JPH047242B2 - - Google Patents

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JPH047242B2
JPH047242B2 JP60020046A JP2004685A JPH047242B2 JP H047242 B2 JPH047242 B2 JP H047242B2 JP 60020046 A JP60020046 A JP 60020046A JP 2004685 A JP2004685 A JP 2004685A JP H047242 B2 JPH047242 B2 JP H047242B2
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Japan
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dust
wiper
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Katsutoshi Ando
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cleaning Implements For Floors, Carpets, Furniture, Walls, And The Like (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液体中または気体中などにある微粒
子物質であつて固体表面上などに積つた微粒子状
物質を拭き取つた際などにおいて、高効率に該微
粒子状物質を吸着し得る吸塵ワイパーに関するも
のであつて、その吸着性能の寿命が長く、耐久性
に富む優れた吸塵ワイパーに関するものである。
本発明において、吸塵ワイパーとは、拭き取り
対象物表面に存在する塵埃を除去するために拭い
たりした際に、拭き取り材表面に該塵埃が吸い付
くように付着することによつて該拭き取り対象物
表面をきれいにできる拭き取り材を言うものであ
る(したがつて、フイルターとは異なる)。
[従来技術] 従来、特公昭59−21964号公報によつて、エレ
クトレツト繊維を用いたモツプなどの清掃用具が
紹介されている。このエレクトレツト繊維は、芯
鞘型繊維の芯部と鞘部の電荷極性が異なる形の分
極形態を有するものであり、これを集合させてモ
ツプを形成したものである。
しかし、かかる分極構造を有するエレクトレツ
ト繊維は製造することは極めて困難であり、商品
化されていない。いずれにしても、このような繊
維は、鞘部のみが吸着に関与するにすぎないの
で、ダストのうちでも、鞘部の極性と反対の極性
に帯電したものしか吸着しないという欠点があ
り、ダスト吸着率は極めて低いものである。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、長期間に亘つて高いダスト吸
着性能を有する優れた吸塵ワイパーを提供せんと
するものである。また、本発明で得んとする吸塵
ワイパーは、熱や薬剤などに対してもその吸着性
能の良好な耐久性を持つという物質を有するもの
である。
さらにまた、本発明で得んとする吸塵ワイパー
は、気体中または液体中の塵、臭い、異物、さら
には、ヴイールスや菌などを吸着する性能が要求
される分野に好適な吸塵ワイパーである。
[課題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
からなる、 すなわち、表面に電荷を有し、かつ該電荷を構
成する分極電荷の活性化エネルギーが少なくとも
0.2eVであつて、かつ分極電荷がシートの厚さ方
向に配向した電界構造を有するとともに該分極電
荷量が2×10-10クーロン/cm2以上であり、かつ
構成繊維の平均繊維径が10μm以下で目付が80
g/m2以下である繊維シートからなることを特徴
とする吸塵ワイパーである。
[作用] 以下、さらに詳しく本発明について説明する。
本発明でいうシート表面に電荷を有するとは、
通常のエレクレツトシートと同様に、表面に正電
荷または負電荷を有することを意味する。
本発明において、かかる電荷の量については特
別に限定されるものではないが、あまり弱すぎて
は性能的に劣る点もあるので、繊維シート内に保
有される分極電荷量としては、少なくとも2×
10-10クーロン/cm2以上の電荷量を有することが、
吸塵性能を高くする上で必要なものである。
また、該繊維シートは目付80g/m2以下のもの
であることも重要であり、特に50g/m2以下の薄
さを有するものが本発明の吸塵ワイパーには好ま
しい。すなわち、80g/m2を越えるような目付の
大きいものはフイルター分野などには好ましいか
もしれないが、本発明のようなワイパー分野では
ソフト性がなく全く好ましくない上に、かつま
た、そのような目付の大きなものでは電荷量を大
きくすることは困難で、上述した本発明品の如
く、分極電荷量が2×10-10クーロン/cm2以上と
いう高電荷を得ることは困難である。
さらに、繊維シートを構成する繊維の繊維径
は、太いものより細いものの方が分極電荷量を高
くしやすいので好ましく10μ以下のものを用いる
ことが重要である。
なおまた、繊維シートの見掛密度は、0.05g/
cm2以上のものであることが好ましく、より好まし
くは0.1g/cm2以上であるものが、印加効率を高
くすることができ、得られる吸塵ワイパーの吸着
性能の安定性も向上する等の点で望ましいもので
ある。
本発明の吸塵ワイパーに用いられ得る繊維シー
トには、電気比抵抗が1013Ω・cm以上である素材
を好ましく使用することができ、たとえば、ポリ
オレフイン、ポリエステル、ポリカーボネート、
ポリ弗素系樹脂などの合成樹脂あるいはガラスや
その他の無機化合物などから形成される繊維状物
からなるシートが好適である。本発明でいう繊維
シートとは、繊維状物からなるシート状物という
意味であり、該繊維状物とはその一部が繊維の形
状を有するものであれば、いかなる形態のもので
あつても差支えない。さらに本発明では、該繊維
状物として、たとえば電気比抵抗が1013Ω・cm以
上の有機化合物を含有するものを被覆した繊維状
のもの、たとえば芯鞘型繊維などもむろん含まれ
る。
かかるシート状物の形態としては、特別に限定
されるものではないが、布帛状であるものが柔軟
性や各種用途での設計のしやすさから望ましいも
のである。かかる布帛状のものとしては、たとえ
ば、不織布、編織物、紙状物などが最適である。
むろん、これらの布帛状物の少なくとも一部また
は片面がフイルム状化されたものや、繊維状物よ
りなるポーラスフイルム、スポンジ状シートなど
も含まれるものである。さらに、かかるシート状
物に、電気比抵抗が1013Ω・cm以上の有機化合物
で樹脂加工を施してなるものなども含まれる。
本発明の吸塵ワイパーは、エレクトレツト繊維
シートで構成されてなるものであり、かかるエレ
クトレツト繊維シートが有する電荷は、これを構
成する分極電荷が少なくとも0.2eV以上の活性化
エネルギーを有する点で特徴的である。
かかる活性化エネルギーは、分極電荷が温度に
よつて脱分極することによつて発生する電流量
を、温度にしたがつて記録した第4図に示したよ
うなチヤートから求められるが、このエネルギー
は、エレクトレツトにおける電荷のトラツプの深
さを表わすものであり、本発明の吸塵ワイバーの
吸着性能の寿命や耐久性に大きな影響を与える。
かかる活性化エネルギーの測定は、第3図のよ
うに、温度コントロール装置5を有する加熱槽6
の中に設置した該エレクトレツトシート2の両面
を電極3,4で強く挟んで、この電極と高感度電
流計7を接続して測定する。すなわち、加熱槽を
一定昇温速度、たとえば、室温から融点付近まで
5℃/分で昇温すると、トラツプされた電荷が脱
分極して電流が流れる。この電流をデーター処理
装置8を経てレコーダー9に記録すると、種々の
温度領域に対する電流曲線が得られる(第4図)。
この電流曲線の面積を測定試料の面積で割つた商
が分極電荷量である。
このチヤートの、それぞれのピークの立ち上が
りは次式に従うので、ピークの立ち上がり部につ
いてIn J対1/Tのプロツトをとり、得られた
直線の勾配から分極電荷の活性化エネルギーを算
出することができる。
In J=C−ΔE/kT [式中 J:脱分極電流(A)、C:定数、 ΔE:活性化エネルギー(eV) k:ボルツマン定数、T:温度(°k) を示す] 活性化エネルギーは、電荷の安定性の点から室
温以上での電流ピークで、少なくとも0.2eVを有
することが重要である。すなわち、活性化エネル
ギーの値が大きいほど、本発明の吸塵ワイパーの
吸着寿命は優れているのである。
かかる理由から、本発明においては、さらに活
性化エネルギーが、0.5eV以上、特に好ましくは
0.7eV以上であるものが、耐熱、耐薬品性におい
て、より一層優れた特徴を発揮するものである。
また、ピークの出る温度領域が高いほど、その吸
着寿命が優れており、少なくとも40℃、好ましく
は80℃以上、特に好ましくは130℃以上であるも
のが、耐久性や安定性により優れているものであ
る。
本発明の吸塵ワイパーの吸着性能は、エレクト
レツト繊維シートの分極電荷量の大きい方が優れ
ており、前述した如く、少なくとも2×10-10
ーロン/cm2以上、特にさらに好ましくは5×
10-10クーロン/cm2以上の電荷量を有するものを
用いるのが好ましいものである。
本発明の吸塵ワイパーの他の特徴は、第1図、
第2図に示したように、該吸塵ワイパーに使用さ
れるエレクトレツト繊維シート2において、分極
電荷1がシートの厚さ方向の一方向に配向した電
界構造を有するものである点にある。
具体的には、該シート2の同一面では同種の電
荷を有するものである。本発明においては、さら
にシートの厚さ方向に異種の電荷を有する分極構
造、たとえば上半分が陽電極ばかりで、下半分が
陰電極ばかりで構成されるような分極電荷構造を
有するものであつても差支えない。
本発明の吸塵ワイパーを構成するエレクレツト
シートは、単独(1枚)でも優れた吸着性能を有
する吸塵ワイパーを構成し得るが、さらにかかる
シートを複数、集合し積層することによつて、さ
らに吸着寿命の長い、外的条件に対して耐久性の
高いものが得られる。積層体は、一体化してもよ
く、該一体化手段としてはたとえば各種樹脂によ
る接合手段や機械的手段が適用できる。前者の代
表例としては、接着剤、後者ではエンボス加工な
どがある。この積層に際して、積層の仕方は適宜
でよく、第5図のように分極電荷の配向方向が同
一の方向に積層してもよいし、また、逆方向に積
層してもよい。むろん、これらの混在する積層状
態であつても差支えない。
本発明の吸塵ワイパーに使用されるエレクレツ
ト繊維シートは、たとえば、第6図に概略を示し
た構造の装置を用いて製造できる。
すなわち、通常の適宜の方法で形成した繊維シ
ート10を適切な温度に設定した水電極11の上
に載せる(ちなみに、エレクトレツト加工に際
し、繊維シートと電極との接触面積を多くするの
が肝要であり、後に説明するように、上記の水電
極を用いるのが一つの有効な技術手段である)。
上記水電極11の反対側の該繊維シート表面に針
状電極12を用いて直流電流を高圧印加する。
印加電圧は、繊維シート10を構成する素材の
種類やその分子内構造、シートの厚さ、針電極の
形状や電極間距離などによつて異なるが、たとえ
ば電極間距離が3cmの場合は、少なくとも10kv、
好ましくは15〜50kv、さらに好ましくは25〜
40kvである。印加時間は、場合によつては瞬間
的でもよいが、通常0.1秒以上、好ましくは1〜
60秒の間で選択すればよいものである。
なお、この場合、該繊維シート10の片面を負
高圧印加し、さらに反対側表面を正高圧印加する
両面処理方法を適用する方法をとるのが、さらに
分極電荷の高い優れた吸着性能を有し得るエレク
トレツト繊維シートが得られるので好ましいもの
である。
特に、本発明で規定する分極電荷の活性化エネ
ルギーが、前述の如く少なくとも0.2eV以上、さ
らに0.5eV以上、さらには0.7eV以上であるとい
うような高性能のエレクトレツト繊維シートを得
るためには、特別にその方法が限定されるわけで
はないが、本発明者らの各種知見によれば、上述
のように水電極を用いてエレクトレツト化加工を
して、それより繊維と電極との接触を良好になさ
しめ同接触面積の極めて大きい状態下(繊維シー
ト表面の、繊維の重なり合いからくる表面凹凸に
かかわらず、繊維間間隙にまで水電極たる水が入
つていくので、繊維と電極との接触が良好になさ
れ接触面積も大きくなるのである)でのエレクト
レツト加工を実現すること、かつ、正負の両面2
段エレクトレツト加工処理を行なうことが重要で
ある。
なお、本発明の吸塵ワイパーを使用する際に、
空気中、液体中や固体表面上に存在する微粒子を
より効率的に吸着せしめるために、撹乱空気流や
吸込みあるいは吹付け空気流を適宜方向から作用
させたりして、吸着されるべき微粒子を舞い上が
らせたり吸着する方向に移動しやすくする物理的
手段を併用しても差支えない。
[実施例] 以下、実施例に基づいて、本発明の吸塵ワイパ
ーの構成、効果について具体的に説明をするが、
本発明はかかる実施例のみに何ら限定されるもの
でない。
実施例 1 平均繊維径4.0μm、目付20g/m2、見掛密度
0.128g/cm2のポリプロピレン不織布シートを第
6図に概略を示した装置によりエレクトレツト化
した。
水電極の温度は40℃で、針電極との電極間距離
は3cmで、印加電圧は−28kv、処理時間は30秒
とした。次いで、このシートを乾燥し、該シート
を裏返して水電極に設置し、今度は+20KVで該
シート裏面を30秒間、さらにエレクトレツト化処
理した。こうして、得られたエレクトレツト繊維
シートの電流ピークは90℃と150℃であり、それ
ぞれのピークにおける活性化エネルギーは
0.52eVと0.84eVであつた。
このシートの分極電荷量は、7.0×10-10クーロ
ン/cm2で、130℃以上での分極電荷量は4.3×
10-10クーロン/cm2であつた。
このエレクトレツト繊維シートの1枚を用い
て、吸塵ワイパーに形成して、該吸塵ワイパーの
ダスト吸着性能を下記の方法により評価した。
すなわち、ポリエチレンからなる500ml容器の
中に、JIS8種試験粉体を試料の3倍量(重量)装
填し、次いで、試料をセツトした後、1分間、該
容器を振動させる。試料を該容器から取り出し重
量を測定し、求められたダスト量をテスト前の試
料重量で割つてダスト吸着率を求めた。
吸塵ワイパーの耐久性は、該吸着材を1カ月
間、20℃×65%RHの条件の雰囲気中に放置した
後、上記方法によりダスト吸着性を測定して、初
期値と比較した。
その結果、本発明にかかる吸塵ワイパーは、初
期の吸着率が65%であり、また1ケ月後の吸着率
も65%であり、吸着性能の低下は全く認められな
かつた。
実施例 2 実施例1で得たエレクトレツト繊維シートを5
枚、各シートの積層側の表面の電荷極性が異極性
になるように積層して(第5図に示したのと同一
の方向)、この積層シートを用いて本発明の吸塵
ワイパーを形成した。
この吸塵ワイパーを、室温にて、メタノール中
に1週間浸漬した後、また、80℃の乾燥機中に1
週間放置後のそれぞれについて、実施例1に採用
したのと同一の方法で吸着性能を評価した。
その結果、この吸塵ワイパーは、初期値が88%
の吸着率を示し、かつ1週間後のそれぞれの試料
でも、わずかな低下は認められるものの、ほとん
ど同程度の吸着率を示し、本発明の吸塵ワイパー
は非常に耐久性に優れていることを確認できた。
[発明の効果] 以上述べた通りの本発明によれば、吸着性能が
長期間に亘つて安定していて高く、しかも薬品や
熱に対しても性能維持性能が強く耐久性に優れた
吸塵ワイパーが提供されるものである。
本発明の吸塵ワイパーは、たとえば、強力でか
つ高効率の吸着性能を要求される各種のワイパー
用途において好適に使用できるものである。
たとえば、ピアノ、家具、シヨーケース、自動
車などのワイパーとして、または、電子写真、静
電プリンター用ワイパー等として使用できるもの
である。特に、極性を有するトナーの拭き取りに
おいて本発明の吸塵ワイパーは極めて有効であ
り、軽く拭くだけでトナーの除去が非常に効果的
にでき、また、そのため拭き取り対象物へ損傷を
与えること等も良好に防止することができるもの
であり、実際の使用に当り非常に有益なものであ
る。
また、拭き取り材料自体は、柔軟な繊維シート
を用いているので、シート状や棒状などの各種形
態の吸塵ワイパーとして、所望の形に容易に成形
加工ができるものである。
また、本発明の吸塵ワイパーは、液体や気体中
の微粒子、ダスト、エアロゾル、菌、ヴイールス
などの吸着においても非常に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の吸塵ワイパーに使用される
エレクトレツト繊維シートの断面の分極電荷状態
を示した概略モデル図である。第2図は、第1図
に示した繊維シートの有する電力ベクトル線(矢
印)を示した概略モデル図である。第3図は、分
極電荷量と活性化エネルギーの測定装置を示した
概略図である。第4図は、本発明の吸着材に使用
されるエレクトレツト繊維シートが示す脱分極電
流曲線の1例をモデル的に示した線図である。第
5図は、本発明の吸着材に使用されるエレクトレ
ツト繊維シートを3層に積層した構造体のベクト
ル線の状態を示した概略モデル図である。第6図
は、本発明の吸着材に使用されるエレクトレツト
繊維シートを製造する装置の1例を示す断面モデ
ル図である。 1:分極電荷、2:エレクトレツトシート、
3,4:電極、5:温度コントロール装置、6:
加熱槽、7:高感度電流計、8:データー処理装
置、9:レコーダー、10:繊維シート、11:
水電極、12:針電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 表面に電荷を有し、かつ該電荷を構成する分
    極電荷の活性化エネルギーが少なくとも0.2eVで
    あつて、かつ分極電荷がシートの厚さ方向に配向
    した電界構造を有するとともに該分極電荷量が2
    ×10-10クーロン/cm2以上であり、かつ構成繊維
    の平均繊維径が10μm以下で目付が80g/m2以下
    である繊維シートからなることを特徴とする吸塵
    ワイパー。 2 繊維シートが複数積層されてなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の吸塵ワイパ
    ー。
JP2004685A 1985-02-06 1985-02-06 吸塵ワイパー Granted JPS61181510A (ja)

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