JP7167432B2 - Electret fiber sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、エアフィルター濾材として好適に用いられる、高い塵埃捕集特性を有しながら通気性に優れたエレクトレット繊維シート、および、そのエレクトレット繊維シートの製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electret fiber sheet that is suitable for use as an air filter medium and has excellent air permeability while having a high dust collecting property, and a method for producing the electret fiber sheet.
従来から、気体中の花粉や塵等を除去するためにエアフィルターが使用されており、そのエアフィルターの濾材として不織布が多く用いられている。中でも、その不織布の製造法の一つであるメルトブロー法は、エアフィルター製品の濾材や電池セパレータ等々の製造に幅広く使用されている。メルトブロー法は、一般に、紡糸口金から押し出された熱可塑性ポリマーを、熱風噴射することにより繊維状に細化し、得られた繊維の自己融着特性を利用して繊維ウェブとして不織布を形成せしめる方法である。 BACKGROUND ART Conventionally, air filters have been used to remove pollen, dust, and the like from gases, and non-woven fabrics have often been used as filter media for these air filters. Among them, the melt blowing method, which is one of the methods for manufacturing the nonwoven fabric, is widely used for manufacturing filter media for air filter products, battery separators, and the like. The meltblowing method is generally a method in which a thermoplastic polymer extruded from a spinneret is thinned into fibers by jetting hot air, and a nonwoven fabric is formed as a fiber web by utilizing the self-bonding properties of the obtained fibers. be.
このメルトブロー法は、スパンボンド法等の他の不織布の製造方法に比べて、複雑な工程を必要とせず、また、単繊維径が数１０μｍから数μｍ以下の細い繊維が容易に得られるという利点を有する製造方法である。 The meltblown method does not require complicated processes compared to other nonwoven fabric manufacturing methods such as the spunbond method, and has the advantage of easily obtaining thin fibers with a single fiber diameter of several tens of μm to several μm or less. It is a manufacturing method having
ここでエアフィルターに要求される性能は、ミクロなダストを多く捕集することができる高捕集効率と、エアフィルター内部を気体が通過する際に抵抗が少ない低圧力損失である。上記の高い捕集効率を有する濾材を得るためには、不織布を構成する単繊維が細繊度であることが適しているが、その一方で、単繊維を細繊度化するとその単繊維からなる不織布は潰れやすくなり、その不織布の繊維密度が増加することにより圧力損失が高くなるという課題がある。 The performance required for the air filter here is high collection efficiency capable of collecting a large amount of microscopic dust and low pressure loss with little resistance when gas passes through the air filter. In order to obtain a filter medium having a high collection efficiency as described above, it is suitable for the single fibers constituting the nonwoven fabric to have a fine fineness. is easily crushed, and the increase in the fiber density of the nonwoven fabric results in an increase in pressure loss.
また、圧力損失が低い濾材を得るためには、不織布を構成する単繊維が太繊度であることが適しているが、その一方で、単繊維を太繊度化すると不織布内の繊維表面積が減少してしまい、捕集効率が低下するという課題がある。このように、従来技術におけるエアフィルターに要求される性能において、高捕集効率を有することと低圧力損失を有することは、相反する関係にある。 In addition, in order to obtain a filter medium with low pressure loss, it is suitable for the single fibers constituting the nonwoven fabric to have a large fineness. Therefore, there is a problem that the collection efficiency is lowered. Thus, among the performances required for air filters in the prior art, having high collection efficiency and having low pressure loss are in conflict with each other.
上記の課題を解決する方法として、不織布をエレクトレット化し、物理的作用に加えて静電気的作用を利用することにより、高捕集効率と低圧力損失を同時に満足させる試みがなされている。 As a method for solving the above problems, an attempt has been made to simultaneously satisfy high collection efficiency and low pressure loss by converting a nonwoven fabric into an electret and utilizing an electrostatic action in addition to a physical action.
例えば、アース電極上に不織布を接触させた状態で、このアース電極と不織布を共に移動させながら、非接触型印加電極で高圧印加を行なって連続的にエレクトレット化するエレクトレット繊維シートの製造方法が提案されている（特許文献１参照。）。その他に、水を繊維に接触させて帯電させる方法として、繊維シートに対して水の噴流もしくは水滴流を不織布内部まで水が浸透するのに十分な圧力で噴霧させてエレクトレット化し、正極性と負極性の電荷を均一に混在させる方法（特許文献２参照。）や、繊維シートをスリット状のノズル上を通過させ、ノズルで水を吸引することにより繊維シートに水を浸透させて、正極性と負極性の電荷を均一に混在させる方法（特許文献３参照。）のような、いわゆるハイドロチャージ法が提案されている。
For example, a method for producing an electret fiber sheet is proposed in which a non-woven fabric is brought into contact with a ground electrode, and a high voltage is applied by a non-contact type applying electrode while the ground electrode and the non-woven fabric are moved together to continuously form an electret. (See
また別に、不織布を構成する繊維に対して、繊維に添加剤を添加することにより、高捕集効率を有しかつ低圧力損失特性を持つ不織布を得る方法が提案されており、具体的に、高分子重合体に、ヒンダードアミン系、含窒素ヒンダードフェノール系、金属塩ヒンダードフェノール系あるいはフェノール系の安定剤から選ばれた少なくとも１種の安定剤を配合してなる材料からなり、かつ１００℃以上の温度における熱刺激脱分極電流からのトラップ電荷量が２．０×１０－１０クーロン／ｃｍ２以上であるという耐熱性エレクトレット材料が提案されている（特許文献４参照。）。 Separately, there has been proposed a method of obtaining a nonwoven fabric having high collection efficiency and low pressure loss characteristics by adding an additive to the fibers constituting the nonwoven fabric. A material comprising a high molecular weight polymer and at least one stabilizer selected from hindered amine stabilizers, nitrogen-containing hindered phenol stabilizers, metal salt hindered phenol stabilizers and phenol stabilizers, and at a temperature of 100°C. A heat-resistant electret material has been proposed that has a trap charge amount of 2.0×10 −10 Coulomb/cm 2 or more from a thermally stimulated depolarizing current at the above temperature (see Patent Document 4).
さらに、細繊維と太繊維を混合した不織布を形成させることにより、粒子の目詰まりを起にくくし繊維間の空隙を増やすことによって、圧力損失の上昇を抑制する方法が提案されている（特許文献５および特許文献６参照。）。
Furthermore, a method has been proposed in which a non-woven fabric is formed by mixing fine fibers and thick fibers to prevent clogging of particles and increase voids between fibers, thereby suppressing an increase in pressure loss (
しかしながら、上記従来の提案のように、不織布をエレクトレット化することにより捕集性能は向上するものの、例えば、エアフィルターとして使用する際においては、機器本体の騒音や高風量化の点から、集塵特性を維持しながら更なる圧力損失の低減が求められている。 However, as in the above-mentioned conventional proposal, although the collection performance is improved by converting the nonwoven fabric into an electret, for example, when it is used as an air filter, the noise of the device main body and the increase in air volume. Further reduction in pressure loss is required while maintaining the characteristics.
そこで本発明の目的は、従来の不織布の課題に鑑み、高い塵埃捕集特性を有しながら、通気性に優れたエレクトレット繊維シートを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electret fiber sheet having excellent air permeability while having a high dust collection property in view of the problems of conventional nonwoven fabrics.
本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明のエレクトレット繊維シートは、主として非導電性繊維を９０質量％以上含んでなるエレクトレット繊維シートであって、前記のエレクトレット繊維シートを構成する繊維中に結晶核剤が０．００５～１．０質量％含有されており、かつ示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される融点（Ｔｍ）と結晶化温度（Ｔｃ）の差（Ｔｍ－Ｔｃ）が５～４５℃であり、前記エレクトレット繊維シートがメルトブロー不織布からなり、濾過風速４．５ｍ／分における粒子径が０．３～０．５μｍのポリスチレン粒子の捕集効率と圧力損失により以下の式（１）で算出されるＱＦ値が０．２０以上であることを特徴とするエレクトレット繊維シートである
ＱＦ値（Ｐａ
－１
）＝－［ｌｎ（１－捕集効率（％）／１００）］／圧力損失（Ｐａ） ・・・（１）。
The present invention is intended to solve the above problems, and the electret fiber sheet of the present invention is an electret fiber sheet mainly containing 90% by mass or more of non-conductive fibers, 0.005 to 1.0% by mass of a crystal nucleating agent is contained in the fibers constituting the, and the difference between the melting point (Tm) and the crystallization temperature (Tc) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) ( Tm−Tc) is 5 to 45° C., the electret fiber sheet is made of a melt-blown nonwoven fabric, and the collection efficiency and pressure loss of polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 to 0.5 μm at a filtration wind speed of 4.5 m / min. It is an electret fiber sheet characterized by having a QF value of 0.20 or more calculated by the following formula (1)
QF value (Pa −1 )=−[ln (1−collection efficiency (%)/100)]/pressure loss (Pa) (1) .
本発明のエレクトレット繊維シートの好ましい態様によれば、前記のエレクトレット繊維シートが、ポリオレフィン系樹脂を主体とする熱可塑性樹脂からなる繊維により構成されていることである。 According to a preferred aspect of the electret fiber sheet of the present invention, the electret fiber sheet is composed of fibers made of a thermoplastic resin mainly composed of a polyolefin resin.
本発明のエレクトレット繊維シートの好ましい態様によれば、前記のエレクトレット繊維シートからなるエアフィルター濾材が得られる。 According to a preferred aspect of the electret fiber sheet of the present invention, an air filter medium made of the above electret fiber sheet is obtained.
本発明のエレクトレット繊維シートの製造方法は、非導電性繊維を９０質量％以上含んでなるエレクトレット繊維シートをメルトブロー法により製造する方法であって、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される前記エレクトレット繊維シートの結晶化温度（Ｔｃ）と前記エレクトレット繊維シートをメルトブロー法により紡糸する際の紡糸温度（Ｔｘ）の差（Ｔｘ－Ｔｃ）が、１０～１３０℃であり、非導電性の繊維シートに水を付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化することを特徴とする前記のエレクトレット繊維シートの製造方法である。
The method for producing an electret fiber sheet of the present invention is a method for producing an electret fiber sheet containing 90% by mass or more of non-conductive fibers by a melt-blowing method, and the electret measured by a differential scanning calorimeter (DSC). The difference (Tx-Tc) between the crystallization temperature (Tc) of the fiber sheet and the spinning temperature (Tx) when the electret fiber sheet is spun by the melt blow method is 10 to 130 ° C., and is a non-conductive fiber sheet. The above method for producing an electret fiber sheet, characterized in that the electret fiber sheet is electretized by applying water to it and then drying it .
本発明によれば、高い塵埃捕集特性を有しながら、通気性に優れたエレクトレット繊維シートが得られる。本発明のエレクトレット繊維シートを使用することにより、高い捕集効率を維持しながら、圧力損失が低いエアフィルター濾材が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an electret fiber sheet having excellent air permeability while having high dust collection properties. By using the electret fiber sheet of the present invention, an air filter medium with low pressure loss can be obtained while maintaining high collection efficiency.
本発明のエレクトレット繊維シートは、主として非導電性繊維を９０質量％以上含んでなるエレクトレット繊維シートであって、前記のエレクトレット繊維シートを構成する繊維中に結晶核剤が０．００５～１．０質量％含有されており、かつ示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される融点（Ｔｍ）と結晶化温度（Ｔｃ）の差（Ｔｍ－Ｔｃ）が５～４５℃以下のエレクトレット繊維シートである。 The electret fiber sheet of the present invention is an electret fiber sheet mainly containing 90% by mass or more of non-conductive fibers, and the fibers constituting the electret fiber sheet contain 0.005 to 1.0 of a crystal nucleating agent. % by mass, and the difference (Tm−Tc) between the melting point (Tm) and the crystallization temperature (Tc) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is 5 to 45° C. or less.
本発明のエレクトレット繊維シートは、主として非導電性繊維を９０質量％以上含んでなるエレクトレット繊維シートである。繊維シートとして、例えば、合成繊維製の織物、編物および不織布などを挙げることができる。特に、エアフィルター用の場合には、合成繊維からなる不織布が好ましく用いられる。 The electret fiber sheet of the present invention is an electret fiber sheet mainly containing 90% by mass or more of non-conductive fibers. Examples of fiber sheets include woven fabrics, knitted fabrics and non-woven fabrics made of synthetic fibers. In particular, nonwoven fabrics made of synthetic fibers are preferably used for air filters.
本発明のエレクトレット繊維シートは、メルトブロー不織布からなることが好ましい態様である。メルトブロー不織布からなることにより、複雑な工程を必要とせず、数μｍの細繊維が容易に得られ、高い塵埃捕集特性を達成しやすくすることができる。 In a preferred embodiment, the electret fiber sheet of the present invention is made of a melt-blown nonwoven fabric. By using a melt-blown nonwoven fabric, fine fibers of several μm can be easily obtained without requiring a complicated process, and high dust-collecting properties can be easily achieved.
本発明において、非導電性繊維における非導電性とは、体積抵抗率が１０１２・Ω・ｃｍ以上であることをいい、１０１４・Ω・ｃｍ以上であることが好ましい態様である。体積抵抗率が１０１２・Ω・ｃｍ以上であると、エレクトレット化した際に電荷量を多く保持することができ、結果として捕集性能が優れ、圧力損失を小さくすることができる。 In the present invention, non-conductivity in the non-conducting fiber means that the volume resistivity is 10 12 ·Ω·cm or more, preferably 10 14 ·Ω·cm or more. When the volume resistivity is 10 12 ·Ω·cm or more, a large amount of charge can be retained when electretized, and as a result, the collection performance is excellent and the pressure loss can be reduced.
本発明において、非導電性繊維を含んでなるとは、エレクトレット繊維シート中に９０質量％以上の非導電性繊維を含むことを指す。エレクトレット繊維シート中に含まれる非導電性繊維の割合は、好ましくは９５質量％以上であり、より好ましくは９７質量％以上である。エレクトレット繊維シート中の非導電性繊維が９０質量％未満になると、十分なエレクトレット性能が得られない。 In the present invention, containing non-conductive fibers means that the electret fiber sheet contains 90% by mass or more of non-conductive fibers. The proportion of non-conductive fibers contained in the electret fiber sheet is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more. If the non-conductive fibers in the electret fiber sheet are less than 90% by mass, sufficient electret performance cannot be obtained.
また、非導電性以外に、艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、および難燃剤等を、本発明による効果が損なわれない範囲で添加することができる。 In addition to non-conductive properties, matting agents, pigments, antifungal agents, antibacterial agents, flame retardants, and the like can be added within limits that do not impair the effects of the present invention.
本発明で用いられる非導電性繊維の樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリ乳酸等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマーおよびポリウレタンエラストマー等のエラストマー、およびこれらの共重合体または混合物などを挙げることができる。 Examples of resin materials for the non-conductive fibers used in the present invention include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polylactic acid, polycarbonate resins, Elastomers such as polystyrene resins, polyphenylene sulfide resins, fluorine resins, polystyrene elastomers, polyolefin elastomers, polyester elastomers, polyamide elastomers and polyurethane elastomers, and copolymers or mixtures thereof can be used.
これらの中でも、ポリオレフィン系樹脂が好ましく用いられる。ポリオレフィン系樹脂は、体積抵抗率が高く、また吸水性が低いため、繊維化したときの帯電性および電荷保持性が強い。そのため、高い捕集効率を達成することができる。 Among these, polyolefin resins are preferably used. Polyolefin-based resins have high volume resistivity and low water absorbency, and thus have strong chargeability and charge retention when fiberized. Therefore, high collection efficiency can be achieved.
ポリオレフィン系樹脂の種類としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンおよびポリメチルペンテン等のホモポリマーなどが挙げられる。また、これらのホモポリマーに異なる成分を共重合したコポリマーや、異なる２種以上のポリマーブレンド品を用いることもできる。これらの中でも、帯電保持性の観点から、ポリプロピレンおよびポリメチルペンテンが好ましく用いられる。また、安価に利用できるという観点から、ポリプロピレンがさらに好ましく用いられる。 Types of polyolefin resins include homopolymers such as polyethylene, polypropylene, polybutene, and polymethylpentene. Copolymers obtained by copolymerizing these homopolymers with different components, or blends of two or more different polymers can also be used. Among these, polypropylene and polymethylpentene are preferably used from the viewpoint of charge retention. In addition, polypropylene is more preferably used from the viewpoint of being available at low cost.
本発明のエレクトレット繊維シートは、エレクトレット繊維シートを構成する（長）繊維中に、結晶核剤を０．００５～１．０質量％含有し、好ましくは０．００７～０．５質量％含有する。結晶核剤を含有することにより非導電繊維の結晶化温度が高くなり、紡糸する際の繊維の固化が早く進み、繊維同士の融着が減少することにより通気性が向上する。 The electret fiber sheet of the present invention contains 0.005 to 1.0% by mass, preferably 0.007 to 0.5% by mass, of a crystal nucleating agent in the (long) fibers constituting the electret fiber sheet. . Containing a crystal nucleating agent increases the crystallization temperature of the non-conductive fibers, accelerates solidification of the fibers during spinning, and reduces fusion between fibers, thereby improving air permeability.
ここでいう結晶核剤の含有量は、例えば、次のようにして求めることができる。不織布を、メタノール／クロロホルム混合溶液でソックスレー抽出後、その抽出物についてＨＰＬＣ分取を繰り返し、各分取物についてＩＲ測定、ＧＣ測定、ＧＣ／ＭＳ測定、ＭＡＬＤＩ－ＭＳ測定、１Ｈ－ＮＭＲ測定、および１３Ｃ－ＮＭＲ測定で構造を確認する。次に、該結晶核剤の含まれる分取物の質量を合計し、不織布全体に対する割合を求め、これを結晶核剤の含有量とする。 The content of the crystal nucleating agent referred to here can be obtained, for example, as follows. After Soxhlet extraction of the non-woven fabric with a methanol/chloroform mixed solution, HPLC fractionation was repeated for the extract, and IR measurement, GC measurement, GC/MS measurement, MALDI-MS measurement, 1 H-NMR measurement, and 13 C-NMR measurements confirm the structure. Next, the mass of the fractionated material containing the crystal nucleating agent is summed up to obtain the ratio to the whole nonwoven fabric, and this is defined as the content of the crystal nucleating agent.
結晶核剤の含有量が０．００５質量％未満では、熱処理時の通気量上昇率が小さい。一方、結晶核剤の含有量が１．０質量％を超えると、紡糸性が悪化したりコスト的にも不利になる。 If the content of the crystal nucleating agent is less than 0.005% by mass, the rate of increase in air permeability during heat treatment is small. On the other hand, when the content of the crystal nucleating agent exceeds 1.0% by mass, the spinnability deteriorates and the cost becomes disadvantageous.
結晶核剤としては、ソルビトール系核剤、ノニトール系核剤、キリシトール系核剤、リン酸系核剤、トリアミノベンゼン誘導体核剤、およびカルボン酸金属塩核剤に限られる。 Crystal nucleating agents are limited to sorbitol-based nucleating agents, nonitol-based nucleating agents, xylitol-based nucleating agents, phosphoric acid-based nucleating agents, triaminobenzene derivative nucleating agents, and carboxylic acid metal salt nucleating agents.
ソルビトール系核剤には、例えば、ジベンジリデンソルビトール（ＤＢＳ）、モノメチルジベンジリデンソルビトール（例えば、１，３：２，４－ビス(ｐ－メチルベンジリデン)ソルビトール（ｐ－ＭＤＢＳ））、ジメチルジベンジリデンソルビトール（例えば、１，３：２，４－ビス(３,４－ジメチルベンジリデン)ソルビトール（３,４－ＤＭＤＢＳ））などが含まれ、“Ｍｉｌｌａｄ”（登録商標） ３９８８（ミリケン・ジャパン（株）製）、および“ゲルオール”（登録商標）Ｅ-２００（新日本理化（株）製）などが挙げられる。 Sorbitol nucleating agents include, for example, dibenzylidene sorbitol (DBS), monomethyldibenzylidene sorbitol (eg, 1,3:2,4-bis(p-methylbenzylidene) sorbitol (p-MDBS)), dimethyldibenzylidene sorbitol (for example, 1,3:2,4-bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol (3,4-DMDBS)) and the like, and "Millad" (registered trademark) 3988 (manufactured by Milliken Japan Co., Ltd.) ), and “Gelol” (registered trademark) E-200 (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.).
ノニトール系核剤には、例えば、１，２，３―トリデオキシ－４，６：５，７－ビス－［（４－プロピルフェニル）メチレン］－ノニトールなどが含まれ、“Ｍｉｌｌａｄ”（登録商標）ＮＸ８０００（ミリケン・ジャパン（株）製）などが挙げられる。 Nonitol-based nucleating agents include, for example, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-[(4-propylphenyl)methylene]-nonitol and the like, and are known as “Millad” (registered trademark). NX8000 (manufactured by Milliken Japan Co., Ltd.) and the like.
キシリトール系核剤には、例えば、ビス－１，３：２，４－（５’，６’，７’，８’－テトラヒドロ－２－ナフトアルデヒドベンジリデン）１－アリルキシリトールなどが含まれる。 Xylitol-based nucleating agents include, for example, bis-1,3:2,4-(5',6',7',8'-tetrahydro-2-naphthaldehydebenzylidene)1-allylxylitol.
また、リン酸系核剤には、例えば、アルミニウム－ビス（４，４’,６,６’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－２,２’－メチレンジフェニル－ホスファート）－ヒドロキシドなどが含まれ、“アデカスタブ”（登録商標）ＮＡ－１１（（株）ＡＤＥＫＡ製）や、“アデカスタブ”（登録商標）ＮＡ－２１（（株）ＡＤＥＫＡ製）などが挙げられる。 Further, the phosphoric acid-based nucleating agent includes, for example, aluminum-bis(4,4',6,6'-tetra-tert-butyl-2,2'-methylenediphenyl-phosphate)-hydroxide, "ADEKA STAB" (registered trademark) NA-11 (manufactured by ADEKA Corporation), "ADEKA STAB" (registered trademark) NA-21 (manufactured by ADEKA Corporation), and the like.
トリアミノベンゼン誘導体核剤には、例えば、１，３，５－トリス（２，２－ジメチルプロパンアミド）ベンゼンなどが含まれ、“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６”（ＢＡＳＦジャパン(株)製）などが挙げられる。 Triaminobenzene derivative nucleating agents include, for example, 1,3,5-tris(2,2-dimethylpropanamido)benzene and the like, and "Irgaclear" (registered trademark) XT386" (manufactured by BASF Japan Ltd.). etc.
さらに、カルボン酸金属塩核剤には、例えば、安息香酸ナトリウムや、１，２－シクロヘキサンジカルボキシル酸カルシウム塩などが含まれる。
Furthermore, carboxylic acid metal salt nucleating agents include, for example, sodium benzoate and
本発明のエレクトレット繊維シートを構成する繊維（材料）には、上記の結晶核剤の他に、熱安定剤、耐候剤および重合禁止剤等の添加剤を添加することができる。特に、メルトブロー不織布を、エレクトレット処理した際のエレクトレット性能をより良好にするという観点から、前記の繊維（材料）にヒンダードアミン系添加剤または／およびトリアジン系添加剤を少なくとも１種類含有させることが好ましい態様である。 Additives such as heat stabilizers, weathering agents and polymerization inhibitors can be added to the fibers (materials) constituting the electret fiber sheet of the present invention, in addition to the crystal nucleating agent. In particular, from the viewpoint of improving the electret performance when the meltblown nonwoven fabric is electret-treated, it is a preferred embodiment that the fiber (material) contains at least one type of hindered amine additive and/or triazine additive. is.
ヒンダードアミン系化合物としては、例えば、ポリ［(６－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）イミノ－１，３，５－トリアジン－２，４－ジイル)（（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、コハク酸ジメチル－１－（２－ヒドロキシエチル）－４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン重縮合物（ＢＡＳＦジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）６２２ＬＤ）、および２－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）－２－ｎ－ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジル）（ＢＡＳＦジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）１４４）などが挙げられる。 Examples of hindered amine compounds include 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)] (manufactured by BASF Japan Co., Ltd., "Kimasorb" (registered trademark) 944LD ), dimethyl succinate-1-(2-hydroxyethyl)-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate (manufactured by BASF Japan Ltd., "TINUVIN" (registered trademark) 622LD) , and 2-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-2-n-butylmalonate bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) (BASF Japan ( Co., Ltd., "TINUVIN" (registered trademark) 144).
また、トリアジン系添加剤としては、例えば、ポリ［（６－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）イミノ－１，３，５－トリアジン－２，４－ジイル）（（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、および２－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－５－（（ヘキシル）オキシ）－フェノール（ＢＡＳＦジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）１５７７ＦＦ）などを挙げることができる。 Examples of triazine additives include 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)] (manufactured by BASF Japan Ltd., “Kimasorb” (registered trademark) ) 944LD), and 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-((hexyl)oxy)-phenol (manufactured by BASF Japan Ltd., "tinuvin" (registered (trademark) 1577FF).
上記のヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤の添加量は、エレクトレット繊維シートの質量に対して、好ましくは０．５～５質量％であり、より好ましくは０．７～３質量％である。添加量をこの範囲とすることにより、エレクトレット化した際に優れた塵埃捕集特性が得られやすくなる。 The amount of the hindered amine-based additive and/or triazine-based additive added is preferably 0.5 to 5% by mass, more preferably 0.7 to 3% by mass, based on the mass of the electret fiber sheet. be. By setting the amount to be added within this range, it becomes easier to obtain excellent dust collection properties when electretized.
次に、本発明のエレクトレット繊維シートの製造方法について、説明する。 Next, the method for producing the electret fiber sheet of the present invention will be described.
まず、熱可塑性樹脂材料と添加剤とを混練した後に、これを押出機から押し出して、繊維、繊維ウェブおよび不織布など、所望の構造に加工する。上記の化合物と樹脂材料とを混練する方法としては、紡糸機の押出機ホッパーにこれらを混合して供給し押出機内で混練して、直接口金へ供給する方法や、あらかじめ、上記の化合物と樹脂材料を混練押出機や静止混練機等で混練してマスターチップを作製し、これを押出機内で溶融し口金部へ供給する方法等が挙げられる。 First, a thermoplastic resin material and additives are kneaded, then extruded from an extruder and processed into desired structures such as fibers, fiber webs and non-woven fabrics. As a method of kneading the above compound and resin material, there is a method of mixing and supplying these to the extruder hopper of the spinning machine, kneading them in the extruder, and supplying them directly to the spinneret. A method of kneading the materials with a kneading extruder, a stationary kneader, or the like to prepare a master chip, melting the master chip in the extruder, and supplying the master chip to the mouthpiece may be used.
次いで、得られた繊維を使用して、常法により繊維シートを形成する。例えば、繊維シートが織物または編物からなる場合には、前記の繊維を使用して糸条を形成した後、織ったり編むこと（製編織すること）によって繊維シートを製造することができる。 The resulting fibers are then used to form a fiber sheet by conventional methods. For example, when the fiber sheet is made of woven fabric or knitted fabric, the fiber sheet can be manufactured by weaving or knitting (knitting and weaving) after forming threads using the above fibers.
また、繊維シートが不織布からなる場合には、前記の繊維を使用して繊維ウェブを乾式法や湿式法により形成した後に、繊維ウェブを結合して不織布を製造したり、前記の繊維ウェブをスパンボンド法やメルトブロー法により形成した後に、繊維ウェブを結合して不織布を製造することができる。また、静電紡糸法や海島繊維の海部分を溶出する方法により、ナノ繊維を主体に構成された不織布を製造することができる。 In addition, when the fiber sheet is made of nonwoven fabric, the above fibers are used to form a fiber web by a dry method or a wet method, and then the fiber webs are bonded to produce a nonwoven fabric, or the fiber web is spun. After forming by bonding or meltblowing, the fibrous web can be bonded to produce a nonwoven fabric. Moreover, a nonwoven fabric mainly composed of nanofibers can be produced by an electrostatic spinning method or a method of eluting the sea portion of sea-island fibers.
次いで、このようにして得られた繊維シートに対し、エレクトレット化処理を実施して、エレクトレット繊維シートとする。エレクトレット化処理は、繊維シート単層に対して実施することができ、また他の繊維シートと積層した積層繊維シートに対して実施することもできる。 Next, the fibrous sheet thus obtained is subjected to an electret treatment to obtain an electret fibrous sheet. The electretizing treatment can be performed on a single fiber sheet layer, or can be performed on a laminated fiber sheet laminated with another fiber sheet.
本発明のエレクトレット繊維シートの製造に用いられるエレクトレット化の方法としては、非導電性の繊維シートに水を付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化する方法が好ましく用いられる。繊維シートに水を付与する方法としては、水の噴流もしくは水滴流を繊維シート内部まで水が浸透するのに十分な圧力で噴霧する方法や、水を付与した後もしくは付与しながら繊維シートの片側から吸引して繊維シート内に水を浸透させる方法、およびイソプロピルアルコール、エチルアルコールおよびアセトンなどの水溶性有機溶剤と水との混合溶液に繊維シートを浸漬させて、水を繊維シート内部まで浸透させる方法等が挙げられる。 As an electret-forming method used for producing the electret fiber sheet of the present invention, a method of applying water to a non-conductive fiber sheet and then drying the sheet to form an electret is preferably used. As a method of applying water to the fiber sheet, a method of spraying a water jet or a water drop flow with sufficient pressure to penetrate the inside of the fiber sheet, or a method of spraying water on one side of the fiber sheet after or while applying water. A method in which water is permeated into the fiber sheet by suction from the air, and a method in which the fiber sheet is immersed in a mixed solution of water and a water-soluble organic solvent such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol, and acetone to permeate the water into the fiber sheet. methods and the like.
本発明において、エレクトレット化する際に用いられる水としては、液体フィルター等で汚れを除去したものであって、できるだけ清浄なものを使用することが好ましい。特に、イオン交換水、蒸留水および逆浸透膜で透過した濾過水等の純水が好ましく用いられる。また、純水としてのレベルは、導電率で１０3 μＳ／ｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０2 μＳ／ｍ以下の純水である。また、上記の水には、捕集特性に影響を与えない範囲で、水溶性有機溶剤を混合させることができる。 In the present invention, the water used for the electretization is preferably water from which contaminants have been removed by a liquid filter or the like and is as clean as possible. In particular, pure water such as ion-exchanged water, distilled water, and water filtered through a reverse osmosis membrane is preferably used. The level of pure water is preferably 10 3 μS/m or less, more preferably 10 2 μS/m or less, in terms of electrical conductivity. Further, the above water can be mixed with a water-soluble organic solvent within a range that does not affect the collection properties.
本発明のエレクトレット繊維シートを構成する繊維の平均単繊維径は、０．１～８．０μｍの範囲であることが好ましい。平均単繊維径を好ましくは０．１～８．０μｍ、より好ましくは０．３～７．０μｍ、さらに好ましくは０．５～５．０μｍとすることにより、通気性と塵埃捕集特性に優れたエレクトレット繊維シートが得られやすくなる。 The average single fiber diameter of the fibers constituting the electret fiber sheet of the present invention is preferably in the range of 0.1 to 8.0 μm. By setting the average single fiber diameter to preferably 0.1 to 8.0 μm, more preferably 0.3 to 7.0 μm, and even more preferably 0.5 to 5.0 μm, air permeability and dust collection properties are excellent. An electret fiber sheet having a high density is easily obtained.
また、本発明のエレクトレット繊維シートの目付は、３～１００ｇ／ｍ２の範囲であることが好ましい。目付を３～１００ｇ／ｍ２、好ましくは５～７０ｇ／ｍ２、より好ましくは１０～５０ｇ／ｍ２とすることにより、通気性と塵埃捕集特性に優れたエレクトレット繊維シートが得られやすくなる。 Moreover, the basis weight of the electret fiber sheet of the present invention is preferably in the range of 3 to 100 g/m 2 . By setting the basis weight to 3 to 100 g/m 2 , preferably 5 to 70 g/m 2 , more preferably 10 to 50 g/m 2 , it becomes easier to obtain an electret fiber sheet having excellent air permeability and dust collection properties. .
さらに、本発明のエレクトレット繊維シートは、高捕集性能エアフィルターに用いる際、濾過風速４．５ｍ／分における粒子径が０．３～０．５μｍのポリスチレン粒子の捕集効率と圧力損失により算出されるＱＦ値が、０．２０以上であることが好ましく、より好ましくはＱＦ値が０．２２以上である。ＱＦ値が０．２０以上であるエレクトレット繊維シートをエアフィルター濾材として用いると、高い捕集効率と通気性に優れたフィルター性能が得られやすい。 Furthermore, when the electret fiber sheet of the present invention is used in a high collection performance air filter, it is calculated from the collection efficiency and pressure loss of polystyrene particles with a particle diameter of 0.3 to 0.5 μm at a filtration wind speed of 4.5 m / min. The QF value obtained is preferably 0.20 or greater, and more preferably the QF value is 0.22 or greater. When an electret fiber sheet having a QF value of 0.20 or more is used as an air filter medium, it is easy to obtain filter performance with high collection efficiency and excellent air permeability.
本発明のエレクトレット繊維シートは、繊維シートの結晶化温度（Ｔｃ）と融点（Ｔｍ）の差（Ｔｍ－Ｔｃ）が５～４５℃であり、好ましくは１０～４０℃である。Ｔｍ－Ｔｃを５～４５℃とすることにより、通気性と塵埃捕集特性に優れたメルトブロー不織布が得られやすくなる。Ｔｍ－Ｔｃが４５℃より大きくなると、不織布を製造する際の繊維の冷却効率が低下して繊維の融着が増加するため、通気性が低下してしまう。Ｔｍ－Ｔｃが５℃より低くなると繊維の融着が減少し、不織布の強度が低下してしまう。 The electret fiber sheet of the present invention has a difference (Tm-Tc) between the crystallization temperature (Tc) and the melting point (Tm) of the fiber sheet of 5 to 45°C, preferably 10 to 40°C. By adjusting Tm-Tc to 5 to 45°C, it becomes easier to obtain a melt-blown nonwoven fabric having excellent air permeability and dust collection properties. If the Tm−Tc is higher than 45° C., the cooling efficiency of the fibers during the production of the nonwoven fabric is lowered and the fusion of the fibers is increased, resulting in a decrease in air permeability. If the Tm-Tc is lower than 5° C., the fusion of the fibers is reduced and the strength of the nonwoven fabric is lowered.
本発明のエレクトレット繊維シートは、繊維シートをメルトブロー法により製造する際の紡糸温度（Ｔｘ）と結晶化温度（Ｔｃ）の差（Ｔｘ－Ｔｃ）が１０～１３０℃であることが好ましく、より好ましくは２０～１２５℃である。ここで紡糸温度とは、口金ノズル温度を指す。Ｔｘ－Ｔｃを１０～１３０℃とすることにより、メルトブロー法により紡糸する際の繊維の冷却が進み繊維間融着が少ない繊維シートが得られやすく、Ｔｘ－Ｔｃが１３０℃より大きくなると融着が増加しやすく通気性が低下してしまうことがある。Ｔｘ－Ｔｃが１０℃より小さくなると融着が減少し不織布の強度が低下してしまうことがある。 The electret fiber sheet of the present invention preferably has a difference (Tx−Tc) between the spinning temperature (Tx) and the crystallization temperature (Tc) of 10 to 130° C. when the fiber sheet is produced by the meltblowing method, more preferably. is 20-125°C. Here, the spinning temperature refers to the spinneret nozzle temperature. By setting Tx-Tc to 10 to 130°C, the cooling of the fibers during spinning by the meltblowing process proceeds, making it easier to obtain a fiber sheet with less fusion between fibers. It tends to increase and the air permeability may decrease. If Tx-Tc is less than 10° C., fusion may be reduced and the strength of the nonwoven fabric may be reduced.
本発明のエレクトレット繊維シートは、エアフィルターの濾材として好適に用いることができる。 The electret fiber sheet of the present invention can be suitably used as a filter medium for air filters.
本発明のエアフィルター濾材は、本発明のエレクトレット繊維シートからなる。本発明のエレクトレット繊維シートから、本発明のエアフィルター濾材を得る方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、特開２００４－８２１０９号公報に記載の方法を用いることができる。 The air filter medium of the present invention comprises the electret fiber sheet of the present invention. A known method can be used to obtain the air filter medium of the present invention from the electret fiber sheet of the present invention. For example, the method described in JP-A-2004-82109 can be used.
本発明のエアフィルター濾材は、エアフィルター全般、中でも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、および自動車キャビンフィルター等の高性能用途に好適である。 The air filter media of the present invention are suitable for high-performance applications such as air filters in general, air conditioning filters, air purifier filters, and automotive cabin filters, among others.
次に、実施例により本発明のエレクトレット繊維シートについて、具体的に説明する。 EXAMPLES Next, the electret fiber sheet of the present invention will be specifically described with reference to Examples.
（１）エレクトレット繊維シートの目付：
タテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍのエレクトレット繊維シートの質量を、１サンプルについて測定した。得られた値を１ｍ２当たりの値に換算し、小数点以下第１位を四捨五入して、エレクトレット繊維シートの目付（ｇ／ｍ２）を算出した。
(1) Electret fiber sheet basis weight:
The mass of an electret fiber sheet of length x width = 15 cm x 15 cm was measured for one sample. The obtained value was converted to a value per 1 m 2 and rounded off to the first decimal place to calculate the basis weight (g/m 2 ) of the electret fiber sheet.
（２）平均単繊維径：
平均単繊維径については、エレクトレット繊維シートの任意の場所から、３ｍｍ×３ｍｍの測定サンプルを１０個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を１０００～３０００倍に調節して、採取した測定サンプルから繊維表面写真を各１枚ずつ、計１０枚を撮影した。写真の中の繊維直径（単繊維径）がはっきり確認できる繊維について単繊維径を測定し、平均した値の小数点以下第２位を四捨五入して平均単繊維径とした。
(2) Average single fiber diameter:
Regarding the average single fiber diameter, 10 measurement samples of 3 mm × 3 mm were collected from an arbitrary place on the electret fiber sheet, and the magnification was adjusted to 1000 to 3000 times with a scanning electron microscope. A total of 10 photographs were taken, one for each surface. The single fiber diameter was measured for fibers whose fiber diameter (single fiber diameter) could be clearly identified in the photograph, and the average value was rounded off to the second decimal place to obtain the average single fiber diameter.
（３）エレクトレット繊維シートの厚み：
厚み計（テクロック社製“ＴＥＣＬＯＣＫ”（登録商標）ＳＭ－１１４）を使用して、エレクトレット繊維シートの厚みを、幅方向等間隔に１０点測定し、その平均値から小数点以下第３位を四捨五入し、厚みとした。
(3) Thickness of electret fiber sheet:
Using a thickness gauge ("TECLOCK" (registered trademark) SM-114 manufactured by TECLOCK Co., Ltd.), the thickness of the electret fiber sheet is measured at 10 points at equal intervals in the width direction, and the average value is rounded to the third decimal place. and thickness.
（４）融点（Ｔｍ）、結晶化温度（Ｔｃ）：
示差走査熱量計（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｑ１００）を用いて、次の条件で測定し、吸熱ピーク頂点温度を測定対象の融点（Ｔｍ）とした。また、冷却過程の発熱ピーク頂点温度を、測定対象の結晶化温度（Ｔｃ）とした。
・測定雰囲気：窒素流（５０ｍｌ／分）
・温度範囲 ：－５０～２００℃
・昇温速度 ：１０℃／分
・試料量 ：５ｍｇ。
(4) Melting point (Tm), crystallization temperature (Tc):
Using a differential scanning calorimeter (Q100 manufactured by TA Instruments), measurements were made under the following conditions, and the endothermic peak apex temperature was defined as the melting point (Tm) of the object to be measured. Also, the exothermic peak apex temperature in the cooling process was taken as the crystallization temperature (Tc) to be measured.
・Measurement atmosphere: Nitrogen flow (50 ml/min)
・Temperature range: -50 to 200°C
・Temperature increase rate: 10°C/min
- Amount of sample: 5 mg.
（５）エレクトレット繊維シートの捕集性能（捕集効率および圧力損失）：
エレクトレット繊維シートの幅方向５カ所で、タテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集効率測定装置を用いて捕集効率を測定した。この図１の捕集効率測定装置には、測定サンプルＭをセットするサンプルホルダー１の上流側に、ダスト収納箱２を連結し、下流側に流量計３、流量調整バルブ４およびブロワ５が連結されている。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を使用し、切替コック７を介して、測定サンプルＭの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数とをそれぞれ測定することができる。さらに、サンプルホルダー１は圧力計８を備え、測定サンプルＭの上流と下流での静圧差を読み取ることができる。
(5) Collection performance of electret fiber sheet (collection efficiency and pressure loss):
Measurement samples of length×width=15 cm×15 cm were collected at five locations in the width direction of the electret fiber sheet, and the collection efficiency of each sample was measured using the collection efficiency measuring device shown in FIG. In the collection efficiency measuring apparatus of FIG. 1, a
捕集効率の測定にあたっては、ポリスチレン０．３０９Ｕ １０％溶液（メーカー：ナカライテスク(株)）を蒸留水で２００倍まで希釈し、ダスト収納箱２に充填する。次に、測定サンプルＭを、サンプルホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が４．５ｍ／分になるように、流量調整バルブ４で調整し、ダスト濃度を１万～４万個／２．８３×１０－４ｍ３（０．０１ｆｔ３）の範囲で安定させ、測定サンプルＭの上流のダスト個数Ｄおよび下流のダスト個数ｄをパーティクルカウンター６（リオン社製、ＫＣ－０１Ｄ）で１個の測定サンプル当り３回測定し、ＪＩＳ Ｋ ０９０１（１９９１）「気体中のダスト試料捕集用ろ過材の形状、寸法並びに性能試験方法」に基づいて、下記の計算式を用いて、０．３～０．５μｍ粒子の捕集効率（％）を求めた。３個の測定サンプルの平均値を、最終的な捕集効率とした。
・捕集効率（％）＝〔１－（ｄ／Ｄ）〕×１００
（ただし、ｄは下流ダストの３回測定トータル個数を表し、Ｄは上流のダストの３回測定トータル個数を表す。）。
In measuring the collection efficiency, a polystyrene 0.309U 10% solution (manufacturer: Nacalai Tesque Co., Ltd.) is diluted to 200 times with distilled water and filled in the
・Collection efficiency (%) = [1-(d/D)] x 100
(However, d represents the total number of downstream dusts measured in triplicate, and D represents the total number of upstream dusts measured in triplicate.).
高捕集の不織布ほど、下流ダスト個数が少なくなるため、捕集効率の値は高くなる。また、圧力損失は、捕集効率測定時の測定サンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り求めた。５個の測定サンプルの平均値を最終的な圧力損失とした。 The higher the collection efficiency of the nonwoven fabric, the smaller the number of downstream dust particles, and the higher the collection efficiency. The pressure loss was obtained by reading the static pressure difference between the upstream and downstream sides of the measurement sample M with the pressure gauge 8 when the collection efficiency was measured. The average value of five measurement samples was taken as the final pressure loss.
（６）エレクトレット繊維シートのＱＦ値：
濾過性能の指標となるＱＦ値は、前記捕集効率および圧力損失を用いて以下の式により計算される。低圧力損失かつ高捕集効率であるほどＱＦ値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す。
・ＱＦ値（Ｐａ－１）＝－［ｌｎ（１－捕集効率（％）／１００）］／圧力損失（Ｐａ）。
(6) QF value of electret fiber sheet:
The QF value, which is an index of filtration performance, is calculated by the following formula using the collection efficiency and pressure loss. The lower the pressure loss and the higher the collection efficiency, the higher the QF value, indicating better filtration performance.
· QF value (Pa −1 )=−[ln (1−collection efficiency (%)/100)]/pressure loss (Pa).
［実施例１］
熱可塑性樹脂原料として、結晶核剤“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６（ＢＡＳＦジャパン（株）製）を０．０３質量％およびヒンダードアミン系化合物“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦジャパン（株）製）を１質量％含む、メルトフローレートが８５０ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂を用いた。
[Example 1]
As thermoplastic resin raw materials, 0.03% by mass of a crystal nucleating agent "Irgaclear" (registered trademark) XT386 (manufactured by BASF Japan Ltd.) and a hindered amine compound "Kimasorb" (registered trademark) 944 (manufactured by BASF Japan Ltd.) ) containing 1% by mass and having a melt flow rate of 850 g/10 min.
ポリプロピレン樹脂原料を紡糸機の原料ホッパーに投入し、直径が０．４ｍｍの吐出孔を有する口金（孔ピッチ：１．０ｍｍ）を用いて、メルトブロー法により、単孔吐出量が０．２９ｇ／分／孔、ノズル温度が２５０℃、エア温度が２６０℃、エア圧力が０．０９ＭＰａの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって、目付が２３ｇ／ｍ２の繊維シートを得た。 A polypropylene resin raw material is put into a raw material hopper of a spinning machine, and a spinneret having discharge holes with a diameter of 0.4 mm (hole pitch: 1.0 mm) is melt-blown to achieve a single-hole discharge amount of 0.29 g/min. /holes, nozzle temperature of 250°C, air temperature of 260 °C, and air pressure of 0.09 MPa.
次いで、得られた繊維シートを、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、次いで、水切り後に１００℃の温度で熱風乾燥することにより、エレクトレット繊維シートを得た。得られたエレクトレット繊維シートについて、各測定値と算出値を表１に示す。 Next, while running the obtained fiber sheet along the water surface of a water tank to which pure water is supplied, a slit-shaped suction nozzle is brought into contact with the surface of the fiber sheet to suck water, whereby the entire surface of the fiber sheet is covered with water. and then dried with hot air at a temperature of 100° C. to obtain an electret fiber sheet. Table 1 shows measured values and calculated values for the obtained electret fiber sheet.
［実施例２］
熱可塑性樹脂原料として、結晶核剤“アデカスタブ”（登録商標）ＮＡ－２１（（株）ＡＤＥＫＡ製））を０．３０質量％およびヒンダードアミン系化合物“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦジャパン（株）製）を１質量％含み、ノズル温度を２６０℃、エア温度を２６５℃としたこと以外は、実施例１と同じ方法によりエレクトレット繊維シートを得た。得られた結果を、表１に示す。
[Example 2]
As thermoplastic resin raw materials, 0.30% by mass of a crystal nucleating agent "ADEKA STAB" (registered trademark) NA-21 (manufactured by ADEKA Corporation) and a hindered amine compound "Kimasorb" (registered trademark) 944 (BASF Japan Ltd. An electret fiber sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the nozzle temperature was 260°C and the air temperature was 265°C. The results obtained are shown in Table 1.
［比較例１］
熱可塑性樹脂原料として、実施例１で使用したポリプロピレンに、結晶核剤“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６（ＢＡＳＦジャパン（株）製）を添加しないこと以外は、実施例１と同じ方法によりエレクトレット繊維シートを得た。
[Comparative Example 1]
Electret fibers were prepared in the same manner as in Example 1, except that the polypropylene used in Example 1 as the thermoplastic resin raw material was not added with the crystal nucleating agent "Irgaclear" (registered trademark) XT386 (manufactured by BASF Japan Ltd.). got a sheet.
得られたエレクトレット繊維シートについて、実施例１と同様の方法により各特性値を測定した。得られた結果を、表１に示す。 Each characteristic value of the obtained electret fiber sheet was measured in the same manner as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
表１から明らかなように、本発明の実施例１および実施例２は、熱可塑性樹脂原料に結晶核剤を含み、融点（Ｔｍ）と結晶化温度（Ｔｃ）の差（Ｔｍ－Ｔｃ）が５～４５℃の範囲内であるため、高い捕集効率と低い圧力損失を示し、ＱＦ値は０．２０以上の捕集性能特性を示した。 As is clear from Table 1, Examples 1 and 2 of the present invention contain a crystal nucleating agent in the thermoplastic resin raw material, and the difference (Tm-Tc) between the melting point (Tm) and the crystallization temperature (Tc) is Since the temperature was within the range of 5 to 45°C, high collection efficiency and low pressure loss were exhibited, and the QF value showed collection performance characteristics of 0.20 or more.
これに対し、熱可塑性樹脂原料に結晶核剤を含有せずＴｍ－Ｔｃが４５℃より大きい比較例１は、高い捕集効率と低い圧力損失を兼ね備えておらず、ＱＦ値は０．２０未満の捕集性能特性を示した。 On the other hand, Comparative Example 1, which does not contain a crystal nucleating agent in the thermoplastic resin raw material and has a Tm-Tc greater than 45 ° C., does not have both high collection efficiency and low pressure loss, and has a QF value of less than 0.20. showed the collection performance characteristics of
以上のように、熱可塑性樹脂原料として結晶核剤を０．００５～１．０質量％含有し、Ｔｍ－Ｔｃが５～４５℃である本発明のエレクトレット繊維シートは、高い塵埃捕集特性を有しながら、通気性に優れたものであった。 As described above, the electret fiber sheet of the present invention containing 0.005 to 1.0% by mass of a nucleating agent as a thermoplastic resin raw material and having a Tm-Tc of 5 to 45° C. exhibits high dust collection properties. It was excellent in air permeability while possessing.
１：サンプルホルダー
２：ダスト収納箱
３：流量計
４：流量調整バルブ
５：ブロワ
６：パーティクルカウンター
７：切替コック
８：圧力計
Ｍ：測定サンプル
1: sample holder 2: dust storage box 3: flow meter 4: flow rate adjustment valve 5: blower 6: particle counter 7: switching cock 8: pressure gauge M: measurement sample
Claims (4)
ＱＦ値（Ｐａ －１ ）＝－［ｌｎ（１－捕集効率（％）／１００）］／圧力損失（Ｐａ） ・・・（１） An electret fiber sheet containing 90% by mass or more of non-conductive fibers, wherein the fibers constituting the electret fiber sheet contain 0.005 to 1.0% by mass of a crystal nucleating agent, and differential scanning The difference (Tm−Tc) between the melting point (Tm) and the crystallization temperature (Tc) measured by a calorimeter (DSC) is 5 to 45° C., the electret fiber sheet is made of a melt-blown nonwoven fabric, and the filtration wind speed is 4. An electret characterized by having a QF value of 0.20 or more calculated by the following formula (1) from the collection efficiency and pressure loss of polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 to 0.5 μm at 5 m / min. fiber sheet.
QF value (Pa -1 ) = - [ln (1 - collection efficiency (%) / 100)] / pressure loss (Pa) (1)
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