WO2023074758A1 - エレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法 - Google Patents

エレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023074758A1
WO2023074758A1 PCT/JP2022/040002 JP2022040002W WO2023074758A1 WO 2023074758 A1 WO2023074758 A1 WO 2023074758A1 JP 2022040002 W JP2022040002 W JP 2022040002W WO 2023074758 A1 WO2023074758 A1 WO 2023074758A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electret
mass
filter
present
polyolefin resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/040002
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
瑞貴 中島
忠雄 増森
義幸 北川
Original Assignee
東洋紡株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東洋紡株式会社 filed Critical 東洋紡株式会社
Publication of WO2023074758A1 publication Critical patent/WO2023074758A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/20—Carboxylic acid amides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion

Definitions

  • the present invention relates to an electret, an electret filter, and a method for manufacturing an electret.
  • Electrets are a series of materials capable of sustaining and utilizing electrostatic forces without the need for continuous application of external energy through various manipulations of various dielectric materials. Electrets are used in microphones, sensors, generators, and various protection and isolation applications, utilizing electrostatic forces to the outside.
  • a fibrous material is given an electrostatic charge by a method of contacting or colliding a fibrous material with a liquid (liquid contact charging method) to form an electret.
  • a liquid liquid contact charging method
  • a fibrous material formed from a mixture of a resin containing a polyolefin resin as a main component and a nitrogen-containing compound such as a hindered amine compound is brought into contact with a liquid such as water.
  • Electrets with electrostatic charges are known.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose electret webs in which a fibrous material containing polyolefin resin as a main component is charged by a liquid contact charging method.
  • US Pat. No. 6,200,000 discloses a nonwoven electret web comprising fibers made from a thermoplastic polymeric material, said thermoplastic polymeric material being produced in said fibers by treatment with a polymer and a polar liquid. and a carboxylic acid having 29-50 carbon atoms and 1 or 2 primary and/or secondary amino groups and in an aliphatic group. and a second additive (b) comprising an organic amide derived from an aliphatic amine having 1-6 carbon atoms.
  • Patent Literature 2 discloses an electret material in which a reinforcing material is laminated on a carrier provided with an electrostatic charge and carrying fluorine. Also, US Pat. No. 6,300,000 discloses an electret web comprising a thermoplastic resin and certain charge enhancing additives.
  • the present invention has the following configurations. 1. An electret comprising 90% by mass or more of a polyolefin resin, 0.1 to 5% by mass of a hindered phenol compound having an amide bond, and 0.1 to 5% by mass of a nitrogen-containing compound. 2. The electret as described in 1 above, wherein the nitrogen-containing compound is a hindered amine compound having a triazine structure. 3. 3.
  • the electret as described in 1 or 2 above which is a sheet-like material. 4. 4. The electret according to 3 above, wherein the sheet material is a melt-blown nonwoven fabric. 5. 5. The electret according to any one of 1 to 4 above, which is charged by contact with a liquid. 6. An electret filter using the electret according to any one of 1 to 5 above. 7. An electret comprising a step of melt mixing 90% by mass or more of a polyolefin resin, 0.1 to 5% by mass of a hindered phenol compound having an amide bond, and 0.1 to 5% by mass of a nitrogen-containing compound. manufacturing method.
  • the present invention makes it possible to obtain electrets and electret filters with high charge quantities and charge densities and filtration properties.
  • the electret of the present invention uses a polyolefin resin that is hydrophobic and has high electrical resistance, from the viewpoint of the degree of freedom of shape and the charge stability of the electret.
  • polyolefin resins include homopolymers of olefins such as ethylene, propylene, butylene, hexene, octene, butadiene, isoprene, chloroprene, methyl-1-pentene, and cyclic olefins, and copolymers of two or more of the above olefins. is mentioned.
  • One type of polyolefin resin may be selected and used alone, or two or more types may be selected and used in combination.
  • the polyolefin resin preferably contains at least one selected from polyethylene, polypropylene and polymethylpentene, and more preferably contains polypropylene.
  • the content of the polyolefin resin in 100 parts by mass of the electret is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass or more. is more preferable, and 97% by mass or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the polyolefin resin content is not particularly limited, and is, for example, 99.5% by mass or less, preferably 99% by mass or less.
  • the outer surface and the outside should preferably contain polyolefin resin.
  • the degree of stereoregularity is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
  • isotactic or syndiotactic can be preferably used.
  • two or more types of polypropylene it is preferable that one or more types are contained in the contained polyolefin.
  • the electret of the present invention contains one or more hindered phenol compounds having at least one amide bond in the molecule in the polyolefin resin.
  • the hindered structure is not particularly limited as long as the desired properties can be obtained, and the hindered structure is preferably either a double hindered structure having steric hindrance groups on both sides of the phenolic hydroxyl group, or a single hindered structure having a steric hindrance group on only one side of the phenolic hydroxyl group. Ethyl, propyl, butyl and any of their isomers can be preferably used.
  • At least one phenol site is preferably present at the terminal end of the molecule, and it is also preferred that there are two or more phenol sites.
  • the hindered phenol compound used in the present invention is characterized by having at least one amide bond in its molecular structure. Bonding is preferred. Also, the number of amide bonds contained in the molecule may be two bisamides, three trisamides, or more. Any one having a straight-chain or branched structure can be preferably used. When there are 2 or more, the number of carbon atoms contained between the amide groups is preferably in the range of 2-50, more preferably 2-30, still more preferably 2-20. If the number of carbon atoms is too small, the compatibility with the resin is lowered and the melting point of the drug itself becomes high, making handling difficult.
  • the hindered phenol compound having an amide bond used in the present invention preferably has a melting point in the range of 60°C to 300°C, more preferably 80°C to 280°C, and most preferably 100°C to 250°C. °C. If the melting point is too low, stickiness and dissipation may easily occur, and if it is too high, workability may be poor.
  • the thermal decomposition temperature is preferably 150° C. or higher, more preferably 200° C. or higher, still more preferably 250° C. or higher, and particularly preferably 300° C. or higher. If the thermal decomposition temperature is low, there may be restrictions on molding processing conditions and usage environments.
  • the hindered phenol compound having an amide bond used in the present invention may be self-synthesized, obtained as a reagent, or obtained as an industrial raw material, and may be a single compound or a mixture.
  • N,N'-bis-3-(3'5'di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionylhexamethylenediamine can be exemplified as one of the compounds available as commercial reagents or industrial raw materials. .
  • Irganox (registered trademark) 1098 manufactured by BASF Japan Ltd.
  • is sold as an antioxidant for nitrogen-containing polar resins such as polyamide, nylon, and polyurethane.
  • the content of the hindered phenol compound having an amide bond is preferably 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 3%, relative to the content of the polyolefin resin of 90% by mass or more. % by mass is more preferred, and 0.3 to 1.5% by mass is particularly preferred.
  • the ratio of hindered phenol having an amide bond contained in the polyolefin resin is Point.
  • the electret contains a resin other than polyolefin, it can be distinguished because the resin other than polyolefin dissolves in solvents and acid bases and has different dyeability, and quantitative methods such as DSC and NMR Even polyolefin resin can be distinguished. If the content is less than 0.1% by mass, the amount of charge is low, resulting in deterioration in filtration characteristics.
  • the electret in the present invention is characterized by containing a nitrogen-containing compound in addition to the above hindered phenol compound having an amide bond in a polyolefin resin.
  • a hindered phenol compound having an amide bond and a nitrogen-containing compound are clearly distinguished.
  • the electret of the present invention preferably has a nitrogen-containing compound content of 0.1 to 5% by mass, preferably 0.5 to 3%, with respect to a polyolefin resin content of 90% by mass or more. % by weight is more preferred, and 0.75 to 1.5% by weight is most preferred.
  • % by weight is more preferred, and 0.75 to 1.5% by weight is most preferred.
  • the electret contains a resin other than polyolefin, it can be distinguished because the resin other than polyolefin dissolves in solvents and acid bases and has different dyeability, and quantitative methods such as DSC and NMR Even polyolefin resin can be distinguished. If the content of the nitrogen-containing compound is less than 0.1 parts by mass, the amount of charge is low, resulting in deterioration in filtration characteristics. is lost.
  • the nitrogen-containing compound is not particularly limited as long as the desired properties described above can be obtained, but it is preferably a hindered amine compound containing at least one of a 2,2,6,6-tetramethylpiperidyl structure and a triazine structure, More preferably, the hindered amine compound contains a 2,2,6,6-tetramethylpiperidine structure and a triazine structure.
  • hindered amine compound examples include, but are not limited to, poly[ ⁇ 6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino ⁇ hexamethylene ⁇ 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino ⁇ ] (Kimasorb (registered trademark) 944LD, BASF Japan) ), dimethyl succinate-1-(2-hydroxyethyl)-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidine polycondensate (Tinuvin (registered trademark) 622LD, manufactured by BASF Japan), 2-[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl]-2-butylpropanedioate bis[1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl] (tinuvin (registered trademark
  • Chimasorb (registered trademark) 944LD or Chimasorb (registered trademark) 2020FD containing a 2,2,6,6-tetramethylpiperidine structure and a triazine structure are preferable.
  • the hindered amine compound one kind is used alone. may be used, or two or more may be used together.
  • the ratio of the hindered phenol compound containing an amide bond to the other nitrogen-containing compound is not particularly limited as long as the desired properties can be obtained, but the mass ratio is preferably 50:1 to 1:50.
  • the mass ratio is more preferably 20:1 to 1:20, still more preferably 10:1 to 1:10, and particularly preferably 5:1 to 1:5.
  • the content ratio of the hindered phenol compound containing an amide bond and the other nitrogen-containing compound is not particularly limited as long as the desired properties can be obtained, but the total of both is 0.2 to 10 mass based on the polyolefin resin material. %, more preferably 0.3 to 5% by mass, still more preferably 0.4 to 4% by mass, most preferably 0.5 to 3% by mass.
  • the hindered phenol compound and hindered amine compound containing an amide bond used in the present invention need only be present at least on the surface of the electret molded body, and are applied to the surface of the molded body by solution coating, powder adhesion, solution mixing with polyolefin, and during polymerization. It can be introduced by mixing, melt mixing, or the like.
  • the melt mixing method is superior from the viewpoint of homogeneity and workability. can be used for
  • the electret of the present invention can be used in any necessary shape, such as fibrous materials, films, extruded materials, porous films, powders, surface coating layers on other materials, etc.
  • Electret functions can be used.
  • fibrous materials are particularly preferably used for filter applications.
  • the fibrous material is preferably a fiber assembly, and examples of the fiber assembly include fibrous materials such as woven and knitted fabrics, nonwoven fabrics, cotton-like materials made of long fibers or short fibers, and fibrous materials obtained from stretched films. things, etc.
  • the term "fiber aggregate" means that the electret is found to be in a fibrous form when the surface of the electret is observed with a device such as a scanning electron microscope or an optical microscope, and at least some of the fibers constituting the fiber aggregate are It refers to the state of being integrated by melting or entangling between fibers.
  • the fiber assembly is preferably a nonwoven fabric.
  • Methods for obtaining nonwoven fabrics include a method of sheeting monocomponent fibers, composite fibers such as core-sheath fibers and side-by-side fibers, and short fibers such as split fibers by carding, airlaid, wet papermaking, etc., and a spunbond method using continuous fibers. , a meltblown method, an electrospinning method, a method of sheeting using a force spinning method, and the like.
  • a nonwoven fabric obtained by a spunbond method, a meltblown method, a melt electrospinning method, or a melt force spinning method is more preferable from the viewpoint of not requiring treatment of residual solvent and spinning oil adhering to the surface, and spunbond method or meltblown.
  • nonwoven fabrics obtained by the method are particularly preferred.
  • the average fiber diameter of the fibers used in the fibrous material is preferably 0.001 to 100 ⁇ m, more preferably 0.05 to 50 ⁇ m, and 0.001 to 100 ⁇ m. It is more preferably 1 to 30 ⁇ m, particularly preferably 0.3 to 25 ⁇ m, and most preferably 0.5 to 20 ⁇ m.
  • the average fiber diameter of the fibers is larger than 100 ⁇ m, it is difficult to obtain a practical collection efficiency, and the efficiency is greatly reduced during charge decay.
  • the average fiber diameter of the fibers is smaller than 0.001 ⁇ m, it is difficult to produce an electret to which an electric charge is applied.
  • the fineness is calculated by using a scanning electron microscope, measuring the diameter of 50 fibers in the same field of view so that there is no overlapping of fibers, and calculating the geometric mean.
  • the fibrous material may be a uniform material made of a single manufacturing method and material, or a mixture of two or more materials having different manufacturing methods, materials and fiber diameters. may be
  • the electretization method in the present invention is not particularly limited as long as the desired properties can be obtained when the electret is used.
  • Liquid contact charging method is preferred, and electrets with high filtering properties can be obtained by the liquid contact charging method. More specifically, it is preferable to use a method of contacting or colliding a liquid with a fibrous material by a method such as suction, pressurization, or ejection.
  • the liquid to contact or collide in the liquid contact charging method is not particularly limited as long as the desired properties can be obtained, but water is preferable in terms of handling and performance.
  • a liquid obtained by adding subcomponents (components other than water) to water may be used instead of water, and the conductivity and pH of the liquid can be adjusted by the type and amount of the subcomponents to be added.
  • the liquid to be contacted or collided with in the liquid contact charging method preferably has a pH of 1-11, more preferably a pH of 3-9, and even more preferably a pH of 5-7.
  • the liquid to be contacted or collided with has an electrical conductivity of preferably 100 ⁇ S/cm or less, more preferably 10 ⁇ S/cm or less, and even more preferably 3 ⁇ S/cm or less.
  • a filter using the electret of the present invention is also included in the scope of the present invention.
  • the QF value described later is 1.0 mmAq-1 or more, preferably 0.11 mmAq-1 or more, more preferably 0.12 mmAq-1 or more, It is more preferably 0.13 mmAq-1 or more, most preferably 0.14 mmAq-1 or more.
  • it is particularly preferable that the above QF value is exceeded in an electret filter having an average fiber diameter of 0.5 to 5 ⁇ m produced by the melt blown method. If it is less than 1.00 mmAq@-1, particles are not sufficiently captured by the electret, resulting in insufficient performance as a filter.
  • the QF value in this specification is calculated based on the ventilation resistance and the number count value in the particle size division of 0.3 to 0.5 ⁇ m of the laser particle counter when the filter is ventilated in the thickness direction at a wind speed of 10 cm / s. .
  • the particle collection efficiency at a wind speed of 10 cm/s can be variously adjusted according to the required characteristics, but it is preferably 50% or more, more preferably 70% or more. It is more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
  • the particle collection efficiency in this specification is the number count value in the particle size division of 0.3 to 0.5 ⁇ m of the laser particle counter before and after passing through the filter when the filter is ventilated in the thickness direction at a wind speed of 10 cm / s. calculated based on
  • the ventilation resistance at a wind speed of 10 cm/s is preferably in the range of 0.05 to 50 mmAq, more preferably 0.2 to 30 mmAq, and particularly preferably 0.5 to 50 mmAq. 20 mmAq. If the ventilation resistance is too small, the performance as a filter will be insufficient, and if the ventilation resistance is too large, the advantage as an electret filter will be lost.
  • the electret and electret filter of the present invention can be used in combination with other constituent members as necessary. That is, the electret of the present invention can be used in combination with a prefilter layer, a fiber protective layer, a reinforcing member, a functional fiber layer, and the like.
  • Examples of the prefilter layer and fiber protection layer include spunbond nonwoven fabric, thermal bond nonwoven fabric, and urethane foam.
  • Examples of the reinforcing member include thermal bond nonwoven fabric and various nets.
  • Examples of functional fiber layers include antibacterial, antiviral, and colored fiber layers for identification and design purposes.
  • the electret of the present invention can be used in a wide variety of applications.
  • it can be suitably used as a filter for protecting dust masks, dustproof clothing, various air conditioning elements, air cleaners, cabin filters, and various devices.
  • Airflow resistance A sample punched to 72mm ⁇ is attached to an adapter with an effective airflow diameter of 50mm ⁇ , and pipes with an inner diameter of 50mm to which a differential pressure gauge is connected are connected vertically, ventilated in the sample thickness direction at a wind speed of 10cm/s, and squeezed. The differential pressure between the top and bottom of the sample in the absence of pressure was measured as ventilation resistance (pressure loss).
  • QF Filter Media Quality Factor
  • Example 1 With respect to 98% by mass of a polypropylene homopolymer having a melt flow rate (MFR) of 1300 g/10 minutes, 1% by mass of Irganox (registered trademark) 1098 manufactured by BASF as a hindered phenol compound containing an amide bond and containing 1% by mass of Chimassorb (registered trademark) 944 manufactured by BASF as a nitrogen compound was spun using a meltblown apparatus at a nozzle temperature of 280°C and an air temperature of 280°C to obtain a fiber sheet with a basis weight of 30 g/m2.
  • MFR melt flow rate
  • the resulting fiber sheet was charged by passing water having an electrical conductivity of 0.7 ⁇ S/cm and a pH of 6.8 from the surface layer to the back surface, and then air-dried at 25° C. to obtain an electret sheet. .
  • the properties as a filter were evaluated from air resistance and particle permeability.
  • Example 2 With respect to 98.5% by mass of a polypropylene homopolymer having a melt flow rate (MFR) of 1300 g/10 min, the content of BASF's Irganox (registered trademark) 1098 was 0.5% by mass and BASF's Chimassorb An electret sheet of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that (registered trademark) 944 was 1% by mass.
  • MFR melt flow rate
  • Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that only 1% by mass of Irganox (registered trademark) 1098 manufactured by BASF was added to 99% by mass of a polypropylene homopolymer having a melt flow rate (MFR) of 1300 g/10 minutes. to obtain an electret sheet of Comparative Example 1.
  • Irganox registered trademark
  • MFR melt flow rate
  • Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that only 1% by mass of Chimassorb (registered trademark) 944 manufactured by BASF was added to 99% by mass of polypropylene homopolymer having a melt flow rate (MFR) of 1300 g/10 minutes. to obtain an electret sheet of Comparative Example 2.
  • Chimassorb registered trademark 944 manufactured by BASF
  • Comparative Example 3 With respect to 98.5% by mass of a polypropylene homopolymer having a melt flow rate (MFR) of 1300 g/10 minutes, 1% by mass of Chimassorb (registered trademark) 944 manufactured by BASF and Irganox (registered trademark) are added as additives.
  • An electret sheet of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.5% by mass of ) 1010 (a hindered phenol compound containing no amide bond) was added.
  • Table 1 shows the evaluation measurement values of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1-3.
  • Example 1 In the table, in order to facilitate comparison of filtration characteristics, the natural logarithm (Ln) value of the transmittance and the Ln (transmittance) ratio (Example 1 is set to 1), which is the numerical ratio with Example 1, QF value The calculated QF ratio (Example 1 is set to 1), which is a numerical ratio of , is described.
  • both the QF ratio and the Ln (transmittance) ratio show that the electrets containing the hindered phenol compounds containing amide bonds in Examples 1 and 2 exhibit high trapping performance. I know you are showing. Furthermore, the average fiber diameter of each example is equal to or larger than that of the comparative example, indicating that the amount of charge and the charge density are large. That is, by electretizing a nonwoven fabric sheet containing a hindered phenol compound containing an amide bond and a nitrogen-containing compound, it is possible to obtain a high charge amount and charge density, and excellent filtration properties.
  • the electret of the present invention is excellent in charge amount and charge density, and can be suitably used for filter applications such as dust-proof clothing, dust-proof masks, and air cleaners.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

本発明のエレクトレットは、ポリオレフィン樹脂９０質量％以上、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物０．１～５質量％、及び含窒素化合物０．１～５質量％を含有する。

Description

エレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法
本発明はエレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法に関する。
従来エレクトレットと称される材料が広く用いられている。エレクトレットとは各種誘電材料を種々操作することで、継続的に外部エネルギーを与えることなしに静電力の維持及び利用が可能な一連の材料である。エレクトレットは、外部に対する静電力を利用して、マイクロホン、センサー、発電機、各種保護、分離用途に用いられる。　
上記の分離、保護用途においてはフィルム等の面状で用いるほか、多孔質材料そのものが有する分離、濾過用途などと組み合あわせて機能性を高める方法が知られている。たとえば、繊維状物を用いたフィルターは高い空隙率を持ち長寿命、低通気抵抗という利点を有しているため幅広く用いられている。これら繊維状物からなるフィルターは、さえぎり、拡散、慣性衝突などの機械的捕集機構により繊維上に粒子を捕捉するが、実用的な使用環境において捕捉する粒子の空気力学相当径が０．１～１．０μｍ程度の場合にフィルター捕集効率の極小値をもつことが知られており、その弱点を補うためのエレクトレットの静電引力を利用したエレクトレットフィルターが用いられる。　
エレクトレットフィルターの捕集効率を向上させるために、繊維状物に対して繊維状物に液体を接触又は衝突させる方法（液体接触荷電法）により繊維状物に静電電荷を付与してエレクトレットとすることが好ましいことが知られている。例えば、コストと性能とを両立したエレクトレットとして、ポリオレフィン樹脂を主成分とする樹脂にヒンダードアミン系化合物などの含窒素化合物を添加した混合物から形成された繊維状物に水などの液体と接触させることにより静電電荷を付与したエレクトレットが知られている。　
ポリオレフィン樹脂を主成分とする繊維状物に対して液体接触荷電法により帯電されたエレクトレットウェブとして以下の特許文献１～３が開示されている。特許文献１には、熱可塑性高分子材から製造される繊維を含む不織エレクトレットウェブが開示されており、前記熱可塑性高分子材は、ポリマーと、極性液体での処理によって前記繊維に生成される電荷をトラップする第１の添加剤（ａ）と、２９－５０の炭素原子を有するカルボン酸及び１個もしくは２個の第一級及び／または第二級アミノ基を有するとともに脂肪族基中に１－６の炭素原子を有する脂肪族アミンに由来する有機アミドを含む第２の添加剤（ｂ）とを含んでいる。特許文献２には、静電電荷が付与されフッ素を担持している担体に補強材が積層されたエレクトレット材料が開示されている。また、特許文献３には、熱可塑性樹脂と所定の帯電強化添加剤とを含むエレクトレットウェブが開示されている。
日本国特許第６３４６６４０号 日本国公開特許公報「特開２０１８－２０２３６９」 日本国公表特許公報「特表２０１８－５２３７６１」
エレクトレットによる外界への作用を高めるためには電荷量及び電荷密度を高めることが必要である。従来技術において、エレクトレットやエレクトレットフィルターにポリオレフィン樹脂を用いる場合、電荷量に由来する濾過特性には改善の余地がある。つまり、より高い電荷量及び電荷密度を有し、濾過性能に優れたエレクトレット及びエレクトレットフィルターが求められている。
本発明者らが鋭意検討した結果、特定の化合物を組み合わせてポリオレフィン樹脂に添加し、液体接触法により荷電することにより、高い電荷量及び電荷密度を有した優れたエレクトレット及びエレクトレットフィルターが得られることを見いだし本発明に到達した。すなわち本発明は以下の構成を有する。１．ポリオレフィン樹脂９０質量％以上、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物０．１～５質量％、及び含窒素化合物０．１～５質量％を含有する、ことを特徴とするエレクトレット。２．前記含窒素化合物がトリアジン構造を有するヒンダードアミン系化合物である、ことを特徴とする上記１に記載のエレクトレット。３．シート状物である、ことを特徴とする上記１又は２に記載のエレクトレット。４．前記シート状物はメルトブロー不織布である、ことを特徴とする上記３に記載のエレクトレット。５．液体接触により荷電されてなる、ことを特徴とする上記１～４のいずれか１に記載のエレクトレット。６．上記１～５のいずれか１のエレクトレットを用いたエレクトレットフィルター。７．ポリオレフィン樹脂９０質量％以上、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物を０．１～５質量％、及び含窒素化合物を０．１～５質量％を溶融混合する工程を含む、ことを特徴とするエレクトレットの製造方法。
本発明により、高い電荷量及び電荷密度と濾過特性とを有するエレクトレット及びエレクトレットフィルターを得ることができる。
以下、本発明に関して具体的に説明するが、本発明は下記に限定される訳ではなく前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。　
＜ポリオレフィン樹脂＞　本発明のエレクトレットは、形状の自由度及びエレクトレットの電荷安定性の観点から、疎水性かつ電気抵抗の高いポリオレフィン樹脂を用いている。ポリオレフィン樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、オクテン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、メチル－１－ペンテン、環状オレフィンなどのオレフィンの単独重合体や２種類以上の上記オレフィンからなる共重合体が挙げられる。ポリオレフィン樹脂は１種を選択して単独で使用してもよいし、２種以上を選択して組み合わせて使用してもよい。ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリメチルペンテンから選ばれる少なくとも１種が含まれることが好ましく、ポリプロピレンを含むことがより好ましい。エレクトレット１００質量部中におけるポリオレフィン樹脂の含有割合が８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましく、９５質量％以上であることがなお好ましく、９７質量％以上であることが特に好ましい。ポリオレフィン樹脂の含有割合の上限は特に限定されず、例えば９９．５質量％以下であり、９９質量％以下であることが好ましい。なお、シースコア繊維やサイドバイサイド繊維など繊維の左右や芯鞘で含有している樹脂を変えている場合には、好ましくは外表面および外部にポリオレフィン樹脂が含まれている必要がある。　
本発明に用いられるポリプロピレン樹脂においては、立体規則性度が８５％以上であることが好ましく、より好ましくは９０％以上であり、更に好ましくは９０％以上であり、特に好ましくは９５％以上である。この場合、アイソタクチック、シンジオタクチックいずれでも好ましく用いることができる。２種以上のポリプロピレンを用いる場合には、含有されるポリオレフィン中に１種以上含まれることが好ましい。　
＜アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物＞　本発明のエレクトレットは、ポリオレフィン樹脂中に、分子内に少なくとも１つのアミド結合を有するヒンダードフェノール化合物を１種以上含んでいる。所望の特性が得られるものであれば特に制限されず、前記のヒンダード構造はフェノール性水酸基の両側に立体障害基を有する両ヒンダード、一方にのみ立体障害基を有する片ヒンダードいずれでも好ましく、メチル、エチル、プロピル、ブチル及び各異性体のいずれであっても好ましく用いることができる。フェノール部位は分子末端部に少なくとも1つ存在していることが好ましく、２個以上であることも好ましい。　
本発明に用いられるヒンダードフェノール化合物は、分子構造中に少なくとも1つのアミド結合を有してなることが特徴であり、アミド結合の窒素原子、炭素原子各々の両端における結合部位は脂肪族炭素と結合していることが好ましい。また、分子中に含まれるアミド結合の数としては２個含まれるビスアミド、３個含まれるトリスアミド、それ以上であることもできる。直鎖及び分岐構造を有するものいずれも好ましく用いることができる。２以上有する場合には、アミド基からアミド基までの間に含まれる炭素数は２～５０の範囲にあることが好ましく、より好ましくは２－３０、更に好ましくは２－２０である。炭素数が少なすぎる場合には樹脂との相溶性低下や薬剤自体の高融点化のために取り扱いが困難となり、大きすぎる場合には多量の配合が必要となる。　
本発明に用いられるアミド結合を有するヒンダードフェノール化合物は、融点が６０℃から３００℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは８０℃から２８０℃の範囲であり、最も好ましくは１００℃から２５０℃である。融点が低すぎる場合にはべたつきや散逸が生じやすくに、高すぎる場合には加工性に劣る場合がある。熱分解温度としては、１５０℃以上が好ましく、より好ましくは２００℃以上であり、さらに好ましくは２５０℃以上であり、特に好ましくは３００℃以上である。熱分解温度が低い場合には成型加工条件や使用環境に制約を受ける場合がある。　
本発明に用いるアミド結合を有するヒンダードフェノール化合物に関しては、自家合成、試薬、工業原料としての入手などいずれであっても好ましく、化合物単体もしくは混合物であってもよい。市販試薬もしくは工業用原料として入手可能な化合物の一つとしてＮ，Ｎ’－ビス３－（３’５’ジ－ｔ－ブチル－４’－ヒドロキシフェニル）プロピオニルヘキサメチレンジアミンを例示することができる。例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０９８（ＢＡＳＦジャパン社製）としてポリアミド、ナイロン、ポリウレタンなどの含窒素極性樹脂における酸化防止剤用途として販売されている。しかし、本発明においては、一般的に推奨のないポリプロピレンに添加することで、ポリオレフィンのエレクトレットにおける電荷量及び濾過性能の向上に優れた特性が得られることがわかった。よって、エステル基を主体としたヒンダードフェノール系酸化防止剤の添加とは異なる特性を発現するものである。また、入手できるアミド結合を有するヒンダードフェノール化合物として、ＢＡＳＦ社製Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）ＭＤ　１０２４がある。　
本発明のエレクトレットは、ポリオレフィン樹脂の含有量が９０質量％以上に対して、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物の含有割合が０．１～５質量％であることが好ましく、０．２～３質量％であること更に好ましく、０．３～１．５質量％であることが特に好ましい。なお、エレクトレットにおいて２種類以上の繊維を混ぜている場合や一つの繊維に２種類以上の樹脂を混ぜている場合にはポリオレフィン樹脂に含まれているアミド結合を有するヒンダードフェノールの割合のことを指す。エレクトレット中にポリオレフィン以外の樹脂が含まれている場合であっても、ポリオレフィン以外の樹脂は溶媒・酸塩基に溶解したり、染色性が異なるため、判別可能であり、ＤＳＣやＮＭＲなどの定量法でもポリオレフィン樹脂を判別可能である。含有割合が０．１質量％よりも小さい場合には電荷量が低くなるため濾過特性が低下してしまい、５質量％よりも高い場合には親水性増大によりエレクトレットとしての安定性が失われる。　
本発明におけるエレクトレットは、ポリオレフィン樹脂中に、上記のアミド結合を有するヒンダードフェノール化合物に加え、含窒素化合物を含有してなることを特徴とする。本発明においては、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物と含窒素化合物とは明確に区別される。　
＜含窒素化合物
＞　本発明のエレクトレットは、ポリオレフィン樹脂の含有量が９０質量％以上に対して、含窒素化合物の含有率が０．１～５質量％であることが好ましく、０．５～３質量％であることが更に好ましく、０．７５～１．５質量％であることが最も好ましい。なお、エレクトレットにおいて２種類以上の繊維を混ぜている場合や一つの繊維に２種類以上の樹脂を混ぜている場合にはポリオレフィン樹脂に含まれている含窒素化合物の割合のことを指す。エレクトレット中にポリオレフィン以外の樹脂が含まれている場合であっても、ポリオレフィン以外の樹脂は溶媒・酸塩基に溶解したり、染色性が異なるため、判別可能であり、ＤＳＣやＮＭＲなどの定量法でもポリオレフィン樹脂を判別可能である。含窒素化合物の含有割合が０．１質量部よりも低い場合には電荷量が低くなるため濾過特性が低下してしまい、５質量％よりも高い場合には親水性増大によりエレクトレットとしての安定性が失われる。　
含窒素化合物は上述の所望の特性が得られるものであれば特に制限されないが、２，２，６，６－テトラメチルピペリジルの構造及びトリアジン構造の少なくとも一方を含むヒンダードアミン化合物であることが好ましく、ヒンダードアミン化合物は２，２，６，６－テトラメチルピペリジン構造及びトリアジン構造を含むことがより好ましい。　
ヒンダードアミン化合物としては、特に限定するわけではないが、例えば、ポリ［｛６－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）アミノ－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｝］（キマソーブ（登録商標）９４４ＬＤ、ＢＡＳＦジャパン社製）、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－４－ピペリジン重縮合物（チヌビン（登録商標）６２２ＬＤ、ＢＡＳＦジャパン社製）、２－［［３，５－ビス（１，１－ジメチルエチル）－４－ヒドロキシフェニル］メチル］－２－ブチルプロパン二酸ビス［１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジニル］（チヌビン（登録商標）１４４、ＢＡＳＦジャパン社製）、ジブチルアミン１，３，５－トリアジン・Ｎ，Ｎ－ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル－１，６－ヘキサメチレンジアミン・Ｎ－（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（キマソーブ（登録商標）２０２０ＦＤＬ、ＢＡＳＦジャパン社製）、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（チヌビン（登録商標）１５７７ＦＦ、ＢＡＳＦジャパン社製）、（ＳＡＢＯ ＳＴＡＢ（登録商標） ＵＶ１１９、ＳＡＢＯ社製）などが挙げられる。中でも、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン構造及びトリアジン構造を含むキマソーブ（登録商標）９４４ＬＤ又はキマソーブ（登録商標）２０２０ＦＤであることが好ましい。ヒンダードアミン化合物としては１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。　
アミド結合を含むヒンダードフェノール化合物とそれ以外の含窒素化合物の比率は、所望の特性が得られるものであれば特に制限されないが、５０：１～１：５０の質量比であることが好ましく、より好ましくは２０：１～１：２０であり、更に好ましくは１０：１～１：１０であり、特に好ましくは５：１～１：５の質量比である。　
アミド結合を含むヒンダードフェノール化合物とそれ以外の含窒素化合物の含有割合は所望の特性が得られるものであれば特に制限されないが、両者を合計してポリオレフィン樹脂素材に対し０．２から１０質量％含まれてなることが好ましく、より好ましくは０．３から５質量％であり、更に好ましくは０．４から４質量％であり、最も好ましくは０．５から３質量％である。　
本発明において用いられるアミド結合を含むヒンダードフェノール化合物及びヒンダードアミン化合物は少なくともエレクトレットの成型体表面に存在していればよく、成型体表面への溶液塗布、粉末付着、ポリオレフィンへの溶液混合、重合時混合、溶融混合などにより導入することができる。　
上記のうち、均質性や加工性の観点から溶融混合法が優れており、最終形状への溶融成型時に樹脂とともに直接混合する方法もしくは、予め作成された添加剤含有樹脂コンパウンドとしてそのまま、あるいは希釈して用いることができる。　
＜エレクトレットの形状＞　本発明のエレクトレットは必要とされる必要なあらゆる形状として用いることができるが、例えば繊維状物、フィルム、押出成形材、多孔膜、粉末、他材料への表面コート層などとしてエレクトレットの機能を利用することができる。このうち、フィルター用途としては繊維状物が特に好ましく用いられる。　
上記繊維状物は繊維集合体であることが好ましく、繊維集合体としては、例えば、長繊維または短繊維からなる織編物、不織布、綿状物等の繊維状物や延伸フィルムから得られる繊維状物などが挙げられる。繊維集合体とは、エレクトレットを走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡などの装置で表面観察した際に繊維状の形態であることが認められ、かつ、繊維集合体を構成する繊維同士の少なくとも一部が溶融もしくは繊維間の交絡により一体化している状態のことを指す。　
エレクトレットをフィルター用途として利用する場合は、上記繊維集合体は不織布であることが好ましい。不織布を得る方法としては、単成分繊維、芯鞘繊維やサイドバイサイド繊維といった複合繊維、分割繊維等の短繊維をカーディング、エアレイド、湿式抄紙法などによりシート化する方法、連続繊維よりなるスパンボンド法、メルトブローン法、エレクトロスピニング法、フォーススピニング法を用いてシート化する方法など、従来公知の方法を用いることが可能である。残溶剤の処理ならびに表面に付着する紡績油剤の処理などを必要としない観点からスパンボンド法、メルトブローン法、溶融エレクトロスピニング法、又は溶融フォーススピニング法で得られる不織布がより好ましく、スパンボンド法又はメルトブローン法で得られる不織布が特に好ましい。　
本発明のエレクトレットが繊維状物である場合、繊維状物に用いられる繊維の平均繊維直径は、０．００１～１００μｍであることが好ましく、０．０５～５０μｍであることがより好ましく、０．１～３０μｍであることがさらに好ましく、０．３～２５μｍであることが特に好ましく、０．５～２０μｍであることが最も好ましい。繊維の平均繊維直径が１００μｍよりも太い場合には実用的な捕集効率を得ることが困難であり、電荷減衰時の効率低下が大きい。繊維の平均繊維直径が０．００１μｍよりも細い場合には電荷を付与したエレクトレットを作製することが困難である。上記繊度は、走査型電子顕微鏡を使用し、同一視野で繊維の重複が無いように５０本の繊維径を計測し幾何平均にて算出する。　
本発明のエレクトレット材料が繊維状物である場合、繊維状物は単独の製法、素材からなる均一物であってもよく、製法、素材及び繊維径の異なる２種以上の素材を用いてなる混合物であってもよい。　
本発明におけるエレクトレット化法はエレクトレットの使用時に所望の特性が得られるものであれば特に制限されないが、本発明のエレクトレットが繊維状物である場合、繊維状物に液体を接触又は衝突させる方法（液体接触荷電法）が好ましく、液体接触荷電法により高い濾過特性を有するエレクトレットを得ることができる。より具体的には、繊維状物に吸引、加圧、噴出などの方法により液体を接触又は衝突させる方法であることが好ましい。　
液体接触荷電法において接触又は衝突させる液体は所望の特性が得られるものであれば特に制限されないが、取扱い性ならびに性能面から鑑みて水であることが好ましい。水に代えて水に副成分（水以外の成分）を添加した液体を用いてもよく、該液体の導電率及びｐＨは、添加する副成分の種類や添加量等で調整可能である。　
液体接触荷電法において接触又は衝突させる液体は、ｐＨが１～１１であることが好ましく、ｐＨが３～９であることがより好ましく、ｐＨが５～７であることがさらに好ましい。また、液体接触荷電法において接触又は衝突させる液体は、導電率が１００μＳ／ｃｍ以下であることが好ましく、１０μＳ／ｃｍ以下であることがより好ましく、３μＳ／ｃｍ以下であることがさらに好ましい。　
本発明のエレクトレットを用いたフィルターも本発明の範疇に含まれる。本発明のエレクトレットをフィルターとして用いた場合、後述するＱＦ値は１．０ｍｍＡｑ-1以上であり、０．１１ｍｍＡｑ-1以上であることが好ましく、０．１２ｍｍＡｑ-1以上であることがより好ましく、０．１３ｍｍＡｑ-1以上であることが更に好ましく、０．１４ｍｍＡｑ-1以上であることが最も好ましい。とりわけ、メルトブロー法により製造された平均繊維径０．５～５μｍのエレクトレットフィルターにて上記のＱＦ値を上回ることが特に好ましい。１．００ｍｍＡｑ-1を下回るとエレクトレットによって粒子が十分に捕捉されておらずフィルターとしての性能が不十分となる。本明細書におけるＱＦ値は風速１０ｃｍ／ｓにてフィルター厚み方向に通気させた場合における通気抵抗及びレーザーパーティクルカウンターの粒子径区分０．３～０．５μｍでの個数計数値を基に計算される。　
本発明のエレクトレットをフィルターとして用いた場合、風速１０ｃｍ／ｓにおける粒子捕集効率は必要特性に応じて種々調整することができるが、５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが特に好ましい。本明細書における粒子捕集効率は、風速１０ｃｍ／ｓにてフィルターの厚み方向に通気させた場合における、フィルター通過前後におけるレーザーパーティクルカウンターの粒子径区分０．３～０．５μｍでの個数計数値を基に計算される。　
本発明のエレクトレットをフィルターとして用いた場合、風速１０ｃｍ／ｓにおける通気抵抗は０．０５～５０ｍｍＡｑの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．２～３０ｍｍＡｑであり、特に好ましくは０．５～２０ｍｍＡｑである。通気抵抗が小さすぎる場合にはフィルターとしての性能が不十分となり、通気抵抗が大きすぎる場合にはエレクトレットフィルターとしての利点が失われる。　
＜その他＞　本発明のエレクトレット及びエレクトレットフィルターは必要に応じて他の構成部材と併用して用いることができる。すなわち、本発明のエレクトレットはプレフィルター層、繊維保護層、補強部材、機能性繊維層などと組み合わせて用いることができる。　
プレフィルター層及び繊維保護層としては、例えばスパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、発泡ウレタンなどであり、補強部材としては、例えばサーマルボンド不織布、各種ネットを例示することができる。また、機能性繊維層としては例えば抗菌、抗ウイルス及び識別や意匠を目的とした着色繊維層などを例示することができる。　
本発明のエレクトレットは幅広い用途に用いることができる。特に保護、通気、防汚、防水などを目的として、防塵マスク、防塵衣、各種空調用エレメント、空気清浄機、キャビンフィルター、各種装置の保護を目的としたフィルターとして好適に用いることができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。試験方法を下記に示す。　（１）通気抵抗　７２ｍｍφに打ち抜いたサンプルを有効通気径５０ｍｍφアダプターに装着し、微差圧計を接続した内径５０ｍｍの配管を上下に連結、サンプル厚さ方向に風速１０ｃｍ／ｓにて通風し、絞りの無い状態でのサンプル上下の差圧を通気抵抗（圧力損失）として計測した。　
（２）粒子捕集効率・粒子透過率　７２ｍｍφに打ち抜いたサンプルを有効通気径５０ｍｍφのアダプターに装着
し、サンプル厚さ方向に風速１０ｃｍ／ｓにて通風し、光散乱式粒子計数装置リオン社製ＫＣ－０１Ｅを用いて以下の方法にて粒子捕集効率を計測した。　　　評価粒子：大気塵粒子　　　風速　　：１０ｃｍ／ｓ　　　粒子捕集効率[％]＝（１－（サンプル透過後の粒径０．３～０．５μｍの粒子個数濃度÷サンプル透過前の粒径０．３～０．５μｍの粒子個数濃度））×１００　　　粒子透過率＝（サンプル透過後の粒径０．３～０．５μｍの粒子個数濃度÷サンプル透過前の粒径０．３～０．５μｍの粒子個数濃度）　
（３）濾材品質係数（ＱＦ）　上記（２）で測定した通気抵抗及び上記（３）で測定した粒子透過率の値を用いて、以下の式よりＱＦ値を求めた。　　　ＱＦ[ｍｍＡｑ-1]＝－[ｌｎ（１－（粒子捕集効率（％）／１００））］／[通気抵抗（ｍｍＡｑ）]　
（４）目付　直径７２ｍｍΦの試料を３点採取して、各試料の重量を測定し、得られた値を単位面積当たりに換算後、それらの算術平均値の小数点第１位以下を四捨五入して求めた。　（５）平均繊維径　シート試料の任意の場所５点を選び、電子顕微鏡を用いて単繊維の直径をｎ＝２０で測定し、算術平均にて平均繊維径を求めた。　
＜実施例１＞　メルトフローレート（ＭＦＲ）１３００ｇ／１０分のポリプロピレンホモポリマー９８質量％に対し、アミド結合を含むヒンダードフェノール化合物としてＢＡＳＦ社製Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０９８を１質量％、及び含窒素化合物としてＢＡＳＦ社製Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）９４４を１質量％添加したものを、メルトブローン装置を用い、ノズル温度２８０℃、空気温度２８０℃にて紡糸し目付３０ｇ／ｍ２の繊維シートを得た。得られた繊維シートに対して、電気伝導度０．７μＳ／ｃｍ、ｐＨ６．８の水を表層から背面に通過させることで荷電を行った後に２５℃にて風乾することでエレクトレットシートを得た。通気抵抗及び粒子透過率よりフィルターとしての特性を評価した。　
＜実施例２＞　メルトフローレート（ＭＦＲ）１３００ｇ／１０分のポリプロピレンホモポリマー９８．５質量％に対し、ＢＡＳＦ社製Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０９８の含有割合を０．５質量％及びＢＡＳＦ社製Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）９４４を１質量％とした他は実施例１と同様にてして実施例２のエレクトレットシートを得た。　
＜比較例１＞　メルトフローレート（ＭＦＲ）１３００ｇ／１０分のポリプロピレンホモポリマー９９質量％に対し、ＢＡＳＦ社製Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０９８を１質量％のみを添加した他は実施例１と同様にして比較例１のエレクトレットシートを得た。　
＜比較例２＞　メルトフローレート（ＭＦＲ）１３００ｇ／１０分のポリプロピレンホモポリマー９９質量％に対し、ＢＡＳＦ社製Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）９４４を１質量％のみを添加した他は実施例１と同様にして比較例２のエレクトレットシートを得た。　
＜比較例３＞　メルトフローレート（ＭＦＲ）１３００ｇ／１０分のポリプロピレンホモポリマー９８．５質量％に対し、添加物に、ＢＡＳＦ社製Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）９４４を１質量％、及びＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０１０（アミド結合を含まないヒンダードフェノール化合物）を０．５質量％添加した他は実施例１と同様にして比較例３のエレクトレットシートを得た。　
実施例１及び２並びに比較例１～３の評価計測値を表１に示す。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表には、濾過特性を比較しやすくするため、透過率の自然対数（Ｌｎ）値及び実施例１との数値比であるＬｎ（透過率）比（実施例１を１とする）、ＱＦ値の数値比であるＱＦ比（実施例１を１とする）を算出したものを記載している。　
実施例１及び２並びに比較例１～３の結果より、ＱＦ比、Ｌｎ(透過率)比ともに、実施例１及び２のアミド結合を含むヒンダードフェノール化合物を含有するエレクトレットが高い捕集性能を示していることがわかる。さらに、平均繊維径においても各実施例は比較例と同等もしくは大であることから、電荷量及び電荷密度が大であることがわかる。すなわち、アミド結合を含むヒンダードフェノール化合物と含窒素化合物を含む不織布シートをエレクトレット化させることにより、高い電荷量及び電荷密度であり、濾過特性に優れることがわかる。
本発明のエレクトレットは電荷量及び電荷密度に優れ、例えば、防塵衣、防塵マスク、空気清浄機等のフィルター用途として好適に用いることができる。 

Claims (7)

  1. ポリオレフィン樹脂９０質量％以上、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物を０．１～５質量％、及び含窒素化合物を０．１～５質量％を含有する、ことを特徴とするエレクトレット。
  2. 前記含窒素化合物はトリアジン構造を有するヒンダードアミン系化合物である、ことを特徴とする請求項１に記載のエレクトレット。
  3. シート状物である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレクトレット。
  4. 前記シート状物はメルトブロー不織布である、ことを特徴とする請求項３に記載のエレクトレット。
  5. 液体接触により荷電されてなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレクトレット。
  6. 請求項１又は２に記載のエレクトレットを用いたエレクトレットフィルター。
  7. ポリオレフィン樹脂９０質量％以上、アミド結合を有するヒンダードフェノール化合物を０．１～５質量％、及び含窒素化合物を０．１～５質量％を溶融混合する工程を含む、ことを特徴とするエレクトレットの製造方法。 
PCT/JP2022/040002 2021-10-29 2022-10-26 エレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法 WO2023074758A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-177988 2021-10-29
JP2021177988 2021-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023074758A1 true WO2023074758A1 (ja) 2023-05-04

Family

ID=86158053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/040002 WO2023074758A1 (ja) 2021-10-29 2022-10-26 エレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023074758A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01287914A (ja) * 1988-05-13 1989-11-20 Toray Ind Inc エレクトレット材料
JPH05190389A (ja) * 1992-01-08 1993-07-30 Toray Ind Inc 抗菌性エレクトレット材料
JP2005029944A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Japan Vilene Co Ltd エレクトレット体の製造方法及び帯電装置
JP2009533505A (ja) * 2006-04-11 2009-09-17 チバ ホールディング インコーポレーテッド エレクトレット材
JP2011522137A (ja) * 2008-06-02 2011-07-28 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ゼータ電位に基づくエレクトレット物品の作製方法
JP2017094250A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 東洋紡株式会社 エレクトレット濾材、それを用いたフィルター、およびエレクトレット濾材の製造方法
JP6346640B2 (ja) * 2010-08-23 2018-06-20 フィテサ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング エレクトレット特性を有する不織ウェブ及び繊維、その製造方法並びにその使用
JP2018095974A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 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
JP2018202369A (ja) * 2017-06-09 2018-12-27 東洋紡株式会社 エレクトレット材料およびそれを用いたフィルター、並びにエレクトレットフィルターの製造方法
CN111849133A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 江苏科奕莱新材料科技有限公司 非化学降解法制备的适用于熔喷加工的高流动性聚酯材料

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01287914A (ja) * 1988-05-13 1989-11-20 Toray Ind Inc エレクトレット材料
JPH05190389A (ja) * 1992-01-08 1993-07-30 Toray Ind Inc 抗菌性エレクトレット材料
JP2005029944A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Japan Vilene Co Ltd エレクトレット体の製造方法及び帯電装置
JP2009533505A (ja) * 2006-04-11 2009-09-17 チバ ホールディング インコーポレーテッド エレクトレット材
JP2011522137A (ja) * 2008-06-02 2011-07-28 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ゼータ電位に基づくエレクトレット物品の作製方法
JP6346640B2 (ja) * 2010-08-23 2018-06-20 フィテサ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング エレクトレット特性を有する不織ウェブ及び繊維、その製造方法並びにその使用
JP2017094250A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 東洋紡株式会社 エレクトレット濾材、それを用いたフィルター、およびエレクトレット濾材の製造方法
JP2018095974A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 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
JP2018202369A (ja) * 2017-06-09 2018-12-27 東洋紡株式会社 エレクトレット材料およびそれを用いたフィルター、並びにエレクトレットフィルターの製造方法
CN111849133A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 江苏科奕莱新材料科技有限公司 非化学降解法制备的适用于熔喷加工的高流动性聚酯材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9815068B2 (en) Electret webs with charge-enhancing additives
KR101411771B1 (ko) 차량 객실부 공기 필터 장치
DK2609238T3 (en) WOVEN COAT AND FIBER WITH ELECTRICAL CHARACTERISTICS, PROCEDURES FOR MANUFACTURING THERE AND THEIR USE
KR101975428B1 (ko) 혼섬 장섬유 부직포
KR101997482B1 (ko) 혼섬 부직포와 이것을 사용해서 이루어지는 여재
WO2018105546A1 (ja) エレクトレット繊維シート
JP2013034941A (ja) 耐油性フィルター
KR20100015854A (ko) 여과재 및 필터 유닛
KR101126310B1 (ko) 나노 웹에 의한 정전부직포의 제조방법
WO2023074758A1 (ja) エレクトレット、エレクトレットフィルター、及びエレクトレットの製造方法
KR20220049530A (ko) 일렉트릿 및 그것을 사용한 필터
JP6427922B2 (ja) 混繊不織布
JP2019166513A (ja) 集塵脱臭濾材及び集塵脱臭フィルター
WO2023190089A1 (ja) エレクトレット、及びエレクトレットフィルター
JP7047593B2 (ja) 湿式不織布
WO2023210759A1 (ja) エレクトレット及びエレクトレットフィルター
KR101024091B1 (ko) 장섬유 스펀본드 부직포 및 이의 제조방법
JP7494854B2 (ja) エレクトレット
WO2023063299A1 (ja) エレクトレット材料、エレクトレットフィルター、及びエレクトレット材料の製造方法
KR20150079118A (ko) 에어필터 및 그 제조방법
KR102192995B1 (ko) 에어필터 및 그 제조방법
KR20110131670A (ko) 난연성 및 온도 저항성이 강화된 멜트블로운 정전 부직포 제조방법
KR102281271B1 (ko) 저차압 여재
JP2018071018A (ja) エレクトレット繊維シート
EP4243958A1 (en) Filter medium comprising a nonwoven electret

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023519951

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22887083

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1