(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維から成る布帛を含む被帯電物を摩擦帯電する方法であって、空気流によって摩擦帯電した刷子を前記被帯電物に接触させることを特徴とする摩擦帯電方法。
【請求項２】
前記刷子を合成繊維で構成したことを特徴とする請求項１に記載の摩擦帯電方法。
【請求項３】
前記布帛を構成する繊維を、帯電列の異なる２種以上の繊維としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の摩擦帯電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布、織物、編物など、繊維から構成された布帛を含む被帯電物に電荷を付与するための摩擦帯電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々の布帛に電荷を持たせた濾過材やフィルムなどを帯電させた電気材料は、エレクトレットと称され、幅広く利用されている。また、代表的な帯電現象として、複写機分野で広く用いられているコロナ帯電、或いは積極的な利用ではないが、毛髪をセルロイドなどの合成樹脂製の板で摺擦した場合に見られるように身近な現象である。
【０００３】
このような帯電技術の利用分野として、空気中の塵埃を電気的に吸着するエレクトレット濾材は、例えば不織布の開孔径を種々に設計し、圧損と効率とのバランスを採りながら物理的濾過を行うものと比較して、開孔径を大きく採った低圧損で高効率を得ることができる点は周知の通りである。
【０００４】
本出願人にあっても、例えば特開２０００−１７００６８号公報（以下、特許文献１）に、ポリオレフィン繊維と、無機系溶媒によって紡糸されたアクリル系繊維とを好適な組合せとした摩擦帯電不織布を開示している。この公報技術では、繊維に配合付着された、帯電を妨げる添加剤を洗浄除去した上述の繊維同士を、カード機などのウエブ形成装置や繊維絡合のためのニードルパンチ機などで摩擦帯電させ、空気濾過材として用いた際の経時的な捕集効率低下を防ぎ得る帯電不織布を実現している。
【０００５】
また、これとは異なる合成樹脂の組合せで構成繊維同士を摩擦帯電する技術として、特開２０１１−５３９８号公報（以下、特許文献２）では、ポリオレフィン系繊維とポリエステル系繊維とを含む繊維混合層の片面に補強ネット層を設け、少なくとも一方の最外層には油剤付着量が０．１重量％未満の不織布層が設けられ、しかも、これら構成成分の何れかには熱融着成分を配合して絡合及び一体化された摩擦帯電濾材を開示している。この特許文献２の技術では、上述した特許文献１のような背景技術が平板で取り扱え、プリーツ加工が可能である。その反面、フィルターユニットとしての加工工程では濾材のカット時にカット面での層間剥離、或いは、生産後のフィルターユニットの再生使用を図る場合を想定したエアブロー試験時には、当該ユニット内での層間剥離といった技術的課題が挙げられている。この特許文献２では、上述した２種類の繊維を摩擦帯電するため、繊維混合層を２つのギアロール間に噛み合わせて摩擦する手段、或いは繊維混合層と他の層状構成成分とを積層してニードルパンチ処理で交絡と摩擦を同時に行う形態を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７００６８号公報（［特許請求の範囲］、［０００２］、［０００９］〜［００１５］など）
【特許文献２】特開２０１１−５３９８号公報（［特許請求の範囲］、［０００６］、［００１０］、［００１４］〜［００１６］、［００２６］、［００４０］、及び［図１］など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本出願人は、ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／５３８８８号出願において、少なくとも融着不織布層と摩擦帯電不織布層とを備えた濾過材であり、剛性や難燃性に優れ、しかも、所定の濾過性能を満たす濾過材を提案している。以下、この帯電技術を提案技術と称するが、酸素、窒素、水素、塩素；メタンなどの炭化水素ガス；二酸化炭素などの炭素酸化物；二酸化窒素などの窒素酸化物；二酸化硫黄などの硫黄酸化物；アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの希ガス；大気などを単独或いは混合気体として、ノズル等で噴出させて濾過材を帯電する技術が含まれている。尚、本明細書ではノズル等から噴出させた気体を「空気流」と称する。この提案技術によれば、前述したカード機やニードルパンチ機による摩擦帯電を図った繊維シートに、例えば熱処理など、荷電損失を伴う加工を施した後、機械的損傷による濾過材の剛性を損なうことが少ない「空気流」によって、再帯電を図ることなどが可能である。
【０００８】
しかしながら、前述した特許文献２の技術を例にとれば、繊維混合層と補強ネット層との２層構造からなる布帛（以下、包括的に被帯電物と称する場合がある）に「空気流」のみによる摩擦帯電を施す場合、繊維混合層は構成繊維同士をこすり合わせることで摩擦帯電できるが、被帯電表面としての補強ネット層は構成材料同士が固定されているために付加的な帯電効果を得ることが難しいという問題がある。本出願に係る発明者は、この点に着目し、空気流を利用した摩擦帯電技術を鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。従って、本発明の目的は、被帯電物に対する機械的な損傷を抑制し、しかも、当該被帯電表面を構成する材料が固定されている場合に優れた帯電効果を期待できる摩擦帯電技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的の達成を図るため、本発明に係る摩擦帯電方法によれば、繊維から成る布帛を含む被帯電物を摩擦帯電する方法であって、空気流によって摩擦帯電した刷子を上述の布帛に接触することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る方法の実施に当たり、上述した刷子を合成樹脂で構成するのが好適である。さらに、上述した布帛を構成する繊維も、帯電列の異なる２種以上とするのが良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の技術を適用することによって、被帯電物に対する機械的な損傷を軽減し、しかも、被帯電表面を構成する材料が固定されている場合に優れた帯電効果を期待できる。このため、布帛の剛性を実質的に低下させることが少ない摩擦帯電技術を実現することができ、濾過材やエレクトレット材料などの被帯電物に優れた特性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本出願の方法を適用した好適形態を説明するため、要部断面で示す説明図。
【図２】図１の好適形態における刷子部分に着目して平面により示す説明図。
【図３】本出願の他の好適形態を図１と同様に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の摩擦帯電方法の好適形態について説明する。尚、以下の説明では、本発明の技術を理解し得る程度に具体的な材料、形状、配置関係、数値的条件及びその他の条件を参照するが、本発明は、これらにのみ限定されるものではないことを理解されたい。また、同一の機能を有する構成成分には同一の符号を付す。初めに、本発明を実施する上で、効率的な空気流を発生させ、しかも当該空気流で摩擦帯電する刷子を備えた装置構成（以下、機構と称する場合がある）について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す形態は、特開２００７―２５３０４０号公報に開示されている回転波動ノズルを空気流の発生源として利用したものであり、当該ノズルは『パタガン』（大浩研熱株式会社製，商品名）として入手することができる。この図１において、同一構成成分の断面には、一部を除き、同一のハッチングを付してある。当該図に示す形態では、この回転波動ノズルの先端部分に、刷子１１を取り付けた支持部材１３を嵌合固定している。まず、空気流の発生原理を説明すれば、回転波動ノズル１５は、不図示のコンプレッサーから送られた空気を弾性チューブ１７内に導入する。この弾性チューブ１７は、ベル形状の回転支持部１９、この回転支持部１９内に軸受２１で固定された筒状ガイド２３（回転支持部１９よりも小径なベル形状の部材）に挿通される。この弾性チューブ１７は、これら回転支持部１９内では上流側固定部２５によって固定され、筒状ガイド２３内では空気流によって運動可能な状態で回転力伝達部材２７ａに挿通され、さらに、先端部分でも回転力伝達部材２９ｂに挿通されている。
【００１５】
このように回転波動ノズル１５は、符号１７〜２９ａ並びに２９ｂの各構成成分から成っているが、弾性チューブ１７の先端から噴出する空気流は、その流体噴出の反作用により、当該先端が筒状ガイド１７の内部で不規則な旋回運動を生じる。この旋回する空気流が支持部材１３に取り付けられた刷子１１の背面側から当てられる。よって、略螺旋を描く不規則な空気流が、刷子１１を構成する帯電列の異なる２つ以上の合成繊維同士を摩擦し、当該刷子は帯電することになる。
【００１６】
図２は、上述した刷子１１並びに支持部材１３に着目し、図１の図示右側から平面視した説明図である。この図からも理解できるとおり、支持部材１３は中空円筒状の概形となっており、紙面奥側では前述した筒状ガイド２３の外郭に嵌合する構成となっている。また、紙面手前側では旋回する空気流を排出し、かつ、刷子１１を固定するための３本の桁が排水口の様に設けられている。このうち、支持部材１３は帯電する刷子１１に電荷が溜まるようにテフロン（登録商標）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＡＢＳなどの材質で構成するのが好ましい。
【００１７】
次いで、本発明で用いられる刷子は、後述する被帯電物との適切な接触を図ることができるように、織物、編物、不織布などの形態で備えるのが望ましい。この合成樹脂としては、周知の材質とすることができる。具体的には、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−プロピレン共重合体ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；モダクリル樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂を始めとするアクリル系樹脂；６，６−ナイロンを始めとするナイロン樹脂；塩化ビニリデン樹脂；ポリテトラフルオロエチレンを始めとするフッ素系樹脂などから選択して用いる。また、刷子の寸法形状は、被帯電物との接触が可能な程度の可撓性を与える繊度を選択し、帯状、筆状などを任意好適に選択することができる。
【００１８】
次いで、本発明に係る方法の実施対象である被帯電物の構成も含め、より詳細に例示説明を行う。まず、被帯電物である「布帛」は、既に述べたような濾過材やエレクトレットが好ましい。エレクトレットは、例えば電気材料としてのフィルムも知られているが、本発明の方法が「空気流」による被帯電物自体の摩擦と「刷子」による接触帯電との双方を積極的に利用し得ることから、被帯電物は通気性を有することが好ましい。また、被帯電物の表面構成は、帯電した刷子の摺擦を伴うため、耐摩耗性を有する材質が良い。従って、被帯電物の表面を構成する素材として、前述した特許文献２に開示されている補強ネットや、前述した提案技術のような融着不織布層を表面に配した布帛が好適である。これら素材は、接触帯電可能であれば種々の合成樹脂の何れを採用しても良い。また、「空気流」による帯電を利用する上では、布帛が互いに摩擦を受けて帯電する繊維状の構成成分を含むものとするのが好適である。
【００１９】
このような被帯電物である布帛は、例えば絶縁材料から成るメッシュコンベアー上で搬送された状態で、空気流を噴出する図１に示す機構の刷子１１に当接することで優れた帯電物とすることができる。
【００２０】
次いで、本発明に係る他の装置形態につき説明する。上述した図１及び図２に示した形態では、空気流に旋回運動を有するものを例示した。以下に説明する他の形態として、例えばエアカーテンなどに利用される層流状の空気流を発生させる場合であっても良い。図３は、空気流の発生機構として市販のラミナーエアフローノズルを利用した形態について、図２と同様に空気流の発生面を示す説明図である。この図から理解できるように、多数の円形開孔を設けた２本のアレイ状ノズル２９が略矩形の支持フレーム３１に装着され、箇々のアレイ状ノズル２９を挟むように、前述と同様な合成繊維で構成された３列の刷子３３を当該フレーム３１の表面から図示紙面手前方向に突出するように取り付けてある。この刷子３３の突出状態の図示は省略するが、図１の装置機構と同様に、メッシュコンベアー上に搬送された被帯電物には、アレイ状ノズル２９から噴出する空気流が吹き込まれ、被帯電物の内層側の構成成分が振動するように摺擦されて摩擦帯電する前に、この空気流の随伴気流が刷子３３を帯電させ、その電荷が被帯電物の表面に接触することで付与される。この際、機構との接触による被帯電物の損傷を軽減するため、被帯電物の幅よりもアレイ状ノズルの長手方向の寸法を大きく採り、所定の角度を以てバイアスさせて構成し、刷子と被帯電物との物理的な摩擦応力低減を図ることもできる。
【００２１】
以上、本発明の方法について具体的な形態を参照して説明したとおり、本発明では、発生した空気流による被帯電物への直接的な摩擦帯電と、この空気流で摩擦帯電された機構内の刷子による電荷の付与との双方を行う構成となっている。このため、被帯電物に対する効率的な帯電を実施することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１１，３１：刷子、
１３：支持部材、
１５：回転波動ノズル、
１７：弾性チューブ、
１９：回転支持部、
２１：軸受
２３：筒状ガイド、
２５：上流側固定部
２７ａ，２７ｂ：回転力伝達部材、
２９：アレイ状ノズル。
【図１】
0006624988.tif 000002
【図２】
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【図３】
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