JPWO2016147866A1 - エレクトレット繊維シート - Google Patents

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Abstract

発明が解決しようとする課題は、繊維シートに高密度に電荷を帯電させ、塵埃捕集特性に優れたエレクトレット繊維シートを提供することである。
本発明のエレクトレット繊維シートは、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させた際の分光測色計により測定されるａ＊とｂ＊の関係が、［１２≦｛−（ｂ＊）−（ａ＊）｝Ａｖｅ≦５０］の式を満足するエレクトレット繊維シートである。

Description

本発明は、エレクトレット化された繊維シートに関するものである。さらに詳しくは、本発明は、従来のハイドロチャージ法で得られる電荷分布と大きく異なる電荷分布、すなわち繊維シート表面において正極性の電荷が高密度に偏在する電荷分布を発現し、優れた塵埃捕集特性を有するエレクトレット繊維シートに関するものである。
エレクトレット化された繊維シートは、エアフィルターとして使用すると、低圧力損失で高い塵埃捕集性を示すため広く使用されている。このようなエレクトレット繊維シートを製造する方法としては、合成繊維からなる不織布等の繊維シートに高電圧を印加し、コロナ放電によりエレクトレット化する方法が提案されている（特許文献１参照。）。
このコロナ放電法により製造されたエレクトレット繊維シートは、エレクトレット化されていない繊維シートに比べて、高い塵埃捕集性を示す。しかしながら、コロナ放電法によるエレクトレット繊維シートの製造方法については、その製法上、帯電するのは主に繊維シートの表面のみであり、繊維シートの内部まで電荷を帯電させることが難しく、十分にエレクトレット化できる方法とは言い難いものであった。
そこで、このような課題を解決するエレクトレット化の方法として、水を繊維に接触させて帯電させる方法が提案されている。具体的に、使用した繊維シートに対し、狭いピッチで孔が一列に配置された、いわゆるウォータージェットパンチ（ＷＪＰ）の口金から噴出する高圧水流により、繊維シート全面に水を衝突させてエレクトレット化し、正極性と負極性の電荷を均一に混在させる方法（特許文献２参照。）や、繊維シートをスリット状のノズル上を通過させ、ノズルで水を吸引することにより繊維シートに水を浸透させて、正極性と負極性の電荷を均一に混在させる方法（特許文献３参照。）のような、いわゆるハイドロチャージ法が提案されている。
特開昭６１−１０２４７６号公報 米国特許第６１１９６９１号明細書 特開２００３−３３６７号公報
確かに、前記のハイドロチャージ法で得られる繊維シートは、水が繊維シート内部の繊維にまで接触することにより、繊維シート全体に帯電させることが可能である。しかしながら、ハイドロチャージ法を用いたとしても、繊維シートに対し、正極性と負極性の電荷を高密度に帯電させることができていないのが現状である。
そこで本発明の目的は、従来のエレクトレット技術の課題に鑑み、繊維シートに対して、電荷を高密度に帯電させてなる塵埃捕集特性に優れたエレクトレット繊維シートを提供することにある。
発明者等は、この課題について鋭意検討した結果、従来のハイドロチャージ法で得られる繊維シートは、正極性と負極性の電荷が、繊維シート表面で均一に混在しているため、電荷の中和が起こりやすく、高密度に電荷を帯電させることができていないことを突き止め、本発明に至った。
本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明のエレクトレット繊維シートは、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させた際の分光測色計により測定されるａ＊とｂ＊について、−（ｂ＊）−（ａ＊）の平均値が、下記の式を満足することを特徴とするエレクトレット繊維シートである。
・１２≦［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ａｖｅ≦５０
本発明のエレクトレット繊維シートの好ましい態様によれば、前記の赤色の正帯電性トナーと前記の青色の負帯電性トナーを付着させたエレクトレット繊維シートにおいて、分光測色計により測定される前記の［−（ｂ＊）−（ａ＊）］の最大値［−（ｂ＊）−（ａ ＊）］Ｍａｘが１８以上であり、前記のａ＊の平均値ａ＊ Ａｖｅが０〜１０の範囲にあり、前記のｂ＊の平均値ｂ＊ Ａｖｅが−４０〜−２０の範囲にあり、前記のａ＊の最大値ａ ＊ Ｍａｘは５〜１８の範囲にあり、そして前記のｂ＊の最小値ｂ＊ Ｍｉｎが−４０〜−２０の範囲にあることである。
本発明の前記のエレクトレット繊維シートは、非導電性の繊維シートに、水噴流または水滴流を衝突させる噴霧工程を含むエレクトレット方法で製造される。
本発明によれば、従来のハイドロチャージ法で得られる電荷分布と大きく異なる電荷分布、すなわち繊維シート表面において正極性の電荷が高密度に偏在する電荷分布が発現し、優れた塵埃捕集特性を有するエレクトレット繊維シートが得られる。
図１は、捕集効率および圧力損失の測定装置を示す概略側面図である。
本発明のエレクトレット繊維シートは、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させた際の分光測色計により測定されるａ＊とｂ＊の関係が、［１２≦｛−（ｂ＊）−（ａ＊）｝Ａｖｅ≦５０］の式を満足するエレクトレット繊維シートである。
本発明でいうａ＊およびｂ＊とは、国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化されている「Ｌ ＊ａ＊ｂ＊表色系」のａ＊とｂ＊を指す。
本発明のエレクトレット繊維シートは、非導電性を有する繊維材料からなる繊維シートである。このような繊維シートとしては、例えば、合成繊維製の織物、編物および不織布などを挙げることができる。特に、エアフィルター用の場合には、合成繊維からなる不織布が好ましく、中でもメルトブロー繊維不織布が好ましく用いられる。
ここでいう非導電性とは、体積抵抗率が１０１２・Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０１４・Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい態様である。
このような繊維材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ四フッ化エチレン等の熱可塑性樹脂、およびこれらの混合物などからなる繊維材料を挙げることができる。
これらの熱可塑性樹脂の中でも、エレクトレット性能の観点から、ポリオレフィンを主体とする繊維材料が好ましく、特にポリプロピレンを主体とする繊維材料が好ましく用いられる。
本発明で用いられる非導電性の繊維材料からなる繊維シートにおいては、前記の繊維材料にヒンダードアミン系添加剤または／およびトリアジン系添加剤を少なくとも１種類配合することが好ましい態様である。
これらの添加剤を非導電性の繊維シートを構成する繊維材料に含有させることにより、特に高いエレクトレット性能を保持させることが可能になる。
上記の２種類の添加剤のうち、ヒンダードアミン系化合物としては、例えば、ポリ［(６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル)（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）６２２ＬＤ）、および２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）１４４）などが挙げられる。
また、トリアジン系添加剤としては、例えば、ポリ［（６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル）（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、および２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（（ヘキシル）オキシ）−フェノール（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）１５７７ＦＦ）などを挙げることができる。
これらの添加剤の中でも、ヒンダードアミン系添加剤を使用することが好ましく、特に、ポリ［(６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル)（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）が好ましく用いられる。
上記のヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤の添加量は、好ましくは０．５〜５質量％であり、より好ましくは０．７〜３質量％である。添加量をこの範囲とすることにより、エレクトレット化した際に優れた塵埃捕集特性を得ることができる。
本発明で用いられる非導電性の繊維シートには、上記の添加剤の他に、熱安定剤、耐候剤および重合禁止剤等の、一般にエレクトレット加工品の非導電性の繊維シートに使用されている添加剤を添加することができる。
本発明のエレクトレット繊維シートの製造に用いられるエレクトレット方法は、非導電性の繊維シートに、霧状の水が存在する環境下でノズルから噴射する水噴流または水滴流を衝突させることによって行われることが好ましい態様である。本発明でいう霧状の水とは、微小な浮遊水滴を指す。
通常のハイドロチャージ法で非導電性の繊維シートを加工した場合、従来技術のように正極性と負極性が均一に混在する電荷分布を示すが、霧状の水が存在する環境下で実施することにより、霧状の水が非導電性の繊維シート表面に付着し、非導電性の繊維シート表面に正極性の電荷が偏在した電荷分布を発現させることができる。このように、霧状の水が存在する環境下で水噴流または水滴流を衝突させることによって、正極性の電荷が偏在する理由は定かではないが、大気に触れた微小な浮遊水滴は負極に帯電するため、この負極に帯電した微小な浮遊水滴が非導電性の繊維シート表面に付着することにより、繊維シート表面側は正極性の電荷が帯電することが考えられる。また、繊維シート表面に正極性の電荷が帯電することにより、補償電荷として負極性の電荷が繊維シートの内層側に移動し、厚み方向で正極性→負極性→正極性というように層状に電荷が存在するため、高密度に電荷を帯電させることが可能となる。
本発明のエレクトレット繊維シートにおける帯電分布の可視化は、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを繊維シートに付着させることにより行われる。赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを繊維シートに付着させる方法としては、次の（１）〜（５）の手順による作業で行われる。これらの一連の作業は、好ましくは湿度が５０％以下の環境下で行われる。
（１）カラー複写機で使用されている、次の赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを等量で混合した粉末トナー（紫色）を作製する。
・赤色トナー：ＩＫＴ−８２１−２Ｍ（アイケーケー商事（株））
・青色トナー：ＡＲＴ ＣＹＡＮ ＴＯＮＥＲ（（株）アイメックス製）。
（２）前記の粉末トナーを１００メッシュの平織金網におき、繊維シートの上から平織金網に振動を与えながら、繊維シート上に素地が見えなくなるまで粉末トナーを振りかける。この際、トナーを手や物（鉄板等）で圧力を与えて繊維シートに押し付けたり、擦ったりする等の行為は行わないものとする。
（３）繊維シートの角を持ち、２０回程度上下に振って滞留している余分な粉末トナーを落とす。
（４）上記の（２）と（３）の作業を繰り返して、計３回行う。
（５）繊維シートを、ラミネートパウチフィルム（品番ＦＣＰ１０２１６３０３（フジプラ(株)製）にセットし、パウチラミネーター（品番ＤＳ３２０Ｐ（日本ジービーシー(株)製）を用いて出力ダイヤル設定値１で接着する。
上記の方法で実施されるトナー分布は、繊維シートの持つ電荷に応じて、仮に繊維が負極性の電荷を有している場合は赤色のトナーが付着し、また、繊維が正極性の電荷であれば青色のトナーがそれぞれ付着する。また、電荷量が大きいほど、その極性に応じたトナーがより多く付着し、色合いも濃くなっていく。
本発明のエレクトレット繊維シートにおいては、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させた際の分光測色計により測定されるａ＊とｂ＊の関係が、下記式を満足することが重要である。
・１２≦［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ａｖｅ≦５０
本発明において、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させたエレクトレット繊維シートの分光測色計で測定されるａ＊とｂ＊について、−（ｂ＊）−（ａ＊）の平均値が１２以上であり、好ましくは１５以上である。さらに、−（ｂ＊）−（ａ＊）の最大値が１８以上であり、好ましくは２０以上である。ａ＊とｂ＊ら得られる特性値［−（ｂ＊）−（ａ＊）］を、このような値にすることにより、繊維シート表面が正極性の電荷が高密度に偏って存在することとなり、優れた塵埃捕集特性を得ることができる。一方、ａ＊とｂ＊から得られる特性値［−（ｂ＊）−（ａ＊）］の上限については５０、好ましくは４０、より好ましくは３０とする。
本発明の赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させたエレクトレット繊維シートにおいて、分光測色計で測定される前記のａ＊の平均値ａ＊ Ａｖｅが０〜１０の範囲にあり、前記のｂ＊の平均値ｂ＊ Ａｖｅが−４０〜−２０の範囲にあり、前記のａ＊の最大値ａ＊ Ｍａｘは５〜１８の範囲であり、ｂ＊の最小値ｂ＊ Ｍｉｎは−４０〜−２０の範囲にあることが好ましい態様である。
本発明においては、上記の分光測色計で測定されるａ＊の平均値ａ＊ Ａｖｅはより好ましくは４〜１０の範囲にあり、ｂ＊の平均値ｂ＊ Ａｖｅは−３５〜−２０の範囲にある。前記のａ＊の最大値ａ＊ Ｍａｘはより好ましくは５〜１５で、ｂ＊の最小値ｂ＊ Ｍｉｎは−３５〜−２２であり、さらに好ましくはａ＊ Ｍａｘは８〜１５で、ｂ＊ Ｍｉｎは−３０〜−２４である。このようにすることにより、繊維シート表面に正極性の電荷が高密度に偏在し、優れた塵埃捕集特性を得ることができる。
本発明のエレクトレット繊維シートを構成する繊維の平均単繊維径は、０．１〜８．０μｍの範囲であることが好ましい。平均単繊維径を好ましくは０．１〜８．０μｍ、より好ましくは０．３〜７．０μｍ、さらに好ましくは０．５〜５．０μｍとすることにより、通気性と塵埃捕集特性に優れたエレクトレット繊維シートを得ることができる。
また、本発明のエレクトレット繊維シートの目付は、３〜１００ｇ／ｍ２の範囲であることが好ましい。目付を３〜１００ｇ／ｍ２、好ましくは５〜７０ｇ／ｍ２、より好ましくは１０〜５０ｇ／ｍ２とすることにより、通気性と塵埃捕集特性に優れたエレクトレット繊維シートを得ることができる。
次に、本発明のエレクトレット繊維シートの製造に用いられる、好ましいエレクトレット方法について説明する。
本発明で用いられるエレクトレット方法は、非導電性の繊維シートに霧状の水が存在する環境下で、水噴流または水滴流を、電荷を付与する上で十分な圧力で衝突させる噴霧工程、脱水工程および乾燥工程で行われる。
本発明において、噴霧工程で用いられる水噴流または水滴流に用いる水としては、液体フィルター等で汚れを除去したものであって、できるだけ清浄なものを使用することが好ましい。特に、イオン交換水、蒸留水および逆浸透膜で透過した濾過水等の純水が好ましく用いられる。また、純水としてのレベルは、導電率で１０3 μＳ／ｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０2 μＳ／ｍ以下の純水である。また、上記の水には、捕集特性に影響を与えない範囲で、水溶性有機溶剤を混合させることができる。
霧状の水を発生させる方法としては、ノズルから噴射する水噴流または水滴流をシートに噴霧すると同時に発生させる方法が経済的に好ましい。例えば、高い圧力でかつノズル噴射面と繊維シート表面の距離を短くしてノズルから水噴流または水滴流を噴射することにより、水は繊維シートに衝突すると同時に霧状に微分散し、霧状の環境下を作ることができる。
本発明で用いられる水噴流または水滴流を噴射するノズルについては、円状、中空円状および楕円状という様々な形状のノズルを適用することができる。
また、ノズルのスプレー角度は、１０〜１５０°であることが好ましく、より好ましくは１５〜１２０°であり、さらに好ましくは２０〜９０°である。スプレー角度を１０〜１５０°とすることにより、水の粒子サイズを小さくしながら、噴霧時の衝突力を維持することが可能であり、また水の粒子サイズが小さいためにシートとの衝突時により微分散しやすく好ましい態様である。一方、スプレー角度を有さない、いわゆるＷＪＰ口金を適用することは好ましくない。ＷＪＰ口金を用いた場合、水は柱状で連続した状態で噴射されるため、繊維にダメージを与えやすく、また連続した柱状流のため繊維シートとの衝突時に微分散しにくいためである。
噴射する圧力は、非導電性の繊維シートに電荷を付与することができ、かつ繊維シートとの衝突時に水が微分散する圧力であることが好ましい。好ましい圧力は０．５〜６．０ＭＰａであり、より好ましくは１．０〜５．０ＭＰａであり、さらに好ましくは２．０〜５．０ＭＰａである。噴射の圧力を０．５〜６．０ＭＰａとすることにより、水噴流または水滴流によるシートへのダメージを抑えながら、霧状の環境下を作り出すことができ、優れた捕集特性のエレクトレット繊維シートが得られる。
また、ノズル噴出面と繊維シート表面の距離は、２０〜１００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは３０〜７０ｍｍであり、さらに好ましくは４０〜６０ｍｍである。ノズル噴出面と繊維シート表面の距離を２０〜１００ｍｍとすることにより、繊維シートへのダメージを抑えながら、霧状の環境下を作り出すことができ、優れた捕集特性のエレクトレット繊維シートが得られる。
また、ノズルから繊維シートに水を噴射する際、繊維シートの下は、水の微分散化を補助するために、鉄板や目の細かい金網等であることが好ましい。
本発明において、非導電性の繊維シートに水噴流または水滴流を噴射した後に、脱水工程として脱水処理を施すことが好ましい態様である。脱水手段としては、例えば、ニップロール、吸水ロールおよび吸引ノズルによるサクション吸引等で行うことができる。脱水することにより、次の乾燥工程での乾燥効率を向上することができ有益である。
本発明において、乾燥工程における乾燥方法は、従来公知の乾燥方法がいずれも使用可能である。例えば、熱風乾燥法、真空乾燥法および自然乾燥法等を適用することができる。中でも、熱風乾燥法は、連続処理を可能にするため好ましい態様である。熱風乾燥法を採用する場合には、乾燥温度としてエレクトレットを失活させない程度の温度にする必要がある。
非導電性の繊維シートの乾燥は、非導電性の繊維シートに含まれる水分が公定水分率に達するまで行うことが好ましい。また、乾燥温度は，好ましくは１３０℃以下であり、より好ましくは１２０℃以下で、さらに好ましくは１００℃以下である。乾燥された繊維シートは、乾燥後はエレクトレット効果を失活させないように、速やかに乾燥機内から排出させることが好ましく、例えば、乾燥温度が１００℃以上では、３０分以内に排出させることが好ましい態様である。
本発明のエレクトレット繊維シートは、フィルターの濾材として好適に用いることができる。濾材は、エアフィルター全般、中でも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、および自動車キャビンフィルターの高性能用途に好適であるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。
（１）平均単繊維径：
平均単繊維径については、不織布の任意の場所から、１ｃｍ×１ｃｍの測定サンプルを１０個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を１０００〜３０００倍に調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各１枚ずつ、計１０枚を撮影した。写真の中の繊維直径がはっきり確認できるものについてすべて（２００点）測定し、平均した値を平均繊維径とした。
（２）ａ＊とｂ＊および特性値の、平均値と最大値と最小値：
前述の方法でトナーを付着させた試料（サイズ：長さ８ｃｍ×幅２５ｃｍ）を作製し、分光測色計（スペクトロフォトメーターＣＭ３７００Ｄ（ＭＩＮＯＬＴＡ製））を用いて、試料中央の幅２０ｃｍを幅方向に５ｍｍおきに連続してａ＊とｂ＊を測定し、下記［式］で特性値を算出して求めた。測定した４０点のデータから、特性値の平均値［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ａｖｅと最大値［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ｍａｘを求めた。また、測定した４０点のデータから、ａ＊の平均値ａ＊ Ａｖｅと最大値ａ＊ Ｍａｘおよびｂ＊の平均値ｂ＊ Ａｖｅと最小値ａ＊ Ｍｉｎを求めた。
［分光測色計測定条件］
・視野 ：１０°
・光源 ：Ｄ６５
・測定 ：反射
・正反射光処理：ＳＣＥ
・測定径 ：ＳＡＶ（３ｍｍ×５ｍｍ）
・ＵＶ条件 ：１００％ＦＵＬＬ
［式］
・特性値＝−（ｂ＊）−（ａ＊）。
（３）捕集性能（効率）：
不織布の幅方向５カ所で、タテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集効率測定装置で測定した。この図１の捕集効率測定装置は、測定サンプルＭをセットするサンプルホルダー１の上流側に、ダスト収納箱２を連結し、下流側に流量計３、流量調整バルブ４、およびブロワ５を連結している。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を使用し、切替コック７を介して、測定サンプルＭの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数とをそれぞれ測定することができる。さらに、サンプルホルダー１は圧力計８を備え、測定サンプルＭの上流と下流での静圧差を読み取ることができる。
捕集効率の測定にあたっては、ポリスチレン０．３０９Ｕ １０％溶液（メーカー：ナカライテスク(株)）を蒸留水で２００倍まで希釈し、ダスト収納箱２に充填する。次に、測定サンプルＭを、サンプルホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が４．５ｍ／分になるように、流量調整バルブ４で調整し、ダスト濃度を１万〜４万個／２．８３×１０−４ｍ３（０．０１ｆｔ３）の範囲で安定させ、測定サンプルＭの上流のダスト個数Ｄおよび下流のダスト個数ｄをパーティクルカウンター６（リオン社製、ＫＣ−０１Ｂ）で１個の測定サンプル当り３回測定し、ＪＩＳ Ｋ ０９０１（１９９１）「気体中のダスト試料捕集用ろ過材の形状、寸法並びに性能試験方法」に基づいて、下記の計算式を用いて、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率（％）を求めた。５個の測定サンプルの平均値を、最終的な捕集効率とした。
・捕集効率（％）＝〔１−（ｄ／Ｄ）〕×１００
（ただし、ｄは下流ダストの３回測定トータル個数を表し、Ｄは上流のダストの３回測定トータル個数を表す。）
［実施例１］
耐候剤として、ヒンダードアミン系化合物“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製）を１質量％含む、メルトフローレートが８００ｇ／１０分のポリプロピレンを原料として、メルトブロー法により目付が２５ｇ／ｍ２で、平均繊維径が１．７μｍのメルトブロー不織布を製造した。続いて、スプレー角度が５０℃（圧力０．６ＭＰａ時）で円状の噴霧形態となるノズル（スプレーイングシステムスジャパン製、型番Ｂ１／８ ＧＧ−ＳＳ−１）を４０ｍｍピッチで千鳥状に配列し、噴射面と繊維シート表面の距離が６０ｍｍとなるように設置した装置を用いて、メルトブロー不織布に圧力４．０ＭＰａで各ノズルから純水の噴流を衝突させた。次いで、水の噴射により発生した霧状の水が存在する中を通過させ、水切り後に１００℃の温度で５分間熱風乾燥することにより、エレクトレット化されたメルトブロー不織布を得た。得られたエレクトレットメルトブロー不織布について、捕集性能の測定およびトナーを付着させてａ＊とｂ＊の測定を行った。ａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値と最大値、ａ＊の平均値と最大値、ｂ＊の平均値と最小値、および捕集効率を、表１に示す。
［実施例２］
噴霧圧力を３．０ＭＰａにしたこと以外は実施例１と同じ条件で、エレクトレット化されたメルトブロー不織布を作製した。得られたエレクトレットメルトブロー不織布について、捕集性能の測定およびトナーを付着させてａ＊とｂ＊の測定を行った。ａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値と最大値、ａ＊の平均値と最大値、ｂ＊の平均値と最小値、および捕集効率を、表１に示す。
［実施例３］
実施例１で用いたポリプロピレンを原料として、目付が２０ｇ／ｍ２で、平均繊維径が２．４μｍのメルトブロー不織布を製造し、噴霧圧力を２．０ＭＰａ（乾燥温度は）にしたこと以外は実施例１と同じ条件で、エレクトレット化されたメルトブロー不織布を作製した。得られたエレクトレットメルトブロー不織布について、捕集性能の測定およびトナーを付着させてａ＊とｂ＊の測定を行った。ａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値と最大値、ａ＊の平均値と最大値、ｂ＊の平均値と最小値、および捕集効率を、表１に示す。
［比較例１］
実施例１で製造されたメルトブロー不織布を、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、次いで、水切り後に１００℃の温度で５分間熱風乾燥することにより、エレクトレット化されたメルトブロー不織布を得た。得られたエレクトレットメルトブロー不織布について、捕集性能の測定およびトナーを付着させてａ＊とｂ ＊の測定を行った。ａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値と最大値、ａ＊の平均値と最大値、ｂ＊の平均値と最小値、および捕集効率を、表１に示す。
［比較例２］
実施例１で製造されたメルトブロー不織布を使用し、φ０．１３でピッチが０．６ｍｍ、スプレー角度が０℃であるＷＪＰ口金を、噴射面と繊維シート表面の距離が３０ｍｍとなるように設置した装置を用いて、圧力１．０ＭＰａで純水をシート全面に衝突させ、次いで水切り後に１００℃の温度で５分間熱風乾燥することにより、エレクトレット化されたメルトブロー不織布を得た。得られたエレクトレットメルトブロー不織布について、捕集性能の測定およびトナーを付着させてａ＊とｂ＊の測定を行った。ａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値と最大値、ａ＊の平均値と最大値、ｂ＊の平均値と最小値、および捕集効率を、表１に示す。
［比較例３］
実施例３で製造されたメルトブロー不織布を用いたこと以外は、比較例１と同じ条件でエレクトレット化されたメルトブロー不織布を作製した。得られたエレクトレットメルトブロー不織布について、捕集性能の測定およびトナーを付着させてａ＊とｂ＊の測定を行った。ａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値と最大値、ａ＊の平均値と最大値、ｂ＊の平均値と最小値、および捕集効率を、表１に示す。
Figure 2016147866
表１から明らかなように、本発明の実施例１〜３は、いずれもａ＊とｂ＊から得られる特性値の平均値［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ａｖｅが１２以上であり、最大値［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ｍａｘが１８以上と大きく、またａ＊の平均値ａ＊ Ａｖｅと最大値ａ＊ Ｍａ ｘとｂ＊の平均値ｂ＊ Ａｖｅと最小値ｂ＊ Ｍｉｎは小さくなり、繊維シート表面に正極性の電荷が偏在していることが確認され、高い捕集効率を示した。
これに対し、比較例１〜３は、実施例１〜３に比べてａ＊とｂ＊から得られる［−（ｂ ＊）−（ａ＊）］Ａｖｅと［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ｍａｘが小さく、ａ＊ Ａｖｅとａ＊ Ｍａｘとｂ＊ Ａｖｅとｂ＊ Ｍｉｎは大きく、繊維シート表面に正極性と負極性の電荷が混在しており、捕集効率も低い結果であった。
１：サンプルホルダー
２：ダスト収納箱
３：流量計
４：流量調整バルブ
５：ブロワ
６：パーティクルカウンター
７：切替コック
８：圧力計
Ｍ：測定サンプル

Claims (5)

  1. エレクトレット繊維シートであって、赤色の正帯電性トナーと青色の負帯電性トナーを付着させた際の分光測色計により測定されるａ＊とｂ＊について、−（ｂ＊）−（ａ＊）の平均値が、下記式を満足することを特徴とするエレクトレット繊維シート。
    ・１２≦［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ａｖｅ≦５０
  2. 前記ａ＊と前記ｂ＊について、各点で算出される−（ｂ＊）−（ａ＊）の最大値が、下記式を満足することを特徴とする請求項１記載のエレクトレット繊維シート。
    ・１８≦［−（ｂ＊）−（ａ＊）］Ｍａｘ
  3. 前記ａ＊の平均値ａ＊ Ａｖｅが０〜１０の範囲にあり、前記ｂ＊の平均値ｂ＊ Ａｖｅが−４０〜−２０の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載のエレクトレット繊維シート。
  4. 前記ａ＊の最大値ａ＊ Ｍａｘが５〜１８の範囲にあり、前記ｂ＊の最小値ｂ＊ Ｍｉｎが−４０〜−２０の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。
  5. 非導電性の繊維シートに、水噴流または水滴流を衝突させる噴霧工程を含むエレクトレット方法で製造される請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。
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