JPH06182128A - 脱臭性エレクトレット材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】脱臭性をもちながらエレクトレット性も兼ね備
え、かつ、電荷安定性の良い脱臭性エレクトレット材料
を提供すること。 【構成】体積抵抗率１０¹³Ω・ｃｍ以上の合成有機重合
体中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、フェノール系、
硫黄系、燐系熱安定剤のうち少なくとも１種類を０．０
１〜２％の範囲で含有し、かつ、酸無水物基をもつ化合
物を含有する脱臭性成分を０．１〜１０％含有するとと
もに、その表面電荷密度が１×１０^-10 クーロン／ｃｍ
² 以上であることを特徴とする脱臭性エレクトレット材
料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルター、マスクな
どに好適に使用することができる脱臭性とエレクトレッ
ト性の両特性を併せ持つ材料に関するものである。

【０００２】

【従来技術】脱臭性エレクトレット材料としては、エレ
クトレット加工した繊維シートと活性炭等の脱臭剤を重
ね合わせたものが種々提案されている。

【０００３】しかしながら、これらの材料は、たとえば
フィルターに使用した場合に厚みが厚いため、ユニット
の加工性が悪く、通気抵抗も大きいという欠点を持って
いる。また、特開昭６２−５３７１９号公報には脱臭剤
による脱臭加工を表面にした後に、エレクトレット化処
理したフィルター材料が提案されている。しかし、この
材料は、繊維表面に脱臭剤を付着させるため表面の体積
抵抗率が小さくなり、エレクトレット化処理しても得ら
れる電荷は少なく、また、電荷減衰が早いという欠点が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明では脱臭性を持
ちながら良好なエレクトレット性も兼ね備え、かつ、電
荷安定性の良い脱臭性エレクトレット材料を提供しよう
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の構成を有
する。

【０００６】すなわち、体積抵抗率１０¹³Ω・ｃｍ以上
の合成有機重合体中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、
フェノール系、硫黄系、燐系熱安定剤のうち少なくとも
１種類を０．０１〜２％の範囲で含有し、かつ、酸無水
物基をもつ化合物を含有する脱臭性成分を０．１〜１０
％含有するとともに、その表面電荷密度が１×１０^-10
クーロン／ｃｍ² 以上であることを特徴とする脱臭性エ
レクトレット材料である。

【０００７】

【作用】本発明の具体的内容を示す。すなわち、体積抵
抗率１０¹³Ω・ｃｍ以上の有機重合体、例えば、ポリオ
レフィン、ポリエステル、弗素系樹脂、アクリル樹脂、
ポリアミド樹脂などの中に、０．０１〜２％の熱安定剤
をエレクトレット安定剤として、また、酸無水物基をも
つ化合物を含有する脱臭剤を０．１〜１０％含有する脱
臭性エレクトレット材料である。

【０００８】該エレクトレット安定剤としては、熱安定
剤を用いるのが好ましく、該熱安定剤としては特に限定
されるものではないが、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、フェノール系、硫黄系、燐系などのうちから選択さ
れる熱安定剤を用いるのがよい。例えば、これらの一例
として、ヒンダードアミンのものの場合、ポリ［｛（６
−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−
１，３，５−トリアジン２，４−ジイル｝（２，２，
６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキ
サメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピ
ペリジル）イミノ｝］、コハク酸ジメチル−１−（２−
ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６
−テトラメチルピペリジン重縮合物、２−（３，５−ジ
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブ
チルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル
−４−ピペリジル）などがある。

【０００９】また、含窒素ヒンダードフェノール系のも
のでは、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒ
ドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌル
酸、あるいは、１、３、５−トリス（３，５−ジ−ｔ−
ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌル酸など
がある。

【００１０】また、金属塩ヒンダ−ドフェノールのもの
では、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ベン
ジル−モノ−エチル−ホスホネートのカルシウム塩、
３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ベンジル−
モノ−エチル−ホスホネートのニッケル塩、あるいは同
上化合物のマグネシウム塩などがある。

【００１１】また、フェノール系のものでは、１，３，
５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ
−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、ペンタ
エリスリチル−テトラキス［３−３，５−ジ−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オク
タデシル−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネートなどがある。

【００１２】また、硫黄系のものとしては、ジステアリ
ルチオジプロピオネート、ジラウリルチオジプロピオネ
ートなどがある。

【００１３】また、燐系のものとしては、ジステアリル
ペンタエリスリトールジフォスフェートなどがある。

【００１４】脱臭剤は、酸無水物基をもつ化合物を含有
するものを用いる。これらの一例としては、α，β−不
飽和ジカルボン酸無水物系重合体、たとえば、無水マレ
イン酸とスチレンの共重合体や、α，β−不飽和ジカル
ボン酸無水物とオレフィン類とのディールス−アルダー
反応付加物及びその誘導体など、たとえば、無水マレイ
ン酸とブタジエンの付加物がある。

【００１５】また、上記の酸無水物基をもつ化合物に銅
金属粉末または銅化合物を含有させることもできる。銅
化合物としてはたとえば、無機酸塩、有機酸塩、錯体、
酸化物などがある。これらの銅金属粉末または銅化合物
の含有率は酸無水物基をもつ化合物に対し、０．０１〜
２００％が好ましい。

【００１６】上記添加剤を含むポリマー材料を繊維、フ
ィルム、織物、編物、不織布、紙に成形する。かかる成
形は従来から知られている通常のこれらの成形方法によ
ればよい。

【００１７】その後、これらの材料を直流高電圧中でエ
レクトレット化処理して高電荷密度のエレクトレット材
料を得る。かかるエレクトレット化処理も従来から知ら
れている手法により行なうことができる。本発明におい
てエレクトレット材料は、表面電荷密度で１×１０^-10
クーロン／ｃｍ² 以上を一般に示すものである。また、
不織布、フィルム、織物、紙などのシート状態でエレク
トレット化したものは本発明者らの知見によれば、その
表面電荷密度が２×１０^-10 クーロン／ｃｍ²以上でそ
の上限は一般に１×１０^-8クーロン／ｃｍ² 程度を示
す。また、シートの表裏面の電気極性が異なるものであ
る。

【００１８】本発明にかかる脱臭性エレクトレット材料
としての形態としては、繊維であることが、表面積が大
きいため悪臭成分との接触面積が大きく、脱臭性能が優
れ、特に平均繊維径が４ミクロン以下の細繊維は好まし
い。また、メルトブロー不織布は細繊維不織布を作りや
すく本発明の脱臭性エレクトレット材料として特に好ま
しいものである。

【００１９】脱臭性を持ちながらエレクトレット性を発
揮するには、エレクトレット安定剤および脱臭剤の添加
率が重要である。エレクトレット安定剤の量は０．０１
％以上であることがエレクトレット性から必要であり、
また、多すぎても効果なく、２％以下がよい。また、脱
臭剤は０．１％以上が脱臭性から必要で、多すぎてもエ
レクトレット性を低下させるため効果的でなく、１０％
以下が好ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明にかかるエレクトレット材料は、
エレクトレット性と脱臭性の両特性を兼ね備えている。
エレクトレット性は樹脂中のエレクトレット安定剤にト
ラップされた電荷により顕著な効果を発揮する。

【００２１】また、これらの電荷は、環境条件、湿度、
温度が変化しても安定な電荷を維持する。脱臭性は、酸
無水物基をもつ化合物が悪臭成分を失活することにより
効果を発揮するものと考えられる。このため、本発明の
エレクトレット材料は、フィルター、マスク、包装材、
農業資材、ワイパー、各種カバー材、帽子、メディカル
資材などに使用できる。

【００２２】本発明において、エレクトレット表面電荷
密度は、図１に示す方法で測定をするものである。

【００２３】すなわち、同図において、電極間１、２に
エレクトレット試料３を挟み、誘起した電荷を既知コン
デンサー４に蓄え、その電位を電位計５で測定して、下
記式から求める。

【００２４】表面電荷密度Ｑ＝Ｃ×Ｖ Ｃ：既知コンデンサー容量（ファラッド） Ｖ：電圧（ボルト） Ｑ：表面電荷密度（クーロン／ｃｍ² ） 脱臭性は、試料１ｇを３００ｍｌの容器中に入れ、２５
０ｐｐｍのアンモニアガスを含む空気で置換した後、密
閉して２４時間経過後の濃度を測定して評価する。

【００２５】

【実施例】以下、実施例に基づき、さらに詳細に説明す
る。

【００２６】実施例１ 体積抵抗率１０×１０¹⁶Ω・ｃｍのポリプロピレンから
なり、かつ、エレクトレット安定剤として金属塩ヒンダ
ードフェノールである３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシ−ベンジル−モノ−エチル−ホスホネートのカ
ルシウム塩の０．２％とフェノール系であるペンタエリ
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］を０．１％
含有し、脱臭剤としてスチレン−無水マレイン酸共重合
体（共重合組成＝７５／２５）を３％含有する目付５０
ｇ／ｍ² のメルトブロー不織布を製造した。

【００２７】この不織布を３０ＫＶ電圧中で３０秒間処
理してエレクトレット化した。不織布の表面電荷は３．
５×１０^-10 クーロン／ｃｍ² で、表裏面の極性は正負
に分離されていた。かかる脱臭性メルトブロー不織布の
アンモニアガスの脱臭率は９８％であった。これに対し
て、比較に用いた一般のポリプロピレンメルトブロー不
織布では脱臭率は１０％であった。

【００２８】このエレクトレット化不織布をフィルター
として用いたところ、１．５ｍ／分の風速で０．３ミク
ロン粒子の捕集効率が９７％を示した。比較に用いた一
般のメルトブロー不織布の捕集効率は４０％と低いもの
であった。

【００２９】実施例２ 体積抵抗率１０×１０¹⁶Ω・ｃｍのポリプロピレンから
なる目付２０g/ｍ² のメルトブロー不織布であり、か
つ、エレクトレット安定剤としてヒンダードアミン系で
あるエレクトレット安定剤として、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｝］の０．１％と、フェノール系である、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］の
０．１％を添加し、かつ、脱臭剤としてスチレン−無水
マレイン酸共重合体（共重合組成＝５０／５０）を２％
と硫酸銅を０．１％含有する目付２０g/ｍ² のメルトブ
ロー不織布を製造した。この不織布に３５ＫＶの電圧を
３０秒間印加してエレクトレット化した。

【００３０】表面電荷密度は５×１０^-10 クーロン／ｃ
ｍ² で表裏面の極性は正負に分離されていた。かかる不
織布のアンモニアガスの脱臭率は１００％と非常に良好
なものであった。

【００３１】この不織布でマスクを作成し病院内で使用
したところ、病室内の尿、体臭などの悪臭が感じられず
快適なものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、表面電荷密度の測定法を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１、２：電極 ３：試料 ４：コンデンサー ５：電位計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｌ 9/01 Ｂ 8718−4Ｃ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ １１６ Ａ Ｄ０６Ｍ 10/00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】体積抵抗率１０¹³Ω・ｃｍ以上の合成有機
   重合体中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、フェノール
   系、硫黄系、燐系熱安定剤のうち少なくとも１種類を
   ０．０１〜２％の範囲で含有し、かつ、酸無水物基をも
   つ化合物を含有する脱臭性成分を０．１〜１０％含有す
   るとともに、その表面電荷密度が１×１０^-10 クーロン
   ／ｃｍ²以上であることを特徴とする脱臭性エレクトレ
   ット材料。
2. 【請求項２】酸無水物基をもつ化合物に対し、０．０１
   〜２００％の銅金属粉末または銅化合物が含有されてな
   ることを特徴とする請求項１記載の脱臭性エレクトレッ
   ト材料。
3. 【請求項３】合成有機重合体として、体積抵抗率１０¹⁵
   Ω・ｃｍ以上のオレフィン系重合体が用いられてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の脱臭性エレクトレット材
   料。
4. 【請求項４】合成有機重合体の繊維より構成されてなる
   ものであることを特徴とする請求項１記載の脱臭性エレ
   クトレット材料。
5. 【請求項５】平均繊維径が４ミクロン以下であることを
   特徴とする請求項４記載の脱臭性エレクトレット材料。
6. 【請求項６】脱臭性エレクトレット材料が不織布である
   ことを特徴とする請求項１記載の脱臭性エレクトレット
   材料。
7. 【請求項７】脱臭性エレクトレット材料が、メルトブロ
   ー不織布であることを特徴とする請求項１記載の脱臭性
   エレクトレット材料。