JPH10272314A

JPH10272314A - エレクトレットおよび用途

Info

Publication number: JPH10272314A
Application number: JP11832197A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ikezaki; 和男池▲崎▼; Mutsuhiro Tanaka; 睦浩田中; Takashi Akune; 隆阿久根
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】電荷保持性能のある変性ポリマー等の添加物
を使用せずに、室温で荷電しても電荷保持性能に優れる
ポリオレフィンのエレクトレットを提供する。【解決手段】シングルサイト触媒を用いる重合法によ
り製造されたポリオレフィン１〜１００重量％およびシ
ングルサイト触媒を用いる重合法以外の方法で製造され
たポリオレフィン０〜９９重量％を含み、電荷を保持し
た材料からなるエレクトレット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半永久的に電荷を保
持させたポリオレフィン系エレクトレットおよびその用
途に関する。また別には、従来知られているポリオレフ
ィン系エレクトレットに比べて極めて高い電荷保持性を
示すポリオレフィン系エレクトレットおよびその用途に
関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のポリマー材料を荷電して、電荷を
半永久的に保持させ、その結果発生する電界を利用し
て、空気中の塵を吸着させたり、生物の生体反応を促進
させることは知られている。このような半永久的に電荷
を保持した材料はエレクトレットと言われている。

【０００３】従来、エレクトレット材料となるポリマー
としてポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、
ポリフッ化ビニリデン等が知られているが、たとえばポ
リエチレンだけは荷電しても電荷が逃げて保持されず、
エレクトレットとして利用することが困難と考えられて
いた。このため、不飽和カルボン酸をグラフト共重合さ
せた変性ポリエチレンを少量ポリエチレンに配合して電
荷保持特性を改良し、帯電し易くしてエレクトレットに
する方法が提案されている。

【０００４】しかし、このような変性ポリエチレンは製
造コストが高く、したがってこの変性ポリエチレンを配
合したポリエチレンもコスト高になり経済性の面で改善
すべき点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、このよ
うな電荷保持性能のある変性ポリマー等のポリエチレン
以外のポリマーや添加物を配合することなくポリエチレ
ンを使用しても、室温で荷電してポリエチレン自体に電
荷を安定に保持させることが可能なエレクトレットを得
ようとして鋭意研究した結果、特定の触媒系で重合され
たポリエチレンは極めて安定に電荷を保持できることを
見い出した。そしてこの性質はポリエチレンのみならな
ず、この触媒系で重合された全てのポリオレフィンに認
められること、その電荷保持安定性はポリオレフィンの
融解によってポリマーが溶融し始めるまで大部分の電荷
を保持しており、従来の有機物のエレクトレットでは達
成できなかった無機物のエレクトレットの電荷保持性と
同等であることを見い出した。

【０００６】本発明の課題は、ポリオレフィン自体に高
い電荷保持性能を持たせることが可能であり、他の電荷
保持性能を有する変性ポリマーや添加剤を配合しなくて
も、室温で荷電して電荷を保持させ、かつ融点まで高い
電荷保持性能を示すエレクトレット、エレクトレットフ
ィルターおよびこのエレクトレットを用いたコンデンサ
マイクロホンを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は次のエレクトレ
ット、エレクトレットフィルター、およびコンデンサマ
イクロホンである。（１）シングルサイト触媒を用いる重合法で製造され
たポリオレフィンを含み、電荷を保持した材料からなる
エレクトレット。（２）シングルサイト触媒を用いる重合法で製造され
たポリオレフィン１〜１００重量％、およびシングルサ
イト触媒を用いる重合法以外の方法で製造されたポリオ
レフィン０〜９９重量％を含み、電荷を保持した材料か
らなる上記（１）記載のエレクトレット。（３）シングルサイト触媒がメタロセン触媒またはブ
ルックハート触媒である上記（１）または（２）記載の
エレクトレット。（４）ポリオレフィンがポリエチレンである上記
（１）ないし（３）のいずれかに記載のエレクトレッ
ト。（５）シングルサイト触媒を用いる重合法以外の方法
で製造されたポリエチレンが、チーグラー触媒で重合さ
れたポリエチレン、フィリップス触媒で重合されたポリ
エチレンおよび高圧法で製造されたポリエチレンからな
る群から選ばれる少なくとも１種である上記（４）記載
のエレクトレット。（６）ポリオレフィンがポリプロピレンである上記
（１）ないし（３）のいずれかに記載のエレクトレッ
ト。（７）シングルサイト触媒を用いる重合法以外の方法
で製造されたポリプロピレンが、チーグラー触媒で重合
されたポリプロピレンである上記（６）記載のエレクト
レット。（８）シングルサイト触媒を用いる重合法で製造され
たポリオレフィンを含み、電荷を保持した材料からなる
エレクトレットフィルター。（９）シングルサイト触媒を用いる重合法で製造され
たポリオレフィンを含み、電荷を保持した材料からなる
エレクトレットフィルムを備えたコンデンサマイクロホ
ン。

【０００８】《シングルサイト触媒を用いる重合法で製
造されたポリオレフィン》シングルサイト触媒は、活性
点が均一（シングルサイト）である触媒であり、例えば
メタロセン触媒（いわゆるカミンスキー触媒）やブルッ
クハート触媒などがあげられる。例えばメタロセン触媒
は、メタロセン系遷移金属化合物と有機アルミニウム化
合物とからなる触媒で構成されており、無機物に担持さ
れていてもよい。

【０００９】メタロセン系遷移金属化合物としては、例
えばＩＶＢ族から選ばれた遷移金属〔チタニウム（Ｔ
ｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）〕
に、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニ
ル基、インデニル基、置換インデニル基、テトラヒドロ
インデニル基、置換テトラヒドロインデニル基、フルオ
ニル基または置換フルオニル基等が１ないし２結合して
いるか、あるいはこれらのうちの二つの基が共有結合で
架橋したものが結合しており、他に水素原子、酸素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリー
ル基、アセチルアセトナート基、カルボニル基、窒素分
子、酸素分子、ルイス塩基、ケイ素原子を含む置換基、
不飽和炭化水素等の配位子を有するものが挙げられる。

【００１０】有機アルミニウム化合物としては、アルキ
ルアルミニウム、または鎖状あるいは環状アルミノキサ
ン等が挙げられる。上記アルキルアルミニウムとして
は、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニ
ウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミ
ニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリド、エチ
ルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニウムフル
オリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジエ
チルアルミニウムハイドライド、エチルアルミニウムセ
スキクロリド等が挙げられる。

【００１１】また前記鎖状あるいは環状アルミノキサン
は、アルキルアルミニウムと水を接触させることにより
生成される。例えば重合時にアルキルアルミニウムを加
えておいて、後で水を添加するか、あるいは錯塩の結晶
水または有機、無機化合物の吸着水とアルキルアルミニ
ウムとを反応させることにより得られる。

【００１２】前記ブルックハート触媒は下記一般式
（１）で表わされる遷移金属化合物からなる触媒であ
り、通常有機アルミニウム化合物、イオン化イオン性化
合物、アルキルボロン酸誘導体などと組合せて用いられ
る。

【００１３】

【化１】〔式中、ＭはVIII族から選ばれる遷移金属を示す。Ｘ¹
およびＸ²はそれぞれ同一または相異なり、窒素原子ま
たはリン原子を示す。Ｒ¹およびＲ²はそれぞれ同一また
は相異なり、水素原子または炭化水素基を示す。

【化２】（ただし、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ
¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ ¹⁶はそれぞれ同一または相異な
り、水素原子または炭化水素基を示す。）を示す。ｍお
よびｎはそれぞれ１または２であって、Ｘ¹およびＸ²の
価数を満たす数である。Ｒ⁴およびＲ⁵は同一または相異
なり、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ＯＲ¹⁷、
−ＳＲ¹⁸、−Ｎ(Ｒ¹⁹)₂または−Ｐ(Ｒ²⁰)₂（ただし、Ｒ
¹⁷〜Ｒ²⁰はそれぞれ炭化水素基または有機シリル基を示
す。なおＲ¹⁹同士またはＲ²⁰同士は互いに連結して環を
形成していてもよい。）を示す。またＲ⁴およびＲ⁵は連
結して環を形成していてもよい。またＲ¹、Ｒ²、Ｒ⁶、
Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵
およびＲ¹⁶は、これらの２個以上が相互に連結して環を
形成していてもよい。〕

【００１４】一般式（１）においてＭはVIII族の遷移金
属であり、好ましくはニッケル、パラジウムまたは白金
である。一般式（１）においてＲ¹またはＲ²、あるいは
Ｒ⁶〜Ｒ¹⁶で示される原子または基の具体的なものとし
ては、水素原子；メチル基、エチル基、ｎ−プロピル
基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ
ｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基等の炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐状の飽
和もしくは不飽和アルキル基；フェニル基、ナフチル基
等の炭素数６〜２０のアリール基；これらのアリール基
にメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル
基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、
ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の置換
基が１〜５個置換した置換アリール基などがあげられ
る。Ｒ¹とＲ²とは同一であっても、異なっていてもよ
い。

【００１５】一般式（１）においてＲ⁴およびＲ⁵で示さ
れる原子または基の具体的なものとしては、水素原子；
塩素、臭素、フッ素、ヨウ素等のハロゲン原子；メチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−
ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ
−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の炭素数１〜２
０の直鎖もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和アルキル
基；フェニル基、ナフチル基等の炭素数６〜２０のアリ
ール基；ベンジル基等の炭素数７〜２０のアラルキル基
などがあげられる。これらのアリール基、アラルキル基
にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピ
ル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル
基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基など
の置換基が１個以上置換していてもよい。

【００１６】また一般式（１）におけるＲ¹⁷〜Ｒ²⁰の基
の具体的なものとしては、メチル基、エチル基、ｎ−プ
ロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル
基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基等の炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐
状の飽和もしくは不飽和アルキル基；シクロヘキシル基
等の炭素数６〜２０のシクロアルキル基；フェニル基、
ナフチル基等の炭素数６〜２０のアリール基；ベンジル
基等の炭素数７〜２０のアラルキル基；メチルシリル
基、ジメチルシリル基、トリメチルシリル基、エチルシ
リル基、ジエチルシリル基、トリエチルシリル基等の有
機シリル基などがあげられる。上記アリール基、アラル
キル基にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソ
プロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブ
チル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基
などの置換基が１個以上置換していてもよい。Ｒ⁴とＲ⁵
とは同一であっても、異なっていてもよい。

【００１７】前記一般式（１）で表される遷移金属化合
物と組合せて用いる有機アルミニウム化合物としては、
前記メタロセン系遷移金属化合物とともに用いる前記有
機アルミニウム化合物と同様のものがあげられる。また
前記イオン化イオン性化合物としては、イオン性化合
物、ボラン化合物、カルボラン化合物などがあげられ
る。

【００１８】前記シングルサイト触媒は無機物に担持さ
せて用いるのが好ましく、この場合担持させる無機物と
しては、シリカゲル、ゼオライト、珪藻土等が挙げられ
る。

【００１９】シングルサイト触媒を用いてポリオレフィ
ンを製造する場合、１種類のα−オレフィンだけで単独
重合してもかまわないが、耐衝撃性や柔軟性を向上させ
るため、あるいは低密度化のため等で２種類以上のα−
オレフィンを共重合することもできる。α−オレフィン
としては、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、
３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテ
ン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセンなどの炭
素数２〜２０、好ましくは２〜８のα−オレフィンがあ
げられる。２種以上のα−オレフィンを共重合する場
合、主たるモノマーに対するコモノマーとなるα−オレ
フィンの量は、０．０１〜３０モル％とすることが好ま
しい。

【００２０】重合方法としては、塊状重合、溶液重合、
懸濁重合、気相重合等が挙げられ、またこれらの重合は
バッチ法であっても連続法であっても良い。また、重合
条件は通常、重合温度；−１００〜２５０℃、重合時
間；５分〜１０時間、反応圧力；常圧〜３００Ｋｇ／ｃ
ｍ²（ゲージ圧）である。

【００２１】シングルサイト触媒で重合されたポリオレ
フィンのうち、好適なものはたとえばポリエチレンおよ
びポリプロピレンである。ポリエチレンの具体的なもの
としては、例えばエチレンホモポリマー、エチレン・プ
ロピレンランダムコポリマー、エチレン・プロピレンブ
ロックコポリマー、エチレン・１−ヘキセンランダムコ
ポリマー、エチレン・１−ヘプテンランダムコポリマ
ー、エチレン・プロピレン・１−ブテンランダムコポリ
マーなどがあげられる。

【００２２】ポリプロピレンの具体的なものとしては、
例えばプロピレンホモポリマー、プロピレン・エチレン
ランダムコポリマー、プロピレン・エチレンブロックコ
ポリマーなどがあげられる。またシングルサイト触媒に
より立体規則性に特徴を出して、通常のアイソタクチッ
ク構造のほかにシンジオタクチック構造のポリプロピレ
ンを用いてもよい。

【００２３】《シングルサイト触媒を用いる重合法以外
の方法で製造されるポリオレフィン》シングルサイト触
媒による重合法以外の方法で製造されるポリオレフィン
としては、どのような方法で得られたものでもよい。例
えばポリエチレンとしては、チーグラー触媒で重合され
るポリエチレン、フィリップス触媒で重合されるポリエ
チレン、高圧法で製造されるポリエチレンなどがあげら
れるが、これらに限定されない。チーグラー触媒は第IV
〜VI族の遷移金属化合物と第Ｉ〜III族の金属アルキル
化合物からなる複合触媒である。第IV〜VI族の遷移金属
化合物としては、チタン、バナジウム、クロム、ジルコ
ニウム、ニオブ、モリブデン化合物等があげられる。第
Ｉ〜III族の金属アルキル化合物としては、マグネシウ
ム、アルミニウム、亜鉛のアルキル化合物等があげられ
る。このようなチーグラー触媒の代表例はチタン系触媒
である。

【００２４】シングルサイト触媒による重合法以外の方
法で製造されるポリプロピレンとしては、チーグラー触
媒で重合されたポリプロピレンがあげられる。ポリプロ
ピレン用のチーグラー触媒としては、三塩化チタンとジ
エチルアルミニウムクロリド等のトリハロゲン化チタン
化合物とハロゲン化アルキルアルミニウムとの組合せの
他に、ハロゲン、マグネシウム、電子供与体、チタンを
必須成分として含むチタン触媒成分とトリアルキルアル
ミニウムおよび電子供与体との組合せがあげられる。

【００２５】本発明で使用するポリオレフィンには、ポ
リオレフィン以外の他の熱可塑性樹脂、耐熱安定剤、耐
候安定剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックスなど
を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することがで
きる。

【００２６】本発明のエレクトレットはシングルサイト
触媒を用いる重合法で製造されたポリオレフィンを含
み、電荷を保持した材料からなるものである。シングル
サイト触媒を用いる重合法で製造されたポリオレフィン
の含有量は１重量％以上であればよく、上記ポリオレフ
ィン単独で用いてもよく、また他の材料と併用してもよ
い。上記ポリオレフィンと併用する材料としては制限は
なく、他のポリマーでもよいが、シングルサイト触媒を
用いる重合法以外の方法で製造されたポリオレフィンが
好ましい。シングルサイト触媒を用いる重合法により製
造されたポリオレフィンと他の方法で製造されたポリオ
レフィンとの割合（重量比）は、１／９９〜１００／
０、好ましくは５０／５０〜１００／０、さらに好まし
くは７０／３０〜１００／０である。

【００２７】本発明のエレクトレットの形状、形態は特
に制限はなく、フィルム、シート、繊維、ストランド、
編織布、不織布など、それぞれの使用形態に合わせて任
意の形状、形態とすることができる。

【００２８】本発明のエレクトレットは、前記シングル
サイト触媒により製造されたポリオレフィンを１重量％
以上含むポリオレフィンを任意の形状に成形、加工し、
荷電させてエレクトレット化し、必要により後加工する
ことにより製造される。エレクトレット化の方法として
は、熱エレクトレット化法、エレクトロエレクトレット
化法、ラジオエレクトレット化法等公知の方法が採用で
きる。例えばエレクトロエレクトレット化法を用いる場
合には、室温下または高温下でエレクトレット化しても
よい。

【００２９】エレクトレット化は最終製品の形状に成
形、加工した状態で行うことができるが、中間成形品の
状態でエレクトレット化した後最終製品の形状に加工す
ることも可能である。この場合、エレクトレット化する
際のポリオレフィンの形状は、フィルム、シート、繊維
（フィラメント）、不織布、編織布等のいかなる形状で
も良いが、フィルム、繊維（フィラメント）、不織布状
等に成形した状態でエレクトレット化するのが好まし
い。フィルム状で荷電した場合には、その荷電後にフィ
ルムを解繊して繊維状にしてもよく、繊維状で荷電した
ものをその後ストランドにしたり、編織布に加工するこ
とも可能である。

【００３０】本発明では、荷電した場合の電荷のトラッ
プサイトとして、シングルサイト触媒を用いる重合法に
より製造されたポリオレフィンが１重量％以上含まれて
いれば、例え他の製造法で製造されたポリオレフィンが
存在していたとしても有効なトラップサイトとして働
き、エレクトレット化により電荷を保持し、永久帯電が
可能となる。

【００３１】本発明では、特定の物性、組成のポリオレ
フィンからなるエレクトレットを単独で使用できるほ
か、異なる物性、組成のポリオレフィンを組合せたエレ
クトレットを使用することができる。さらにたとえばポ
リエチレン系エレクトレットと、ポリプロピレン系のよ
うな異なる材料からなるエレクトレットとを、例えば混
紡等の状態で組合せて使用することも可能であり、これ
によりそれぞれの特性を発揮させることもできる。

【００３２】本発明のエレクトレットは、半永久的に電
荷を保持しているため、その電荷を利用する状態で使用
することができる。例えばフィルム状、不織布状、網布
状等にすることにより、エアーフィルター等の気体フィ
ルター、コンデンサマイクロホン、仮骨形成促進用の医
療資材、包帯、バンソウコウ等の磁界による生体反応促
進材、ほうき、雑布、モップ、毛ばたき等の清掃用具な
どの用途に使用することができる。

【００３３】使用形態はそれぞれの目的に応じて任意で
あるが、本発明のエレクトレットは大部分の電荷が溶融
により初めて消失するので、ポリオレフィンの溶融温度
直前まで使用できる。従来の例えば低密度ポリエチレン
のエレクトレットの場合には、荷電しても数秒ないし数
十秒の極めて短時間のうちに電荷が大幅に減衰し、残在
した電荷も４０℃付近まで昇温すると完全に消失してし
まう。低密度ポリエチレンの融点は１００℃以上である
が、従来のエレクトレットでは、このような融点付近の
温度までエレクトレットとして使用することができなか
った。

【００３４】これに対して本発明のエレクトレットは、
シングルサイト触媒で製造されたポリエチレンが荷電さ
れた電荷が減衰せず、ポリエチレンが融解するまで大部
分の電荷を保持している。従って、本発明のエレクトレ
ットはポリオレフィンが融解し始める高温までエレクト
レットとして使用できる。このような特性は従来の有機
物のエレクトレットでは見られなかった。

【００３５】本発明のエレクトレットフィルターは、前
記エレクトレットをフィルム状、不織布状、網布状等に
成形してなるフィルターであり、集塵用のエアーフィル
ター等の気体フィルターなどとして使用することができ
る。例えば集塵用のエアーフィルターの場合、高温の使
用条件下においても、優れた集塵力が長期間発揮され
る。

【００３６】本発明のコンデンサマイクロホンは前記エ
レクトレットからなるエレクトレットフィルムを振動板
として備えたマイクロホンである。すなわち、通常のコ
ンデンサマイクロホンは振動板と固定電極とを平行に配
置してコンデンサとし、音により振動板が振動した際の
静電容量の変化を電気信号として取り出し、これにより
音響エネルギーを電気エネルギーに変換する変換器であ
るが、本発明のコンデンサマイクロホンは上記振動板と
して前記エレクトレットからなるフィルムを用いたもの
である。このような本発明のコンデンサマイクロホンは
高温の使用条件下においても、優れた性能が長期間発揮
される。

【００３７】

【発明の効果】本発明のエレクトレットは、シングルサ
イト触媒を用いる重合法で製造されたポリオレフィンを
含むため、ポリオレフィン自体に高い電荷保持性能を持
たせることが可能であり、他の電荷保持性能のある変性
ポリマーや添加物を配合しなくても、室温で荷電して電
荷を保持させ、かつ融点まで高い電荷保持性能を示す。

【００３８】本発明のエレクトレットフィルターは、上
記エレクトレットからなっているので、高い電荷保持性
能を有しているとともに、その特性が融点まで保持され
る。このため、例えば高温条件下においても優れた集塵
力が長期間発揮される。

【００３９】本発明のコンデンサマイクロホンは、上記
エレクトレットからなるフィルムを備えているので、高
温の使用条件下においても優れた性能が長期間発揮され
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。試料用樹脂として下記のものを使用した。《試料用樹脂１》線状低密度ポリエチレンＡ（エチレン・１−ヘキセンラ
ンダム共重合体）ＡＳＴＭＤ１２５８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重に
おけるＭＦＲ＝１．５ｇ／１０分、密度＝０．９１６ｇ
／ｃｍ³、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１、融点１１６℃、メタロ
レン触媒で重合《試料用樹脂２》線状低密度ポリエチレンＢ（エチレン・４−メチル−１
−ペンテンランダム共重合体）ＡＳＴＭＤ１２５８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重に
おけるＭＦＲ＝２ｇ／１０分、密度＝０．９２０ｇ／ｃ
ｍ³、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．０、融点１２０℃、チーグラー
触媒で重合《試料用樹脂３》低密度ポリエチレンＣ（エチレン単独重合体）ＡＳＴＭＤ１２５８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重に
おけるＭＦＲ＝３ｇ／１０分、密度＝０．９２０ｇ／ｃ
ｍ³、融点１１１℃、高圧法で重合《試料用樹脂４》線状低密度ポリエチレンＢ８０重量％
と線状低密度ポリエチレンＣ２０重量％とを溶融ブレン
ドしたもの《試料用樹脂５》線状低密度ポリエチレンＡ５０重量％
と低密度ポリエチレンＢ３５重量％と低密度ポリエチレ
ンＣ１５重量％とを溶融ブレンドしたもの

【００４１】また以下の実施例および比較例で用いた測
定装置を図１に示す。図１において、１は測定室、２は
試料、３はビスマス電極、４は支持電極、５はグリッド
電極、６は温度記録計、７は切換スイッチ、８は電位
計、９は電流計、１０、１１は記録計である。

【００４２】実施例１《試料の調製》メタロセン触媒により重合して製造され
た線状低密度ポリエチレンＡ（エチレン・１−ヘキセン
ランダム共重合体）（試料用樹脂１）を溶融押出成形
し、厚さ３０μｍのフィルムを成形した。このフィルム
から直径２５ｍｍの円形試料を切り出し、片面に電極と
してビスマス金属の薄膜を蒸着した。

【００４３】《帯電方法》図１に示す測定装置の測定室
１に上記の試料２を装着し、３分間大気・室温中でコロ
ナ帯電を行った。このときビスマス電極３を付けていな
いフィルム面上約２ｍｍの位置におかれたグリッド電極
５に印加するグリッド電圧５００Ｖにより試料２に帯電
する電荷量（表面電位として表わす）を制御した。

【００４４】《表面電位減衰の測定》荷電した試料２を
図１の測定室１に装着したまま、切換スイッチ７を電位
計８に接続し、表面電位を室温、大気雰囲気下で測定し
た。電位計８としてはアドバンテスト社製の振動容量型
電位計（ＴＲ−８４１１）を用いた。表面電位減衰の結
果を図２に示す。

【００４５】《熱誘起電流スペクトル（ＴＳＣ）の測
定》次に切換スイッチ７を電流計９に切換え、表面電位
測定後の試料を用いて毎分約３℃の昇温速度で室温から
試料が融解する温度付近まで昇温し、コンタクトレス法
によりＴＳＣを測定した。電流計９としてはＫＥＩＴＨ
ＬＥＹ社製の微小電流計（６１４エレクトロメーター）
を用いた。ＴＳＣスペクトルを図３に、ピーク温度およ
び強度比を表１に示す。

【００４６】実施例２および比較例１〜３表１に示す試料用樹脂を用いて、実施例１と同様に行っ
た。表面電位減衰の結果を図２、熱誘起電流スペクトル
の結果を図４（比較例１）、図５（比較例２）、図６
（実施例２）、ＴＳＣスペクトルのピーク温度および強
度比を表１に示す。

【００４７】

【表１】＊ショルダの温度

【００４８】以上の結果から、シングルサイト触媒で重
合されたポリエチレンまたはこのポリエチレンを含むポ
リエチレン組成物は、電荷保持性能に優れていることが
わかる。

【００４９】実施例３実施例２と同じ試料用樹脂５を用いて、グリッド電極Ｖ
ｇを表２に示すようにコントロールした以外は実施例１
と同様に行った。《電荷保持特性の評価》熱誘起表面電位減衰の測定によ
り電荷保持特性の評価を行った。このときコロナ帯電し
た試料２のビスマス電極３をアースし、帯電面上部３ｍ
ｍの位置に電極５をおき、この電極５に誘導された電位
Ｖs（Ｔ）を前記電位計８で試料温度Ｔの関数として観
測した。試料温度は一定速度（１分間３℃強）で昇温し
た。ただし、グリッド電圧Ｖｇ＝７００Ｖのときは、帯
電終了後表面電位が急速に減少した。したがって試料２
の熱誘起表面電位減衰の測定開始直前の表面電位Ｖｉは
帯電終了後の表面電位よりかなり小さな値になり、その
値を直接知ることはできなかった。このためＶｇ＝７０
０Ｖのときは帯電終了後１分間電位減衰をモニターし、
帯電終了後から熱誘起表面電位減衰測定開始までの時間
ｔを測定しておき、帯電後１分間の減衰量とｔの積を帯
電終了直後の表面電位から差し引き、その値を熱誘起表
面電位減衰の測定開始直前の表面電位Ｖｉとした。

【００５０】《残存電荷の評価》熱誘起表面電位減衰の
測定終了後、試料２を測定室１よりできるだけ速やかに
取出し、試料２に残存している表面電位Ｖfを測定し
た。以上の結果を表２および図７〜８に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】実施例３の結果から、シングルサイト触媒
で重合されたポリエチレンを含むポリエチレン組成物
は、正荷電または負荷電しても、組成物が溶融するまで
電荷を保持できることが判る。例えば、３００Ｖに荷電
した試料ｃを１２０℃近くまで加熱しても残存電荷が約
１５０Ｖと初期の１／２が保持されていることが判る。
この試料ｃをその後室温・大気下で４０時間放置した後
同様に電荷量を測定した試料ｄは、１３０Ｖで一定とな
り、このポリエチレン組成物の半永久帯電量が１３０Ｖ
付近であること、この保持された電荷は試料が溶融しな
い限り保持され続けるので、１２０℃付近までの高温環
境下でもエレクトレット性能を発現できることが判る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用した測定装置のブロック図であ
る。

【図２】室温大気下（２４℃−４４％ＲＨ）での各試料
の表面電位減衰試験結果を示すグラフである。

【図３】シングルサイト触媒で重合されたポリエチレン
エレクトレットのＴＳＣスペクトルである。

【図４】チーグラー触媒で重合されたポリエチレンエレ
クトレットのＴＳＣスペクトルである。

【図５】高圧ラジカル法で重合されたポリエチレンエレ
クトレットのＴＳＣスペクトルである。

【図６】シングルサイト触媒で重合されたポリエチレ
ン、チーグラー触媒で重合されたポリエチレンおよび高
圧ラジカル法で重合されたポリエチレンの組成物エレク
トレットのＴＳＣスペクトルである。

【図７】実施例３の試験結果を示すグラフである。

【図８】実施例３の試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１測定室２試料３ビスマス電極４支持電極５グリッド電極６温度記録計７切換スイッチ８電位計９電流計１０、１１記録計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シングルサイト触媒を用いる重合法で製
造されたポリオレフィンを含み、電荷を保持した材料か
らなるエレクトレット。
【請求項２】シングルサイト触媒を用いる重合法で製
造されたポリオレフィン１〜１００重量％、およびシン
グルサイト触媒を用いる重合法以外の方法で製造された
ポリオレフィン０〜９９重量％を含み、電荷を保持した
材料からなる請求項１記載のエレクトレット。
【請求項３】シングルサイト触媒がメタロセン触媒ま
たはブルックハート触媒である請求項１または２記載の
エレクトレット。
【請求項４】ポリオレフィンがポリエチレンである請
求項１ないし３のいずれかに記載のエレクトレット。
【請求項５】シングルサイト触媒を用いる重合法以外
の方法で製造されたポリエチレンが、チーグラー触媒で
重合されたポリエチレン、フィリップス触媒で重合され
たポリエチレンおよび高圧法で製造されたポリエチレン
からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項４
記載のエレクトレット。
【請求項６】ポリオレフィンがポリプロピレンである
請求項１ないし３のいずれかに記載のエレクトレット。
【請求項７】シングルサイト触媒を用いる重合法以外
の方法で製造されたポリプロピレンが、チーグラー触媒
で重合されたポリプロピレンである請求項６記載のエレ
クトレット。
【請求項８】シングルサイト触媒を用いる重合法で製
造されたポリオレフィンを含み、電荷を保持した材料か
らなるエレクトレットフィルター。
【請求項９】シングルサイト触媒を用いる重合法で製
造されたポリオレフィンを含み、電荷を保持した材料か
らなるエレクトレットフィルムを備えたコンデンサマイ
クロホン。