J. Inst. Electrostat. Jpn.

静電気学会誌，35, 5 (2011) 220-221

2 成分複合繊維エレクトレット不織布の特性
安 藤 勝 敏*,1，竹 内 雅 則*，相 原清*（2011 年 6 月 29 日受付; 2011 年 7 月 29 日受理）

Electret Properties of Nonwoven Fabrics made of Bicomponent Fibers
Katsutoshi ANDOH*,1, Masanori TAKEUCHI* and Kiyoshi AIHARA*(Received June 29, 2011; Accepted July 29, 2010)

Charging mechanism and penetration efficiency of electret nonwoven fabrics made of two types of seath-corebicomponent fibers were studied in comparison with the electret nonwoven fabric made of polypropylene fiber. One
type of the bicomponent fibers was consisted of a core of polyethylene terephtalate and a seath of polypropylene ,and
the other type was consisted of a core of polybuthylene terephtalate and a seath of polypropylene. Charging
mechanism of all these nonwoven fabrics was surface discharge. Penetration efficiencies of the nonwoven fabrics
made of bicomponent fibers changed over time. It is considered this result was caused by electric charge decay
through the analysis of thermally stimulated current.
1.

はじめにポリプロピレン繊維からなるエレックレット不織布がフィルタ用途に市販され 1) ，その帯電機構や電荷安定性は明らかにされている 2)．さらに高性能化を目指して 2 成分複合繊維からなる不織布が提案されているが，基礎的な研究はなされていない 3)．そこで本研究ではポリプロピレン（PP）を鞘に，ポリエチレンテレフタレート（PET）とポリブチレンテレフタレート（PBT）を芯に用いた複合繊維からなる不織布を作製して帯電機構と粒子透過率の経日変化を研究したので報告する．
2.

試料と実験方法

2.1

試料

PP を鞘に PET または PBT を芯にした複合口金を用いた2 種類のメルトブロー不織布（試料 A，B）と単成分口金

図 1 2 成分芯鞘複合繊維の電子顕微鏡写真
Fig. 1 Scanning electron micrographs of seath-corebicomponent fibers.
表 1 不織布の特性
Table 1 Properties of nonwoven fabrics.
Fiber structureAverage
Sample(sheath/core)
diameter ofNo.
(volume %)fiber (μm)
A
3.1
PP/PET（50/50）
B
2.8
PP/PBT（54/46）
CPP（100）

2.7

Weight offabric(g/m2)
32.9
32.4
30.8を用いた 1 種類の PP メルトブロー不織布（試料 C）を作製した．試料 A と B の繊維断面の電子顕微鏡写真を図 12.3に示した．3 試料の不織布特性を表 1 に示した．試料のエ粒子径 0.3 μm 以上の室内浮遊粒子を用い，測定試料前レクトレット化はコロナ印加法を用いて行った．移動式ア方の入口濃度 Ci と試料後方の出口濃度 Co をレーザーカウース電極上に試料を置き，印加電界－7.5ｋV/cm，移動速ンター（リオン製パーティクルカウンターKC-01D）で測度 0.5 cm/s で処理した 4)．

定した．粒子透過率は P = Co/Ci から求めた．試料の測定

2.2

電荷図形作成法

負極性の青色トナーと正極性の赤色トナー（春日電機製）をエレクトレット不織布に付着させて作成した．

粒子透過率

透過速度は 5 cm/s とした 4)．
2.4

熱刺激電流（TSC）

3 cm 径の電極間に試料を挟み，昇温速度 2℃/min で電極間に生じる電流をエレクトロメーター（アドバンテスト製

キーワード：エレクトレット，メルトブロー不織布，2 成分芯
鞘複合繊維，コロナ荷電* 大阪成蹊短期大学総合生活学科（533-0007 大阪市東淀川区相川 3-10-62）
Department of Home Economics Osaka Seikei College, 10-62
Aikawa 3-chome,Higashiyodogawa-ku,Osaka 533-0007, Japan1andoh@osaka-seikei.ac.jpR8252）で測定した 4)．
3.

結果

3.1

電荷図形

3 試料の電荷図形を図 2 に示す．いずれも負極性青色ト2 成分複合繊維エレクトレット不織布の特性（安藤勝敏ら）

図2221(31)電荷図形（赤：+トナー，青：－トナー）

Fig. 2 Dust figures on charging surface (Red: positive toner, blue: negative toner).

図4

熱刺激電流

Fig. 4 Thermally stimulated current.
図 3 粒子透過率の経日変化
Fig. 3 Variation of penetration efficiency after coronadischarging.

4.

考察と結論

コロナ印加による帯電機構は電荷図形に差がないことからナーが付着した正極性の樹枝状沿面放電痕と放電しなか

試料 A, B, C とも沿面放電によるエレクトレット化帯電機構った正極性赤色トナーが付着した部分からなるまだら図と考えられる．3 試料の粒子透過率は経日変化において差が形を示したことから沿面放電による帯電機構と推定されあることから，電荷減衰に差があると認められる．電荷減衰の差は TSC の結果から試料 A, B の芯成分である PET または2)た ．
3.2

粒子透過率

PBT が低温で熱振動してトラップ電荷を解放したことによる電荷安定性を評価するため粒子透過率の経日変化を測と推定できる．このことから，2 成分複合繊維からなる試料定した（図 3）．3 試料の初期粒子透過率は同程度であった

A, B のエレクトレット不織布は試料 C の PP エレクトレットが，経日とともに変化が認められた．試料 C は粒子透過率不織布より経日的な電荷安定性が低くなり粒子透過率に影響の経日変化が少なくて電荷が安定していた．これに対してを与えたと考えられる．

試料 A と試料 B は透過率が増加した．これは経日によって電荷が減衰したためと考えられる．
3.3

熱刺激電流（TSC）

TSC の結果を図4に示す．
いずれもホモ電流で試料A は70℃~90℃付近，試料 B は80℃付近にピークが認められ，試料 Cは115℃付近にピーク温度が認められた．これらのピーク温度は高分子の熱運動性を示す動的粘弾性の tanδのピーク温度と関係することが知られている5)．試料 A，B の TSC ピーク
温度が試料 C より低いのは，2成分中の1成分である PET とPBT の tanδピーク温度（80℃，60℃付近）6,7)が影響を与えたためと考えられる．即ち，試料 A，B は試料 C より低い温度で熱運動を開始するため低い温度でトラップ電荷を消失したと考える．この結果が粒子透過率の経日変化に影響を与えたと考えられる．

参考文献
林 敏昭：繊維便覧，繊維学会編，p.905，丸善 (2004)
安藤勝敏，近藤五郎：エレクトレットポリプロピレン不織布の帯電特性．静電気学会誌，18 (1994)119
3) 高井庸輔，地本健二，大和紡績株式会社：プリーツ折り不織布の製造方法及びこれを用いたフィルター材．特開2006-45692 (2006)
4) K. Andoh and M. Takeuchi：Electret Properties of NonwovenPolypropylene Fabric by Streaming Electrification．Journal ofTextile Engineering, 53 (2007) 2315) 安藤勝敏，近藤五郎：ポリプロピレン繊維中にトラップされたキャリアの熱刺激電流．高分子論文集, 51 (1994) 7956) 水船健介，相馬健一，永田健二，猪股克弘，高橋清久： 溶融混練 PET/PEN ブレンドのエステル交換反応と相構造および曲げ強度．日本レオロジー学会誌, 32 (2004) 1337) K. Banik: Effect of mold temperature on short and long-term
mechanical properties of PBT. Express Polym. Lett., 2 (2008)1111)2)