JPH05217802A - Polymer electret and its molded body - Google Patents
Polymer electret and its molded bodyInfo
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- JPH05217802A JPH05217802A JP1811292A JP1811292A JPH05217802A JP H05217802 A JPH05217802 A JP H05217802A JP 1811292 A JP1811292 A JP 1811292A JP 1811292 A JP1811292 A JP 1811292A JP H05217802 A JPH05217802 A JP H05217802A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高分子エレクトレットに
関する。詳しくは、特定の立体構造のポリ−α−オレフ
ィンからなる高分子エレクトレットに関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to polymeric electrets. Specifically, it relates to a polymer electret composed of a poly-α-olefin having a specific three-dimensional structure.
【0002】[0002]
【従来技術】電気伝導率の非常に小さい高分子材料等を
種々の分極処理によって帯電させるとその電荷の寿命は
非常に長期間に及ぶことが知られている。これらの性質
を有する物質はエレクトレットとして知られており、そ
の材料としてはポリオレフィン、ポリエステル、ポリフ
ッ化ビニリデン、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリス
チレン等の電気絶縁性に優れ可尭性があり、耐熱性があ
り、疎水性のある高分子材料が用いられてきた。2. Description of the Related Art It is known that when a polymer material having a very low electric conductivity is charged by various polarization treatments, the life of the charge extends for a very long time. A substance having these properties is known as an electret, and as a material thereof, polyolefin, polyester, polyvinylidene fluoride, silicon resin, epoxy resin, polystyrene, etc. have excellent electrical insulation properties, are flexible, and have heat resistance. , Hydrophobic polymeric materials have been used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ポリオレフィン、なか
でもポリプロピレンは成形加工性が容易であり、また安
価に入手することが出来るため非常によく利用されてい
る。しかしながらポリプロピレン単体の荷電特性は非常
に優れているとは言えず、それを改良するため通常はポ
リプロピレン単体に種々の添加剤を添加して荷電特性を
改良して用いている。そのため成形加工性が悪くなった
り、コストが高くなってしまうといった問題があった。Polyolefins, especially polypropylenes, are very often used because they are easy to process and can be obtained at low cost. However, it cannot be said that the charging characteristics of the polypropylene alone are very excellent, and in order to improve it, various additives are usually added to the polypropylene alone to improve the charging characteristics. Therefore, there are problems that the moldability becomes poor and the cost becomes high.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決して、成形加工性を損なわず、安価に提供できるポ
リオレフィンについて種々検討した。シンジオタクチッ
ク構造を有するポリオレフィンは従来、唯一ポリプロピ
レンについてのみ知られていたが、シンジオタクティシ
ティーが低く、シンジオタクティックなポリプロピレン
の特徴を表しているとは言いがたかった。ところが最近
になって特殊なメタロセン触媒を用いることでシンジオ
タクティックペンタッド分率が 0.7を越えるようなタク
ティシティーの良好なポリプロピレンが得られることが
発見された。このシンジオタクチックポリプロピレンは
剛性と衝撃性等比較的物性バランスに優れたポリプロピ
レンとして従来のアイソタクティックポリプロピレンの
用途にも充分利用可能なレベルでその用途が期待されて
いる。本発明者らは上記問題を解決するためシンジオタ
クチックポリオレフィンの物性について鋭意検討したと
ころ、このシンジオタクチックポリオレフィンのエレク
トレット性が良好でしかも物性バランスに優れているこ
とを見出し本発明を完成した。[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention solved the above problems and conducted various studies on polyolefins which can be provided at low cost without impairing moldability. Polyolefins having a syndiotactic structure have hitherto been known only for polypropylene, but it was difficult to say that they have a low syndiotacticity and exhibit the characteristics of syndiotactic polypropylene. However, it has recently been discovered that by using a special metallocene catalyst, polypropylene with good tacticity can be obtained with a syndiotactic pentad fraction exceeding 0.7. This syndiotactic polypropylene is expected to be used as a polypropylene having a relatively excellent balance of physical properties such as rigidity and impact resistance, at a level at which it can be sufficiently used for conventional isotactic polypropylene. In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made earnest studies on the physical properties of syndiotactic polyolefin, and have found that the syndiotactic polyolefin has good electret properties and an excellent physical property balance, and completed the present invention.
【0005】即ち本発明は、主としてシンジオタクチッ
ク構造からなるポリ−α−オレフィンを帯電させてなる
高分子エレクトレットである。また、本発明はその構造
が薄膜状構造、繊維状構造、板状構造あるいはその他の
任意の形状からなる高分子エレクトレット成形体であ
る。That is, the present invention is a polymer electret obtained by charging a poly-α-olefin mainly having a syndiotactic structure. Further, the present invention is a polymer electret molded product having a thin film-like structure, a fibrous structure, a plate-like structure or any other shape.
【0006】本発明においてシンジオタクチックポリオ
レフィンとは、シンジオタクチック構造を有するポリオ
レフィンであればよく、オレフィンの単独重合体のみな
らず2種類以上の他のオレフィンとのランダム共重合
体、あるいはブロック共重合体も含まれる。例えば、シ
ンジオタクティック構造のポリプロピレン、ポリブテ
ン、ポリペンテン、ポリヘキセン、ポリヘプテン、ポリ
オクテン等のポリ−α−オレフィンやポリシクロペンテ
ン、ポリノルボルネン等の環状ポリオレフィンあるはこ
れらのオレフィンと炭素数2〜20のα−オレフィンとの
共重合体が例示され、共重合の場合は共重合用モノマー
の使用割合としては、ランダム共重合では10wt%未満、
ブロック共重合の際には、オレフィン単独での重合が全
体の50%以上であるのが好ましい。In the present invention, the syndiotactic polyolefin may be any polyolefin having a syndiotactic structure, and may be not only an olefin homopolymer but also a random copolymer with two or more kinds of other olefins, or a block copolymer. Polymers are also included. For example, poly-α-olefins such as polypropylene, polybutene, polypentene, polyhexene, polyheptene, and polyoctene having a syndiotactic structure and cyclic polyolefins such as polycyclopentene and polynorbornene, or these olefins and α-olefins having 2 to 20 carbon atoms And a copolymer is used, and in the case of copolymerization, the proportion of the copolymerization monomer used is less than 10 wt% in random copolymerization,
In the block copolymerization, it is preferable that the polymerization of the olefin alone is 50% or more of the whole.
【0007】シンジオタクチックポリオレフィンを製造
するに用いる触媒としては、J.A.EWENらによるJ.Am.Che
m.Soc.,1988,110,6255- 6256に記載された化合物が例示
できるが、異なる構造の触媒であっても、オレフィンの
単独重合を行ったとき得られるポリオレフィンがシンジ
オタクチック構造を有するポリオレフィンを製造するこ
とができるようなものであれば利用できる。The catalyst used to produce syndiotactic polyolefins is described by JAEWEN et al. In J. Am. Che.
The compounds described in m.Soc., 1988, 110, 6255-6256 can be exemplified, but even if the catalyst has a different structure, the polyolefin obtained when homopolymerization of olefin is a polyolefin having a syndiotactic structure. Can be used as long as it can be manufactured.
【0008】具体的には、上記文献に記載されたイソプ
ロピル(シクロペンタジエニル-1-フルオレニル) ハフ
ニウムジクロリド、あるいはイソプロピル(シクロペン
タジエニル-1- フルオレニル) ジルコニウムジクロリド
とアルミノキサンからなる触媒が例示される。ここでア
ルミノキサンとしては、下記一般式化1、化2の2種類
の構造(式中、Rは炭素数1〜3の炭化水素残基、nは
1〜50の整数。)のものが知られており、これらはいず
れでも使用でき、特にRがメチル基であるメチルアルミ
ノキサンでnが5以上、好ましくは10以上のものが利用
される。[0008] Specifically, the catalyst composed of isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) hafnium dichloride or isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride and aluminoxane described in the above literature is exemplified. It As the aluminoxane, two types of structures represented by the following general formulas 1 and 2 (in the formula, R is a hydrocarbon residue having 1 to 3 carbon atoms and n is an integer of 1 to 50) are known. Any of these can be used, and in particular, a methylaluminoxane in which R is a methyl group and n is 5 or more, preferably 10 or more is used.
【0009】[0009]
【化1】 [Chemical 1]
【0010】[0010]
【化2】 [Chemical 2]
【0011】このようにして得られるシンジオタクティ
ック構造のポリオレフィンを高分子エレクトレットとし
て使用するためには高分子の中に電荷の分極を形成する
ことが必要である。分極を形成してエレクトレットを生
成する方法としては、公知の方法が利用できる。即ち、
(1) 高分子化合物を溶融温度まで加熱したあと、これに
直流の高電圧を印加しながら冷却する方法。(2) 高分子
化合物にコロナ放電を用いて電荷注入を行う方法。(3)
高分子化合物に真空中で、低エネルギーの電子線照射を
行う方法等が挙げられる。ここで高分子化合物の形状と
しては特に制限はなく、不定形の形状から、薄膜状、繊
維状あるいは板状等のもの、さらにはこれらを組み合わ
せた形状のものが利用できる。In order to use the thus obtained polyolefin having a syndiotactic structure as a polymer electret, it is necessary to form polarization of charges in the polymer. A known method can be used as a method of forming polarization to generate an electret. That is,
(1) A method in which a polymer compound is heated to a melting temperature and then cooled while applying a high DC voltage thereto. (2) A method of injecting charges into a polymer compound by using corona discharge. (3)
Examples include a method of irradiating a high molecular compound with a low energy electron beam in a vacuum. Here, the shape of the polymer compound is not particularly limited, and an amorphous shape, a thin film shape, a fibrous shape, a plate shape, or a combination thereof can be used.
【0012】例えば、エレクトレット繊維は、フィルム
状のシンジオタクティックポリプロピレンを延伸しなが
らコロナ放電でエレクトレット化した後、割繊して繊維
とする方法、紡糸時に高電圧で処理してエレクトレット
繊維とする方法などで作成される。このようにして作成
された繊維はエアーフィルターやマスク、ワイパー、ヘ
ヤーキャップなどに使用することができる。その他、成
形加工性が良好なことから種々の形状のエレクトレット
成形体として、電気機器や医用材料として用いることも
できる。For example, the electret fiber is obtained by forming a film-like syndiotactic polypropylene into an electret by corona discharge while stretching, and then splitting the fiber into a fiber, or by treating with a high voltage during spinning to an electret fiber. It is created by etc. The fibers thus produced can be used for air filters, masks, wipers, hair caps and the like. In addition, since it has good moldability, it can be used as an electret molded product having various shapes as an electric device or a medical material.
【0013】本発明では高分子化合物に室温で絶縁破壊
電圧に近い電圧を架けてエレクトレット化して評価を行
った。すなわち、直径95mmのSUS製円板とそれよりも
大きいSUS製平板に高分子膜を挟み、非常にゆっくり
と直流高電界を破壊電圧直前まで昇電圧し、その状態を
そのまま30秒間保持したのち、印加電圧を切らずに0ボ
ルトまで降圧することによりエレクトロエレクトレット
を作成した。In the present invention, the polymer compound was evaluated by applying a voltage close to the dielectric breakdown voltage at room temperature into an electret. That is, a polymer film is sandwiched between a SUS disc having a diameter of 95 mm and a SUS flat plate larger than that, and a DC high electric field is slowly raised to a voltage just before the breakdown voltage, and the state is maintained for 30 seconds as it is. An electro electret was prepared by reducing the applied voltage to 0 V without turning it off.
【0014】[0014]
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。EXAMPLES The present invention will be further described with reference to the following examples.
【0015】実施例1 イソプロピル(シクロペンタジエニル-1- フルオレニ
ル) ジルコニウムジクロリド0.2gと東ソー・アクゾ
(株)製メチルアルミノキサン(重合度16.1)30g を用
い、トルエン100 リットルを入れた内容積200 リットル
のオートクレーブにプロピレンを装入して20℃で重合圧
力3kg/cm2-G となるようにプロピレンを追加しなが
ら、20℃で2時間重合し、ついでメタノールとアセト酢
酸メチルで脱灰処理したのち塩酸水溶液で洗浄し、つい
で濾過し、80℃で減圧乾燥して5.6 kgのシンジオタクチ
ックポリプロピレンを得た。Example 1 0.2 g of isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride and 30 g of methylaluminoxane (polymerization degree: 16.1) manufactured by Tosoh Akzo Co., Ltd. were used, and an internal volume of 100 liters containing 100 liters of toluene was used. After adding propylene to the autoclave at 20 ° C and adding propylene to a polymerization pressure of 3 kg / cm 2 -G, polymerization was carried out at 20 ° C for 2 hours, and then deashing treatment was performed with methanol and methyl acetoacetate. It was washed with a hydrochloric acid aqueous solution, then filtered, and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 5.6 kg of syndiotactic polypropylene.
【0016】このポリプロピレンは13C-NMR によればシ
ンジオタクチックペンタッド分率は0.935 であり、135
℃テトラリン溶液で測定した極限粘度(η)は1.45、1,
2,4-トリクロロベンゼンで測定した重量平均分子量と数
平均分子量の比(MW/MN )は2.2 であった。This polypropylene has a syndiotactic pentad fraction of 0.935 according to 13 C-NMR,
C. Tetralin solution has an intrinsic viscosity (η) of 1.45, 1,
The ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (MW / MN) measured with 2,4-trichlorobenzene was 2.2.
【0017】(エレクトレットの作成)上記で得られた
シンジオタクティックポリプロピレンを用い厚さ50μの
フィルムを作成し、このフィルムに絶縁破壊電圧に近い
電圧(2〜3MV/cm)を印加して室温で30秒間保持し
たのち、回路を遮断せずに電圧を素早く0ボルトまで降
圧することによりエレクトレットを作成し、表面電荷密
度を測定した。また、対比として市販のアイソタクティ
ックポリプロピレン(比較例1)を用いて同様にして測
定を行った。(Preparation of electret) A film having a thickness of 50 μ was prepared using the syndiotactic polypropylene obtained above, and a voltage (2-3 MV / cm) close to the dielectric breakdown voltage was applied to this film at room temperature. After holding for 30 seconds, the voltage was rapidly lowered to 0 V without interrupting the circuit to prepare an electret, and the surface charge density was measured. Further, as a comparison, the same measurement was performed using a commercially available isotactic polypropylene (Comparative Example 1).
【0018】表面電荷密度の測定は主電極50mmφ、ガー
ドリング内/外径70/80mmφのJIS−K6911準拠
品を用いて、常温下に圧力 2.5kgで測定した。また測定
は中心部及び周辺部8か所の計9か所の平均として、同
条件でエレクトレット化した5サンプルの平均値として
示した。図1にそれぞれの試料の表面電荷密度比(測定
時と荷電直後のσ比)の室温、湿度50%で放置したとき
の経時変化を示した。アイソタクティックポリプロピレ
ンでは荷電後数時間で表面電荷が急激に減少したが、シ
ンジオタクティックポリプロピレンでは2週間後でも初
期表面荷電の70%を保持していた。The surface charge density was measured using a JIS-K6911 compliant product having a main electrode of 50 mmφ and a guard ring inner / outer diameter of 70/80 mmφ at room temperature and a pressure of 2.5 kg. In addition, the measurement is shown as an average value of a total of 9 points in the central portion and 8 points in the peripheral portion, and an average value of 5 samples electretized under the same conditions. FIG. 1 shows the changes over time in the surface charge density ratio (σ ratio immediately after measurement and immediately after charging) of each sample when left at room temperature and 50% humidity. The surface charge of isotactic polypropylene decreased sharply within a few hours after charging, whereas the syndiotactic polypropylene retained 70% of the initial surface charge even after 2 weeks.
【0019】実施例2 測定条件を変更し、室温下に湿度100 %で保存したとき
の表面電荷密度の経時変化を測定した結果、アイソタク
ティックポリプロピレンでは荷電後数時間で表面電荷が
急激に減少したが、シンジオタクティックポリプロピレ
ンでは2週間後でも初期表面荷電の80%を保持してい
た。図1に表面電荷密度比の経時変化を示す。Example 2 The time course of the surface charge density was measured when the measurement conditions were changed and the temperature was kept at room temperature and humidity of 100%. As a result, the surface charge of isotactic polypropylene decreased sharply within several hours after charging. However, the syndiotactic polypropylene retained 80% of the initial surface charge even after 2 weeks. FIG. 1 shows the change over time in the surface charge density ratio.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明の高分子エレクトレットは荷電特
性が良好で物性バランスに優れた物であり、工業的に極
めて価値がある。INDUSTRIAL APPLICABILITY The polymer electret of the present invention has good charge characteristics and an excellent balance of physical properties, and is industrially extremely valuable.
【図1】エレクトレットの表面電荷密度比(測定時σと
荷電直後σ0 の比)の室温で放置したときの経時変化を
示す。FIG. 1 shows a time-dependent change in the surface charge density ratio (ratio of σ during measurement and σ 0 immediately after charging) of an electret when left at room temperature.
Claims (2)
ポリ−α−オレフィンを帯電させてなる高分子エレクト
レット。1. A polymer electret obtained by charging a poly-α-olefin mainly composed of a syndiotactic structure.
ポリ−α−オレフィンを帯電させて得た高分子エレクト
レットからなる成形体。2. A molded product composed of a polymer electret obtained by charging a poly-α-olefin mainly composed of a syndiotactic structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1811292A JPH05217802A (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Polymer electret and its molded body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1811292A JPH05217802A (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Polymer electret and its molded body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05217802A true JPH05217802A (en) | 1993-08-27 |
Family
ID=11962534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1811292A Pending JPH05217802A (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Polymer electret and its molded body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05217802A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5610455A (en) * | 1995-06-29 | 1997-03-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electret containing syndiotactic vinyl aromatic polymer |
US6838540B2 (en) * | 2000-01-26 | 2005-01-04 | Mitsui Chemicals, Inc. | Olefin polymer and production processes thereof |
CN112194880A (en) * | 2020-09-03 | 2021-01-08 | 四川安费尔高分子材料科技有限公司 | Electret material and preparation method thereof |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP1811292A patent/JPH05217802A/en active Pending
Cited By (6)
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DE19626009B4 (en) * | 1995-06-29 | 2007-04-12 | Minnesota Mining And Manufacturing Company, St. Paul | Syndiotactic vinylaromatic polymer containing electret |
US6838540B2 (en) * | 2000-01-26 | 2005-01-04 | Mitsui Chemicals, Inc. | Olefin polymer and production processes thereof |
US7566761B2 (en) | 2000-01-26 | 2009-07-28 | Mitsui Chemicals, Inc. | Olefin polymer and process for preparing the same |
US8338557B2 (en) | 2000-01-26 | 2012-12-25 | Mitsui Chemicals, Inc. | Olefin polymer and process for preparing the same |
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