WO2008072554A1

WO2008072554A1 - エレクトレット繊維シート

Info

Publication number: WO2008072554A1
Application number: PCT/JP2007/073609
Authority: WO
Inventors: Kumiko Tsunematsu; Yohei Nakano; Makoto Nishimura
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2008-06-19
Also published as: JP2008179932A; TW200839050A; JP4905340B2

Abstract

　本発明は、圧力損失が低いうえに捕集性能に優れる繊維シート、特にエアフィルターに好適に用いることができるエレクトレット繊維シートを提供するものである。　本発明のエレクトレット繊維シートは、主として非導電性繊維を含んでなり、下記特定の化学式（ａ）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。【化１】

Description

明細書

エレクトレット繊維シート技術分野

[0001] 本発明は、エレクトレット繊維シートに関する。特に、エアフィルタ一として用いたときに、高い捕集性能と低圧力損失特性を発揮することができる高性能エレ外レット繊維シートと、該高性能エレクトレット繊維シートを用いたエアフィルターに関する。背景技術

[0002] 従来から、気体中の花粉 ·塵等を除去するためにエアフィルターが使用されており、濾材として繊維シートが多く用いられて!/、る。

[0003] エアフィルターに要求される性能は、ミクロなダストを多く捕集できる「高捕集性能」、および、エアフィルター内部を気体が通過する際に抵抗が少ない「低圧力損失特性」である。

[0004] エアフィルターの捕集機構は、主としてブラウン拡散、遮り、慣性衝突などの物理的作用によるものであるため、高い捕集性能を有する濾材を得るには、構成する繊維シ一トが細繊度であることが適している力その一方、シート内の繊維密度が増加することにより圧力損失が高くなる。

[0005] また、圧力損失が低い濾材を得るためには、構成する繊維シートが太繊度であることが適している力その一方、シート内の繊維間の空隙が広くなるため、捕集性能が低下する。

[0006] このように、「高捕集性能」を有することと「低圧力損失特性」を有することは相反する関係にあるものであり、この問題点を解決する方法として、繊維シートをエレクトレツト化し、物理的作用に加えて静電気的作用を利用することにより、高捕集かつ低圧力損失を同時に満足させる試みがなされている。

[0007] 例えば、アース電極上に繊維状シートを接触させた状態で、該アース電極と繊維シートを共に移動させながら非接触型印加電極で、高圧印加を行なって連続的にエレタトレット化をするエレクトレット繊維状シートの製造法が提案されている（特許文献 1) 。これは、繊維状シート内に、電子の注入、イオンの移動、双極子の配向などを生ぜしめることで分極させ、シートに電荷を付与するというものである。この方法によれば、ある程度は高捕集と低圧力損失の両立を図ることができるが、不十分であった。

[0008] また、繊維シートを構成する繊維に対して、添加剤を添加することにより、高捕集性能を有しかつ低圧力損失特性を持つシートを得る方法が提案され、例えば、高分子重合体に、ヒンダードアミン系、含窒素ヒンダードフエノール系、金属塩ヒンダードフエノール系あるいはフエノール系の安定剤から選ばれた少なくとも 1種を配合してなる材料からなり、かつ 100°C以上における熱刺激脱分極電流からのトラップ電荷量が 2 . O X 10— ^1Qクーロン /cm²以上であるという耐熱性エレクトレット材料が提案されている（特許文献 2)。

[0009] しかし、このように添加剤を含有させた繊維シートをエレクトレット化することにより、捕集性能と圧力損失のバランスは改善されたものの、まだまだ十分なレベルのものではなかった。

特許文献 1 :日本国特開昭 61— 289177号公報

特許文献 2 :日本国特開昭 63— 280408号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 本発明の目的は、上述したような従来技術に鑑み、圧力損失が低いうえに捕集性能に優れるエレクトレット繊維シート、特に、エアフィルターに好適に用いることができるエレクトレット繊維シートを提供することにある。

[0011] また、該エレクトレット繊維シートを用いた圧力損失が低いうえに捕集性能に優れているエアフィルターを提供することにある。課題を解決するための手段

[0012] 力、かる課題を解決する本発明のエレクトレット繊維シートは、以下の（1)の構成を有する。

(1)主として非導電性繊維を含んでなるエレクトレット繊維シートであって、該エレクトレット繊維シートが下記化学式 ωで表される構造を有する化合物を含有することを特徴とするものである。

[化 1]

(ここで、 R〜Rは水素または炭素原子数 1〜2のアルキル基、 Rは水素または炭素

1 3 4

数 1〜6のアルキル基である）。

力、かる本発明のエレクトレット繊維シートのより具体的に好ましい態様は、以下の（2 )〜（10)の!/、ずれかの構成を有するものである。

(2)該エレクトレット繊維シートが、前記化学式 (a)で表される構造を有する化合物を 0. 5〜5重量％含有することを特徴とする上記（1)に記載のエレクトレット繊維シート

〇

(3)前記化学式 (a)で表される構造を有する化合物が、下記化学式 (b)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする上記（1)または（2)に記載のエレクトレット繊維シート。

[化 2]

(4)前記非導電性繊維が、ポリオレフイン繊維であることを特徴とする上記（1 )〜（3) の!/、ずれに記載のエレクトレット繊維シート。

(5)前記ポリオレフイン繊維力 S、ポリプロピレンを主体に構成されているものであることを特徴とする上記 (4)記載のエレクトレット繊維シート。

(6)前記非導電性繊維力 S、ポリ乳酸を主体に構成されているものであることを特徴とする上記（1 )〜（3)の!/、ずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

(7)前記エレクトレット繊維シートが、メルトブロー不織布であることを特徴とする上記 ( 1 )〜（6)の!/、ずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

(8)前記エレクトレット繊維シートが、ナノ繊維を主体に構成された不織布であることを特徴とする上記（1 )〜（6)のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

(9)前記エレクトレット繊維シートの目付力 0. ；!〜 80g/m²であることを特徴とする上記（1 )〜（8)のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

( 10) 2枚以上の繊維シートが積層されてなる積層繊維シートであって、その少なくとも 1層が上記（1 )〜（9)のいずれかに記載のエレクトレット繊維シートで構成されていることを特徴とするエレクトレット繊維シート。

また、上述した目的を達成する本発明のエアフィルタ一は、以下の（1 1 )の構成を有する。

(11)上記（1)〜（； 10)のいずれかに記載のエレクトレット繊維シートで構成されていることを特徴とするエアフィルター。

発明の効果

[0015] 本発明によれば、低圧力損失であるとともに高い捕集性能を有する、優れたエレクトレット繊維シートを提供することができる。

[0016] 力、かるエレクトレット繊維シートをエアフィルターの濾材に使用すれば、高捕集かつ低圧力損失を発揮できる高性能エアフィルターを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、捕集性能および圧力損失の測定装置を示す概略図である。

符号の説明

[0018] 1 ホルダー

2 ダ; ^卜収納箱

3 流量計

4 流量調整バルブ

5 ブロワ

6 ノ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

発明を実施するための最良の形態

[0019] 本発明のエレクトレット繊維シートは、主として非導電性繊維を含んでなり、下記化学式 ωで表される構造を有する化合物を含有することを特徴とするものであり、該シートを構成する繊維力、化学式 ωで表される構造を有する化合物を含有したエレクトレット繊維シートであるところに特徴を有する。

[化 3]

1 3 4 数;!〜 6のアルキル基）

[0020] 本発明者らの各種知見によれば、上記化学式 (a)で表される特定の構造を有する化合物を含有させた繊維からなる繊維シートを構成し、次!、でエレクトレット化することにより、驚くべきことにフィルター性能が向上する。

[0021] かかる化合物としては、上記構造を有する化合物であればよぐ特に限定されるものではないが、化学式（a)の R〜Rのうち、 R〜Rが水素、 Rが炭素数 4のアルキル

1 4 1 3 4

基、特に n—ブチル基である構造を有する化合物が好ましい。すなわち、下記化学式 (b)で表される構造を有する化合物であり、さらには後述する実施例 1で使用した化合物 Aが好ましい。なお、化合物 Aとしては分子量 2000〜4000程度、 2〜4量体程度が好ましい。

[化 4]

[化 5]

[0022] なお、化学式 (a)で表される構造を有する化合物は、 1種の使用であっても複数種の混合物であってもよい。

[0023] 該化合物をエレクトレット繊維シートに存在させることにより、エレクトレット化することで付与された電荷を、より効果的に安定化できるため、該繊維シートをエアフィルタ一の濾材に使用した場合には、捕集性能が向上し、低い圧力損失で高捕集性能を有したエアフィルターを実現できるのである。

[0024] 該化合物の含有量の範囲は、好ましくは、繊維シートの 0. 5〜5重量％である。ここでいう化合物の含有量は、次のようにして求める。

[0025] 繊維シート 2gをクロ口ホルムでソックスレー抽出後、該抽出物について HPLC分取を繰り返し、各分取物について¹ H— NMR測定で構造を確認する。該化合物の含まれる分取物の重量を合計し、シート全体に対する割合を求め、これを該化合物の含有量とする。

[0026] 該化合物の含有量が 0. 5重量％未満では、エアフィルタ一にしたときの捕集性能が低下し好ましくなぐ他方、化合物の含有量が 5重量％を超えると、紡糸性を悪くし、かつコスト的にも不利になるので好ましくない。より好ましくは 0. 6重量％〜4重量 %、さらに好ましくは 0. 7重量％〜3重量％である。

[0027] 本発明の繊維シートは、上述のような化合物を含有する導電性ポリマーを含んでいるが、また、該ポリマーは、上述した化合物に加えて、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの、樹脂材料に通常含まれる安定剤を含んでいてもよい。

[0028] 本発明のエレクトレット繊維シートは、非導電性繊維を含んで構成されたものであればよく、そのシートとしての形態は、特に限定されるものでなぐ例えば、織物、編み物、不織布などが挙げられる。

[0029] 特に、エアフィルタ一として使用する場合には、捕集性能の優れる点で不織布が好ましぐ中でも高性能フィルタ一としては、繊維径が小さいことから物理的作用による捕集性が優れる点で、メルトブロー不織布やナノ繊維を主体に構成された不織布であることが好ましい。

[0030] メルトブロー不織布は、不織布製造法の一つであるメルトブロー法により製造されるもので、一般に、紡糸口金から押し出された熱可塑性ポリマーを熱風噴射することにより繊維状に細化し、該繊維の自己融着特性を利用してウェブとして形成せしめる方法である。スパンボンド法等、他の不織布製造法に比べて複雑な工程を必要とせず、また数 10 mから数 m以下の細い繊維が容易に得られる。メルトブロー法における紡糸条件としては、ポリマー吐出量、ノズル温度、エア圧力等がある力これら紡糸条件の最適化を行うことで、所望の繊維径を有する不織布が得られる。

[0031] また、ナノ繊維を主体に構成された不織布は、特にその製法が限定されるものではないが、静電紡糸法 (例えば、米国特許第 6106913号明細書や、日本国特開 200 2— 249966号公報に記載されている方法等）や、易溶解性ポリマーが海成分、非導電性ポリマーが島成分の海島構造を形成する繊維から構成される不織布を得た後、該不織布の易溶解性ポリマー成分を溶剤により溶出する方法 (例えば、日本国特願 2005— 202560号（日本国特開 2007— 23391号公幸こ記載されて!/、る方法）等により得ることカでさる。

[0032] ここで、本発明にお!/、て、ナノ繊維とは、繊維径が 1 H mに満たな!/、レベルの極細の繊維のことをいい、本発明においては、通常、平均繊維径が 50〜800nmである繊維を指すものである。また、ナノ繊維の平均繊維径は次の方法で求めた値をいう。すなわち、ナノ繊維を主体に構成された不織布の任意の場所から、 lcm X lcmの測定サンプルを 30個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を 80000倍に調節して、採取したサンプル力繊維表面写真を各 1枚ずつ、計 30枚を撮影する。写真の中の繊維直径がはっきり確認できるものにつ!/、てすベて測定して、平均した値を平均繊維径とする。前述のメルトブロー法と比べると、一般的に生産性は劣りかつ複雑な工程を要する力通常のメルトブロー法では得られない極細繊維を得ることができ、その結果、低レ、目付で高捕集に優れた繊維シートを得ることができる。

[0033] 本発明でいう非導電性繊維は、非導電性ポリマーからなる繊維を主として含むものであればよぐ特に限定されない。ここでいう非導電性は、体積抵抗率が 10¹² · Ω - cm 以上であること力 S好ましく、 10¹⁴· Ω ' cm以上であることがより好ましい。体積抵抗率は ASTM D257に従い測定される。このような繊維シートをエレクトレット化した場合、電荷量を多く保持することができ、結果として捕集性能が優れ、圧力損失を小さくすること力 Sでさる。 [0034] このような非導電性の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ才レフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブ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、ポリフエユレンサルファイド、フッ素系樹脂、およびこれらの共重合体または混合物などを挙げること力 Sできる。また、本発明でいう非導電性繊維は、これら材料から構成される 2種以上の混合繊維であっても構わない。これらの材料の中でも、ポリオレフインまたはポリ乳酸を主体とするものはエレクトレット性能を特に発揮する点から好ましい。また、ポリマ一の性質が損なわれな!/、範囲で他の成分が共重合されて!/、てもよ!/、。ポリオレフインの中では、ポリプロピレンが耐熱性の点で優れているため、より好ましい。

[0035] また、ポリ乳酸を用いる場合、ポリ（D 乳酸）と、ポリ（L 乳酸）と、 D 乳酸と L 乳酸の共重合体、あるいはこれらのブレンド体が好ましい。ポリ乳酸の重量平均分子量は、紡糸性を良くする観点からは 5万以上であることが好ましぐ 7万以上であること力はり好ましい。また、繊維の細径化を容易にする観点からは 20万以下であることが好ましく、 15万以下であることがより好ましい。

[0036] また、さらに、前記材料には、結晶核剤ゃ艷消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤等を本発明による効果が損なわれな!/、範囲で添加してもよ!/、。

[0037] さらに、本発明の繊維シートは、エレクトレット化されていることが重要であり、エレクトレット繊維シートとすることにより、静電気吸着効果により、より優れた低圧力損失特性と、高捕集性能を得ることができるのである。

[0038] なお、本発明における圧力損失および捕集性能は、次の方法で求めた値を!/、う。

繊維シートの縦方向 10力所で 15cm X 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に概略を示した捕集性能測定装置で測定した。この捕集性能測定装置は、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、下流側には流量計 3、流量調整バルブ 4、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をそれぞれ測定すること力 Sできる。さらにサンプルホルダー 1は圧力計 8を備え、サンプル M上流、下流の静圧差を読み取ることができる。捕集性能の測定にあたっては、ポリスチレン 0. 30 9U 10%溶液 (メーカー：ナカライテック）を蒸留水で 200倍まで希釈し、ダスト収納箱 2に充填する。次にサンプル Mをホルダー 1にセットし、風量をフィルター通過速度が 1 · 5m/min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 X 10— ⁴m³ (0. 01ft³)の範囲で安定させ、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サンプル当り 10回測定し、 JIS K— 0901に基づいて下記計算式にて 0. 3〜0. 5 111粒子の捕集性能（％)を求めた。 10サンプルの平均値を最終的な捕集性能とした。捕集性能 (%) =〔1— (d/D)〕 X 100

ただし、

d :下流ダストの 10回測定トータル個数

D：上流のダストの 10回測定トータル個数

[0039] なお、高捕集の繊維シートほど、下流のダスト個数が少なくなるため、捕集性能のィ直は高くなる。

[0040] また、圧力損失は、捕集性能測定時のサンプル Mの上流と下流の静圧差を、圧力計 8で読み取り求めたものであり、 10サンプルの平均値を最終的な圧力損失とした。

[0041] さらに、濾過性能の指標として QF値というものがあり、前記捕集性能および圧力損失を用いて、以下の式により計算される。低圧力損失かつ高捕集性能であるほど QF 値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す。

QF値 (Pa— =— [ln (l— [捕集性能（％) ]/100) ]/ [圧力損失 (Pa) ]

[0042] 本発明のエレクトレット繊維シートを製造するにあたり、エレクトレット化方法は、特に限定されるものでないが、本発明者らの各種知見によれば、特に、コロナ荷電法により、または不織布シートに水を付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化する方法（例えば、特表平 9— 501604号公報、特開 2002— 249978号公報等に記載されている方法）が好適に用いられる。コロナ荷電法の場合は、好ましくは 15kV/c m以上、より好ましくは 20kV/cm以上の電界強度が適している。

[0043] また、本発明の繊維シートは、目付が 0. ；!〜 80g/m²であることが好ましい。特に、繊維シートがメルトブロー不織布の場合、 l〜80g/m²であることが好ましぐより好ましくは;!〜 70g/m²、さらに好ましくは l〜60g/m²である。また、繊維シートがナノ繊維を主体とする不織布の場合、低目付で高!/、フィルター性能を得ることができるため 0· ；! 15g/m²であることが好ましい。より好ましくは 0. ；! 10g/m²である。

[0044] さらに、本発明の繊維シートは、他のシートと積層して積層繊維シートにしてもよい。たとえば、繊維シートとそれよりも剛性の高いシートを積層して製品強力を向上させて使用することや、脱臭'抗菌等機能性を有するシートと組合せて使用することは、好ましい。

[0045] 本発明の繊維シートの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下の方法により製造することができる。

[0046] まず、前述のような化学式 (a)で表される構造を有する化合物および樹脂材料を用意する。次いで、該化合物と樹脂材料とを混練した後に、押し出し機から押し出して、繊維、繊維ウェブ、あるいは不織布など、所望の構造に加工する。化合物と樹脂材料とを混練する方法としては、紡糸機の押出機ホッパーにこれらを混合して供給し、押出機内で混練りし、直接口金供給する方法や、あらかじめ、化合物と樹脂材料を混練押出機や静止混練機等で混練りしてマスターチップを作製し、これを押出機内で溶融し口金部供給する方法等がある。

[0047] 次!/、で、繊維を使用して、常法により繊維シートを形成する。例えば、繊維シートが織物または編物からなる場合には、前記繊維を使用して糸を形成した後、織ったり、編むことによって製造することができる。

[0048] また、繊維シートが不織布からなる場合には、前記繊維を使用して繊維ウェブを乾式法や湿式法により形成した後に、繊維ウェブを結合して不織布を製造すること、あるいは、前記繊維ウェブをスパンボンド法やメルトブロー法により形成した後に、繊維ウェブを結合して不織布を製造することができる。また静電紡糸法や海島繊維の海部分を溶出する方法によりナノ繊維を主体に構成された不織布を製造することができ

[0049] 次!/、で、この繊維シートに対し、エレクトレット化処理を実施して、エレクトレット繊維シートとする。エレクトレット化処理は繊維シート単層でも、他のシートと積層した積層繊維シートに実施しても構わなレ、。

[0050] 本発明の繊維シートは、フィルターの濾材として用いることができる。該濾材は、ェァフィルター全般、中でも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、自動車キヤビンフィルターの高性能用途に好適である力その応用範囲はこれらに限られるものではない。

実施例

[0051] 以下、実施例を挙げて、より具体的に本発明を説明する。実施例において使用する特性値は、次の測定法により測定したものである。

[0052] (1)目付

15cm X I 5cmのシートの重量を測定し、得られた値を lm²当たりの値に換算し、目付 (g/m²)とした。

[0053] (2)平均繊維径

繊維シートの任意の場所から、 1cm X lcmの測定サンプルを 30個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各 1枚ずつ、計 30枚を撮影した。倍率は、繊維シートがメルトブロー不織布の場合 2000倍、ナノ繊維の不織布の場合には 80000倍とした。写真の中の繊維直径がはっきり確認できるものにつ!/、てすベて測定し、平均した値を平均繊維径とした。

[0054] (3)捕集性能、圧力損失

繊維シートの縦方向 10力所で 15cm X 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に示す捕集性能測定装置で測定した。この捕集性能測定装置は、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、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、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。捕集性能の測定にあたっては、ポリスチレン 0. 309U 1 0%溶液 (メーカー：ナカライテック）を蒸留水で 200倍まで希釈し、ダスト収納箱 2に充填する。次にサンプル Mをホルダー 1にセットし、風量をフィルター通過速度が 1. 5m/min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. 8 3 X 10— ⁴m³ (0. 01ft³)の範囲で安定させ、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サンプル当り 10回測定し、 JIS K— 0901に基づいて下記計算式にて 0. 3 0. 5 111粒子の捕集性能（％)を求めた。 10サンプルの平均値を最終的な捕集性能とした。

捕集性能 (%) =〔1— (d/D)〕 X 100

ただし、

d :下流ダストの 10回測定トータル個数

D：上流のダストの 10回測定トータル個数

高捕集の繊維シートほど、下流のダスト個数が少なくなるため、捕集性能の値は高くなる。

また、圧力損失は捕集性能測定時のサンプル Mの上流、下流の静圧差を圧力計 8 で読み取り求めた。 10サンプルの平均値を最終的な圧力損失とした。

[0055] (4) QF値

濾過性能の指標となる QF値は、前記捕集性能および圧力損失を用いて、以下の式により計算される。低圧力損失かつ高捕集性能であるほど QF値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す。

QF値 (Pa— [ln (l— [捕集効率 (％) ]/100) ]/ [圧力損失 (Pa) ]

[0056] (5)繊維シート内化合物含有量

繊維シート内に含まれる、化学式 (a)で表される構造を有する化合物の含有量は、以下のようにして求めた。

繊維シートサンプル 2gをクロ口ホルムでソックスレー抽出後、該抽出物について HP LC分取を繰り返し、各分取物について¹ H— NMR測定で構造を確認した。該化合物の含まれる分取物の重量を合計し、シート全体に対する割合を求め、これを繊維シート内化合物含有量とした。

[0057] 実施例 1

原料として、ポリプロピレン（MFR= 800)を使用し、これにキマソープ（R) 2020F DL (チバ 'スペシャルティ ·ケミカルズ製、下記の化学式 (c)で表される構造を有するもの。以下、化合物 Aと略す。）を 1重量％添加して、紡糸機の原料ホッパ投入、直径が 0. 4mmの吐出孔を一直線上に配置した口金（孔ピッチ： lmm、孔数： 151ホール、幅： 150mm)を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 40g/分、ノズル温度 280°C、エア圧力 0. 06MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって、目付が 30g/m²の不織布シートを得た。

[化 6]

化合物 A

得られた不織布シートを逆浸透膜濾過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浸透処理し、次いで、水切り後に 80°Cで 20分熱風乾燥することにより、エレクトレット化メルトブロー不織布を得た。このエレクトレット化メルトブロー不織布の特性値を測定し、表 1に示した。

[0058] 実施例 2

原料として、ポリ乳酸 (重量平均分子量： 14万、融点： 168°C)を使用し、これに化合物 Aを 1重量％添加して、紡糸機の原料ホッパーへ投入、実施例 1と同じ口金を使用し、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 20g/分、ノズル温度 235°C、エア圧力 0 . 15MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって、目付 20g/m 2の不織布シートを得た。

得られた不織布に、コロナ荷電法により 25kV/cmの印加電圧でエレクトレット処理を実施し、エレクトレット化不織布を得た。このエレクトレット化不織布の特性値を測定し、表 1に示した。

[0059] 実施例 3

ポリプロピレン（MFR= 50)に化合物 Aを 1重量⁰ /₀添加し、混練してマスターチップを作製し、このチップとポリ乳酸 (溶融粘度 350Pa ' s/230°C、剪断速度 121. 6sec— を、 2軸押出混練機でブレンド比 8/2の割合で 230°Cで混練し、ポリマーァロイチップを得た。

このチップを使用し、実施例 1と同じ口金を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 40g/分、ノズル温度 230°C、エア圧力 0· 03MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって目付が 15g/m²の不織布を得た。

次いで、この不織布をアルカリ処理してポリ乳酸成分を溶出させ、ナノ繊維を主体としてなる目付が 3g/m²の不織布を得た。

[0060] 比較例 1 原料として、実施例 1と同じ原料を使用し、これにキマソープ (R) 944FDL (チバ 'スぺシャルティ'ケミカルズ製、下記の化学式 (d)で表される構造を有するもの。以下、化合物 Bと略す）を 1重量％添加して、紡糸機の原料ホッパーへ投入、実施例 1と同じ口金を使用し、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 40g/分、ノズル温度 280°C 、エア圧力 0. 06MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって、目付が 30g/m²の不織布シートを得た。

[化 7]

化学式 ( d )

化合物 B

得られた不織布シートを実施例 lと同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表 1に示した。

比較例 2

原料として、実施例 1と同じ原料を使用し、これにサイァソープ (R) UV3346 (サイテック'インダストリーズ製、下記の化学式 (_e)で表される構造を有するもの。以下化合物 Cと略す）を 1重量％添加して、紡糸機の原料ホッパーへ投入、実施例 1と同じ口金を使用し、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 40g/分、ノズル温度 280°C、エア圧力 0. 06MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって、目付が 30g/m²の不織布シートを得た。 [化 8]

化学式 ( e )

化合物 c

[0062] 比較例 3

原料として、実施例 2と同じ原料を使用し、これに化合物 Bを 1重量％添加して、紡糸機の原料ホッパーへ投入、実施例 1と同じ口金を使用し、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 20g/分、ノズル温度 235°C、エア圧力 0. 15MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって、目付 20g/m²の不織布シートを得た。得られた不織布シートを実施例 2と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表 1に示した。

[0063] 比較例 4

化合物 Aの代わりに化合物 Bを使用した以外は実施例 3と同じ方法でポリマーァロィチップを作製し、このチップを使用し、実施例 1と同じ口金を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量 40g/分、ノズノレ温度 230°C、エア圧力 0. 03MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって目付が 15g/m²の不織布を得た次いで、この不織布をアルカリ処理しポリ乳酸成分を溶出させ、ナノ繊維を主体としてなる目付が 3g/m²の不織布を得た。

得られた不織布に、実施例 3と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し表 1に示した。

[表 1]

[0065] 繊維シートの形態がメルトブロー不織布であって、構成ポリマー種がポリプロピレンである実施例 1および比較例 1、 2について比較をすると、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を特定量含有して V、る実施例 1品は、低 V、圧力損失を有して V、ながら高い捕集性能を示し、その結果、高い QF値を示した。一方、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を含有していない比較例 1、 2品では、目付、平均繊維径、圧力損失はそれぞれ実施例 1と同レベルであったものの、捕集性能は低ぐその結果、 Q F値も低い値となった。

[0066] また、繊維シートの形態がメルトブロー不織布であって、構成ポリマー種がポリ乳酸である実施例 2および比較例 3について比較をすると、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を特定量含有して V、る実施例 2品は、低 V、圧力損失を有して V、ながら高い捕集性能を示し、その結果、高い QF値を示した。

[0067] 一方、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を含有していない比較例 3品は、目付、平均繊維径、圧力損失はそれぞれ実施例 2と同レベルであったものの、捕集性能は低ぐその結果、 QF値も低い値となった。

[0068] また、繊維シート種がナノ繊維を主体とする不織布である実施例 3および比較例 4 につ!/、て比較をすると、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を特定量含有している実施例 3品は、低い圧力損失を有していながら高い捕集性能を示し、その結果、高い QF値を示した。一方、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を含有していない比較例 4品は、目付、平均繊維径、圧力損失はそれぞれ実施例 3と同レべルであったものの、捕集性能は低ぐその結果、 QF値も低い値となった。

[0069] 以上のように、化学式 (a)で表される構造を有する化合物を含有したエレクトレット繊維シートは、低圧力損失特性を有しかつ高い捕集性能も有するという、本来は相反する二つの特性を同時に満足するものであった。

産業上の利用可能性

[0070] 本発明により、圧力損失が低ぐ高い捕集性能を示す繊維シートが得られ、この繊維シートは濾材としてエアフィルターに好ましく用いることができる力 S、その応用範囲はこれらに限られるものではない。

Claims

請求の範囲主として非導電性繊維を含んでなるエレクトレット繊維シートであって、該エレクトレット繊維シートが下記化学式 ωで表される構造を有する化合物を含有することを特徴とするエレクトレット繊維シート。

[化 1]

化学式 ( a )

1 3 4 数；!〜 6のアルキル基である）

[2] 該エレクトレット繊維シートが、前記化学式 (_a)で表される構造を有する化合物を 0.

5〜5重量％含有することを特徴とする請求項 1に記載のエレクトレット繊維シート。

[3] 前記化学式 (a)で表される構造を有する化合物が、下記化学式 (b)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項ほたは 2に記載のエレクトレット繊維シート。

[化 2]

[4] 前記非導電性繊維が、ポリオレフイン繊維であることを特徴とする請求項 1〜3のいずれに記載のエレクトレット繊維シート。

[5] 前記ポリオレフイン繊維力ポリプロピレンを主体に構成されているものであることを特徴とする請求項 4記載のエレクトレット繊維シート。

[6] 前記非導電性繊維が、ポリ乳酸を主体に構成されているもので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。

[7] 前記エレクトレット繊維シートが、メルトブロー不織布であることを特徴とする請求項

；!〜 6のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

[8] 前記エレクトレット繊維シートが、ナノ繊維を主体に構成された不織布であることを特徴とする請求項 1〜6のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

[9] 前記エレクトレット繊維シートの目付力 0. ；!〜 80g/m²であることを特徴とする請求項 1〜8のいずれかに記載のエレクトレット繊維シート。

[10] 2枚以上の繊維シートが積層されてなる積層繊維シートであって、その少なくとも 1 層が請求項 1〜9のいずれかに記載のエレクトレット繊維シートで構成されていることを特徴とするエレクトレット繊維シート。 [11] 請求項 1〜； 10のいずれかに記載のエレクトレット繊維シートで構成されていることを特徴とするエアフィルター。