JP2003260317A - エレクトレット濾材およびその製造方法 - Google Patents
エレクトレット濾材およびその製造方法Info
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- JP2003260317A JP2003260317A JP2002063924A JP2002063924A JP2003260317A JP 2003260317 A JP2003260317 A JP 2003260317A JP 2002063924 A JP2002063924 A JP 2002063924A JP 2002063924 A JP2002063924 A JP 2002063924A JP 2003260317 A JP2003260317 A JP 2003260317A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 表面電荷密度が高く、初期および高温雰囲気
に暴露された後も粒子捕集効率が高く、かつ生分解処理
が可能なエレクトレット濾材およびその製造方法を提供
する。 【解決手段】 乳酸重合体１００重量部に対して、結晶
核剤を０．０１乃至０．３重量部配合し、この乳酸重合
体を主成分とする繊維からなる不織布を、６０〜１４０
℃に加熱した状態で直流コロナ電界を印加し、その後電
界を印加した状態で４０℃以下まで冷却することによっ
て得られる、表面電荷密度が１．２×１０-9Ｃ／ｃｍ2
以上であるエレクトレット濾材である。
に暴露された後も粒子捕集効率が高く、かつ生分解処理
が可能なエレクトレット濾材およびその製造方法を提供
する。 【解決手段】 乳酸重合体１００重量部に対して、結晶
核剤を０．０１乃至０．３重量部配合し、この乳酸重合
体を主成分とする繊維からなる不織布を、６０〜１４０
℃に加熱した状態で直流コロナ電界を印加し、その後電
界を印加した状態で４０℃以下まで冷却することによっ
て得られる、表面電荷密度が１．２×１０-9Ｃ／ｃｍ2
以上であるエレクトレット濾材である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生分解性と優れたエ
レクトレット性を両立したエレクトレット濾材である。
すなわち生分解処理が可能な乳酸重合体を主成分とし、
表面電荷密度が高く、初期および高温雰囲気に暴露され
た後も粒子捕集効率の高いエレクトレット濾材に関す
る。
レクトレット性を両立したエレクトレット濾材である。
すなわち生分解処理が可能な乳酸重合体を主成分とし、
表面電荷密度が高く、初期および高温雰囲気に暴露され
た後も粒子捕集効率の高いエレクトレット濾材に関す
る。
【０００２】
【従来技術】従来、エレクトレット濾材にはポリオレフ
ィン系繊維の不織布を用い、これに高電圧コロナ処理等
により電気分極を付与したものが主に用いられてきた。
しかしながらポリオレフィンは、使用後に自然界に放置
されると分解されにくく、焼却処分する等の処理が必要
であった。一方近年、環境負荷低減の観点から、従来の
高分子素材に代わって乳酸系重合体を主成分とする生分
解性繊維を用いた生活資材、農業資材、漁業資材、土木
建築資材、衣料などの開発が進んでいる。
ィン系繊維の不織布を用い、これに高電圧コロナ処理等
により電気分極を付与したものが主に用いられてきた。
しかしながらポリオレフィンは、使用後に自然界に放置
されると分解されにくく、焼却処分する等の処理が必要
であった。一方近年、環境負荷低減の観点から、従来の
高分子素材に代わって乳酸系重合体を主成分とする生分
解性繊維を用いた生活資材、農業資材、漁業資材、土木
建築資材、衣料などの開発が進んでいる。
【０００３】結晶核剤を配合した高分子材料をエレクト
レットとして適用することは既に知られており、例えば
特開昭６３−１５１３２６号公報、特開平５−７７１２
号公報に開示されている。しかしながらこれらは生分解
性を有しないポリプロピレンを主成分とするものであ
る。
レットとして適用することは既に知られており、例えば
特開昭６３−１５１３２６号公報、特開平５−７７１２
号公報に開示されている。しかしながらこれらは生分解
性を有しないポリプロピレンを主成分とするものであ
る。
【０００４】乳酸重合体は乳酸モノマーから直接重合あ
るいは開環重合によって製造され、その物性は原料であ
る乳酸モノマーのＤ体とＬ体の混合比（光学純度）によ
って大きく異なる。ポリマーをエレクトレット材料とし
て適用するためには電荷の耐熱安定性が重要であり、こ
れはポリマーの結晶性、ガラス転移点、融点などに大き
く関連する。一般的に乳酸重合体の場合、ガラス転移点
は６０〜７０℃、融点は１７０〜１８０℃がそれぞれの
最高温度であるが、なかでも前記ガラス転移点は、この
温度域での電荷安定性に大きく影響する。
るいは開環重合によって製造され、その物性は原料であ
る乳酸モノマーのＤ体とＬ体の混合比（光学純度）によ
って大きく異なる。ポリマーをエレクトレット材料とし
て適用するためには電荷の耐熱安定性が重要であり、こ
れはポリマーの結晶性、ガラス転移点、融点などに大き
く関連する。一般的に乳酸重合体の場合、ガラス転移点
は６０〜７０℃、融点は１７０〜１８０℃がそれぞれの
最高温度であるが、なかでも前記ガラス転移点は、この
温度域での電荷安定性に大きく影響する。
【０００５】また表面電荷密度を規定したエレクトレッ
ト材料は、例えば特公平４−４２８１２号公報、登録特
許第２６７２３２９号等に開示されている。しかしなが
らこれら公報の実施例では、何れもポリプロピレン繊維
のメルトブロー不織布が用いられ、その表面電荷密度は
最大でも１．２×１０-9Ｃ／ｃｍ2に留まる。
ト材料は、例えば特公平４−４２８１２号公報、登録特
許第２６７２３２９号等に開示されている。しかしなが
らこれら公報の実施例では、何れもポリプロピレン繊維
のメルトブロー不織布が用いられ、その表面電荷密度は
最大でも１．２×１０-9Ｃ／ｃｍ2に留まる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を鑑みてなされたものであり、生分解性と優れたエレク
トレット性を両立したエレクトレット濾材である。すな
わち生分解処理が可能であって、表面電荷密度が高く、
初期および高温雰囲気に暴露された後も粒子捕集効率の
高いエレクトレット濾材を提供する。
を鑑みてなされたものであり、生分解性と優れたエレク
トレット性を両立したエレクトレット濾材である。すな
わち生分解処理が可能であって、表面電荷密度が高く、
初期および高温雰囲気に暴露された後も粒子捕集効率の
高いエレクトレット濾材を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、乳酸重合体を
主成分とする繊維からなるエレクトレット濾材であっ
て、乳酸重合体１００重量部に対して、結晶核剤を０．
０１乃至０．３重量部配合したエレクトレット濾材であ
る。
主成分とする繊維からなるエレクトレット濾材であっ
て、乳酸重合体１００重量部に対して、結晶核剤を０．
０１乃至０．３重量部配合したエレクトレット濾材であ
る。
【０００８】本発明の好ましい実施態様は、前記エレク
トレット材料において表面電荷密度が１．２×１０-9Ｃ
／ｃｍ2以上である。
トレット材料において表面電荷密度が１．２×１０-9Ｃ
／ｃｍ2以上である。
【０００９】また本発明は、乳酸重合体を主成分とする
繊維からなる不織布を６０〜１４０℃に加熱した状態で
直流コロナ電界を印加し、その後電界を印可したままの
状態で４０℃以下まで冷却するエレクトレット濾材の製
造方法である。
繊維からなる不織布を６０〜１４０℃に加熱した状態で
直流コロナ電界を印加し、その後電界を印可したままの
状態で４０℃以下まで冷却するエレクトレット濾材の製
造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のエレクトレット濾材は、
乳酸重合体を主成分とする繊維の不織布、好ましくはメ
ルトブロー不織布によって構成される。乳酸重合体を製
造するための乳酸としては、Ｄ体のみ、Ｌ体のみ、Ｄ体
とＬ体の混合物のいずれでもよいが、光学純度は８５％
以上が好ましい。また乳酸重合体の分子鎖末端のカルボ
キシル基を、水酸基を持つ化合物によってエステル化さ
れてなるものであっても良い。水酸基を持つ化合物とし
ては、例えばオクチルアルコール、ラウリルアルコー
ル、ステアリルアルコール等の炭素数が６以上の高級ア
ルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール等のグリコール類が挙げら
れる。これら乳酸重合体のガラス転移温度、および融点
の好ましい範囲はそれぞれ５０℃以上、１５０℃以上で
ある。
乳酸重合体を主成分とする繊維の不織布、好ましくはメ
ルトブロー不織布によって構成される。乳酸重合体を製
造するための乳酸としては、Ｄ体のみ、Ｌ体のみ、Ｄ体
とＬ体の混合物のいずれでもよいが、光学純度は８５％
以上が好ましい。また乳酸重合体の分子鎖末端のカルボ
キシル基を、水酸基を持つ化合物によってエステル化さ
れてなるものであっても良い。水酸基を持つ化合物とし
ては、例えばオクチルアルコール、ラウリルアルコー
ル、ステアリルアルコール等の炭素数が６以上の高級ア
ルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール等のグリコール類が挙げら
れる。これら乳酸重合体のガラス転移温度、および融点
の好ましい範囲はそれぞれ５０℃以上、１５０℃以上で
ある。
【００１１】本発明のエレクトレット濾材は、前記乳酸
重合体１００重量部に対して、結晶核剤を０．０１乃至
０．３重量部配合していることが重要である。結晶核剤
は結晶性高分子化合物の結晶化過程において微細結晶を
生成させるとともに結晶化速度を速める効果がある。結
晶核剤には種々の無機化合物および有機化合物がある
が、有機リン酸塩系化合物およびカルボン酸金属塩系化
合物が好ましい。具体的にはリン酸２，２−メチレンビ
ス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリウ
ム、リン酸ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナト
リウム、パラ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸アルミニウ
ム、ステアリン酸ナトリウムが好適である。
重合体１００重量部に対して、結晶核剤を０．０１乃至
０．３重量部配合していることが重要である。結晶核剤
は結晶性高分子化合物の結晶化過程において微細結晶を
生成させるとともに結晶化速度を速める効果がある。結
晶核剤には種々の無機化合物および有機化合物がある
が、有機リン酸塩系化合物およびカルボン酸金属塩系化
合物が好ましい。具体的にはリン酸２，２−メチレンビ
ス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリウ
ム、リン酸ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナト
リウム、パラ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸アルミニウ
ム、ステアリン酸ナトリウムが好適である。
【００１２】本発明において、前記結晶核剤が乳酸重合
体のエレクトレット性向上にどのように作用しているか
は、未だ明らかではない。乳酸重合体のエレクトレット
では、荷電電極から注入された電荷と、電界によって配
向した双極子が主に非晶部分および結晶非晶界面部分に
存在していると考えられ、これがエレクトレット電荷の
正体と考えられる。ガラス転移点付近まで加熱されると
分子運動によって非晶部分の電荷はほとんど失われるで
あろう。一方結晶非晶界面部分の電荷は比較的安定であ
る。結晶核剤には安定な結晶非晶界面量を増やし、不安
定な非晶量を減らす効果があるものと考えられる。
体のエレクトレット性向上にどのように作用しているか
は、未だ明らかではない。乳酸重合体のエレクトレット
では、荷電電極から注入された電荷と、電界によって配
向した双極子が主に非晶部分および結晶非晶界面部分に
存在していると考えられ、これがエレクトレット電荷の
正体と考えられる。ガラス転移点付近まで加熱されると
分子運動によって非晶部分の電荷はほとんど失われるで
あろう。一方結晶非晶界面部分の電荷は比較的安定であ
る。結晶核剤には安定な結晶非晶界面量を増やし、不安
定な非晶量を減らす効果があるものと考えられる。
【００１３】本発明の前記結晶核剤の配合量は、乳酸重
合体１００重量部に対して０．０１乃至０．３重量部で
ある。配合量がこれよりも少ないと、高温時の電荷安定
効果が十分ではない。また配合量が多すぎても電荷安定
効果は一定レベルで飽和し、逆に紡糸性が悪くなる等の
影響があり好ましくない。
合体１００重量部に対して０．０１乃至０．３重量部で
ある。配合量がこれよりも少ないと、高温時の電荷安定
効果が十分ではない。また配合量が多すぎても電荷安定
効果は一定レベルで飽和し、逆に紡糸性が悪くなる等の
影響があり好ましくない。
【００１４】本発明において、乳酸重合体に結晶核剤を
配合するには、乳酸重合体樹脂の粉末またはペレットに
所定量の結晶核剤を混合添加し、ブレンダー、ヘンシェ
ルミキサー等で均一に分散させた後、押出機、混練機な
どで溶融混練する方法がある。
配合するには、乳酸重合体樹脂の粉末またはペレットに
所定量の結晶核剤を混合添加し、ブレンダー、ヘンシェ
ルミキサー等で均一に分散させた後、押出機、混練機な
どで溶融混練する方法がある。
【００１５】本発明のエレクトレット濾材は、熱刺激脱
分極電流測定によって求められる表面電荷密度が１．２
×１０-9Ｃ／ｃｍ2以上であることが重要である。表面
電荷密度の大きいエレクトレット濾材の方が粒子捕集効
率が高い。熱刺激脱分極電流は図１に示す装置によって
測定される。すなわち温度制御可能な加熱槽１中の測定
電極２にエレクトレット濾材試料３を挟み、加熱槽を一
定速度で昇温したときのエレクトレット濾材からの脱分
極電流を高感度電流計４で計測し、これをデータ処理装
置５を経てレコーダー６によって記録する。温度に対し
てプロットされた電流曲線の積分値より、特定の温度領
域における脱分極電荷量が計算され、これを測定試料の
面積で割った商を表面電荷密度とする。この方法は特公
平４−４２８１２号公報、登録特許第２６７２３２９号
等に記載されている方法とほぼ同じである。
分極電流測定によって求められる表面電荷密度が１．２
×１０-9Ｃ／ｃｍ2以上であることが重要である。表面
電荷密度の大きいエレクトレット濾材の方が粒子捕集効
率が高い。熱刺激脱分極電流は図１に示す装置によって
測定される。すなわち温度制御可能な加熱槽１中の測定
電極２にエレクトレット濾材試料３を挟み、加熱槽を一
定速度で昇温したときのエレクトレット濾材からの脱分
極電流を高感度電流計４で計測し、これをデータ処理装
置５を経てレコーダー６によって記録する。温度に対し
てプロットされた電流曲線の積分値より、特定の温度領
域における脱分極電荷量が計算され、これを測定試料の
面積で割った商を表面電荷密度とする。この方法は特公
平４−４２８１２号公報、登録特許第２６７２３２９号
等に記載されている方法とほぼ同じである。
【００１６】本発明のエレクトレット濾材は、乳酸重合
体を主成分とする繊維の不織布、好ましくはメルトブロ
ー不織布をコロナ荷電することによって製造することが
できる。コロナ荷電の方法は、中実質誘電体シートを被
せたアース板上に不織布を重ねてコロナ放電を行う方法
が好ましい。コロナ荷電は室温雰囲気で行ってもよい
が、不織布を６０〜１４０℃に加熱した状態で直流コロ
ナ電界を印加し、その後電界を印可したままの状態で４
０℃以下まで冷却すると、室温で荷電する場合よりも電
気分極が大きくなるため好ましい。
体を主成分とする繊維の不織布、好ましくはメルトブロ
ー不織布をコロナ荷電することによって製造することが
できる。コロナ荷電の方法は、中実質誘電体シートを被
せたアース板上に不織布を重ねてコロナ放電を行う方法
が好ましい。コロナ荷電は室温雰囲気で行ってもよい
が、不織布を６０〜１４０℃に加熱した状態で直流コロ
ナ電界を印加し、その後電界を印可したままの状態で４
０℃以下まで冷却すると、室温で荷電する場合よりも電
気分極が大きくなるため好ましい。
【００１７】乳酸重合体のエレクトレットでは、電極か
ら注入された電荷と、電界によって配向した双極子が電
荷の正体と推定されることは既に述べた。双極子の配向
は室温で直流コロナ電界を印加する場合にもいくぶん起
こると考えられるが、６０〜１４０℃に加熱した状態で
は極めて容易に起こると考えられる。その後電界を印可
したままの状態で４０℃以下まで冷却すると、その配向
が凍結されて電気分極が維持され、その結果極めて高い
表面電荷密度を発現することができると推定される。
ら注入された電荷と、電界によって配向した双極子が電
荷の正体と推定されることは既に述べた。双極子の配向
は室温で直流コロナ電界を印加する場合にもいくぶん起
こると考えられるが、６０〜１４０℃に加熱した状態で
は極めて容易に起こると考えられる。その後電界を印可
したままの状態で４０℃以下まで冷却すると、その配向
が凍結されて電気分極が維持され、その結果極めて高い
表面電荷密度を発現することができると推定される。
【００１８】従来エレクトレット材料として用いられて
いるポリプロピレンの場合にも、結晶核剤を配合するこ
とにより安定な結晶非晶界面量を増やし、不安定な非晶
量を減らす効果が期待される。しかしながらポリプロピ
レンの場合は配向すべき極性基をほとんど有しないた
め、上記の方法で荷電処理を行っても、表面電荷密度は
常温で荷電処理した場合とほとんど同等である。
いるポリプロピレンの場合にも、結晶核剤を配合するこ
とにより安定な結晶非晶界面量を増やし、不安定な非晶
量を減らす効果が期待される。しかしながらポリプロピ
レンの場合は配向すべき極性基をほとんど有しないた
め、上記の方法で荷電処理を行っても、表面電荷密度は
常温で荷電処理した場合とほとんど同等である。
【００１９】本発明のエレクトレット濾材を製造するた
めには、例えば図２に模式的に示したような荷電処理装
置を使用することができる。まず不織布は予備加熱ゾー
ンにて加熱荷電ゾーンの温度まで昇温する。加熱荷電ゾ
ーンでは不織布を６０〜１４０℃の一定温度で保持した
まま直流コロナ電界を印加する。加熱荷電ゾーンでの不
織布の滞留時間は５〜２０秒が好ましく、これよりも短
いと荷電効果が不十分であり、逆にこれより長くても効
果は変わらない。その後高電界を印加したまま冷却荷電
ゾーンにおいて不織布温度が４０℃以下になるまで冷却
する。冷却荷電ゾーンの滞留時間は特に限定されない。
加熱荷電ゾーン、冷却加熱ゾーンともアースコンベアに
は誘電体シートが巻かれており、その上方に設置した針
状電極に直流高電圧を印加して荷電処理を行う。
めには、例えば図２に模式的に示したような荷電処理装
置を使用することができる。まず不織布は予備加熱ゾー
ンにて加熱荷電ゾーンの温度まで昇温する。加熱荷電ゾ
ーンでは不織布を６０〜１４０℃の一定温度で保持した
まま直流コロナ電界を印加する。加熱荷電ゾーンでの不
織布の滞留時間は５〜２０秒が好ましく、これよりも短
いと荷電効果が不十分であり、逆にこれより長くても効
果は変わらない。その後高電界を印加したまま冷却荷電
ゾーンにおいて不織布温度が４０℃以下になるまで冷却
する。冷却荷電ゾーンの滞留時間は特に限定されない。
加熱荷電ゾーン、冷却加熱ゾーンともアースコンベアに
は誘電体シートが巻かれており、その上方に設置した針
状電極に直流高電圧を印加して荷電処理を行う。
【００２０】上記製造方法において、加熱時と冷却時の
電界強度は同じでもよいし、異なっていてもよい。後者
の場合は冷却時の電界強度を大きめにするのが好まし
い。その理由は、加熱荷電によって配向させた双極子を
確実に凍結させるために配向時以上の電界強度を印可す
るのが好ましいこと、また加熱時はアースコンベアの誘
電体シートの導電率が大きくなるため電界強度が大きす
ぎると火花放電が多発するためである。電界強度の好ま
しい範囲を例示すると、加熱時は１２〜２０ｋＶ／ｃ
ｍ、冷却時は１５〜２０ｋＶである。電界強度がこれよ
りも小さいと荷電効果が不十分であり、逆にこれよりも
大きいと火花放電が多発して好ましくない。
電界強度は同じでもよいし、異なっていてもよい。後者
の場合は冷却時の電界強度を大きめにするのが好まし
い。その理由は、加熱荷電によって配向させた双極子を
確実に凍結させるために配向時以上の電界強度を印可す
るのが好ましいこと、また加熱時はアースコンベアの誘
電体シートの導電率が大きくなるため電界強度が大きす
ぎると火花放電が多発するためである。電界強度の好ま
しい範囲を例示すると、加熱時は１２〜２０ｋＶ／ｃ
ｍ、冷却時は１５〜２０ｋＶである。電界強度がこれよ
りも小さいと荷電効果が不十分であり、逆にこれよりも
大きいと火花放電が多発して好ましくない。
【００２１】本発明における不織布はメルトブロー不織
布が好ましい。その平均繊維径は通気抵抗の観点から１
〜５μｍが好ましい。またその目付は効率的にエレクト
レット化を行う観点から５ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ2以
下が好ましく、１０ｇ／ｍ2以上５０ｇ／ｍ2以下が特に
好ましい範囲として挙げることができる。
布が好ましい。その平均繊維径は通気抵抗の観点から１
〜５μｍが好ましい。またその目付は効率的にエレクト
レット化を行う観点から５ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ2以
下が好ましく、１０ｇ／ｍ2以上５０ｇ／ｍ2以下が特に
好ましい範囲として挙げることができる。
【００２２】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限
定されるものではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限
定されるものではない。
【００２３】（荷電処理）図２に示した装置にて荷電処
理を行った。電界強度と滞留時間は加熱荷電ゾーンが＋
１５ｋＶ／ｃｍで７秒、冷却荷電ゾーンが＋１９ｋＶ／
ｃｍで４０秒とした。
理を行った。電界強度と滞留時間は加熱荷電ゾーンが＋
１５ｋＶ／ｃｍで７秒、冷却荷電ゾーンが＋１９ｋＶ／
ｃｍで４０秒とした。
【００２４】（濾過特性および熱処理後の性能保持率の
評価）エレクトレット濾材試料の圧力損失は、エレクト
レット濾材試料をダクト内に設置し、空気濾過速度が１
０cm／秒になるようコントロールし、エレクトレット濾
材上流、下流の静圧差を圧力計で読み取り求めた。また
粒子捕集効率（％）の評価は粒子径０．３μｍのＮａＣ
ｌ粒子を用い、１０cm／秒にて行った。まず荷電処理１
日後の粒子捕集効率（Ｅ0）を測定し、その後試料を８
０℃雰囲気で２４時間保持した後の粒子捕集効率
（Ｅ1）を測定し、数１により性能保持率を求めた。
評価）エレクトレット濾材試料の圧力損失は、エレクト
レット濾材試料をダクト内に設置し、空気濾過速度が１
０cm／秒になるようコントロールし、エレクトレット濾
材上流、下流の静圧差を圧力計で読み取り求めた。また
粒子捕集効率（％）の評価は粒子径０．３μｍのＮａＣ
ｌ粒子を用い、１０cm／秒にて行った。まず荷電処理１
日後の粒子捕集効率（Ｅ0）を測定し、その後試料を８
０℃雰囲気で２４時間保持した後の粒子捕集効率
（Ｅ1）を測定し、数１により性能保持率を求めた。
【００２５】
【数１】
【００２６】（表面電荷密度の測定）熱刺激脱分極電流
の測定装置の模式図を図１に示した。２０ｍｍφのエレ
クトレット濾材試料を測定電極間に挟み、４℃／分の昇
温速度にて３０℃〜１７０℃の温度範囲で測定を実施し
た。得られた脱分極電流曲線から、３０〜１７０℃にお
ける脱分極電荷量を算出し、これを試料面積（２０ｍｍ
φ）で割った商を、その試料の表面電荷密度とした。
の測定装置の模式図を図１に示した。２０ｍｍφのエレ
クトレット濾材試料を測定電極間に挟み、４℃／分の昇
温速度にて３０℃〜１７０℃の温度範囲で測定を実施し
た。得られた脱分極電流曲線から、３０〜１７０℃にお
ける脱分極電荷量を算出し、これを試料面積（２０ｍｍ
φ）で割った商を、その試料の表面電荷密度とした。
【００２７】（実施例１）光学純度が９５％以上のポリ
乳酸樹脂１００重量部に対してリン酸２，２−メチレン
ビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリ
ウム０．０５重量部を配合した。この樹脂を用いて平均
繊維径が２．３μｍ、目付４０ｇ／ｍ2のポリ乳酸メル
トブロー不織布を得た。この不織布を上述の装置を用い
て９０℃で加熱荷電し、電界印加しながら３５℃まで冷
却して荷電処理を行い、実施例１のエレクトレット濾材
試料を得た。表面電荷密度および濾過特性評価結果を表
１に示した。
乳酸樹脂１００重量部に対してリン酸２，２−メチレン
ビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリ
ウム０．０５重量部を配合した。この樹脂を用いて平均
繊維径が２．３μｍ、目付４０ｇ／ｍ2のポリ乳酸メル
トブロー不織布を得た。この不織布を上述の装置を用い
て９０℃で加熱荷電し、電界印加しながら３５℃まで冷
却して荷電処理を行い、実施例１のエレクトレット濾材
試料を得た。表面電荷密度および濾過特性評価結果を表
１に示した。
【００２８】（実施例２）光学純度が９５％以上のポリ
乳酸樹脂１００重量部に対してパラ−ｔｅｒｔ−ブチル
安息香酸アルミニウム０．１重量部を配合した。この樹
脂を用いて平均繊維径が２．３μｍ、目付４０ｇ／ｍ2
のポリ乳酸メルトブロー不織布を得た。この不織布を実
施例１と同様の荷電処理を行い、実施例２のエレクトレ
ット濾材試料を得た。表面電荷密度および濾過特性評価
結果を表１に示した。
乳酸樹脂１００重量部に対してパラ−ｔｅｒｔ−ブチル
安息香酸アルミニウム０．１重量部を配合した。この樹
脂を用いて平均繊維径が２．３μｍ、目付４０ｇ／ｍ2
のポリ乳酸メルトブロー不織布を得た。この不織布を実
施例１と同様の荷電処理を行い、実施例２のエレクトレ
ット濾材試料を得た。表面電荷密度および濾過特性評価
結果を表１に示した。
【００２９】（比較例１）結晶核剤を配合しない以外は
実施例１と全く同様のポリ乳酸樹脂を用いて、平均繊維
径が２．３μｍ、目付４０ｇ／ｍ2のポリ乳酸メルトブ
ロー不織布を得た。この不織布を実施例１と同様の荷電
処理を行い、比較例１のエレクトレット濾材試料を得
た。表面電荷密度および濾過特性評価結果を表１に示し
た。
実施例１と全く同様のポリ乳酸樹脂を用いて、平均繊維
径が２．３μｍ、目付４０ｇ／ｍ2のポリ乳酸メルトブ
ロー不織布を得た。この不織布を実施例１と同様の荷電
処理を行い、比較例１のエレクトレット濾材試料を得
た。表面電荷密度および濾過特性評価結果を表１に示し
た。
【００３０】（比較例２）ポリプロピレン樹脂１００重
量部に対してリン酸２，２−メチレンビス（４，６−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリウム０．０５重量
部を配合した。この樹脂を用いて平均繊維径が２．３μ
ｍ、目付４０ｇ／ｍ2のポリプロピレンメルトブロー不
織布を得た。この不織布を上述の装置を用いて９０℃で
加熱荷電し、電界印加しながら３５℃まで冷却して荷電
処理を行い、比較例２のエレクトレット濾材試料を得
た。表面電荷密度および濾過特性評価結果を表１に示し
た。
量部に対してリン酸２，２−メチレンビス（４，６−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリウム０．０５重量
部を配合した。この樹脂を用いて平均繊維径が２．３μ
ｍ、目付４０ｇ／ｍ2のポリプロピレンメルトブロー不
織布を得た。この不織布を上述の装置を用いて９０℃で
加熱荷電し、電界印加しながら３５℃まで冷却して荷電
処理を行い、比較例２のエレクトレット濾材試料を得
た。表面電荷密度および濾過特性評価結果を表１に示し
た。
【００３１】
【表１】
【００３２】上記の結果より、結晶核剤を配合したポリ
乳酸メルトブロー不織布を荷電処理することにより得た
実施例のエレクトレット濾材は、表面電荷密度が大き
く、初期および８０℃処理後において高い捕集効率を有
していることがわかる。結晶核剤を配合しないポリ乳酸
メルトブロー不織布の場合（比較例１）は、初期の捕集
効率は高いが８０℃処理後は捕集効率が大きく低下して
いる。またポリプロピレンに結晶核剤を配合した場合
（比較例２）は、初期の表面電荷密度および捕集効率が
大きくない。
乳酸メルトブロー不織布を荷電処理することにより得た
実施例のエレクトレット濾材は、表面電荷密度が大き
く、初期および８０℃処理後において高い捕集効率を有
していることがわかる。結晶核剤を配合しないポリ乳酸
メルトブロー不織布の場合（比較例１）は、初期の捕集
効率は高いが８０℃処理後は捕集効率が大きく低下して
いる。またポリプロピレンに結晶核剤を配合した場合
（比較例２）は、初期の表面電荷密度および捕集効率が
大きくない。
【００３３】
【発明の効果】本発明のエレクトレット濾材は表面電荷
密度が高く、初期および高温雰囲気に暴露された後も粒
子捕集効率が高い。また乳酸重合体を主成分とする繊維
不織布で構成されるため生分解性を有し、使用後の廃棄
が容易である。
密度が高く、初期および高温雰囲気に暴露された後も粒
子捕集効率が高い。また乳酸重合体を主成分とする繊維
不織布で構成されるため生分解性を有し、使用後の廃棄
が容易である。
【図１】 熱刺激脱分極電流の測定装置の模式図例であ
る。
る。
【図２】 本発明のエレクトレット濾材を製造するため
の、荷電処理装置例の模式図例である。
の、荷電処理装置例の模式図例である。
１：温度制御可能な加熱槽
２：測定電極
３：エレクトレット濾材試料
４：高感度電流計
５：データ処理装置
６：レコーダー
７：不織布
８：予備加熱ゾーン
９：加熱荷電ゾーン
１０：冷却荷電ゾーン
１１：直流高電圧電源
１２：コロナ針電極
１３：誘電体シートを巻いたアースコンベア
１４：アース
１５：エレクトレット濾材
Claims (3)
- 【請求項１】 乳酸重合体を主成分とする繊維からなる
エレクトレット濾材において、乳酸重合体１００重量部
に対して、結晶核剤を０．０１乃至０．３重量部配合し
たことを特徴とするエレクトレット濾材。 - 【請求項２】 表面電荷密度が１．２×１０-9Ｃ／ｃｍ
2以上であることを特徴とする請求項１に記載のエレク
トレット濾材。 - 【請求項３】 乳酸重合体を主成分とする繊維からなる
不織布を６０〜１４０℃に加熱した状態で直流コロナ電
界を印加し、その後電界を印可したままの状態で４０℃
以下まで冷却したことを特徴とする請求項１乃至２のい
ずれかに記載のエレクトレット濾材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063924A JP2003260317A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063924A JP2003260317A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003260317A true JP2003260317A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=28670948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002063924A Withdrawn JP2003260317A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003260317A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010119998A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Ambic Co Ltd | エレクトレット濾過布 |
| JP2018040098A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-15 | 東レ株式会社 | エレクトレット繊維シート、およびエアフィルター濾材 |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002063924A patent/JP2003260317A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010119998A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Ambic Co Ltd | エレクトレット濾過布 |
| JP2018040098A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-15 | 東レ株式会社 | エレクトレット繊維シート、およびエアフィルター濾材 |
| JP7052258B2 (ja) | 2016-08-31 | 2022-04-12 | 東レ株式会社 | エレクトレット繊維シート、およびエアフィルター濾材 |
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