帯電防止濾材の基礎をご紹介します

Apr 25, 2023
静電気は、製造工程や私たちの生活の中でもよく見られる自然現象です。静電気は、接触面の剥離による摩擦後の 2 つの物質の表面間の電子またはイオンの励起によって発生します。Coehn (Coehn) は次のように述べています: 2 つの物体が接触している場合、高誘電率の物体は正に帯電し、低誘電率の物体は負に帯電します。つまり、電子は高誘電率の物体の表面から誘電率の高い物体の表面に移動します。誘電率が低いため接触電位差が生じ、界面に二重電気層が形成されます。この時点での電荷量は、2 つの物体の誘電率の差に比例します。しかし、実際には、同じ材料であっても、
1.繊維フィルターダストシステムにおける静電気発生のメカニズム

①フィルター素材はポリマー不織布であることが多く、繊維粒子とパイプラインまたはフィルター素材が激しく頻繁に摩擦や衝突を起こし、強い静電気が発生します。

② 作業領域に流入する粉塵を含む気流は帯電しない。繊維粒子とフィルター粒子の粉塵を含む気流が接線方向に激しく衝突し、両者の間に電子交換、つまり静電気が発生する。ガス流の発生;

2. 濾材の静電気による害

物体が帯電した後は、必ず静電気を逃がす必要があります。電荷を解放するには 2 つの方法があります。1 つは自然に逃がす方法、もう 1 つは別の形式の放電です。静電放電は、電気エネルギーが熱に変換されるプロセスであり、電気火花を生成し、これが火災または火元の爆発となる可能性があります。
3. 帯電防止効果のメカニズム

(1) 理論的に言えば、現在のより高度な帯電防止処理方法は 2 つのカテゴリーに分類されます。

① 繊維表面コーティング方法: 繊維表面を導電層の層に付着させる繊維仕上げ方法;

②内部浸透法:導電性イオンを繊維表面に浸透させ、繊維を導電化します。

(2) 帯電防止の作用原理は、一般に次の役割に基づいています。

① 平滑効果: ポリマー表面に帯電防止油が存在すると平滑効果があり、平滑効果により摩擦が減少し、摩擦によって発生する静電気が減少します。

②導電効果:帯電防止油剤の多くはイオン性およびポリオキシエチレン系非イオン性界面活性剤です。前者は活性イオンや金属イオンを介して電気を伝導するため、摩擦によって発生した静電気はすぐに逃げてしまい、電気を集めなくなります。後者は親水性基の吸湿効果によるもので、微量の電解質の存在により電離場が生じ、間接的に表面比抵抗が低下します。

③電気中和効果:帯電防止剤とポリマー材料の表面の帯電極性が逆になるため、電気中和現象が生じ、静電気が除去されます。

4. フィルターの帯電防止処理方法

合成繊維およびその生地は静電気を発生しやすく、綿生地も特定の条件下では強い静電気を発生します。布地に静電気が蓄積すると放電火花が発生し、生産作業状態が不安定になったり、発火・爆発を引き起こす可能性があります。したがって、帯電防止効果のある布地 (特に合成繊維) をどうやって作るかが、数十年にわたる研究のテーマとなっています。これまで、各国が独自の帯電防止織物を研究開発しており、その解決策や方法も様々ですが、大きく分けると以下の3種類があります

。表面処理方法(含浸法またはスプレー法);

繊維内部に吸湿性物質を添加または混合する、または親水性遺伝子を導入する(遺伝子浸潤法とも呼ばれる)。

生地に導電性糸を織り込む方法で、異種混合法としても知られています。

最初の 2 つは、空気中の湿気の吸収に依存する帯電防止方法です。水の誘電率ε0=80、繊維材料の誘電率εt=2~5であるため、繊維材料の帯電防止効果を大幅に向上させることができます。しかし、このタイプの方法を使用すると、環境湿度の依存性による帯電防止効果は、低湿度環境では帯電防止効果が失われ、その結果、その用途が制限されます。3 番目のタイプの導電性繊維と通常の繊維のブレンドまたは導電性糸を織り交ぜた方法。この方法の利点は

次のとおりです。 (1) 環境湿度の使用による布地の帯電防止特性は、たとえ相対湿度が30%でも良好な帯電防止特性が残っています。

(2) 生地の帯電防止効果は良好です。

(3)生地中の導電性繊維は高価であるが、その配合量は少なく、一般的には3%~10%の割合で配合することができる。

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