JPH0576167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、高いトラツプ電荷量を有していて、
長時間にわたりエレクトレツト性能が安定で、ま
た成形性にも優れているエレクトレツト材料とそ
の製造方法に関し、特に、たとえば、該エレクト
レツト材料がメルトブロー不織布の場合には、メ
ルトブロー紡糸性が非常に良好にされてなる点に
特徴を有するエレクトレツト材料およびその製造
方法に関するものである。 ［従来技術］ 従来、高分子重合体をエレクトレツト化する方
法としては、静電気ハンドブツク（オーム社昭和
56年５月30日発行）の第155ページや、特開昭61
−289177号公報などに述べられている各種の方法
が知られているが、いずれの方法も結果的には、
高分子重合体よりなるシート構成物内に電子の注
入、イオンの移動、双極子の配向などを生ぜしめ
ることで分極し、該シートに電荷を付与するとい
うものである。 一方、特に高いエレクトレツト化効果を得るた
めのエレクトレツト化技術の一つとして、高分子
重合体に配合物を添加しエレクトレツト化効果を
持たせエレクトレツト材料とすることが提案さ
れ、たとえば、特開昭60−196922号公報に記載さ
れた方法等がある。 しかし、ポリプロピレンに樹脂酸金属塩を配合
しコロナ処理を行なうという上記公報に記載され
た方法では、トラツプ電荷量はある程度増し、エ
レクトレツト化効果の向上は認められるものの、
それだけでは十分なエレクトレツト材料として使
用できるレベルでなかつた。 また、メルトブロー不織布からなるエレクトレ
ツト材料の提供する場合、その紡糸原理上、ノズ
ル部の溶融粘度は、30ポイズから150ポイズ程度
とする必要があり、低粘度ポリマを使用すること
あるいは高温で紡糸することが必要であつた。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、かかる従来品の有する欠点を
解消したエレクトレツト材料およびその製造方法
を提供することにあり、すなわち、高いトラツプ
電荷量を有していて、長時間にわたりエレクトレ
ツト性能が安定で、また成形性に優れ、特にメル
トブロー紡糸性が容易にされているエレクトレツ
ト材料とその製造方法を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成する本発明のエレクトレツ
ト材料は、ポリプロピレン100重量部に対し極性
基を含まない石油樹脂を、５〜70重量部配合した
ポリプロピレン成型体よりなるエレクトレツト材
料である。 また、本発明のエレクトレツト材料の製造方法
は、ポリプロピレン100重量部に対し極性基を含
まない石油樹脂を、５〜70重量部配合したポリプ
ロピレン成形体とした後、該成形体をエレクトレ
ツト処理することを特徴とするエレクトレツト材
料の製造方法である。 ［作用］ 以下に本発明について詳細に説明する。 高分子重合体をエレクトレツト化する方法とし
て、本発明者らは高分子重合体組成に関して種々
研究を続けるうちに、ポリプロピレン100重量部
に対して、極性基を含まない石油樹脂を５〜70重
量部配合したポリプロピレン樹脂を用いてポリプ
ロピレン成形体とした後、該成形体をエレクトレ
ツト化処理することで、成形性が良好であつてか
つ高レベルなエレクトレツト材料が得られること
を見出した。 本発明に用いられるポリプロピレンは、いかな
るものでもよいが、望ましくは、Mw（重量平均
分子量）／Mn（数平均分子量）比で示される分
子量分布がシヤープであることがエレクトレツト
化効果を高くする上で好ましく、具体的には、該
Mw／Mn比が5.5以下のものを用いるのがよい。
更に好ましくは、４以下のものを用いるのがよ
い。 かかる分子量分布をシヤープにする方法として
は、ポリプロピレンに、 (1) ラジカル発生剤を混合して減成する方法、 (2) 熱減成する方法、 (3) 混練して減成する方法、 (4) 放射線を照射して減成する方法、 などがあり、この中でも最も効果的な方法は、本
発明者らの知見によれば、ポリプロピレンパウダ
ーにラジカル発生剤、熱安定剤などを混合して押
出し機中で減成する方法であるが、特にこの方法
だけに限定されるものではない。 なお、上記方法の場合、ラジカル発生剤として
は、各種の過酸化物、ジアゾ化合物、錫化合物な
どを用いることができ、混合割合は、その種類、
減成温度、減成時間、他に混合される配合剤など
に応じて適宜変えるべきものであるが、一般的に
はポリプロピレンに対し、0.0005重量部〜0.5重
量部とするのがよいものである。 本発明の材料を構成する物質の一部として用い
られる極性基を含まない石油樹脂とは、水酸基、
カルボキシル基、ハロゲン基、スルホン基など、
あるいはそれらの変成体からなる極性基を有さな
い石油樹脂、すなわち石油系不飽和炭化水素を直
接原料とするシクロペンタジエン系、あるいは高
級オレフイン系炭化水素を主原料とする樹脂のこ
とを言うものである。該石油樹脂は、そのガラス
転移温度Tgが50゜以上のものを用いるのが本発明
にとつて好ましい。さらに該石油樹脂に水素を付
加させ、その水添率を80％以上、好ましくは95％
以上とした水添石油樹脂を用いるのが本発明の場
合、特に好ましい。 本発明に用いられ得る代表的な該樹脂として
は、たとえば、下記で示す化合物を主成分とする
水添脂環族石油樹脂がある。

【化】 上述の石油樹脂は、本発明者らの知見によれ
ば、ポリプロピレン100重量部に対して５〜70重
量部の範囲で配合することが重要であり、５重量
部未満ではエレクトレツト化の向上効果が十分で
なく、また、紡糸温度を低温化する作用が少なく
好ましくない。 また、70重量部を超える場合は、ポリプロピレ
ンの持つ良好な紡糸性が損われること、またプロ
ピレン成形体が脆くなる傾向にあるため好ましく
ない。 本発明においては、さらに、ポリプロピレン樹
脂としてポリプロピレン100重量部に対してヒン
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、フエノール
系、硫黄系、燐系の安定剤のうち少なくとも１種
を0.01重量部以上で２重量部以下配合させたもの
を用いるのがよい。 たとえば、これらの安定剤の一例としては、ヒ
ンダードアミン系のものの場合、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｝］、
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、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）などを用いることがで
き、また、含窒素ヒンダードフエノール系のもの
では、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３
−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）イソ
シアヌル酸、あるいは１，３，５−トリス（３，
５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）
イソシアヌル酸などが用いることができる。 また、金属塩ヒンダードフエノール系のもので
は、３，５−ジ−ｔブチル−４−ヒドロキシ−ベ
ンジル−モノ−エチル−ホスホネートのカルシウ
ム塩、３，５−ジ−ｔブチル−４−ヒドロキシ−
ベンジル−モノ−エチル−ホスホネートのニツケ
ル塩、あるいは同上化合物のマグネシウム塩など
を用いることができる。 また、フエノール系のものでは、１，３，５−
トリメチル−２，５，６−トリス（３，５−ジ−
ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼ
ン、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，
５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフエニル）
プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−
ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフエニル）プロ
ピオネートなどを用いることができる。 また、硫黄系のものとしては、ジステアリルチ
オジプロピオネート、ジラウリルチオジプロピル
ネートなどを用いることができる。 本発明者らの知見によれば、これら安定剤のう
ち一種または複数種がポリプロピレン中に配合さ
れることでエレツクトレツト化の効果が一層向上
する。さらに紫外線吸収剤（たとえば、ベンゾト
リアゾール系）などを併用し配合してもよい。 また、これら安定剤はポリプロピレンをペレツ
ト化する段階で添加してもよい。上述の安定剤の
配合割合は、好ましくは0.02重量部〜0.7重量部、
さらに好ましくは0.05重量部〜0.5重量部である。 本発明において、さらにポリプロピレン樹脂に
対してポリエステル系、ポリオレフイン系、ポリ
カーボネート系、ポリスチレン系などのホモポリ
マ、コポリマなどの熱可塑性樹脂が配合されてい
てもよい。その配合量は多くとも20重量部ぐらい
までとするのがよい。該熱可塑性樹脂は、ポリプ
ロピレンと相溶性の良いほうが望ましく、また成
形時のポリマの溶融粘度がポリプロピレンの溶融
粘度に近いものを選ぶことが好ましい。 配合量が多くなると、トラツプ電荷量の低下、
成形の不安定化をもたらすので、好ましくは10重
量部以下、さらに好ましくは５重量部以下がよ
い。 本発明のエレクトレツト材料において、その形
態は、シート状物、フイルム状物、繊維状物、パ
イプ状物、多数の繊維状物よりなる複合シート状
物など各種の形態をとり得るものであり、本発明
においてはいずれの形態でも高いエレクトレツト
の効果を示すが、繊維状物よりなるもの、特に極
細繊維状物よりなるシート状物（たとえば、平均
繊度0.1デニール以下のメルトブロー不織布など）
は非常に好ましい例である。 たとえば、繊維状物よりなるエレクトレツトシ
ート状物を過材として使用する場合には、熱刺
激脱分極電流からのトラツプ電荷量が2.0×10^-10
クーロン／cm²程度以上であるエレクトレツト材料
を用いるのが望ましく、特に望ましくは5.0×
10^-10クーロン／cm²以上のエレクトレツト材料を
用いるが好ましいといわれているが、たとえば、
１例として、平均繊度0.03デニール、目付20ｇ／
m²のメルトブロー不織布による本発明のエレクト
レツト材料は、概して5.0×10^-10クーロン／cm²以
上という高性能を示すものであり、非常に高いレ
ベルであつて、本発明によれば、該過剤分野な
どにおいて従来品に比べてより一層の高性能が図
れる材料の提供が可能である。 ［実施例］ 以下に実施例にしたがい、本発明を説明する。 なお、下記実施例において、熱刺激脱分極電流
からのトラツプ電荷量の測定は次の通りである。 すなわち、熱刺激脱分極電流からのトラツプ電
荷量の測定方法は、第２図の模式図で示すように
温度コントロール装置５を有する加熱槽６の中に
設置したエレクトレツト材料４ａの両面を電極
７，８で強くはさんで、この電極と高感度電流計
９を接続して測定する。 すなわち、加熱槽を一定昇温速度、たとえば、
室温から融点付近まで５℃／分で昇温すると、ト
ラツプされた電荷が脱分極して電流が流れる。こ
の電流をデーター処理装置１０を経てレコーダー
１１に記録すると、種々の温度領域に対する脱分
極した電流曲線が得られる。 この電流曲線の面積を測定試料の面積で割つた
商（単位：クローン／cm²）をトラツプ電荷量とい
う。 この測定で、トラツプ電荷量サイド高温に位置
するほどエレクトレツトは安定であり、また、ト
ラツプ電荷量が多いとエレクトレツト効果が高い
ものである。 実施例１、実施例２および比較例 ポリプロピレン100重量部に対し、ベース安定
剤として、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾ
ールを0.03重量部を配合し、かつハロゲン捕捉剤
としてステアリン酸カルシウム0.1重量部配合し
たポリプロピレンパウダーに、安定剤として、ペ
ンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−
ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフエニル）プロ
ピオネート］を0.1重量部配合し、ラジカル発生
剤を混合して減成する方法でMIが28で、Mw／
Mnが5.4のペレツトを作成した。 これに、水添脂環族石油樹脂を50重量部を均一
に配合した場合と、30重量部を均一に配合した場
合の２つの場合（前者が実施例１、後者が実施例
２）と、該水添脂環族石油樹脂を配合しない場合
（比較例）について、メルトブロー方法により、
目付30ｇ／m²、平均繊維径がほぼ0.03デニールに
なるようにメルトブロー紡糸して不織布シートを
得た。 このときの紡糸成形温度は、該水添脂環族石油
樹脂をブレンドしない場合に比べ、50重量部配合
した場合で18℃、30重量部配合した場合で12℃成
形温度を低く設定でき、安定剤の消費量の減少、
紡糸雰囲気の低温化が図れ、良好に紡糸を行なう
ことができた。 このシートに第１図の装置によりエレクトレツ
ト加工を施した。同図において、１は針状電極、
２はアース電極、３は半導電性を有するシート、
４は不織布シートであり、加工条件は、温度が25
℃で湿度が65％雰囲気で、針状電極１と不織布シ
ート４との距離を５cmとし、印加電圧を−40Kv、
印加時間10秒でエレクトレツト加工を施した。 エレクトレツト加工された３種の不織布シート
４のエレクトレツトレベルを、それぞれ熱刺激脱
分極電流から求めた結果は、第１表の通りであ
る。

【表】 かかる第１表から、比較例１に比べ、実施例
１、２の場合はトラツプ電荷量で調べたエレクト
レツト化効果が非常に高く、エレクトレツト材料
として非常に高性能で優れていることがわかる。 ［発明の効果］ 本発明のエレクトレツト材料およびその製造方
法によれば、上述のごとく、高いトラツプ電荷量
を有し得て、長時間にわたり安定でかつ成形性に
優れたエレクトレツト材料およびその製造方法が
提供されるものである。 したがつて、そのエレクトレツト性能により、
各種フイルター材料だけでなく、一般フイルタ
ー、ワイパー材料、吸着材料、マスク部材、防塵
衣部材などにも最適であり、広汎な用途に用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エレクトレツト加工方法の１例を説
明するものであり、特に、実施例中で採用した方
法を説明する概略側面図である。第２図は、熱刺
激脱分極電流からのトラツプ電荷量の測定方法を
説明する概略図である。 １…針状電極、１…針状電極、２…アース電
極、３…半導電性を有するシート、４…不織布シ
ート、４ａ…エレクトレツト材料、５…温度コン
トロール装置、６…加熱槽、７…電極、８…電
極、９…高感度電流計、１０…データー処理装
置、１１…レコーダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリプロピレン100重量部に対して極性基を
   含まない石油樹脂を５〜70重量部配合したポリプ
   ロピレン成形体よりなることを特徴とするエレク
   トレツト材料。 ２ 成形体が、メルトブロー不織布であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエレクト
   レツト材料。 ３ ポリプロピレン100重量部に対して極性基を
   含まない石油樹脂を５〜70重量部配合したポリプ
   ロピレン樹脂を用いてポリプロピレン成形体とし
   た後、該ポリプロピレン成形体をエレクトレツト
   化処理に供することを特徴とするエレクトレツト
   材料の製造方法。 ４ ポリプロピレン樹脂として、ポリプロピレン
   100重量部に対して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、フエノール系、あるいは硫黄系の安定
   剤のうち少なくとも１種または複数種を0.01重量
   部以上で２重量部以下配合されているものを用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   エレクトレツト材料の製造方法。 ５ 成形体が、メルトブロー不織布であることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項または第４項記
   載のエレクトレツト材料の製造方法。