JPH0361789B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エレクトレツト繊維を用いてなる新
規な不織繊維成型体とその製造方法に関する。

なお、本発明において、不織繊維成型体とは、
特定の形状を有する型芯構造体をベースとして用
い、該型芯構造体形状の少なくとも一部表面形状
に合わせつつ、不織繊維を該一部表面上に堆積せ
しめて複合させてなる成型物を言うものである。

［従来の技術］ 従来のエレクトレツト繊維を用いてなる不織繊
維成型体は、エレクトレツト繊維不織シート（不
織布）をまず作つて、これを成型体の金型本体に
巻付けたり、適宜の加工をして後取付けたりして
不織繊維成型体を作成していたものである。

しかし、このような方法は、成型用の金型とエ
レクトレツト繊維不織シートとの密着性が不良で
あつたり、間隙など生じて製品の均一性に問題を
生じることが多いという不都合があり、例えば、
該成型体をフイルターとして用いる場合は、ダス
トのリーク（もれ）が生じるという欠点があつ
た。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上記したような点に鑑み、成
型用の型材とエレクトレツト不織繊維との密着性
が良好であり間隙が実質的にない、高品位で均一
な構造を呈する上で効果的な不織繊維成型体とそ
の製造方法を提供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記した目的を達成する本発明は、以下の構成
を有する。

すなわち、本発明の不織繊維成型体は、体積抵
抗率が10¹⁰Ω・cm以下である材料で少なくとも表
層が形成されてなる型芯構造体と、分極電荷を有
しているエレクトレツト繊維よりなりかつ前記型
芯構造体の少なくとも一部の表面を実質的に覆つ
てなるエレクトレツト繊維層とを少なくとも有し
てなることを特徴とする不織繊維成型体である。

また、本発明の不織繊維成型体の製造方法は、
搬送された繊維を、印加電極とアースされた比抵
抗が10¹⁰Ω・cm以下の材質から少なくとも表面部
がなる型芯構造体との間で形成せしめた電界中に
導いてエレクトレツト繊維化せしめ、さらに該型
芯構造体の少なくとも一部表面に該エレクトレツ
ト繊維を堆積せしめることを特徴とする不織繊維
成型体の製造方法である。

［作用］ 本発明は、上記した目的を達成するため鋭意研
究した結果、特に、電界中で体積抵抗率が
10¹⁰Ω・cm以下である材質からなる型材を電極と
して用い、この型材電極表面にエレクトレツト繊
維を捕集せしめることが有効であることを見い出
したものであり、以下に、図面等に基づいて、か
かる本発明の不織繊維成型体とその製造方法につ
いて詳しく説明する。

第１図は、本発明の不織繊維成型体の製造方法
の１実施態様例を説明する概略図であり、メルト
ブロー口金１から溶融ポリマー２を加熱空気３と
ともに噴射して繊維化しつつ該加熱空気により該
繊維を搬送せしめ、該搬送繊維４を印加電極５
ａ，５ｂとアースされた体積抵抗率が10¹⁰Ω・cm
以下の成型用型芯構造体よりなる電極６ａとの間
に形成せしめられた電場内に導いてエレクトレツ
ト繊維化せしめ、さらに、該繊維を該型芯構造体
よりなる電極の少なくとも一部表面上に堆積させ
て本発明にかかる不織繊維成型体７ａを得るもの
である。上記において、搬送は、必ずしも空気に
よらなくとも他の流体を用いて行なうことができ
る。なお、図中８は直流高圧発生機である。

ここで、ある程度大きなかつ均一な本発明の不
織繊維成型体を得る上で、上記のエレクトレツト
繊維を堆積せしめるに際して、型芯構造体上の被
堆積部と該繊維堆積方向の相対位置関係を、２次
元的または３次元的に変動せしめつつ堆積せしめ
ることも有効であり、たとえば、該型芯構造体側
を回転させながら堆積せしめる等の手段によつ
て、２次元的または３次元的な変動をせしめなが
ら堆積せしめていくことなどが有効である。

なおまた、さらに型芯構造体内部より吸引管９
を通して搬送流体を排気しつつ型芯構造体表面へ
堆積させると、該型芯構造体と堆積不織繊維の密
着性をより向上せしめることができる。

上記のようにして得られる本発明の不織繊維成
型体のモデル構造例は、例えば第３図に示すよう
に体積抵抗率10¹⁰Ω・cm以下の成型用型芯構造体
（金型電極）６ａと、堆積されたエレクトレツト
不織繊維層１０とからなるものであり、このもの
は電極６ａを回転させつつエレクトレツト不織繊
維を堆積させて得られるものである。

また、第２図は、回転する棒状の成型用の型芯
構造体からなる電極６ｂ上に搬送繊維４を堆積さ
せ、第４図に示した如き不織繊維成型体７ｂを製
造する態様例を示したものであり、この例では、
第４図に示すような体積抵抗率が10¹⁰Ω・cm以下
の成型用型芯構造体（金型）６ｂとエレクトレツ
ト不織繊維層１０とからなるものである。

本発明において、印加電極に用いられる電極
は、非接触タイプの電極であることが好ましく、
針状、ワイヤータイプの電極などを好ましく用い
ることができる。

本発明方法では、かかる電極に直流した電圧、
たとえば５〜100KVを印加する。該印加電極と
アースされた型芯構造体電極との距離は１〜30cm
ぐらいとするのが好ましく、さらに好ましくは３
〜15cmぐらいとするのが良い。１cm以下では、電
場が挟く、均一なエレクトレツト繊維を得るのに
好ましくなく、また30cm以上では電界が弱くな
り、効果的なエレクトレツト化が慨して難しくな
る。

アースされた型芯構造体電極は、アース性を良
くするため、少なくとも該型芯構造体の表層は、
10¹⁰Ω・cm以下の体積抵抗率をもつもので構成せ
しめるのが良く、さらに好ましくは10⁵Ω・cm以
下、最も好ましくは10^-3Ω・cm以下のもので該表
層を形成せしめるのがよい。このため、表層に導
電性塗料を塗布したり、金属メツキをしたり、各
種の金属材料、あるいは導電材料などを用いたり
することができる。

良好に形成された本発明の不織繊維成型体にお
いて、型芯構造体表面に堆積せしめたエレクトレ
ツト繊維層の表面電荷密度は、静電誘導法により
測定すると、慨して１×10^-10クーロン／cm²以上
を示すものであり、このため外界に対して効果的
な電気的作用を及ぼすことができるものである。

溶融したポリマーに用いられる素材は、体積抵
抗率が10¹³Ω・cm以上の材料であることが、エレ
クトレツト性能の安定性の点から好ましい。例え
ば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリエステル、ポリカーボネート、弗素樹脂
などは好ましく用いることのできるものである。

また、本発明の方法を実施するに際して、印加
時の雰囲気温度は、ポリマー融点の絶対温度表示
の3/5程度の温度から、融点下の近傍まで程度の
範囲内とするのが好ましい。これはポリマー温度
が高過ぎると、エレクトレツト性を十分に発揮す
ることが難しく好ましくないものであり、また低
過ぎても、型芯構造体との繊維の密着性が低下す
る傾向にあるので好ましくない。

アースされた型芯構造体電極は、３次元的に併
近、回転、上下運動など、あるいは揺動などの２
次元的運動をせしめつつ、エレクトレツト繊維を
型芯構造体表面に均一に堆積させたり、あるいは
適宜所望に応じて密度勾配を持たせたり、あるい
は堆積層の多い少ないを作つたりして、所定の形
態を有する不織繊維成型体を製造することができ
る。また、印加電極と型芯構造体電極との位置関
係は、エレクトレツト性の点から適宜変更するこ
ともできる。

ポリマーの繊維化方法は、第１図に示すよう
な、ポリマーと同時に加熱流体を噴射させて繊維
化する方法を用いることもできるし、またポリマ
ーをオリフイスから紡糸した後、エジエクターで
繊維化する方法、またはポリマーを溶剤によつて
溶解してオリフイスから加圧ガスとともに噴射し
て繊維化する方法などがあり、適宜選択すればよ
く、成型性の点からは、ポリマーと同時に加熱流
体を噴射させるメルトブロー法によるのが最も好
ましいく、またメルトブロー繊維中に他繊維を気
流に乗せて混入する混繊メルトブローとしてもよ
い。

また、型芯構造体内面より流体を吸引して、該
型芯構造体面への繊維の密着性を向上させること
ができ、これは特に堆積繊維が多くなる場合には
有効な手段である。

［作用］ 以上述べた通りの本発明によれば、成型用型材
とエレクトレツト不織繊維との密着性が良好であ
り、高品位で均一な構造を呈するエレクトレツト
不織繊維成型体とその製造方法が提供されるもの
である。

このようにして得られたエレクトレツト繊維か
らなる不織繊維成型体は、液体または気体のフイ
ルターユニツトに使用する場合は、ダストのリー
クの実質的にない、かつ均一なフイルター性能を
発揮し得るユニツトとして使用できる。また、密
度勾配のある成型体は、フイルター寿命を向上せ
しめ得て使用できるものである。

また、第２図のような綿棒状成型体は、狭いと
ころのゴミを吸着するワイパーなどとして用いる
ことができる。

また、本発明の不織繊維成型体は、外部に対し
て電気的作用を及ぼすことができるため、健康促
進材料、治療材料にも、また、各種のゴミ防止の
カバー材料などとして用いることができる。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明の具体的構成、
効果について説明する。

実施例 １ ポリプロピレンからなる円筒形状で、表面部は
ネツト状に１mm角の穴があいた形状で、かつ、円
筒両端につばがついた形状の型芯構造体表面に、
体積抵抗率が10³Ω・cmの導電性塗料を薄く塗布
した。

この型芯構造体電極をアースして、その円筒表
面に、ポリプロピレンメルトブロー繊維を、針状
印加電極とアース型芯構造体電極で作られる電場
内に導き、エレクトレツト化して、表層に該メル
トブロー繊維を堆積せしめて、第１図に示したよ
うな概要で加工を行なつた。

このとき、針状印加電極と型芯構造体電極との
距離は６cmとした。また、印加電圧は負30KVと
した。アースされた型芯構造体電極は、３次元的
に移動されるように構成せしめて、その表層に均
一なエレクトレツト繊維層を目付150ｇ／m²で堆
積させた。そのエレクトレツト繊維層の表面電荷
密度は５×10^-10クーロン／cm²であつた。

上記のようにして得られた不織繊維成型体を気
体フイルターとして用いたところ、低圧損でかつ
高捕集性を有していて、またダストリークのない
均一な性能を持つフイルターユニツトであること
を確認できた。

実施例 ２ 体積抵抗率２×10^-5Ω・cmからなる直径３mmの
アルミニユーム管を用いて、これをアース極にし
て、針状電極に正20KVを印加しながら、距離６
cmの印加電極とアース極との間にポリプロピレン
メルトブロー繊維を搬送して、エレクトレツト繊
維をアルミニユーム管の先端部に堆積せしめて、
第２図に示したような概要で加工を行なつた。こ
のエレクトレツト繊維層の表面電荷密度は3.1×
10^-10クーロン／cm²であつた。

こうして得られた不織繊維成形体を間隙部に入
り込んだダストを収集するワイパー棒として使用
したところ、ダスト採集能力が高く、有効にダス
トを収集することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の不織
繊維成形体の製造方法の１実施態様例を説明する
概略図である。第３図、第４図は、本発明の不織
繊維成型体の１実施態様を示した概略モデル図で
あり、それぞれ第１図、第２図の方法で得られる
成型体を例示したものである。 １：メルトブロー口金、２：ポリマー、３：加
熱空気、４：搬送繊維、５ａ，５ｂ：印加電極、
６ａ，６ｂ：成型用型芯構造体電極、７ａ，７
ｂ：不織繊維成型体、８：高圧発生機、９：吸引
管、１０：エレクトレツト不織繊維層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 体積抵抗率が10¹⁰Ω・cm以下である材料で少
   なくとも表層が形成されてなる型芯構造体と、分
   極電荷を有しているエレクトレツト繊維よりなり
   かつ前記型芯構造体の少なくとも一部の表面を実
   質的に覆つてなるエレクトレツト不織繊維層とを
   少なくとも有してなることを特徴とする不織繊維
   成型体。 ２ エレクトレツト不織繊維層が、表面電荷密度
   １×10^-10クーロン／cm²以上のものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の不織繊維
   成型体。 ３ エレクトレツト不織繊維層が、その層内にお
   いて繊維密度差を有するものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の不織繊維成型
   体。 ４ エレクトレツト不織繊維層が、メルトブロー
   繊維からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の不織繊維成型体。 ５ 液体または気体のフイルター用途に用いられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   不織繊維成型体。 ６ 搬送された繊維を、印加電極とアースされた
   比抵抗が10¹⁰Ω・cm以下の材質から少なくとも表
   面部がなる型芯構造体との間で形成せしめた電界
   中に導いてエレクトレツト繊維化せしめ、さらに
   該型芯構造体の少なくとも一部表面に該エレクト
   レツト繊維を堆積せしめることを特徴とする不織
   繊維成型体の製造方法。 ７ エレクトレツト繊維を堆積せしめるに際し
   て、型芯構造体上の被堆積部と該繊維堆積方向の
   相対位置関係を、２次元的または３次元的に変動
   せしめつつ堆積せしめることを特徴とする特許請
   求の範囲第６項記載の不織繊維成型体の製造方
   法。 ８ 搬送された繊維が、体積抵抗率10¹³Ω・cm以
   上のものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の不織繊維成型体の製造方法。 ９ 流体を用いて繊維を搬送せしめることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の不織繊維成型
   体の製造方法。 １０ エレクトレツト繊維を堆積せしめるに際し
   て、型芯構造体の内部より搬送流体を吸引しなが
   ら繊維を堆積せしめることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載の不織繊維成型体の製造方法。 １１ 流体で搬送される繊維が、メルトブロー紡
   糸で形成された繊維であることを特徴とする特許
   請求の範囲第９項記載の不織繊維成型体の製造方
   法。