JP2018202369A - Electret material, filter using the same, and manufacturing method of electret filter - Google Patents
Electret material, filter using the same, and manufacturing method of electret filter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018202369A JP2018202369A JP2017114228A JP2017114228A JP2018202369A JP 2018202369 A JP2018202369 A JP 2018202369A JP 2017114228 A JP2017114228 A JP 2017114228A JP 2017114228 A JP2017114228 A JP 2017114228A JP 2018202369 A JP2018202369 A JP 2018202369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier
- electret
- polytetrafluoroethylene
- electret material
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Description
本発明はエレクトレット材料およびそれを用いたフィルター等に関する。 The present invention relates to an electret material and a filter using the same.
従来、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、防塵マスク等において集塵、保護、通気などを目的とし、多孔質フィルターが用いられている。 Conventionally, porous filters have been used for dust collection, protection, ventilation, etc. in various air conditioning elements, air purifiers, cabin filters, various devices, dust masks and the like.
多孔質フィルターのうち、繊維状物からなるフィルターは高い空隙率を有し、長寿命、低通気抵抗という利点を備えており、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取ることが知られている。 Among porous filters, a filter made of a fibrous material has a high porosity, has advantages of long life and low ventilation resistance, and is widely used. These fibrous filters capture particles on the fiber by a mechanical collection mechanism such as interception, diffusion, inertial collision, etc., but the equivalent aerodynamic diameter of the captured particles in a practical use environment is 0.1. It is known that a minimum value of the filter collection efficiency is taken in the case of about ˜1.0 μm.
上記の極小値におけるフィルター捕集効率を向上させるため、電気的な引力を併用する方法がある。たとえば、被捕集粒子に電荷を与える方法、またはフィルターに電荷を与える方法、さらには両者の組み合わせが用いられる。フィルターに電荷を与える方法としては、電極間にフィルターを配置し通風時に誘電分極させる方法や絶縁材料に長寿命の静電電荷を付与する方法が知られており、特に後者の手法は外部電源などのエネルギーを必要としないため、エレクトレットフィルターとして幅広く用いられている。 In order to improve the filter collection efficiency at the above-mentioned minimum value, there is a method of using an electric attractive force together. For example, a method of applying charge to the particles to be collected, a method of applying charge to the filter, or a combination of both is used. There are known methods for applying electric charge to the filter, such as a method in which a filter is arranged between the electrodes and dielectric polarization is performed during ventilation, and a method in which an insulating material is provided with a long-life electrostatic charge. Therefore, it is widely used as an electret filter.
エレクトレットフィルターには、初期捕集効率を高めるため、またフィルター加工や保管時における静電電荷の減衰による性能低下を抑制するため、エレクトレット化が可能で耐湿安定性および耐熱安定性に優れたエレクトレット濾材が用いられる。 The electret filter is electret filter media that can be electretized and has excellent moisture and heat resistance stability in order to increase the initial collection efficiency and to suppress performance degradation due to attenuation of electrostatic charge during filter processing and storage. Is used.
エレクトレット濾材の耐熱安定性を高めるために、各種添加剤を添加する方法が開示されている（特許文献１参照）。また、フィルターの静電電荷量を向上させ、初期捕集効率を向上させるために、静電電荷強化添加剤を混合した不織布と液体とを接触させることで、電荷量を高める方法が知られている（特許文献２参照）。 In order to improve the heat resistance stability of electret filter media, a method of adding various additives has been disclosed (see Patent Document 1). In addition, in order to improve the electrostatic charge amount of the filter and improve the initial collection efficiency, a method of increasing the charge amount by bringing the nonwoven fabric mixed with the electrostatic charge enhancing additive into contact with the liquid is known. (See Patent Document 2).
しかしながら、静電電荷強化添加剤を混合した場合には、エレクトレット濾材の表面張力が増加し、とりわけ表面張力の小さなオイルミストや有機溶媒と接触した場合には、繊維表面が被覆されることで電荷の消失が著しく促進されるという問題があることを、発明者等は確認した。 However, when the electrostatic charge enhancing additive is mixed, the surface tension of the electret filter medium increases, and especially when it comes into contact with oil mist or organic solvent having a low surface tension, the surface of the fiber is covered to charge. The inventors have confirmed that there is a problem that the disappearance of is significantly accelerated.
すなわち、従来のエレクトレットフィルターは、各種鉱油、植物油、ポリαオレフィン（ＰＡＯ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）およびタバコ煙などに代表されるオイルミストや、エタノール、２−プロパノール（ＩＰＡ）などの有機溶媒の接触に対しては材料特性として十分な撥油性を示さない。そのため、初期捕集効率は高いものの、オイルミストや有機溶媒の接触における耐久性が乏しく、平均捕集効率が低下するという問題がある。 That is, the conventional electret filter is composed of various mineral oils, vegetable oils, poly α olefins (PAO), dioctyl phthalate (DOP), and organic solvents such as ethanol and 2-propanol (IPA) such as cigarette smoke. The material does not exhibit sufficient oil repellency as a material property against the contact of. Therefore, although the initial collection efficiency is high, there is a problem that durability in contact with an oil mist or an organic solvent is poor and the average collection efficiency is lowered.
また、従来のエレクトレット濾材は、それ自体の強度が弱いため、強度の高い補強材を積層し製品化されていることが多い。ここで、特に空気清浄機に用いられているような、フィルターエレメント内に折り込まれる濾材量が多い、すなわちプリーツのピッチが小さいものは、タバコ煙などのオイルミストと接触させた際、補強材の強度が劣化する。そのため、十分な強度が得られず、濾材同士が密着して通気抵抗が大幅に上昇するといった問題がある。 Moreover, since the conventional electret filter medium is weak in itself, it is often produced by laminating high-strength reinforcing materials. Here, a large amount of the filter medium that is folded into the filter element, that is, that is used in an air cleaner in particular, that is, a pleat with a small pitch, is made of a reinforcing material when brought into contact with oil mist such as tobacco smoke. Strength deteriorates. For this reason, there is a problem that sufficient strength cannot be obtained, and the filter medium is brought into close contact with each other and the ventilation resistance is significantly increased.
特に、静電電荷量を向上させるために静電電荷強化の効果が大きいことで知られるヒンダードアミン系またはトリアジン系添加剤を混合した繊維にフッ素原子を付与した場合において、（１）初期の静電電荷量は高いが、オイルミスト存在下における耐久性が低くなるという問題、（２）オイルミスト存在化におけるエレクトレット濾材と補強材との積層物の強度が低下する問題がある。 In particular, when a fluorine atom is added to a fiber mixed with a hindered amine-based or triazine-based additive, which is known to have a large electrostatic charge enhancing effect in order to improve the electrostatic charge amount, (1) Although the amount of charge is high, there is a problem that durability in the presence of oil mist is lowered, and (2) there is a problem that the strength of the laminate of the electret filter medium and the reinforcing material in the presence of oil mist is lowered.
そこで、本発明は、静電電荷の減衰を抑制させ、また、強度が低下し難いエレクトレット材料等を得ることを課題とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain an electret material or the like that suppresses the attenuation of electrostatic charges and is difficult to decrease in strength.
上記課題を解決するために発明者らは鋭意検討し、その結果、遂に本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は下記の通りである。 In order to solve the above problems, the inventors have intensively studied and, as a result, have finally completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
１．静電電荷を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て成り、２０本相当のタバコ煙を吸引させるタバコ煙吸引試験前後のガーレー剛軟度比が７０％以上であることを特徴とするエレクトレット材料。
２．タバコ煙吸引試験前のガーレー剛軟度が１００以上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材料。
３．前記担体に静電電荷強化剤が添加されてい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材料。
４．前記担体は、前記フッ素としてポリテトラフルオロエチレンを０．１〜２．０ｇ／ｍ２担持していることを特徴とする上記１から３のいずれか１つに記載のエレクトレット材料。
５．前記担体は、融点３２０℃以下の熱可塑性樹脂からなるメルトブローン不織布であることを特徴とする上記１から４のいずれか１つに記載のエレクトレット材料。
６．上記１から５のいずれか１つに記載のエレクトレット材料を用いたフィルター。
７．担体に静電電荷を付与する工程と、担体にフッ素を蒸着により担持させる工程とを含むことを特徴とする上記１から６のいずれか１つに記載のエレクトレット材料の製造方法。
1. A reinforcing material is laminated on a carrier to which an electrostatic charge is applied and carrying fluorine, and the Gurley stiffness ratio before and after the cigarette smoke suction test for sucking 20 cigarette smoke is 70% or more. Characteristic electret material.
2. 2. The electret material as described in 1 above, wherein the Gurley bending resistance before the tobacco smoke suction test is 100 or more.
3. 3. The electret material as described in 1 or 2 above, wherein an electrostatic charge enhancer is added to the carrier.
4). The electret material according to any one of the above 1 to 3, wherein the carrier carries 0.1 to 2.0 g / m 2 of polytetrafluoroethylene as the fluorine.
5. 5. The electret material as described in any one of 1 to 4 above, wherein the carrier is a melt blown nonwoven fabric made of a thermoplastic resin having a melting point of 320 ° C. or lower.
6). A filter using the electret material according to any one of 1 to 5 above.
7). 7. The method for producing an electret material as described in any one of 1 to 6 above, comprising a step of imparting electrostatic charge to the carrier and a step of supporting fluorine on the carrier by vapor deposition.
本発明により、高い帯電性を有し、強度が低下し難く、性能維持率が高いエレクトレット材料およびそれを用いたフィルターを得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain an electret material that has high chargeability, does not easily decrease in strength, and has a high performance maintenance rate, and a filter using the same.
以下に本発明の実施形態について説明するが、本発明の趣旨に則り用途毎に最適な構成を選択することができる。なお、以下、材料としての低表面張力性能を撥油性、オイルミストに対する効率低下抑制性能を耐油性と記載する。また、本明細書では、撥油性とは低表面張力性能により液体の広がりを抑制する性能を意味するものであり、濡れの原理から鑑みて表面張力値の大きな水に対しての作用（撥水性）も含まれるものである。 Although an embodiment of the present invention will be described below, an optimal configuration can be selected for each application in accordance with the gist of the present invention. Hereinafter, the low surface tension performance as a material will be referred to as oil repellency, and the efficiency reduction suppression performance against oil mist will be referred to as oil resistance. In this specification, oil repellency means the ability to suppress the spread of a liquid due to low surface tension performance. In view of the principle of wetting, it acts on water with a large surface tension value (water repellency). ) Is also included.
本実施形態のエレクトレット材料は、静電電荷が付与されフッ素樹脂を担持している担体に補強材が積層されて成り、２０本相当のタバコ煙を吸引させるタバコ煙吸引試験前後のガーレー剛軟度比が７０％以上である。 The electret material of the present embodiment is formed by laminating a reinforcing material on a carrier to which an electrostatic charge is applied and carrying a fluororesin, and the Gurley stiffness before and after the cigarette smoke suction test for sucking 20 cigarette smoke. The ratio is 70% or more.
ここで、本実施形態において、後述でも説明するが、静電電荷が付与された担体とは、担体自体に静電電荷が付与されているものと、担体に担持されたフッ素静電電荷が付与されているものと、両方に静電電荷が付与さているものと、を含む。 Here, in this embodiment, as will be described later, the carrier to which the electrostatic charge is imparted means that the carrier itself is imparted with the electrostatic charge and the fluorine electrostatic charge carried on the carrier is imparted. And those provided with electrostatic charges on both.
本実施形態のエレクトレット材料に用いられる担体は、所望の特性を有するものであれば特に制限されないが、形状の自由度および素材自身の電荷安定性を考慮し、電気抵抗の高い合成樹脂からなることが好ましい。特に、電荷保持の点から体積抵抗率１０１４Ωｃｍ以上の材料を少なくとも一種類以上含むことが好ましい。もし、該多孔性誘電体シートが体積抵抗率１０１４Ωｃｍ未満の材料のみで構成されていれば、電荷が蓄積しにくく、高度にエレクトレット化することはできない。また、電荷寿命が極端に短くなってしまうという問題が生じる。 The carrier used for the electret material of the present embodiment is not particularly limited as long as it has desired characteristics, but it is made of a synthetic resin having high electrical resistance in consideration of the degree of freedom of shape and the charge stability of the material itself. Is preferred. In particular, it is preferable to include at least one material having a volume resistivity of 10 14 Ωcm or more from the viewpoint of charge retention. If the porous dielectric sheet is composed only of a material having a volume resistivity of less than 10 14 Ωcm, it is difficult for charges to accumulate and it cannot be highly electretized. Moreover, the problem that a charge lifetime will become extremely short arises.
本実施形態の担体の材料として具体的には、非フッ素系合成樹脂であるポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリオレフィン、環状オレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂などがあげられ、なかでもポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、環状オレフィン等のポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンからなる場合は、疎水性、電気抵抗、成形性などのバランスが良好であり、実用性に優れた担体が得られる。 Specific examples of the carrier material of the present embodiment include non-fluorinated synthetic resins such as polyester, polycarbonate, polyamide, polyolefin, cyclic olefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, and phenol resin. Of these, polyolefins such as polyethylene, polybutene, polypropylene, polymethylpentene, polystyrene, and cyclic olefin are preferred. When it consists of polyolefin, the balance of hydrophobicity, electrical resistance, moldability, etc. is good, and a carrier excellent in practicality can be obtained.
撥油性をより高めるために担体にフッ素原子を含有した合成樹脂を用いることも好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライドコポリマー（ＴＨＶ）などであり、撥油性の観点からはポリテトラフルオロエチレン、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥがより好ましい。 In order to further improve oil repellency, it is also preferable to use a synthetic resin containing a fluorine atom as a carrier. For example, polytetrafluoroethylene, perfluoroethylene propene copolymer (FEP), perfluoroalkoxyalkane (PFA), ethylene / tetrafluoroethylene Copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / vinylidene fluoride copolymer (THV), etc. From the viewpoint of oil repellency, polytetrafluoroethylene , FEP, PFA, and ETFE are more preferable.
上記合成樹脂には樹脂自体の劣化を抑制し、さらには静電電荷を付与された担体の初期電荷量および電荷安定性を高めるために、従来公知の配合剤および配合組成を好ましく用いることができる。たとえば、配合剤としては各種金属塩、酸化防止剤、光安定化剤、アイオノマー樹脂などであり、配合組成としては、異なる樹脂成分を混合することにより得られるブレンドポリマーなどである。静電電荷を付与された担体としての初期電荷量および電荷安定性を考慮した場合、少なくとも１種がエレクトレット化可能な合成樹脂であることが好ましい。 For the above synthetic resin, conventionally known compounding agents and compounding compositions can be preferably used in order to suppress deterioration of the resin itself and further to increase the initial charge amount and charge stability of the carrier to which electrostatic charge is imparted. . For example, the compounding agents include various metal salts, antioxidants, light stabilizers, ionomer resins, and the like, and the compounding composition includes blend polymers obtained by mixing different resin components. In consideration of the initial charge amount and the charge stability as the carrier to which the electrostatic charge is imparted, it is preferable that at least one kind is a synthetic resin that can be electretized.
上記合成樹脂には静電電荷を向上させるための添加剤として、公知のものを使用することができ、含有量としては、担体に対して０．０１〜１５．０重量％含まれており、０．０５〜１０．０重量％含まれるのが好ましい。含有量が０．０１重量％未満であると十分な静電電荷向上の効果を付与することができないため好ましくなく、逆に含有量１５．０重量％を超えても均一性が著しく悪化するため好ましくない。 As the additive for improving the electrostatic charge, a known one can be used for the synthetic resin, and the content is 0.01 to 15.0% by weight based on the carrier, It is preferably contained in an amount of 0.05 to 10.0% by weight. If the content is less than 0.01% by weight, it is not preferable because a sufficient electrostatic charge improving effect cannot be imparted. Conversely, if the content exceeds 15.0% by weight, the uniformity is significantly deteriorated. It is not preferable.
添加剤としては、ヒンダードフェノール系添加剤、ヒンダードアミン系添加剤、トリアジン系添加剤、硫黄系安定剤、リン系安定剤、脂肪酸金属塩、結晶核剤等が挙げられる。 Examples of the additives include hindered phenol additives, hindered amine additives, triazine additives, sulfur stabilizers, phosphorus stabilizers, fatty acid metal salts, crystal nucleating agents, and the like.
ヒンダードフェノール系添加剤としては、特に限定するわけではないが、具体的には、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０、ＢＡＳＦ社製）、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６、ＢＡＳＦ社製）、トリス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−イソシアヌレイト（Ｉｒｇａｎｏｘ３１１４、ＢＡＳＦ社製）、３，９−ビス−｛２−［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−プロピオニルオキシ］−１，１−ジメチルエチル｝−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ−［５，５］ウンデカン（スミライザーＧＡ−８０、住友化学社製）等が挙げられる。 Although it does not necessarily limit as a hindered phenol type additive, Specifically, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (Irganox 1010) , Manufactured by BASF), octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (Irganox 1076, manufactured by BASF), tris- (3,5-di-t-butyl-4- Hydroxybenzyl) -isocyanurate (Irganox 3114, manufactured by BASF), 3,9-bis- {2- [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) -propionyloxy] -1, 1-dimethylethyl} -2,4,8,10-tetraoxaspiro- [5,5] undecane (smylizer A-80, include Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
ヒンダードアミン系もしくはトリアジン系添加剤としては、特に限定するわけではないが、具体的には、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）〕（キマソーブ９４４ＬＤ、チバガイギー社製）、ハコク酸ジメチル−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（チヌビン６２２ＬＤ、チバガイギー社製）、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）（チヌビン１４４、チバガイギー社製）、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミン・Ｎ−（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（キマソーブ２０２０ＦＤＬ、チバガイギー社製）、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１５７７ＦＦ、チバガイギー社製）などが挙げられる。 Although it does not necessarily limit as a hindered amine type or a triazine type additive, Specifically, poly [(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5- Triazine-2,4-diyl) ((2,2,6,6, -tetramethyl-4-piperidyl) imino) hexamethylene ((2,2,6,6, -tetramethyl-4-piperidyl) imino) ] (Chimasorb 944LD, manufactured by Ciba-Geigy), dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate (Cinuvine 622LD, manufactured by Ciba-Geigy), 2- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) (tinu 144, manufactured by Ciba-Geigy Corporation), dibutylamine, 1,3,5-triazine, N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl-1,6-hexamethylenediamine, N- (2 , 2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamine polycondensate (Chimasorb 2020FDL, Ciba Geigy), 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5- ( (Hexyl) oxy) -phenol (Tinuvin 1577FF, manufactured by Ciba Geigy) and the like.
上記硫黄系安定剤として、特に限定するわけではないが、具体的には、ジ−ラウリル−３，３−チオジプロピオン酸エステル（ＤＬＴＤＰ）、ジ−ステアリル−３，３−チオジプロピオン酸エステル（ＤＳＴＤＰ）等が挙げられる。 Although it does not necessarily limit as said sulfur type stabilizer, Specifically, Di-lauryl-3,3-thiodipropionic acid ester (DLTDP), Di-stearyl-3,3-thiodipropionic acid ester (DSTDP).
上記リン系安定剤として、特に限定するわけではないが、具体的には、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト（Ｉｒｇａｆｏｓ１６８、ＢＡＳＦ社製）、ジ（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）−ペンタエリストール−ジフォスファイト（ＰＥＰ−３６、ＡＤＥＫＡ社製）、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−フォスファフェナントレン−１０−オキサイド（ＨＣＡ、三光社製）等が挙げられる。 Although it does not necessarily limit as said phosphorus stabilizer, Specifically, Tris (2, 4- di-t- butylphenyl) phosphite (Irgafos168, BASF Corporation make), di (2, 6- di). -T-butyl-4-methylphenyl) -pentaerythritol diphosphite (PEP-36, manufactured by ADEKA), 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (HCA, Sanko Co., Ltd.).
上記脂肪酸金属塩として、特に限定するわけではないが、直鎖状脂肪酸基を有するものが好ましい。また脂肪酸基は炭素数１０〜２０のものが好ましい。具体的には、ラウリル酸アルミニウム、ミリスチン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、ラウリル酸マグムシウム、ミリスチン酸マグムシウム、パルミチン酸マグムシウム、ステアリン酸マグムシウム等が挙げられる。 Although it does not necessarily limit as said fatty acid metal salt, What has a linear fatty acid group is preferable. The fatty acid group preferably has 10 to 20 carbon atoms. Specific examples include aluminum laurate, aluminum myristate, aluminum palmitate, aluminum stearate, magnesium laurate, magnesium myristate, magnesium palmitate, and magnesium stearate.
上記結晶核剤として、特に限定するわけではないが、具体的にはリン酸ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ナトリウム（ＮＡ−１０、ＡＤＥＫＡ社製）、リン酸２，２'−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ナトリウム（ＮＡ−１１、ＡＤＥＫＡ社製）、ロジン系結晶核剤パインクリスタルＫＭ−１５００（荒川化学工業社製）等が挙げられる。 The crystal nucleating agent is not particularly limited. Specifically, sodium bis (4-t-butylphenyl) phosphate (NA-10, manufactured by ADEKA), 2,2′-methylenebisphosphate (4 , 6-di-t-butylphenyl) sodium (NA-11, manufactured by ADEKA), rosin crystal nucleating agent pine crystal KM-1500 (manufactured by Arakawa Chemical Industries), and the like.
本実施形態の担体の形状としては、射出成型体、フィルム形状、繊維状物、粉末状物、粒子状物のいずれの形状であっても好ましく用いられるが、粒子除去および通気用途に用いる場合には繊維状物であることがより好ましい。 As the shape of the carrier of this embodiment, any shape of an injection-molded product, a film shape, a fibrous material, a powdered material, and a particulate material is preferably used, but when used for particle removal and aeration applications. Is more preferably a fibrous material.
本実施形態において繊維状物とは、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を含むものであり、用途に応じて適当な形状および厚みに成形したものを使用することができる。エレクトレット材料をフィルター用途として利用する場合は、不織布であることが好ましい。 In this embodiment, the fibrous material includes a fibrous material obtained from a fibrous material such as a woven or knitted fabric, a non-woven fabric, and a cotton-like material composed of long fibers or short fibers, and a stretched film, and is suitable depending on the application. What was shape | molded in various shapes and thickness can be used. When using electret material for a filter use, it is preferable that it is a nonwoven fabric.
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、連続繊維をスパンボンド法、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などにより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。なかでも、機械的捕集機構を効果的に利用する観点から緻密で細繊度を容易に得られるメルトブローン法、エレクトロスピニング法やフォーススピニング法で得られる不織布が好ましく、残溶剤の処理を必要としない観点からメルトブローン法、溶融エレクトロスピニング法や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い。 As a method for obtaining a nonwoven fabric, a single component fiber, a composite fiber such as a core-sheath fiber or a side-by-side fiber, a method of forming a short fiber such as a split fiber into a sheet by carding, airlaid, wet papermaking, etc., a continuous fiber by a spunbond method, A conventionally known method such as a method of forming a sheet by a melt blown method, an electrospinning method, a force spinning method, or the like can be used. Among these, non-woven fabrics obtained by a melt blown method, an electrospinning method, or a force spinning method, which can easily obtain a fineness and fineness from the viewpoint of effectively using a mechanical collection mechanism, are preferable, and treatment of residual solvent is not required. From the viewpoint, a nonwoven fabric obtained by a melt blown method, a melt electrospinning method or a melt force spinning method is more preferable.
繊維状物が、ポリプロピレンからなるメルトブローン不織布の場合、目付は５〜１００ｇ／ｍ２であるのが好ましく、より好ましくは１０〜６０ｇ／ｍ２である。また、繊維状物に用いられる繊維の直径は、０．００１〜１００μｍであることが好ましく、０．００５〜２０μｍであることがより好ましく、０．０１〜１０μｍであることがさらに好ましく、０．０２〜５μｍであることが特に好ましく、０．０３〜３μｍであることが最も好ましい。繊維の直径が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。繊維の直径が０．００１μｍよりも細い場合には、エレクトレット材料としての静電電荷を付与することが困難である。 Fibrous material is, in the case of melt-blown nonwoven fabric made of polypropylene, basis weight is preferably from 5 to 100 g / m 2, more preferably from 10 to 60 g / m 2. The diameter of the fiber used for the fibrous material is preferably 0.001 to 100 μm, more preferably 0.005 to 20 μm, still more preferably 0.01 to 10 μm, and It is especially preferable that it is 02-5 micrometers, and it is most preferable that it is 0.03-3 micrometers. When the diameter of the fiber is thicker than 100 μm, it is difficult to obtain a practical collection efficiency, and the efficiency reduction during charge decay is large. When the fiber diameter is thinner than 0.001 μm, it is difficult to impart an electrostatic charge as an electret material.
本実施形態において、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、素材および繊維径の異なる２種以上の素材を用いてなる混合物であってもよい。 In the present embodiment, the fibrous material may be a single product or a uniform product made of a material, or may be a mixture of two or more materials having different methods, materials, and fiber diameters.
繊維状物のオイルミストなどの液体粒子に対する耐久性を向上させる方法として、構成繊維の表面張力を下げることで撥油性を与え繊維表面でのミストの広がりや繊維素材内部への吸収拡散を抑制することで電荷の消失を低減させ、捕集されたミストを球体に近づけることで目詰まり効果による機械的捕集効率を向上させる方法が知られている。 As a method of improving the durability of fibrous materials against oil particles such as oil mist, lowering the surface tension of the constituent fibers provides oil repellency and suppresses the spread of mist on the fiber surface and the absorption and diffusion into the fiber material. Thus, there is known a method of reducing the disappearance of electric charges and improving the mechanical collection efficiency due to the clogging effect by bringing the collected mist closer to a sphere.
具体的には、撥油性を高めるために樹脂内にパーフルオロ基を有した添加剤を混合する方法、熱可塑性フッ素樹脂を溶融紡糸する方法、パーフルオロ基を有したエマルジョン加工剤で表面をコーティング処理する方法、プラズマおよびフッ素ガスなどを用い水素原子を置換することによりフッ素原子を導入する方法等が挙げられる。 Specifically, in order to improve oil repellency, a method in which an additive having a perfluoro group is mixed in the resin, a method in which a thermoplastic fluororesin is melt-spun, and an emulsion processing agent having a perfluoro group are coated on the surface. Examples thereof include a treatment method, a method of introducing fluorine atoms by substituting hydrogen atoms using plasma and fluorine gas, and the like.
しかしながら、フッ素系樹脂やフッ素系低分子添加剤は、熱分解物としてフッ化水素やフッ化カルボニルなどの生成がみられるため溶融紡糸には不適である。また、フッ素ガスやプラズマ処理によるフッ素原子導入では、フッ素ガスの漏洩防止や親水化を抑制するために酸素、水分量管理を厳密に行う必要があり、気密性の高い特殊設備が必要となる。 However, fluorine-based resins and fluorine-based low-molecular additives are not suitable for melt spinning because generation of hydrogen fluoride, carbonyl fluoride, or the like is observed as a thermal decomposition product. In addition, when introducing fluorine atoms by fluorine gas or plasma treatment, it is necessary to strictly control oxygen and moisture amounts in order to prevent leakage of fluorine gas and to suppress hydrophilicity, and special equipment with high airtightness is required.
また、テキスタイル用に開発されたアクリレート系加工剤を使用する方法が挙げられるが、テキスタイル用に開発されたアクリレート系加工剤には乳化剤や製膜助剤が含有され、さらにＰＦＯＡならびにＰＦＯＳ規制に対応させるためＣ6Ｆ13以下の短鎖パーフルオロ基が側鎖として用いられるために結晶性を失っており、加工剤自身がエレクトレット性を有さないばかりか、低付着量であっても基材となる繊維素材のエレクトレット性を著しく阻害するという問題があり好ましくない。 In addition, there is a method using acrylate processing agents developed for textiles, but acrylate processing agents developed for textiles contain emulsifiers and film-forming aids, and comply with PFOA and PFOS regulations. Therefore, the short-chain perfluoro group of C 6 F 13 or less is used as a side chain, so that the crystallinity is lost, and not only the processing agent itself does not have electret property, but also the substrate is low in the amount of adhesion This is not preferable because there is a problem that the electret property of the fiber material to be significantly impaired.
また、アモルファス化により可溶性と熱可塑性を付与し、エレクトレット性とコーティング性を両立したフッ素系樹脂を使用する方法も知られているが、主骨格として特殊なモノマーを用いる必要があり、製造コストが著しく大きくなるという問題があり好ましくない。 Also known is a method of using a fluorine-based resin that imparts solubility and thermoplasticity by amorphization and has both electret and coating properties, but it is necessary to use a special monomer as the main skeleton, and the production cost is low. There is a problem that it becomes remarkably large, which is not preferable.
上記の問題を回避すべく、本実施形態において担体へのフッ素の付与には、溶媒に溶解させて付与する溶液法、またはフッ素含有物質をガス化させて付与する蒸着法などの手法によりフッ素を付与することが好ましい。 In order to avoid the above problem, in the present embodiment, fluorine is applied to the support by a method such as a solution method in which the fluorine is dissolved in a solvent, or a vapor deposition method in which the fluorine-containing substance is gasified and applied. It is preferable to give.
本実施形態のエレクトレット材料は、担体の少なくとも一部にフッ素としてポリテトラフルオロエチレンが担持されてなり、撥油性が付与されてなる。ポリテトラフルオロエチレンの融点としては融点３５℃以上３２０℃以下が挙げられ、６０℃以上３１５℃以下が好ましく、８０℃以上３００℃以下がより好ましく、１００℃以上２９０℃以下がさらに好ましい。融点が上記範囲であれば分子量に分布を有したポリテトラフルオロエチレンでもよいし、単一構造の分子であっても、混合物であっても好ましく用いることができる。 The electret material of the present embodiment is formed by supporting polytetrafluoroethylene as fluorine on at least a part of a carrier and imparting oil repellency. The melting point of polytetrafluoroethylene includes a melting point of 35 ° C. or higher and 320 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 315 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and even more preferably 100 ° C. or higher and 290 ° C. or lower. As long as the melting point is in the above range, polytetrafluoroethylene having a distribution in molecular weight may be used, and a single structure molecule or a mixture may be preferably used.
上記融点を有するポリテトラフルオロエチレンを用いる理由としては、（１）融点が３２０℃以上となる高分子量の場合は溶融粘度が高くコーティング困難であること、（２）融点が高いため担体への担持加工温度が高くなると、担体（とりわけ合成高分子）の劣化および耐熱性に問題が生じること、（３）本実施形態で用いられる低融点ポリテトラフルオロエチレン（最小表面張力１３〜１７．５ｍＮ／ｍ）は一般的なポリテトラフルオロエチレン（最小表面張力１７.５ｍＮ／ｍ）に比して結晶形やＣＦ3基末端密度により表面張力が小さく撥油性効果が高いこと、（４）エピタキシャル成長を利用した場合、結晶性分子の規則構造により、ＣＦ3基が有する平面上分子における最小表面張力（６ｍＮ／ｍ）を発現すること、（５）分子量が小さく粉砕処理が可能なこと、（６）実用可能な温度範囲で融点および沸点を有しており、常圧、減圧、真空条件下で加熱することにより物理蒸着処理（ＰＶＤ処理）が可能なこと、（７）付着成分の分子量や構造制御が困難できないプラズマ処理（炭化フッ素化）と異なりＰＦＯＡやＰＦＯＳ規制の観点から有利であること、（８）常温で固体であり結晶性を有しているため分子配向の変化による撥油性変化が抑制されること、（９）融点を有しているため熱処理により自己接着性を有すること、（１０）一般の高融点ポリテトラフルオロエチレンが有していないフッ素系溶剤に対する溶解性があること、などを例示することができる。 The reason why polytetrafluoroethylene having the above melting point is used is as follows: (1) In the case of a high molecular weight having a melting point of 320 ° C. or higher, the melt viscosity is high and it is difficult to coat; When the processing temperature is increased, there is a problem in deterioration and heat resistance of the support (especially synthetic polymer), (3) low melting point polytetrafluoroethylene (minimum surface tension of 13 to 17.5 mN / m) used in this embodiment. ) Has a low surface tension and a high oil repellency effect due to its crystal form and CF 3 group terminal density compared to general polytetrafluoroethylene (minimum surface tension of 17.5 mN / m), and (4) utilizes epitaxial growth. If, by regulation structure of a crystalline molecules, to express the minimum surface tension (6 mN / m) in the plane on the molecules CF 3 group has, (5) molecular weight (6) It has a melting point and boiling point within a practical temperature range, and can be subjected to physical vapor deposition (PVD treatment) by heating under normal pressure, reduced pressure, and vacuum conditions. (7) It is advantageous from the viewpoint of PFOA and PFOS regulation, unlike plasma treatment (fluorinated fluorination) in which the molecular weight and structure control of the adhering component cannot be difficult, and (8) It is solid at room temperature and has crystallinity Therefore, the oil repellency change due to the change in molecular orientation is suppressed, (9) it has a melting point, so it has self-adhesiveness by heat treatment, and (10) general high melting point polytetrafluoroethylene does not have It can be exemplified that it is soluble in a fluorine-based solvent.
上記特性を利用し本実施形態にて用いられるポリテトラフルオロエチレンの担体への担持方法としては、（１）粒子化されたポリテトラフルオロエチレン粒子を散布し、担体またはポリテトラフルオロエチレンの融点以上で熱処理を行うことで固定化する方法、（２）ポリテトラフルオロエチレン粒子を気流中に分散させ担体表面および内部に浸透後、担体またはポリテトラフルオロエチレンの融点以上で熱処理を行うことで固定化する方法、（３）ポリテトラフルオロエチレン粒子を液体中に分散させ担体に塗布浸透後、液体を乾燥除去し、担体またはポリテトラフルオロエチレンの融点以上で熱処理を行うことで固定化する方法、（４）ポリテトラフルオロエチレンを融点以上熱分解温度以下の温度で蒸散させ担体上で冷却固化、必要に応じてポリテトラフルオロエチレンの融点以上で熱処理を行うことで固定化する方法、（５）ポリテトラフルオロエチレンをスパッタ法により担体に付着させ、必要に応じてポリテトラフルオロエチレンの融点以上で熱処理を行うことで溶融固定化する方法、（６）ポリテトラフルオロエチレンを溶媒に溶解させ担体に塗布、噴霧、浸漬する、いわゆるコーティング加工した後溶媒を除去し、必要に応じてポリテトラフルオロエチレンの融点以上で熱処理を行うことで溶融固定化する方法、などを例示することができる。 As a method for supporting the polytetrafluoroethylene used in the present embodiment on the carrier using the above characteristics, (1) the particles of the polytetrafluoroethylene are dispersed, and the melting point of the carrier or the polytetrafluoroethylene is exceeded. (2) After the polytetrafluoroethylene particles are dispersed in the air stream and infiltrated into the surface and inside of the carrier, the heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the carrier or polytetrafluoroethylene. (3) A method in which polytetrafluoroethylene particles are dispersed in a liquid and applied and penetrated into a carrier, and then the liquid is dried and removed, followed by heat treatment at a temperature equal to or higher than the melting point of the carrier or polytetrafluoroethylene, 4) Polytetrafluoroethylene is evaporated at a temperature not lower than the melting point and not higher than the thermal decomposition temperature, and cooled and solidified on the carrier. (5) The polytetrafluoroethylene is fixed to the carrier by sputtering, and if necessary, the heat treatment is performed at a temperature higher than the melting point of the polytetrafluoroethylene. (6) Polytetrafluoroethylene is dissolved in a solvent and applied to a carrier, sprayed, immersed, so-called coating is removed, the solvent is removed, and if necessary, the melting point of polytetrafluoroethylene Examples of the method for melting and fixing by performing heat treatment as described above can be exemplified.
これらの手法は単独でもよいし、組み合わせて用いることもできる。たとえば、粉末状で担持させた後に再加熱を行うことで蒸散再付着させる方法、粒子状で担持させた後にポリテトラフルオロエチレンまたは担体に対する溶剤を接触させることで接着固定する方法などを用いることで、密着性、分散性、撥油性、耐熱性などの諸特性を向上させることができる。 These methods may be used alone or in combination. For example, by using a method in which transpiration is reattached by carrying out reheating after being carried in powder form, or a method in which adhesion is fixed by bringing polytetrafluoroethylene or a solvent into contact with the carrier after carrying in particulate form. Various properties such as adhesion, dispersibility, oil repellency and heat resistance can be improved.
粒子の直接散布または液体もしくは気流中に分散させ付着させる方法においては、ポリテトラフルオロエチレンの粒子径は０．１ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１μｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが最も好ましい。粒子経が１０μｍより大きい場合には分散時の均一性や取り扱いが困難となるとともに、コーティングの層厚みが過大となる。一方で粒子経が０．１ｎｍ未満であると直鎖からなるポリテトラフルオロエチレン分子としての特性維持が困難となる。とりわけ、担体自身の寸法や形状に特徴がある場合に、均一性と寸法維持の観点から微細粒子であることが好ましい。 In the method of directly spraying particles or dispersing and adhering them in a liquid or air stream, the particle diameter of polytetrafluoroethylene is preferably 0.1 nm to 10 μm, more preferably 1 nm to 1 μm, and more preferably 5 nm. The thickness is more preferably from 500 nm to 500 nm, and most preferably from 10 nm to 300 nm. When the particle size is larger than 10 μm, the uniformity and handling at the time of dispersion become difficult, and the coating layer thickness becomes excessive. On the other hand, if the particle diameter is less than 0.1 nm, it is difficult to maintain the characteristics as a linear polytetrafluoroethylene molecule. In particular, when there are characteristics in the size and shape of the carrier itself, fine particles are preferable from the viewpoint of uniformity and size maintenance.
上記粒子径を調整する手法としては、（１）乳化重合ならびに懸濁重合の粒子として重合時に調整する方法、（２）衝撃、摩擦などの物理的作用により粉砕する方法、（３）フッ素系溶媒、超臨界二酸化炭素などに溶解させ、噴霧や再析出などの手法により粒子化する方法などがあげられ、目的とする粒子径に応じて好ましい手法を用いることができる。乳化重合や懸濁重合により得られる粒子の場合には、固液混合状態で加工剤としてそのまま用いてもよいし、乾燥工程を経て粒子として取り出すことも好ましい。 The method for adjusting the particle size includes (1) a method of adjusting emulsion polymerization and suspension polymerization during polymerization, (2) a method of pulverizing by physical action such as impact and friction, and (3) a fluorine-based solvent. In addition, a method of dissolving in supercritical carbon dioxide or the like and forming particles by a method such as spraying or reprecipitation can be used, and a preferable method can be used according to the target particle diameter. In the case of particles obtained by emulsion polymerization or suspension polymerization, it may be used as a processing agent as it is in a solid-liquid mixed state, or it is preferably taken out as particles through a drying step.
物理的作用により粉砕する方法としては、湿式もしくは乾式の各種粉砕機を用いることが可能であり、具体的にはボールミル、ビーズミル、ジェットミル、ホモジナイザーなどを例示することができ、粉砕と同時に乳化、懸濁させて用いることも好ましい。 As a method of pulverizing by physical action, various types of wet or dry pulverizers can be used. Specifically, a ball mill, a bead mill, a jet mill, a homogenizer, and the like can be exemplified. It is also preferable to use it in a suspended state.
液体に分散して用いる場合には分散媒として、水、炭化水素系有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒などを好ましく用いることが可能であり、２種以上を混合して用いることも好ましい。有機溶媒を用いた場合には、担体として用いる合成樹脂との親和性により、浸透性やコーティングの均一性を高めることができる。分散媒を水とする場合には各種界面活性剤を用いることもできる。 When dispersed in a liquid, water, a hydrocarbon organic solvent, a halogen organic solvent, or the like can be preferably used as a dispersion medium, and a mixture of two or more types is also preferable. When an organic solvent is used, the permeability and coating uniformity can be enhanced by the affinity with the synthetic resin used as the carrier. When the dispersion medium is water, various surfactants can be used.
分散時に用いられる界面活性剤としては３２０℃以下の沸点または熱分解温度を有していることが好ましく、２５０℃以下がより好ましく、２００℃以下がさらに好ましく、１５０℃以下が最も好ましい。界面活性剤は撥油性の付与およびエレクトレット性を阻害するため、熱処理により蒸散させる、または熱分解により不活性化させることが好ましい。 The surfactant used at the time of dispersion preferably has a boiling point of 320 ° C. or lower or a thermal decomposition temperature, more preferably 250 ° C. or lower, further preferably 200 ° C. or lower, and most preferably 150 ° C. or lower. In order to inhibit imparting oil repellency and electret properties, the surfactant is preferably evaporated by heat treatment or inactivated by thermal decomposition.
また、界面活性剤の他の除去方法としては、酸またはアルカリ溶液による加水分解、次亜塩素酸、過酸化水素などを用いた酸化分解、グリシジル基などを有した反応性有機物、金属イオン、金属アルコキシドなどで官能基を封止する方法も好ましく用いられる。 Other methods for removing the surfactant include hydrolysis with an acid or alkali solution, oxidative decomposition using hypochlorous acid, hydrogen peroxide, etc., reactive organic substances having a glycidyl group, metal ions, metal A method of sealing a functional group with an alkoxide or the like is also preferably used.
本実施形態に用いられるポリテトラフルオロエチレンは、熱分解温度となる３２０℃以下に融点を有しており、融点以上の温度においては明確な揮発蒸散性が確認される。したがって、担体に対して蒸着法で担持させて用いることも好ましい。たとえば常圧（大気中1気圧）における融点に関し、ｎ−Ｃ10Ｆ22からなる場合には融点３６℃、ｎ−Ｃ12Ｆ26からなる場合には融点７６℃、ｎ−Ｃ14Ｆ30からなる場合には融点１０３℃、ｎ−Ｃ16Ｆ34からなる場合には融点１２５℃、ｎ−Ｃ20Ｆ42からなる場合には融点１６７℃、ｎ−Ｃ31Ｆ64からなる場合には融点２１９℃を有している。 The polytetrafluoroethylene used in the present embodiment has a melting point of 320 ° C. or less, which is a thermal decomposition temperature, and clear volatilization is confirmed at a temperature of the melting point or more. Therefore, it is also preferable to use the carrier by carrying it by vapor deposition. For example, regarding the melting point at normal pressure (1 atm in the atmosphere), the melting point is 36 ° C. in the case of n-C 10 F 22 , the melting point is 76 ° C. in the case of n-C 12 F 26, and the melting point is n-C 14 F 30. The melting point is 103 ° C., n—C 16 F 34 is melting point 125 ° C., n—C 20 F 42 is melting point 167 ° C., and n—C 31 F 64 is melting point. 219 ° C.
また、市販混合物として、セントラル硝子株式会社製低分子量ＰＴＦＥセフラルルーブＶにおいては、融点範囲として１００〜２９０℃（ピーク温度２７０℃）を有しており、融解が開始される温度以上で加熱することにより蒸着源として用いることが可能であり、全体が液状化する２９０℃以上３２０℃以下で加熱して用いることも好ましい。 In addition, as a commercially available mixture, Central Glass Co., Ltd. low molecular weight PTFE Cephalal Lube V has a melting point range of 100 to 290 ° C. (peak temperature 270 ° C.), and is heated above the temperature at which melting starts. It can be used as a vapor deposition source, and it is also preferable to heat and use at 290 ° C. or higher and 320 ° C. or lower at which the whole is liquefied.
これらのポリテトラフルオロエチレンは、使用時には固体としての安定性を発現し、加熱時には液体および気体としての特性を有し物理蒸着法（ＰＶＤ法）の素材として好ましく用いることができる。これらは熱分解温度以下で加熱を行うことにより、ポリテトラフルオロエチレンの構造を保持することができるため、分子量や構造の面で不定形なフッ素重合体の生じるプラズマ処理や高分子量ポリテトラフルオロエチレンを原料とした高温での熱分解蒸着法に対し、有利な特徴である。 These polytetrafluoroethylenes exhibit stability as a solid when used, have properties as a liquid and a gas when heated, and can be preferably used as a material for physical vapor deposition (PVD method). Since these can maintain the structure of polytetrafluoroethylene by heating at a temperature lower than the thermal decomposition temperature, plasma treatment and high molecular weight polytetrafluoroethylene that produce an amorphous fluoropolymer in terms of molecular weight and structure. This is an advantageous feature for pyrolysis vapor deposition at a high temperature using as a raw material.
蒸着加工の手法としては、各種熱源によりポリテトラフルオロエチレンを加熱することで蒸気を発生させ、より低温に保持した担体表面に液滴または結晶として析出させる方法が用いられる。かかる手法は、加工面全体を一度に処理するバッチ法であっても、担体または反応槽を移動させることで、担体の異なる加工面を連続的に処理する方法のいずれであっても好ましく用いられる。 As a method of vapor deposition processing, a method is used in which vapor is generated by heating polytetrafluoroethylene from various heat sources and deposited as droplets or crystals on the surface of the carrier held at a lower temperature. Such a method is preferably used for either a batch method in which the entire processed surface is processed at once or a method in which different processed surfaces of the support are continuously processed by moving the support or the reaction vessel. .
本実施形態における蒸着加工は加圧、常圧、減圧、真空状態およびその圧力のスイング、大気中および不活性ガスいずれの雰囲気においても好ましく実施することができる。ここで、減圧もしくは真空状態とすることで、蒸散速度の向上および蒸散温度の低減が可能であり、加圧により蒸散物の析出を促進することができる。また、真空または不活性雰囲気とすることでポリテトラフルオロエチレンや担体の酸化を抑制することが可能であるが、本実施形態は熱分解温度以下で低温処理が可能であるため、コスト面で大気雰囲気を用いることも可能である。 The vapor deposition processing in the present embodiment can be preferably carried out in any atmosphere of pressurization, normal pressure, reduced pressure, vacuum state and swing of the pressure, the atmosphere, and an inert gas. Here, by setting a reduced pressure or a vacuum state, the transpiration rate can be improved and the transpiration temperature can be reduced, and precipitation of the transpiration can be promoted by pressurization. In addition, it is possible to suppress the oxidation of polytetrafluoroethylene and the carrier by setting it to a vacuum or an inert atmosphere, but since this embodiment can be processed at a low temperature below the thermal decomposition temperature, it is air in terms of cost. It is also possible to use an atmosphere.
本実施形態においては、ポリテトラフルオロエチレンの担持条件の調整により目的に応じて好ましい付着状態を得ることができる。とりわけ、繊維状物などの多孔質構造体の場合には真空度が高い場合には、分子の平均自由工程が大きくポリテトラフルオロエチレンは蒸散側の担体表面に偏在し、低真空または常圧、加圧条件の場合には回り込みによる均一性向上が可能となる。付着面を調整するために、同一担体において圧力のスイングや加工面（表裏）を変えた処理なども好ましい方法である。 In this embodiment, a preferable adhesion state can be obtained according to the purpose by adjusting the polytetrafluoroethylene loading conditions. In particular, in the case of a porous structure such as a fibrous material, when the degree of vacuum is high, the mean free path of the molecule is large, and polytetrafluoroethylene is unevenly distributed on the surface of the carrier on the evaporation side. In the case of pressurization conditions, uniformity can be improved by wrapping around. In order to adjust the adhesion surface, a process in which the pressure swing or the processing surface (front and back) is changed in the same carrier is also a preferable method.
本実施形態においては、蒸着加工時または蒸着加工後に担体が６０℃以上１４０℃以下に処理されることが好ましく、７０℃以上１４０℃以下がより好ましく、８０℃以上１４０℃以下がさらに好ましい。かかる処理により担体との接着性向上、低分子量物の除去による静電電荷が付与された担体の安定化効果や遊離されるＶＯＣ成分が低減されるためである。具体的には蒸着加工時には蒸着槽温度、担体の冷却、加熱により調整することが可能であり、加工後には加熱による方法が用いられる。 In the present embodiment, the support is preferably treated at 60 ° C. or higher and 140 ° C. or lower during vapor deposition or after vapor deposition, more preferably 70 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, and further preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. This is because the treatment improves the adhesion to the carrier, stabilizes the carrier provided with electrostatic charges by removing low molecular weight substances, and reduces the VOC component released. Specifically, it can be adjusted by vapor deposition tank temperature, carrier cooling, and heating during vapor deposition, and a heating method is used after the processing.
本実施形態においては蒸気の状態で付着させた後冷却固化させてもよいし、凝集させた液体や固体粒子として付着させることも好ましい。担体表面へのポリテトラフルオロエチレンの担持を微細な凹凸構造とすることで撥油性を向上させるとともに、担体表面積の増加により総電荷量およびオイルミスト捕集可能な表面積を増加させることができる。
ポリテトラフルオロエチレンの蒸気が存在する雰囲気に凝縮核となる高融点ポリテトラフルオロエチレンや有機、無機粒子を同時に供給する方法も好ましい。
In the present embodiment, it may be allowed to cool and solidify after being attached in a vapor state, or it is also preferable to make it adhere as agglomerated liquid or solid particles. It is possible to improve the oil repellency by making the polytetrafluoroethylene supported on the surface of the carrier have a fine concavo-convex structure, and to increase the total charge amount and the surface area capable of collecting oil mist by increasing the surface area of the carrier.
A method of simultaneously supplying high-melting-point polytetrafluoroethylene serving as condensation nuclei, organic, and inorganic particles to an atmosphere where polytetrafluoroethylene vapor exists is also preferable.
前記微細な凹凸構造としては、捕集対象とする液滴よりも微細であることが好ましい。表面積の増加による濡れ仕事の増加のみならず、付着した粒子と担体の間に空気層が存在することで、Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ理論に沿った高い撥油表面を得ることができるためである。 The fine concavo-convex structure is preferably finer than the droplet to be collected. This is because not only an increase in wet work due to an increase in surface area, but also a high oil-repellent surface according to the Cassie-Baxter theory can be obtained by the presence of an air layer between the adhered particles and the carrier.
融点が３３０℃以上のポリテトラフルオロエチレンは分子量が数万から数十万を有するため炭化水素系、ハロゲン系溶剤いずれにも溶解させることができない。それに対し、本実施形態で用いられる融点が３５℃以上３２０℃以下のポリテトラフルオロエチレンは、炭化水素系溶剤に不溶である一方、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）および環状フッ素化物、芳香族フッ素化物からなる含フッ素溶媒に可溶であるため、溶剤系のコーティング剤として用いることもできる。 Since polytetrafluoroethylene having a melting point of 330 ° C. or higher has a molecular weight of tens of thousands to hundreds of thousands, it cannot be dissolved in either hydrocarbon or halogen solvents. On the other hand, polytetrafluoroethylene having a melting point of 35 ° C. or higher and 320 ° C. or lower used in this embodiment is insoluble in hydrocarbon solvents, while hydrochlorofluorocarbon (HCFC), perfluorocarbon (PFC), hydrofluorocarbon ( Since it is soluble in a fluorine-containing solvent comprising HFC), hydrofluoroether (HFE), a cyclic fluorinated product, and an aromatic fluorinated product, it can also be used as a solvent-based coating agent.
コーティング剤としての使用においては、従来公知の方法を用いることが可能であり、本実施形態で用いられるポリテトラフルオロエチレンの少なくとも一部を上記溶媒に溶解した状態で塗布、噴霧、浸漬などの手法により担体に付着させた後、必要に応じて熱処理を行うことでコーティング層を得ることができる。 In the use as a coating agent, a conventionally known method can be used, and a method such as coating, spraying, or dipping in a state where at least a part of the polytetrafluoroethylene used in the present embodiment is dissolved in the above solvent. After making it adhere to a support | carrier by heat processing, a coating layer can be obtained by performing heat processing as needed.
上記のコーティング加工法に関しては担体の形状に応じて好ましい方法が用いられるが、担体が繊維状物や粒子状物などの多孔質形状であれば、平面状での連続加工のみならず、ロール状、積層体などの状態で溶媒を浸漬させ、乾燥させることによっても製造することが可能である。 As for the above-mentioned coating processing method, a preferable method is used according to the shape of the carrier. However, if the carrier is a porous shape such as a fibrous material or a particulate material, not only continuous processing in a planar shape but also a roll shape is used. It can also be produced by immersing the solvent in the state of a laminate and drying it.
コーティング層の被覆率ならびに凹凸については、塗布量、塗布濃度で調整することが可能であり、コーティング剤として用いる場合には、予め微粒子による凹凸を有した構造に塗布する方法やコーティング剤として微粒子を含んでなることも好ましい。 The coverage and unevenness of the coating layer can be adjusted by the application amount and concentration, and when used as a coating agent, fine particles can be used as a coating method or a method of applying to a structure having unevenness due to fine particles in advance. It is also preferable to comprise.
コーティング剤として予め配合する微粒子としてはポリテトラフルオロエチレンの未溶解物または４０℃以上のガラス転移温度もしくは融点を有する有機もしくは無機材料を用いることができる。粒子直径としては０．１ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１μｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが最も好ましい。アスペクト比が１を超える粒子の場合には短径側を直径として定義する。 As fine particles previously blended as a coating agent, an undissolved polytetrafluoroethylene or an organic or inorganic material having a glass transition temperature or melting point of 40 ° C. or higher can be used. The particle diameter is preferably from 0.1 nm to 10 μm, more preferably from 1 nm to 1 μm, further preferably from 5 nm to 500 nm, and most preferably from 10 nm to 300 nm. In the case of particles having an aspect ratio exceeding 1, the minor axis side is defined as the diameter.
蒸着加工同様に、担体表面へのポリテトラフルオロエチレンの担持を凹凸構造とし、その凹凸構造は、捕集対象とする液滴よりも微細であることが好ましい。表面積の増加による濡れ仕事の増加のみならず、付着した粒子と担体の間に空気層が存在することで、Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ理論に沿った高い撥油表面を得ることができるためである。 Similar to the vapor deposition processing, it is preferable that polytetrafluoroethylene is supported on the support surface with a concavo-convex structure, and the concavo-convex structure is finer than the droplets to be collected. This is because not only an increase in wet work due to an increase in surface area, but also a high oil-repellent surface according to the Cassie-Baxter theory can be obtained by the presence of an air layer between the adhered particles and the carrier.
本実施形態においては、コーティング加工時またはコーティング加工後に、好ましくは６０℃以上１４０℃以下、よりこのましくは７０℃以上１４０℃以下、さらに好ましくは８０℃以上１４０℃以下に加熱処理されてなることも好ましい。かかる処理により接着性向上、ポリテトラフルオロエチレン分子の構造安定化、低分子量物の除去により撥油性および静電電荷が付与された担体の安定化効果と遊離される低分子成分が除去されるためである。 In the present embodiment, the heat treatment is preferably performed at 60 ° C. or more and 140 ° C. or less, more preferably 70 ° C. or more and 140 ° C. or less, more preferably 80 ° C. or more and 140 ° C. or less, during or after the coating process. It is also preferable. Such treatment improves adhesion, stabilizes the structure of polytetrafluoroethylene molecules, and removes low molecular weight substances, so that the stabilizing effect of the carrier imparted with oil repellency and electrostatic charge and free low molecular components are removed. It is.
本実施形態におけるエレクトレット材料およびそれを用いたフィルターは、担体自体または担体に担持されたフッ素（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）の少なくとも一方が、エレクトレット化され、静電電荷を付与されてなる。よって、静電電荷が付与された担体とは、担体自体に静電電荷が付与されているものと、担体に担持されたフッ素静電電荷が付与されているものと、両方に静電電荷が付与さているものと、を含む。エレクトレット化法は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ず、ポリテトラフルオロエチレンの担持前、担持後いずれでも好ましく用いられる。前者であれば、ポリテトラフルオロエチレン粉末を静電的な引力にて引き寄せることで付着や加工に利点があり、後者であれば電気力線が遮蔽されないため、静電電荷を付与された担体としての効果をより発現させることができる。 In the electret material and the filter using the electret material in the present embodiment, at least one of the carrier itself or fluorine (for example, polytetrafluoroethylene) carried on the carrier is electretized and given an electrostatic charge. Therefore, the carrier to which the electrostatic charge is imparted means that the carrier itself is imparted with the electrostatic charge, and the carrier to which the fluorine electrostatic charge supported on the carrier is imparted. And those that have been granted. The electretization method is not particularly limited as long as desired characteristics can be obtained at the time of use, and is preferably used either before or after supporting polytetrafluoroethylene. If the former, there is an advantage in adhesion and processing by attracting the polytetrafluoroethylene powder by electrostatic attraction, and the latter does not shield the lines of electric force, so as a carrier to which an electrostatic charge is applied The effect of can be expressed more.
具体的なエレクトレット化法としては、コロナ荷電法、液体接触荷電法、摩擦帯電法、電界荷電法、熱間電界荷電法、電子線照射法といった公知の帯電方法を施すものから任意に選択することができる。 As a specific electretization method, any electrification method may be selected from those subjected to known charging methods such as corona charging method, liquid contact charging method, friction charging method, electric field charging method, hot electric field charging method, and electron beam irradiation method. Can do.
本実施形態により得られる撥油性に関しては、必要とされる特性（たとえば防水、防汚、撥水、撥油）に応じて調整することが可能であるが、例えば不織布、織布等の繊維状物からなるフィルターとして用いられる場合には、ＪＩＳ Ｋ６７６８およびＡＡＴＣＣ１１８法により用いられる表面張力試験液において、１０秒以内の浸透性を与える表面張力として少なくとも無加工品（たとえばＰＰメルトブローンにおける代表値としては３６ｍＮ／ｍ）よりも向上していれば好ましく用いることができる。具体的には３１ｍＮ／ｍ以下が好ましく、２９ｍＮ／ｍ以下がより好ましく、２７ｍＮ／ｍ以下がさらに好ましく、２５ｍＮ／ｍ以下が最も好ましい。これらは防じんマスクの国家検定オイルミストの試験液体であるＤＯＰが３１ｍＮ／ｍ、ＰＡＯ（たとえばＥｍｅｒｙ３００４）が２９ｍＮ／ｍであり、実使用における鉱物および植物性オイルミストへの対応を考慮したものである。本発明者らの検討によると、シート形状での撥油性とフィルターとしての耐油性には相関があり、毛管現象により吸収が生じない程度の撥油性が得られていれば、フィルターとしても明確な耐油性（効率低下の抑制）が確認される。これは素材表面の耐油性（接触角）と多孔質体への吸収現象に相関があるためであり、ミスト試験時における繊維表面に捕集されたエアロゾルの接触角や捕集状態との相関がある。また混合物であるタバコ煙自体の表面張力値は明確ではないが、上記液体における浸透性低下とともに、明確な耐久性向上効果が確認される。 The oil repellency obtained by the present embodiment can be adjusted according to the required properties (for example, waterproof, antifouling, water repellency, oil repellency). When used as a filter comprising a product, in the surface tension test solution used according to JIS K6768 and AATCC118 method, the surface tension that gives the permeability within 10 seconds is at least a non-processed product (for example, 36 mN as a typical value in PP meltblown) / M), it can be preferably used. Specifically, it is preferably 31 mN / m or less, more preferably 29 mN / m or less, further preferably 27 mN / m or less, and most preferably 25 mN / m or less. These are DOP 31mN / m and PAO (for example, Emery3004) 29mN / m, which are the test liquids of the national certification oil mist for dust masks, and take into account the response to mineral and vegetable oil mist in actual use. . According to the study by the present inventors, there is a correlation between the oil repellency in the sheet shape and the oil resistance as a filter, and if the oil repellency to such an extent that absorption does not occur due to capillary action is obtained, it is also clear as a filter. Oil resistance (suppression of efficiency reduction) is confirmed. This is because there is a correlation between the oil resistance (contact angle) of the material surface and the absorption phenomenon into the porous body, and there is a correlation between the contact angle of the aerosol collected on the fiber surface during the mist test and the collection state. is there. Moreover, although the surface tension value of tobacco smoke itself which is a mixture is not clear, a clear durability improving effect is confirmed as the permeability in the liquid decreases.
本実施形態における担体と積層させる補強材はタバコ煙などのオイルミストの移行性が少ない材質、移行性があっても強度が維持される材質であれば特に限定されないが、特に、ガラス、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルペンテン、ポリエステルなどが好ましい。 The reinforcing material to be laminated with the carrier in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a material having a low oil mist transfer property, such as tobacco smoke, or a material that can maintain the strength even if it has a transfer property. Fluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polymethylpentene, polyester and the like are preferable.
担体と補強材とを積層する方法においては、熱可塑性樹脂、常温粘着性樹脂などを補強材に吹き付け、担体を重ね合わせることで担体と補強材との積層体であるエレクトレット材料を得ることができる。 In the method of laminating the carrier and the reinforcing material, an electret material that is a laminate of the carrier and the reinforcing material can be obtained by spraying a thermoplastic resin, a room temperature adhesive resin or the like on the reinforcing material and superimposing the carriers. .
本発明のエレクトレット材料は、必要な寸法とした後に、単体もしくは他の濾材や枠材等と組み合わせてフィルター（またはフィルターユニット）として用いることができる。本発明のフィルターは、本発明の濾材を備えていればよく、例えば、プリーツ加工、支持体や枠などへの取付加工などが施されていてもよい。また、本発明のフィルターは、本発明の濾材に他の材料を組み合わせて形成されていてもよい。 The electret material of the present invention can be used as a filter (or a filter unit) after being made into the required dimensions and in combination with a single substance or other filter medium or frame material. The filter of the present invention may be provided with the filter medium of the present invention, and may be subjected to, for example, pleating, attachment to a support or a frame. The filter of the present invention may be formed by combining other materials with the filter medium of the present invention.
本実施形態のエレクトレット材料およびそれを用いたフィルターは、本実施形態により得られる集塵、保護、通気、防汚、防水などの機能により幅広く用いることが可能であり、とりわけ、防塵マスク、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。 The electret material and the filter using the same according to the present embodiment can be widely used according to functions such as dust collection, protection, ventilation, antifouling, and waterproof obtained by the present embodiment. It can be suitably used as a filter for the purpose of protecting industrial elements, air purifiers, cabin filters, and various devices.
以下、本発明の実施例について説明する。まず、処理方法、試験方法を下記に示す。 Examples of the present invention will be described below. First, treatment methods and test methods are shown below.
（荷電処理）
シリコンシートを敷いたアルミ平板の接地電極上にポリプロピレンメルトブローン不織布を置き、ポリプロピレンメルトブローン不織布との１ｃｍの距離から針状電極を用いて電圧２０ｋＶ、１０秒間のコロナ荷電処理を実施後、通気度１２０ｃｍ3／ｃｍ2／秒の網状支持体（９６メッシュ）に載せ、不織布の上方３ｃｍに位置する直径０．１ｍｍφ、ピッチ０．６ｍｍのノズルから１．０ＭＰａの圧力で水溶液噴射処理を行う。なおベースとなる水は、一般的な水道水を逆浸透膜処理、次いでイオン交換膜処理を施した高純度の水とし、そのベース水に炭酸カリウム（ナカライテスク社製）を１００ｐｐｍ溶解させ、ｐＨが１０．６の噴射水溶液を調製した。支持体の搬送速度を４ｍ／分とし、ノズル直下の網状支持体の下方を１５００ｍｍＡｑの減圧状態とする。この処理をシートの表面について２回行った。その後このシートを自然乾燥、または１００℃の熱風オーブン中に２０秒間滞留させて乾燥させ、エレクトレット化したシートを得る。
(Charging treatment)
Silicon sheet was placed an aluminum flat polypropylene melt blown non-woven fabric on the ground electrode lined, polypropylene melt blown non-woven fabric voltage using a needle electrode from a distance of 1cm and 20 kV, after the implementation of the 10 seconds corona charging process, air permeability 120 cm 3 It is placed on a net-like support (96 mesh) at / cm 2 / sec, and an aqueous solution is sprayed at a pressure of 1.0 MPa from a nozzle having a diameter of 0.1 mmφ and a pitch of 0.6 mm located 3 cm above the nonwoven fabric. The water used as the base is high-purity water obtained by subjecting general tap water to reverse osmosis membrane treatment and then ion exchange membrane treatment, and 100 ppm of potassium carbonate (manufactured by Nacalai Tesque) is dissolved in the base water. Was prepared as an aqueous jet solution. The conveyance speed of the support is 4 m / min, and the lower part of the net-like support just below the nozzle is in a reduced pressure state of 1500 mmAq. This treatment was performed twice on the surface of the sheet. Thereafter, the sheet is naturally dried or kept in a hot air oven at 100 ° C. for 20 seconds and dried to obtain an electret sheet.
（蒸着処理）
実施例における蒸着加工の手法としては、ポリプロピレンメルトブローン不織布を８０℃に保った恒温板に張り付け、ステンレス製の反応容器天井に、底部に３００℃に加熱した熱板を設置した。容器内を２３０℃に設定し、主原料がＣ１６Ｆ３４からなるポリテトラフルオロエチレンを反応容器内部の金属製ボート上から蒸散させることで、任意の担持量の加工シート（エレクトレット材料）を得する。
(Vapor deposition treatment)
As a method of vapor deposition processing in the examples, a polypropylene melt blown nonwoven fabric was attached to a thermostat kept at 80 ° C., and a hot plate heated to 300 ° C. was installed at the bottom of a stainless steel reaction vessel ceiling. The inside of the container is set to 230 ° C., and polytetrafluoroethylene whose main raw material is C 16 F 34 is evaporated from the metal boat inside the reaction container to obtain a processed sheet (electret material) having an arbitrary carrying amount. .
（捕集効率試験）
エレクトレット材料の捕集効率試験は以下の方法にて実施する。
評価粒子：大気塵
風速 ：１０ｃｍ／秒
効率算出：光散乱計数法による０．３〜０．５μｍ間の粒子個数
捕集効率（％）＝（１−（下流側個数÷上流側個数））×１００
透過率（−）＝下流側粒子個数÷上流側粒子個数
(Collection efficiency test)
The electret material collection efficiency test is carried out by the following method.
Evaluation particle: atmospheric dust Wind speed: 10 cm / sec Efficiency calculation: Number of particles between 0.3 and 0.5 μm by light scattering counting method Collection efficiency (%) = (1− (number of downstream side ÷ number of upstream side)) × 100
Transmittance (-) = downstream particle count ÷ upstream particle count
（タバコ煙吸引試験）
日本電機工業会規格（ＪＥＭ１４６７；家庭用空気清浄機）の附属書Ｂに記載のアクリル製の密封可能な測定ボックス（１ｍ×１ｍ×１ｍ）内に、０．７ｍ３／分の撹拌ファン、タバコ煙発生器（ＪＥＭ１４６７附属書Ｂ．１．４参照）を用いて、タバコ煙（メビウスオリジナル；日本たばこ産業株式会社製）を５本燃焼させ、１５ｃｍ×１５ｃｍの通風面を有するサンプルホルダーにエレクトレット材料を固定し、風速１０ｃｍ／秒でタバコ煙を１０分間吸引させる。この一連の操作を４回行ない、２０本相当のタバコ煙を吸引させる。
(Tobacco smoke suction test)
In an acrylic sealable measuring box (1 m x 1 m x 1 m) described in Annex B of the Japan Electrical Manufacturers' Association Standard (JEM1467; Household Air Cleaner), a stirring fan of 0.7 m 3 / min, cigarette Using a smoke generator (see JEM1467 Annex B.1.4), five cigarette smokes (Mevius Original; manufactured by Japan Tobacco Inc.) are burned, and the electret material is placed on a sample holder having a 15 cm × 15 cm ventilation surface. The cigarette smoke is sucked for 10 minutes at a wind speed of 10 cm / sec. This series of operations is performed four times to suck 20 cigarette smoke.
（ガーレー剛軟度試験）
ガーレー剛軟度の計測は、ＪＩＳ Ｌ−１０９６（曲げ反発性Ａ法）に基づいて実施する。タバコ負荷試験前後の試験片（長さ８９ｍｍ×幅２５ｍｍ）は採取する角度によっては剛軟度が変化するため、同一方向から採取する。
(Gurley stiffness test)
Gurley bending resistance is measured based on JIS L-1096 (bending resilience A method). The specimens (length 89 mm × width 25 mm) before and after the cigarette load test are sampled from the same direction because the bending resistance changes depending on the sampling angle.
＜実施例１＞
ヒンダードフェノール系添加剤であるＩｒｇａｎｏｘ１０１０（ＢＡＳＦ社製）を０．０１重量％含有するポリプロピレンメルトブローン不織布（目付２２ｇ／ｍ2、平均繊維直径１．５μｍ、厚み０．２３ｍｍ)に対し、荷電処理を実施した。その後、荷電処理したメルトブローン不織布に、ポリテトラフルオロエチレンを蒸着処理にて０．２ｇ／ｍ２担持させ、静電電荷を付与された担体を得た。次いで、補強材としての目付７０ｇ／ｍ２のポリエステル製サーマルボンド不織布に合成ゴム系接着剤を２．０ｇ／ｍ２塗布し、上記得られた静電電荷を付与された担体に積層させ、エレクトレット材料を得た。得られたエレクトレット材料にガーレー剛軟度試験を実施した。その後、エレクトレット材料にタバコ煙吸引試験を行い、捕集効率試験並びにガーレー剛軟度試験を実施した。また、タバコ煙吸引試験前後でガーレー剛軟度比を算出した。これらの結果を表１に示す。
<Example 1>
A polypropylene melt blown nonwoven fabric (weight per unit 22 g / m 2 , average fiber diameter 1.5 μm, thickness 0.23 mm) containing 0.01% by weight of Irganox 1010 (made by BASF), a hindered phenol additive, is charged. Carried out. Thereafter, 0.2 g / m 2 of polytetrafluoroethylene was supported on the melt-blown nonwoven fabric subjected to the charge treatment by vapor deposition treatment to obtain a carrier provided with an electrostatic charge. Then, a synthetic rubber adhesive 2.0 g / m 2 was applied to the polyester thermal bond nonwoven fabric having a basis weight of 70 g / m 2 as a reinforcing material, is laminated on a carrier granted the resulting electrostatic charge, electret Obtained material. The obtained electret material was subjected to a Gurley stiffness test. Thereafter, a cigarette smoke suction test was performed on the electret material, and a collection efficiency test and a Gurley stiffness test were performed. The Gurley stiffness ratio was calculated before and after the tobacco smoke suction test. These results are shown in Table 1.
＜実施例２＞
実施例１と同様のポリプロピレンメルトブローン不織布に荷電処理した後、ポリテトラフルオロエチレンを蒸着処理にて１．０ｇ／ｍ２担持させ、静電電荷を付与された担体を得た。補強材として、ビニロン／ポリエステル製不織布にスチレン−ブタジエン樹脂を塗布した総目付が４５ｇ／ｍ２の不織布を用いた。この補強材に合成ゴム系接着剤を２．０ｇ／ｍ２塗布し、上記得られた静電電荷を付与された担体に積層させ、エレクトレット材料を得た。得られたエレクトレット材料にガーレー剛軟度試験を実施した。その後、エレクトレット材料にタバコ煙吸引試験を行い、捕集効率試験並びにガーレー剛軟度試験を実施した。また、タバコ煙吸引試験前後でガーレー剛軟度比を算出した。これらの結果を表１に示す。
<Example 2>
The same polypropylene melt blown nonwoven fabric as in Example 1 was charged, and then polytetrafluoroethylene was supported by 1.0 g / m 2 by vapor deposition to obtain a carrier provided with an electrostatic charge. As the reinforcing material, a non-woven fabric having a total basis weight of 45 g / m 2 obtained by applying a styrene-butadiene resin to a vinylon / polyester non-woven fabric was used. A synthetic rubber-based adhesive was applied to the reinforcing material at 2.0 g / m 2 and laminated on the carrier provided with the electrostatic charge obtained above to obtain an electret material. The obtained electret material was subjected to a Gurley stiffness test. Thereafter, a cigarette smoke suction test was performed on the electret material, and a collection efficiency test and a Gurley stiffness test were performed. The Gurley stiffness ratio was calculated before and after the tobacco smoke suction test. These results are shown in Table 1.
＜実施例３＞
実施例１と同様のポリプロピレンメルトブローン不織布に荷電処理した後、ポリテトラフルオロエチレンを蒸着処理にて０．５ｇ／ｍ２担持させ、静電電荷を付与された担体を得た。補強材として目付が３６ｇ／ｍ２のガラス繊維性不織布を用いた。この補強材に合成ゴム系接着剤を２．０ｇ／ｍ２塗布し、上記得られた静電電荷を付与された担体に積層させ、エレクトレット材料を得た。得られたエレクトレット材料にガーレー剛軟度試験を実施した。その後、エレクトレット材料にタバコ煙吸引試験を行い、捕集効率試験並びにガーレー剛軟度試験を実施した。また、タバコ煙吸引試験前後でガーレー剛軟度比を算出した。これらの結果を表１に示す。
<Example 3>
The same polypropylene melt blown nonwoven fabric as in Example 1 was charged, and then polytetrafluoroethylene was supported by 0.5 g / m 2 by vapor deposition to obtain a carrier provided with an electrostatic charge. A glass fiber nonwoven fabric having a basis weight of 36 g / m 2 was used as a reinforcing material. A synthetic rubber-based adhesive was applied to the reinforcing material at 2.0 g / m 2 and laminated on the carrier provided with the electrostatic charge obtained above to obtain an electret material. The obtained electret material was subjected to a Gurley stiffness test. Thereafter, a cigarette smoke suction test was performed on the electret material, and a collection efficiency test and a Gurley stiffness test were performed. The Gurley stiffness ratio was calculated before and after the tobacco smoke suction test. These results are shown in Table 1.
＜比較例１＞
実施例１と同様のポリプロピレンメルトブローン不織布に荷電処理した後、補強材として実施例１と同様のサーマルボンド不織布を用いて、合成ゴム系接着剤を２．０ｇ／ｍ２塗布して積層し、エレクトレット材料を得た。実施例と同様に得られたエレクトレット材料にガーレー剛軟度試験を実施した。その後、エレクトレット材料にタバコ煙吸引試験を行い、捕集効率試験並びにガーレー剛軟度試験を実施した。また、タバコ煙吸引試験前後でガーレー剛軟度比を算出した。これらの結果を表１に示す。
<Comparative Example 1>
After charged treated similarly polypropylene meltblown nonwoven fabric as in Example 1, using the same thermal bond nonwoven fabric as in Example 1 as a reinforcing material, a synthetic rubber adhesive is laminated with 2.0 g / m 2 coating, electret Obtained material. A Gurley stiffness test was performed on the electret material obtained in the same manner as in the examples. Thereafter, a cigarette smoke suction test was performed on the electret material, and a collection efficiency test and a Gurley stiffness test were performed. The Gurley stiffness ratio was calculated before and after the tobacco smoke suction test. These results are shown in Table 1.
＜比較例２＞
実施例１と同様のポリプロピレンメルトブローン不織布に荷電処理した後、蒸着処理にてポリテトラフルオロエチレンを０．２ｇ／ｍ２蒸着させた。これに、補強材として実施例２と同様のビニロン／ポリエステル製不織布にスチレン−ブタジエン樹脂を塗布した総目付が４５ｇ／ｍ２の不織布を用い、合成ゴム系接着剤を２．０ｇ／ｍ２塗布し、積層し、エレクトレット材料を得た。このエレクトレット材料に、実施例と得られたエレクトレット材料にガーレー剛軟度試験を実施した。その後、エレクトレット材料にタバコ煙吸引試験を行い、捕集効率試験並びにガーレー剛軟度試験を実施した。また、タバコ煙吸引試験前後でガーレー剛軟度比を算出した。これらの結果を表１に示す。
<Comparative Example 2>
The same polypropylene melt blown nonwoven fabric as in Example 1 was charged, and then 0.2 g / m 2 of polytetrafluoroethylene was vapor-deposited by vapor deposition. For this, a non-woven fabric having a total basis weight of 45 g / m 2 obtained by applying a styrene-butadiene resin to the same vinylon / polyester non-woven fabric as in Example 2 was used as a reinforcing material, and a synthetic rubber adhesive was applied at 2.0 g / m 2. And laminated to obtain an electret material. This electret material was subjected to a Gurley bending resistance test on the electret material obtained in the examples. Thereafter, a cigarette smoke suction test was performed on the electret material, and a collection efficiency test and a Gurley stiffness test were performed. The Gurley stiffness ratio was calculated before and after the tobacco smoke suction test. These results are shown in Table 1.
表１より明らかなように、実施例１、２、３では、比較例１、２と比較して、タバコ煙吸引試験後でも高い捕集効率を示すことがわかる。また、実施例１、２、３では高い剛軟度比を示している。これに対して比較例１、２は、実施例１、２、３よりも低い剛軟度比に留まり、担体が保有する強度が不十分であることが確認できる。 As can be seen from Table 1, in Examples 1, 2, and 3, compared to Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the collection efficiency is higher even after the tobacco smoke suction test. In Examples 1, 2, and 3, a high bending resistance ratio is shown. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 remain at a lower bending resistance ratio than Examples 1, 2, and 3, and it can be confirmed that the strength of the carrier is insufficient.
本発明により、簡便な装置や工程で高い帯電性を有し、オイルミストなどの液体粒子に対する静電電荷の維持率を高めたエレクトレット材料およびそれを用いたフィルターを得ることが可能となり、産業界へ大きく寄与できる。 According to the present invention, it is possible to obtain an electret material having a high chargeability with a simple device and process and having a high electrostatic charge maintenance rate against liquid particles such as oil mist and a filter using the same. Can greatly contribute to.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017114228A JP6926699B2 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Electret material, a filter using it, and a method for manufacturing an electret filter. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017114228A JP6926699B2 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Electret material, a filter using it, and a method for manufacturing an electret filter. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018202369A true JP2018202369A (en) | 2018-12-27 |
| JP6926699B2 JP6926699B2 (en) | 2021-08-25 |
Family
ID=64954726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017114228A Active JP6926699B2 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Electret material, a filter using it, and a method for manufacturing an electret filter. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6926699B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110833724A (en) * | 2019-11-12 | 2020-02-25 | 东华大学 | Polytetrafluoroethylene non-woven air filter material with double electret effects and preparation method thereof |
| CN111875885A (en) * | 2020-08-03 | 2020-11-03 | 徐州海天石化有限公司 | Electret master batch special for melt-blown fabric and preparation method thereof |
| WO2021033700A1 (en) | 2019-08-21 | 2021-02-25 | 東洋紡株式会社 | Electret, and filter using same |
| CN115193160A (en) * | 2022-07-07 | 2022-10-18 | 江苏氟美斯环保节能新材料有限公司 | Dedusting and denitration integrated filter material and preparation method thereof |
| WO2023074758A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 東洋紡株式会社 | Electret, electret filter, and method for producing electret |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010094666A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-30 | Toray Ind Inc | Electret filter medium and manufacturing method therefor |
| JP2012125714A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Toray Ind Inc | Filter material for air filter and air filter |
| JP2017069527A (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 東洋紡株式会社 | Electret |
-
2017
- 2017-06-09 JP JP2017114228A patent/JP6926699B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010094666A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-30 | Toray Ind Inc | Electret filter medium and manufacturing method therefor |
| JP2012125714A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Toray Ind Inc | Filter material for air filter and air filter |
| JP2017069527A (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 東洋紡株式会社 | Electret |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021033700A1 (en) | 2019-08-21 | 2021-02-25 | 東洋紡株式会社 | Electret, and filter using same |
| KR20220049530A (en) | 2019-08-21 | 2022-04-21 | 도요보 가부시키가이샤 | Electrets and filters using them |
| CN110833724A (en) * | 2019-11-12 | 2020-02-25 | 东华大学 | Polytetrafluoroethylene non-woven air filter material with double electret effects and preparation method thereof |
| CN110833724B (en) * | 2019-11-12 | 2021-10-08 | 东华大学 | Polytetrafluoroethylene non-woven air filter material with double electret effects and preparation method thereof |
| CN111875885A (en) * | 2020-08-03 | 2020-11-03 | 徐州海天石化有限公司 | Electret master batch special for melt-blown fabric and preparation method thereof |
| CN111875885B (en) * | 2020-08-03 | 2022-10-14 | 徐州海天石化有限公司 | Electret master batch special for melt-blown fabric and preparation method thereof |
| WO2023074758A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 東洋紡株式会社 | Electret, electret filter, and method for producing electret |
| CN115193160A (en) * | 2022-07-07 | 2022-10-18 | 江苏氟美斯环保节能新材料有限公司 | Dedusting and denitration integrated filter material and preparation method thereof |
| CN115193160B (en) * | 2022-07-07 | 2024-03-26 | 江苏氟美斯环保节能新材料有限公司 | Dedusting and denitration integrated filter material and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6926699B2 (en) | 2021-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015152207A1 (en) | Electret | |
| JP6926699B2 (en) | Electret material, a filter using it, and a method for manufacturing an electret filter. | |
| JP6743706B2 (en) | Method for manufacturing electret filter | |
| JP6366681B2 (en) | Electret web with charge enhancing additive | |
| JP6794618B2 (en) | Electret filter | |
| WO2010002773A2 (en) | Method for in situ formation of metal nanoclusters within a porous substrate field | |
| JP2004533313A (en) | Electret filter media after evaporation treatment | |
| WO2018156561A1 (en) | Electret-containing filter media | |
| JP4078591B2 (en) | Method for producing electret filter media | |
| JP2018062722A (en) | Electret material and filter prepared therewith, and method for producing electret material | |
| JP6582840B2 (en) | Electret | |
| KR102314307B1 (en) | Electrets and Electret Filters | |
| JP2016128159A (en) | Electret | |
| JP2015200058A (en) | electret | |
| US20130052420A1 (en) | High repellency films via microtopography and post treatment | |
| JP2015213899A (en) | Electret | |
| ES2950903T3 (en) | Electret Fiber Sheet | |
| JP2022045847A (en) | Electret filter medium, filter, and production method of electret filter medium | |
| US20230226501A1 (en) | Electrostatically charged porous nonwoven web, membrane and mask derived therefrom and methods for manufacture and cleaning | |
| WO2016088691A1 (en) | Electret filter | |
| WO2020246550A1 (en) | Porous membrane for membrane distillation | |
| KR20140074028A (en) | Filter for cooling filter and cooling filter having the same | |
| JP2017094250A (en) | Electret filter medium, filter using the same, method of manufacturing the same | |
| JP2018103108A (en) | Electret filter | |
| JP6565166B2 (en) | Manufacturing method of electret filter media |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200525 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210408 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210521 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210706 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210719 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6926699 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |