながら重合膜を形成させる方法を言う。
用した重合法をいい、放電時に重合法モノマーを1種以
上供給しながら重合膜を形成させる方法を言う。
低温プラズマとは、放電中に生成されるプラズマが平均
電子エネルギー10eV (lo’〜lO’K) 、電
子密度1G”〜1G”am−’で特徴づけられると同時
に、電子温度とガス温度との間に平衡が成立しない故に
非平衡プラズマとも言われる。
電子エネルギー10eV (lo’〜lO’K) 、電
子密度1G”〜1G”am−’で特徴づけられると同時
に、電子温度とガス温度との間に平衡が成立しない故に
非平衡プラズマとも言われる。
プラズマ重合を行う装置としては特に制約がな(、連続
式、バッチ式、内部電極式、外部74極式いずれでも良
い。
式、バッチ式、内部電極式、外部74極式いずれでも良
い。
通常放電時の真空度はO,O1= 0.5Torr程度
に保たれ、出力はO,1w/c+i”〜5w/aI11
”程度である。処理時間は数秒〜数分が一般的であり、
膜厚を0.03〜05μ程度にすることが望ましい。膜
厚が0.03μ以下だとエレクトレット効果が少なく、
膜厚が0.5μをこえると膜自体が硬くもろくなる傾向
にあり望ましくない。
に保たれ、出力はO,1w/c+i”〜5w/aI11
”程度である。処理時間は数秒〜数分が一般的であり、
膜厚を0.03〜05μ程度にすることが望ましい。膜
厚が0.03μ以下だとエレクトレット効果が少なく、
膜厚が0.5μをこえると膜自体が硬くもろくなる傾向
にあり望ましくない。
膜厚の測定はスライドガラス上にカバーグラスをおいた
ものを、プラズマ処理装置のサンプルをセットした電極
上におき、プラズマ、重合後カバーグラスを除去し、ス
ライドグラスにできた段差を干渉顕微鏡により測定する
。
ものを、プラズマ処理装置のサンプルをセットした電極
上におき、プラズマ、重合後カバーグラスを除去し、ス
ライドグラスにできた段差を干渉顕微鏡により測定する
。
エレクトレット化はプラズマ薄膜をエレクトレット化す
るものであり、高分子シートの両面にプラズマ薄膜が存
在する場合は、両面を同極性にエレクトレット化しても
、異極性にエレクトレット化してもよ(、さらに−面の
みをエレクトレット化してもよい。また高分子シートの
一表面のみにプラズマ薄膜が存在す、る場合はその薄膜
をエレクトレット化する。
るものであり、高分子シートの両面にプラズマ薄膜が存
在する場合は、両面を同極性にエレクトレット化しても
、異極性にエレクトレット化してもよ(、さらに−面の
みをエレクトレット化してもよい。また高分子シートの
一表面のみにプラズマ薄膜が存在す、る場合はその薄膜
をエレクトレット化する。
エレクトレット化する装置は通常のもので良い。
すなわち数十kvの高電圧を発生させる直流電源と、試
料が接触するロール状電極(適状アースされる)と対電
極(針状電極)よりな条装置で行われる。
料が接触するロール状電極(適状アースされる)と対電
極(針状電極)よりな条装置で行われる。
エレクトレット化の効率を上げるためにロールは加熱で
きるようになっているものが良い。また簡便タイプとし
て、コロナ放電が行われる装置でもよい。
きるようになっているものが良い。また簡便タイプとし
て、コロナ放電が行われる装置でもよい。
エレクトレットの程度は、被処理物と電圧、処理速度、
電極間距−、ロール温度により任意に選択できるが、高
電圧をかけすぎると、シートが破れたり溶融したりする
ので注意が必要である。エレクトレット化の程度として
は、表面電荷密度としてlXl0″10c/cl!以上
好ましくは3X 1G−10c/c+a’が好ましい。
電極間距−、ロール温度により任意に選択できるが、高
電圧をかけすぎると、シートが破れたり溶融したりする
ので注意が必要である。エレクトレット化の程度として
は、表面電荷密度としてlXl0″10c/cl!以上
好ましくは3X 1G−10c/c+a’が好ましい。
表面電荷密度の測定は第1図の方法により行なった。試
料lをアースした金属板2上に置き、他の金属電極板(
4cm径)3を上方から試料lに接触させて、試料電荷
を金属電極板3に誘導させて、それを既知コンデンサー
4にためて、コンデンサー4の電位を電位計5で測定す
る。
料lをアースした金属板2上に置き、他の金属電極板(
4cm径)3を上方から試料lに接触させて、試料電荷
を金属電極板3に誘導させて、それを既知コンデンサー
4にためて、コンデンサー4の電位を電位計5で測定す
る。
表面電荷密度(c/am’) = Cx V x SC
:コンデンサー容量(ファラッド) ■=電圧(ボルト) S:金属電極板面接(am”) 以下実施例にしたがって説明する。
:コンデンサー容量(ファラッド) ■=電圧(ボルト) S:金属電極板面接(am”) 以下実施例にしたがって説明する。
実施例1
ポリエチレンテレフタレートからなる2軸延伸フイルム
(厚さlOμ)の両面にC,F、モノマ−30CC/分
の流量で真空度6.3Torr出力0.177)/ca
+”で120秒間プラズマ重合処理を行ない、膜厚O,
tSμの架橋された薄膜を形成させた。
(厚さlOμ)の両面にC,F、モノマ−30CC/分
の流量で真空度6.3Torr出力0.177)/ca
+”で120秒間プラズマ重合処理を行ない、膜厚O,
tSμの架橋された薄膜を形成させた。
高周波電源: 13.56MHz
電極 :平行平板電極
このシートの片面に、50KVの直流電源により■の電
荷をもたせた。
荷をもたせた。
電極開用l1ll 5cm
シートが接する側の電極温度 12 G ’C処理時間
5秒 印加電圧 30KV 次にフィルムを裏返しにし同様の要領で1つの電荷を持
たせるように電源部を一部調整しエレクトレット化した
。
5秒 印加電圧 30KV 次にフィルムを裏返しにし同様の要領で1つの電荷を持
たせるように電源部を一部調整しエレクトレット化した
。
比較例としてプラズマ重合処理してないポリエチレンテ
レフタレートフィルムを同様に裏表エレクトレット化し
た。
レフタレートフィルムを同様に裏表エレクトレット化し
た。
プラズマ重合薄膜を有するフィルムの表面電荷密度は@
7X 10−@c/c+*’、(96,5X 10−
”c/co+”であり、プラズマ重合処理していないフ
ィルムの表面電荷密度はe5x 10−”c/am”、
θ4X 10−”c/c11”であった。
7X 10−@c/c+*’、(96,5X 10−
”c/co+”であり、プラズマ重合処理していないフ
ィルムの表面電荷密度はe5x 10−”c/am”、
θ4X 10−”c/c11”であった。
プラズマ重合薄膜のエレクトレット化維持性を調べるた
めに、10 G ’Cの雰囲気中に100時間入れてお
いた後表面電荷密度を測定したが、Φ6.7x10−’
c/cm”、e 6.4X 10−”c/cm”と初期
性能を維持していた。
めに、10 G ’Cの雰囲気中に100時間入れてお
いた後表面電荷密度を測定したが、Φ6.7x10−’
c/cm”、e 6.4X 10−”c/cm”と初期
性能を維持していた。
実施例2
ポリエチレンテレフタレートの50デニール96フイラ
メントよりなる延伸糸をタテ糸、ココ糸に用い高密度タ
ック織物を繊った。この織物を糊抜き−精練−プリセッ
ト(tgo℃1分間)−染色−仕上と従来の工程を通し
た。
メントよりなる延伸糸をタテ糸、ココ糸に用い高密度タ
ック織物を繊った。この織物を糊抜き−精練−プリセッ
ト(tgo℃1分間)−染色−仕上と従来の工程を通し
た。
この織物をビニルトリメトキシシランモノマーによりプ
ラズマ重合薄膜を一表面に施こした。
ラズマ重合薄膜を一表面に施こした。
プラズマ重合条件、装置は実施例1と同様のものを使用
した。この時の膜厚は0.12μであった。
した。この時の膜厚は0.12μであった。
この織物を実施例1と同様の条件でエレクトレット化し
た。エレクトレット化とはプラズマ重合表面のみとし、
■の電荷をもたせた。
た。エレクトレット化とはプラズマ重合表面のみとし、
■の電荷をもたせた。
この織物を使用し、防塵衣を作成した。エレクトレット
化した面が外側(体にされらない面)になるように服を
作った。対照にプラズマ重合処理をしてい゛ない織物を
使い同様にエレクトレット化防塵衣を作成した。
−これらの服を着て1時間デスクワークを
した時の体からの発塵量をはだかで行なった場合と比較
して調べた。発しん量は、はだかでデスクワークした時
をlOOとすると、プラズマ重合処理せスニエレクトレ
ット化した服を着用した場合がlol プラズマ重合処
理してエレクトレット化した服を着用した場合が2、と
著しくからだからの発塵量を ゛おさえることができた
。
化した面が外側(体にされらない面)になるように服を
作った。対照にプラズマ重合処理をしてい゛ない織物を
使い同様にエレクトレット化防塵衣を作成した。
−これらの服を着て1時間デスクワークを
した時の体からの発塵量をはだかで行なった場合と比較
して調べた。発しん量は、はだかでデスクワークした時
をlOOとすると、プラズマ重合処理せスニエレクトレ
ット化した服を着用した場合がlol プラズマ重合処
理してエレクトレット化した服を着用した場合が2、と
著しくからだからの発塵量を ゛おさえることができた
。
第1図は表面電荷密度の測定を行なうための説明図であ
る。 特許出願人 株式会社 り ラ し 代 理 人 弁理士 本多 堅
る。 特許出願人 株式会社 り ラ し 代 理 人 弁理士 本多 堅
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 高分子シートの少なくとも片面の表面にシラン系化
合物又はフッ素系化合物よりなる膜厚0.03〜0.5
μの架橋構造膜を有し、該薄膜がエレクトレット化して
いることを特徴とする高分子シート状物。 2 高分子シートの少なくとも片面の表面にプラズマ重
合によりシラン系化合物又はフッ素系化合物を用いて架
橋構造膜を形成させ、その膜厚を0.03〜0.5μと
し、その後直流の高電圧電源により該薄膜をエレクトレ
ット化することを特徴とする高分子シート状物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058805A JPH01232038A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | エレクトレット化高分子シート状物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058805A JPH01232038A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | エレクトレット化高分子シート状物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232038A true JPH01232038A (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=13094813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63058805A Pending JPH01232038A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | エレクトレット化高分子シート状物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01232038A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0523503A3 (ja) * | 1991-07-15 | 1994-02-16 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | |
| US6397458B1 (en) | 1998-07-02 | 2002-06-04 | 3M Innovative Properties Company | Method of making an electret article by transferring fluorine to the article from a gaseous phase |
| US6419871B1 (en) * | 2000-05-25 | 2002-07-16 | Transweb, Llc. | Plasma treatment of filter media |
| US6524360B2 (en) | 2000-02-15 | 2003-02-25 | Hollingsworth & Vose Company | Melt blown composite HEPA filter media and vacuum bag |
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-
1988
- 1988-03-11 JP JP63058805A patent/JPH01232038A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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