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驻极体

阅读:280发布:2020-05-11

专利汇可以提供驻极体专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的课题是得到提高了初期的静电电荷进而抑制静电电荷相对于液体粒子的衰减的 驻极体 。本发明的解决手段是一种驻极体,其是使熔点为35℃以上且320℃以下的聚四氟乙烯附着并对载体和聚四氟乙烯中的至少一者赋予静电电荷而成。,下面是驻极体专利的具体信息内容。

1.一种驻极体,其是使熔点为35℃以上且320℃以下的聚四氟乙烯附着于载体并对载体和聚四氟乙烯中的至少一者赋予静电电荷而成的。
2.如权利要求1所述的驻极体,其中,载体是含有0.01~15.0重量%的受阻胺系和三嗪系添加剂中的至少一种添加剂的载体。
3.如权利要求1所述的驻极体,其中,载体是含有0.01~15.0重量%的受阻酚系添加剂的载体。
4.如权利要求1~3中任一项所述的驻极体,其中,通过液体接触带电法赋予静电电荷。
5.如权利要求1~3中任一项所述的驻极体,其中,载体使用纤维状物质,通过溶液法或蒸法将聚四氟乙烯负载于载体。
6.如权利要求1~3中任一项所述的驻极体,其中,载体是由熔点为320℃以下的热塑性树脂构成的熔喷无纺布
7.如权利要求1~3中任一项所述的驻极体,其中,附着于载体的聚四氟乙烯的粒径为
0.1nm以上且10μm以下。
8.一种滤材,其使用了权利要求1~7中任一项所述的驻极体。

说明书全文

驻极体

技术领域

[0001] 本发明涉及驻极体以及使用了该驻极体的滤材。

背景技术

[0002] 以往以来,以集尘、保护、透气等为目的,在防尘面罩、各种空调用元件、空气净化器、舱室过滤器、各种装置中使用多孔滤材。
[0003] 多孔滤材中,由纤维状物质构成的滤材具有高空隙率,具有寿命长、透气阻低的优点,被广泛使用。已知这些由纤维状物质构成的滤材通过遮蔽、扩散、惯性碰撞等机械性捕集机构而将粒子捕捉在纤维上,但在实用性的使用环境中所捕捉的粒子的空气力学当量直径为0.1~1.0μm左右的情况下滤材捕集效率具有极小值。
[0004] 为了提高上述极小值处的滤材捕集效率,已知有合用电吸引的方法。例如,使用对被捕集粒子提供电荷或者对滤材提供电荷的方法、以及两者的组合。作为对滤材提供电荷的方法,已知有在电极间配置滤材并在通时使其电介质极化的方法、对绝缘材料赋予长寿命的静电电荷的方法,尤其是后者的方法无需外部电源等的能量,因此被广泛用作驻极体滤材。
[0005] 为了提高初期捕集效率并且抑制滤材加工、保管时因静电电荷的衰减引起的性能降低,驻极体滤材使用能够驻极体化并且耐湿稳定性和耐热稳定性优良的驻极体材料。
[0006] 但是,驻极体滤材存在静电引力随着粒子的捕集而降低的缺点,特别是表面张力小的油雾薄薄地被覆纤维表面而显著促进电荷的消失。在一般的驻极体滤材中,使用电荷稳定性优良的聚烯、聚酯、聚酸酯、酚树脂等,但即使是由这些物质中表面张力最小的聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃类构成的纤维状物质,对于以聚α烯烃(PAO)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和烟草烟等为代表的油雾,在材料特性上也没有显示出充分的拒油性,因此,存在油雾负载时的捕集效率维持性能(以下称为“耐油雾性”)低的问题。
[0007] 为了解决上述问题,已知有如下方法:通过降低构成滤材的纤维状物质的表面张力来提供拒油性,通过抑制雾在纤维表面的扩展及向纤维原材料内部的吸收扩散来减少电荷的消失,由此使耐油雾性提高。具体而言,使用如下所述的驻极体:为了提高拒油性,通过在树脂内混合具有全氟烷基的添加剂的方法(例如专利文献1)、将热塑性氟树脂进行熔融纺丝的方法(例如专利文献2和专利文献3)、利用具有全氟烷基的乳液加工剂对表面进行涂布处理的方法(例如专利文献4)、使用等离子体和氟气等取代氢原子由此导入氟原子的方法(例如专利文献5)等在维持电荷稳定性的同时使表面张力降低、提高耐油雾性。
[0008] 需要说明的是,以下,将作为原材料的低表面张力化记载为“拒油性”、将对油雾的效率降低抑制效果记载为“耐油雾性”。需要说明的是,本发明中所谓的拒油性是指基于低表面张力化得到的液体的扩展抑制效果,鉴于润湿原理,也包括对表面张力值大的的作用(拒水性)。
[0009] 但是,氟系树脂、氟系低分子添加剂在超过320℃的环境下可观察到氟调聚物的脱离、生成氟化氢或碳酰氟等作为热分解物,因此不适合于熔融纺丝。另外,在利用氟气或等离子体处理进行的氟原子导入中,为了防止氟气的泄露、抑制亲水化,需要严格地进行、水分量管理,需要气密性高的特殊设备。另外,由于生物体蓄积性的问题,PFOA(全氟辛酸)和PFOS(全氟辛烷磺酸)及其盐以及产生调聚物的母物质的使用及其制造被禁止,无法说添加这些材料、或者随机地发生氟-氢取代、或者产生热分解或氧化分解的工序是优选的。
[0010] 另外,在纺织品用途中所开发的含氟丙烯酸酯系加工剂中含有乳化剂、成膜助剂,进而为了应对PFOA和PFOS限制,使用C6F13以下的短链全氟烷基作为侧链,因此,加工剂失去结晶性。因此,不仅加工剂本身不具有静电电荷的稳定性,还存在即使是低附着量也会显著阻碍成为基材的纤维状物质的电荷稳定性的问题。
[0011] 另外,还已知有通过非晶化赋予可溶性和热塑性而兼顾电荷稳定性和涂布性的氟系树脂(例如专利文献6),但需要使用特殊单体作为主骨架,存在制造成本显著增大的问题。
[0012] 另外,为了提高驻极体材料的耐热稳定性,公开了添加各种添加剂的方法(例如专利文献7),为了提高静电电荷量、提高滤材捕集效率,已知有混合带电强化添加剂而提高液体接触时的电荷量的方法(例如专利文献8)。
[0013] 但是,本发明人进行研究,结果确认到存在如下问题:在混合有带电强化添加剂的情况下,驻极体材料的表面张力增加,尤其是在捕集表面张力小的油雾的情况下,纤维表面被薄薄地被覆,由此显著促进了电荷的消失。
[0014] 即,这些驻极体滤材对于以各种矿物油、植物油、聚α烯烃(PAO)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和烟草烟等为代表的油雾在材料特性上并没有显示出充分的拒油性,因此,虽然初期捕集效率高,但存在耐油雾性低、平均捕集效率降低的问题。
[0015] 现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1:日本特开2009-6313号公报
[0018] 专利文献2:日本特开2002-266219号公报
[0019] 专利文献3:日本特开2007-18995号公报
[0020] 专利文献4:日本特开2004-352976号公报
[0021] 专利文献5:日本特表2008-540856号公报
[0022] 专利文献6:国际公开第2009/104699号
[0023] 专利文献7:日本特开平1-287914号公报
[0024] 专利文献8:日本特表2011-522137号公报

发明内容

[0025] 发明所要解决的问题
[0026] 本发明的驻极体解决了现有的具有耐油雾性的驻极体的生产设备及成本的制约大、在使用应对环境限制的短链全氟化合物的情况下难以兼顾电荷稳定性和拒油性的问题,其课题在于得到能够通过低成本且简便的方法制造的并且拒油性、耐油雾性、电荷稳定性优良的驻极体。
[0027] 此外,在附着有如油雾这样的液体粒子的情况下,与不含有添加剂的驻极体相比,本发明的为了提高静电电荷而含有公知的添加剂的驻极体的静电电荷的衰减显著。因此,本发明的课题还在于得到提高静电电荷量进而抑制了与液体粒子相对的静电电荷的衰减的驻极体。
[0028] 用于解决问题的手段
[0029] 关于本发明的驻极体,为了解决上述课题,本发明人进行了深入研究,结果最终完成了本发明。即,本发明如下所述。
[0030] 1.一种驻极体,其是使熔点为35℃以上且320℃以下的聚四氟乙烯附着于载体并对载体和聚四氟乙烯中的至少一者赋予静电电荷而成的。
[0031] 2.如上述1所述的驻极体,其中,载体是含有0.01~15.0重量%的受阻胺系和三嗪系添加剂中的至少一种添加剂的载体。
[0032] 3.如上述1所述的驻极体,其中,载体是含有0.01~15.0重量%的受阻酚系添加剂的载体。
[0033] 4.如上述1~3中任一项所述的驻极体,其中,通过液体接触带电法赋予静电电荷。
[0034] 5.如上述1~4中任一项所述的驻极体,其中,载体使用纤维状物质,通过溶液法或蒸法将聚四氟乙烯负载于载体。
[0035] 6.如上述1~5中任一项所述的驻极体,其中,载体是由熔点为320℃以下的热塑性树脂构成的熔喷无纺布
[0036] 7.一种滤材,其使用了上述1~6中任一项所述的驻极体。
[0037] 发明效果
[0038] 本发明的驻极体能够在不使用PFOA和PFOS类似物的情况下通过简便的装置及工序得到拒油性、耐油雾性、电荷稳定性优良的驻极体以及使用了该驻极体的滤材。并且,使用了上述驻极体的滤材适合被用作防尘面罩、各种空调用元件、空气净化器、舱室过滤器、以保护各种装置为目的的滤材。

具体实施方式

[0039] 以下例示出本发明的具体例,可以根据本发明的意图针对每种用途选择最佳的构成。
[0040] 本发明中所使用的载体只要具有期望的特性就没有特别限制,考虑到形状的自由度和原材料本身的电荷稳定性,优选由电阻高的合成树脂构成。具体而言,可以列举作为非氟系合成树脂的聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烃、环状烯烃、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、酚醛树脂等,其中优选聚乙烯、聚丁烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、环状烯烃等聚烯烃。在由聚烯烃构成的情况下,疏水性、电阻、成形性等的平衡良好,可以得到实用性优良的驻极体。
[0041] 为了进一步提高拒油性,还优选使用在载体中含有氟原子的合成树脂,例如为聚四氟乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)等,从拒油性的观点出发,更优选聚四氟乙烯、FEP、PFA、ETFE。
[0042] 为了抑制树脂本身的劣化并且提高驻极体的初期电荷量和电荷稳定性,在上述合成树脂中可以优选使用现有公知的配合剂和配合组成。例如,配合剂为各种金属盐、抗氧化剂光稳定剂、离聚物树脂等,配合组成为通过将不同的树脂成分混合而得到的混合聚合物等。在考虑作为驻极体的初期电荷量和电荷稳定性的情况下,优选至少一种为可驻极体化的合成树脂。
[0043] 在上述合成树脂中可以使用公知的物质作为用于提高静电电荷的添加剂,可以列举受阻胺系添加剂、三嗪系添加剂、受阻酚系添加剂。
[0044] 受阻胺系添加剂或三嗪系添加剂提高静电电荷的效果大,尤其是在基于液体接触带电法的驻极体化中静电电荷的提高效果大,因此优选。作为含量,相对于载体含有0.01~15.0重量%,优选含有0.05~12.5重量%,更优选含有0.1~10.0重量%。含量低于0.01重量%时,不能赋予充分的静电电荷提高的效果,因此不优选,相反,含量超过15.0重量%时,均匀性也显著变差,因此不优选。
[0045] 另外,在末端官能团具有羟基的受阻酚系的添加剂不仅对油雾的耐久性高,而且使提高了拒油性的驻极体表面的低表面张力缓和,对于水、溶剂等的亲和性略提高,因此在静电电荷的赋予方法采用液体接触带电法的情况下能够赋予均匀的静电电荷,因此优选。作为含量,相对于载体含有0.01~15.0重量%,优选含有0.05~12.5重量%,更优选含有
0.1~10.0重量%。含量低于0.01重量%时,不能赋予充分的提高静电电荷的效果和由缓和表面张力带来的效果。相反,含量超过15.0重量%时,均匀性变差,此外表面张力值升高,对液体粒子的耐久性降低,因此不优选。
[0046] 作为受阻胺系或三嗪系添加剂,具体而言,可以列举:聚[((6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)亚基-1,3,5-三嗪-2,4-二基)((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)六亚甲基((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基))](Ciba-Geigy制造,キマソ一ブ(注册商标)944LD)、琥珀酸二甲基-1-(2-羟基乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩聚物(Ciba-Geigy制造,チヌビン(注册商标)622LD)、2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯(Ciba-Geigy制造,チヌビン(注册商标)144)、二丁胺/1,3,5-三嗪/N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-1,6-六亚甲基二胺/N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物(Ciba-Geigy制造,キマソ一ブ(注册商标)2020FDL)、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-((己基)氧基)-苯酚(Ciba-Geigy制造,チヌビン(注册商标)1577FF)等。
[0047] 作为受阻酚系添加剂,没有特别限定,具体而言,可以列举:季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](Irganox1010,BASF公司制造)、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(Irganox1076,BASF公司制造)、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯(Irganox3114,BASF公司制造)、3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰基氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺-[5,5]十一烷(スミラィザ一GA-80,住友化学公司制造)等。
[0048] 作为本发明的载体的形状,即使为注塑成型体、薄膜形状、纤维状物质、粉末状物质、粒子状物质中的任意一种形状都适合使用,在用于粒子除去和透气用途的情况下,更优选为纤维状物质。
[0049] 本发明的纤维状物质是指包含由长纤维或短纤维构成的编织物、无纺布、状物等纤维状物质或由拉伸膜得到的纤维状物质,可以根据用途使用成形为适当的形状和厚度的物质。在将驻极体用作滤材用途的情况下,优选为无纺布。
[0050] 作为得到无纺布的方法,可以使用:通过梳理、气流成网、湿造纸法等将单成分纤维、芯鞘纤维或并列纤维(Side-by-side fiber)这样的复合纤维、分割纤维等短纤维制成片材的方法;通过纺粘法、熔喷法、静电纺丝法、强力纺丝法等将连续纤维制成片材的方法等现有公知的方法。其中,从有效地利用机械性捕集机构的观点出发,优选致密且容易得到细纤度的通过熔喷法、静电纺丝法或强力纺丝法得到的无纺布,从无需残留溶剂的处理的观点出发,更优选通过熔喷法、熔融静电纺丝法或熔融强力纺丝法得到的无纺布。
[0051] 本发明的纤维状物质中所使用的纤维的直径优选为0.001~100μm,更优选为0.005~20μm,进一步优选为0.01~10μm,特别优选为0.02~5μm,最优选为0.03~3μm。纤维的直径比100μm粗时,难以得到实用性的捕集效率,电荷衰减时的效率降低大。纤维的直径比0.001μm细时,难以赋予作为驻极体的静电电荷。
[0052] 本发明中的纤维状物质既可以是由单独的制法、原材料形成的均匀物,也可以是使用制法、原材料和纤维径不同的两种以上的原材料而成的混合物。
[0053] 作为提高本发明中的纤维状物质对油雾等液体粒子的耐久性的方法,已知有如下方法:通过降低构成纤维的表面张力而提供拒油性,抑制纤维表面处的雾的扩展及向纤维原材料内部的吸收扩散由此减少电荷消失,使捕集的雾接近球体由此通过堵塞效应来提高机械性捕集效率。
[0054] 具体而言,为了提高拒油性,可以列举:在树脂内混合具有全氟烷基的添加剂的方法、将热塑性氟树脂进行熔融纺丝的方法、利用具有全氟烷基的乳液加工剂对表面进行涂布处理的方法、使用等离子体和氟气等取代氢原子由此导入氟原子的方法等。
[0055] 但是,发现氟系树脂、氟系低分子添加剂会生成氟化氢、碳酰氟等作为热分解物,因此不适合于熔融纺丝。另外,在利用氟气或等离子体处理进行的氟原子导入中,为了防止氟气的泄露、抑制亲水化,需要严格地进行氧、水分量管理,需要气密性高的特殊设备。此外,在氟气或等离子体处理中,由于反应性高的氟自由基,因而对于使用受阻胺系添加剂或三嗪系添加剂作为添加剂的情况而言,在添加剂中的N原子部分中会发生反应,因此是不优选的。
[0056] 另外,可以列举使用用于纺织品而开发的丙烯酸酯系加工剂的方法,但用于纺织品而开发的丙烯酸酯系加工剂中含有乳化剂、成膜助剂,此外为了应对PFOA和PFOS限制而使用C6F13以下的短链全氟烷基作为侧链,存在如下问题:不仅失去结晶性、加工剂本身不具有驻极体性,而且即使为低附着量也会显著阻碍成为基材的纤维原材料的驻极体性,因此不优选。
[0057] 另外,还已知有使用通过非晶化赋予可溶性和热塑性而兼顾驻极体性和涂布性的氟系树脂的方法,但需要使用特殊单体作为主骨架,存在制造成本显著增大的问题,因此不优选。
[0058] 为了避免上述问题,本发明的对驻极体赋予氟优选通过溶解于溶剂中进行赋予的溶液法或者使含氟物质气化后进行赋予的蒸镀法等方法来赋予氟。
[0059] 本发明的驻极体是在载体的至少一部分上负载有熔点为35℃以上且320℃以下的聚四氟乙烯而成,是赋予了拒油性而成的。聚四氟乙烯的熔点优选为60℃以上且315℃以下,更优选为80℃以上且300℃以下,进一步优选为100℃以上且290℃以下。只要熔点为上述范围,就也可以是分子量具有分布的聚四氟乙烯,无论是单一结构的分子还是混合物都能够优选使用。
[0060] 作为使用具有上述熔点的聚四氟乙烯的理由,可以例示出:(1)熔点为320℃以上的高分子量的情况下熔融粘度高而难以涂布;(2)熔点高,因此对载体的负载加工温度升高,在载体(尤其是合成高分子)的劣化和耐热性方面产生问题;(3)与一般的聚四氟乙烯(最小表面张力为17.5mN/m)相比,本发明中所使用的低熔点聚四氟乙烯(最小表面张力为13~17.5mN/m)的表面张力因晶形、CF3基末端密度而较小,拒油性效果高;(4)在利用外延生长的情况下,因结晶性分子的规则结构而表现出CF3基所具有的平面上分子中的最小表面张力(6mN/m);(5)分子量小,能够进行粉碎处理;(6)在可实用的温度范围内具有熔点和沸点,在常压、减压、真空条件下进行加热由此能够进行物理蒸镀处理(PVD处理);(7)与难以控制附着成分的分子量和结构的等离子体处理(碳化氟化)不同,从限制PFOA及PFOS的观点出发是有利的;(8)常温下为固体,具有结晶性,因此,抑制了因分子取向的变化引起的拒油性变化;(9)具有熔点,因此通过热处理而具有自粘接性;(10)具有一般的高熔点聚四氟乙烯所不具有的对氟系溶剂的溶解性等。
[0061] 作为利用上述特性而将本发明中使用的聚四氟乙烯负载于载体的方法,可以例示出:(1)将粒子化后的聚四氟乙烯粒子散布开,在载体或聚四氟乙烯的熔点以上进行热处理由此进行固定化的方法;(2)使聚四氟乙烯粒子分散在气流中并渗透至载体表面和内部后在载体或聚四氟乙烯的熔点以上进行热处理由此进行固定化的方法、(3)使聚四氟乙烯粒子分散在液体中并涂布渗透至载体后干燥除去液体并在载体或聚四氟乙烯的熔点以上进行热处理由此进行固定化的方法;(4)使聚四氟乙烯在熔点以上且热分解温度以下的温度蒸发并冷却固化在载体上并根据需要在聚四氟乙烯的熔点以上进行热处理由此进行固定化的方法;(5)通过溅射法使聚四氟乙烯附着于载体并根据需要在聚四氟乙烯的熔点以上进行热处理由此进行熔融固定化的方法;(6)使聚四氟乙烯溶解于溶剂中并涂布、喷雾、浸渍于载体上进行所谓的涂布加工后除去溶剂并根据需要在聚四氟乙烯的熔点以上进行热处理由此进行熔融固定化的方法等。
[0062] 这些方法可以单独使用,也可以组合使用。例如,通过使用以粉末状负载后进行再加热由此使其蒸发再附着的方法、以粒子状负载后使其与相对于聚四氟乙烯或载体的溶剂接触由此进行粘接固定的方法等,由此能够提高密合性、分散性、拒油性、耐热性等各特性。
[0063] 在使粒子直接散布开或使其分散在液体或气流中而使其附着的方法中,聚四氟乙烯的粒径优选为0.1nm以上且10μm以下,更优选为1nm以上且1μm以下,进一步优选为5nm以上且500nm以下,最优选为10nm以上且300nm以下。粒径大于10μm时,分散时的均匀性、操作变得困难,并且涂层的层厚变得过大。另一方面,粒径小于0.1nm时,难以维持作为由直链构成的聚四氟乙烯分子的特性。尤其是在载体本身的尺寸、形状具有特征的情况下,从均匀性和尺寸维持的观点出发,优选为微细粒子。
[0064] 作为调整上述粒径的方法,可以列举:(1)以乳液聚合以及悬浮聚合的粒子的方式在聚合时进行调整的方法;(2)通过碰撞、摩擦等物理作用进行粉碎的方法;(3)使其溶解于氟系溶剂、超临界二氧化碳等中通过喷雾或再析出等方法进行粒子化的方法等,可以根据目标粒径使用优选的方法。在通过乳液聚合或悬浮聚合得到的粒子的情况下,可以以固液混合状态直接用作加工剂,也优选经过干燥工序而以粒子的方式取出。
[0065] 作为利用物理作用进行粉碎的方法,可以使用湿式或干式的各种粉碎机,具体而言,可以例示出球磨机、珠磨机、喷磨机、均质器等,也优选在粉碎的同时使其乳化、悬浮而使用。
[0066] 分散在液体中使用的情况下,作为分散介质,可以优选使用水、烃系有机溶剂、卤素系有机溶剂等,也优选混合使用两种以上。在使用了有机溶剂的情况下,通过与用作载体的合成树脂的亲和性,能够提高渗透性、涂布的均匀性。在使分散介质为水的情况下,也可以使用各种表面活性剂
[0067] 作为分散时所使用的表面活性剂,优选具有320℃以下的沸点或热分解温度,更优选为250℃以下,进一步优选为200℃以下,最优选为150℃以下。表面活性剂会阻碍赋予拒油性和驻极体性,因此,优选通过热处理使其蒸发、或者通过热分解使其非活性化。
[0068] 另外,作为表面活性剂的其它除去方法,也优选使用利用酸或溶液的水解;使用了次氯酸、过氧化氢等的氧化分解;利用具有缩水甘油基等的反应性有机物、金属离子、金属醇盐等对官能团进行封端的方法。
[0069] 本发明中所使用的聚四氟乙烯在作为热分解温度的320℃以下具有熔点,在熔点以上的温度下确认到明确的挥发蒸发性。因此,也优选通过蒸镀法使其负载于载体后使用。例如,关于常压(大气中1气压)的熔点,在由n-C10F22构成的情况下,具有36℃的熔点;在由n-C12F26构成的情况下,具有76℃的熔点;在由n-C14F30构成的情况下,具有103℃的熔点;在由n-C16F34构成的情况下,具有125℃的熔点;在由n-C20F42构成的情况下,具有167℃的熔点;
在由n-C31F64构成的情况下,具有219℃的熔点。
[0070] 另外,作为市售混合物,对于Central Glass株式会社制造的低分子量PTFEセフラルル一ブV而言,具有100~290℃(峰温度270℃)作为熔点范围,通过在熔化开始的温度以上进行加热,由此,能够用作蒸镀源,也优选在整体发生液化的290℃以上且320℃以下进行加热来使用。
[0071] 这些聚四氟乙烯在使用时表现出作为固体的稳定性、在加热时具有作为液体和气体的特性,能够优选用作物理蒸镀法(PVD法)的原材料。将它们在热分解温度以下进行加热,由此能够保持聚四氟乙烯的结构,因此,在分子量、结构方面,相对于无定形的氟聚合物所产生的等离子体处理或以高分子量聚四氟乙烯为原料的高温下的热分解蒸镀法,具有有利特征。
[0072] 作为蒸镀加工的方法,可以使用如下方法:通过各种热源对四氟乙烯进行加热,由此产生蒸气,使其以液滴或结晶的方式析出在保持于更低温的载体表面的方法。该方法无论是对加工面整体一次性进行处理的间歇法还是使载体或反应槽移动由此对载体的不同加工面连续地进行处理的方法都能够适合地使用。
[0073] 本发明中的蒸镀加工可以优选在加压、常压、减压、真空状态及其压力的摆动、大气中和非活性气体中的任一种气氛中实施。
[0074] 通过形成减压或真空状态,能够提高蒸发速度以及降低蒸发温度,通过加压能够促进蒸发物的析出。另外,通过形成真空或非活性气氛,由此能够抑制聚四氟乙烯及载体的氧化,但本发明也能够在热分解温度以下进行低温处理,因此在成本方面考虑也能够使用大气气氛。
[0075] 在本发明中,通过调整聚四氟乙烯的负载条件,可以根据目的得到适合的附着状态。尤其是,在纤维状物质等多孔结构体的情况下,如果真空度高,则分子的平均自由行程大,聚四氟乙烯侧重位于蒸发侧的载体表面,在低真空或常压、加压条件的情况下,能够提高由围绕所带来的均匀性。为了调整附着面,在相同载体下改变压力的摆动、加工面(正反面)的处理等也是适合的方法。
[0076] 在本发明中,优选在蒸镀加工时或蒸镀加工后将载体在60℃以上且140℃以下进行处理,更优选为70℃以上且140℃以下,进一步优选为80℃以上且140℃以下。这是因为,通过该处理,与载体的粘接性提高,通过除去低分子量物而得到驻极体的稳定化效果、游离的VOC成分的降低。具体而言,在蒸镀加工时,可以通过蒸镀槽温度、载体的冷却、加热来进行调整,在加工后可以使用基于加热的方法。
[0077] 在本发明中,可以以蒸气的状态附着后使其冷却固化,还优选使其以聚集的液体、固体粒子的方式附着。通过使得聚四氟乙烯在载体表面上的负载成为微细的凹凸结构,由此能够提高拒油性,并且通过载体表面积的增加而能够使总电荷量和可捕集油雾的表面积增加。
[0078] 还优选向聚四氟乙烯的蒸气所存在的气氛中同时供给成为凝结核的高熔点聚四氟乙烯、有机粒子、无机粒子的方法。
[0079] 作为上述微细的凹凸结构,优选比作为捕集对象的液滴更微细。这是因为:不仅通过增加表面积使得润湿功增加,而且通过在所附着的粒子与载体之间存在空气层,可以得到依据Cassie-Baxter理论的高拒油表面。
[0080] 熔点为330℃以上的聚四氟乙烯具有几万至几十万的分子量,因此,在烃系、卤素系溶剂中均不能使其溶解。对此,本发明中所使用的熔点为35℃以上且320℃以下的聚四氟乙烯虽然不溶于烃系溶剂,但另一方面,可溶于由氢氯氟烃(HCFC)、全氟化碳(PFC)、氢氟烃(HFC)、氢氟醚(HFE)和环状氟化物、芳香族氟化物构成的含氟溶剂中,因此,也能够用作溶剂系的涂布剂。
[0081] 在作为涂布剂的使用中,可以使用现有公知的方法,在将本发明中所使用的聚四氟乙烯的至少一部分溶解于上述溶剂的状态下通过涂布、喷雾、浸渍等方法使其附着于载体后根据需要进行热处理,由此可以得到涂布层。
[0082] 关于上述涂布加工法,可以根据载体的形状使用适当方法,但如果载体为纤维状物质或粒子状物质等多孔形状,则不仅是通过平面状的连续加工,通过在辊状、层叠体等状态下浸渍溶剂、进行干燥也能够制造。
[0083] 对于涂布层的被覆率以及凹凸,能够利用涂布量、涂布浓度进行调整,在用作涂布剂的情况下,还优选预先涂布于具有由微粒引起的凹凸的结构的方法、或者制成包含微粒而成的涂布剂。
[0084] 关于作为涂布剂而预先配合的微粒,可以使用聚四氟乙烯的未溶解物或具有40℃以上的玻璃化转变温度或熔点的有机或无机材料。作为粒子直径,优选为0.1nm以上且10μm以下,更优选为1nm以上且1μm以下,进一步优选为5nm以上且500nm以下,最优选为10nm以上且300nm以下。长径比超过1的粒子的情况下,将短径侧定义为直径。
[0085] 与蒸镀加工同样,使聚四氟乙烯在载体表面上的负载形成凹凸结构,其凹凸结构优选比作为捕集对象的液滴更微细。这是因为:不仅通过增加表面积使得润湿功增加,而且通过在所附着的粒子与载体之间存在空气层,可以得到依据Cassie-Baxter理论的高拒油表面。
[0086] 在本发明中,优选在涂布加工时或涂布加工后在优选为60℃以上且140℃以下进行加热处理而成、在更优选为70℃以上且140℃以下、进一步优选为80℃以上且140℃以下进行加热处理而成,这是因为:通过上述处理,得到了粘接性的提高、聚四氟乙烯分子的结构稳定化,通过除去低分子量物而得到了拒油性和驻极体的稳定化效果并除去游离的低分子成分。
[0087] 本发明中的驻极体以及使用了该驻极体的滤材是载体或聚四氟乙烯中的至少一者被驻极体化、赋予静电电荷而成的。驻极体化方法只要在使用时可以得到期望的特性就没有特别限制,优选在聚四氟乙烯的负载前、负载后任一种情况下使用。前者时,通过静电引力拉近聚四氟乙烯粉末由此在附着、加工方面具有优点,后者时,电场线没有被遮蔽,因此能够进一步表现出驻极体效果。
[0088] 作为具体的驻极体化方法,可以从施加电晕带电法、液体接触带电法、摩擦带电法、电场带电法、热电场带电法、电子射线照射法这样的公知的带电方法的方法中任意选择。其中,在对纤维集合这样的多孔形状的物质赋予静电电荷的情况下,优选连多孔形状的内部也能够均匀地赋予静电电荷的液体接触带电法。液体接触带电法是指利用水或溶液或溶剂的射流或液滴流、蒸气、声波等使其与液体接触由此带电的方法,具体而言,在使用水的情况下,可以列举水流吸引带电、高压水流带电、超声波带电等。
[0089] 作为具体的驻极体化方法,可以适当使用基于利用高电压进行的分极、带电离子的碰撞、带电粒子的注入等电作用的方法;基于摩擦、碰撞等与固体的相互作用的方法;利用了与液体的接触和碰撞的方法等现有公知的方法。更优选为使用了与液体的接触或摩擦的方法,能够在不增加具有极性的氧化产物的情况下驻极体化,因此,从拒油性和耐油雾性的观点出发是更优选的方法。
[0090] 本发明的驻极体相对于不具有电荷的非驻极体(不带电状态),以如下所述的性能提高率计优选为400%以上,更优选为800%以上,进一步优选为1200%以上,最优选为1600%以上。
[0091] 性能提高率由风速10cm/s的0.3~0.5μm大气尘的捕集效率算出。
[0092] 以下,将不带电状态下的该捕集效率称作不带电效率,将带电后的该捕集效率称作带电后效率。
[0093] 性能提高率[%]=100×[ln(1-带电后效率(%)/100)]÷[ln(1-不带电效率(%)/100)]
[0094] 关于本发明的驻极体,作为滤材使用时、保管时和形状加工时所要求的电荷稳定性,以如下所述的性能维持率计优选为10%以上,更优选为30%以上,进一步优选为70%以上,特别优选为80%以上,最优选为90%以上。性能维持率如下算出:在80℃环境下放置30分钟(热处理)的前后,由风速10cm/s的0.3~0.5μm大气尘的捕集效率算出。
[0095] 以下,将热处理前的该捕集效率称作带电后效率(或热处理前效率),将热处理后的该捕集效率称作热处理后效率。
[0096] 性能维持率[%]=100×[ln(1-热处理后效率(%)/100)]÷[ln(1-带电后效率(%)/100)]
[0097] 关于通过本发明得到的拒油性,可以根据所需的特性(例如防水、防污、拒水、拒油)进行调整,但在作为例如由无纺布、织布等纤维状物质构成的滤材使用的情况下,在JIS K6768和AATCC118法所使用的表面张力试验液中,作为提供10秒以内的渗透性的表面张力,只要至少比未加工品(例如作为PP熔喷中的代表值,为36mN/m)有所提高就能够适合使用。具体而言,优选为31mN/m以下,更优选为29mN/m以下,进一步优选为27mN/m以下,最优选为
25mN/m以下。这是考虑到:作为防尘面罩的国家规定的油雾的试验液体的DOP为31mN/m、PAO(例如Emery3004)为29mN/m,为了应对实际使用中的矿物和植物性油雾。根据本发明人的研究,片材形状下的拒油性与作为滤材的耐油性存在关联,只要可得到通过毛细管现象不产生吸收程度的拒油性,则作为滤材也可确认到明确的耐油性(对效率降低的抑制)。这是因为:原材料表面的耐油性(接触)与向多孔体的吸收现象存在关联,雾试验时的纤维表面所捕集的气雾剂的接触角与捕集状态存在关联。另外,作为混合物的烟草烟本身的表面张力值还不明确,但随着上述液体的渗透性降低,确认到明确的耐久性提高效果。
[0098] 在将本发明的驻极体用作滤材的情况下,还优选将具有吸油或吸水功能的纤维层(以下称为“吸液层”)层叠使用。通过使用具有吸油、吸水等吸液功能的吸液层,从而抑制因拒油性而产生的液滴的滴落,使液滴从驻极体表面移动扩散,由此能够抑制驻极体性的消失及透气阻力升高。
[0099] 作为吸液层的原材料,只要是吸收液滴的材料就没有特别限制,可以优选使用由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、聚碳酸酯、纤维素、人造丝等构成的纤维片材原材料、在间隙中含有或在表面加工有活性炭、沸石、纸浆等多孔材料的片材原材料等。更优选为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等烯烃系原材料或聚酯,进一步优选为聚丙烯。
[0100] 吸液层中所使用的纤维也优选使用一种或组合使用两种以上,可以从通风阻力、粗大粒子的捕集等观点考虑选择适当的原材料。
[0101] 关于作为吸液层所使用的原材料,非驻极体和驻极体都能够适合使用,更优选进行驻极体化而成。
[0102] 只要可得到期望的特性,吸液层的制法就没有特别限制,可以使用通过热粘法、纺粘法、水刺法、基于熔融和溶液法的静电纺丝法以及强力纺丝法等优选的方法制成片材后的原材料。
[0103] 作为构成吸液层的纤维,直径优选为0.005~100μm,更优选为0.01~20μm,进一步优选为0.5~5μm,最优选为1~10μm。
[0104] 此外可以根据需要合用其它构成部材而使用。即,也优选与预过滤层、纤维保护层、增强部材或功能性纤维层等组合使用。
[0105] 作为预过滤层和纤维保护层,例如为纺粘型无纺布、热粘型无纺布、发泡聚氨酯等,作为增强部材,例如可以例示出热粘型无纺布、各种网。另外,作为功能性纤维层,例如可以例示出抗菌、抗病毒以及以识别、美观为目的的着色纤维层等。作为降低厚度、透气阻力的方法,优选使吸液层具有这些功能。
[0106] 本发明的驻极体和使用了该驻极体的滤材通过由本发明得到的集尘、保护、透气、防污、防水等功能可被广泛使用,尤其是能够适合用作防尘面罩、各种空调用元件、空气净化器、舱室过滤器、以保护各种装置为目的的滤材。
[0107] 实施例
[0108] 以下,对本发明的实施方式进行说明。下述中示出试验方法。
[0109] (拒油性试验法)
[0110] 拒油性试验法通过下述试验来实施。
[0111] 在JIS K6768法中,按照JIS K6768所规定的处方制备从40.0mN/m到25.4mN/m的试验液。
[0112] 在AATCC118法中,准备AATCC118法所规定的从1级到8级的试验液。
[0113] 在PAO法中,准备PAO(Emery3004)作为试验液。
[0114] 在各个试验法中,利用微生物试验用微量移液管对试验样品表面以20μl逐滴滴加各种试验液,观察静置10秒后的渗透程度。
[0115] 利用JIS K6768法,从40.0mN/m的试验液依次滴加,将发生了渗透的试验液之前刚滴加的非渗透的试验液的值作为拒油性试验的结果。
[0116] 需要说明的是,在40.0mN/m的试验液发生了渗透的情况下,不存在之前刚滴加的非渗透的试验液,因此,将试验结果设为40.0mN/m。另外,在25.4mN/m的试验液为非渗透的情况下,不存在发生了渗透的试验液,因此,将试验结果设为25.4mN/m。
[0117] 利用AATCC118法,从1级试验液依次滴加,将发生了渗透的试验液之前刚滴加的试验液的值作为拒油性试验的结果。
[0118] 需要说明的是,在1级试验液发生了渗透的情况下,不存在之前刚滴加的非渗透的试验液,因此将试验结果设为0级。另外,在8级的试验液为非渗透的情况下,不存在发生了渗透的试验液,因此,将试验结果设为8级。
[0119] 利用PAO法,将试验液发生了渗透的情况设为×、将非渗透的情况设为○。
[0120] 需要说明的是,在正反面存在差异的情况下,将拒油性更低的值作为试验结果。
[0121] (捕集效率试验)
[0122] 滤材的初期和热负载后的捕集效率试验通过下述方法实施。
[0123] 评价粒子:大气尘埃
[0124] 风速:10cm/s
[0125] 效率计算:基于光散射计数法的0.3~0.5μm间的粒子个数
[0126] 捕集效率(%)=(1-(下游侧个数÷上游侧个数))×100
[0127] (性能提高率)
[0128] 驻极体的性能提高率(驻极体化的程度)通过下述方法来评价。对氟加工后的片材样品进行带电(驻极体化)处理后测量捕集效率(带电后效率),进一步使片材浸渍在MEGAFACE F410(DIC株式会社制造)含全氟烷基的羧酸0.5%水溶液中并使其干燥,变成包含自然带电的静电电荷消失的状态(不带电状态)后再次测量捕集效率(不带电效率)。
[0129] ※通过静电电荷消失、并且对作为纤维状物质的透气阻力和捕集效率没有带来影响的方法来评价带电贡献是本方法的主旨。
[0130] 通过下式计算出性能提高率。
[0131] 性能提高率[%]=100×[ln(1-带电后效率(%)/100)]÷[ln(1-不带电效率(%)/100)
[0132] (性能维持率)
[0133] 性能维持率通过下述方法算出。
[0134] 对氟加工后的片材样品进行电荷(驻极体化)处理后测量捕集效率(带电后效率),在80℃环境下加热30分钟后(热处理后)再次测量捕集效率(热处理后效率),通过下式计算出性能维持率。
[0135] 透过率=(下游侧个数÷上游侧个数)
[0136] 性能维持率[%]=100×[1n(1-热处理后效率(%)/100)]÷[ln(1-带电后效率(%)/100)]
[0137] (耐油雾试验)
[0138] 对油雾的负载耐性(耐油雾性)试验通过下述两种方法来实施。
[0139] 使用PAO雾作为低极性的矿物系粒子,使用烟草烟作为含有水和多种多样的极性分子的复合粒子。
[0140] (耐油雾性试验法1:PAO耐久寿命)
[0141] 将冲裁成 的样品安装于有效透气径为 的适配器在下述条件下进行通风。
[0142] 评价装置:TSI-8130型过滤测试仪
[0143] 风量:6L/分钟(5cm/s)
[0144] 负载粒子:PAO(Emery3004)平衡带电
[0145] 个数最频粒径0.184μm
[0146] 浓度:100mg/m3
[0147] 粒子检测方法:光散射浓度法
[0148] 连续地进行粒子负载,将上述装置中的捕集效率为50%的时刻作为评价终点,根据试验前后的重量计算出每 的样品上所捕集的PAO重量。
[0149] (耐油雾性试验法2:烟草烟耐久寿命)
[0150] [烟草烟负载]
[0151] 通过依据JEM1467法的吸烟器和方法使日本烟草公司制造的四根Mobius在1m3丙烯酸系容器中燃烧。将冲裁成 的样品安装于有效透气径为 的适配器中,以12L/分钟的风量进行10分钟透气。作为参考的粒子浓度利用柴田科学数字粉尘计P-2L从
4000CPM减少至3000CPM,为大概1根/循环程度的负载量。初期和每一个循环测定效率(下述)和重量,将效率中断50%的时刻设为终点。使纵轴和横轴为普通轴而将捕集效率和烟草烟的捕集重量进行绘图,计算出效率为50%时刻的数值作为读取耐久寿命。
[0152] [烟草烟负载时的捕集效率]
[0153] 在使用烟草烟负载后的样品的情况下,在光散射计数器(激光粒子计数器)的粒径测量中产生干涉,因此通过光散射浓度法进行效率评价。需要说明的是,确认到与由激光粒子计数器得到的0.3~0.5μm的效率大致一致。
[0154] 将烟草烟负载样品安装于有效透气径为 的适配器,在下述条件下下进行通风。
[0155] 评价装置:TSI-8130型过滤测试仪
[0156] 风量:6L/分钟(5cm/s)
[0157] 负载粒子:固体NaCl(由2重量%NaCl水产生)平衡带电
[0158] 个数最频粒径0.075μm
[0159] 浓度:200mg/m3
[0160] 粒子检测方法:光散射浓度法
[0161] 需要说明的是,评价风量小,因此,设定为20秒的值作为上下检测器达到平衡的时间,使用一个循环的过滤测试仪模式(效率测量模式)的数值。
[0162] <实施例1-1~1-5>
[0163] 使溶解于全氟庚烷的由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别对通过熔喷法得到的基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm的聚丙烯无纺布进行渗透后,在常温下进行干燥,得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0164] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验,同时通过电晕放电法进行驻极体化处理,进行各种评价。将结果示于表1-1中。
[0165] <实施例1-6>
[0166] 使在100℃~290℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯(Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV)分散在全氟庚烷中,使用上清部分,除此以外进行与实施例1-1~1-5同样的处理和各种评价。将结果示于表1-1中。
[0167] <实施例1-7>
[0168] 使纯水透过聚丙烯无纺布由此进行驻极体化处理,除此以外进行与实施例1-6同样的处理和各种评价。将结果示于表1-1中。
[0169] <实施例1-8~1-12>
[0170] 将通过熔喷法得到的基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm的聚丙烯无纺布粘贴于保持在30℃的恒温板上,设置在圆筒陶瓷制的反应容器顶部。在底部设置加热至300℃的热板,使由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别从金属性舟皿上蒸发,由此得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0171] 所得到的片材在60℃进行15分钟老化处理后,通过电晕放电法进行驻极体化处理,进行各种评价。将结果示于表1-2中。
[0172] <实施例1-13>
[0173] 使用在100℃~290℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯(Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV),除此以外进行与实施例1-8~1-12同样的处理和各种评价。将结果示于表1-2中。
[0174] <实施例1-14>
[0175] 使纯水透过聚丙烯无纺布由此进行驻极体化处理,除此以外进行与实施例1-13同样的处理和各种评价。将结果示于表1-2中。
[0176] <比较例1-1>
[0177] 对通过熔喷法得到的基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm的聚丙烯无纺布通过电晕放电法进行驻极体化处理,得到加工片材,进行各种评价。将结果示于表1-3中。
[0178] <比较例1-2>
[0179] 使在330℃具有熔点的低分子量聚四氟乙烯(大金工业株式会社制造的ルブロンL-2)分散在全氟庚烷中并将上清部分用于对通过熔喷法得到的基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm的聚丙烯无纺布进行添加,但未溶解。全氟庚烷溶液处理后进行了干燥,但没有发现重量增加。通过电晕放电法进行驻极体化处理,进行各种评价。将结果示于表1-3中。
[0180] <比较例1-3>
[0181] 使用在330℃具有熔点的低分子量聚四氟乙烯(大金工业株式会社制造的ルブロンL-2),除此以外实施与实施例13同样的处理,但没有产生蒸发,没有观察到样品的重量增加。通过电晕放电法进行驻极体化处理,进行各种评价。将结果示于表1-3中。
[0182] <比较例1-4>
[0183] 使作为C6丙烯酸酯系拒水拒油剂的大金工业株式会社制造的ユニダィンTG-5502以水分散体的方式渗透通过熔喷法得到的基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm的聚丙烯无纺布并使其干燥,由此负载1.02g/m2而得到加工片材,进行各种评价。将结果示于表1-3中。
[0184] <比较例1-5>
[0185] 将负载量设定为0.27g/m2,除此以外进行与比较例1-4同样的处理和各种评价。将结果示于表1-3中。
[0186] [表1-1]
[0187]
[0188]
[0189] [表1-2]
[0190]
[0191] [表1-3]
[0192]
[0193]
[0194] 根据实施例1-1~1-14和比较例1-1可知,通过进行聚四氟乙烯的负载加工,对PAO以及烟草烟的耐久特性提高。
[0195] 根据实施例1-1~1-14可知,聚四氟乙烯无论是单体还是混合物都是适合的。
[0196] 根据实施例1-6、1-7、1-13和1-14与比较例1-2和1-3的比较可知,对于熔点为330℃的聚四氟乙烯而言没有效果。
[0197] 通过实施例1-6与1-7的比较以及实施例1-13与1-14的比较可知,与利用电晕放电进行驻极体化相比,利用液体接触法进行驻极体化在高效率、长寿命化方面具有效果。
[0198] 根据实施例1-1~1-14和比较例1-1与比较例1-4和1-5的比较可知,相对于使用了丙烯酸酯系拒水拒油剂的驻极体,本发明的驻极体的初期效率、电荷稳定性、耐久性优良。
[0199] <实施例2-1~2-15>
[0200] 使溶解于全氟庚烷中的由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别对含有0.01重量%、5重量%、15重量%的作为受阻胺系添加剂的Ciba-Geigy制2
造的キマソ一ブ944LD的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m 、平均纤维直径为3μm、厚度为
0.25mm)进行渗透,然后在常温下进行干燥,得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0201] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验。并且使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为
0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为
3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0202] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表2-1和表2-2中。
[0203] <实施例2-16~2-18>
[0204] 使作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯的Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV溶解于全氟庚烷中,除此以外实施与实施例2-1~2-15同样的处理和各种评价,将其结果示于表2-1和2-2中。
[0205] <实施例2-19~2-33>
[0206] 将含有0.01重量%、5重量%、15重量%的作为受阻胺系添加剂的Ciba-Geigy制造的キマソ一ブ944LD的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)粘贴于保持在30℃的恒温板,设置在圆筒陶瓷制的反应容器顶部。在底部设置加热至300℃的热板,使由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别从金属性舟皿上蒸发,由此得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0207] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验。并且使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为
0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为
3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0208] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表2-3和表2-4中。
[0209] <实施例2-34~2-36>
[0210] 使用Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯,除此以外,实施与实施例2-19~2-33同样的处理和各种评价,将其结果示于表2-4中。
[0211] <比较例2-1>
[0212] 将不含有添加剂的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。
使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0213] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表2-5中。
[0214] <比较例2-2~2-5>
[0215] 使用含有0.01重量%、5重量%、15重量%、20重量%的作为受阻胺系添加剂的Ciba-Geigy制造的キマソ一ブ944LD的聚丙烯熔喷无纺布,除此以外实施与比较例2-1同样的处理和各种评价,将其结果示于表2-5中。
[0216] <比较例2-6~2-8>
[0217] 使在330℃具有熔点的大金工业株式会社制造的ルブロンL-2分散在全氟庚烷中并将上清部分用于对含有0.01重量%、5重量%、15重量%的作为受阻胺系添加剂的Ciba-2
Geigy制造的キマソ一ブ944LD的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)进行添加,但没有得到固体成分。全氟己烷处理后进行干燥,得到片材。
[0218] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验。并且使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为
0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为
3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0219] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表2-5中。
[0220] <比较例2-9~2-11>
[0221] 使用在330℃具有熔点的大金工业株式会社制造的ルブロンL-2,除此以外实施与实施例2-19~2-33同样的处理,但没有观察到重量增加。
[0222] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验。并且使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为
0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为
3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0223] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表2-6中。
[0224] <比较例2-12~2-14>
[0225] 使作为C6丙烯酸酯系拒水拒油剂的大金工业株式会社制造的ユニダィンTG-5503以水分散体的方式渗透含有0.01重量%、5重量%、15重量%的作为受阻胺系添加剂的Ciba-Geigy制造的キマソ一ブ944LD的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)并使其干燥,由此负载0.95g/m2,得到加工片材。
[0226] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验。并且使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为
0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为
3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0227] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表2-6中。
[0228] [表2-1]
[0229]
[0230] [表2-2]
[0231]
[0232] [表2-3]
[0233]
[0234] [表2-4]
[0235]
[0236] [表2-5]
[0237]
[0238] [表2-6]
[0239]
[0240] <实施例3-1~3-15>
[0241] 使溶解于全氟庚烷中的由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别对含有0.01重量%、5重量%、15重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)进行渗透后,在常温下进行干燥,得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0242] 将得到的片材置于平板的接地电极上,从距无纺布1cm的距离使用针状电极实施电压20kV、10秒钟的电晕电荷处理,得到驻极体化后的片材。
[0243] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-1和3-2中。
[0244] <实施例3-16~3-18>
[0245] 使作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯的Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV溶解于全氟庚烷,除此以外实施与实施例3-1~3-15同样的处理,得到驻极体化后的片材。
[0246] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-2中。
[0247] <实施例3-19~3-33>
[0248] 将含有0.01质量%、5质量%、15重量%作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)粘贴于保持在30℃的恒温板,设置于圆筒陶瓷制的反应容器顶部。在底部设置加热至300℃的热板,使由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别从金属性舟皿上蒸发,由此得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0249] 将得到的片材置于铝平板的接地电极上,从距无纺布1cm的距离使用针状电极实施电压20kV、10秒钟的电晕电荷处理,得到驻极体化后的片材。
[0250] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-3和表3-4中。
[0251] <实施例3-34~3-36>
[0252] 使用Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯,除此以外,实施与实施例3-19~3-33同样的处理,得到驻极体化后的片材。
[0253] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-4中。
[0254] <比较例3-1>
[0255] 将不含有添加剂的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)置于铝平板的接地电极上,从距无纺布1cm的距离使用针状电极实施电压20kV、10秒钟的电晕电荷处理,得到驻极体化后的片材。
[0256] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-5中。
[0257] <比较例3-2~3-5>
[0258] 使用含有0.01重量%、5重量%、15重量%、20重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布,除此以外实施与比较例1同样的处理,得到驻极体化后的片材。
[0259] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-5中。
[0260] <比较例3-6~3-8>
[0261] 使在330℃具有熔点的大金工业株式会社制造的ルブロンL-2分散在全氟庚烷中并将上清部分用于对含有0.01质量%、5质量%、15重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)进行添加,但没有得到固体成分。全氟己烷处理后进行干燥,得到片材。
[0262] 将得到的片材置于铝平板的接地电极上,从距无纺布1cm的距离使用针状电极实施电压20kV、10秒钟的电晕电荷处理,得到驻极体化后的片材。
[0263] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-5中。
[0264] <比较例3-9~3-11>
[0265] 使用在330℃具有熔点的大金工业株式会社制造的ルブロンL-2,除此以外实施与实施例3-19~3-33同样的处理,但没有观察到重量增加。
[0266] 对所得到的片材利用液滴进行拒油性试验。并且将得到的片材置于铝平板的接地电极上,从距无纺布1cm的距离使用针状电极实施电压20kV、10秒钟的电晕电荷处理,得到驻极体化后的片材。
[0267] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-6中。
[0268] <比较例3-12~3-14>
[0269] 使作为C6丙烯酸酯系拒水拒油剂的大金工业株式会社制造的ユニダィンTG-5503以水分散体的方式对含有0.01质量%、5质量%、15重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为2
0.25mm)进行渗透并使其干燥,由此负载0.95g/m,得到加工片材。
[0270] 将得到的片材置于铝平板的接地电极上,从距无纺布1cm的距离使用针状电极实施电压20kV、10秒钟的电晕电荷处理,得到驻极体化后的片材。
[0271] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-6中。
[0272] <实施例3-37~3-51>
[0273] 使溶解于全氟庚烷的由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别对含有0.01重量%、5重量%、12.5重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)2
进行渗透后,在常温进行干燥,得到各个0.75g/m的负载量的加工片材。
[0274] 使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0275] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-7和表3-8中。
[0276] <实施例3-52~3-54>
[0277] 使作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯的Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV溶解于全氟庚烷中,除此以外实施与实施例3-37~3-51同样的处理和各种评价,将其结果示于表3-8中。
[0278] <实施例3-55~3-69>
[0279] 将含有0.01重量%、5重量%、12.5重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm)粘贴于保持在30℃的恒温板,设置在圆筒陶瓷制的反应容器顶部。在底部设置加热至300℃的热板,使由n-C10F22、n-C12F26、n-C14F30、n-C16F34、n-C20F42构成的聚四氟乙烯分别从金属性舟皿上蒸发,由此得到各个0.75g/m2的负载量的加工片材。
[0280] 使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0281] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-9和表3-10中。
[0282] <实施例3-70~3-72>
[0283] 使用Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯,除此以外实施与实施例3-55~3-69同样的处理和各种评价,将其结果示于表3-10中。
[0284] <比较例3-15>
[0285] 使不含有添加剂的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度3 2
为0.25mm)载置于透气度为120cm/cm/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用
的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。
使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-11中。
[0286] <比较例3-16~3-19>
[0287] 使用含有0.01重量%、5重量%、12.5重量%、20重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布,除此以外实施与比较例3-15同样的处理和各种评价,将其结果示于表3-11中。
[0288] <比较例3-20>
[0289] 针对含有20重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm),使作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯的Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV溶解在全氟庚烷中,除此以外实施与实施例3-37同样的处理和各种评价,将其结果示于表3-11中。
[0290] <比较例3-21>
[0291] 针对含有20重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚度为0.25mm),通过与实施例3-55同样的处理使作为在100℃~280℃的范围具有熔点的聚四氟乙烯的Central Glass株式会社制造的セフラルル一ブV在全氟庚烷中蒸发,除此以外实施与实施例3-55同样的处理和各种评价,将其结果示于表3-11中。
[0292] <比较例3-22~3-24>
[0293] 使在330℃具有熔点的大金工业株式会社制造的ルブロンL-2分散在全氟庚烷中并将上清部分用于对含有0.01重量%、5重量%、12.5重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF2
公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m、平均纤维直径为3μm、厚度为
0.25mm)进行添加,但没有得到固体成分。全氟己烷处理后进行干燥,得到片材。
[0294] 使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0295] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-12中。
[0296] <比较例3-25~3-27>
[0297] 使用在330℃具有熔点的大金工业株式会社制造的ルブロンL-2,除此以外实施与实施例3-55~69同样的处理,但没有观察到重量增加。
[0298] 使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0299] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-12中。
[0300] <比较例3-28~3-30>
[0301] 使作为C6丙烯酸酯系拒水拒油剂的大金工业株式会社制造的ユニダィンTG-5503以水分散体的方式渗透含有0.01重量%、5重量%、12.5重量%的作为受阻酚系添加剂的BASF公司制造的Irganox1010的聚丙烯熔喷无纺布(基重为30g/m2、平均纤维直径为3μm、厚2
度为0.25mm)并使其干燥,由此负载0.95g/m,得到加工片材。
[0302] 使得到的片材载置于透气度为120cm3/cm2/秒的网状支撑体(96目),从位于无纺布上方3cm的直径为 间距为0.6mm的喷嘴以2MPa的压力进行水喷射处理。需要说明的是,所使用的水是对一般的自来水实施二段逆渗透膜处理接着实施离子交换膜处理后的高纯度的水。使支撑体的传送速度为3m/分钟,使喷嘴正下方的网状体的下方为600mmAq的减压状态。对片材的表面进行三次上述处理。然后,使该片材自然干燥或者在80℃的热风烘箱中停留1分钟,从而得到驻极体化后的片材。
[0303] 对所得到的片材实施各种评价,将其结果示于表3-12中。
[0304] [表3-1]
[0305]
[0306] [表3-2]
[0307]
[0308] [表3-3]
[0309]
[0310] [表3-4]
[0311]
[0312] [表3-5]
[0313]
[0314] [表3-6]
[0315]
[0316] [表3-7]
[0317]
[0318] [表3-8]
[0319]
[0320] [表3-9]
[0321]
[0322] [表3-10]
[0323]
[0324] [表3-11]
[0325]
[0326] [表3-12]
[0327]
[0328] 产业上的可利用性
[0329] 能够在不使用PFOA和PFOS类似物的情况下通过简便的装置、工序得到高带电性、拒油性、耐油性优良的驻极体和滤材。
[0330] 本发明的驻极体通过简便的装置、工序可以得到具有高带电性、提高了针对油雾等液体粒子的静电电荷的维持率的驻极体以及使用了该驻极体的滤材,对工业界的贡献大。
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