JP2001505248A - 微粒子分散を調製する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリマー先駆物質中に小さい粒子の分散を調製する方法。この方法は、非水性溶媒中に粒状材料と界面活性剤の混合物を提供し、非水性溶媒中に粒状材料の分散を形成し、非水性溶媒中の出来た粒状材料の分散を先駆物質材料と結合し、粒状材料の分散と先駆物質材料の組合わせを混合しながら、非水性溶媒を揮発させるのに十分な温度まで加熱することを含む。非水性媒体の沸点の近くで、非水性媒体がポリマー先駆物質を膨潤させる。非水性溶媒の沸点は、ポリマー先駆物質が混合される温度より高く、ポリマー先駆物質が重合又は分解する温度より低い。ある実施例では、粒状材料は、無機材料である。例えば、無機材料は、チタン酸バリウム、チタン酸鉛等の強誘電性材料であってもよい。他の実施例では、粒状材料は、磁鉄鉱、バリウムフェライト等の強磁性材料である。

Description

【発明の詳細な説明】 微粒子分散を調製する方法 関連出願の参照 本出願に記述され請求の範囲に記述された発明は、共に係属し本譲受人に譲受 された出願第08/762,213号に記述されているが、その請求の範囲には記述されて いない。発明の背景 本発明は、液体媒体中の小さい粒子の分散に関する。 液体又は他の固体媒体中で固体又は粒子材料の分散を形成することが好ましい か、又は必要である場合がしばしばある。油と水性（又はラテックス）塗料に顔 料を添加することは、連続液体層を形成する流体キャリヤ中の固体顔料の分散の 優れた例である。同様に、顔料と有機色素が固体材料に添加され、色の無い材料 に色々の色の特性を与える。これらの種類の分散を調製する方法は良く知られて いる。典型的には、水性粒子分散は、フラッシングといわれるプロセスで連続相 の材料と結合される。粒子は連続相に導入され、水は流出させるか又は真空中加 熱で除去される。 小さい粒子の分散の形成が複雑であるのは、粒子が擬集し巨視的な集塊になる 傾向があるからである。大きな集塊が好ましくないのは、顔料の場合は不均一に 着色し、他の添加物の場合は物理的特性が不均一になるからである。小さい粒子 の水性分散では、界面活性剤を使用して粒子が擬集しないように「安定化」させ 、それにより上述の問題を防止する。 非水性媒体では、界面活性剤の役割は良く分かっていない。非水性媒体中に分 散した小さい粒子は、水性媒体と同様の凝集の問題がある。しかし、非水性媒体 では、界面活性剤のような分子の行動は、水性媒体中とは大きく異なるであろう 。もし、非水性媒体中で小さい粒子が凝集することを克服できれば、非水性分散 は、他の固体−液体、固体−固体、固体−半固体の分散の形成にかなりの利点が ある。 非水性即ち油ベースの粒子分散の形成は、良く知られているが、非水性粒子分 散を他種類の粒子分散を形成する中間物として使用することは、知られていない 。例えば、上に参照した特許出願第08/762,213号をここに参照するが、この出願 は強誘電性材料の粒子を含む繊維の調製について記述する。繊維の調製には、ま ず非水性溶媒中に粒子の分散を形成し、次に有機ワックス中に粒子を分散させる ことが必要である。本発明は、ワックス分散の調製を改善する。発明の概要 本発明は、液体又はポリマー媒体中の小さい粒子の分散に関する。どちらの場 合も、液体又はポリマー媒体は、連続相を形成し、粒子は不連続相として存在す る。本発明は上述の困難さと問題の幾つかを取扱い、ポリマー先駆物質内に小さ い粒子の分散を調製する方法を提供する。この方法は、非水性溶媒中に粒状材料 と界面活性剤の混合物を作成し、非水性溶媒中に粒状材料の分散を形成し、非水 性溶媒中の出来た粒状材料の分散を先駆物質材料と結合し、粒状材料の分散と先 駆物質材料の組合わせを混合しながら、非水性溶媒を揮発させるのに十分な温度 まで加熱することを含む。界面活性剤は、非水性溶媒中に溶解可能であり、粒状 材料を凝集に対して安定化させることができる。非水性溶媒は、非水性溶媒の沸 点の近くでポリマー先駆物質を膨潤させる。最後に、非水性溶媒の沸点は、ポリ マー先駆物質が混合される温度より高く、ポリマー先駆物質が重合又は分解する 温度より低い。 ある実施例では、粒状材料は無機材料である。例えば、無機材料は、金属酸化 物であってもよい。本発明の好適な実施例 ここで使月する「ポリマー先駆物質」という言葉は、例示すると低分子量有機 ポリマーワックス（有機ワックス）と、オリゴマー（又はマクロマー）と、モノ マーとを含む。 ここで使用する「有機ワックス」という言葉は、環境温度、即ち20〜25℃の温 度で液体、半固体、又は固体の有機ポリマー材料をいう。典型的な液体は、例示 するとポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレンの低重量平均分子量（ Ｍ_W）のオリゴマーの形を含む。典型的な半固体は、例示するとポリイソブチレ ン（Ｍ_W＝100,000）と、アタクチックポリプロピレンを含む。典型的な固体 は、例示するとポリエチレン(Ｍ_W＝1,000〜4,000)、ポリプロピレン(Ｍ_W＝1,000 〜4,000)、色々のカルボキシレート-、アミド-、アルコール-ベースのワックス を含む。 ここで使用する「強誘電性材料」という言葉は、自然分極を有する結晶性材料 をいい、分極は電界をかけることにより再方向付けすることができる。この言葉 は、自然分極を示す相又は相の組合せを含み、その大きさと方向は温度と外部か らかける電界の関数として変えることができる。この言葉は、また１つの強誘電 性材料と、同じクラス又は異なるクラスの２つ又はそれ以上の強誘電性材料の混 合物とを含む。この言葉はさらに、「ドープした」強誘電性材料即ち、少量の元 素の置換基を含有する強誘電性材料と、主の強誘電性材料中にこのような置換基 がある固溶体を含む。 結晶材料の構造は、32の明確な対称のグループで記述される。勿論、21は中心 対称ではない。即ち、それらは対称の中心を有さない。中心対称のグループのう ち、20は圧電性で、これらの20のうち10のみがパイロ電気（焦電気）性といわれ る。パイロ電気材料が独自であるのは、自然電気分極し、それが個々の結晶内の 単位格子レベルに存在する永久双極子に寄与することである。材料の結晶軸に沿 った双極子の整列は、材料に正味の自然分極を生じる。パイロ電気材料はまた、 極性固体とも言われる。名前が示すように、「パイロ電気」とは、温度の変化に より自然分極の大きさと方向が変化することを言う。強誘電性材料は、自然分極 するパイロ電気材料のサブグループである。自然分極の大きさと方向は、温度と 外部からかける電界の存在の両方に反応する。 全ての強誘電性材料は、それより上の温度で自然分極がなくなる臨界温度であ る「キューリーポイント」、即ち「キューリー温度」を示す。キューリー温度を ここでは「Ｔ_C」で示す。 強誘電性材料の例としては、ペロブスカイト、タングステンブロンズ、酸化ビ スマス層状材料、パイロクロレス、ミョウバン、ロッシェル塩、ジヒドロジンホ スフェート、ジヒドロジンアルセネート、グアニジンアルミニウムサルフェート ヘキサヒドレート、トリグリシンサルフェート、灰朋鉱、チオ尿素が含まれるが 、これらに限らない。これらのクラスのより有用なものを以下に詳細に述べる。ペロブスカイト ペロブスカイトは、ＡＢＯ₃の化学量で混合した金属酸化物である。ペロブス カイトは、酸素がコーナーを占める８面体で出来た非常に簡単な立方構造を有し 、チタン(Ｔｉ)、錫(Ｓｎ)、ジルコニウム(Ｚｒ)、ニオビウム(Ｎｂ)、タンタル (Ｔａ)、タングステン(Ｗ)等の小さく高電荷のカチオンが中央の８面体のＢサイ トを占め、ナトリウム(Ｎａ)、カリウム(Ｋ)、ルビジウム(Ｒｂ)、カルシウム( Ｃａ)、ストロンチウム(Ｓｒ)、バリウム(Ｂａ)、鉛(Ｐｂ)等の低電荷の大きい カチオンが、より大きい１２個に配位されＡサイトで酸素による８面体の間の空 隙を満たす。これらの材料の強誘電性は、キューリー温度より下で起こる格子の ひずみから起こり、その結果結晶内で非常に大きい双極子が生じる。 ペロブスカイトは、簡単な二元、三元溶液から非常に複雑な多元の溶液までの 広い範囲の固溶体を形成する能力があるので独自である。いくつかの例は、BaSr TiO₃、KbaTiO₃、pb(Co_0.25Mn_0.25W_0.5)O₃、酸化ニオビウムをドープしたチタン 酸バリウムとチタン酸鉛の色々の形、酸化アンチモン、酸化ランタン等がある。 ペロブスカイト型化合物の過度の固溶体を形成する能力により、当業者は、固溶 体の形成又はドーパント相を添加することにより、材料の電気特性を規則的に変 換することが出来る。例えば、チタン酸バリウム(BaTiO₃)のキューリー温度は、 バリウムイオンを鉛イオンで置換することにより、130℃から490℃まで規則的に 高くすることが出来、Ｔ_Cの上限は100％鉛イオンで置換することにより到達する 。同様に、チタン酸バリウムのＴ_Cは、バリウムイオンをストロンチウムイオン で置換することにより次第に低下することが知られている。ペロブスカイト関連８面体構造 これらの材料はペロブスカイトと似た構造を有するが、酸素８面体がコーナー を共有するのではなく、エッジを共有する。このクラスの２つ即ちニオブ酸リチ ウム(LiNbO₃)、タンタル酸リチウム(LiTaO₃)のみに注意する。簡単にするため、 これらの材料は「ペロブスカイト」という言葉に含まれることとする。タングステンブロンズ タングステンブロンズは、一般式MnWo₃の非理論物質であり、ここに０＜ｎ≦ １であり、Ｍは一価の金属カチオンであり最も典型的にはナトリウム（Ｎａ）で ある。強誘電性タングステンブロンズは、一般にｎ≦0.3の値を有する。この材 料の族には、メタニオブ酸鉛(PbNb₂O₆)、メタタンタル酸鉛(PbTa₂O₆)のような化 合物がある。酸化ビスマス層状材料 これらは、ペロブスカイト層の間に酸化ビスマス層を挟んだ複合層構造である 。典型的な酸化ビスマス層化合物は、ニオブ酸鉛ビスマス(PbBiNb₂O₉)である。パイロクロレス パイロクロレスは、ペロブスカイトに似たコーナーを共有する酸素８面体であ る。しかし、この化合物の族は、行うことの出来るカチオンの置換がより制限さ れる。典型的なパイロクロレスは、ニオブ酸カドミウムとタンタル酸カドミウム 、ニオブ酸鉛とタンタル酸鉛である。これらの材料のキューリー温度は、200° Ｋ(-73℃)より低く、そのためある用途で使用が制限される。 ここで言う「強磁性材料」とは、磁場をかけて誘起された残留磁化を有する結 晶材料を言う。この言葉は、残留磁化を示すどのような相又は相の組合わせをも 含み、その大きさは温度とかける磁場の関数として変えることが出来る。この言 葉はまた、同じクラス又は異なるクラスの１つ、２つ、３つ又はそれ以上の強磁 性材料の混合物を含む。この言葉はさらに、「ドープした」強磁性材料を含む。 ここで言う「破砕(destructured)」という言葉とその変形は、分散する材料の 粒子の大きさを減少させることを言う。「粒子」と「凝集粒子」という言葉は、 粒子の大きさを減少するように処理されていない材料の粒子を意味する。「粉砕 粒子」という言葉は、粒子の大きさを減少するように処理された、即ち「粉砕」 された「粒子」又は「凝集粒子」を意味する。 一般に、粒子が所望の用途で有用な分散を調製できる大きさであれば、分散す るどのような大きさの粒子をも用いることが出来る。例えば、粒子の最長の寸法 は、約10ｎｍから約10μｍまでの範囲でも良い。必要により、粒子は粉砕するこ とが出来る。 粒子の粉砕は、当業者の知っているどのような方法ででも行うことが出来る。 例えば、粉砕は、粒子をボールミル、アトライターミル、ピンミルの処理に入れ ることにより行うことが出来る。使用するボールミルの設計と動作により処理条 件は変わるが、当業者は容易に適する条件を求めることが出来る。粉砕は、典型 的には非水性溶媒と界面活性剤の存在下で行われ、界面活性剤は溶媒に溶解し、 粉砕した粒子が凝集しないように安定化させる。 一般に本発明方法は、粒子の非水性溶媒分散と、粒子が凝集しないように安定 化させる界面活性剤と、ポリマー先駆物質材料とを使用する。既に記載したよう に、非水性溶媒と界面活性剤は、粒子の溶媒分散を形成するのに使用される。溶 媒分散は、ボールミル、小媒体ミル、高剪断/アトライターミル等の色々の粒子 分散方法により作ることが出来る。 非水性溶媒は、環境温度で固体であるポリマー先駆物質の軟化温度より高い沸 点を有するように、また液体ポリマー先駆物質の粘度を混合できるポイントまで 減少させるのに必要なのより高い沸点を有するように選択される。さらに、溶媒 の沸点は、ポリマー先駆物質の分解温度より低い必要があり、また重合を開始で きる温度より低い必要がある。 一般に、界面活性剤の溶媒であるどのような液体でも使用することが出来る。 界面活性剤は、粉砕した粒子が凝集しないように安定化させる。好適な液体を例 示すると、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素；キシレ ン、トルエン、クメン等の芳香族炭化水素；、2-プロパノール、1-ブタノール、 1-ヘキサノール、ベンジルアルコール等の脂肪軸アルコール；メチルエチルケト ン等の脂肪族ケトン；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベン ゼン等のハロゲン化炭化水素；水、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルピロリデ ィノン等の極性溶媒がある。 液体は、炭素原子が約３から約10の脂肪族アルコールが好ましい。例えば、脂 肪族アルコールは、1-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、1-ヘプタ ノール、1-オクタノール、1-ノナノール等の炭素原子が約４から約10のノルマル アルコールであっても良い。他の例として、脂肪族アルコールは、枝分かれアル キル基を含んでも良い。このようなアルコールの例は、2-プロパノール、2-ブタ ノール、2-メチル-2-プロパノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチ ルブタノール、3-メチルブタノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、3,3- ジメチルブタノール、3-ヘプタノール、4-ヘプタノール、2-エチル-1-ペンタノ ール、4-オクタノール、3,3-ジメチル-1-ヘキサノール、5-ノナノール、6,6-ジ メチル-2-ヘプタノール、5-エチル-3-ヘプタノール、2-デカノール、3,4,7-トリ メチル-1-ヘプタノールがある。 本発明方法に使用できる界面活性剤の種類は、カチオン、アニオン、非イオン 、両性イオンの界面活性剤がある。ある場合は、２つ又はそれ以上の界面活性剤 の混合物を使用して、粉砕した強誘電性粒子を安定化させるのが好ましい。カチ オン界面活性剤の例は、脂肪族、芳香族の第一、第二、第三アミン；エトキシル 化アルキルアミン；アミン酸化物；アミドの結合したアミン；第四アンモニウム 塩がある。アニオン界面活性剤の例は、カルボン酸と塩；スルホン酸と塩；オレ イン酸等の脂肪酸；リグノスルホネート；アルキルベンゼンスルホネート；アル キルアリルスルホネート；石油スルホネート；エステル、エーテル又はアミド結 合を有するスルホネート；硫酸エステルと塩；硫酸化アルコール；硫酸化エトキ シル化アルコール；硫酸化エトキシル化アルキルフェノール；硫酸化した酸；硫 酸化したアミド；硫酸化したエステル；硫酸化した天然脂肪と油；エトキシル化 アルキルホスフェートエステル;燐酸とポリ燐酸のエステルと塩;燐酸アルコール ；燐酸フェノール；燐酸アルコキシル化アルコール；燐酸アルコキシル化フェノ ール；及び各クラスの燐酸アニオン界面活性剤の塩がある。非イオン界面活性剤 の例は、エトキシル化アルコール；エトキシル化アルキルフェノール；エトキシ ル化カルボン酸とエステル；グリセロールエステル；ポリエチレングリコールエ ステル；ソルビトールエステル；エトキシル化した天然脂肪と油；エチレンとジ エチレンのグリコールエステル；プロパンジオールエステル；及びエトキシル化 カルボン酸アミドがある。 一般に界面活性剤は、粉砕された強誘電性材料が擬集しないように安定化させ るのに十分な量を用いる。例えば、界面活性剤は、粉砕され凝集に対して安定化 された強誘電性材料の合計量に基づいて、約0.01から約10重量％の範囲で存在し ていても良い。界面活性剤は、約0.01から約１重量％の範囲で存在するのが好ま しい。 非水性溶媒とポリマー先駆物質の混合物は、混合物の温度が非水性溶媒の沸点 又はそれより高いとき、１つ又は２つの相で出来ていても良い。２つの相の系の 場合、相の組成は、成分の相対的混和性により決まる。沸点の近くで、非水性溶 媒は、ポリマー先駆物質の溶媒又は非溶媒として作用する。どちらの場合も非水 性溶媒は、非水性溶媒の沸点又はその近くでポリマー先駆物質を膨潤させる。 １実施例では、非水性溶媒/粒子分散（又は溶媒分散）は、ポリマー先駆物質 と混合され、加熱して溶剤を蒸発させて除去し、ポリマー先駆物質に分散された 粒子を残す。もし、溶剤分散-ポリマー先駆物質混合物が、溶剤の沸点で単相で あれば、揮発性溶媒の蒸発により、先駆物質がますます多くなる媒体中に小さい 粒子が残る。溶剤を完全に除去すると、粒子-ポリマー先駆物質分散が形成され る。もし、溶剤分散-ポリマー先駆物質混合物が２相であれば、揮発性溶媒が蒸 発により除去されるにつれ、粒子は相の間に分配される。また、非水性溶剤が完 全に除去され、粒子-ポリマー先駆物質の分散が形成される。 本発明を更に次の例により説明する。しかし、このような例は、本発明の精神 を制限するように解釈されるものではない。 例１溶剤分散の調製 チタン酸バリウム(BaTiO₃)は、タムセラミック社（ニューヨーク州、ナイアガ ラフォール）のTICON5016であった。空気で駆動する攪拌装置を備える大規模ス テンレス鋼混合タンク（130ガロン即ち492リットル）を使用して、溶媒分散が調 製された。分散は、1750ｒｐｍで作動する50馬力の電気モーターにより動かされ る高速ステンレス鋼ピン/アトライターミルにより処理された。混合タンクとピ ン/アトライターミルは、スタンドリッジカラーコーポレーション（ジョージア 州ソシアルサークル）により、注文で作成された。混合タンクの下半分は、漏斗 形であった。混合タンクは空気圧ポンプに接続され、次にポンプは、直径2.5イ ンチ(約10ｃｍ)の可撓性ホースを使用してピン/アトライターミルに接続された 。ミルからの排出物は、混合タンクの頂部に再循環された。空気ポンプは、0.25 ガロン（約0.95リットル）の排出量を有し、8〜10ガロン/分（約0.5〜0.6リット ル/分）の流れを与える速度で運転された。 混合タンクに、190ポンド（86.4ｋｇ）の工業銘柄の1-ブタノールを満たした 。 次に、強く攪拌しながら7.2ポンド（3.27ｋｇ）のRhodameen PN430（ローン-ポ ーレンス）を添加した。チタン酸バリウムを55ポンド（約25ｋｇ）の部分ずつ加 え、混合タンクに合計で770ポンド（約350ｋｇ）を添加した。スラリーは、高速 ピン/アトライターミルにポンプで入れ、約30分間混合タンクに再循環させた。 出来た1-ブタノール分散は、組成が均一で、80重量％のチタン酸バリウムを含ん でいた。ポリエチレンワックス分散の形成 80重量％チタン酸バリウム/1-ブタノールの分散は、溶融した低分子量ポリエ チレン（ＰＥ）ワックス（アライドシグナルA-C 16）に直接添加された。前の例 では、チタン酸バリウムの50重量％の水性分散は、フラッシングとして知られて いるプロセスで溶融したＰＥワックスに添加された。この例では、チタン酸バリ ウムの安定化したコロイド状粒子は、1-ブタノールの多い相から、ＰＥワックス の多い相へ分配され、1-ブタノールは蒸発により除去された。このプロセスが水 /ワックスフラッシングと異なるのは、A-C 16ＰＥワックスの融点より上で1-ブ タノールが沸騰することである。ワックスは、混合物をゆっくり混合する回転ブ レードを備える150ガロン（約568リットル）の蒸気加熱バットで溶解された。蒸 気は、約297°Ｆ（約147℃）で、50psigでバットに供給された。 この例では、969.20ポンド（約440.55ｋｇ）の1-ブタノール/チタン酸バリウ ム/Rhodameen PN430分散は、190.8ポンド（86.73ｋｇ）のA-C 16ＰＥワックスと 結合された。溶融したワックスと1-ブタノール分散は、混合物上にアルコール蒸 気が検出されなくなるまで連続的に混合された。このポイントで、BaTiO₃/Rhoda meen PN430/A-C 16ＰＥワックスの分散は、トレーに注がれ、室温まで冷却され た。凝固したワックス組成物は、さらにドライアイスの温度まで冷却され、ポリ プロピレンと乾燥混合するため、粗い粉末になるまですりつぶされた。ポリプロピレン混合 BaTiO₃/Rhodameen PN430/A-C 16ＰＥワックス複合物、832ポンド（約378ｋｇ ）は、Montel Profax PF-015ポリプロピレン（ＰＰ）2,496ポンド（約1339ｋｇ ）と乾燥混合された。乾燥混合物は、単一スクリューの混合押出機を使用して溶 融 混合され、20重量％のチタン酸バリウムを含む混合物が得られた。混合物から調 製された薄いフィルムを光学顕微鏡で検査すると、連続するポリプロピレンマト リックス中に良く分散した小さい粒子が見られた。 例２ 例１で調製した20重量％濃度の600ポンド（273ｋｇ）の部分は、1800ポンド（ 約818ｋｇ）のMontel Profax PF-015ポリプロピレンと混合された。この乾燥混 合物は、単一スクリューの混合押出機を使用して溶融混合され、5重量％のチタ ン酸バリウム/ポリプロピレン複合物が得られた。不織ファブリックの形成 本質的にブンチンらの米国特許第3,849,241号に記述されている100インチ(約2 .5ｍ)のメルトブローラインで、不織ファブリックが製造された。この特許をこ こに参照する。100インチ幅のウェブは、５つの20インチ（約51ｃｍ）の部分に 細長く切られた。メルトブロー条件は全ての材料について一定に保たれた。全て のファブリックは、公称坪量0.6ｏｓｙ（約20ｇ/ｍ²）であった。20重量％のチ タン酸バリウム/ポリプロピレン複合物は、新しいMontel Profax PF-015ポリプ ロピレンの１部から19部の割合で乾燥混合され、約１重量％のチタン酸バリウム を含むメルトブローファブリックを生じた。さらに、５重量％のチタン酸バリウ ム/ポリプロピレン複合物が、さらに希釈されずに処理された。最後に、新しいM ontel Profax PF-015ポリプロピレンは、溶融紡糸され、対照標準を作成した。 全てのメルトブロー不織ウェブは、同一の条件でオンラインでエレクトレット処 理された。エレクトレット処理は、前述の米国特許第5,401,446号の教示に従っ て行った。結果 空気濾過の測定 メルトブロー不織ウェブの空気濾過効率が、ＴＳＩ社（ミネソタ州セントポー ル）のモデル8110自動フィルター試験機（ＡＦＴ）を使用して評価された。モデ ル8110ＡＦＴは、空気濾過媒体の圧力降下と粒子濾過特性を測定する。ＡＦＴは 、圧縮空気ネブライザーを使用して、塩化ナトリウム粒子のミクロン以下のエア ゾールを発生し、それがフィルターの性能を測定する試験エアゾールとして 作用する。これらの測定で使用した粒子の特有の大きさは、0.1μｍであった。 典型的な空気の流速は、31リットル/分と33リットル/分の間であった。ＡＦＴ試 験は、140ｃｍ²の試料面積で行われた。フィルター媒体の性能即ち効率は、フィ ルターを貫通した塩化ナトリウム粒子の割合で表された。貫通は、フィルター媒 体を粒子が透過したことと定義される。透過した粒子は、フィルターの下流で検 出された。透過のパーセント（％Ｐ）は、上流の粒子のカウント数に対する下流 の粒子のカウント数の割合を表す。塩化ナトリウム粒子の検出と計数には、光散 乱が使用された。 上述の不織ウェブの10の横方向デッケル位置（即ち、20インチの細片当たり2 ）から、メルトブロー材料の試料が取られた。試料は、約８インチ平方の平らな シートに切断された。20試料の最小値が、圧力降下（Δｐ、ｍｍＨ₂Ｏ）と粒子 透過パーセント（％Ｐ）のため評価された。表１から３は、対照標準（Montel P rofax PF-015）とチタン酸バリウムを含有する配合の圧力降下と粒子透過データ を要約する。 表１ ポリプロピレン対照標準ウェブの空気濾過結果 ^a横方向デッケル位置、インチ（ｃｍ） ^bｍｍ水 ^c圧力降下測定の標準偏差 ^d透過パーセント ^e透過パーセント測定の標準偏差 表２ １重量％のBaTiO₃を含むポリプロピレンウェブの空気濾過結果 ^a横方向デッケル位置、インチ（ｃｍ） ^bｍｍ水 ^c圧力降下測定の標準偏差 ^d透過パーセント ^e透過パーセント測定の標準偏差 表３ 5重量％のBaTiO₃を含むポリプロピレンウェブの空気濾過結果 ^a横方向デッケル位置、インチ（ｃｍ） ^bｍｍ水 ^c圧力降下測定の標準偏差 ^d透過パーセント^e透過パーセント測定の標準偏差 表１から３に示した圧力降下（Δｐ）と粒子透過パーセント（％Ｐ）データは 、チタン酸バリウム/ＰＰ複合材料から調製したメルトブローウェブの優れた濾 過性能を表す。試験した全てのウェブは、圧力降下と透過データの横方向デッケ ルのプロファイルにより特徴付けられる。プロファイルの形は、材料と独立であ る。ウェブを横切って測定した圧力降下は、ここに示した３つの材料のそれぞれ で同じに見える。これは、繊維とウェブ形成は、紡ぐ材料と独立である(即ち、 ポリプロピレン対チタン酸バリウム/ＰＰ複合物)ことを示唆する。これと反対に 、粒子透過パーセントは、１重量％BaTiO₃と５重量％BaTiO₃の配合では、対照標 準のポリプロピレンと比較して非常に低い。従って、ウェブを通るある圧力降下 について、チタン酸バリウム/ＰＰ複合物は、対照標準のポリプロピレンと比較 して優れたフィルター性能(即ち、低粒子透過)を示す。 例３ 例１の手順を繰り返したが、チタン酸バリウムはチタン酸鉛で置きかえられ、 粒子の粉砕は後述するボールミルにより行った。 典型的なバッチで、１ｋｇのチタン酸鉛が2.6Ｌの1-ブタノールと4-5ｍＬの界 面活性剤と共に強く攪拌された。出来たスラリーは、21ポンド（約5.4ｋｇ）の ジルコニア粉砕媒体（U.S.ストーンウェア）を入れた6.2Ｌのロアロックスセラ ミックミルジャー（オハイオ州イーストパレスチンのU.S.ストーンウェア）内に 注がれた。ジャーは、U.S.ストーンウェアのジャーミルモデル764AVM上で70ｒｐ ｍで48時間回転した。粉砕期間の終わりに、出来た分散は例１に記述したポリプ ロピレンワックスと結合された。 例４ 例３の手順を繰り返したが、チタン酸鉛は磁鉄鉱、強磁性体で置きかえられた 。界面活性剤としてオレイン酸を使用して、1-ブタノール中で分散が形成された 。粒子の粉砕は、440ステンレス鋼粉砕媒体を入れた2Ｌのステンレス鋼ミルジャ ー(U.S.ストーンウェア)内でボールミルすることにより行った。ミルジャーは、 容積の半分まで粉砕媒体で満たした。次にミルジャーは、U.S.ストーンウェアの ジャーミルモデル764AVM上で70ｒｐｍで７日間回転した。 例５ 例３の手順を繰り返したが、磁鉄鉱は他の強磁性材料、バリウムフェライトで 置きかえられた。 例６ 例４と５の手順を繰り返したが、使用した界面活性剤は、エトキシル化アルキ ルホスフェートエステル、Rhodafac RE-610（ローン-ポーレンス）であった。 本発明は特定の実施例について記述したが、当業者は、これらの実施例の変形 、改変、均等物を容易に認識するであろう。従って、本発明の範囲は、請求の範 囲とその均等範囲により決められる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１２月８日（１９９８．１２．８） 【補正内容】 請求の範囲 1. 有機ワックス、オリゴマー、又はモノマー中に粒子の分散を調製する方法に おいて、 非水性溶媒中に粒状材料と界面活性剤の混合物を作成し、前記粒状材料は、 最長の寸法が約10ｎｍから約10μｍの範囲である粒子を備え、 前記非水性溶媒中に前記粒状材料の分散を形成し、 非水性溶媒中の出来た粒状材料の分散を前記有機ワックス、オリゴマー、又 はモノマーと結合し、 前記粒状材料の分散と前記有機ワックス、オリゴマー、又はモノマーの組合 わせを混合しながら、前記非水性溶媒の沸点である温度まで加熱し、 前記界面活性剤は、前記非水性溶媒中に溶解可能であり、前記粒状材料を凝 集に対して安定化させ、 前記非水性溶媒は、前記非水性溶媒の沸点又はその近くで前記有機ワックス 、 オリゴマー、又はモノマーを膨潤させ、 前記非水性溶媒の沸点は、環境温度で固体である前記有機ワックス、オリゴ マー、又はモノマーの軟化温度より高く、又は液体の有機ワックス、オリゴマ ー、又はモノマーの粘度を混合できるポイントまで減少させるのに必要な温度 より高く、また前記有機ワックス、オリゴマー、又はモノマーが重合又は分解 する温度より低い、ことを特徴とする方法。 2. 前記粒状材料は、無機材料である請求項１に記載した方法。 3. 前記粒状材料は、金属酸化物である請求項２に記載した方法。 4. 前記金属酸化物は、強誘電性材料である請求項１に記載した方法。 5. 前記強誘電性材料は、チタン酸バリウムである請求項４に記載した方法。 6. 前記強誘電性材料は、チタン酸鉛である請求項４に記載した方法。 7. 前記金属酸化物は、強磁性材料である請求項３に記載した方法。 8. 前記強磁性材料は、磁鉄鉱である請求項７に記載した方法。 9. 前記強磁性材料は、バリウムフェライトである請求項７に記載した方法。 10．前記界面活性剤は、エトキシル化アルキルアミンである請求項１に記載した 方法。 11．前記界面活性剤は、脂肪酸である請求項１に記載した方法。 12．前記脂肪酸は、オレイン酸である請求項１１に記載した方法。 13．前記界面活性剤は、エトキシル化アルキルホスフェートエステルである請求 項１に記載した方法。 14．前記非水性溶媒は、約３から約10の炭素原子を有する脂肪族アルコールであ る請求項１に記載した方法。 15．前記脂肪族アルコールは、約４から約10の炭素原子を有するノルマルアルコ ールである請求項１４に記載した方法。 16．前記脂肪族アルコールは、1-ブタノールである請求項１５に記載した方法。 17．前記脂肪族アルコールは、分岐したアルキル其を有する請求項１５に記載し た方法。 18．前記脂肪族アルコールは、2-プロパノールである請求項１４に記載した方法 。 19．前記脂肪族アルコールは、2-ブタノールである請求項１４に記載した方法。 20．前記非水性溶媒は、炭化水素である請求項１に記載した方法。 21．前記炭化水素は、約６から約10の炭素原子を有する脂肪族炭化水素である請 求項２０に記載した方法。 22．前記炭化水素は、芳香族炭化水素である請求項２０に記載した方法。 23．前記芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、クメンからなる群から選択さ れる請求項２２に記載した方法。 24．前記溶媒は、1,1-ジメチル-2-ピロリディノンである請求項１に記載した方 法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ポリマー先駆物質中に小さな粒子の分散を調製する方法において、 非水性溶媒中に粒状材料と界面活性剤の混合物を作成し、 前記非水性溶媒中に前記粒状材料の分散を形成し、 非水性溶媒中の出来た粒状材料の分散を先駆物質材料と結合し、 前記粒状材料の分散と前記先駆物質材料の組合わせを混合しながら、前記非 水性溶媒を揮発させるのに十分な温度まで加熱し、 前記界面活性剤は、前記非水性溶媒中に溶解可能であり、前記粒状材料を凝 集に対して安定化させることができ、 前記非水性溶媒は、前記非水性溶媒の沸点の近くで前記ポリマー先駆物質を 膨潤させ、 前記非水性溶媒の沸点は、前記ポリマー先駆物質が混合される温度より高く 、 前記ポリマー先駆物質が重合又は分解する温度より低い、ことを特徴とする方 法。 2. 前記粒状材料は、無機材料である請求項１に記載した方法。 3. 前記粒状材料は、金属酸化物である請求項２に記載した方法。 4. 前記金属酸化物は、強誘電性材料である請求項１に記載した方法。 5. 前記強誘電性材料は、チタン酸バリウムである請求項４に記載した方法。 6. 前記強誘電性材料は、チタン酸鉛である請求項４に記載した方法。 7. 前記金属酸化物は、強磁性材料である請求項３に記載した方法。 8. 前記強磁性材料は、磁鉄鉱である請求項７に記載した方法。 9. 前記強磁性材料は、バリウムフェライトである請求項７に記載した方法。 10．前記界面活性剤は、エトキシル化アルキルアミンである請求項１に記載した 方法。 11．前記界面活性剤は、脂肪酸である請求項１に記載した方法。 12．前記脂肪酸は、オレイン酸である請求項１１に記載した方法。 13．前記界面活性剤は、エトキシル化アルキルホスフェートエステルである請求 項１に記載した方法。 14．前記非水性溶媒は、約３から約１０の炭素原子を有する脂肪族アルコールで ある請求項１に記載した方法。 15．前記脂肪族アルコールは、約４から約10の炭素原子を有するノルマルアルコ ールである請求項１４に記載した方法。 16．前記脂肪族アルコールは、1-ブタノールである請求項１５に記載した方法。 17．前記脂肪族アルコールは、分岐したアルキル其を有する請求項１５に記載し た方法。 18．前記脂肪族アルコールは、2-プロパノールである請求項１４に記載した方法 。 19．前記脂肪族アルコールは、2-ブタノールである請求項１４に記載した方法。 20．前記非水性溶媒は、炭化水素である請求項１に記載した方法。 21．前記炭化水素は、約６から約10の炭素原子を有する脂肪族炭化水素である請 求項２０に記載した方法。 22．前記炭化水素は、芳香族炭化水素である請求項２０に記載した方法。 23．前記芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、クメンからなる群から選択さ れる請求項２２に記載した方法。 24．前記溶媒は、1,1-ジメチル-2-ピロリディノンである請求項１に記載した方 法。