(57)【要約】ポリマーを含む多孔質基材を、ポリマーを膨潤させることができる溶剤を含む組成物と接触させる工程と、基材から溶剤を除去する工程と、基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分なやり方で基材を水と接触させる工程と、を含むエレクトレットの製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーを含む多孔質基材を、該ポリマーを膨潤させることができる溶剤を含む組成物と接触させる工程と、
該基材から該溶剤を蒸発させる工程と、
該基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分なやり方で該基材を水と接触させる工程と、
を含むエレクトレットの製造方法。
【請求項２】
前記組成物が電荷添加物をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリマーを含む多孔質基材を、超臨界流体と電荷添加物とを含む組成物で処理する工程と、
該基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分なやり方で該処理した基材を水と接触させる工程と、
を含むエレクトレットの製造方法。
【請求項４】
水と接触させる前記工程が、前記基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分な圧力および期間で、水のジェットまたは水滴の流れを前記基材上に衝突させる工程を含み、前記基材を乾燥させる工程をさらに含む、請求項１または３に記載の方法。
【請求項５】
前記組成物が超臨界流体をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記超臨界流体が二酸化炭素を含む、請求項３または５に記載の方法。
【請求項７】
前記超臨界流体が、窒素、亜酸化窒素、エタン、プロパン、クロロトリフルオロメタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、エチレン、プロピレン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３または５に記載の方法。
【請求項８】
前記組成物が第２の溶剤をさらに含む、請求項１または３に記載の方法。
【請求項９】
前記溶剤が、アルコール、ハロゲン化アルキル、アミン、アミド、芳香族化合物、エステル、エーテル、アルカン、アルケン、アルキン、ケトン、オルガノシリコーン、アルキルピロリドン、パラフィン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１または３に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶剤がトルエン、ヘプタン、ヘキサン、ヘキシルアルコール、キシレン、トリフルオロエタノール、２−ブタノン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１または３に記載の方法。
【請求項１１】
前記基材を前記組成物と接触させる工程が大気圧よりも大きい圧力下で起こる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記電荷添加物がフッ素化オキサゾリジノン、フッ素化ピペラジン、過フッ素化アルカン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項１３】
前記電荷添加物がポリ［［６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ］−ｓ−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］］を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項１４】
前記基材を前記組成物と接触させる工程が噴霧または浸漬を含む、請求項１または３に記載の方法。
【請求項１５】
ポリマーと電荷添加物とを含む多孔質基材を含むエレクトレットであって、該基材が該基材中のポリマーの重量を基準にして０．７５重量％以下の抽出可能な炭化水素を含むエレクトレット。
【請求項１６】
前記基材が０．５重量％以下の抽出可能な炭化水素を含む、請求項１５に記載のエレクトレット。
【請求項１７】
前記エレクトレットが少なくとも１／ｍｍＨ２Ｏの品質係数を示す、請求項１、２、もしくは３のいずれかに記載の方法、または請求項１５に記載のエレクトレット。
【請求項１８】
前記基材が不織繊維ウェブを含む、請求項１、２、もしくは３のいずれかに記載の方法、または請求項１５に記載のエレクトレット。
【請求項１９】
前記不織繊維ウェブが、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエステル、ハロゲン化ポリビニル、ポリスチレン、およびそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む、請求項１、２、もしくは３のいずれかに記載の方法、または請求項１８に記載のエレクトレット。
【請求項２０】
前記不織繊維ウェブが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−（４−メチル−１−ペンテン）、およびそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む、請求項１、２、もしくは３のいずれかに記載の方法、または請求項１８に記載のエレクトレット。
【請求項２１】
前記不織繊維ウェブがメルトブローン微細繊維を含む、請求項１もしくは１０に記載の方法、または請求項１６に記載のエレクトレット。
【請求項２２】
前記メルトブローン微細繊維が１μｍ〜５０μｍの有効繊維径を有する、請求項２１に記載のエレクトレット。
【請求項２３】
ポリマーと、
前記基材中のポリマーの重量を基準にして０．７５重量％以下の抽出可能な炭化水素と、を含む多孔質基材を含むエレクトレット。
【請求項２４】
前記基材が０．５重量％以下の抽出可能な炭化水素を含む、請求項２３に記載のエレクトレット。
【請求項２５】
処理工程が前記基材上に前記組成物を噴霧する工程を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項２６】
前記処理工程が前記組成物中に前記基材を浸漬する工程を含み、前記処理した基材から前記超臨界流体を蒸発させる工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項２７】
前記基材の前記組成物での前記処理の間、該組成物が３０℃よりも高い温度を示す、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記基材の前記組成物での前記処理の間、該組成物が６０℃よりも高い温度を示す、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記エレクトレットが少なくとも１／ｍｍＨ２Ｏの品質係数を示す、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトレットの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトレットは、長続きする電荷、すなわち、少なくとも準永久的である電荷を示す誘電性物品である。エレクトレットの帯電性は、空気中に存在する粉塵、ほこり、および繊維のような粒子を引きつけて保持するエレクトレットの能力を高める。エレクトレットは、空気、加熱炉および呼吸フィルター、顔マスク、ならびにマイクロホン、ヘッドホンおよび静電記録計のような電気音響装置をはじめとする様々な用途で有用であることが分かった。
【０００３】
数年越しに、不織繊維エレクトレットの性能を作るおよび改善する様々な方法が開発されてきた。これらの方法は、例えば、繊維がダイオリフィスから出る時に電気的に帯電した粒子で繊維に衝撃を与えること、不織繊維ウェブをコロナ帯電させること、不織繊維ウェブをハイドロチャージすることを含む。
【０００４】
不織繊維エレクトレットの性能を改善する別の方法は、ポリマーメルトに電荷添加物を添加する工程と、微細繊維ウェブの形状でポリマーブレンドを押し出す工程と、次にウェブをチャージする工程と、を含む。電荷添加物は、エレクトレット上の電荷レベルを増加させ、エレクトレットの濾過性能を改善することができる。しかしながら、かかる電荷添加物は、溶融加工可能でなければならない、すなわち、不織ウェブの微細繊維を形成するのに用いられる溶融加工条件下で分解を受けてはならない。この判定基準は、かかる方法で電荷添加物として使用されてもよい化学物質の数およびタイプを制限する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様では、本発明は、エレクトレットの製造方法であって、ポリマーを含む多孔質基材を、ポリマーを膨潤させることができる溶剤を含む組成物と接触させる工程と、基材から溶剤を蒸発させる工程と、基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分なやり方で基材を水と接触させる工程と、を含む方法を特徴とする。一実施形態では、水と接触させる工程は、基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分な圧力および期間で、水のジェットまたは水滴の流れを基材上に衝突させることを含み、そして本方法は基材を乾燥させる工程をさらに含む。
【０００６】
ある実施形態では、組成物は超臨界流体をさらに含む。一実施形態では、超臨界流体は二酸化炭素を含む。他の実施形態では、超臨界流体は、窒素、亜酸化窒素、エタン、プロパン、クロロトリフルオロメタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、エチレン、プロピレン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００７】
他の実施形態では、組成物は第２の溶剤をさらに含む。ある実施形態では、溶剤は、アルコール、ハロゲン化アルキル、アミン、アミド、芳香族化合物、エステル、エーテル、アルカン、アルケン、アルキン、ケトン、オルガノシリコーン、アルキルピロリドン、パラフィン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。別の実施形態では、溶剤は、トルエン、ヘプタン、ヘキサン、ヘキシルアルコール、キシレン、トリフルオロエタノール、２−ブタノン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００８】
一実施形態では、基材は、大気圧よりも大きい圧力で組成物と接触させる。
【０００９】
ある実施形態では、組成物は電荷添加物をさらに含む。一実施形態では、電荷添加物は、フッ素化オキサゾリジノン、フッ素化ピペラジン、過フッ素化アルカン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。別の実施形態では、電荷添加物はポリ［［６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ］−ｓ−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］］を含む。
【００１０】
一実施形態では、基材を組成物と接触させる工程は噴霧を含む。他の実施形態では、基材を組成物と接触させる工程は浸漬を含む。
【００１１】
別の実施形態では、溶剤は、基材を組成物と接触させる間、３０℃よりも高い温度を示す。ある実施形態では、溶剤は、基材を組成物と接触させる間、６０℃よりも高い温度を示す。
【００１２】
他の実施形態では、エレクトレットは、少なくとも１／ｍｍＨ２Ｏの品質係数を示す。ある実施形態では、エレクトレットは少なくとも１．５／ｍｍＨ２Ｏの品質係数を示す。別の実施形態では、エレクトレットは少なくとも２／ｍｍＨ２Ｏの品質係数を示す。
【００１３】
ある実施形態では、基材は不織繊維ウェブを含む。一実施形態では、不織繊維ウェブは、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエステル、ハロゲン化ポリビニル、ポリスチレン、およびそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む。別の実施形態では、不織繊維ウェブは、ポリプロピレン、ポリ−（４−メチル−１−ペンテン）、およびそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む。
【００１４】
第２の態様では、本発明は、ポリマーと、基材中のポリマーの重量を基準にして０．７５重量％以下の抽出可能な炭化水素と、を含む多孔質基材を含むエレクトレットを特徴とする。ある実施形態では、エレクトレットは電荷添加物を含む。一実施形態では、ポリマーは０．５重量％以下の抽出可能な炭化水素を含む。別の実施形態では、ポリマーは０．２重量％以下の抽出可能な炭化水素を含む。
【００１５】
ある実施形態では、エレクトレットは、メルトブローン微細繊維を含む不織繊維ウェブである。一実施形態では、メルトブローン微細繊維は１μｍ〜５０μｍの有効繊維径を有する。別の実施形態では、メルトブローン微細繊維は、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレンを含む。一実施形態では、不織ウェブは１０ｇ／ｍ２〜５００ｇ／ｍ２の基本重量を有する。
【００１６】
第３の態様では、本発明は、エレクトレットの製造方法であって、ポリマーを含む多孔質基材を、加圧流体と電荷添加物とを含む組成物で処理する工程と、基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分なやり方で基材を水と接触させる工程と、を含む方法を特徴とする。一実施形態では、本方法は、処理した基材から加圧流体を蒸発させる工程をさらに含む。ある実施形態では、加圧流体は超臨界流体である。他の実施形態では、加圧流体は液体である。ある実施形態では、加圧流体は二酸化炭素である。
【００１７】
一実施形態では、水と接触させる工程は、基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分な圧力および期間で、水のジェットまたは水滴の流れを基材上に衝突させることを含み、そして本方法は基材を乾燥させる工程をさらに含む。
【００１８】
ある実施形態では、超臨界流体は二酸化炭素を含む。他の実施形態では、超臨界流体は亜酸化窒素、エチレン、エタン、クロロトリフルオロメタン、およびそれらの組合せを含む。別の実施形態では、組成物は溶剤をさらに含む。ある実施形態では、溶剤は、アルコール、ハロゲン化アルキル、アミン、アミド、芳香族化合物、エステル、エーテル、アルカン、アルケン、アルキン、ケトン、オルガノシリコーン、アルキルピロリドン、パラフィン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。他の実施形態では、溶剤は、トルエン、ヘプタン、ヘキサン、ヘキシルアルコール、キシレン、トリフルオロエタノール、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【００１９】
他の実施形態では、電荷添加物は、フッ素化オキサゾリジノン、フッ素化ピペラジン、過フッ素化アルカン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。他の実施形態では、電荷添加物はポリ［［６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ］−ｓ−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］］を含む。ある実施形態では、補助溶剤はフッ素化補助溶剤を含み、電荷添加物はフッ素化電荷添加物を含む。
【００２０】
一実施形態では、基材を組成物で処理する工程は噴霧を含む。他の実施形態では、処理する工程は、処理した基材を組成物中へ浸漬することを含み、そして本方法は組成物から超臨界流体を蒸発させる工程をさらに含む。ある実施形態では、組成物は、基材と接触する間、３０℃よりも高い温度を示す。他の実施形態では、組成物は、基材と接触する間、６０℃よりも高い温度を示す。
【００２１】
一実施形態では、基材は、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエステル、ハロゲン化ポリビニル、ポリスチレン、およびそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む不織繊維ウェブである。別の実施形態では、基材は、ポリプロピレン、ポリ−（４−メチル−１−ペンテン）、およびそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む不織繊維ウェブである。
【００２２】
第４の態様では、本発明は、ポリプロピレン繊維と、２３５℃以下の分解温度を示す電荷添加物と、を含むエレクトレットを特徴とする。一実施形態では、電荷添加物は２００℃以下の分解温度を示す。
【００２３】
第５の態様では、本発明は、上述したエレクトレットを含む呼吸マスクを特徴とする。
【００２４】
第６の態様では、本発明は、上述したエレクトレットを含むフィルターを特徴とする。
【００２５】
第７の態様では、本発明は、上述したエレクトレットを含む顔マスクを特徴とする。
【００２６】
本発明は、ポリマー基材のエレクトレット特性が電荷増強添加物の不在で高められるエレクトレットの製造方法を特徴とする。本発明はまた、基材のポリマーの押出温度未満の分解温度を有する電荷増強添加物をはじめとする多種多様な電荷増強物をポリマー基材中へ組み入れることを可能にする方法を特徴とする。
【００２７】
これらの方法で生産されたエレクトレットは、耐油性ミスト性、時を越えた電荷安定性および高い品質係数をはじめとする良好なフィルター特性を示す。エレクトレットはまた、長期間にわたって高温でエージングした後に良好な電荷安定性と濾過性能とを示す。本方法はまた、比較的低レベルの抽出可能な炭化水素を有するエレクトレットを生産することもできる。
【００２８】
本発明に関して、これらの用語は以下に記載する意味を有する。すなわち、
用語「エレクトレット」は、準永久的な電荷を示す誘電性材料を意味する。用語「準永久的な」は、電荷の減衰に特徴的な時定数が、エレクトレットが使用される時間よりもはるかに長いことを意味する。
【００２９】
他の特徴および利点は、好ましい実施形態についての次の説明から、および特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
エレクトレットの製造方法は、ポリマー基材を組成物で処理する工程と、処理した基材から組成物の揮発性構成成分を蒸発させる工程と、次に、基材にエレクトレット電荷を与えるのに十分なやり方で該処理した基材を水と接触させる工程と、を含む。
【００３１】
ポリマー基材を処理するのに有用な一組成物は、基材のポリマーを膨潤させることができる溶剤と、任意に電荷添加物と、を含む。溶剤は、ポリマー中に十分に可溶性であってポリマーを膨潤させ、ポリマーの低分子量構成成分を可溶化し、溶剤および電荷添加物（存在する場合）にポリマーおよび／またはポリマー基材をコートさせる、浸透させる、またはそれらの組合せをさせるべく選択される。ポリマー中での溶剤の溶解性の程度は、ポリマーがその形状を維持する、すなわち、溶剤へ実質的に溶解しないようなものである。溶剤溶解度パラメーターおよびハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）パラメーター溶解度値は、溶剤が所定のポリマーを膨潤させるかどうか、およびどの程度膨潤させるかを判定するのに用いることができる。溶解度パラメーターおよびハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）パラメーター情報の有用な出所は、バートン、アランＦ．Ｍ．（Ｂａｒｔｏｎ、Ａｌｌａｎ  Ｆ．Ｍ．）著、「ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｃｏｈｅｓｉｏｎ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（溶解度パラメーターおよび他の凝集力パラメーターのＣＲＣハンドブック）」、第２版、ＣＲＣプレス（Ｐｒｅｓｓ）、ボカラトン（Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ）、１９９１年である。溶解度パラメーターおよびハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）パラメーターは、熟練者がポリマー基材にとって適切な溶剤を選択するのに用いることができる。所定のポリマーについて、例えば、溶剤（または溶剤混合物）は、所定のポリマーを膨潤させるであろうように、その溶解度パラメーターまたはハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）パラメーターがポリマーの溶解度パラメーターまたはハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）パラメーターに十分に近い溶剤の群から選択される。例えば、ポリプロピレンを含む基材にとって好ましい溶剤は、例えば、トルエン、ヘプタン、ヘキサン、ヘキシルアルコール、キシレン、２−ブタノン、およびそれらの組合せを含む。
【００３２】
電荷添加物を含む溶剤組成物については、溶剤（単独でまたは他の溶剤と組み合わせて）は、所定の電荷添加物を溶解する、またはそれと混和することができるべくさらに選択される。
【００３３】
有用な溶剤の例には、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールおよびヘキシルアルコール）、ハロゲン化アルキル（例えば、クロロトリフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、パーフルオロプロパンおよびクロロジフルオロメタン）、六フッ化硫黄、ジメチルスルホキシド、アミン（例えば、Ｎ−メチルピロリジン）、アミド（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、芳香族化合物（例えば、ベンゼン、トルエンおよびキシレン）、エステル（例えば、酢酸エチル、二塩基酸エステルおよび乳酸エステル）、エーテル（例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランおよびグリコールエーテル）、アルカン（例えば、エタン、プロパン、ｎ−ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン）、アルケン（例えば、エチレンおよびプロピレン）、天然炭化水素（例えば、イソプレン、テルペン、ｄ−リモネン、パイン油およびターペンチン）、アルキン、ケトン（例えば、アセトンおよびメチルエチルケトン）、オルガノシリコーン、アルキルピロリドン（例えば、Ｎ−メチルピロリドン）、パラフィン（例えば、イソパラフィン）、石油ベースの溶剤および溶剤混合物、クロロホルム、四塩化炭素、パーフルオロカーボン、パーフルオロポリエーテル、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、ヒドロクロロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロエーテル、クロロフルオロカーボン、ヒドロクロロカーボン、ヒドロブロモカーボン、少なくとも１個の芳香族部分を含有するフッ素化化合物およびパーフルオロ沃化物、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【００３４】
市販されているフッ素化溶剤の一例は、３Ｍカンパニー（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ））から商品名フルオラッド（ＦＬＵＯＲＡＤ）ＦＣ７７で入手可能なものである。
【００３５】
電荷添加物は、それで処理したポリマー基材のハイドロチャージされた後の電荷を維持する能力を改善すること（すなわち、未処理エレクトレットに比べて処理エレクトレットの電荷安定性を増加させること）、未処理基材に比べてハイドロチャージング後の処理基材によって示される電荷の量を増加させること、およびそれらの組合せによって、エレクトレットの帯電性を変えることができる。電荷添加物は、溶剤に可溶性であり、好ましくは油剤が除去された時にポリマー基材と共に残留する。本方法は、例えば、２３５℃未満の分解温度を有する電荷添加物、および２００℃未満の分解温度を有する電荷添加物をはじめとする、ポリマー基材の押出温度未満である分解温度（すなわち、熱重量分析法により１０℃／分の掃引速度で測定されるように電荷添加物が空気中重量で５％損失を示す温度）を示す電荷添加物の使用を可能にする。
【００３６】
好適な電荷添加物は、例えば、フッ素化オキサゾリジノン、フッ素化ピペラジン、過フッ素化アルカン（好ましくは１０〜５０個の炭素原子、より好ましくは１５〜３０個の炭素原子を有する過フッ素化アルカン）および米国特許第５，４１１，５７６号（ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）ら）に開示されたフルオロケミカル添加物をはじめとするフルオロケミカル添加物を含む。有用な一電荷添加物は、化学式Ｃ３Ｆ７−［ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−Ｃ３Ｆ７）（式中、ｎ＝１０〜１４）と１８００〜２４００の平均分子量とを有する過フッ素化ポリプロピレンである。
【００３７】
有用なフッ素化オキサゾリジノンは、例えば、米国特許第５，４１１，５７６号（ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）ら）に記載された添加物ＡおよびＤと、米国特許第５，０２５，０５２号（クレイター（Ｃｒａｔｅｒ）ら）および同第５，０９９，０２６号（クレイター（Ｃｒａｔｅｒ）ら）に開示されたそれらのフッ素化オキサゾリジノンと、を含む。
【００３８】
他の有用な電荷安定化添加物の例には、脂肪酸金属塩、ヒンダードアミン、窒素含有ヒンダードフェノ−ル、金属含有ヒンダードフェノール、熱的に安定な有機トリアジン化合物および米国特許第５，９７６，２０８号（ルソー（Ｒｏｕｓｓｅａｕ）ら）に記載されているようなトリアジン基中の窒素に加えて少なくとも１個の窒素を含有するオリゴマーが挙げられる。他の好適な電荷安定化添加物は、米国特許第５，８７１，８４５号（ダーリンガー（Ｄａｈｒｉｎｇｅｒ）ら）に記載されている、その高度に結晶質のスルフェート状態にあるカラーインデックス溶剤ブルー１２４およびテトラクロロアルミン酸トリクロロトリフェニルメチル、ならびに例えば米国特許第４，６５２，２８２号（大森（Ｏｈｍｏｒｉ）ら）、同第５，０５７，７１０号（西浦（Ｎｉｓｈｉｕｒａ）ら）および同第５，９７６，２０８号（ルソー（Ｒｏｕｓｓｅａｕ）ら）に記載されているそれらの電荷添加物を含む。
【００３９】
市販されている有用な一電荷添加物は、チバ・スペチアリテーテンヘミー社（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉ  ＡＧ）（スイス国バジル（Ｂａｓｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ））から商品名キマソーブ（ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ）９４４で入手可能である、ポリ［［６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ］−ｓ−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］］である。
【００４０】
組成物中に存在する電荷添加物の実際の量は、生じるエレクトレットの所望の特性に依存して変わることができる。電荷添加物は、例えば、約０．１重量％〜約１０重量％電荷添加物を有するエレクトレットを提供するのに十分な量で組成物中に存在してもよい。
【００４１】
ポリマー基材を処理するのに有用な別の組成物は、加圧流体と電荷添加物とを含む。加圧流体は、好ましくはポリマーマトリックスを膨潤させるのに十分な溶解性を有する。加圧流体の溶解性の程度は、好ましくは、ポリマーがその形状を維持する、すなわち、加圧流体へ実質的に溶解しないようなものである。好ましくは、加圧流体は電荷添加物を可溶化することができる。
【００４２】
加圧流体は、超臨界状態または液体状態で存在してもよい。加圧流体の物理的状態は、所望の状態を達成するのに必要なように変更することができる温度および圧力に依存する。例えば、二酸化炭素は、約３１℃より低い温度および約１０７０ｐｓｉより低い圧力で液体または気体状態に、そして約３１℃より高い温度および約１０７０ｐｓｉより高い圧力で臨界状態にあってもよい。
【００４３】
超臨界流体は、流体を超臨界流体状態に置くため、その臨界温度（Ｔｃ）および臨界圧（Ｐｃ）以上に（すなわち、その臨界点（Ｃｐ）より高く）維持されている流体である。多くの一般に使用される超臨界溶剤は、周囲温度（約２２℃）および大気圧（およそ１４５ｐｓｉ）で気体である。Ｃｐ以上に維持される時、超臨界流体は気体および液体の両方の特性を示す。かかる超臨界流体は、液体の溶剤特性と気体の低い表面張力とを有する。気体の場合のように、超臨界流体は、選択された溶質材料、例えば、ポリマー中へ容易に拡散することができる。
【００４４】
好ましい加圧流体は二酸化炭素である。他の好適な加圧流体の例には、窒素、亜酸化窒素、エタン、プロパン、クロロトリフルオロメタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、エチレン、プロピレン、およびそれらの組合せが挙げられる。
【００４５】
組成物はまた、電荷添加物を可溶化する、すなわち溶解または混和することができる、そして任意に、ポリマー基材を膨潤させることができる溶剤を含むこともできる。かかる溶剤は本明細書では「補助溶剤」と呼ばれる。有用な補助溶剤の例には、上述した溶剤およびトリフルオロエタノールが挙げられる。市販されている有用な一フッ素化補助溶剤は、３Ｍカンパニー（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ））から商品名ＦＣ−７７で入手可能である。
【００４６】
例えば、浸漬（例えば、含浸およびイマーシング）、噴霧、およびそれらの組合せをはじめとする様々な方法を用いて、ポリマー基材を組成物で処理することができる。基材を組成物で処理する工程は、好ましくは基材を組成物と接触させることを含む。組成物中に存在する加圧流体ならびに他の低沸点溶剤および補助溶剤は、基材と接触するのに先立って蒸発することがある。処理組成物を加熱して、組成物中の電荷添加物の溶解度と、溶剤、超臨界流体、電荷添加物またはそれらの組合せがポリマー基材中へ拡散する速度と、を改善することができる。処理組成物は、好ましくは室温より高い温度に加熱され、ポリマー基材と接触させるのに先立って、３０℃より高い温度および６０℃より高い温度に加熱することができる。
【００４７】
ポリマー基材を、超臨界流体を含む組成物で処理する方法は、超臨界流体をその超臨界温度および超臨界圧以上に好ましくは維持する。例えば、超臨界二酸化炭素は、約３０℃〜約９０℃（好ましくは約３５℃〜約８５℃）の温度で約１０００ｐｓｉ〜約４０００ｐｓｉ（より好ましくは約１８００ｐｓｉ〜約４０００ｐｓｉ）に好ましくは加圧される。
【００４８】
有用な加圧流体浸漬方法の一例は、圧力および温度を調節することができるチャンバー中に基材を置く工程と、臨界温度よりも高い温度で、臨界圧よりも大きい圧力下に、電荷添加物を基材に浸透させるのに十分な期間、超臨界流体をチャンバー中へ導入する工程と、次に圧力を解除して超臨界流体を蒸発させる工程と、を含む。チャンバーは、電荷添加物を含み、処理組成物の他の構成成分を含んでもよい。
【００４９】
有用な加圧流体噴霧方法の一例は、基材を配置して、超臨界流体で加圧されたチャンバーから処理組成物の噴霧を受ける工程を含む。処理組成物は、出口で加圧チャンバーを出て、噴霧の形状で基材と接触する。噴霧の圧力は、チャンバーへの加圧超臨界流体の流れによって維持される。
【００５０】
有用なポリマー基材は、非導電性であり、すなわち、１０１４オーム−ｃｍよりも大きい固有抵抗を有するポリマー材料であり、例えば、米国特許第４，５３９，２５６号（シップマン（Ｓｈｉｐｍａｎ））に開示された多孔質フィルムのようなフィルム；不織ウェブ、例えば、米国特許第５，９７６，２０８号（ルソー（Ｒｏｕｓｓｅａｕ）ら）を参照されたい；微細構造体、例えば、オープン通路を有する層状構造を含むフィルム、例えば、１９９８年６月１８日に出願された「構造化表面濾過媒体（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｄｉａ）」という表題の係属出願米国特許出願第０９／１０６，５０６号（インスレイ（Ｉｎｓｌｅｙ）ら）を参照されたい；発泡体およびスポンジを含む。本方法は、例えば、メルトブローン微細繊維、ステープルファイバー、フィブリル化フィルム、およびそれらの組合せのような繊維を含む不織ポリマー繊維ウェブからエレクトレットを製造するのに特に有用である。
【００５１】
メルトブローン微細繊維を製造する有用な一方法は、ウェンテ、ファンＡ．（Ｗｅｎｔｅ、Ｖａｎ  Ａ．）著、「Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ（超微細な熱可塑性繊維）」、インダストリアル  エンジ．ケミストリー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、４８、１３４２−１３４６ページ、およびウェンテ（Ｗｅｎｔｅ）らによる「Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒ  Ｆｉｎｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ（超微細な有機繊維の製造）」という表題の１９５４年５月２５日に公表された海軍研究所（Ｎａｖａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）の報告第４３６４に記載されている。メルトブローン微細繊維は、好ましくは、デイビースＣ．Ｎ．（Ｄａｖｉｅｓ、Ｃ．Ｎ．）著、「Ｔｈｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｄｕｓｔ  ａｎｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ（空中浮揚粉塵および粒子の分離）」、機械技師研究所（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）、ロンドン、紀要１Ｂ、１９５２年に記載された方法に従って計算されるように、約１〜５０マイクロメートル（μｍ）の有効繊維径を有する。濾過目的のためには、繊維は好ましくは約１μｍ〜２５μｍの有効繊維径を有する。
【００５２】
ステープルファイバーの存在は、メルトブローン微細繊維だけから構築されたウェブよりも嵩高い、密でないウェブを与え得る。幾つかの有用なエレクトレットは、７０重量％よりも多いステープルファイバーを含む。ステープルファイバーを含有するウェブは、例えば、米国特許第４，１１８，５３１号（ハウザー（Ｈａｕｓｅｒ））に開示されている。
【００５３】
濾過用途、特に呼吸マスクに用いられる不織ポリマー繊維エレクトレットウェブは、好ましくは約１０〜５００ｇ／ｍ２、より好ましくは約１０〜１００ｇ／ｍ２の範囲の基本重量を有する。
【００５４】
好ましくは不織ウェブの繊維はポリマーから形成される。繊維を形成するのに使用されるポリマーは、電気伝導率を増加させ得る、または静電荷を受け取り保持する繊維の能力を別のやり方で妨げ得る帯電防止剤のような物質を実質的に含むべきではない。
【００５５】
好ましい基材ポリマーは熱可塑性である。好適な熱可塑性ポリマーは、例えば、高い量の捕捉電荷を保持することができ、かつ、繊維へ成形することができる非導電性ポリマー、およびフルオロポリマーを含む。有用な熱可塑性ポリマーの例には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ−（４−メチル−１−ペンテン）、これらのポリマーの１種以上を含有するブレンドまたは共重合体、およびそれらの組合せをはじめとするポリオレフィン、ハロゲン化ビニルポリマー（例えば、ポリ塩化ビニル）、ポリクロロプレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ならびにそれらの組合せが挙げられる。
【００５６】
ポリマーメルトはまた、溶剤と接触するのに先立ってフルオロケミカル添加物を含むことができる。フルオロケミカル添加物は、米国特許第５，０９９，０２６号（クレイター（Ｃｒａｔｅｒ）ら）、同第５，０２５，０５２号（クレイター（Ｃｒａｔｅｒ）ら）および同第５，４１１，５７６号（ジョーンス（Ｊｏｎｅｓ）ら）、ならびに国際公開第９７／０７２７２号（ルソー（Ｒｏｕｓｓｅａｕ）ら）に記載されているように、物品、例えば繊維を形成するのに先立ってポリマー樹脂とブレンドすることができる。
【００５７】
例えば、顔料、ＵＶ安定剤、酸化防止剤、およびそれらの組合せをはじめとする他の添加物をポリマー樹脂とブレンドすることができる。
【００５８】
ポリマー基材はまた、例えば、米国特許第３，９７１，３７３号（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））、同第４，１００，３２４号（アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ））、および同第４，４２９，００１号（コルピン（Ｋｏｌｐｉｎ）ら）に開示されているように粒状物質を含むこともできる。粒状物質は、空気から有害蒸気を除去するのに有用である。
【００５９】
例えば、風乾、オーブン乾燥、減圧、およびそれらの組合せをはじめとする様々な方法を用いて、溶剤、超臨界流体またはそれらの組合せを処理した基材から蒸発させることができる。
【００６０】
処理した基材は、エレクトレット電荷をポリマー基材に与えるのに十分なやり方で水と接触させられ、それはまた「ハイドロチャージング」とも呼ばれる。ハイドロチャージング工程は、エレクトレット電荷をポリマー基材に与えるのに十分な圧力で水のジェットまたは水滴の流れを基材上に衝突させることを含む。次に基材は乾燥される。有用なハイドロチャージング方法は、例えば、米国特許第５，９６８，６３５号（ルソー（Ｒｏｕｓｓｅａｕ）ら）、同第５，４９６，５０７号（アンガジバンド（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ）ら）および国際公開第９７／０７２７２号（ルソー（Ｒｏｕｓｓｅａｕ）ら）に記載されている。
【００６１】
本方法は、低レベルの抽出可能な炭化水素、基材中のポリマーの重量を基準にして好ましくは０．７５重量％以下の抽出可能な炭化水素、より好ましくは０．５重量％以下、最も好ましくは０．２重量％以下の抽出可能な炭化水素を有するエレクトレットを好ましくは提供する。
【００６２】
本方法は、不織布にエレクトレット特性を与えて不織布の濾過性能を高めるのに特に申し分なく好適である。濾過性能の一尺度は、フタル酸ジオクチル（「ＤＯＰ」）初期浸透試験（「ＤＯＰ試験」）から得られる。ＤＯＰ試験はまた、フィルターの電荷状態の相対的尺度も提供する。ＤＯＰ試験手順は、所定の面速度で試料を横切ってＤＯＰエアゾールを押し込む工程と、試料を横切って圧力低下（ｍｍＨ２Ｏ単位で測定される圧力低下）を差圧計で測定する工程と、パーセントＤＯＰ浸透（ＤＯＰ浸透％）を測定する工程と、を含む。好ましくは、帯電試料のＤＯＰ浸透％は、非帯電試料のＤＯＰ浸透％よりも小さい。品質係数（Ｑ）（１／ｍｍＨ２Ｏ単位で測定される）は、次式に従ってこれらの値から計算することができる。
品質係数（Ｑ）［１／ｍｍＨ２Ｏ］＝−ｌｎ［％浸透／１００］／圧力低下（ｍｍＨ２Ｏ）
一定流量で品質係数が高ければ高いほど、エレクトレットの濾過性能はより良好である。
【００６３】
例えば、少なくとも約０．２５／ｍｍＨ２Ｏ、少なくとも約０．５／ｍｍＨ２Ｏ、好ましくは少なくとも約１／ｍｍＨ２Ｏ、より好ましくは少なくとも約１．５／ｍｍＨ２Ｏ、最も好ましくは少なくとも約２／ｍｍＨ２Ｏの品質係数をはじめとする広範囲の品質係数を有するエレクトレットを製造することができる。
【００６４】
エレクトレットは、例えば、濾過、例えば、空気フィルター（例えば、加熱、換気、および空調用途）、流体フィルター、および呼吸フィルター、例えば、顔マスクおよび呼吸マスク（例えば、前置フィルター、キャニスターおよび取替え可能なカートリッジ）、マイクロホン、ヘッドホンおよびスピーカーのような電気−音響装置中の、および、例えば、高電圧の起電機および静電記録計中の静電気エレメントをはじめとする様々な用途での使用に好適である。
【００６５】
本発明は今次の実施例によって説明されるであろう。すべての比および百分率は、特に明記しない限り重量による。
【実施例】
【００６６】
試験手順
実施例で用いる試験手順は下記のものを含む。
【００６７】
ローディングを測定するためのＤＯＰ浸透および圧力低下試験
制御したＤＯＰエアゾールへの長期暴露の間に試料を通ったＤＯＰエアゾールの浸透を監視することによって、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）ローディング測定を行う。ＤＯＰエアゾールに適合した自動フィルター試験機（「ＡＦＴ」）モデル８１３０（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）のＴＳＩインコーポレーティッド（ＴＳＩ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ））を用いて測定を行う。
【００６８】
ＤＯＰ％浸透は、
ＤＯＰ％浸透＝１００（ＤＯＰ濃度下流／ＤＯＰ濃度上流）
（式中、濃度上流および下流は光散乱によって測定され、ＤＯＰ％浸透は８１３０ＡＦＴ機器によって自動的に計算される）
であると定義される。８１３０ＡＦＴ機器によって発生するＤＯＰエアゾールは、標準フィルターを用いて測定されるように８５ｍｇ／ｍ３〜１１０ｍｇ／ｍ３の上流濃度を有する、名目上単分散の０．３マイクロメートル塊中央粒径である。試料は、消したエアゾールイオナイザーで、試料を通る毎秒４２．５リットル（Ｌ／分）の流量で試験する。
【００６９】
試料をカットし、試料の１１．４５ｃｍ（４．５インチ）直径部分がエアゾールに曝されるように試料ホルダーに載せる。面速度は６．９センチメートル／秒（ｃｍ／秒）である。
【００７０】
試料への計算された負荷が２００ｍｇＤＯＰになるまで各試験を継続する。ＤＯＰ％浸透および対応する圧力低下データは、付属コンピューターに転送され、そこで記憶される。
【００７１】
初期品質係数を測定するためのＤＯＰ浸透および圧力低下試験
ＤＯＰ浸透および圧力低下試験は、３２．５Ｌ／分の流量で４秒の立上り時間とサンプリングのための２０秒との期間、不織ウェブの１１．４５ｃｍ（４．５インチ）直径試料を通してフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）粒子のエアゾールを押し込むことによって行う。ＤＯＰ粒子は、０．３μｍの中央粒径を有し、４オリフィス付きＴＳＩサーチ試験モデル（ＴＳＩ  ＣｅｒｔｉＴｅｓｔ  Ｍｏｄｅｌ）Ｎｏ．８１３０自動フィルター試験機（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）のＴＳＩインコーポレーティッド（ＴＳＩ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ））および２０７キロパスカル（ｋＰａ）（３０ｐｓｉ）のきれいな空気を用いて、８５と約１１０ｍｇ／ｍ３との間の濃度で発生させる。
【００７２】
品質係数の計算
試料の品質係数は、次式によって計算する。
品質係数（Ｑ）［１／ｍｍＨ２Ｏ］＝−ｌｎ［％浸透／１００］／圧力低下（ｍｍＨ２Ｏ）
【００７３】
抽出可能な炭化水素の測定方法
二重反復試験９ｃｍ×１５ｃｍ試料を対照ウェブおよび試験ウェブからカットする。試料の重量を測定し、その重量を記録する。各試料をきれいな４０ｍＬガラスバイアル中に入れ、次にバイアルを最上部までヘキサンで満たす。空のバイアル中に同体積の溶剤を入れることによって溶剤対照を調製する。次にバイアルをテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）内張スクリューキャップ最上部で密封して円形回転器上に室温で１時間置く。１時間後に、溶剤を第２のきれいなガラスバイアル（「蒸発バイアル」）に移し、室温で窒素気流下に蒸発させる。ウェブを含有するバイアルを新溶剤で再び満たし、追加の１時間回転させる。２回目の抽出の終わりに溶剤を蒸発バイアルに移す。液体レベルが数ミリリットルに減った時に、ヘキサンの２回リンスを用いて、溶剤を蒸発バイアルからきれいな風袋を量った８ｍＬバイアルに移す。次に、恒量が得られるまでバイアルを乾燥する。
【００７４】
残留物重量を試料重量で割って１００を掛けることによって％残留物を求める。二重反復試験試料についての値を平均する。
【００７５】
熱励起放電電流（ＴＳＤＣ）
ＴＳＤＣ研究は、ピボット電極付きソロマート（Ｓｏｌｏｍａｔ）ＴＳＣ／ＲＭＡモデル９１０００（「ＴＳＤＣ装置」）（コネチカット州スタンフォード（Ｓｔａｎｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）のサーモルド・パートナーズＬ．Ｐ．（ＴｈｅｒＭｏｌｄ  Ｐａｒｔｎｅｒｓ、Ｌ．Ｐ．）、サーマル・アナリシス・インスツルメンツ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ））を用いて実施する。試料をカットし、ソロマート（Ｓｏｌｏｍａｔ）ＴＳＣ／ＲＭＡ中の電極間に置く。温度計を試料に隣接して、しかしそれに触れないように置く。試料は光学的に密であるべきであり、例えば、試料ウェブの端から端まで目に見える穴があるべきではない。試料は、最上部接触電極を完全にカバーするのに十分なほど大きくあるべきである。電極は直径約７ｍｍであるから、試料は直径７ｍｍよりも大きくカットする。電極との良好な電気接触を確保するために、試料をファクター約１０だけ厚さで圧縮する。試料チャンバーから空気を排気し、約１１００ミリバールの圧力で、ヘリウムで置換する。液体窒素冷却を用いる。
【００７６】
ＴＳＤＣ試験手順
物品を、ＴＳＤＣ装置でミリメートル当たり２．５キロボルト（ｋＶ／ｍｍ）の印可電場中に１００℃で１分間棒により支える。電場オンと同時に、試料を急速に（機器の最大速度で）−５０℃に冷却する。電場オフで試料を−５０℃に５分間保持し、次に、放電電流を測定しながら３℃／分で加熱する。電荷密度は、選択ピークの各側上の最小値の間にベースラインを引くことによって、ＴＳＤＣスペクトルの各ピークから計算することができる。
【００７７】
試料調製
溶剤組成物でのウェブの処理方法
溶剤噴霧
プレバル（ＰＲＥＶＡＬ）噴霧器（ニューヨーク州ヨンカーズ（Ｙｏｎｋｅｒｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）のプリシション・バルブ社（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｖａｌｖｅ  Ｃｏｒｐ．））を用いて９インチの距離でおよそ１０〜１３ｇポリプロピレンウェブの両面に溶剤組成物を一様に塗布した。次にウェブを室温で一晩風乾した。
【００７８】
超臨界二酸化炭素組成物でのウェブの処理方法
浸漬
サファイア窓、二酸化炭素シリンダーからの入口ライン、換気孔へのインラインニードルバルブ付き出口ラインおよび追加の圧力操作システムを備え付けた５０ｍＬステンレススチール観察セルに、ある量の電荷増強添加物と、示すところでは補助溶剤と、を装入した。あらかじめ重さを量った６インチ×６インチウェブを半分に折り、管に丸めて５０ｍＬステンレススチール観察セル中に入れた。セル中にウェブを入れるのに必要なだけウェブを曲げた。セルを密封し、二酸化炭素でタンク圧（およそ１７００ｐｓｉｇ）に加圧した。次にセルを８０℃に加熱し、８０℃に５分間保持した。次にセルを出口ライン上のニードルバルブを通して迅速に排気し、ウェブを直ちに取り出して重さを量った。直後重量と周囲条件での安定化後の重量とを測定した。ウェブからの二酸化炭素の放散のために、わずかな重量損失を観察した。
【００７９】
噴霧
６インチ×６インチウェブを支持体、例えば、厚紙に固定し、１０ｍＬステンレススチール高圧セル（浸漬技法で使用した５０ｍＬセルについて上述したように装備した）の１／１６インチステンレススチール出口ラインの前に置いた。噴霧に先立って、１０ｍＬセルは、およそ４０℃で、１２００ｐｓｉ〜１５００ｐｓｉの初期圧力下に、および４０℃に加熱された時には１８００ｐｓｉ〜２０００ｐｓｉの圧力下に維持された添加物と補助溶剤（存在する場合）とを含有した。次に出口ライン上のニードルバルブを注意深く開け、全ウェブを両面でカバーするべく噴霧流れの前を通過するウェブ上へセルの内容物を「噴霧」させた。二酸化炭素シリンダーから逆圧を提供することによって、噴霧の間、セル圧を維持した。このバッチ噴霧方法では、セル中の添加物の濃度は、噴霧過程が進行するにつれて低下する。
【００８０】
ハイドロチャージング方法
ハイドロチャージングは、濾過を増強するエレクトレット電荷をウェブに与えるのに十分な圧力で水のジェットまたは水滴の流れを基材上へ衝突させることによって実施した。試料を、水のジェットを通って２回、試料の各面につき１回通過させた。水のジェットは、１２０ｐｓｉ水圧で作動するポンプ補助水噴霧器によって発生させた。試料をメッシュベルト支持体上に置き、およそ４インチ／秒（１０．２ｃｍ／秒）のベルト速度で水ジェットの下を移動させた。
【００８１】
次に試料を真空上に通過させて追加の湿気を除去し、試験を進める前に次に一晩風乾させた。
【００８２】
ポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブの調製
不織ウェブを、ファンＡ．ウェンテ（Ｖａｎ  Ａ．Ｗｅｎｔｅ）、インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、４８巻（１９５６）、１３４２−１３４６ページによって記載されているように概して調製した。
【００８３】
タイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブの調製
エクソン（Ｅｘｘｏｎ）ＰＰ３５０５ポリプロピレン樹脂（テキサス州ヒューストン（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）のエクソン・ケミカル・インターナショナル（Ｅｘｘｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ））を２７０℃の押出機温度および１１．５インチのコレクター距離で押し出すことによって、ポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを調製した。ブロー成形微細繊維ウェブの基本重量は５０ｇ／ｍ２であり、有効繊維径（ＥＦＤ）は１０μｍであった。
【００８４】
タイプＢポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブの調製
エクソン（Ｅｘｘｏｎ）ＰＰ３５０５ポリプロピレン樹脂を２８０℃の押出機温度および１４インチのコレクター距離で押し出すことによって、ポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを調製した。ブロー成形微細繊維ウェブの基本重量は６２ｇ／ｍ２であり、有効繊維径（ＥＦＤ）は８μｍであった。
【００８５】
過フッ素化ポリプロピレン（Ｃ３Ｆ７−［ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−Ｃ３Ｆ７、式中、ｎ＝１０〜１４、１８００〜２４００の平均分子量を有する）の調製
アイソタクチック低分子量ポリプロピレン粉末（テキサス州ディーアパーク（Ｄｅｅｒ  Ｐａｒｋ，Ｔｅｘａｓ）のアトフィナ・ペトロケミカルズ社（ＡＴＯＦＩＮＡ  Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．））の２００ｇ試料をフルオリナート（Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ）ＦＣ７７フッ素化液体中に入れ、米国特許第５，４８８，１４２号（フォール（Ｆａｌｌ）ら）に記載されているようにフッ素でフッ素化した。反応生成物を濾過して不溶性固形分を除去し、溶媒をストリップして３６％収率で２６０ｇ固形分を与えた。高真空蒸留を用いて濾液をさらに精製し、その蒸留は２２％のより低分子量オリゴマーを除去して、化学式Ｃ３Ｆ７−［ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−Ｃ３Ｆ７（式中、ｎ＝１０〜１４）と、６℃のガラス転移温度と、ＭＡモード・ボヤガー（ＭＡ  Ｍｏｄｅ  Ｖｏｙａｇｅｒ）ＤＥ−ＳＴＲマトリックス支援レーザー脱離イオン化タイムオブフライト（ＭＡＬＤＩ／ＴＯＦ）質量分析計（マサチューセッツ州ボストン（Ｂｏｓｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）のアプライド・バイオシステムズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）社）によって測定されるように１８００〜２４００の分子量と、を有する硬いガラスのような固体を与えた。
【００８６】
対照１
タイプＡブロー成形ポリプロピレン微細繊維ウェブをハイドロチャージし、乾燥した。
【００８７】
対照２
ブロー成形微細繊維ウェブは、ウェブの繊維を形成するために使用した溶融物がエクソン（Ｅｘｘｏｎ）ＰＰ３５０５ポリプロピレン樹脂と０．８重量％キマソーブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ）９４４溶融添加物とを含んだことを除いて、タイプＡブロー成形ポリプロピレン微細繊維ウェブの調製方法に従って調製した。ウェブをハイドロチャージし、乾燥した。
【００８８】
実施例１〜８
実施例１のウェブは、７５重量％ヘプタンと２５重量％トルエンとからなる９６９ｍＬの溶剤混合物を含有する１リットル断熱容器中におよそ２８ｇのタイプＡブロー成形ポリプロピレン微細繊維ウェブを入れることによって調製した。１リットル容器中へ挿入してウェブを溶剤混合物にさらす前に、ウェブをそれ自体上に折り返した（すなわち、一定間隔で波状のひだをつけた）。ウェブを室温で１０分間浸漬し、３００ｍＬヘプタンでリンスし、圧搾して残存する溶剤を除去し、次に一晩風乾した。次にウェブを上述のハイドロチャージング方法に従ってチャージし、一晩風乾した。
【００８９】
実施例２〜８のウェブは、次のこと、すなわち、表１に示すところでは、溶剤混合物が表１に示す量でキマソーブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ）９４４、ポリ［［６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ］−ｓ−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］］（スイス国バジル（Ｂａｓｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）のチバ・スペチアリターテンケミー社（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉ  ＡＧ）をさらに含むこと、および浸漬時間が表１に示すように変わったことを除いて、実施例１で上述したように調製した。
【００９０】
３２．５Ｌ／分でのＤＯＰチャレンジ（Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ）を用いて各ウェブについて％浸透および品質係数を測定した。結果を表１に示す。
【００９１】
【表１】
2005503013.tif 000002
【００９２】
対照３
対照３のウェブは、タイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブからなった。
【００９３】
対照４
ウェブは、ブロー成形ポリプロピレン微細繊維ウェブをハイドロチャージしなかったことを除いて、実施例５の方法に従って調製した。
【００９４】
捕捉電荷のレベルを測定するために対照１、３、４、および実施例５を熱励起電流分光分析法によって測定した。試料のそれぞれについてのＴＳＣ曲線を図１に示し、図中、１、３、４、および５はそれぞれ対照１、３、４、および実施例５に対応する。
【００９５】
実施例９〜１３
タイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを、溶剤組成物を断熱容器に導入するのに先立って４５℃に１５分間加熱したこと、および表２に示すように組成物中に存在するキマソーブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ）９４４の量を変えたことを除いて、実施例１に従って処理した。
【００９６】
ウェブを４０℃で１０分間浸漬し、リンスし、乾燥し、実施例１に記載したようにハイドロチャージした。
【００９７】
％浸透および品質係数を測定し、その結果を表２に報告する。
【００９８】
【表２】
2005503013.tif 000003
【００９９】
実施例１４〜１７
タイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブは、溶剤組成物を断熱容器に導入するのに先立って４５℃に１５分間加熱したこと、溶剤組成物が表３に示すように変わったこと、および各溶剤組成物が０．３重量％キマソーブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ）９４４を含んだことを除いて、実施例１で上述したように調製した。
【０１００】
ポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを、溶剤組成物中に４０℃で１０分間浸漬し、リンスし、乾燥し、チャージし、先に記載したように試験した。結果を表３に示す。
【０１０１】
【表３】
2005503013.tif 000004
【０１０２】
実施例１８
８６ｇ／ｍ２の基本重量を有し、３３．４ｇの重さがあるＴＭ０７−２７−９８−０２メルトブローンポリエチレン繊維ウェブ（ニュージャージー州バインランド（Ｖｉｎｅｌａｎｄ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）のトランスウェブ（ＴｒａｎｓＷｅｂ）、ＬＬＣ）を、８３８ｇトルエンと１．４１ｇキマソーブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ）９４４とからなる溶剤組成物中に４０℃で１０分間浸漬した。ウェブをヘプタン中でリンスし、風乾し、ハイドロチャージし、先に記載したように試験した。
【０１０３】
ウェブは、０．６１の品質係数と３８．４％浸透を示した。
【０１０４】
対照５
対照５は、ハイドロチャージしたＴＭ０７−２７−９８−０２メルトブローンポリエチレン繊維ウェブ（トランスウェブ（ＴｒａｎｓＷｅｂ））からなった。ウェブは０．４１の品質係数と５９％浸透を示した。
【０１０５】
実施例１９〜２５
実施例１に記載したように調製したタイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを、表４に示す溶剤組成物中に４０℃で１０分間浸漬した。実施例２５の溶剤組成物はまた、０．２重量％キマソーブ（Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ）９４４を含んだ。
【０１０６】
対照６
対照６は、ハイドロチャージしたタイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブからなった。
【０１０７】
実施例１９〜２５および対照６のウェブの％浸透および品質係数を、直ちに（すなわち、初期）および７０℃で３日間エージングした後に測定した。結果を表４に示す。
【０１０８】
【表４】
2005503013.tif 000005
【０１０９】
実施例２６〜２９
実施例２６〜２９は、それぞれ、実施例１９、２１、２３、２５、および対照６について記載したように調製した。チャージするのに先立って、抽出可能な炭化水素の測定方法に従って試料を抽出した。％残留物を測定し、その結果を表５に示す。
【０１１０】
【表５】
2005503013.tif 000006
【０１１１】
実施例３０〜３３
タイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを、上述の超臨界流体浸漬方法に従って、超臨界二酸化炭素と、表６に示すところでは電荷添加物および補助溶剤と、を含む組成物中で処理した。
【０１１２】
実施例３０のウェブは、二酸化炭素中での処理後に１５０℃で５分間アニールした。
【０１１３】
対照７
対照７は、ハイドロチャージしたタイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブからなった。
【０１１４】
％浸透および品質係数を測定するためにウェブを試験した。結果を表６に示す。
【０１１５】
【表６】
2005503013.tif 000007
ｗ／ｖ＝重量対体積
ｖ／ｖ＝体積対体積
米国特許第５，４１１，５７６号（ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）ら）に記載されたように調製した添加物Ａ
ＰＦＰＰ＝過フッ素化ポリプロピレン（Ｃ３Ｆ７［ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）］ｎ−Ｃ３Ｆ７（式中、ｎ＝１０〜１４）
【０１１６】
実施例３４〜４２
タイプＢポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを実施例３４〜４２のウェブとして使用した。
【０１１７】
実施例３４、３６、および４０〜４２のウェブは、超臨界流体浸漬方法に従って処理した。
【０１１８】
実施例３５および３７〜３９のウェブは、超臨界流体噴霧方法に従って処理した。
【０１１９】
ウェブを処理するのに使用した組成物は、超臨界二酸化炭素と、表７に示すところでは電荷添加物および補助溶剤と、を含んだ。
【０１２０】
次にウェブを乾燥し、ハイドロチャージし、そして再び乾燥した。
【０１２１】
実施例３４、３５、３８、および４０〜４２のウェブは、ハイドロチャージングに先立って１２５℃で表７に明記した期間アニールした。
【０１２２】
％浸透、初期品質係数（ｔ＝０）および６．９ｃｍ／秒の面速度で２００ｍｇＤＯＰローディング後の品質係数（ｔ＝２００）を測定するためにウェブを試験した。結果を表７に示す。
【０１２３】
対照８
対照８は、ハイドロチャージしたタイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブからなった。
【０１２４】
図２は、２００分の期間にわたって実施例３４〜４２および対照８のウェブのそれぞれの品質係数を例示し、図中、８および３４〜４２として示された線はそれぞれ、対照８および実施例３４〜４２に対応する。
【０１２５】
【表７】
2005503013.tif 000008
ＦＣ−７７＝フルオリナートＦＣ７７フッ素化液体（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）の３Ｍ社）
米国特許第５，４１１，５７６号（ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）ら）に記載されたように調製した添加物Ｄ
--＝不適用
【０１２６】
実施例４３〜５０
タイプＡポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを、溶剤噴霧方法に従って溶剤と電荷添加物とを含む組成物で処理した。次にウェブを乾燥し、ハイドロチャージし、そして再び乾燥した。実施例４５、４７、および４８のウェブは、ハイドロチャージングに先立って１００℃で５分間アニールした
【０１２７】
対照９および１０
対照９および１０は、ヒドロチャージしたブロー成形ポリプロピレン微細繊維ウェブからなった。
【０１２８】
対照１０のウェブは、ハイドロチャージングに先立って１００℃で５分間アニールした。
【０１２９】
実施例４３〜５０ならびに対照９および１０のウェブについて品質係数（Ｑ）を測定し、表８に報告する。
【０１３０】
【表８】
2005503013.tif 000009
【０１３１】
対照１１〜１３
対照１１〜１３のウェブは、ハイドロチャージしたタイプＢポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブからなった。
【０１３２】
実施例５１〜５７
タイプＢポリプロピレンブロー成形微細繊維ウェブを、溶剤噴霧方法に従って溶剤と電荷添加物とを含む組成物で処理した。次にウェブを乾燥し、ハイドロチャージし、そして再び乾燥した。
【０１３３】
実施例５５および対照１２のウェブは、ハイドロチャージングに先立って１５０℃で５分間アニールした。実施例５７および対照１３のウェブは、ハイドロチャージングに先立って１２５℃で５分間アニールした。
【０１３４】
各ウェブについての品質係数（Ｑ）を、４２．５Ｌ／分で測定し、表９に報告する。
【０１３５】
【表９】
2005503013.tif 000010
ＴＦＥ＝２，２，２−トリフルオロエタノール
【０１３６】
他の実施形態は特許請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】対照１、３、および４ならびに実施例５の熱励起電流スペクトルスキャンである。
【図２】実施例３４〜４２および対照８についての品質係数対ミリグラム（ｍｇ）単位でのＤＯＰチャレンジのプロットである。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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