ゼータ電位に基づくエレクトレット物品の作製方法
−７．５ミリボルトを超える又は未満のゼータ電位を有するポリマー部品から、エレクトレット物品を作製する方法。この物品は、以下の或るｐＨ及び伝導度を有する水性液と接触させる方法により帯電され、（ｉ）物品が−７．５ｍＶ以下のゼータ電位を有する場合、接触液は、７を超えるｐＨと、センチメートル当り５〜９，０００マイクロシーメンスの伝導度とを有する、及び（ｉｉ）物品が−７．５ｍＶを超えるゼータ電位を有する場合、接触液は、７以下のｐＨと、センチメートル当り５〜５，５００マイクロシーメンスの伝導度とを有する。本様式で作製されたエレクトレット物品は、特にエレクトレット濾過物品において、改善されたエレクトレット性能を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーエレクトレット物品の新規帯電方法に関する。本方法は、或る伝導度及びｐＨを有する水性液体の使用に関し、これらは、両方とも物品のゼータ電位の機能として選択される。
【背景技術】
【０００２】
エレクトレット物品、つまり、少なくとも準永続電気的帯電を示す誘電体物品は、優れた濾過特性を示すことが知られている。これらの物品は、多様な構造に形成されているが、空気濾過目的の場合、物品は、典型的に不繊布ポリマー繊維ウェブの形態をとる。そのような製品の例は、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから販売されているフィルトレート（商標）ブランドの炉フィルターである。不織布ポリマーエレクトレットフィルターは、個人用呼吸保護マスクにも使用されており、例えば、Ｂｅｒｇに対する米国特許第４，５３６，４４０号、Ｄｙｒｕｄ等に対する同第４，８０７，６１９号、Ｋｒｏｎｚｅｒ等に対する同第５，３０７，７９６号、Ｂｒａｕｎ等に対する同第５，８０４，２９５号、及びＲｅｋｏｗ等に対する同第６，２１６，６９３号を参照のこと。
【０００３】
電気的帯電は、不織布ウェブの性能を強化してウェブを通過する流体に懸濁される粒子を捕捉する。不織布ウェブは、典型的に、誘電体、つまり、非導電性ポリマーを含む繊維を含有する。エレクトレット物品を製造するための様々な技法が長年にわたって開発されている。
【０００４】
電気的に帯電されるポリマー箔は、Ｐ．Ｗ．Ｃｈｕｄｌｅｉｇｈ ｉｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｏ ａ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｒｆａｃｅ ｂｙ ａ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｏｎｔａｃｔ，２１ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５４７−４８（Ｄｅｃ．１，１９７２）及びＣｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｏｉｌｓ Ｕｓｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｏｎｔａｃｔｓ，４７Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４４７５−８３（Ｏｃｔｏｂｅｒ １９７６）に記載されている。Ｃｈｕｄｌｅｉｇｈの方法は、箔に電圧を印加することによってポリフルオロエチレンポリマーを帯電する工程を含む。電圧は、箔の表面に接触する導電液体を通して印加される。
【０００５】
繊維形態でのポリマーエレクトレットを作製するための初期の既知の技法は、Ｋｕｂｉｃ及びＤａｖｉｓに対する米国特許第４，２１５，６８２号に記載されている。本方法において、繊維は、ダイ開口部から生じる電気的に帯電される粒子で衝撃される。ダイ開口部に隣接して高速度で吹き付けられるガス流が、押し出された高分子材料を引き出し、固化した繊維に冷却する、「メルトブロー」工程を用いて繊維を作製する。衝撃されたメルトブロー繊維は、ランダムに捕集装置に蓄積して、繊維性エレクトレットウェブを作製する。上記の特許は、濾過の効率は、メルトブロー繊維が本様式で電気的に帯電される時、２つ以上の要因によって改善され得ることを記述している。
【０００６】
繊維性エレクトレットウェブは、コロナ帯電によっても製造される。Ｋｌａａｓｅ等に対する米国特許第４，５８８，５３７号は、例えば、実質的に閉じた誘電体箔の主表面の１つに隣接して位置付けられながら、コロナ放電装置に連続して送り込まれる繊維ウェブを示す。コロナは、逆帯電された薄いタングステンワイヤに接続される高電圧源から生成される。不織布ウェブへの帯電を付与するための別の高電圧技法は、Ｎａｋａｏに対する米国特許第４，５９２，８１５号に記載されている。本帯電プロセスにおいて、ウェブは、滑らかな表面の研磨電極と緻密に接触させられる。
【０００７】
また、繊維性エレクトレットウェブは、ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔに対する米国再発行特許第３０，７８２号、同第３１，２８５号、及び同第３２，１７１号に記載されるような、ポリマーフィルムから製造されてもよい。ポリマーフィルム又は箔は、実質的に収集され、不織布繊維性フィルターに加工される繊維にフィブリル化される前に、電気的に帯電される。
【０００８】
機械的なアプローチも電気的帯電を繊維に付与するために用いられている。Ｂｒｏｗｎに対する米国特許第４，７９８，８５０号は、フリースに毛羽立てられた後、フェルトを形成するように縫われる、２つの異なる織縮された合成ポリマー繊維の混合物を含有するフィルター材料を記載している。上記の特許は、毛羽立てる間に電気的に帯電されるように繊維を良く混合することを記載している。Ｂｒｏｗｎに開示されるプロセスは、通常、「摩擦帯電」と呼ばれる。
【０００９】
摩擦帯電は、高速度の非帯電ガス又は液体噴射が誘電体フィルムの表面を通過する時に生じることができる。Ｃｏｕｆａｌ等に対する米国特許第５，２８０，４０６号は、非帯電流体噴射が誘電体フィルムの表面に衝突した時に、表面が帯電されることを開示している。
【００１０】
最近の開発は、不織布繊維ウェブに電気的な帯電を付与するために水を用いる（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号を参照のこと）。加圧水噴射又は水液滴流は、非導電マイクロファイバーを含有する不織布ウェブ上に衝撃され、電気的帯電を生成する。ハイドロチャージ作業前にウェブを空気コロナ放電処理にさらすことで更に帯電を強化することができる。得られた帯電は、濾過強化特性を与える。エレクトレット物品を製造するための水を用いた他の方法については、Ｅｉｔｚｍａｎ等の米国特許第６，８２４，７１８号及び同第６，４０６，６５７号、並びにＡｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等の同第６，７８３，５７４号、同第６，３７５，８８６号、及び同第６，１１９，６９１号、並びにＩｎｓｌｅｙ等の同第６，７４３，４６４号も参照のこと。非水性極性液体も繊維性エレクトレット物品の作製に使用されている（Ｅｉｔｚｍａｎ等に対する米国特許第６，４５４，９８６号を参照のこと）。
【００１１】
ウェブに特定の添加剤を添加すると、エレクトレットの性能が向上する。油性ミストエアゾールに対する耐性を改善するための方法の１つは、ポリマー繊維物品の製造中、ポリマーへのフッ素性化学物質オキサゾリジノン、フッ素性化学物質ピペラジン又は過フッ素化アルカン等の融解処理可能フッ素性化添加剤の添加を含む（例えば、Ｃｒａｔｅｒ等の米国特許第５，０２５，０５２号及び同第５，０９９，０２６号、並びにＪｏｎｅｓ等の米国特許第５，４１１，５７６号及び同第５，４７２，４８１号を参照のこと）。フッ素性化学物質は、溶解処理が可能である、つまり、これらは、エレクトレットウェブに繊維を形成するために用いられる溶解処理条件下で実質的に分解しない（Ｒｏｕｓｓｅａｕ等の米国特許第５，９０８，５９８号も参照のこと）。融解処理法に加え、フッ素化エレクトレットは、ポリマー物品をフッ素含有種と不活性ガスとを含有する環境にポリマー物品を設置した後、放電を与えてポリマー物品の表面化学を変更することによっても作製される。電気放電は、ＡＣコロナ放電等のプラズマの形態であってよい。プラズマフッ素化法は、フッ素原子をポリマー物品の表面に存在させる。フッ素化ポリマー物品は、例えば上記のハイドロチャージ技術を使用し電気的に帯電されてよい。プラズマフッ素化プロセスは、Ｊｏｎｅｓ／Ｌｙｏｎｓ等に対する第６，３９７，４５８号、同第６，３９８，８４７号、同第６，４０９，８０６号、同第６，４３２，１７５号、同第６，５６２，１１２号、同第６，６６０，２１０号、及び同第６，８０８，５５１号の多くの米国特許に記載されている。高フッ化飽和率を有するエレクトレット物品は、Ｓｐａｒｔｚ等の米国特許第７，２４４，２９１号に記載されており、ヘテロ原子と共に低フッ化飽和率を有するエレクトレット物品は、Ｋｉｒｋ等の米国特許第７，２４４，２９２号に記載されている。フッ素化法を開示している他の発行物は、米国特許第６，４１９，８７１号、同第６，２３８，４６６号、同第６，２１４，０９４号、同第６，２１３，１２２号、同第５，９０８，５９８号、同第４，５５７，９４５号、同第４，５０８，７８１号、及び同第４，２６４，７５０号、米国公開特許第ＵＳ２００３／０１３４５１５ Ａ１号及び同第ＵＳ２００２／０１７４８６９ Ａ１号、並びに国際公開特許第ＷＯ０１／０７１４４号を含む。
【００１２】
フィルターウェブは、また、意図的に後で帯電せずに又は繊維若しくは繊維ウェブを「エレクトレット化」せずに製造されている（Ｃｈｏｕ等の米国特許第５，７８０，１５３号を参照のこと）。繊維は、５〜２５重量％の（メタ）アクリル酸、あまり好ましくはないが、任意に、１〜８個の炭素原子を有する最大４０重量％のアルキル（メタ）アクリレートのエチレンのコポリマーを含むコポリマーから作製される。５〜７０％の酸性基は、金属イオン、特に、亜鉛、ナトリウム、リチウム若しくはマグネシウム又はそれらの組み合わせのイオンで中和される。コポリマーは、１０分当り５〜１０００グラム（ｇ）のメルトインデックスを有する。残余は、ポリプロピレン又はポリエチレン等のポリオレフィンであってもよい。繊維は、メルトブロー工程を通して製造されてもよく、過剰な結合を避けるために水で迅速に冷却されてもよい。上記の特許は、繊維が、あらゆる既存の、又は意図的かつ特定的に誘発された静電気の高い静電荷を有していることを開示している。
【００１３】
添加剤を含有する他のエレクトレットは、Ｎｉｓｈｉｕｒａの米国特許第５，０５７，７１０号に記載されている。Ｎｉｓｈｉｕｒａに開示されるポリプロピレンエレクトレットは、ヒンダードアミン、窒素含有ヒンダードフェノール、及び金属含有ヒンダードフェノールから選択される、少なくとも１つの安定剤を含有する。上記の特許は、これらの添加剤を含有するエレクトレットが高温安定性を提供することができることを記述している。エレクトレット処理は、針様電極と接地電極との間に不織布繊維シートを設置することによって実施された。Ｏｈｍｏｒｉ等の米国特許第４，６５２，２８２号及び同第４，７８９，５０４号は、絶縁ポリマーに脂肪酸金属塩を取り込み、長期間にわたり高い除塵性能を維持することを記載している。日本国特許公告第ＪＰ６０−９４７号は、ポリ４−メチル−１−ペンテンと、（ａ）フェノールヒドロキシ基を含有する化合物、（ｂ）高級脂肪族カルボン酸及びその金属塩、（ｃ）チオカルボキシレート化合物、（ｄ）リン化合物、及び（ｅ）エステル化合物から選択される少なくとも１つの化合物とを含むエレクトレットを記載している。該特許は、エレクトレットが長期保存安定性を有することを示唆する。
【００１４】
エレクトレット物品を製造するための方法を開示する他の日本発行物は、２００２−１１５１７８、２００２−１１５１７７Ａ、２００３−０１３３５９、２００４−６６０２６、２００４−６６０２７、及び２００４−１９５３５７を含む。
【００１５】
境界面でのイオン化学の簡単な調査、及びエレクトレットを製造するためにイオンが吸収された水によってどのように移動され、促進されてもよいかについては、ＭｃＣａｒｔｙ ａｎｄ Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ，Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｄｕｅ ｔｏ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｏｎｓ ａｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ：Ｃｏｎｔａｃｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｅｔｓ，４７ Ａｎｇｗｎ Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．２〜２２（２００８）を参照のこと。ＭｃＣａｒｔｙ ｅｔ ａｌ．，Ｉｏｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｅｔｓ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｃｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｂｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｏｎｓ Ｕｐｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ，１２９ Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．４０７５−８８（２００７）及びＫｕｄｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｗｈｙ Ａｒｅ Ｗａｔｅｒ−Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｉｎｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ Ｃｈａｒｇｅｄ？，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１７，２００７）も参照のこと。
【００１６】
用語解説
本明細書では、
「水性」とは、水性液体が少なくとも４０体積％の水を含有することを指す。
【００１７】
「備える、含む」とは、特許術語で標準的に用いられる定義を指し、一般的に、「含む」、「有する」又は「含有する」と同義語である包括的な用語である。「含む、備える」、「含む」、「有する」及び「含有する」並びにそれらの変形が通常使用される、包括的な用語であるが、本発明は、また、その意図される機能を提供するエレクトレット物品の性能に有害な作用を有するであろう物又は要素のみを除外するという点で半包括的である「から基本的になる」等の狭い表現を使用して適切に説明されてもよい。
【００１８】
「伝導度」とは、電気的に伝導する物質の能力を指す。
「帯電」とは、帯電分離が有ることを指す。
「エンタルピー」とは、「Ｈ」で表される物質の熱力学的性質を指し、Ｈ＝Ｕ＋ｐＶの場合、Ｕは内部エネルギー、ｐは圧力、そしてＶは、体積である。エンタルピーＨは、システムの内部エネルギーと、圧力及び体積の生成物である。一定の圧力でシステムにもたらされる熱に等しいシステムでの変化である。
「脱プロトンのエンタルピー」とは、分子からプロトンを取り除くために必要なエンタルピー（ΔＨｄｐ）を指す。
「繊維性」は、加工繊維及び可能な他の成分を指す。
「繊維性エレクトレットウェブ」とは、繊維を含有し、準永続的電気的帯電を示すウェブを指す。
液体」とは、固体とガスとの間の物質の状態を指す。
「非導電性」とは、室温（２２℃）で約１０１４オームｃｍ以上の体積固有抵抗を保有することを指す。
「不織布」とは、構成要素（例えば、繊維）が織る以外の手段で結びつけられる構造又は構造の一部を指す。
【００１９】
「Ｎ−置換アミノ芳香族」とは、例えば、ベンゼン、ナフタレン、又はトリアジン等の１〜３の縮合環を有し、種−ＮＲ１Ｒ２（基Ｒ１は水素、１〜２０個の炭素を有するアルキル、結合又は縮合されてもよい１〜５個の環を有するアリール、１〜２０個の炭素原子を有するヘテロアルキル若しくは１〜２０個の炭素原子を有する置換アルキル、基Ｒ２は、水素、１〜２０個の炭素を有するアルキル、結合又は縮合されてもよい１〜５個の環を有するアリール、１〜２０個の炭素を有するヘテロアルキル若しくは１〜２０個の炭素原子を有する置換アルキルである）の少なくとも１つの置換アミノ基と置換される、芳香族基を指す。
【００２０】
「ｐＨ」とは、０〜１４の対数目盛における、室温での溶液の酸性又はアルカリ性（塩基性）及び気圧（２２℃、１０１，３００パスカル）の測定を指し、中和性は７の値で表され、酸性の増加はより小さい値への低下により表され、アルカリ性の増加はより大きい値への増加により表され、従来の水素イオン活性の塩基１０への負の対数として正式に定義される。
【００２１】
「ポリマー」とは、規則的又は不規則に配列される繰り返し結合分子単位又は基含有する有機材料を指す。
「ポリマーの」は、ポリマー及び任意に他の成分の含有を指す。
「高分子繊維形成材料」とは、ポリマーを含有するか、又はポリマーを生成できるモノマーを含有し、場合によっては他の成分を含有し、かつ固体繊維中に形成されることのできる組成物を指す。
「プロトン親和性」又は「ＰＡ」とは、プロトンがモル当りのキロカロリー（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）中の分子に結合される時の、負のエンタルピー変化を指す。
「品質係数」とは、以下に記載される品質係数試験に従い決定される品質係数ＱＦを指す。
「準永久」とは、帯電が、有意に測定可能な十分に長い時間、（２２℃、１０１，３００パスカル気圧及び湿度５０％）標準大気条件下で物品内に存在することを指す。
「水」とは、Ｈ２Ｏを指す。
「ゼータ電位」とは、圧力勾配下の液体の流量により生じる０電流での電位差（別名、界面動電位）を指す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、エレクトレット物品の新規作製方法に関する。方法は、（ａ）帯電されるポリマー物品を提供する工程と、（ｂ）帯電されたポリマー物品を以下のｐＨと伝導度とを有する水性液と接触させる工程であって、（ｉ）物品が−７．５ミリボルト（ｍＶ）未満のゼータ電位を有する場合、接触水はセンチメートル当り約５〜９，０００マイクロシーメンス（ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）の伝導度と、７を超えるｐＨとを有し、（ｉｉ）物品が−７．５ミリボルト（ｍＶ）を超えるゼータ電位を有する場合、接触水はセンチメートル当り約５〜５，５００マイクロシーメンス（ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）の伝導度と、７以下のｐＨとを有する工程と、を含む。物品は、積極的に（真空又は熱で）若しくは受動的に（吊るし乾燥）、又はそれらの組み合わせで乾燥させてもよい。
【００２３】
本発明の方法は、これに従うと、改善された濾過性能が、このような目的のために適合されるエレクトレット物品について達成することができる新規エレクトレットの作製方法を提供する。本発明者は、既知のパラメータ品質係数（ＱＦ）により測定されるように、濾過の改善は、物品をゼータ電位の機能として伝導度及びｐＨを有するように選択される水性液体で帯電した時に達成され得ることを発見した。本発明者は、プロトン親和性（ＰＡ）及び脱プロトン（ΔＨｄｐ）のエンタルピーも、特定の添加剤がエレクトレット物品を含む高分子材料に使用される時に役割を果たすことを更に発見した。改善された濾過性能は、少ない濾材が同定度の濾過を達成するために使用されるという点で有益である。得られるエレクトレット物品の強化された帯電レベル又はより最適な帯電分布は、強化された性能に関与する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のエレクトレット濾材を使用してもよい使い捨て呼吸マスク１０の前側斜視図。
【図２】図１に図示するマスク本体の断面図であり、繊維性エレクトレット濾過層を示す。
【図３】本発明のエレクトレット濾材を含んでもよいフィルターカートリッジ２８を有する呼吸マスク２４の斜視図。
【図４】本発明に関連して使用されてもよい非繊維性エレクトレット物品の図。
【図５】不織布マイクロファイバーウェブに有用な装置の側面部分断面図。
【図６】本発明に関連してエレクトレット物品に使用されてもよい液体噴射スプレーの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好ましい実施形態を説明する際、明瞭化のために特定の術語が使用される。しかし、本発明は、そのように選択された特定の用語に制限されることを意図するものではなく、また、そのように選択された各用語は、同様に機能する全ての技術的同等物を包含することを理解すべきである。
【００２６】
本発明の実施において、エレクトレット物品は、最初に物品が帯電され、その後、該物品を帯電される物品のゼータ電位に基づき変動する伝導度及びｐＨを有する水性液と接触させることにより作製されてもよい。帯電される物品が−７．５ミリボルトを超えるゼータ電位を有する場合、接触水溶液は、５〜５，５００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度と、７以下のｐＨとを有する。そして、ゼータ電位が−７．５ミリボルト未満である場合、水性液は、５〜９，０００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度と、７を超えるｐＨとを有する。ポリマー物品が、モル当り約２３０キロカロリー（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）を超えるプロトン親和性並びに約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを超える脱プロトン及び約２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のプロトン親和性のエンタルピーを有するＮ−置換アミノ芳香族添加剤を含有する場合、水性液体は、７以下のｐＨ又は５〜５，５００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度を有する。そして、ポリマー物品が約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満の脱プロトンのエンタルピーを有するＮ−置換アミノ芳香族添加剤を含有する場合、水性液体は、７を超えるｐＨと、５〜９，０００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度とを有する。水性液体の所望するｐＨ値及び伝導度は、水中の様々な化学種の種類及び濃度を調節することにより、本発明に従う帯電を付与するように変性され得る。例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液のｐＨ及び伝導度の両方は、水に更に水酸化ナトリウムを添加することにより徐々に上昇されてもよい。酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）水溶液のｐＨ値は、徐々に減少してもよく、その伝導度は、水に酢酸を更に添加することにより徐々に上昇する。伝導度は、ｐＨ調節のために一定量の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加し、伝導度調節のために中性塩化ナトリム（ＮａＣｌ）量を変動することにより調整され得る一方、水性液体のｐＨは一定に保持され得る。連続プロセスにおいて、ｐＨ及び伝導度は、長期間、特に、新しい水性液体供給開始時に、連続して測定されてもよい。
【００２７】
エレクトレット物品を作製する出願者の方法は、性能が濾過応用に使用される物品について特に有益となる場合がある、優れた性能のエレクトレット物品が調製できる。本発明に関連して作製されるエレクトレット物品は、様々な形状及び構成をとってもよい。物品は、固体、多孔質、繊維性等であってもよい。
【００２８】
本発明の使用に好適な繊維性物品は、Ｖａｎ Ａ．Ｗｅｎｔｅ，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ，４８ Ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．１３４２−４６、及びＶａｎ Ａ．Ｗｅｎｔｅ等によるＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｕｐｅｒ Ｆｉｎｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｂｅｒｓという表題の１９５４年５月２５日に出版されたＮａｖａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓの報告書番号４３６４に記載されるもの等の、エアレイドプロセス、湿式レイドプロセス、水流絡合、スパンボンドプロセス及びメルトブロウンプロセスを含む、様々な技法から作製され得る。繊維性物品は、これらの技法の組み合わせ、及びこれらの繊維の組み合わせを用いて作製される、ウェブ形態であってもよい。マイクロファイバー、特にメルトブロウンマイクロファイバーは、フィルターとして使用される繊維ウェブに特に好適に使用される。本文書に使用される際、「マイクロファイバー」は約２５マイクロメートル以下の有効直径を有する繊維を指す。有効直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．，Ｔｈｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｄｕｓｔ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｉｎｓｔ．Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇｎ．，Ｌｏｎｄｏｎ Ｐｒｏｃ．１Ｂ（１９５２）の等式１２を用いて算出され得る。フィルターアプリケーションの場合、マイクロファイバーは、典型的に２０マイクロメートル未満、より典型的には約１〜約１０マイクロメートルの有効繊維直径を有する。又、フィブリル化フィルムから作製された繊維が使用されてもよい。例えば、Ｖａｎ Ｔｕｒｎｏｕｔの米国特許第ＲＥ３０，７８２号、同第ＲＥ３２，１７１号、同第３，９９８，９１６号、及び同第４，１７８，１５７号を参照のこと。本発明のプロセスにより作製された不織布ウェブは、１．０、１．２、１．５、１．６、１．７、１．８、２．０、２．３、２．４及び３．４を超える品質係数を示してもよい。典型的には、本発明に従い調製された不織布エレクトレットウェブは、本発明の方法に従い作製されない同様の物品に対して１５％を超える、より典型的には５０％を超える品質係数を示す。
【００２９】
又、短繊維は、マイクロファイバーと組合され、ウェブロフトを改善できる、すなわち、その密度を減少できる。ウェブ密度の減少でウェブに対する圧力低下を小さくでき、空気はより容易にフィルターを通過できる。より小さい圧力低下が、個人用呼吸保護装置において特に望ましい、というのは、それらが、呼吸用マスクの着用をより快適にする。圧力低下が小さければ小さいほど、フィルターを通して空気を吸うために必要なエネルギーは少なくなる。負圧マスクを着用する呼吸用マスク着用者、つまり、フィルターを通して空気を吸うために着用者の肺に負圧を必要とする着用者は、従って、濾過空気を呼吸するため骨を折る必要がない。又、より小さいエネルギー消費は、動力フィルターシステムに有益であり、ファンを動力で動かすことに関連するコストを下げ、バッテリー動力システムのバッテリーの耐用年数を延長する。典型的な不繊布繊維性フィルターでは、約９０重量％以下の短繊維が存在し、より典型的には約７０重量％以下の短繊維が存在する。多くの場合、繊維の残余は、マイクロファイバーである。短繊維を含有するウェブの例が、ハウサー（Hauser）に対する米国特許第４，１１８，５３１号に開示されている。
【００３０】
活性粒子もまた、吸着目的、触媒目的、及び他の目的を含む、様々な目的のためにエレクトレットウェブに含まれてもよい。例えば、センカス（Senkus）等に対する米国特許第５，６９６，１９９号は、おそらく好適である種々の活性物質微粒子を記載している。活性炭又はアルミナ等の吸着特性を有する活性粒子は、濾過操作中に有機蒸気を取り除くためにウェブ中に含まれてもよい。活性物質微粒子は、ウェブ内に約９５容積％までの量で存在してよい。粒子の入った不織布ウェブの例が、例えば、ブラウン（Braun）に対する米国特許第３，９７１，３７３号、アンダーソン（Anderson）に対する米国特許第４，１００，３２４号、及びコルピン（Kolpin）等に対する米国特許第４，４２９，００１号に記載されている。
【００３１】
エレクトレット物品の製造に使用されて好適であってよいポリマーとしては、熱可塑性有機非導電性ポリマーが挙げられる。一般に、これらのポリマーは、多量の捕捉帯電を保持でき、メルトブロウイング装置又はスパンボンディング装置等により繊維に処理できる。用語「有機」とは炭素原子を含むポリマーの主鎖を指す。好ましいポリマー類としては、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、これらのポリマー類の１つ以上を含有するブレンド類又はコポリマー類、及びこれらのポリマー類の組合せが挙げられる。他のポリマーには、ポリエチレン、他のポリオレフィン、パーフルオロポリマー、ポリ塩化ビニル、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、ポリラクチド等の他のポリエステル、及びこれらのポリマーの組み合わせが挙げられ、任意で他の非導電性ポリマーは高分子繊維形成材料としてか、又は他のエレクトレット物品を製造するために使用されてもよい。
【００３２】
本発明に関連するエレクトレット物品を製造するために使用されるポリマー物品は、また、複数のポリマー構成要素を有するように押し出される、又は別の方法で形成されてもよい。Ｋｒｕｅｇｅｒ及びＤｙｒｕｄに対する米国特許第４，７２９，３７１号、並びにＫｒｕｅｇｅｒ及びＭｅｙｅｒに対する米国特許第４，７９５，６６８号及び同第４，５４７，４２０号を参照のこと。異なるポリマー構成成分が、繊維の長さに沿って同心円的に又は長手方向に配列され、例えば、２成分繊維を作製してよい。繊維は、配列され、「巨視的に均質な」ウェブ、すなわち、各々が同一の一般組成を有する繊維から作製されるウェブを形成してもよい。
【００３３】
ポリマー材料から作製される繊維も他の適切な添加剤を含有してもよい。可能な添加剤は、化合物又はオリゴマーがトリアジン環の窒素原子に加え少なくとも１つの窒素原子を含有する熱的に安定な有機トリアジン化合物又はオリゴマーを含む。Ｒｏｕｓｓｅａｕ等に対する米国特許第６，２６８，４９５号、同第５，９７６，２０８号、同第５，９６８，６３５号、同第５，９１９，８４７号、及び同第５，９０８，５９８号を参照のこと。水噴射により帯電されるエレクトレットを強化することが知られる別の添加剤は、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（商標）９４４ＬＦ（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］］）であり、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手することができる。添加剤は、Ｎ−置換アミノ芳香族化合物、特に、例えば、以下に記述する式（１）又は（２）のトリ−アミノ置換化合物であってもよく、
【化１】
式中、Ａｒは０〜３個の窒素原子で置換された三価の芳香族基であり、ｎは１〜２０の整数であり、各Ｒは、独立して、約２０個未満の非水素非金属原子を有する基であってもよい。各Ｒは、例えば、独立して、水素、例えばフッ素等のハロゲン、ヒドロキシル、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等の最大２０個の炭素原子を有するアルキル、トリフルオロメチル等のハロゲン置換アルキル、メトキシ等の１〜２０個の炭素原子を有するアルコキシ、メトキシカルボニル等の２〜２０個の炭素原子を有するエステル、メチルアミノ等の２〜２０個の炭素原子を含有する置換アミン、及びニトロであってもよい。これらの式に合致する電荷添加剤は、以下の実施例のセクションで記述される。帯電強化添加剤の更なる例としては、本特許出願と同日に出願されたＣｈａｒｇｅ−Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｅｔｓという表題の米国特許出願第６１／０５８，０２９号（代理人整理番号６４２６３ＵＳ００２）及びＥｌｅｃｔｒｅｔ Ｗｅｂｓ Ｗｉｔｈ Ｃｈａｒｇｉｎｇ−Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓという表題の米国特許出願第６１／０５８，０４１号（代理人整理番号６４１７０ＵＳ００２）が挙げられる。典型的には、添加剤は、約０．１〜５重量％、より典型的には、約０．２５〜２重量％でポリマー物品に存在する。
【００３４】
他の添加剤は、光安定剤、一級及び二級酸化防止剤、金属賦活剤、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール脂肪酸金属塩、トリエステル亜リン酸塩、リン酸塩、フッ素含有化合物、メラミン並びにＬｅｉｒ等に対する米国仮特許出願６０／９９２７４５号、米国特許公開第２００７／０１８０９９７号、Ｎｉｓｈｉｕｒａ等に対する米国特許第５，０５７，７１０号、日本国特許公開第２００２２１２４３９号、日本国特許公開第２００５１３１４８５号に記述される添加剤を含む。
【００３５】
添加剤を含有する繊維は、エレクトレット物品を作製するように加熱されたポリマー及び添加剤の溶融ブレンドを形成した後にクエンチされ得て、焼還及び帯電工程が続く。強化された濾過性能は、本様式でエレクトレットを作製することにより物品に付与されてもよい。Ｒｏｕｓｓｅａｕ等に対する米国特許第６，０６８，７９９号を参照のこと。エレクトレット物品は、低レベルの抽出可能な炭化水素（＜３．０重量％）を有するように作製され得て荷重性能を改善する。Ｒｏｕｓｓｅａｕ等に対する米国特許第６，７７６，９５１号を参照のこと。
【００３６】
本発明の方法に従って、エレクトレット物品を製造するために使用される高分子材料は、室温で１０１４オームｃｍを超える体積固有抵抗も有してもよい。体積固有抵抗は、また、約１０１６オームｃｍを超えてもよい。高分子繊維形成材料の抵抗率は、標準試験ＡＳＴＭ Ｄ２５７−９３にしたがって測定され得る。又、メルトブロー繊維等のエレクトレット物品を作製するために使用される高分子繊維形成材料は、帯電防止剤等の構成成分を実質的に無くする必要がある、というのは、帯電防止剤は、帯電を受け取り保持するため導電性を増加させ、ないしは別の方法でエレクトレット物品の性能を妨げる。
【００３７】
呼吸フィルターにおける不織布高分子繊維ウェブを含むエレクトレットは、典型的に１平方メートル当り約２〜５００グラム（ｇ／ｍ２）、より典型的には約２０〜１５０ｇ／ｍ２の「坪量」を有する。坪量は、フィルターウェブ単位面積当たりの質量である。前記不繊布ポリマー繊維ウェブの厚さは、典型的に約０．２５〜２０ミリメートル（ｍｍ）、より好ましくは約０．５〜２ｍｍである。通常、多層繊維性エレクトレットウェブは、フィルターエレメントに使用される。繊維性エレクトレットウェブの硬度は、典型的には約１〜２５％、より典型的には約３〜１０％である。硬度は、物品の固体画分を画定する単位なしパラメータである。本発明の物品は、坪量、厚さ又は硬度に関する実質なしに帯電された不織布繊維性ウェブ全体に一般的に均一の帯電分布を含有することができる。
【００３８】
発明のエレクトレット物品は、フィルターマスクのフィルターとして使用されてよく、着用者の少なくとも鼻と口をカバーする。
【００３９】
図１は、本発明により製造される電気的に帯電した不織布ウェブを含有するよう構成されてよいフィルターフェースマスク１０の例を示す。一般的なカップ型本体部分１２は、着用者の鼻及び口上で適合する形状に成形されてもよい。本体部分１２は、多孔質であり、そのため、吸入した空気は、本体部分１２を通過できる。エレクトレット濾材は、マスク本体１２内に配置され（典型的にほぼ全表面積にわたって）吸入した空気から汚染物質を除去する。着用者の鼻上でぴったりした適合を維持するのを助けるために、マスク本体上に鼻適合クリップ１３が載置される。鼻クリップは、Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅに対する米国意匠特許第４１２，５７３号及び米国特許第５，５５８，０８９号に記載されているような「Ｍ形状」クリップであり得る。ストラップ又はハーネスシステム１４がマスク本体１２を着用者の顔上に支持するように提供されてもよい。二重ストラップシステムが図１に図示されるが、ハーネス１４は、１つのストラップ１６のみを利用してもよく、様々な他の構成に対応してもよい。例えば、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ等に対する米国特許第４，８２７，９２４号、Ｓｅｐｐａｌｌａ等に対する同第５，２３７，９８６号、Ｂｙｒａｍ等に対する同第５，４６４，０１０号、Ｄｙｒｕｄ等に対する同第６，０９５，１４３号、及びＸｕｅ等に対する同第６，３３２，４６５号を参照のこと。呼気弁は、マスクの内部からの呼気を迅速に送り出すためにマスク本体に載置され得る。Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ等に対する米国特許第５，３２５，８９２号、同第５，５０９，４３６号、同第６，８４３，２４８号、同第６，８５４，４６３号、同第７，１１７，８６８号、及び同第７，３１１，１０４号、Ｂｏｗｅｒｓに対する米国特許第ＲＥ３７，９７４号、並びにＭａｒｔｉｎ等に対する同第７，０１３，８９５号、同第７，０２８，６８９号、及び同第７，１８８，６２２号を参照のこと。
【００４０】
図２は、マスク本体１２の断面図の例を示す。マスク本体１２は、数字１８，２０及び２２で示したように複数個の層を有してよい。エレクトレット濾材は、熱固着繊維から作製される形成層等、繊維が繊維交点で他の繊維に固着できる外側熱可塑性構成成分を有する２成分繊維等の他の層で支持されてよい。層１８は、外側形成層、層２０は、濾過層、層２２は、内側形成層であってよい。形成層１８及び２２は、濾過層２０を支持し、及びマスク本体１２に形状を付与する。用語「形成層」が、この説明に使用されるが、形成層は、その他の機能も有し、そしてそれは、最も外側層の場合、更に濾過層の保護及びガス状流の前濾過等の一次機能であってよい。又、用語「層」が使用されるが、１つの層は、正確に言えば所望の厚さ又は重量を得るため組み付けられた数個のサブレイヤを備えてもよい。実施形態によっては、概ね内側の１つの形成層だけが、フェースマスク内に包含されるが、２つの形成層が使用される、例えば図２に示した濾過層の各側に１つの場合、形成は、より長持ちし、好都合に達成できる。形成層の例が以下の特許、すなわちバーグ（Berg）に対する米国特許第４，５３６，４４０号、ダイラッド（Dyrud）等に対する米国特許第４，８０７，６１９号、クロンザー（Kronzer）等に対する米国特許第５，３０７，７９６号、バージオ（Burgio）に対する米国特許第５，３７４，４５８号、及びスコブ（Skov）に対する米国特許第４，８５０，３４７号に記載されている。図１及び２に例示されるマスク本体は一般的に丸いカップ型の形状であるが、マスク本体は他の形状を有しても良い。例えば、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈに対する米国特許第４，８８３，５４７号を参照のこと。更に、マスク本体は、着用者の顔に滑らかで快適な接触を提供するように、及び／又は繊維の形成を妨げる、並びに濾過層がマスク本体から外れるのを妨げるように、内側及び／又は外側カバーウェブを含んでもよい。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第６，０４１，７８２号を参照のこと。呼吸マスクは、また、（成形されたマスクではなく）平らで折り畳められたマスク本体を有してもよい。例えば、Ｃｈｅｎに対する米国特許第６，３９４，０９０号、及びＢｏｓｔｏｃｋ等に対する同第６，４８４，７２２号を参照のこと。
【００４１】
図３は、発明のエレクトレット物品をフィルターとして使用してよい他の呼吸用マスク２４を示す。呼吸用マスク２４は、マスク本体に固定されたフィルターカートリッジ２８を有するエラストマーマスク本体２６を含む。典型的に、マスク本体２６は、人の鼻と口を覆って快適に取り付けるエラストマーフェースピース３０を含む。フィルターカートリッジ２８は、着用者が吸入する前に汚染物質を捕捉するように、本発明に従い作製されたエレクトレット濾材を含有してもよい。フィルターエレメントは、本発明のポリマーエレクトレットフィルター物品自体か、又は活性炭床のようなガス状フィルターと結合した状態を含んでもよい。多孔質カバー又はスクリーン３２は、フィルターカートリッジに備えられ、フィルターエレメントの外部表面を保護してよい。本発明のエレクトレット濾材が使用されてもよい他のフィルターカートリッジは、例えば、Ｂｒｏｓｔｒｏｍ等に対する米国特許第Ｒｅ．３５，０６２号、又はＢｕｒｎｓ及びＲｅｉｓｃｈｅｌに対する米国特許第５，０６２，４２１号に開示されるフィルターカートリッジ等の呼吸マスク用フィルターカートリッジに開示されている。これらの特許に示したように、複合フィルターカートリッジが使用されてよい。又、カートリッジは、取り外し及び置換可能であってよい。更に、発明の濾材は、動力空気浄化呼吸マスク（ＰＡＰＲｓ）のフィルターカートリッジに使用されてよい。ＰＡＰＲの例は、Ｂｅｎｎｅｔｔ等に対する米国特許第６，６６６，２０９号、及びＣｏｏｋ等に対する同第６，５７５，１６５号に示される。更に、本発明の濾材は、エスケープフード用フィルターカートリッジに使用され得る。Ｍａｒｔｉｎｓｏｎ等に対する米国特許第Ｄ４８０，４７６号、並びにＲｅｓｎｉｃｋに対する同第６，３０２，１０３号、同第６，３７１，１１６号、同第６，７０１，９２５号を参照のこと。
【００４２】
図４は、濾材配列４０の斜視図を示す。配列４０の構造は、配列４０の第１側面４４上に入口４３、及び配列４８の第２側面上に出口４６を有する複数の流路４２を含んで良い。流路は、波形化又はミクロ構造化層５０及びキャップ層５２により画定されてよい。波形化層５０は、１つ以上のピーク又は谷部分でキャップ層５２に接合されてよい。構造化及び平面部材の多層を積み重ねることにより、マイクロチャネル化配置が達成されてよい。流路は、高いアスペクト比を有する傾向があり、及びフィルム層は、好ましくは電気的に帯電され、良好な捕捉効率を有する物品４０を提供する。第１の側４４から第２の側４８の配列４０全体にわたる圧力低下は、無視できる。
【００４３】
したがって、濾過目的で使用される非繊維性エレクトレット物品は、形成フィルム、ミクロ構造化表面、又は多数のミクロ構造化路の形態を取ってよい。非繊維性エレクトレット物品の例が、インスレイ（Insley）等に対する米国特許第６，７５２，８８９号、インスレイ（Insley）等に対する米国特許第６，２８０，８２４号、ファンターンアウト（Van Turnout）に対する米国特許第４，０１６，３７５号、及びルサーフォード（Rutherford）に対する米国特許第２，２０４，７０５号に開示されている。
【００４４】
エレクトレット帯電は、様々な既知の（又は後に開発された）装置を使用してポリマー物品に付与され得る。既知のハイドロチャージ装置を説明する文献としては、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号、同第６，１１９，６９１号、同第６，３７５，８８６号、及び同第６，７８３，５７４号、Ｅｉｔｚｍａｎに対する米国特許第６，４０６，６５７号、並びにＩｎｓｌｅｙに対する米国特許第６，７４３，４６４号が挙げられる。
【００４５】
本発明に関連して帯電される物品は、物品のゼータ電位によって変動するｐＨ及び伝導度を有する水性液体と接触される。物品のゼータ電位は、以下に記述されるゼータ電位試験を用いて測定されてもよい。水伝導度及びｐＨも、以下で記述される伝導度測定及びｐＨ測定を用いて測定され得る。
【００４６】
ハイドロチャージ法は、正及び負電荷の両方を繊維に注入する、そのため正及び負電荷は、ウェブ全体にわたってランダムに分散される。ランダムな電荷分散は、非分極性ウェブを製造する傾向にある。したがって、水のような極性液体で帯電することにより製造される不繊布繊維性エレクトレットウェブは、ウェブ平面に垂直な平面において実質的に非分極されてよい。本様式で帯電された繊維は、理想的には、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第６，１１９，６９１号の図５Ｃに示す電荷構成を示す。繊維ウェブがコロナ処理操作を受ける場合、上記の特許の図５Ｂに示す構成と同様の電荷構成を示す。単にハイドロチャージを用いて帯電された繊維から形成されるウェブは、典型的にウェブの体積全体を通して非極性捕捉帯電を有する。「実質的に非極性捕捉帯電」とは、熱的にシミュレートされた放電電流（ＴＳＤＣ）分析（分母はエレクトレット表面積）を用いて１μＣ／ｍ２未満の検出可能な放電電流を示す繊維性エレクトレットウェブを指す。この電荷構成は、ウェブをＴＳＤＣさせることにより示されてよい。有用なハイドロチャージプロセスの一実施例は、ウェブに濾過強化エレクトレット帯電を付与するのに十分な圧力及び時間で、水の噴射又は水液滴流を物品に衝突させる工程を含む。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号を参照のこと。物品に付与される濾過強化エレクトレット帯電を最適化するために必要な圧力は、使用されるスプレーの種類、物品が形成されるポリマーの種類、ポリマーへの添加剤の種類及び濃度、並びに物品の厚さ及び密度により変動する。６９〜３４５０ｋＰａ（約１０〜５００ｐｓｉ）の範囲の圧力が好適である。水の噴射又は水液滴流は、任意の好適なスプレーでもたらされてよい。有用なスプレーの１つの例は、水圧によって交絡した繊維に使用される装置である。
【００４７】
コロナ前処理又は後処理も、上述のハイドロチャージ装置と併用して使用されてもよい。ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔに対する米国特許第ＲＥ３０，７８２号、同第３１，２８５号、及び同第３２，１７１号、並びにＷａｄｓｗｏｒｔｈ等に対する米国特許第４，３７５，７１８号及び同第５，４０１，４４６号、Ｋｌａｓｓｅ等に対する米国特許第４，５８８，５３７号、並びにＮａｋａｏに対する米国特許第４，５９２，８１５号を参照のこと。この文献に記載された方法により形成されたエレクトレットは、例えば、マイクロホン、ヘッドホン及びスピーカー、流体フィルター、塵粒制御装置等の電気音響機器における、例えば、高電圧静電起電機、静電記録装置、呼吸マスク（例えば、前置フィルター、キャニスタ及び交換可能なカートリッジ）、暖房、換気、空気調整、及びフェースマスクにおける静電要素として使用されるのに好適である。
【００４８】
本発明に有用な不織布マイクロファイバーウェブは、図５に示すような装置を用いて作製されてもよい。このような装置は、液化繊維形成材料が前進する押出形成チャンバ６１を有するダイ６０を備える。ダイ開口部６２は、ダイの前端部にわたって、及び繊維形成材料が押し出される線状に配列されてもよい。ガス、典型的には加熱された空気は、高速度で共働ガス開口部６３に押し出される。高速度ガス状流が引き込まれ、押し出された繊維形成材料を細径化し、これによって捕集装置６４に移動する間に繊維形成材料がマイクロファイバーとして固化してウェブ６５を形成する。
【００４９】
短繊維がウェブ上に存在する場合、これらは、図５に示すようにマイクロファイバーブロー装置上に配置されるリッカリン（lickerin）ロールの使用を通じて導入されてもよい。主要繊維のウェブ６７、典型的には、反毛機又はＲＡＮＤＯ−ＷＥＢＢＥＲ装置上に作製されたような緩い不織布ウェブは、前縁がリッカリンロール６６に係合する駆動ロール６９の下でテーブル６８に沿って進められる。リッカリンロール６６は、相互から繊維を分離するウェブ６７の前縁から繊維を拾い上げる。拾い上げられた繊維は、傾いたトラフ又はダクト７０を通して空気流でブロウンマイクロファイバーと混合されるブロウンマイクロファイバーの流れに運ばれる。粒子状物質がウェブに導入される場合、ダクト７０に類似する荷重機構を用いて添加されてもよい。
【００５０】
ハイドロチャージは、ウェブに濾過強化エレクトレット帯電を提供するのに十分な水性液と、ウェブを接触させることにより実行されてもよい。水性液体のｐＨ及び伝導度は、物品のゼータ電位に基づき選択される。水性液体の接触は、帯電されるポリマー物品上に水性液体を噴射、浸漬、圧縮する等によって達成されてもよい。噴霧器が使用される場合、最適な結果を得るのに必要な圧力は、用いる噴霧器の種類、物品が形成されるポリマーの種類、物品の厚さ及び密度、並びにコロナ放電処理などの前処理がハイドチャージの前に行われるかどうかにより変動してもよい。一般的に、６９〜３４５０ｋＰａ（約１０〜５００ｐｓｉ）の範囲の圧力が好適である。水性液体は、物品のゼータ電位が−７．５ｍＶ以下の場合、約５〜９，０００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度を有する。ゼータ電位が−７．５ｍＶを超える場合、接触液体は、約５〜５，５００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度を有する。いずれかの場合、伝導度は、典型的に約７〜３，０００マイクロシーメンス／ｃｍであり、より典型的には約１０〜１，０００マイクロシーメンス／ｃｍである。伝導度が低い値である場合、連続プロセスにおける目標伝導度の維持において多大な相対プロセスのばらつきが存在する。したがって、例えば、目標伝導度が７マイクロシーメンス／ｃｍである場合、プラスマイナス（＋／−）約４マイクロシーメンス／ｃｍのばらつきが存在してもよい。同様のばらつきが高伝導度（例えば＞１００）で示されてもよいが、％の差異は低い。蒸留水又は脱イオン水が、水道水より好ましい。水性液体は、単に水道水より、例えば、蒸留、逆浸透又は脱イオンで生成される精製水であってもよい。純粋でない水は、効果的な繊維帯電を妨げる制御不可能な有機又は無機不純物を含有するため、精製水が好ましい。水は、約１．８５デバイの双極子モーメントを有し、７８〜８０の誘電定数を有し、水性液体は少なくとも０．５デバイの双極子モーメントを有してもよい。水性液体は、約４０体積％、より典型的には、６０体積％、更により典型的には８０体積％の水を含有する。好ましくは、水性液体は、本質的に、１００体積％の水を含有する。水性帯電液体は、本質的に、少量の他の成分又は添加剤を含有する純水であってもよい。伝導度、電気抵抗の反転は、伝導度メーターを用いて測定されてもよく、マイクロシーメンス／センチメートルで記載される。
【００５１】
液体噴射又は液体液滴流は、本質的に、いずれかの適切なスプレー手段により提供され得る。一般に、油圧駆動により交絡加工した繊維に有用な装置が、本発明の方法において有用であるが、作動は一般に水流交絡にて使用される場合よりも低圧にてハイドロチャージ中に実施される。
【００５２】
図６は、繊維性ウェブ６５が液体噴射７４の下の支持手段上に移送される好適なスプレー手段の例を示す。移送手段は、ベルト、好ましくは、メッシュスクリーン又は布地等の多孔質の形態であってもよい。液体噴射７４は、噴射ヘッド７６から伸延し、衝突点７８’でウェブ６５に衝突する。真空は、ウェブを通して液体の通過を補助し、乾燥エネルギー必要量を低減するために、多孔質支持体の下に提供されてもよい。
【００５３】
本発明の方法に用いるのに適したスプレー手段の他の例は、流体管路を通じて提供される水性液体及び空気管路を通じて提供される加圧空気が、帯電される物品に衝突するようにスプレーミストを提供するためにノズルに供給されるネブライザと、ポンプハンドルがスプレーミストを提供するようにノズルを通じて供給手段により提供される液体を押し出すポンプ作動噴霧器とを備える。水の接触を提供する本方法の更なる説明は、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第６，１１９，６９１号に提供される。別の方法としては、帯電される物品は、Ｅｉｔｚｍａｎ等に対する第６，４０６，６５７号、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する第６，３７５，８８６号、Ｅｉｔｚｍａｎ等に対する第６，４５４，９８６号、及びＥｉｔｚｍａｎ等に対する第６，８２４，７１８号に記載される装置を含む、様々な多の装置を用いて水性液体と接触され得る。
【実施例】
【００５４】
これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した書類名特許請求の範囲の範囲に限定するものではない。実施例及び明細書の他の箇所における全ての部、パーセント、比等は、他に記載がない限りにおいて、重量あたりである。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ；Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎより入手した。
【００５５】
伝導度測定
各実施例又は比較実施例に用いたそれぞれのハイドロチャージ流体の伝導度は、ＯＲＩＯＮ ３−Ｓｔａｒ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｅｔｅｒ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を用いて、室温で測定された。他の伝導度測定装置は同等の結果を提供してもよい。
【００５６】
ｐＨ測定
各実施例又は比較実施例に用いたハイドロチャージ流体のｐＨは、Ｔｒｉｏｄｅ ｐＨ／ＡＴＣ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅを備えた自動温度補償ＯＲＩＯＮ ３−Ｓｔａｒ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（両方ともＴｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を用いて、室温で測定された（他のｐＨメーターは同等の結果を提供してもよい）。文献（ＡＳＴＭ Ｄ５４６４〜０７Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐＨ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＡＳＴＭ Ｄ ５１２８〜９０（２００５）Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｎ−Ｌｉｎｅ ｐＨ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；“Ｂａｃｋ ｔｏ Ｂａｓｉｃｓ−Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐＨ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ｗａｔｅｒ”，Ｗ．Ｆ．Ｈａｒｆｓｔ，Ｕｌｔｒａｐｕｒｅ Ｗａｔｅｒ，Ｏｃｔ．１９９４，ｐ７５．）に記載されるように、非常に純度の高い水のｐＨの測定は、環境からの汚染、特にＣＯ２に対する脆弱性に加え、その低い伝導度及び得られる弱電気シグナルのため困難であり得る。ＡＳＴＭ Ｄ５４６４〜０７に示唆されるように、２マイクロシーメンス／以下の伝導度を有する溶液のｐＨ測定は、特に困難である。実施において、低い伝導度ｐＨ測定（＜１００マイクロシーメンス／ｃｍ）は、環境汚染を避けるためにＡＳＴＭ Ｄ５１２８〜９０（２００５）に推奨されるように、帯電される物品を接触させる直前にオンラインをとるべきである。連続帯電プロセスには、連続ｐＨ測定が好ましい。本明細書の測定は、上記に示す作用を最小にするために、それぞれのハイドロチャージ流体が調製された後、直ちに測定されたが、２マイクロシーメンス／ｃｍ以下であると測定された伝導度を有する帯電流体における低伝導度のｐＨ測定の難しさを考慮して、ｐＨ測定値は、単に基準値と考えられた。
【００５７】
プロトン親和性試験
計算化学法は、密度関数理論（ＤＦＴ），（Ｋｏｈｎ，Ｗ．，７１Ｒｅｖ．Ｍｏｄ．Ｐｈｙｓ．，１２５３（１９９９））法と呼ばれる。我々は、ＮＷＣｈｅｍバージョン５．０（Ｂｙｌａｓｋａ，Ｅ．Ｊ．ｅｔ ａｌ．ＮＷＣｈｅｍ，Ａ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｐａｃｋａｇｅ ｆｏｒ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，Ｖｅｒｓｉｏｎ ５．０（２００６），Ｐａｃｉｆｉｃ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｒｉｃｈｌａｎｄ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ９９３５２−０９９９，ＵＳＡ．）に組み入れられるような、Ｋｏｈｎ−Ｓｈａｍ形式（Ｋｏｈｎ，Ｗ．；Ｓｈａｍ，Ｌ．Ｊ．，１４０Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，Ａ１１３３（１９６５））を使用し、計算の詳細は、特定の交換相関関数及び一電子基底関数系（Ｈｅｈｒｅ，Ｗ．Ｊ．；Ｒａｄｏｍ，Ｌ．；Ｓｃｈｌｅｙｅｒ，Ｐ．ｖ．Ｒ．；Ｐｏｐｌｅ，Ｊ．Ａ．Ａｂ Ｉｎｉｔｉｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｔｈｅｏｒｙ，Ｗｉｌｅｙ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８６））により定義される。我々は、特定の方法（Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｂ．；Ｆｒｉｓｃｈ，A ｉｎ Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｗｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ ２ｎｄ Ｅｄ．，（１９９６）））を定義するために標準的なスラッシュ記法を使用する。例えば、算定方法において、Ｂ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！は、我々がＢ３ＬＹＰ交換相関関数（Ｓｔｅｐｈｅｎｓ，Ｐ．Ｊ．；Ｄｅｖｌｉｎ，Ｆ．Ｊ．；Ｃｈａｂａｌｏｗｓｋｉ，Ｃ．Ｆ．；Ｆｒｉｓｃｈ，Ｍ．Ｊ．，９８ Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．１１６２３（１９９４）及びＭＩＤＩ！一電子基底関数系（Ｅａｓｔｏｎ，Ｒ．Ｅ．；Ｇｉｅｓｅｎ，Ｄ．Ｊ．；Ｗｅｌｃｈ，Ａ．；Ｃｒａｍｅｒ，Ｃ．Ｊ．；Ｔｒｕｈｌａｒ，Ｄ．Ｇ．９３ Ｔｈｅｏｒ．Ｃｈｅｍ．Ａｃｃ．１４３２（１９９６））を使用したことを意味する。算出の算定必要条件は、大きな関数系が、多くの場合、より正確であるが非常に高価である場合がある、一電子基底関数系の大きさによって大きく左右される。計算化学における難しさの一つは、どのレベルの理論、すなわち、交換相関関数及び関数系が、合理的な時間量内で受け入れられる結果を出すかを判断することである。
【００５８】
数多くの特性がＤＦＴ方法を用いて算定されてもよい。我々が算出した特性は、電子エネルギー、分子形状、及び振動モードである。分子形状は、核座標に対してシステムの電子エネルギーを最小にすることにより算出された。振動周波数は、最初に形状を最小にし、核座標に対して第２の誘導体を算出することによって算出された。振動算出は、ゼロ点振動及び熱エネルギー補正を算定するために重要であった。エネルギー算出よりも振動周波数及び形状算出が計算的に要求される。このように、我々は、形状を最適化し、調和周波数を算出するためにより小さい基底関数系を用いた。
【００５９】
密度関数理論ＤＦＴを用いてプロトン親和性（Ｇａｌ，Ｊ．−Ｆ．；Ｍａｒｉａ，Ｐ．−Ｃ．；Ｒａｃｚｙｎｓｋａ，Ｅ．Ｄ．，３６ Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．６９９（２００１））ＰＡを算出した。ＰＡは、
ＰＡ＝プロトンが分子に結合した時に放出されるエンタルピーである、
Ｘ＋Ｈ＋→ＸＨ＋ ＰＡ＝−ΔＨＰＡ（１）
として定義されるガス相熱力学的特性である。ＰＡは、プロトン化プロセスにおいてエンタルピー変化の負であり、したがって、より大きなＰＡ値は、より多くの発熱プロセスに対応することに留意することが重要である。
【００６０】
分子は、１つ以上のプロトン化部位を有してもよく、よって可能性のある全ての部位を調査し、最も塩基性の部位が最も大きいＰＡを有する部位として定義される、最も塩基性の部位に対するＰＡが報告される。
【００６１】
全ての算出は、ＮＷＣｈｅｍバージョン５．０で実行された。ＰＡは、以下に挙げる手順（工程１〜７）に従って算出され、Ｔ＝２９８．１５Ｋについて算定される。
【００６２】
（１）Ｂ３ＬＹＰ関数及びＭＩＤＩ！基底関数系を用いて中性分子の形状を最適化する。
（２）Ｂ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！法を用いて最適化された形状で調和周波数を算出する。これらの周波数は、それぞれ、ＥＴ及びＥＺＰＥと表示される、熱及びゼロ点エネルギー補正を算出するために使用される。
（３）電子エネルギーは、（１）で最適化された形状で、ＰＷ６Ｂ９５関数（Ｚｈａｏ，Ｙ．；Ｔｒｕｈｌａｒ，Ｄ．，１０９ Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ａ ５６５６（２００５）及び６−３＋Ｇ（ｄ，ｐ）基底関数系（Ｈｅｈｒｅ，Ｗ．Ｊ．；Ｒａｄｏｍ，Ｌ．；Ｓｃｈｌｅｙｅｒ，Ｐ．ｖ．Ｒ．；Ｐｏｐｌｅ，Ｊ．Ａ．，Ａｂ Ｉｎｉｔｉｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｔｈｅｏｒｙ，Ｗｉｌｅｙ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８６））を用いて算出される。このエネルギーは、Ｅｅｌｅｃとして表示される。
（４）中性分子ＥＮの総エネルギーは、ＥＮ＝Ｅｅｌｅｃ＋ＥＴ＋ＥＺＰＥである。
（５）用語Ｅｅｌｅｃ、ＥＴ、及びＥＺＰＥは、工程１〜４に従ってプロトン化種について算出され、プロトン化種のエネルギーＥＰは、ＥＰ＝Ｅｅｌｅｃ＋ＥＴ＋ＥＺＰＥとして算定される。
（６）裸プロトンは、電子又はゼロ点エネルギーを有さないが、５／２ＲＴに等しい熱エネルギーを有し、式中、Ｒは一般気体定数であり、Ｔは温度である。よって、プロトンのエネルギーは、ＥＨ＋＝５／２ＲＴである。
（７）式１で記載するように、ＰＡ＝ＥＨ＋＋ＥＮ−ＥＰである。
【００６３】
選択された方法は、一連の実験ＰＡに対して検証された。実験データは、ＮＩＳＴ Ｗｅｂｂｏｏｋ（Ｌｉａｓ，Ｓ．；Ｂａｒｔｎｅｓｓ，Ｊ．Ｅ．，Ｇａｓ Ｐｈａｓｅ Ｉｏｎ Ｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ ＮＩＳＴ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＷｅｂＢｏｏｋ，ＮＩＳＴ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｎｕｍｂｅｒ ６９，Ｅｄｓ．Ｐ．Ｊ．Ｌｉｎｓｔｒｏｍ ａｎｄ Ｗ．Ｇ．Ｍａｌｌａｒｄ，Ｊｕｎｅ ２００５，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ，２０８９９（ｈｔｔｐ：／／ｗｅｂｂｏｏｋ．ｎｉｓｔ．ｇｏｖ））から援用され、表１に列記される。データは、多様な化学構造により選択され、測定の正確度によってではない。複数の場合において、実験誤差は、算出された誤差より大きい。しかし、データを含めた。データセットの大きさも、化学的に重複する構造を含まないことによって制限した。例えば、ＣＨ３ＮＨ２のデータは含まれるが、ＣＨ３（ＣＨ２）ｎＮＨ２（ｎ≧１）の全ての実験データは除外された。重複データの除外により、データベースは、任意の一種類の分子を不当に量らないため、検証はより客観的である。ＰＡに対して算出された値をＰＷ６Ｂ９５／６−３１＋Ｇ（ｄ，ｐ）法における平均無符号誤差（「平均絶対偏差」としても知られる）ＭＵＥと共に、表１に示す。ＰＡのＭＵＥは１．８ｋｃａｌ／ｍｏｌである。この誤差は、基底関数系を増大する及び／又は形状を改善することによって更に低減されることが予想される。
【００６４】
脱プロトンエンタルピー測定：
脱プロトンエンタルピー（Ｇａｌ，Ｊ．−Ｆ．；Ｍａｒｉａ，Ｐ．−Ｃ．；Ｒａｃｚｙｎｓｋａ，Ｅ．Ｄ．；３６ Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．６９９（２００１），ΔＨｄｐも、密度関数理論ＤＦＴを用いて算出された。ΔＨｄｐガス相熱力学的特性を以下に定義する。
【００６５】
Ｈｄｐ＝分子からプロトンを除去するために必要なエンタルピー
ＸＨ→Ｘ−＋Ｈ＋ ΔＨｄｐ （２）
複数の酸性プロトンを有する分子の場合、全ての脱プロトン部位が検証され、最も酸性のプロトンが最も低いΔＨｄｐを有するプロトンである、最も酸性のプロトンのΔＨｄｐ値が報告された。
【００６６】
全ての算出は、ＮＷＣｈｅｍバージョン５．０で実行された。ΔＨｄｐは、以下の手順を用いて算出され、Ｔ＝２９８．１５Ｋ．について算定される。
【００６７】
１．ＥＮは、上のセクションで説明されるように算定される。
２．用語Ｅｅｌｅｃ、ＥＴ及びＥＺＰＥは、上のセクションの工程１〜４に従って脱プロトン種に対して算出される。脱プロトン種ＥＤのエネルギーは、ＥＤ＝Ｅｅｌｅｃ＋ＥＴ＋ＥＺＰＥとして算定される。
３．裸プロトンは、電子又はゼロ点エネルギーを有さないが、５／２ＲＴに等しい熱エネルギーを有し、式中、Ｒは一般気体定数であり、Ｔは温度である。よって、プロトンのエネルギーは、ＥＨ＋＝５／２ＲＴである。
４．上の式（２）で説明するように、ΔＨｄｐ＝ＥＮ−ＥＤ−ＥＨ＋である。
【００６８】
ＰＡと同様に、ΔＨｄｐ値は、ＮＩＳＴデータセットから援用された一連の実験データに対して較正され、データを表１に示す。ΔＨｄｐに対して算出された値も表１に示す。算出された値の平均無符号誤差は、１．７ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、これは算出されたＰＡの誤差に類似する。
【００６９】
【表１】
【００７０】
ゼータ電位試験
ゼータ電位を測定するために、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＧｍｂＨ，Ｇｒａｚ，Ａｕｓｔｒｉａから商業的に入手可能なＥＫＡ ＥＬＥＣＴＲＯ ＫＩＮＥＴＩＣ ＡＮＡＬＹＺＥＲがこれらの実施例で使用された。以下に記述するプロトコルを使用して、他の装置も比較可能な測定値を提供する。圧勾配下の液体の流量により生じるゼロ電流での電位差は、毛細管、プラグ、隔壁、又は膜を通じて液体流量として測定されてもよい。差異は、毛細管の末端部間、プラグ全体、又は隔壁若しくは膜の対向する側で測定されてもよい。電解質溶液が材料の多孔質プラグを通される時、拡散層のイオン移動のため、流動電位が顕色し、動電分析器（ＥＫＡ）により測定され得る。流動電位は、その後、以下に説明するように、ゼータ電位を算出するために使用されてもよい。動電測定法の一般的評論はＰｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．７７，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１７５３〜１８０５，２００５．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ（ＩＵＰＡＣ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ）に見出される。
【００７１】
ＥＫＡ装置は、分析器と、直径２０ｍｍの円筒形サンプルセルと、Ａｇ／ＡｇＣｌ可逆電極と、データ制御システムとを備える。分析器は、本明細書に説明される濾材のサンプルを含有する測定セルを通して、リザーバから電解質溶液（一般的に塩化カリウム）を通過させるのに必要な圧力を生成するためのポンプを備える。温度、圧力低下、伝導度、及びｐＨを測定するためのセンサは、セルの外部に配置される。電解質溶液は、多孔質物質を通して送られる。電解質溶液は、サンプルを通過すると、帯電の変位が発生する。得られた流動電位及び／又は流動電流は、サンプルの両端に設置される電極によって検出され得る。次いで、サンプルのゼータ電位が、電解質の伝導度を考慮するＦａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ ａｎｄ Ｍａｓｔｉｎ（Ｆ．Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ，Ｈ．Ｍａｓｔｉｎ，Ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｎｄｏｓｍｏｓｉｓ，１２５Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２３１９−３０（１９２４））の方法に従う算出より判断される。ＥＫＡシステムは、また、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＧｍｂＨから入手可能なＥＫＡ用のＶｉｓｉｏｌａｂ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎソフトウエアバージョン１．０を作動させるデータ収集コンピュータにより遠隔制御された。Ｖｉｓｉｏｌａｂソフトウエアは、温度補正動的粘度及び誘電率の値を含んだ。ＥＫＡは、コンピュータ制御による自動滴定用の遠隔滴定ユニット（ＲＴＵ）に接続された。脱イオン（ＤＩ）水がそれぞれの試験に使用され、有機汚染物を除去するＯｒｇａｎｅｘ−Ｑカートリッジを用いる、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡのＭＩＬＬＩ−Ｑ ＰＬＵＳ Ｍｏｄｅｌ ＺＤ４０１１５８４−４の４カートリッジ浄水システムを用いてその場で生成された。
【００７２】
ＥＫＡの操作手順書、取扱説明書、及びＶＩＳＩＯＬＡＢの取扱説明書からの一般的な手順を以下に記載する。具体的に、試験するサンプルの各ウェブは、１０層の積み重ね体に畳まれた後、２０．６ミリメートル（１３／１６インチ）径、典型的に約０．２グラムの重量のディスクに切断された。サンプルは、汚染を最小にするため、ピンセットで取り扱った。各サンプルをＥＫＡサンプルセルに設置し、調節ネジを過剰に締めないよう注意して、２平行電極を約３ミリメートル（ｍｍ）間隔に調節した。これは、Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ ａｎｄ Ｍａｓｔｉｎの分析法が使用できる、純ポリプロピレンの密度のものの約２０％の試料嵩密度をもたらした。
【００７３】
試料セルは、その後、ＥＫＡユニットに取り付けられ、その電気接触及び配管接続が接続された。約４００＋／−２０ミリメートル（ｍｌ）の新しい脱イオン（ＤＩ）水をリザーバビーカーに添加し、そしてこれを、十分な混合を確実にするため、試験を通して、攪拌棒を用いて穏やかに攪拌した。ＥＫＡのポンプは、ＥＫＡ配管に水を引き込むために「バイパス」モードに設定される一方で、その入口チューブ及びプローブアセンブリをリザーバビーカーに下げて、ビーカー中の水との接触を避けるためにビーカーをカバーする。ＥＫＡのポンプ及び関連する配管を充填した後、システムからの試料セル内から閉じ込められた空気を流すために、交互の方向に試料セルを通して水を送り込んだ。溶液リザーバを覆う以外にシステムを不活性にする方法がないため（例えば、窒素フラッシュがない）、空気からのある程度の二酸化炭素の混和が経時的に発生する場合がある。よって、新しい試料を通して最小量のフラッシュは、多量の空気を取り除くことによって達成され、各試験は、あらゆる溶解された二酸化炭素の炭酸への変換による伝導度のいかなる増加及びｐＨの減少の可能性を合理的に最小にするために、できるだけ迅速に開始される。
【００７４】
以下は、ＶＩＳＩＯＬＡＢプログラムに入力された試験パラメータである。
サンプル設定：
測定種類：自動滴定
評価方法：Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ−Ｍａｓｔｉｎ
電解質：ＫＣｌ（水性）
分子量：１８．０２ｇ／ｍｏｌ
開始濃度：０．００１モル／リットル（ｍｏｌ／Ｌ）
開始容量：４００ｍｌ
粘度：Ｈ２０
誘電定数：Ｈ２０
圧力プログラム：
最大圧力：５０ｋＰａ（５００ミリバール（ｍｂａｒ））
時間：６０秒
測定：電圧
反復数：２
洗浄プログラム：
最大圧力：４０ｋＰａ（４００ｍｂａｒ）
時間バイパス：１０秒（ｓ）
時間セル：１５秒
反復数：１
自動滴定プログラム：
滴定種類：伝導度
使用シリンジ：ＲＴＵ１左（ＫＣｌ（水性），１．０ｍｏｌ／Ｌ
所望伝導度差：５０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ
開始容量：０．２５ｍＬ
伝導度限度使用
伝導度最小：１マイクロシーメンスＳ／ｃｍ
伝導度最大：３０００マイクロシーメンス／ｃｍ
【００７５】
プログラムされた試験手順は、システムから更に空気を取り除くために自動フラッシュサイクルを有する。伝導度滴定は、自動的低プログラム及び１ｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ溶液を用いて実施された。よって、ｐＨは、試験中に調節されなかったが、測定されたｐＨは、典型的な試験中、４〜６の範囲であった。典型的なサンプル実行処理は、最小工程の５０ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ及び０．２５ｍＬの１モルＫＣｌ溶液の第１注入量で行われた。
【００７６】
各試験が開始される前に、脱イオン水が実際に純水であることを確認するために、セル中の開始溶液の伝導度を測定して、１０マイクロシーメンス／ｃｍ以下であることを確認した。伝導度が１０マイクロシーメンス／ｃｍを超えていた場合、試験は中止された。システムパラメータが適切にプログラムされ、確認されれば、実験を開始した。完全に実験を完了するには、典型的に、６〜７時間を必要とした。
【００７７】
各試験が完了した後、ＥＫＡから取り外す前に、ＤＩ水でサンプルセルを繰り返しフラッシュして、伝導度が２０マイクロシーメンス／ｃｍ以下になるまで、完了した試験からシステムに残る高伝導電解質を洗い流した。試料セル及び循環回路を排水して、次の試料への持ち越しを低減した。Ａｇ／ＡｇＣｌ電極を傷つけないように注意して、試料セル、電極、及び試料を取り除いた。最後に、新しい試料を挿入する前に、ＤＩ水でセルを再度十分にフラッシュした。
【００７８】
ゼータ電位評価：ＥＫＡシステムは、Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ−Ｍａｓｔｉｎアプローチを用いて、試料のゼータ電位を流動電位の直接測定及び適用される電解質の特定の電気伝導度から算出する。
【数１】
式中、
ζ［ｍＶ］はゼータ電位であり、
ｄＵ／ｄｐ［ｍＶ／ｍｂａｒ］は、流動電位対圧力のスロープであり、
η［ｍＰａ−ｓ］は、電解質粘度であり、
ε［Ａｓ／Ｖｍ］は、電解質の誘電定数であり、
ε０［Ａｓ／Ｖｍ］は、空き領域の誘電率である。
【００７９】
我々は、それぞれの繊維ウェブ試料のゼータ電位のサインは、ＥＫＡ装置で報告された値であるという慣例を採用した。典型的な伝導度スキャン中、データ電位は、最初に上昇するか下降するかのいずれかであり、その後、約５００マイクロシーメンス／ｃｍ以上に上昇する電解質溶液の伝導度の規模として平坦値に達する。１０００マイクロシーメンス／ｃｍと２０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍとの間のこのゼータ電位平坦レベルの平均値が、試験された各試料のゼータ電位測定値と見なされた。正確な結果を検証するために、手順は繰り返されてもよい。
【００８０】
線質係数（ＱＦ）試験
メルトブロウンマイクロファイバー試料を、それぞれＤＯＰエアゾール浸透（％Ｐｅｎ）及び圧力降下（ＤＰ）について試験し、品質係数を算出した。不織布マイクロファイバーウェブの濾過性能（％ＰＥＮ及びＱＦ）は、自動フィルター試験機ＡＦＴ型式８１２７（ＴＳＩ社（ミネソタ州、セントポール）から入手可能）を使用し、忌避エアゾールとしてのジオクチルフタレート（ＤＯＰ）及びフィルターを横切る圧力降下（ＤＰ（水柱ｍｍ））を測定するＭＫＳ圧力変換器を使用して評価した。以下に記述するプロトコルを用いて、他のフィルター試験装置で比較測定が行われてもよい。ＤＯＰエアゾールは、名目上、７０〜１１０ｍｇ／ｍ３の上流濃度を有する単分散０．３マイクロメートル質量中央径である。エアゾールは、エアゾールイオン化装置を停止させ、濾材のサンプルを通して、４２．５リットル／分の較正流量（６．９ｃｍ／秒の面速度）にて押し出した。総試験時間は、２３秒であった（立ち上がり時間１５秒、サンプル時間４秒、及びパージ時間４秒）。ＤＯＰエアゾールの濃度は、濾材の上流側と下流側の両方にて、較正した光度計を使用して、光散乱により測定した。ＤＯＰ ％Ｐｅｎは、次のように定義される。％Ｐｅｎ＝１００×（ＤＯＰ下流側濃度／ＤＯＰ上流側濃度）各材料について、６個の別個の測定をブロウンマイクロファイバー（ＢＭＦ）ウェブ上の異なった箇所で行い、結果を平均した。
【００８１】
次式によりＱＦを計算するために、％Ｐｅｎ及びΔＰを使用した。
ＱＦ＝−ｌｎ（％Ｐｅｎ／１００）／ΔＰ，
式中、Ｉｎは自然対数を表す。ＱＦ値が大きい場合、濾過性能がより高いことを示し、ＱＦ値が小さい場合には、濾過性能の低下と完全な相関関係があることを示す。
【００８２】
以下の実施例は、単に説明目的であるに過ぎず、添付した請求項の範囲を限定することを意図しない。実施例及び明細書の他の箇所における全ての部、パーセント、比等は、他に記載がない限りにおいて、重量あたりである。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ；Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎより入手した。
【００８３】
【表２】
【００８４】
【化２】
【化３】
【化４】
【００８５】
合成例
合成例１：電荷添加剤３の調製
窒素雰囲気下にて、１−テトラデカノール（９６．３グラム、４４９ミリモル（ｍｍｏｌ）、ピリジン（４０ミリモル）、及びジクロロメタン（１０００ミリモル）の混合物を３０℃に加熱した。塩化４−ニトロベンゾイル（１００グラム、５３９ｍｍｏｌ）を２０分間にわたり少量ずつ添加した。反応混合物を１６時間加熱還流させた。その後、反応混合物を水で２回（２×５００ｍＬ）洗浄した。減圧下で有機層を黄色固体になるまで濃縮した。１０００（１０００）ｍＬのヘキサンを添加して、混合物を加熱還流した。混合物を冷却して濃縮し、濾過された黄色固体を得た。黄色固体をエタノールから２回再結晶させて、７７．０グラムのテトラデシル４−ニトロベンゾエートを黄色結晶として得た。
【００８６】
窒素パージしながら、炭素上１０％白金（２．５グラム）を、パール社（Parr）製容器内のテトラデシル４−ニトロベンゾエート（２５グラム、６９ｍｍｏｌ）及びエチルアセテート（２５０ｍＬ）の混合物に添加した。容器を水素圧力（３．３×１０５Ｐａ（４９ｐｓｉ））下に１６時間置いた。ジクロロメタンを添加し、反応混合物をセライトろ過助剤の層に通して濾過した。ろ液は、減圧下で、黄褐色固体になるまで濃縮した。固体をエタノールから再結晶させて、１５グラムのテトラデシル４−アミノベンゾエートを淡褐色針状結晶として得た。
【００８７】
窒素雰囲気下にて、テトラデシル４−アミノベンゾエート（４５．６グラム、１３７ｍｍｏｌ）及び塩化シアヌル（８．４０グラム、４５．６ｍｍｏｌ）のキシレン（４６０ｍＬ）中混合物を２４時間加熱還流させた。反応混合物を９０℃まで冷却し、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し（５００ｍＬで２回）、続いて水で洗浄した（５００ｍＬで３回）。キシレンを一晩冷却することにより、白色沈殿物が形成された。白色沈殿物を濾過によって分離し、過剰なキシレンで洗浄した。固体は、３４：６６ジクロロメタン：メタノール（７５０ｍＬ）から２回、キシレン（３００ｍＬ）から１回再結晶させて、２７．６グラムの２，４，６−トリアニリノ（ｐ−カルボ−テトラデシル−オキシ）−１，３，５−トリアジンを白色固体として得た。
【００８８】
組成分析：Ｃ６６Ｈ１０２Ｎ６Ｏ６（％ Ｃ，７３．７０；％ Ｈ，９．５６；％ Ｎ，７．８１）について計算した。結果は、％ Ｃ，７３．４４；％ Ｈ，９．３７；％ Ｎ，７．６２であった。
【００８９】
合成例２：電荷添加剤４の調製
窒素雰囲気下にて、４−オクタデシルアナリン（analine）（５０グラム、１４５ｍｍｏｌ）及び塩化シアヌル（８．９グラム、４８ｍｍｏｌ）のキシレン（５００ｍＬ）中混合物を２４時間加熱還流させた。反応混合物を９０℃まで冷却し、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し（５００ｍＬで２回）、続いて水で洗浄した（５００ｍＬで２回）。キシレンを一晩冷却することにより、白色沈殿物が形成された。白色沈殿物を濾過によって分離し、過剰なキシレンで洗浄した。固体は、９０：１０クロロホルム：メタノール（５００ｍＬ）から２回、キシレン（５００ｍＬ）から１回再結晶させて、４５グラムのＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（４−オクタデシルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミンを白色固体として得た。
【００９０】
組成分析：Ｃ７５Ｈ１２６Ｎ６（％ Ｃ，８１．０２；％ Ｈ，１１．４２；％ Ｎ，７．５６）について計算した。結果は、％ Ｃ，８１．０５；％ Ｈ，１１．３８；％ Ｎ，７．６０であった。
【００９１】
合成例３：電荷添加剤５の調製
窒素雰囲気下にて、オクタデシルアミン（３８９グラム、１．４４ｍｏｌ）、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル（１．５０リットル）、酢酸ナトリウム（１３４グラム、１．６３ｍｏｌ）、及び塩化シアヌル（８８．４グラム、０．４７９ｍｏｌ）の混合物を３０分間攪拌し、次に８５℃まで２時間加熱した。反応混合物を１５５℃まで加熱し、この温度で反応混合物からの酢酸を還流させた。反応混合物を１７０℃まで１６時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却した時点で、２−プロパノール（１．６０リットル）を反応混合物に添加した。沈殿物を室温で濾過し、過剰な２−プロパノールで洗浄した。固体を還流水（２．００リットル）中で２時間攪拌し、濾過し、かつ過剰な水で洗浄した。固体を還流２−プロパノール（２．００リットル）中で攪拌し、濾過し、過剰な２−プロパノールで洗浄して、３７７グラムのＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリオクタデシル−１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミンを白色固体として得た。
【００９２】
合成例４：電荷添加剤１５の調製
磁気攪拌棒を備えた２５０ｍＬの３首丸底フラスコにフロログリシノール無水物（６．６３ｇ，９７％）、４−ドデシルアニリン（３６．４０ｇ，９７％）、及びヨウ素（０．１３ｇ，９９％）を充填した後、トルエン（３０ｍＬ）を添加した。Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ及びコンデンサをフラスコに装備した後、一定の攪拌状態下で１２時間、１３０℃に加熱した。反応混合物の温度が約６０℃（混合物は粘性の液体形態である）に冷却された後、２００ｍＬのエタノールにゆっくり注いで、沈殿させた。濾過して沈殿物をピンク色固体として得た。一晩、５０℃の真空下（３．６ｋＰａ（２７ｍｍＨｇ））で乾燥させた後、エタノールから２回（それぞれ１５０ｍＬ）再結晶して淡いピンク色粉末として電荷添加剤１（３１．０ｇ、８７．８％）を得た。
【００９３】
組成分析：Ｃ，８４．１５；Ｈ，１０．９５；Ｎ，４．９１について計算した。Ｃ，８４．２８；Ｈ，１０．８６，Ｎ，４．８５を検出した。
【００９４】
実施例１〜１１０及び比較実施例Ｃ１〜Ｃ６０
実施例及び比較実施例の各々について、後述の手順が続く。
【００９５】
試料の調製
工程Ａ−メルトブロウンマイクロファイバーウェブの調製：
各実施例及び比較実施例において、上の略記表に挙げたポリマー樹脂の１つ又はその組み合わせを使用して、ブロウンマイクロファイバー（ＢＭＦ）不織布ウェブを押出したが、いくつかの場合において、前述の表に挙げた電荷添加剤の１つ又はそれらの組み合わせを含有する。押出しは、後述の２つの押出し方法のうちの１つを介して、一般的には、Ｖａｎ Ａ．Ｗｅｎｔｅ，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ，４８Ｉｎｄｕｓｔ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．，１３４２−４６、及びＮａｖａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｒｅｐｏｒｔ １１１４３７（Ａｐｒ．１５，１９５４）に記載されるように実施された。表３は、実施例及び比較実施例のそれぞれにおける、特定のウェブ特性及び電荷添加剤の濃度を要約する。
【００９６】
押出成形方法１：センチメートル当り１０個の穴（インチ当り２５個の穴）及び０．３８ｍｍ（０．０１５ｉｎ）径の穴を有するメルトブロウンダイに接続された、約２４０℃〜３３０℃の温度で操作される押出成形機を用いて、約４５〜７０ｇ／ｍ２の坪量、約６．５〜１５マイクロメートルの有効ファイバー径、約４〜１０％の硬度、及び約０．６〜２．５ミリメートルの厚さを有するＢＭＦウェブを形成した。電荷添加剤は、乾燥粉末又は２０〜３５重量％濃縮物のいずれかで、樹脂と共に押出成形機に直接供給された。
【００９７】
押出成形方法２：実施例１の（ＷＯ／２００８／０１６７８２）Ｍｏｎｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ Ｍｅｌｔｂｌｏｗｎ Ｗｅｂ Ａｎｄ Ｍｅｌｔｂｌｏｗｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓに記載される一般的な方法を用いて、二峰性ファイバーサイズ分布及び約５０〜１５０ｇ／ｍ２の坪量、約１２〜１６マイクロメートルの有効ファイバー径、約５〜８％の硬度、並びに約０．６〜２．５ミリメートルの厚さを有するＢＭＦウェブを形成した。電荷添加剤は、乾燥粉末形態又は２０〜３５重量％濃縮物のいずれかで、樹脂と共に押出成形機に直接供給された。
【００９８】
【表３】
【００９９】
【表４】
【０１００】
工程Ｂ−エレクトレット調製：
上の工程Ａで調製された各ＢＭＦウェブの試料を３つ：ハイドロチャージ、コロナ前処理及びハイドロチャージ、又はプラズマフッ素化前処理及びハイドロチャージのエレクトレット帯電方法のうちの１つにより帯電した。表５に、試料のそれぞれに適用される特定の帯電法を要約する。
【０１０１】
帯電法１−ハイドロチャージング：
ハイドロチャージ流体調製：逆浸透及び脱イオン化により精製された水から開始し、表５のそれぞれの実施例及び比較実施例に挙げられる重量百万分率（ＰＰＭ）の記載される濃度を用いて様々な水性ハイドロチャージ流体を作製するために、表４に挙げる化合物を使用した。以下の手順は、脱イオン（ＤＩ）水中の３つのＮａ２ＣＯ３水性溶液（５０ＰＰＭ、１００ＰＰＭ、１０００ＰＰＭ）の調製を説明する。同様の手順を用いて他の溶液を作製した。
【０１０２】
ａ）１０００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液：化学てんびんを使用して、３．６ｇのＮａ２ＣＯ３を３５９６．４ｇのＤＩ水に溶解して、０．１重量％溶液（１０００ＰＰＭ）を作製した。
ｂ）１００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液：化学てんびんを使用して、３６０ｇの１０００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液を３２４０ｇのＤＩ水に溶解して、０．０１重量％溶液（１００ＰＰＭ）を作製した。
ｃ）５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液：化学てんびんを使用して、１８００ｇの１００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液を１８００ｇのＤＩ水に溶解して、０．００５重量％溶液（５０ＰＰＭ）を作製した。
【０１０３】
【表５】
【０１０４】
各実施例及び比較実施例に使用される各ハイドロチャージ液体の伝導度及びｐＨは上述のように測定され、結果は以下の表５に記載される。
【０１０５】
ハイドロチャージ手順：
Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号に教示される技法に従い、所望の帯電液体を用いてＢＭＦウェブをハイドロチャージした。ハイドロチャージ液体の微細噴射を、６５５キロパスカル（９５ｐｓｉｇ）に加圧された、約１．４リットル／分の流速のステンレスタンクの１つに接続されるノズルから連続して生成した。工程Ａにて作製した選択されたＢＭＦウェブは、水噴霧を抜け約１０ｃｍ／秒の速度にて、下方からウェブを通してハイドロチャージ液体を同時に真空引きしながら、多孔質ベルトによって搬送された。各ＢＭＦウェブは、ハイドロチャージャーへ２回通し（連続して、各面に対して１回）、次にフィルター試験に先だって一晩完全に風乾させた。
【０１０６】
帯電法２−コロナ前処理及びハイドロチャージ：
工程Ａにて作製された選択されたＢＭＦウェブは、ＤＣコロナ放電により前処理された。コロナ前処理は、毎秒約３ｃｍの速度で、放電ソース長１ｃｍ当たり約０．０１ミリアンペアのコロナ電流を備えたコロナブラシソースの下を接地表面上のウェブを通過させることによって行なわれた。コロナソースは、その上をウェブが搬送される接地表面上約３．５ｃｍにある。コロナソースは、正の直流電圧によって駆動した。コロナ処理後、ＢＭＦウェブは、帯電法１に記載されるように、所望の帯電液体を用いてハイドロチャージにより帯電された。
【０１０７】
帯電法３−プラズマフッ素化前処理及びハイドロチャージ：
上記の工程Ａにて作製されたＢＭＦウェブは、Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ａｒｔｉｃｌｅ Ｈａｖｉｎｇ Ｈｅｔｅｒｏａｔｏｍｓ Ａｎｄ Ｌｏｗ Ｆｌｕｏｒｏｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏという表題のＫｉｒｋ等に対する米国特許第７，２４４，２９２号の「Ｇｅｎｅｒａｌ Ｗｅｂ Ｍａｋｉｎｇ，Ｐｌａｓｍａ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」に記載される手順を用いて、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ．から入手可能なペルフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）ガスを用いて、プラズマフッ素化により前処理された。プラズマ前処理後、ＢＭＦウェブは、上記帯電法１に記載されるように、所望の帯電液体を用いてハイドロチャージにより帯電された。
【０１０８】
ゼータ電位及びＱＦ
工程Ａにて作製された代表的なＢＭＦ試料において、ゼータ電位は上述の方法を用いて測定された。１０００〜２０００（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍの間から伝導度スキャン中に測定されたゼータ電位の平均が判断され、表５に報告されるが、いくつかの場合において、この値は同じＢＭＦ試料材料で実施された複数の試験の平均であった。
【０１０９】
上記工程Ｂで作製された各帯電サンプルを２個の１メートル部分へと切断した。１つのセクションを、％ＤＯＰエアゾール浸透（％Ｐｅｎ）及び圧力降下についてのその初期状態にて試験し、品質係数（ＱＦ）を上記の試験方法に記載するようにして算出した。いくつかの試料において、ゼータ電位を測定するために、第２のセクションが使用された。これらの結果は、％Ｐｅｎ、圧力降下、及びＱＦとして、以下の表５に報告される。
【０１１０】
実施例１〜６０及び比較実施例Ｃ１〜Ｃ６０
比較実施例１ａ、１ｂ、＆実施例１：電荷添加剤を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−９．３ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．６）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１（０．３３）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された比較実施例１ａ（０．２７）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例１ｂ（０．２４）のそれを超えた。
【０１１１】
比較実施例２ａ、２ｂ、＆実施例２：電荷添加剤を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−１０．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．６）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例２（１．０４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例２ａ（０．７８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．３）で帯電された比較実施例２ｂ（０．６５）のそれを超えた。
【０１１２】
比較実施例３ａ、＆実施例３ａ、３ｂ：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は−１０．２ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された実施例３ａ（１．０２）及び５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．１）を用いて帯電された実施例３ｂ（１．４１）の品質係数は、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．４）で帯電された比較実施例３（０．３０）のそれを超えた。
【０１１３】
比較実施例４ａ、４ｂ、＆実施例４：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−１０．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例４（１．５９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例４ａ（１．２４）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例４ｂ（０．４７）のそれを超えた。
【０１１４】
比較実施例５ａ、５ｂ、＆実施例５：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１０．２ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．７）と共に有機溶媒（ＤＩ水中に１０重量％アセトン）を含有する溶液を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例５（１．４１）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ９．７）中に１０重量％アセトンのみで帯電された比較実施例５ａ（１．１５）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ５．０）で帯電された比較実施例５ｂ（０．２０）のそれを超えた。
【０１１５】
比較実施例６ａ、６ｂ、＆実施例６：１重量％の電荷添加剤−２を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−１０．７ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例６（１．６１）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例６ａ（１．２８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例６ｂ（０．４６）のそれを超えた。
【０１１６】
比較実施例７ａ、＆実施例７ａ、７ｂ、７ｃ：１重量％の電荷添加剤−２を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、データ電位は−１０．９ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５、伝導度１３９ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例７ａ（１．６２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例７（１．０６）のそれを超えた。実施例７ａの塩基性５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３ハイドロチャージ溶液に増量した中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例７ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度２３０．４（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍ、ＱＦ １．４５）、実施例７ｃ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度１１５０（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍ、ＱＦ １．２５）、及び比較実施例７ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度９３４０（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍ、ＱＦ ０．７５）のＱＦは、実施例７ａと比較して減少した。
【０１１７】
比較実施例８ａ、８ｂ、＆実施例８：１重量％の電荷添加剤−７を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−８．４ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例８（１．７５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例８ａ（１．１５）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例８ｂ（０．７０）のそれを超えた。
【０１１８】
比較実施例９ａ、９ｂ、９ｃ＆実施例９ａ、９ｂ、９ｃ：１重量％の電荷添加剤−７を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は−１１．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４、伝導度１３６．４ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例９ａ（１．８５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例９ａ（１．１４）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例９ｃ（０．４８）のそれを超えた。実施例９ａの塩基性５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３ハイドロチャージ溶液に増量した中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例９ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ１０．３、伝導度２３０．４ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ １．５３）、実施例９ｃ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度１１５０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ １．３３）、及び比較実施例９ｃ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度９３４０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．９０）のＱＦは、実施例９ａと比較して減少した。
【０１１９】
比較実施例１０ａ、１０ｂ、＆実施例１０：１重量％の電荷添加剤−８を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１０．４ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１０（１．４６）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例１０ａ（１．０８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）で帯電された比較実施例１０ｂ（０．６６）のそれを超えた。
【０１２０】
比較実施例１１４ａ、１１ｂ、＆実施例１１：１重量％の電荷添加剤−８を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−９．６ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例１１（２．０５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例１１ａ（１．６３）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．３）で帯電された比較実施例１０ｂ（１．７２）のそれを超えた。
【０１２１】
比較実施例１２ａ、１２ｂ、＆実施例１２ａ、１２ｂ：電荷添加剤を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−１７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、プラズマフッ素化前処理後のゼータ電位は、−２４．１ｍＶであるように測定された。帯電法−３（プラズマフッ素化前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた実施例１２ａ（ＱＦ ２．３５）、及び５０ＰＰＭのＮＨ４ＯＨ（ｐＨ １０．６）を用いた実施例１２ｂ（ＱＦ ２．３８）の両方は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１２ａ（２．１８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例１２ｂ（１．９６）を超える品質係数を有した。
【０１２２】
比較実施例１３ａ、１３ｂ、＆実施例１３：０．７５重量％の電荷添加剤−６を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、３．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１３（２．４０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１３ａ（２．３５）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１３ｂ（１．２１）のそれを超えた。
【０１２３】
比較実施例１４ａ、１４ｂ、＆実施例１４：０．５重量％の電荷添加剤−６を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、０．５ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例１４（２．３２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐ Ｈ８．２）のみで帯電された比較実施例１４ａ（１．８８）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１４ｂ（１．６８）のそれを超えた。
【０１２４】
比較実施例１５ａ、１５ｂ、＆実施例１５：１重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１．９ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１５（２．８５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された比較実施例１５ａ（２．１８）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．１）で帯電された比較実施例１５ｂ（１．５５）のそれを超えた。
【０１２５】
比較実施例１６ａ、１６ｂ、＆実施例１６：０．５重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−３．３ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例１６（２．３４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１６ａ（１．５９）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１６ｂ（１．４３）のそれを超えた。
【０１２６】
比較実施例１７ａ、１７ｂ、＆実施例１７：０．５重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−６ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１７（１．６８）の品質係数は、脱イオン水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１７ａ（０．５）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１７ｂ（０．３５）のそれを超えた。
【０１２７】
比較実施例１８ａ、１８ｂ、＆実施例１８：０．７５重量％の電荷添加剤−１５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１．０ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１８（２．６４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１８ａ（２．２２）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１８ｂ（１．４２）のそれを超えた。
【０１２８】
比較実施例１９ａ、１９ｂ、＆実施例１９：０．７５重量％の電荷添加剤−５及び０．２重量％電荷添加剤−１０を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、０．６ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１９（３．０４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１９ａ（２．３５）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１９ｂ（０．９９）のそれを超えた。
【０１２９】
比較実施例２０ａ、２０ｂ、＆実施例２０：１重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、２．７ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．３）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例２０（１．７０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例２０ａ（１．２８）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例２０ｂ（０．９２）のそれを超えた。
【０１３０】
比較実施例２１ａ、２１ｂ、＆実施例２１：電荷添加剤を含有しないポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−９．９ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例２１（１．７２）の品質係数はＤＩ水（ｐＨ ５．９）のみで帯電された比較実施例２１ａ（０．４１）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６）で帯電された比較実施例２１ｂ（０．５２）のそれを超えた。
【０１３１】
比較実施例２２＆実施例２２ａ、２２ｂ：電荷添加剤を含有しないポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−９．９ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、１０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ８．２）を用いた実施例２２ａ（０．３３）及び１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．７）を用いた実施例２２ｂ（０．４０）の品質係数は、両方ともＤＩ水（ｐＨ ６．０）のみで帯電された比較実施例２２（０．１９）のそれを超えた。
【０１３２】
比較実施例２３ａ、２３ｂ、＆実施例２３：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−８．３ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例２３（１．３９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ５．９）のみで帯電された比較実施例２３ａ（０．４１）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６）で帯電された比較実施例２３ｂ（０．３３）のそれを超えた。
【０１３３】
比較実施例２４＆実施例２４ａ、２４ｂ：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−８．３ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、１０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ８．２）を用いた実施例２４ａ（０．７２）及び１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．７）を用いた実施例２４ｂ（０．９１）の品質係数は、両方ともＤＩ水（ｐＨ ６．０）のみで帯電された比較実施例２４（０．５４）のそれを超えた。
【０１３４】
比較実施例２５＆実施例２５ａ、２５ｂ：１重量％の電荷添加剤−５を含有するポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−５０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−４．８ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、ＤＩ水（ｐＨ ５．９）のみで帯電される時の実施例２５ａ（１．１８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６）を用いた実施例２５（１．７８）の品質係数は、両方とも１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．７）で帯電された比較実施例２５のそれを超えた。
【０１３５】
比較実施例２６ａ、２６ｂ＆実施例２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＫ２ＣＯ３（ｐＨ ７．７，伝導度１２０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例２６ａ（０．７３）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ６．５）のみで帯電された比較実施例２６ａ（０．４５）のそれを超えた。実施例２６ｂ（５００ＰＰＭ、ｐＨ １０、伝導度１０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．７８）におけるハイドロチャージ溶液中のＫ２ＣＯ３の増量に伴い、ＱＦは上昇した。実施例２６ｃ（５０００ＰＰＭ、ｐＨ １１、伝導度５０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．６８）及び比較実施例２６ｂ（１５０００ＰＰＭ、ｐＨ １１．８、伝導度２２，０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．５８）におけるハイドロチャージ溶液中のＫ２ＣＯ３の更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例２６ａに対して減少する傾向がある。
【０１３６】
比較実施例２７ａ、２７ｂ、２７ｃ＆実施例２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ７．７、伝導度１２３．６ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例２７ａ（１．５１）の品質係数がＤＩ水（ｐＨ ６．８）のみで帯電された比較実施例２７ａ（０．８４）のそれを超えたことを例証する。同様に、実施例２７ｂ（５ＰＰＭ ＮＨ４ＯＨ、ｐＨ ７．１、伝導度２４ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ １．２９）、実施例２７ｃ（５０ＰＰＭ ＮＨ４ＯＨ、ｐＨ ８．５、伝導度６４マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２６）、実施例２７ｄ（５０ＰＰＭ ＮａＨＣＯ３、ｐＨ ８．５、伝導度５６．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２２）、実施例２７ｅ（５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＮａ、ｐＨ ７．１、伝導度４２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０９）、実施例２７ｆ（５０ＰＰＭ ＫＯＨ、ｐＨ ８．３、伝導度２１２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３４）において、ＱＦは、比較実施例２７ｂ（１５０００ＰＰＭ ＫＯＨｐＨ １３、伝導度６８，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０７）、及び比較実施例２７ｃ（５００ＰＰＭ ＣｕＣｌ２、ｐＨ ４．７、伝導度７２１マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．５５）に加え、比較実施例２７ａのそれを超える。
【０１３７】
比較実施例２８ａ、２８ｂ＆実施例２８ａ、２８ｂ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ７．１、伝導度２３．３マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例２８ａ（０．８０）の品質係数が、ＤＩ水（ｐＨ ６．８）のみで帯電された比較実施例２８（０．２２）のそれを超えたことを例証する。実施例２８ｂ（１００ＰＰＭ、ｐＨ ９、伝導度３２５マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０１）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。比較実施例２８ｂ（５０００ＰＰＭ、ｐＨ １３、伝導度２６，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．７１）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例２８ａに対して減少する傾向がある。
【０１３８】
比較実施例２９ａ、２９ｂ＆実施例２９ａ、２９ｂ、２９ｃ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＫ２ＣＯ３（ｐＨ ７．７、伝導度１２０マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例２９ａ（１．４６）の品質係数が、ＤＩ水（ｐＨ ６．５）のみで帯電された比較実施例２９ａ（０．９７）のそれを超えたことを例証する。同様に、実施例２９ｂ（５０ＰＰＭ ＫＯＨ、ｐＨ ８．３、伝導度２１２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．１９）、実施例２９ｃ（５０ＰＰＭ ＮａＯＨ、ｐＨ ８．５、伝導度２４６マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３２）において、ＱＦは、比較実施例２９ａ及び比較実施例２９ｂ（５，０００ＰＰＭ ＮａＯＨ、ｐＨ １２．８、伝導度２７，４００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．１２）のそれを超える。
【０１３９】
比較実施例３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ＤＩ水（ｐＨ ６．８）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、比較実施例３０ａ（１．６６）のＱＦが比較実施例３０ｂ（１０ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ６．８、伝導度２８．２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．６１）、比較実施例３０ｃ（１００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ５．８、伝導度２７３マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３９）、比較実施例３０ｄ（１，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．５、伝導度２５８０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２８）、及び比較実施例３０ｅ（５，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．３、伝導度１１，８００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０１）のそれを超えたことを例証する。
【０１４０】
比較実施例３１ａ、３１ｂ＆実施例３１ａ、３１ｂ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭの界面活性剤ドデシルベンゼンナトリウムスルホネートを用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３１ａ（１０ＰＰＭドデシルベンゼンナトリウムスルホネート、ｐＨ ７．９、ＱＦ ０．３２）及び実施例３１ｂ（１０ＰＰＭドデシルベンゼンナトリウムスルホネート及び１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３、ｐＨ １０．２、ＱＦ ０．５３）の両方が、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例３１ａ（０．２３）及び比較実施例３１ｂ（１０ＰＰＭドデシルベンゼンナトリウムスルホネート及び１００ＰＰＭ ＨＣｌ、ｐＨ ２．６、ＱＦ ０．１６）を超えるＱＦを有したことを例証する。
【０１４１】
比較実施例３２ａ、３２ｂ＆実施例３２ａ、３２ｂ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例３にて使用されたものと同等）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３２ａ（１．１９）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３２ａ（０．９３）のそれを超えたことを例証する。実施例３２ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．４８）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。比較実施例３２ｂ（５，０００ＰＰＭ、ｐＨ １３、伝導度２６，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．８８）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３２ａに対して減少する傾向がある。
【０１４２】
比較実施例３３＆実施例３３ａ、３３ｂ：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ １１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３３ａ（１．４０）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された比較実施例３３（１．０５）のそれを超えたことを例証する。同じ２０ＰＰＭのＮａＯＨ溶液（ｐＨ １１）を用いたウェブ（ＢＭＦ−８）の２度目のハイドロチャージは、実施例３３ｂ（１．６２）のＱＦを更に上昇させる。
【０１４３】
比較実施例３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例３にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ＤＩ水（ｐＨ ６．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、比較実施例３４ａ（１．３２）ＱＦが、比較実施例３４ｂ（１ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ６．８、伝導度３．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３０）、比較実施例３４ｃ（１０ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ６．８、伝導度２８．２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２５）、比較実施例３４ｄ（１００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．８、伝導度２７３マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．１２）、比較実施例３４ｅ（１，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、５．５、伝導度２，５８０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．８５）、及び比較実施例３４ｆ（５，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．３、伝導度１１，８００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．５５）のそれを超えたことを例証する。
【０１４４】
比較実施例３５＆実施例３５ａ、３５ｂ、３５ｃ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例４にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例３５ａ（１．９１）のＱＦが脱イオンＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３５（１．６２）のそれを超えたことを例証する。実施例３５ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．８５）及び実施例３５ｃ（１，０００ＰＰＭ、ｐＨ １２．４、伝導度５，８２０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．６２）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３５ａに対して減少する傾向がある。
【０１４５】
比較実施例３６ａ、３６ｂ＆実施例３６ａ、３６ｂ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例４にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３６ａ（１．１０）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３６ａ（０．７７）のそれを超えたことを例証する。実施例３６ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３８）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。比較実施例３６ｂ（５，０００ＰＰＭ、ｐＨ １３、伝導度２６，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．８５）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３６ａに対して減少する傾向がある。
【０１４６】
比較実施例３７＆実施例３７ａ、３７ｂ、３７ｃ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−２（実施例６にて使用されたものに類似）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例３７ａ（１．９６）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３７（１．５２）のそれを超えたことを例証する。実施例３７ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．９９）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。実施例３７ｃ（１，０００ＰＰＭ、ｐＨ １２．４、伝導度５，８２０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．６１）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３７ａに対して減少する傾向があり、まだ比較実施例３７を超える。
【０１４７】
比較実施例３８ａ、３８ｂ、＆実施例３８：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−３を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３８（１．６８）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された実施例３８ａ（１．３８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例３８ｂ（０．５８）のそれを超えたことを例証する。
【０１４８】
比較実施例３９ａ、３９ｂ、＆実施例３９：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ５．２）と共に有機溶媒（ＤＩ水に１０重量％エタノール）を含有する溶液を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３９（２．５７）のＱＦは、ＤＩ水（ｐＨ ８．８）に１０重量％エタノールのみで帯電された比較実施例３９ａ（１．７５）、又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．３）で帯電された比較実施例３９ｂ（１．３４）のそれを超えたことを例証する。
【０１４９】
比較実施例４０＆実施例４０ａ、４０ｂ：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＨＣｌ（ｐＨ ３．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４０ａ（２．２３）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例４０（１．８５）のそれを超えたことを例証する。同じ２０ＰＰＭのＨＣｌ溶液（ｐＨ ３．４）を用いたウェブ（ＢＭＦ−２３）の２度目のハイドロチャージは、実施例４０ｂ（２．３１）のＱＦを更に上昇させる。
【０１５０】
比較実施例４１＆実施例４１ａ、４１ｂ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ６、伝導度２１．６ マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４１ａ（２．７６）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ７．３）のみで帯電された比較実施例４１（２．５９）のそれを超えたことを例証する。実施例４１ｂ（１００ＰＰＭ、ｐＨ ４、伝導度７０．６マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ２．８７）におけるハイドロチャージ溶液中のＣＨ３ＣＯＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。
【０１５１】
比較実施例４２ａ、４２ｂ＆実施例４２：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１００ＰＰＭのＣｕＣｌ２（ｐＨ ５．５、伝導度ｃ１４６．５マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４２（２．２４）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．１）のみで帯電された比較実施例４２ａ（２．１３）のそれを超えたことを例証する。比較実施例４２ｂ（５０００ＰＰＭ、ｐＨ ４．５、伝導度５９８０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．８８）におけるハイドロチャージ溶液中のＣｕＣｌ２の増量に伴い、ＱＦは減少する。
【０１５２】
比較実施例４３ａ、４３ｂ＆実施例４３ａ、４３ｂ、４３ｃ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６、伝導度４５．３マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４３ａ（２．３４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．６）のみで帯電された比較実施例４３（２．０６）のそれを超えたことを例証した。実施例４３ａの酸性の５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨハイドロチャージ溶液に中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例４３ｂ（５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ ４．４、伝導度１３０．２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ２．１６）、実施例４３ｃ（５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ、５００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ ４．０、伝導度２８０．６マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ２．１３）、及び比較実施例４３ｂ（ＣＨ３ＣＯＯＨ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ ４．０、伝導度９２３０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．９４）のＱＦは、実施例４３ａと比較して減少する。
【０１５３】
比較実施例４４ａ、４４ｂ、＆実施例４４：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−４を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４４（１．８６）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例４４ａ（０．５６）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例４４ｂ（０．８５）のそれを超えたことを例証する。
【０１５４】
比較実施例４５ａ、４５ｂ＆実施例４５ａ、４５ｂ、４５ｃ：この一連の実施例は、０．１重量％の電荷添加剤−９を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１００ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ３．９）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４５ａ（１．７２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４５ａ（０．７９）、又は１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．７）で帯電された比較実施例４５ｂ（０．３７）のそれを超えたことを例証する。更に０．５重量％の電荷添加剤−９を含有するＢＭＦ−２９において、同様の１００ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ溶液（ｐＨ ３．９）を用いたハイドロチャージは、実施例４５ｂにおいてＱＦ（２．７６）が高くなり、同様に０．５重量％の電荷添加剤−９を含有するＢＭＦ−３０において、１０ＰＰＭ ＨＣｌ溶液（ｐＨ ４．２）を用いたハイドロチャージは、実施例４５ａより実施例４５ｃにおいてＱＦが高くなった。
【０１５５】
比較実施例４６ａ、４６ｂ、＆実施例４６：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４６（１．８３）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４６ａ（０．２６）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例４６ｂ（０．４５）のそれを超えたことを例証する。
【０１５６】
比較実施例４７ａ、４７ｂ、＆実施例４７：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１２を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４７（１．４０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４７ａ（０．２４）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例４７ｂ（０．３９）のそれを超えたことを例証する。
【０１５７】
比較実施例４８ａ、４８ｂ、＆実施例４８：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１３を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４８（１．６８）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４８ａ（０．６２）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例４８ｂ（０．６５）のそれを超えたことを例証する。
【０１５８】
比較実施例４９ａ、４９ｂ、＆実施例４９：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１４を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４９（０．９９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４９ａ（０．６０）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）で帯電された比較実施例４９ｂ（０．４９）のそれを超えたことを例証する。
【０１５９】
比較実施例５０ａ、５０ｂ、＆実施例５０：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１及び０．４重量％の電荷添加剤−７を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５０（１．６１）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５０ａ（１．０２）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例５０ｂ（０．３４）のそれを超えたことを例証する。
【０１６０】
比較実施例５１ａ、５１ｂ、＆実施例５１ａ、５１ｂ：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１及び０．２重量％の電荷添加剤−８を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４、伝導度１３１．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５１ａ（１．５９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５１（１．２５）のそれを超えたことを例証する。実施例５１ａの塩基性５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３ハイドロチャージ溶液に増量した中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例５１ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度２３０．４マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．４２）及び比較実施例５１ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度９３４０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．７７）のＱＦは、実施例５１ａと比較して減少した。
【０１６１】
比較実施例５２、５３、５４、５５、５６＆実施例５２、５３、５４、５５、５６：この一連の実施例は、ＥＦＤ、坪量及び繊維サイズ分布（すなわち、押出成形法−１ｖｓ．押出成形法−２）が変動する１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４０、４１、４２、４３ ＆ ４４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５２（１．７７）、実施例５３（２．１９）、実施例５４（１．７７）、実施例５５（２．５５）、及び実施例５６（２．０３）のＱＦが、全てそれらの対応する比較実施例である、ＤＩ水（ｐＨ ７．０）のみで帯電された比較実施例５２（０．８６）、比較実施例５３（０．９１）、比較実施例５４（０．８８）、比較実施例５５（１．１７）、及び比較実施例５６（０．８１）を超えたことを例証する。
【０１６２】
比較実施例５７ａ、５７ｂ、＆実施例５７：この一連の実施例は、押出成形法−２を用いて０．５重量％の電荷添加剤−６及び０．２重量％の電荷添加剤−９を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５７（３．４８）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５７ａ（３．０７）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例５７ｂ（１．６８）のそれを超えたことを例証する。
【０１６３】
比較実施例５８ ＆実施例５８ａ：この一連の実施例は、押出成形法−２を用いて０．８重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ５．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５８（３．５０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．８）のみで帯電された比較実施例５８（２．５８）のそれを超えたことを例証する。
【０１６４】
比較実施例５９ａ、５９ｂ、＆実施例５９：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−５１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ １１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５９（１．４２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５９ａ（１．１０）又は２０ＰＰＭのＨＣｌ（ｐＨ ３．５）で帯電された比較実施例５９ｂ（０．４８）のそれを超えたことを例証する。
【０１６５】
比較実施例６０ａ、６０ｂ、＆実施例６０：この一連の実施例は、電荷添加剤を含有しないポリプロピレン９５％及び環状オレフィンコポリマー５％（ＢＭＦ−５２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ １１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例６０（２．２１）の品質係数が、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例６０ａ（１．７７）又は２０ＰＰＭのＨＣｌ（ｐＨ ３．５）で帯電された比較実施例６０ｂ（０．７０）のそれを超えたことを例証する。
【０１６６】
【表６】
【０１６７】
【表７】
【０１６８】
【表８】
【０１６９】
【表９】
【０１７０】
【表１０】
【０１７１】
【表１１】
【０１７２】
ａＮ．Ｍ．は、測定されなかったことを示す。ゼータ電位は、実質的に類似する材料の測定に基づき予測された。
ｂｐＨ及び伝導度は、帯電時には測定されなかった。報告された値は、等価組成物の溶液についてである。
【０１７３】
（実施例６１〜６６）
上述の計算化学法を用いて、ＰＡ及びΔＨｄｐは、電荷中心の電子構造に関して、上述のアミノ置換芳香族電荷添加剤に等価であるモデル化学システム（すなわち、電荷添加剤１〜６及び１５）において計算された。モデル構造を以下に示すが、我々は、必要な計算時間を削減するために脂肪族尾部を切断した。脂肪族尾部の切断位置を揃えるために、我々は、電荷中心がプロトン化／脱プロトン部位である電荷中心の電子構造に尾部がどのように影響を与えるかを検証した。官能基が芳香族中心の電子構造に影響を与える程度は、Ｈａｍｍｅｔｔ−Ｓｉｇｍａパラメータσｐ（Ｄｅａｎ，Ｊ．Ａ．，Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．Ｌａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ；ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９．）を通して理解され得る。Ｒ＝ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、及びＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３に対するσｐ値は、それぞれ、−０．１７、−０．１５、−０．１５、及び−０．１６である。これらのＲ基に対するσｐ値の類似性は、メチレン反復基が電荷中心の電子構造に著しい影響を与えないことを示唆する。化学的に異なるＲ基の例は、Ｒ＝−Ｈ、−ＣＨ３及びＣＯ−ＯＣＨ３であり、これらのＲ基に対するσｐ値は、それぞれ、０．０、−０．１７、及び０．３９である（Ｄｅａｎ，Ｊ．Ａ．，Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．Ｌａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ；ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９．）。
【０１７４】
プロトン親和性：計算されたＰＡ及びΔＨｄｐ（以下に説明する）に基づく異なるｐＨ帯電流体と、対応する好ましいｐＨで帯電された等価電荷添加剤とを含有するＢＭＦウェブの典型的なＱＦを提供することに加え、構造モデルに対するＰＡを表６に報告する。これらの結果は、分子のＰＡが添加剤の帯電性質と両様に良く相関することを示唆する。最初の観測結果は、約２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌを超えるＰＡ値は、酸性の水スプレーで帯電されるウェブ試料の性能を改善し、約２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のＰＡ値を有する添加剤は、酸性の水スプレーと接触するウェブ試料の性能を改善しないことである。
【０１７５】
脱プルトンエンタルピー：全てのモデルシステムに対するΔＨｄｐを表６に報告する。これらの結果は、分子のΔＨｄｐがＰＡに類似する手段で添加剤の帯電性質と良く相関すことを示唆する。最初の観測結果は、約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のΔＨｄｐ値は、添加剤が塩基性の水スプレーで帯電されるウェブ試料の性能を改善し、約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを超えるΔＨｄｐ値を有する添加剤が、塩基性の水スプレーと接触する時に試料の帯電挙動を改善しないことを示唆する。我々は、脱プロトンが発熱プロセスであり、よって、より小さい数が好まれることに留意する。
【０１７６】
対応する電荷添加剤のモデル化に使用された化学化合物
【化５】
【０１７７】
【表１２】
【０１７８】
ａＤＩ水：脱イオン水、測定されたＤＩ水のｐＨは、実施例６２及び６５において７．５、並びに実施例６１、６３、６４及び６６において８．２であった。
ｂ酸性水：５０ｐｐｍ ＣＨ３ＣＯＯＨを有する水、測定された酸性水のｐＨは、実施例６１、６３、６４及び６６において４．２、並びに実施例６２及び６５において４．４であった。
ｃ塩基性水：５０ｐｐｍ Ｎａ２ＣＯ３を有する水、測定された塩基性水のｐＨは、実施例６２及び６５において１０．１、並びに実施例６１、６３、６４及び６６において１０．４であった。
【０１７９】
実施例６７〜１１０
上記の特定の電荷添加剤の特性の算定に加え、広範な電荷添加剤の帯電特性は、電荷添加剤の化学範囲を判断するために算出された。化学範囲を判断するために、式（１）及び（２）として上記に示す２つの添加剤クラスを検証した。式（１）は、それに結合する３つの（ＮＨ）−ＣＨ２−ＣＨ３基を備える芳香族コアが存在する構造モデル−２を含み、式（２）は、３つのパラ置換アニリン誘導体に結合される芳香族コアが存在する構造モデル３、４、５及び６を含む。これらの構造における芳香族コアは、異なる芳香族性を有するように選択され、式（２）におけるＲ基は、それらの電子求引性／放出力に基づき選択される。芳香族性を増加するために、芳香環は、トリアジン、ピリミジン、ピリジン及びベンゼン（Ｓｈｉｓｈｋｉｎ，Ｏ．Ｖ．；Ｐｉｃｈｕｇｉｎ，Ｋ．Ｙ．；Ｇｏｒｂ，Ｌ．；Ｌｅｓｚｃｚｙｎｓｋｉ，Ｊ．６１６ Ｊ．Ｍｏｌ．Ｓｔｒｕｃ．１５９（２００２））である。電子求引性を増加するために、Ｒ基は、（ＮＨ）−ＣＨ３、−ＯＨ、−Ｏ−ＣＨ３、−ＣＨ３、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ３、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ３、ＣＦ３及び−ＮＯ２である。電子吸引性の強度は、Ｈａｍｍｅｔｔ−Ｓｉｇｍａパラメータであるσｐ（Ｄｅａｎ，Ｊ．Ａ．，Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．Ｌａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ；ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９）で定量化される。
【０１８０】
ＰＡ及びΔＨｄｐ値は、上述の式（１）及び（２）の添加剤に対して算出され、表７に報告される。これらの算出に基づき、全ての式（１）添加剤（実施例６７〜７０）は、これらのＰＡ値が２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌを大きく超え、それらのΔＨｄｐ値が３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを大きく超え、よって、酸性帯電流体（ｐＨ＜７）でより良く帯電されることが予測される時、塩基性添加剤である。
【０１８１】
実施例７１〜１０６の目的は、Ｒ基の電子吸引性／放出力がどのようにして電荷添加剤の酸性又は塩基性に影響するのかを示すためである。Ｒが電子放出、すなわち、σｐ＜０．０の時、分子はより塩基性になり、Ｒが電子供与性、すなわちσｐ＞０．０の時、添加剤は、より酸性になる。酸性と塩基性添加剤との間の遷移におけるσｐの正確値は、芳香族コアに依存する。例えば、トリアジンを用いた添加剤における酸性と塩基性との間の遷移は、σｐ≒０の時に生じ、ベンゼンコアを用いた添加剤における酸性と塩基性との間の遷移は、σｐ≒０．３２の時に生じる。
【０１８２】
【表１３】
【０１８３】
本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変形及び変更を加えられてもよい。したがって、この発明は、上記に限定されないが、以下の請求項及び全てのその等価物に詳述する制限によって規制される。
【０１８４】
本発明はまた、本明細書に具体的に開示されないいずれかの要素がない場合でも、好適に実施されることがある。
【０１８５】
上記の全ての特許及び特許出願は、背景技術部分のものを含め、全体的に参考として本明細書に組み込まれる。そのような組み込まれる文献の開示と上記明細書との間に不一致又は矛盾がある限りにおいては、上記明細書が優先する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーエレクトレット物品の新規帯電方法に関する。本方法は、或る伝導度及びｐＨを有する水性液体の使用に関し、これらは、両方とも物品のゼータ電位の機能として選択される。
【背景技術】
【０００２】
エレクトレット物品、つまり、少なくとも準永続電気的帯電を示す誘電体物品は、優れた濾過特性を示すことが知られている。これらの物品は、多様な構造に形成されているが、空気濾過目的の場合、物品は、典型的に不繊布ポリマー繊維ウェブの形態をとる。そのような製品の例は、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから販売されているフィルトレート（商標）ブランドの炉フィルターである。不織布ポリマーエレクトレットフィルターは、個人用呼吸保護マスクにも使用されており、例えば、Ｂｅｒｇに対する米国特許第４，５３６，４４０号、Ｄｙｒｕｄ等に対する同第４，８０７，６１９号、Ｋｒｏｎｚｅｒ等に対する同第５，３０７，７９６号、Ｂｒａｕｎ等に対する同第５，８０４，２９５号、及びＲｅｋｏｗ等に対する同第６，２１６，６９３号を参照のこと。
【０００３】
電気的帯電は、不織布ウェブの性能を強化してウェブを通過する流体に懸濁される粒子を捕捉する。不織布ウェブは、典型的に、誘電体、つまり、非導電性ポリマーを含む繊維を含有する。エレクトレット物品を製造するための様々な技法が長年にわたって開発されている。
【０００４】
電気的に帯電されるポリマー箔は、Ｐ．Ｗ．Ｃｈｕｄｌｅｉｇｈ ｉｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｏ ａ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｒｆａｃｅ ｂｙ ａ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｏｎｔａｃｔ，２１ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５４７−４８（Ｄｅｃ．１，１９７２）及びＣｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｏｉｌｓ Ｕｓｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｏｎｔａｃｔｓ，４７Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４４７５−８３（Ｏｃｔｏｂｅｒ １９７６）に記載されている。Ｃｈｕｄｌｅｉｇｈの方法は、箔に電圧を印加することによってポリフルオロエチレンポリマーを帯電する工程を含む。電圧は、箔の表面に接触する導電液体を通して印加される。
【０００５】
繊維形態でのポリマーエレクトレットを作製するための初期の既知の技法は、Ｋｕｂｉｃ及びＤａｖｉｓに対する米国特許第４，２１５，６８２号に記載されている。本方法において、繊維は、ダイ開口部から生じる電気的に帯電される粒子で衝撃される。ダイ開口部に隣接して高速度で吹き付けられるガス流が、押し出された高分子材料を引き出し、固化した繊維に冷却する、「メルトブロー」工程を用いて繊維を作製する。衝撃されたメルトブロー繊維は、ランダムに捕集装置に蓄積して、繊維性エレクトレットウェブを作製する。上記の特許は、濾過の効率は、メルトブロー繊維が本様式で電気的に帯電される時、２つ以上の要因によって改善され得ることを記述している。
【０００６】
繊維性エレクトレットウェブは、コロナ帯電によっても製造される。Ｋｌａａｓｅ等に対する米国特許第４，５８８，５３７号は、例えば、実質的に閉じた誘電体箔の主表面の１つに隣接して位置付けられながら、コロナ放電装置に連続して送り込まれる繊維ウェブを示す。コロナは、逆帯電された薄いタングステンワイヤに接続される高電圧源から生成される。不織布ウェブへの帯電を付与するための別の高電圧技法は、Ｎａｋａｏに対する米国特許第４，５９２，８１５号に記載されている。本帯電プロセスにおいて、ウェブは、滑らかな表面の研磨電極と緻密に接触させられる。
【０００７】
また、繊維性エレクトレットウェブは、ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔに対する米国再発行特許第３０，７８２号、同第３１，２８５号、及び同第３２，１７１号に記載されるような、ポリマーフィルムから製造されてもよい。ポリマーフィルム又は箔は、実質的に収集され、不織布繊維性フィルターに加工される繊維にフィブリル化される前に、電気的に帯電される。
【０００８】
機械的なアプローチも電気的帯電を繊維に付与するために用いられている。Ｂｒｏｗｎに対する米国特許第４，７９８，８５０号は、フリースに毛羽立てられた後、フェルトを形成するように縫われる、２つの異なる織縮された合成ポリマー繊維の混合物を含有するフィルター材料を記載している。上記の特許は、毛羽立てる間に電気的に帯電されるように繊維を良く混合することを記載している。Ｂｒｏｗｎに開示されるプロセスは、通常、「摩擦帯電」と呼ばれる。
【０００９】
摩擦帯電は、高速度の非帯電ガス又は液体噴射が誘電体フィルムの表面を通過する時に生じることができる。Ｃｏｕｆａｌ等に対する米国特許第５，２８０，４０６号は、非帯電流体噴射が誘電体フィルムの表面に衝突した時に、表面が帯電されることを開示している。
【００１０】
最近の開発は、不織布繊維ウェブに電気的な帯電を付与するために水を用いる（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号を参照のこと）。加圧水噴射又は水液滴流は、非導電マイクロファイバーを含有する不織布ウェブ上に衝撃され、電気的帯電を生成する。ハイドロチャージ作業前にウェブを空気コロナ放電処理にさらすことで更に帯電を強化することができる。得られた帯電は、濾過強化特性を与える。エレクトレット物品を製造するための水を用いた他の方法については、Ｅｉｔｚｍａｎ等の米国特許第６，８２４，７１８号及び同第６，４０６，６５７号、並びにＡｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等の同第６，７８３，５７４号、同第６，３７５，８８６号、及び同第６，１１９，６９１号、並びにＩｎｓｌｅｙ等の同第６，７４３，４６４号も参照のこと。非水性極性液体も繊維性エレクトレット物品の作製に使用されている（Ｅｉｔｚｍａｎ等に対する米国特許第６，４５４，９８６号を参照のこと）。
【００１１】
ウェブに特定の添加剤を添加すると、エレクトレットの性能が向上する。油性ミストエアゾールに対する耐性を改善するための方法の１つは、ポリマー繊維物品の製造中、ポリマーへのフッ素性化学物質オキサゾリジノン、フッ素性化学物質ピペラジン又は過フッ素化アルカン等の融解処理可能フッ素性化添加剤の添加を含む（例えば、Ｃｒａｔｅｒ等の米国特許第５，０２５，０５２号及び同第５，０９９，０２６号、並びにＪｏｎｅｓ等の米国特許第５，４１１，５７６号及び同第５，４７２，４８１号を参照のこと）。フッ素性化学物質は、溶解処理が可能である、つまり、これらは、エレクトレットウェブに繊維を形成するために用いられる溶解処理条件下で実質的に分解しない（Ｒｏｕｓｓｅａｕ等の米国特許第５，９０８，５９８号も参照のこと）。融解処理法に加え、フッ素化エレクトレットは、ポリマー物品をフッ素含有種と不活性ガスとを含有する環境にポリマー物品を設置した後、放電を与えてポリマー物品の表面化学を変更することによっても作製される。電気放電は、ＡＣコロナ放電等のプラズマの形態であってよい。プラズマフッ素化法は、フッ素原子をポリマー物品の表面に存在させる。フッ素化ポリマー物品は、例えば上記のハイドロチャージ技術を使用し電気的に帯電されてよい。プラズマフッ素化プロセスは、Ｊｏｎｅｓ／Ｌｙｏｎｓ等に対する第６，３９７，４５８号、同第６，３９８，８４７号、同第６，４０９，８０６号、同第６，４３２，１７５号、同第６，５６２，１１２号、同第６，６６０，２１０号、及び同第６，８０８，５５１号の多くの米国特許に記載されている。高フッ化飽和率を有するエレクトレット物品は、Ｓｐａｒｔｚ等の米国特許第７，２４４，２９１号に記載されており、ヘテロ原子と共に低フッ化飽和率を有するエレクトレット物品は、Ｋｉｒｋ等の米国特許第７，２４４，２９２号に記載されている。フッ素化法を開示している他の発行物は、米国特許第６，４１９，８７１号、同第６，２３８，４６６号、同第６，２１４，０９４号、同第６，２１３，１２２号、同第５，９０８，５９８号、同第４，５５７，９４５号、同第４，５０８，７８１号、及び同第４，２６４，７５０号、米国公開特許第ＵＳ２００３／０１３４５１５ Ａ１号及び同第ＵＳ２００２／０１７４８６９ Ａ１号、並びに国際公開特許第ＷＯ０１／０７１４４号を含む。
【００１２】
フィルターウェブは、また、意図的に後で帯電せずに又は繊維若しくは繊維ウェブを「エレクトレット化」せずに製造されている（Ｃｈｏｕ等の米国特許第５，７８０，１５３号を参照のこと）。繊維は、５〜２５重量％の（メタ）アクリル酸、あまり好ましくはないが、任意に、１〜８個の炭素原子を有する最大４０重量％のアルキル（メタ）アクリレートのエチレンのコポリマーを含むコポリマーから作製される。５〜７０％の酸性基は、金属イオン、特に、亜鉛、ナトリウム、リチウム若しくはマグネシウム又はそれらの組み合わせのイオンで中和される。コポリマーは、１０分当り５〜１０００グラム（ｇ）のメルトインデックスを有する。残余は、ポリプロピレン又はポリエチレン等のポリオレフィンであってもよい。繊維は、メルトブロー工程を通して製造されてもよく、過剰な結合を避けるために水で迅速に冷却されてもよい。上記の特許は、繊維が、あらゆる既存の、又は意図的かつ特定的に誘発された静電気の高い静電荷を有していることを開示している。
【００１３】
添加剤を含有する他のエレクトレットは、Ｎｉｓｈｉｕｒａの米国特許第５，０５７，７１０号に記載されている。Ｎｉｓｈｉｕｒａに開示されるポリプロピレンエレクトレットは、ヒンダードアミン、窒素含有ヒンダードフェノール、及び金属含有ヒンダードフェノールから選択される、少なくとも１つの安定剤を含有する。上記の特許は、これらの添加剤を含有するエレクトレットが高温安定性を提供することができることを記述している。エレクトレット処理は、針様電極と接地電極との間に不織布繊維シートを設置することによって実施された。Ｏｈｍｏｒｉ等の米国特許第４，６５２，２８２号及び同第４，７８９，５０４号は、絶縁ポリマーに脂肪酸金属塩を取り込み、長期間にわたり高い除塵性能を維持することを記載している。日本国特許公告第ＪＰ６０−９４７号は、ポリ４−メチル−１−ペンテンと、（ａ）フェノールヒドロキシ基を含有する化合物、（ｂ）高級脂肪族カルボン酸及びその金属塩、（ｃ）チオカルボキシレート化合物、（ｄ）リン化合物、及び（ｅ）エステル化合物から選択される少なくとも１つの化合物とを含むエレクトレットを記載している。該特許は、エレクトレットが長期保存安定性を有することを示唆する。
【００１４】
エレクトレット物品を製造するための方法を開示する他の日本発行物は、２００２−１１５１７８、２００２−１１５１７７Ａ、２００３−０１３３５９、２００４−６６０２６、２００４−６６０２７、及び２００４−１９５３５７を含む。
【００１５】
境界面でのイオン化学の簡単な調査、及びエレクトレットを製造するためにイオンが吸収された水によってどのように移動され、促進されてもよいかについては、ＭｃＣａｒｔｙ ａｎｄ Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ，Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｄｕｅ ｔｏ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｏｎｓ ａｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ：Ｃｏｎｔａｃｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｅｔｓ，４７ Ａｎｇｗｎ Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．２〜２２（２００８）を参照のこと。ＭｃＣａｒｔｙ ｅｔ ａｌ．，Ｉｏｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｅｔｓ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｃｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｂｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｏｎｓ Ｕｐｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ，１２９ Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．４０７５−８８（２００７）及びＫｕｄｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｗｈｙ Ａｒｅ Ｗａｔｅｒ−Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｉｎｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ Ｃｈａｒｇｅｄ？，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１７，２００７）も参照のこと。
【００１６】
用語解説
本明細書では、
「水性」とは、水性液体が少なくとも４０体積％の水を含有することを指す。
【００１７】
「備える、含む」とは、特許術語で標準的に用いられる定義を指し、一般的に、「含む」、「有する」又は「含有する」と同義語である包括的な用語である。「含む、備える」、「含む」、「有する」及び「含有する」並びにそれらの変形が通常使用される、包括的な用語であるが、本発明は、また、その意図される機能を提供するエレクトレット物品の性能に有害な作用を有するであろう物又は要素のみを除外するという点で半包括的である「から基本的になる」等の狭い表現を使用して適切に説明されてもよい。
【００１８】
「伝導度」とは、電気的に伝導する物質の能力を指す。
「帯電」とは、帯電分離が有ることを指す。
「エンタルピー」とは、「Ｈ」で表される物質の熱力学的性質を指し、Ｈ＝Ｕ＋ｐＶの場合、Ｕは内部エネルギー、ｐは圧力、そしてＶは、体積である。エンタルピーＨは、システムの内部エネルギーと、圧力及び体積の生成物である。一定の圧力でシステムにもたらされる熱に等しいシステムでの変化である。
「脱プロトンのエンタルピー」とは、分子からプロトンを取り除くために必要なエンタルピー（ΔＨｄｐ）を指す。
「繊維性」は、加工繊維及び可能な他の成分を指す。
「繊維性エレクトレットウェブ」とは、繊維を含有し、準永続的電気的帯電を示すウェブを指す。
液体」とは、固体とガスとの間の物質の状態を指す。
「非導電性」とは、室温（２２℃）で約１０１４オームｃｍ以上の体積固有抵抗を保有することを指す。
「不織布」とは、構成要素（例えば、繊維）が織る以外の手段で結びつけられる構造又は構造の一部を指す。
【００１９】
「Ｎ−置換アミノ芳香族」とは、例えば、ベンゼン、ナフタレン、又はトリアジン等の１〜３の縮合環を有し、種−ＮＲ１Ｒ２（基Ｒ１は水素、１〜２０個の炭素を有するアルキル、結合又は縮合されてもよい１〜５個の環を有するアリール、１〜２０個の炭素原子を有するヘテロアルキル若しくは１〜２０個の炭素原子を有する置換アルキル、基Ｒ２は、水素、１〜２０個の炭素を有するアルキル、結合又は縮合されてもよい１〜５個の環を有するアリール、１〜２０個の炭素を有するヘテロアルキル若しくは１〜２０個の炭素原子を有する置換アルキルである）の少なくとも１つの置換アミノ基と置換される、芳香族基を指す。
【００２０】
「ｐＨ」とは、０〜１４の対数目盛における、室温での溶液の酸性又はアルカリ性（塩基性）及び気圧（２２℃、１０１，３００パスカル）の測定を指し、中和性は７の値で表され、酸性の増加はより小さい値への低下により表され、アルカリ性の増加はより大きい値への増加により表され、従来の水素イオン活性の塩基１０への負の対数として正式に定義される。
【００２１】
「ポリマー」とは、規則的又は不規則に配列される繰り返し結合分子単位又は基含有する有機材料を指す。
「ポリマーの」は、ポリマー及び任意に他の成分の含有を指す。
「高分子繊維形成材料」とは、ポリマーを含有するか、又はポリマーを生成できるモノマーを含有し、場合によっては他の成分を含有し、かつ固体繊維中に形成されることのできる組成物を指す。
「プロトン親和性」又は「ＰＡ」とは、プロトンがモル当りのキロカロリー（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）中の分子に結合される時の、負のエンタルピー変化を指す。
「品質係数」とは、以下に記載される品質係数試験に従い決定される品質係数ＱＦを指す。
「準永久」とは、帯電が、有意に測定可能な十分に長い時間、（２２℃、１０１，３００パスカル気圧及び湿度５０％）標準大気条件下で物品内に存在することを指す。
「水」とは、Ｈ２Ｏを指す。
「ゼータ電位」とは、圧力勾配下の液体の流量により生じる０電流での電位差（別名、界面動電位）を指す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、エレクトレット物品の新規作製方法に関する。方法は、（ａ）帯電されるポリマー物品を提供する工程と、（ｂ）帯電されたポリマー物品を以下のｐＨと伝導度とを有する水性液と接触させる工程であって、（ｉ）物品が−７．５ミリボルト（ｍＶ）未満のゼータ電位を有する場合、接触水はセンチメートル当り約５〜９，０００マイクロシーメンス（ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）の伝導度と、７を超えるｐＨとを有し、（ｉｉ）物品が−７．５ミリボルト（ｍＶ）を超えるゼータ電位を有する場合、接触水はセンチメートル当り約５〜５，５００マイクロシーメンス（ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）の伝導度と、７以下のｐＨとを有する工程と、を含む。物品は、積極的に（真空又は熱で）若しくは受動的に（吊るし乾燥）、又はそれらの組み合わせで乾燥させてもよい。
【００２３】
本発明の方法は、これに従うと、改善された濾過性能が、このような目的のために適合されるエレクトレット物品について達成することができる新規エレクトレットの作製方法を提供する。本発明者は、既知のパラメータ品質係数（ＱＦ）により測定されるように、濾過の改善は、物品をゼータ電位の機能として伝導度及びｐＨを有するように選択される水性液体で帯電した時に達成され得ることを発見した。本発明者は、プロトン親和性（ＰＡ）及び脱プロトン（ΔＨｄｐ）のエンタルピーも、特定の添加剤がエレクトレット物品を含む高分子材料に使用される時に役割を果たすことを更に発見した。改善された濾過性能は、少ない濾材が同定度の濾過を達成するために使用されるという点で有益である。得られるエレクトレット物品の強化された帯電レベル又はより最適な帯電分布は、強化された性能に関与する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のエレクトレット濾材を使用してもよい使い捨て呼吸マスク１０の前側斜視図。
【図２】図１に図示するマスク本体の断面図であり、繊維性エレクトレット濾過層を示す。
【図３】本発明のエレクトレット濾材を含んでもよいフィルターカートリッジ２８を有する呼吸マスク２４の斜視図。
【図４】本発明に関連して使用されてもよい非繊維性エレクトレット物品の図。
【図５】不織布マイクロファイバーウェブに有用な装置の側面部分断面図。
【図６】本発明に関連してエレクトレット物品に使用されてもよい液体噴射スプレーの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好ましい実施形態を説明する際、明瞭化のために特定の術語が使用される。しかし、本発明は、そのように選択された特定の用語に制限されることを意図するものではなく、また、そのように選択された各用語は、同様に機能する全ての技術的同等物を包含することを理解すべきである。
【００２６】
本発明の実施において、エレクトレット物品は、最初に物品が帯電され、その後、該物品を帯電される物品のゼータ電位に基づき変動する伝導度及びｐＨを有する水性液と接触させることにより作製されてもよい。帯電される物品が−７．５ミリボルトを超えるゼータ電位を有する場合、接触水溶液は、５〜５，５００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度と、７以下のｐＨとを有する。そして、ゼータ電位が−７．５ミリボルト未満である場合、水性液は、５〜９，０００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度と、７を超えるｐＨとを有する。ポリマー物品が、モル当り約２３０キロカロリー（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）を超えるプロトン親和性並びに約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを超える脱プロトン及び約２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のプロトン親和性のエンタルピーを有するＮ−置換アミノ芳香族添加剤を含有する場合、水性液体は、７以下のｐＨ又は５〜５，５００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度を有する。そして、ポリマー物品が約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満の脱プロトンのエンタルピーを有するＮ−置換アミノ芳香族添加剤を含有する場合、水性液体は、７を超えるｐＨと、５〜９，０００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度とを有する。水性液体の所望するｐＨ値及び伝導度は、水中の様々な化学種の種類及び濃度を調節することにより、本発明に従う帯電を付与するように変性され得る。例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液のｐＨ及び伝導度の両方は、水に更に水酸化ナトリウムを添加することにより徐々に上昇されてもよい。酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）水溶液のｐＨ値は、徐々に減少してもよく、その伝導度は、水に酢酸を更に添加することにより徐々に上昇する。伝導度は、ｐＨ調節のために一定量の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加し、伝導度調節のために中性塩化ナトリム（ＮａＣｌ）量を変動することにより調整され得る一方、水性液体のｐＨは一定に保持され得る。連続プロセスにおいて、ｐＨ及び伝導度は、長期間、特に、新しい水性液体供給開始時に、連続して測定されてもよい。
【００２７】
エレクトレット物品を作製する出願者の方法は、性能が濾過応用に使用される物品について特に有益となる場合がある、優れた性能のエレクトレット物品が調製できる。本発明に関連して作製されるエレクトレット物品は、様々な形状及び構成をとってもよい。物品は、固体、多孔質、繊維性等であってもよい。
【００２８】
本発明の使用に好適な繊維性物品は、Ｖａｎ Ａ．Ｗｅｎｔｅ，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ，４８ Ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．１３４２−４６、及びＶａｎ Ａ．Ｗｅｎｔｅ等によるＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｕｐｅｒ Ｆｉｎｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｂｅｒｓという表題の１９５４年５月２５日に出版されたＮａｖａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓの報告書番号４３６４に記載されるもの等の、エアレイドプロセス、湿式レイドプロセス、水流絡合、スパンボンドプロセス及びメルトブロウンプロセスを含む、様々な技法から作製され得る。繊維性物品は、これらの技法の組み合わせ、及びこれらの繊維の組み合わせを用いて作製される、ウェブ形態であってもよい。マイクロファイバー、特にメルトブロウンマイクロファイバーは、フィルターとして使用される繊維ウェブに特に好適に使用される。本文書に使用される際、「マイクロファイバー」は約２５マイクロメートル以下の有効直径を有する繊維を指す。有効直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．，Ｔｈｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｄｕｓｔ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｉｎｓｔ．Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇｎ．，Ｌｏｎｄｏｎ Ｐｒｏｃ．１Ｂ（１９５２）の等式１２を用いて算出され得る。フィルターアプリケーションの場合、マイクロファイバーは、典型的に２０マイクロメートル未満、より典型的には約１〜約１０マイクロメートルの有効繊維直径を有する。又、フィブリル化フィルムから作製された繊維が使用されてもよい。例えば、Ｖａｎ Ｔｕｒｎｏｕｔの米国特許第ＲＥ３０，７８２号、同第ＲＥ３２，１７１号、同第３，９９８，９１６号、及び同第４，１７８，１５７号を参照のこと。本発明のプロセスにより作製された不織布ウェブは、１．０、１．２、１．５、１．６、１．７、１．８、２．０、２．３、２．４及び３．４を超える品質係数を示してもよい。典型的には、本発明に従い調製された不織布エレクトレットウェブは、本発明の方法に従い作製されない同様の物品に対して１５％を超える、より典型的には５０％を超える品質係数を示す。
【００２９】
又、短繊維は、マイクロファイバーと組合され、ウェブロフトを改善できる、すなわち、その密度を減少できる。ウェブ密度の減少でウェブに対する圧力低下を小さくでき、空気はより容易にフィルターを通過できる。より小さい圧力低下が、個人用呼吸保護装置において特に望ましい、というのは、それらが、呼吸用マスクの着用をより快適にする。圧力低下が小さければ小さいほど、フィルターを通して空気を吸うために必要なエネルギーは少なくなる。負圧マスクを着用する呼吸用マスク着用者、つまり、フィルターを通して空気を吸うために着用者の肺に負圧を必要とする着用者は、従って、濾過空気を呼吸するため骨を折る必要がない。又、より小さいエネルギー消費は、動力フィルターシステムに有益であり、ファンを動力で動かすことに関連するコストを下げ、バッテリー動力システムのバッテリーの耐用年数を延長する。典型的な不繊布繊維性フィルターでは、約９０重量％以下の短繊維が存在し、より典型的には約７０重量％以下の短繊維が存在する。多くの場合、繊維の残余は、マイクロファイバーである。短繊維を含有するウェブの例が、ハウサー（Hauser）に対する米国特許第４，１１８，５３１号に開示されている。
【００３０】
活性粒子もまた、吸着目的、触媒目的、及び他の目的を含む、様々な目的のためにエレクトレットウェブに含まれてもよい。例えば、センカス（Senkus）等に対する米国特許第５，６９６，１９９号は、おそらく好適である種々の活性物質微粒子を記載している。活性炭又はアルミナ等の吸着特性を有する活性粒子は、濾過操作中に有機蒸気を取り除くためにウェブ中に含まれてもよい。活性物質微粒子は、ウェブ内に約９５容積％までの量で存在してよい。粒子の入った不織布ウェブの例が、例えば、ブラウン（Braun）に対する米国特許第３，９７１，３７３号、アンダーソン（Anderson）に対する米国特許第４，１００，３２４号、及びコルピン（Kolpin）等に対する米国特許第４，４２９，００１号に記載されている。
【００３１】
エレクトレット物品の製造に使用されて好適であってよいポリマーとしては、熱可塑性有機非導電性ポリマーが挙げられる。一般に、これらのポリマーは、多量の捕捉帯電を保持でき、メルトブロウイング装置又はスパンボンディング装置等により繊維に処理できる。用語「有機」とは炭素原子を含むポリマーの主鎖を指す。好ましいポリマー類としては、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、これらのポリマー類の１つ以上を含有するブレンド類又はコポリマー類、及びこれらのポリマー類の組合せが挙げられる。他のポリマーには、ポリエチレン、他のポリオレフィン、パーフルオロポリマー、ポリ塩化ビニル、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、ポリラクチド等の他のポリエステル、及びこれらのポリマーの組み合わせが挙げられ、任意で他の非導電性ポリマーは高分子繊維形成材料としてか、又は他のエレクトレット物品を製造するために使用されてもよい。
【００３２】
本発明に関連するエレクトレット物品を製造するために使用されるポリマー物品は、また、複数のポリマー構成要素を有するように押し出される、又は別の方法で形成されてもよい。Ｋｒｕｅｇｅｒ及びＤｙｒｕｄに対する米国特許第４，７２９，３７１号、並びにＫｒｕｅｇｅｒ及びＭｅｙｅｒに対する米国特許第４，７９５，６６８号及び同第４，５４７，４２０号を参照のこと。異なるポリマー構成成分が、繊維の長さに沿って同心円的に又は長手方向に配列され、例えば、２成分繊維を作製してよい。繊維は、配列され、「巨視的に均質な」ウェブ、すなわち、各々が同一の一般組成を有する繊維から作製されるウェブを形成してもよい。
【００３３】
ポリマー材料から作製される繊維も他の適切な添加剤を含有してもよい。可能な添加剤は、化合物又はオリゴマーがトリアジン環の窒素原子に加え少なくとも１つの窒素原子を含有する熱的に安定な有機トリアジン化合物又はオリゴマーを含む。Ｒｏｕｓｓｅａｕ等に対する米国特許第６，２６８，４９５号、同第５，９７６，２０８号、同第５，９６８，６３５号、同第５，９１９，８４７号、及び同第５，９０８，５９８号を参照のこと。水噴射により帯電されるエレクトレットを強化することが知られる別の添加剤は、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（商標）９４４ＬＦ（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］］）であり、Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手することができる。添加剤は、Ｎ−置換アミノ芳香族化合物、特に、例えば、以下に記述する式（１）又は（２）のトリ−アミノ置換化合物であってもよく、
【化１】
式中、Ａｒは０〜３個の窒素原子で置換された三価の芳香族基であり、ｎは１〜２０の整数であり、各Ｒは、独立して、約２０個未満の非水素非金属原子を有する基であってもよい。各Ｒは、例えば、独立して、水素、例えばフッ素等のハロゲン、ヒドロキシル、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等の最大２０個の炭素原子を有するアルキル、トリフルオロメチル等のハロゲン置換アルキル、メトキシ等の１〜２０個の炭素原子を有するアルコキシ、メトキシカルボニル等の２〜２０個の炭素原子を有するエステル、メチルアミノ等の２〜２０個の炭素原子を含有する置換アミン、及びニトロであってもよい。これらの式に合致する電荷添加剤は、以下の実施例のセクションで記述される。帯電強化添加剤の更なる例としては、本特許出願と同日に出願されたＣｈａｒｇｅ−Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｅｔｓという表題の米国特許出願第６１／０５８，０２９号（代理人整理番号６４２６３ＵＳ００２）及びＥｌｅｃｔｒｅｔ Ｗｅｂｓ Ｗｉｔｈ Ｃｈａｒｇｉｎｇ−Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓという表題の米国特許出願第６１／０５８，０４１号（代理人整理番号６４１７０ＵＳ００２）が挙げられる。典型的には、添加剤は、約０．１〜５重量％、より典型的には、約０．２５〜２重量％でポリマー物品に存在する。
【００３４】
他の添加剤は、光安定剤、一級及び二級酸化防止剤、金属賦活剤、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール脂肪酸金属塩、トリエステル亜リン酸塩、リン酸塩、フッ素含有化合物、メラミン並びにＬｅｉｒ等に対する米国仮特許出願６０／９９２７４５号、米国特許公開第２００７／０１８０９９７号、Ｎｉｓｈｉｕｒａ等に対する米国特許第５，０５７，７１０号、日本国特許公開第２００２２１２４３９号、日本国特許公開第２００５１３１４８５号に記述される添加剤を含む。
【００３５】
添加剤を含有する繊維は、エレクトレット物品を作製するように加熱されたポリマー及び添加剤の溶融ブレンドを形成した後にクエンチされ得て、焼還及び帯電工程が続く。強化された濾過性能は、本様式でエレクトレットを作製することにより物品に付与されてもよい。Ｒｏｕｓｓｅａｕ等に対する米国特許第６，０６８，７９９号を参照のこと。エレクトレット物品は、低レベルの抽出可能な炭化水素（＜３．０重量％）を有するように作製され得て荷重性能を改善する。Ｒｏｕｓｓｅａｕ等に対する米国特許第６，７７６，９５１号を参照のこと。
【００３６】
本発明の方法に従って、エレクトレット物品を製造するために使用される高分子材料は、室温で１０１４オームｃｍを超える体積固有抵抗も有してもよい。体積固有抵抗は、また、約１０１６オームｃｍを超えてもよい。高分子繊維形成材料の抵抗率は、標準試験ＡＳＴＭ Ｄ２５７−９３にしたがって測定され得る。又、メルトブロー繊維等のエレクトレット物品を作製するために使用される高分子繊維形成材料は、帯電防止剤等の構成成分を実質的に無くする必要がある、というのは、帯電防止剤は、帯電を受け取り保持するため導電性を増加させ、ないしは別の方法でエレクトレット物品の性能を妨げる。
【００３７】
呼吸フィルターにおける不織布高分子繊維ウェブを含むエレクトレットは、典型的に１平方メートル当り約２〜５００グラム（ｇ／ｍ２）、より典型的には約２０〜１５０ｇ／ｍ２の「坪量」を有する。坪量は、フィルターウェブ単位面積当たりの質量である。前記不繊布ポリマー繊維ウェブの厚さは、典型的に約０．２５〜２０ミリメートル（ｍｍ）、より好ましくは約０．５〜２ｍｍである。通常、多層繊維性エレクトレットウェブは、フィルターエレメントに使用される。繊維性エレクトレットウェブの硬度は、典型的には約１〜２５％、より典型的には約３〜１０％である。硬度は、物品の固体画分を画定する単位なしパラメータである。本発明の物品は、坪量、厚さ又は硬度に関する実質なしに帯電された不織布繊維性ウェブ全体に一般的に均一の帯電分布を含有することができる。
【００３８】
発明のエレクトレット物品は、フィルターマスクのフィルターとして使用されてよく、着用者の少なくとも鼻と口をカバーする。
【００３９】
図１は、本発明により製造される電気的に帯電した不織布ウェブを含有するよう構成されてよいフィルターフェースマスク１０の例を示す。一般的なカップ型本体部分１２は、着用者の鼻及び口上で適合する形状に成形されてもよい。本体部分１２は、多孔質であり、そのため、吸入した空気は、本体部分１２を通過できる。エレクトレット濾材は、マスク本体１２内に配置され（典型的にほぼ全表面積にわたって）吸入した空気から汚染物質を除去する。着用者の鼻上でぴったりした適合を維持するのを助けるために、マスク本体上に鼻適合クリップ１３が載置される。鼻クリップは、Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅに対する米国意匠特許第４１２，５７３号及び米国特許第５，５５８，０８９号に記載されているような「Ｍ形状」クリップであり得る。ストラップ又はハーネスシステム１４がマスク本体１２を着用者の顔上に支持するように提供されてもよい。二重ストラップシステムが図１に図示されるが、ハーネス１４は、１つのストラップ１６のみを利用してもよく、様々な他の構成に対応してもよい。例えば、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ等に対する米国特許第４，８２７，９２４号、Ｓｅｐｐａｌｌａ等に対する同第５，２３７，９８６号、Ｂｙｒａｍ等に対する同第５，４６４，０１０号、Ｄｙｒｕｄ等に対する同第６，０９５，１４３号、及びＸｕｅ等に対する同第６，３３２，４６５号を参照のこと。呼気弁は、マスクの内部からの呼気を迅速に送り出すためにマスク本体に載置され得る。Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ等に対する米国特許第５，３２５，８９２号、同第５，５０９，４３６号、同第６，８４３，２４８号、同第６，８５４，４６３号、同第７，１１７，８６８号、及び同第７，３１１，１０４号、Ｂｏｗｅｒｓに対する米国特許第ＲＥ３７，９７４号、並びにＭａｒｔｉｎ等に対する同第７，０１３，８９５号、同第７，０２８，６８９号、及び同第７，１８８，６２２号を参照のこと。
【００４０】
図２は、マスク本体１２の断面図の例を示す。マスク本体１２は、数字１８，２０及び２２で示したように複数個の層を有してよい。エレクトレット濾材は、熱固着繊維から作製される形成層等、繊維が繊維交点で他の繊維に固着できる外側熱可塑性構成成分を有する２成分繊維等の他の層で支持されてよい。層１８は、外側形成層、層２０は、濾過層、層２２は、内側形成層であってよい。形成層１８及び２２は、濾過層２０を支持し、及びマスク本体１２に形状を付与する。用語「形成層」が、この説明に使用されるが、形成層は、その他の機能も有し、そしてそれは、最も外側層の場合、更に濾過層の保護及びガス状流の前濾過等の一次機能であってよい。又、用語「層」が使用されるが、１つの層は、正確に言えば所望の厚さ又は重量を得るため組み付けられた数個のサブレイヤを備えてもよい。実施形態によっては、概ね内側の１つの形成層だけが、フェースマスク内に包含されるが、２つの形成層が使用される、例えば図２に示した濾過層の各側に１つの場合、形成は、より長持ちし、好都合に達成できる。形成層の例が以下の特許、すなわちバーグ（Berg）に対する米国特許第４，５３６，４４０号、ダイラッド（Dyrud）等に対する米国特許第４，８０７，６１９号、クロンザー（Kronzer）等に対する米国特許第５，３０７，７９６号、バージオ（Burgio）に対する米国特許第５，３７４，４５８号、及びスコブ（Skov）に対する米国特許第４，８５０，３４７号に記載されている。図１及び２に例示されるマスク本体は一般的に丸いカップ型の形状であるが、マスク本体は他の形状を有しても良い。例えば、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈに対する米国特許第４，８８３，５４７号を参照のこと。更に、マスク本体は、着用者の顔に滑らかで快適な接触を提供するように、及び／又は繊維の形成を妨げる、並びに濾過層がマスク本体から外れるのを妨げるように、内側及び／又は外側カバーウェブを含んでもよい。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第６，０４１，７８２号を参照のこと。呼吸マスクは、また、（成形されたマスクではなく）平らで折り畳められたマスク本体を有してもよい。例えば、Ｃｈｅｎに対する米国特許第６，３９４，０９０号、及びＢｏｓｔｏｃｋ等に対する同第６，４８４，７２２号を参照のこと。
【００４１】
図３は、発明のエレクトレット物品をフィルターとして使用してよい他の呼吸用マスク２４を示す。呼吸用マスク２４は、マスク本体に固定されたフィルターカートリッジ２８を有するエラストマーマスク本体２６を含む。典型的に、マスク本体２６は、人の鼻と口を覆って快適に取り付けるエラストマーフェースピース３０を含む。フィルターカートリッジ２８は、着用者が吸入する前に汚染物質を捕捉するように、本発明に従い作製されたエレクトレット濾材を含有してもよい。フィルターエレメントは、本発明のポリマーエレクトレットフィルター物品自体か、又は活性炭床のようなガス状フィルターと結合した状態を含んでもよい。多孔質カバー又はスクリーン３２は、フィルターカートリッジに備えられ、フィルターエレメントの外部表面を保護してよい。本発明のエレクトレット濾材が使用されてもよい他のフィルターカートリッジは、例えば、Ｂｒｏｓｔｒｏｍ等に対する米国特許第Ｒｅ．３５，０６２号、又はＢｕｒｎｓ及びＲｅｉｓｃｈｅｌに対する米国特許第５，０６２，４２１号に開示されるフィルターカートリッジ等の呼吸マスク用フィルターカートリッジに開示されている。これらの特許に示したように、複合フィルターカートリッジが使用されてよい。又、カートリッジは、取り外し及び置換可能であってよい。更に、発明の濾材は、動力空気浄化呼吸マスク（ＰＡＰＲｓ）のフィルターカートリッジに使用されてよい。ＰＡＰＲの例は、Ｂｅｎｎｅｔｔ等に対する米国特許第６，６６６，２０９号、及びＣｏｏｋ等に対する同第６，５７５，１６５号に示される。更に、本発明の濾材は、エスケープフード用フィルターカートリッジに使用され得る。Ｍａｒｔｉｎｓｏｎ等に対する米国特許第Ｄ４８０，４７６号、並びにＲｅｓｎｉｃｋに対する同第６，３０２，１０３号、同第６，３７１，１１６号、同第６，７０１，９２５号を参照のこと。
【００４２】
図４は、濾材配列４０の斜視図を示す。配列４０の構造は、配列４０の第１側面４４上に入口４３、及び配列４８の第２側面上に出口４６を有する複数の流路４２を含んで良い。流路は、波形化又はミクロ構造化層５０及びキャップ層５２により画定されてよい。波形化層５０は、１つ以上のピーク又は谷部分でキャップ層５２に接合されてよい。構造化及び平面部材の多層を積み重ねることにより、マイクロチャネル化配置が達成されてよい。流路は、高いアスペクト比を有する傾向があり、及びフィルム層は、好ましくは電気的に帯電され、良好な捕捉効率を有する物品４０を提供する。第１の側４４から第２の側４８の配列４０全体にわたる圧力低下は、無視できる。
【００４３】
したがって、濾過目的で使用される非繊維性エレクトレット物品は、形成フィルム、ミクロ構造化表面、又は多数のミクロ構造化路の形態を取ってよい。非繊維性エレクトレット物品の例が、インスレイ（Insley）等に対する米国特許第６，７５２，８８９号、インスレイ（Insley）等に対する米国特許第６，２８０，８２４号、ファンターンアウト（Van Turnout）に対する米国特許第４，０１６，３７５号、及びルサーフォード（Rutherford）に対する米国特許第２，２０４，７０５号に開示されている。
【００４４】
エレクトレット帯電は、様々な既知の（又は後に開発された）装置を使用してポリマー物品に付与され得る。既知のハイドロチャージ装置を説明する文献としては、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号、同第６，１１９，６９１号、同第６，３７５，８８６号、及び同第６，７８３，５７４号、Ｅｉｔｚｍａｎに対する米国特許第６，４０６，６５７号、並びにＩｎｓｌｅｙに対する米国特許第６，７４３，４６４号が挙げられる。
【００４５】
本発明に関連して帯電される物品は、物品のゼータ電位によって変動するｐＨ及び伝導度を有する水性液体と接触される。物品のゼータ電位は、以下に記述されるゼータ電位試験を用いて測定されてもよい。水伝導度及びｐＨも、以下で記述される伝導度測定及びｐＨ測定を用いて測定され得る。
【００４６】
ハイドロチャージ法は、正及び負電荷の両方を繊維に注入する、そのため正及び負電荷は、ウェブ全体にわたってランダムに分散される。ランダムな電荷分散は、非分極性ウェブを製造する傾向にある。したがって、水のような極性液体で帯電することにより製造される不繊布繊維性エレクトレットウェブは、ウェブ平面に垂直な平面において実質的に非分極されてよい。本様式で帯電された繊維は、理想的には、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第６，１１９，６９１号の図５Ｃに示す電荷構成を示す。繊維ウェブがコロナ処理操作を受ける場合、上記の特許の図５Ｂに示す構成と同様の電荷構成を示す。単にハイドロチャージを用いて帯電された繊維から形成されるウェブは、典型的にウェブの体積全体を通して非極性捕捉帯電を有する。「実質的に非極性捕捉帯電」とは、熱的にシミュレートされた放電電流（ＴＳＤＣ）分析（分母はエレクトレット表面積）を用いて１μＣ／ｍ２未満の検出可能な放電電流を示す繊維性エレクトレットウェブを指す。この電荷構成は、ウェブをＴＳＤＣさせることにより示されてよい。有用なハイドロチャージプロセスの一実施例は、ウェブに濾過強化エレクトレット帯電を付与するのに十分な圧力及び時間で、水の噴射又は水液滴流を物品に衝突させる工程を含む。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号を参照のこと。物品に付与される濾過強化エレクトレット帯電を最適化するために必要な圧力は、使用されるスプレーの種類、物品が形成されるポリマーの種類、ポリマーへの添加剤の種類及び濃度、並びに物品の厚さ及び密度により変動する。６９〜３４５０ｋＰａ（約１０〜５００ｐｓｉ）の範囲の圧力が好適である。水の噴射又は水液滴流は、任意の好適なスプレーでもたらされてよい。有用なスプレーの１つの例は、水圧によって交絡した繊維に使用される装置である。
【００４７】
コロナ前処理又は後処理も、上述のハイドロチャージ装置と併用して使用されてもよい。ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔに対する米国特許第ＲＥ３０，７８２号、同第３１，２８５号、及び同第３２，１７１号、並びにＷａｄｓｗｏｒｔｈ等に対する米国特許第４，３７５，７１８号及び同第５，４０１，４４６号、Ｋｌａｓｓｅ等に対する米国特許第４，５８８，５３７号、並びにＮａｋａｏに対する米国特許第４，５９２，８１５号を参照のこと。この文献に記載された方法により形成されたエレクトレットは、例えば、マイクロホン、ヘッドホン及びスピーカー、流体フィルター、塵粒制御装置等の電気音響機器における、例えば、高電圧静電起電機、静電記録装置、呼吸マスク（例えば、前置フィルター、キャニスタ及び交換可能なカートリッジ）、暖房、換気、空気調整、及びフェースマスクにおける静電要素として使用されるのに好適である。
【００４８】
本発明に有用な不織布マイクロファイバーウェブは、図５に示すような装置を用いて作製されてもよい。このような装置は、液化繊維形成材料が前進する押出形成チャンバ６１を有するダイ６０を備える。ダイ開口部６２は、ダイの前端部にわたって、及び繊維形成材料が押し出される線状に配列されてもよい。ガス、典型的には加熱された空気は、高速度で共働ガス開口部６３に押し出される。高速度ガス状流が引き込まれ、押し出された繊維形成材料を細径化し、これによって捕集装置６４に移動する間に繊維形成材料がマイクロファイバーとして固化してウェブ６５を形成する。
【００４９】
短繊維がウェブ上に存在する場合、これらは、図５に示すようにマイクロファイバーブロー装置上に配置されるリッカリン（lickerin）ロールの使用を通じて導入されてもよい。主要繊維のウェブ６７、典型的には、反毛機又はＲＡＮＤＯ−ＷＥＢＢＥＲ装置上に作製されたような緩い不織布ウェブは、前縁がリッカリンロール６６に係合する駆動ロール６９の下でテーブル６８に沿って進められる。リッカリンロール６６は、相互から繊維を分離するウェブ６７の前縁から繊維を拾い上げる。拾い上げられた繊維は、傾いたトラフ又はダクト７０を通して空気流でブロウンマイクロファイバーと混合されるブロウンマイクロファイバーの流れに運ばれる。粒子状物質がウェブに導入される場合、ダクト７０に類似する荷重機構を用いて添加されてもよい。
【００５０】
ハイドロチャージは、ウェブに濾過強化エレクトレット帯電を提供するのに十分な水性液と、ウェブを接触させることにより実行されてもよい。水性液体のｐＨ及び伝導度は、物品のゼータ電位に基づき選択される。水性液体の接触は、帯電されるポリマー物品上に水性液体を噴射、浸漬、圧縮する等によって達成されてもよい。噴霧器が使用される場合、最適な結果を得るのに必要な圧力は、用いる噴霧器の種類、物品が形成されるポリマーの種類、物品の厚さ及び密度、並びにコロナ放電処理などの前処理がハイドチャージの前に行われるかどうかにより変動してもよい。一般的に、６９〜３４５０ｋＰａ（約１０〜５００ｐｓｉ）の範囲の圧力が好適である。水性液体は、物品のゼータ電位が−７．５ｍＶ以下の場合、約５〜９，０００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度を有する。ゼータ電位が−７．５ｍＶを超える場合、接触液体は、約５〜５，５００マイクロシーメンス／ｃｍの伝導度を有する。いずれかの場合、伝導度は、典型的に約７〜３，０００マイクロシーメンス／ｃｍであり、より典型的には約１０〜１，０００マイクロシーメンス／ｃｍである。伝導度が低い値である場合、連続プロセスにおける目標伝導度の維持において多大な相対プロセスのばらつきが存在する。したがって、例えば、目標伝導度が７マイクロシーメンス／ｃｍである場合、プラスマイナス（＋／−）約４マイクロシーメンス／ｃｍのばらつきが存在してもよい。同様のばらつきが高伝導度（例えば＞１００）で示されてもよいが、％の差異は低い。蒸留水又は脱イオン水が、水道水より好ましい。水性液体は、単に水道水より、例えば、蒸留、逆浸透又は脱イオンで生成される精製水であってもよい。純粋でない水は、効果的な繊維帯電を妨げる制御不可能な有機又は無機不純物を含有するため、精製水が好ましい。水は、約１．８５デバイの双極子モーメントを有し、７８〜８０の誘電定数を有し、水性液体は少なくとも０．５デバイの双極子モーメントを有してもよい。水性液体は、約４０体積％、より典型的には、６０体積％、更により典型的には８０体積％の水を含有する。好ましくは、水性液体は、本質的に、１００体積％の水を含有する。水性帯電液体は、本質的に、少量の他の成分又は添加剤を含有する純水であってもよい。伝導度、電気抵抗の反転は、伝導度メーターを用いて測定されてもよく、マイクロシーメンス／センチメートルで記載される。
【００５１】
液体噴射又は液体液滴流は、本質的に、いずれかの適切なスプレー手段により提供され得る。一般に、油圧駆動により交絡加工した繊維に有用な装置が、本発明の方法において有用であるが、作動は一般に水流交絡にて使用される場合よりも低圧にてハイドロチャージ中に実施される。
【００５２】
図６は、繊維性ウェブ６５が液体噴射７４の下の支持手段上に移送される好適なスプレー手段の例を示す。移送手段は、ベルト、好ましくは、メッシュスクリーン又は布地等の多孔質の形態であってもよい。液体噴射７４は、噴射ヘッド７６から伸延し、衝突点７８’でウェブ６５に衝突する。真空は、ウェブを通して液体の通過を補助し、乾燥エネルギー必要量を低減するために、多孔質支持体の下に提供されてもよい。
【００５３】
本発明の方法に用いるのに適したスプレー手段の他の例は、流体管路を通じて提供される水性液体及び空気管路を通じて提供される加圧空気が、帯電される物品に衝突するようにスプレーミストを提供するためにノズルに供給されるネブライザと、ポンプハンドルがスプレーミストを提供するようにノズルを通じて供給手段により提供される液体を押し出すポンプ作動噴霧器とを備える。水の接触を提供する本方法の更なる説明は、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第６，１１９，６９１号に提供される。別の方法としては、帯電される物品は、Ｅｉｔｚｍａｎ等に対する第６，４０６，６５７号、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する第６，３７５，８８６号、Ｅｉｔｚｍａｎ等に対する第６，４５４，９８６号、及びＥｉｔｚｍａｎ等に対する第６，８２４，７１８号に記載される装置を含む、様々な多の装置を用いて水性液体と接触され得る。
【実施例】
【００５４】
これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した書類名特許請求の範囲の範囲に限定するものではない。実施例及び明細書の他の箇所における全ての部、パーセント、比等は、他に記載がない限りにおいて、重量あたりである。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ；Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎより入手した。
【００５５】
伝導度測定
各実施例又は比較実施例に用いたそれぞれのハイドロチャージ流体の伝導度は、ＯＲＩＯＮ ３−Ｓｔａｒ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｅｔｅｒ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を用いて、室温で測定された。他の伝導度測定装置は同等の結果を提供してもよい。
【００５６】
ｐＨ測定
各実施例又は比較実施例に用いたハイドロチャージ流体のｐＨは、Ｔｒｉｏｄｅ ｐＨ／ＡＴＣ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅを備えた自動温度補償ＯＲＩＯＮ ３−Ｓｔａｒ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ（両方ともＴｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を用いて、室温で測定された（他のｐＨメーターは同等の結果を提供してもよい）。文献（ＡＳＴＭ Ｄ５４６４〜０７Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐＨ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＡＳＴＭ Ｄ ５１２８〜９０（２００５）Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｎ−Ｌｉｎｅ ｐＨ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｗａｔｅｒ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；“Ｂａｃｋ ｔｏ Ｂａｓｉｃｓ−Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐＨ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ｗａｔｅｒ”，Ｗ．Ｆ．Ｈａｒｆｓｔ，Ｕｌｔｒａｐｕｒｅ Ｗａｔｅｒ，Ｏｃｔ．１９９４，ｐ７５．）に記載されるように、非常に純度の高い水のｐＨの測定は、環境からの汚染、特にＣＯ２に対する脆弱性に加え、その低い伝導度及び得られる弱電気シグナルのため困難であり得る。ＡＳＴＭ Ｄ５４６４〜０７に示唆されるように、２マイクロシーメンス／以下の伝導度を有する溶液のｐＨ測定は、特に困難である。実施において、低い伝導度ｐＨ測定（＜１００マイクロシーメンス／ｃｍ）は、環境汚染を避けるためにＡＳＴＭ Ｄ５１２８〜９０（２００５）に推奨されるように、帯電される物品を接触させる直前にオンラインをとるべきである。連続帯電プロセスには、連続ｐＨ測定が好ましい。本明細書の測定は、上記に示す作用を最小にするために、それぞれのハイドロチャージ流体が調製された後、直ちに測定されたが、２マイクロシーメンス／ｃｍ以下であると測定された伝導度を有する帯電流体における低伝導度のｐＨ測定の難しさを考慮して、ｐＨ測定値は、単に基準値と考えられた。
【００５７】
プロトン親和性試験
計算化学法は、密度関数理論（ＤＦＴ），（Ｋｏｈｎ，Ｗ．，７１Ｒｅｖ．Ｍｏｄ．Ｐｈｙｓ．，１２５３（１９９９））法と呼ばれる。我々は、ＮＷＣｈｅｍバージョン５．０（Ｂｙｌａｓｋａ，Ｅ．Ｊ．ｅｔ ａｌ．ＮＷＣｈｅｍ，Ａ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｐａｃｋａｇｅ ｆｏｒ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，Ｖｅｒｓｉｏｎ ５．０（２００６），Ｐａｃｉｆｉｃ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｒｉｃｈｌａｎｄ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ９９３５２−０９９９，ＵＳＡ．）に組み入れられるような、Ｋｏｈｎ−Ｓｈａｍ形式（Ｋｏｈｎ，Ｗ．；Ｓｈａｍ，Ｌ．Ｊ．，１４０Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，Ａ１１３３（１９６５））を使用し、計算の詳細は、特定の交換相関関数及び一電子基底関数系（Ｈｅｈｒｅ，Ｗ．Ｊ．；Ｒａｄｏｍ，Ｌ．；Ｓｃｈｌｅｙｅｒ，Ｐ．ｖ．Ｒ．；Ｐｏｐｌｅ，Ｊ．Ａ．Ａｂ Ｉｎｉｔｉｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｔｈｅｏｒｙ，Ｗｉｌｅｙ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８６））により定義される。我々は、特定の方法（Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｂ．；Ｆｒｉｓｃｈ，A ｉｎ Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｗｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ ２ｎｄ Ｅｄ．，（１９９６）））を定義するために標準的なスラッシュ記法を使用する。例えば、算定方法において、Ｂ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！は、我々がＢ３ＬＹＰ交換相関関数（Ｓｔｅｐｈｅｎｓ，Ｐ．Ｊ．；Ｄｅｖｌｉｎ，Ｆ．Ｊ．；Ｃｈａｂａｌｏｗｓｋｉ，Ｃ．Ｆ．；Ｆｒｉｓｃｈ，Ｍ．Ｊ．，９８ Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．１１６２３（１９９４）及びＭＩＤＩ！一電子基底関数系（Ｅａｓｔｏｎ，Ｒ．Ｅ．；Ｇｉｅｓｅｎ，Ｄ．Ｊ．；Ｗｅｌｃｈ，Ａ．；Ｃｒａｍｅｒ，Ｃ．Ｊ．；Ｔｒｕｈｌａｒ，Ｄ．Ｇ．９３ Ｔｈｅｏｒ．Ｃｈｅｍ．Ａｃｃ．１４３２（１９９６））を使用したことを意味する。算出の算定必要条件は、大きな関数系が、多くの場合、より正確であるが非常に高価である場合がある、一電子基底関数系の大きさによって大きく左右される。計算化学における難しさの一つは、どのレベルの理論、すなわち、交換相関関数及び関数系が、合理的な時間量内で受け入れられる結果を出すかを判断することである。
【００５８】
数多くの特性がＤＦＴ方法を用いて算定されてもよい。我々が算出した特性は、電子エネルギー、分子形状、及び振動モードである。分子形状は、核座標に対してシステムの電子エネルギーを最小にすることにより算出された。振動周波数は、最初に形状を最小にし、核座標に対して第２の誘導体を算出することによって算出された。振動算出は、ゼロ点振動及び熱エネルギー補正を算定するために重要であった。エネルギー算出よりも振動周波数及び形状算出が計算的に要求される。このように、我々は、形状を最適化し、調和周波数を算出するためにより小さい基底関数系を用いた。
【００５９】
密度関数理論ＤＦＴを用いてプロトン親和性（Ｇａｌ，Ｊ．−Ｆ．；Ｍａｒｉａ，Ｐ．−Ｃ．；Ｒａｃｚｙｎｓｋａ，Ｅ．Ｄ．，３６ Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．６９９（２００１））ＰＡを算出した。ＰＡは、
ＰＡ＝プロトンが分子に結合した時に放出されるエンタルピーである、
Ｘ＋Ｈ＋→ＸＨ＋ ＰＡ＝−ΔＨＰＡ（１）
として定義されるガス相熱力学的特性である。ＰＡは、プロトン化プロセスにおいてエンタルピー変化の負であり、したがって、より大きなＰＡ値は、より多くの発熱プロセスに対応することに留意することが重要である。
【００６０】
分子は、１つ以上のプロトン化部位を有してもよく、よって可能性のある全ての部位を調査し、最も塩基性の部位が最も大きいＰＡを有する部位として定義される、最も塩基性の部位に対するＰＡが報告される。
【００６１】
全ての算出は、ＮＷＣｈｅｍバージョン５．０で実行された。ＰＡは、以下に挙げる手順（工程１〜７）に従って算出され、Ｔ＝２９８．１５Ｋについて算定される。
【００６２】
（１）Ｂ３ＬＹＰ関数及びＭＩＤＩ！基底関数系を用いて中性分子の形状を最適化する。
（２）Ｂ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！法を用いて最適化された形状で調和周波数を算出する。これらの周波数は、それぞれ、ＥＴ及びＥＺＰＥと表示される、熱及びゼロ点エネルギー補正を算出するために使用される。
（３）電子エネルギーは、（１）で最適化された形状で、ＰＷ６Ｂ９５関数（Ｚｈａｏ，Ｙ．；Ｔｒｕｈｌａｒ，Ｄ．，１０９ Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ａ ５６５６（２００５）及び６−３＋Ｇ（ｄ，ｐ）基底関数系（Ｈｅｈｒｅ，Ｗ．Ｊ．；Ｒａｄｏｍ，Ｌ．；Ｓｃｈｌｅｙｅｒ，Ｐ．ｖ．Ｒ．；Ｐｏｐｌｅ，Ｊ．Ａ．，Ａｂ Ｉｎｉｔｉｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ Ｔｈｅｏｒｙ，Ｗｉｌｅｙ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８６））を用いて算出される。このエネルギーは、Ｅｅｌｅｃとして表示される。
（４）中性分子ＥＮの総エネルギーは、ＥＮ＝Ｅｅｌｅｃ＋ＥＴ＋ＥＺＰＥである。
（５）用語Ｅｅｌｅｃ、ＥＴ、及びＥＺＰＥは、工程１〜４に従ってプロトン化種について算出され、プロトン化種のエネルギーＥＰは、ＥＰ＝Ｅｅｌｅｃ＋ＥＴ＋ＥＺＰＥとして算定される。
（６）裸プロトンは、電子又はゼロ点エネルギーを有さないが、５／２ＲＴに等しい熱エネルギーを有し、式中、Ｒは一般気体定数であり、Ｔは温度である。よって、プロトンのエネルギーは、ＥＨ＋＝５／２ＲＴである。
（７）式１で記載するように、ＰＡ＝ＥＨ＋＋ＥＮ−ＥＰである。
【００６３】
選択された方法は、一連の実験ＰＡに対して検証された。実験データは、ＮＩＳＴ Ｗｅｂｂｏｏｋ（Ｌｉａｓ，Ｓ．；Ｂａｒｔｎｅｓｓ，Ｊ．Ｅ．，Ｇａｓ Ｐｈａｓｅ Ｉｏｎ Ｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ ＮＩＳＴ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＷｅｂＢｏｏｋ，ＮＩＳＴ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｎｕｍｂｅｒ ６９，Ｅｄｓ．Ｐ．Ｊ．Ｌｉｎｓｔｒｏｍ ａｎｄ Ｗ．Ｇ．Ｍａｌｌａｒｄ，Ｊｕｎｅ ２００５，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ，２０８９９（ｈｔｔｐ：／／ｗｅｂｂｏｏｋ．ｎｉｓｔ．ｇｏｖ））から援用され、表１に列記される。データは、多様な化学構造により選択され、測定の正確度によってではない。複数の場合において、実験誤差は、算出された誤差より大きい。しかし、データを含めた。データセットの大きさも、化学的に重複する構造を含まないことによって制限した。例えば、ＣＨ３ＮＨ２のデータは含まれるが、ＣＨ３（ＣＨ２）ｎＮＨ２（ｎ≧１）の全ての実験データは除外された。重複データの除外により、データベースは、任意の一種類の分子を不当に量らないため、検証はより客観的である。ＰＡに対して算出された値をＰＷ６Ｂ９５／６−３１＋Ｇ（ｄ，ｐ）法における平均無符号誤差（「平均絶対偏差」としても知られる）ＭＵＥと共に、表１に示す。ＰＡのＭＵＥは１．８ｋｃａｌ／ｍｏｌである。この誤差は、基底関数系を増大する及び／又は形状を改善することによって更に低減されることが予想される。
【００６４】
脱プロトンエンタルピー測定：
脱プロトンエンタルピー（Ｇａｌ，Ｊ．−Ｆ．；Ｍａｒｉａ，Ｐ．−Ｃ．；Ｒａｃｚｙｎｓｋａ，Ｅ．Ｄ．；３６ Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．６９９（２００１），ΔＨｄｐも、密度関数理論ＤＦＴを用いて算出された。ΔＨｄｐガス相熱力学的特性を以下に定義する。
【００６５】
Ｈｄｐ＝分子からプロトンを除去するために必要なエンタルピー
ＸＨ→Ｘ−＋Ｈ＋ ΔＨｄｐ （２）
複数の酸性プロトンを有する分子の場合、全ての脱プロトン部位が検証され、最も酸性のプロトンが最も低いΔＨｄｐを有するプロトンである、最も酸性のプロトンのΔＨｄｐ値が報告された。
【００６６】
全ての算出は、ＮＷＣｈｅｍバージョン５．０で実行された。ΔＨｄｐは、以下の手順を用いて算出され、Ｔ＝２９８．１５Ｋ．について算定される。
【００６７】
１．ＥＮは、上のセクションで説明されるように算定される。
２．用語Ｅｅｌｅｃ、ＥＴ及びＥＺＰＥは、上のセクションの工程１〜４に従って脱プロトン種に対して算出される。脱プロトン種ＥＤのエネルギーは、ＥＤ＝Ｅｅｌｅｃ＋ＥＴ＋ＥＺＰＥとして算定される。
３．裸プロトンは、電子又はゼロ点エネルギーを有さないが、５／２ＲＴに等しい熱エネルギーを有し、式中、Ｒは一般気体定数であり、Ｔは温度である。よって、プロトンのエネルギーは、ＥＨ＋＝５／２ＲＴである。
４．上の式（２）で説明するように、ΔＨｄｐ＝ＥＮ−ＥＤ−ＥＨ＋である。
【００６８】
ＰＡと同様に、ΔＨｄｐ値は、ＮＩＳＴデータセットから援用された一連の実験データに対して較正され、データを表１に示す。ΔＨｄｐに対して算出された値も表１に示す。算出された値の平均無符号誤差は、１．７ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、これは算出されたＰＡの誤差に類似する。
【００６９】
【表１】
【００７０】
ゼータ電位試験
ゼータ電位を測定するために、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＧｍｂＨ，Ｇｒａｚ，Ａｕｓｔｒｉａから商業的に入手可能なＥＫＡ ＥＬＥＣＴＲＯ ＫＩＮＥＴＩＣ ＡＮＡＬＹＺＥＲがこれらの実施例で使用された。以下に記述するプロトコルを使用して、他の装置も比較可能な測定値を提供する。圧勾配下の液体の流量により生じるゼロ電流での電位差は、毛細管、プラグ、隔壁、又は膜を通じて液体流量として測定されてもよい。差異は、毛細管の末端部間、プラグ全体、又は隔壁若しくは膜の対向する側で測定されてもよい。電解質溶液が材料の多孔質プラグを通される時、拡散層のイオン移動のため、流動電位が顕色し、動電分析器（ＥＫＡ）により測定され得る。流動電位は、その後、以下に説明するように、ゼータ電位を算出するために使用されてもよい。動電測定法の一般的評論はＰｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．７７，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１７５３〜１８０５，２００５．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ（ＩＵＰＡＣ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ）に見出される。
【００７１】
ＥＫＡ装置は、分析器と、直径２０ｍｍの円筒形サンプルセルと、Ａｇ／ＡｇＣｌ可逆電極と、データ制御システムとを備える。分析器は、本明細書に説明される濾材のサンプルを含有する測定セルを通して、リザーバから電解質溶液（一般的に塩化カリウム）を通過させるのに必要な圧力を生成するためのポンプを備える。温度、圧力低下、伝導度、及びｐＨを測定するためのセンサは、セルの外部に配置される。電解質溶液は、多孔質物質を通して送られる。電解質溶液は、サンプルを通過すると、帯電の変位が発生する。得られた流動電位及び／又は流動電流は、サンプルの両端に設置される電極によって検出され得る。次いで、サンプルのゼータ電位が、電解質の伝導度を考慮するＦａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ ａｎｄ Ｍａｓｔｉｎ（Ｆ．Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ，Ｈ．Ｍａｓｔｉｎ，Ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｎｄｏｓｍｏｓｉｓ，１２５Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２３１９−３０（１９２４））の方法に従う算出より判断される。ＥＫＡシステムは、また、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＧｍｂＨから入手可能なＥＫＡ用のＶｉｓｉｏｌａｂ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎソフトウエアバージョン１．０を作動させるデータ収集コンピュータにより遠隔制御された。Ｖｉｓｉｏｌａｂソフトウエアは、温度補正動的粘度及び誘電率の値を含んだ。ＥＫＡは、コンピュータ制御による自動滴定用の遠隔滴定ユニット（ＲＴＵ）に接続された。脱イオン（ＤＩ）水がそれぞれの試験に使用され、有機汚染物を除去するＯｒｇａｎｅｘ−Ｑカートリッジを用いる、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡのＭＩＬＬＩ−Ｑ ＰＬＵＳ Ｍｏｄｅｌ ＺＤ４０１１５８４−４の４カートリッジ浄水システムを用いてその場で生成された。
【００７２】
ＥＫＡの操作手順書、取扱説明書、及びＶＩＳＩＯＬＡＢの取扱説明書からの一般的な手順を以下に記載する。具体的に、試験するサンプルの各ウェブは、１０層の積み重ね体に畳まれた後、２０．６ミリメートル（１３／１６インチ）径、典型的に約０．２グラムの重量のディスクに切断された。サンプルは、汚染を最小にするため、ピンセットで取り扱った。各サンプルをＥＫＡサンプルセルに設置し、調節ネジを過剰に締めないよう注意して、２平行電極を約３ミリメートル（ｍｍ）間隔に調節した。これは、Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ ａｎｄ Ｍａｓｔｉｎの分析法が使用できる、純ポリプロピレンの密度のものの約２０％の試料嵩密度をもたらした。
【００７３】
試料セルは、その後、ＥＫＡユニットに取り付けられ、その電気接触及び配管接続が接続された。約４００＋／−２０ミリメートル（ｍｌ）の新しい脱イオン（ＤＩ）水をリザーバビーカーに添加し、そしてこれを、十分な混合を確実にするため、試験を通して、攪拌棒を用いて穏やかに攪拌した。ＥＫＡのポンプは、ＥＫＡ配管に水を引き込むために「バイパス」モードに設定される一方で、その入口チューブ及びプローブアセンブリをリザーバビーカーに下げて、ビーカー中の水との接触を避けるためにビーカーをカバーする。ＥＫＡのポンプ及び関連する配管を充填した後、システムからの試料セル内から閉じ込められた空気を流すために、交互の方向に試料セルを通して水を送り込んだ。溶液リザーバを覆う以外にシステムを不活性にする方法がないため（例えば、窒素フラッシュがない）、空気からのある程度の二酸化炭素の混和が経時的に発生する場合がある。よって、新しい試料を通して最小量のフラッシュは、多量の空気を取り除くことによって達成され、各試験は、あらゆる溶解された二酸化炭素の炭酸への変換による伝導度のいかなる増加及びｐＨの減少の可能性を合理的に最小にするために、できるだけ迅速に開始される。
【００７４】
以下は、ＶＩＳＩＯＬＡＢプログラムに入力された試験パラメータである。
サンプル設定：
測定種類：自動滴定
評価方法：Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ−Ｍａｓｔｉｎ
電解質：ＫＣｌ（水性）
分子量：１８．０２ｇ／ｍｏｌ
開始濃度：０．００１モル／リットル（ｍｏｌ／Ｌ）
開始容量：４００ｍｌ
粘度：Ｈ２０
誘電定数：Ｈ２０
圧力プログラム：
最大圧力：５０ｋＰａ（５００ミリバール（ｍｂａｒ））
時間：６０秒
測定：電圧
反復数：２
洗浄プログラム：
最大圧力：４０ｋＰａ（４００ｍｂａｒ）
時間バイパス：１０秒（ｓ）
時間セル：１５秒
反復数：１
自動滴定プログラム：
滴定種類：伝導度
使用シリンジ：ＲＴＵ１左（ＫＣｌ（水性），１．０ｍｏｌ／Ｌ
所望伝導度差：５０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ
開始容量：０．２５ｍＬ
伝導度限度使用
伝導度最小：１マイクロシーメンスＳ／ｃｍ
伝導度最大：３０００マイクロシーメンス／ｃｍ
【００７５】
プログラムされた試験手順は、システムから更に空気を取り除くために自動フラッシュサイクルを有する。伝導度滴定は、自動的低プログラム及び１ｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ溶液を用いて実施された。よって、ｐＨは、試験中に調節されなかったが、測定されたｐＨは、典型的な試験中、４〜６の範囲であった。典型的なサンプル実行処理は、最小工程の５０ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ及び０．２５ｍＬの１モルＫＣｌ溶液の第１注入量で行われた。
【００７６】
各試験が開始される前に、脱イオン水が実際に純水であることを確認するために、セル中の開始溶液の伝導度を測定して、１０マイクロシーメンス／ｃｍ以下であることを確認した。伝導度が１０マイクロシーメンス／ｃｍを超えていた場合、試験は中止された。システムパラメータが適切にプログラムされ、確認されれば、実験を開始した。完全に実験を完了するには、典型的に、６〜７時間を必要とした。
【００７７】
各試験が完了した後、ＥＫＡから取り外す前に、ＤＩ水でサンプルセルを繰り返しフラッシュして、伝導度が２０マイクロシーメンス／ｃｍ以下になるまで、完了した試験からシステムに残る高伝導電解質を洗い流した。試料セル及び循環回路を排水して、次の試料への持ち越しを低減した。Ａｇ／ＡｇＣｌ電極を傷つけないように注意して、試料セル、電極、及び試料を取り除いた。最後に、新しい試料を挿入する前に、ＤＩ水でセルを再度十分にフラッシュした。
【００７８】
ゼータ電位評価：ＥＫＡシステムは、Ｆａｉｒｂｒｏｔｈｅｒ−Ｍａｓｔｉｎアプローチを用いて、試料のゼータ電位を流動電位の直接測定及び適用される電解質の特定の電気伝導度から算出する。
【数１】
式中、
ζ［ｍＶ］はゼータ電位であり、
ｄＵ／ｄｐ［ｍＶ／ｍｂａｒ］は、流動電位対圧力のスロープであり、
η［ｍＰａ−ｓ］は、電解質粘度であり、
ε［Ａｓ／Ｖｍ］は、電解質の誘電定数であり、
ε０［Ａｓ／Ｖｍ］は、空き領域の誘電率である。
【００７９】
我々は、それぞれの繊維ウェブ試料のゼータ電位のサインは、ＥＫＡ装置で報告された値であるという慣例を採用した。典型的な伝導度スキャン中、データ電位は、最初に上昇するか下降するかのいずれかであり、その後、約５００マイクロシーメンス／ｃｍ以上に上昇する電解質溶液の伝導度の規模として平坦値に達する。１０００マイクロシーメンス／ｃｍと２０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍとの間のこのゼータ電位平坦レベルの平均値が、試験された各試料のゼータ電位測定値と見なされた。正確な結果を検証するために、手順は繰り返されてもよい。
【００８０】
線質係数（ＱＦ）試験
メルトブロウンマイクロファイバー試料を、それぞれＤＯＰエアゾール浸透（％Ｐｅｎ）及び圧力降下（ＤＰ）について試験し、品質係数を算出した。不織布マイクロファイバーウェブの濾過性能（％ＰＥＮ及びＱＦ）は、自動フィルター試験機ＡＦＴ型式８１２７（ＴＳＩ社（ミネソタ州、セントポール）から入手可能）を使用し、忌避エアゾールとしてのジオクチルフタレート（ＤＯＰ）及びフィルターを横切る圧力降下（ＤＰ（水柱ｍｍ））を測定するＭＫＳ圧力変換器を使用して評価した。以下に記述するプロトコルを用いて、他のフィルター試験装置で比較測定が行われてもよい。ＤＯＰエアゾールは、名目上、７０〜１１０ｍｇ／ｍ３の上流濃度を有する単分散０．３マイクロメートル質量中央径である。エアゾールは、エアゾールイオン化装置を停止させ、濾材のサンプルを通して、４２．５リットル／分の較正流量（６．９ｃｍ／秒の面速度）にて押し出した。総試験時間は、２３秒であった（立ち上がり時間１５秒、サンプル時間４秒、及びパージ時間４秒）。ＤＯＰエアゾールの濃度は、濾材の上流側と下流側の両方にて、較正した光度計を使用して、光散乱により測定した。ＤＯＰ ％Ｐｅｎは、次のように定義される。％Ｐｅｎ＝１００×（ＤＯＰ下流側濃度／ＤＯＰ上流側濃度）各材料について、６個の別個の測定をブロウンマイクロファイバー（ＢＭＦ）ウェブ上の異なった箇所で行い、結果を平均した。
【００８１】
次式によりＱＦを計算するために、％Ｐｅｎ及びΔＰを使用した。
ＱＦ＝−ｌｎ（％Ｐｅｎ／１００）／ΔＰ，
式中、Ｉｎは自然対数を表す。ＱＦ値が大きい場合、濾過性能がより高いことを示し、ＱＦ値が小さい場合には、濾過性能の低下と完全な相関関係があることを示す。
【００８２】
以下の実施例は、単に説明目的であるに過ぎず、添付した請求項の範囲を限定することを意図しない。実施例及び明細書の他の箇所における全ての部、パーセント、比等は、他に記載がない限りにおいて、重量あたりである。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ；Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎより入手した。
【００８３】
【表２】
【００８４】
【化２】
【化３】
【化４】
【００８５】
合成例
合成例１：電荷添加剤３の調製
窒素雰囲気下にて、１−テトラデカノール（９６．３グラム、４４９ミリモル（ｍｍｏｌ）、ピリジン（４０ミリモル）、及びジクロロメタン（１０００ミリモル）の混合物を３０℃に加熱した。塩化４−ニトロベンゾイル（１００グラム、５３９ｍｍｏｌ）を２０分間にわたり少量ずつ添加した。反応混合物を１６時間加熱還流させた。その後、反応混合物を水で２回（２×５００ｍＬ）洗浄した。減圧下で有機層を黄色固体になるまで濃縮した。１０００（１０００）ｍＬのヘキサンを添加して、混合物を加熱還流した。混合物を冷却して濃縮し、濾過された黄色固体を得た。黄色固体をエタノールから２回再結晶させて、７７．０グラムのテトラデシル４−ニトロベンゾエートを黄色結晶として得た。
【００８６】
窒素パージしながら、炭素上１０％白金（２．５グラム）を、パール社（Parr）製容器内のテトラデシル４−ニトロベンゾエート（２５グラム、６９ｍｍｏｌ）及びエチルアセテート（２５０ｍＬ）の混合物に添加した。容器を水素圧力（３．３×１０５Ｐａ（４９ｐｓｉ））下に１６時間置いた。ジクロロメタンを添加し、反応混合物をセライトろ過助剤の層に通して濾過した。ろ液は、減圧下で、黄褐色固体になるまで濃縮した。固体をエタノールから再結晶させて、１５グラムのテトラデシル４−アミノベンゾエートを淡褐色針状結晶として得た。
【００８７】
窒素雰囲気下にて、テトラデシル４−アミノベンゾエート（４５．６グラム、１３７ｍｍｏｌ）及び塩化シアヌル（８．４０グラム、４５．６ｍｍｏｌ）のキシレン（４６０ｍＬ）中混合物を２４時間加熱還流させた。反応混合物を９０℃まで冷却し、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し（５００ｍＬで２回）、続いて水で洗浄した（５００ｍＬで３回）。キシレンを一晩冷却することにより、白色沈殿物が形成された。白色沈殿物を濾過によって分離し、過剰なキシレンで洗浄した。固体は、３４：６６ジクロロメタン：メタノール（７５０ｍＬ）から２回、キシレン（３００ｍＬ）から１回再結晶させて、２７．６グラムの２，４，６−トリアニリノ（ｐ−カルボ−テトラデシル−オキシ）−１，３，５−トリアジンを白色固体として得た。
【００８８】
組成分析：Ｃ６６Ｈ１０２Ｎ６Ｏ６（％ Ｃ，７３．７０；％ Ｈ，９．５６；％ Ｎ，７．８１）について計算した。結果は、％ Ｃ，７３．４４；％ Ｈ，９．３７；％ Ｎ，７．６２であった。
【００８９】
合成例２：電荷添加剤４の調製
窒素雰囲気下にて、４−オクタデシルアナリン（analine）（５０グラム、１４５ｍｍｏｌ）及び塩化シアヌル（８．９グラム、４８ｍｍｏｌ）のキシレン（５００ｍＬ）中混合物を２４時間加熱還流させた。反応混合物を９０℃まで冷却し、飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し（５００ｍＬで２回）、続いて水で洗浄した（５００ｍＬで２回）。キシレンを一晩冷却することにより、白色沈殿物が形成された。白色沈殿物を濾過によって分離し、過剰なキシレンで洗浄した。固体は、９０：１０クロロホルム：メタノール（５００ｍＬ）から２回、キシレン（５００ｍＬ）から１回再結晶させて、４５グラムのＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（４−オクタデシルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミンを白色固体として得た。
【００９０】
組成分析：Ｃ７５Ｈ１２６Ｎ６（％ Ｃ，８１．０２；％ Ｈ，１１．４２；％ Ｎ，７．５６）について計算した。結果は、％ Ｃ，８１．０５；％ Ｈ，１１．３８；％ Ｎ，７．６０であった。
【００９１】
合成例３：電荷添加剤５の調製
窒素雰囲気下にて、オクタデシルアミン（３８９グラム、１．４４ｍｏｌ）、ジ（プロピレングリコール）ジメチルエーテル（１．５０リットル）、酢酸ナトリウム（１３４グラム、１．６３ｍｏｌ）、及び塩化シアヌル（８８．４グラム、０．４７９ｍｏｌ）の混合物を３０分間攪拌し、次に８５℃まで２時間加熱した。反応混合物を１５５℃まで加熱し、この温度で反応混合物からの酢酸を還流させた。反応混合物を１７０℃まで１６時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却した時点で、２−プロパノール（１．６０リットル）を反応混合物に添加した。沈殿物を室温で濾過し、過剰な２−プロパノールで洗浄した。固体を還流水（２．００リットル）中で２時間攪拌し、濾過し、かつ過剰な水で洗浄した。固体を還流２−プロパノール（２．００リットル）中で攪拌し、濾過し、過剰な２−プロパノールで洗浄して、３７７グラムのＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリオクタデシル−１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミンを白色固体として得た。
【００９２】
合成例４：電荷添加剤１５の調製
磁気攪拌棒を備えた２５０ｍＬの３首丸底フラスコにフロログリシノール無水物（６．６３ｇ，９７％）、４−ドデシルアニリン（３６．４０ｇ，９７％）、及びヨウ素（０．１３ｇ，９９％）を充填した後、トルエン（３０ｍＬ）を添加した。Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ及びコンデンサをフラスコに装備した後、一定の攪拌状態下で１２時間、１３０℃に加熱した。反応混合物の温度が約６０℃（混合物は粘性の液体形態である）に冷却された後、２００ｍＬのエタノールにゆっくり注いで、沈殿させた。濾過して沈殿物をピンク色固体として得た。一晩、５０℃の真空下（３．６ｋＰａ（２７ｍｍＨｇ））で乾燥させた後、エタノールから２回（それぞれ１５０ｍＬ）再結晶して淡いピンク色粉末として電荷添加剤１（３１．０ｇ、８７．８％）を得た。
【００９３】
組成分析：Ｃ，８４．１５；Ｈ，１０．９５；Ｎ，４．９１について計算した。Ｃ，８４．２８；Ｈ，１０．８６，Ｎ，４．８５を検出した。
【００９４】
実施例１〜１１０及び比較実施例Ｃ１〜Ｃ６０
実施例及び比較実施例の各々について、後述の手順が続く。
【００９５】
試料の調製
工程Ａ−メルトブロウンマイクロファイバーウェブの調製：
各実施例及び比較実施例において、上の略記表に挙げたポリマー樹脂の１つ又はその組み合わせを使用して、ブロウンマイクロファイバー（ＢＭＦ）不織布ウェブを押出したが、いくつかの場合において、前述の表に挙げた電荷添加剤の１つ又はそれらの組み合わせを含有する。押出しは、後述の２つの押出し方法のうちの１つを介して、一般的には、Ｖａｎ Ａ．Ｗｅｎｔｅ，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ，４８Ｉｎｄｕｓｔ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．，１３４２−４６、及びＮａｖａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｒｅｐｏｒｔ １１１４３７（Ａｐｒ．１５，１９５４）に記載されるように実施された。表３は、実施例及び比較実施例のそれぞれにおける、特定のウェブ特性及び電荷添加剤の濃度を要約する。
【００９６】
押出成形方法１：センチメートル当り１０個の穴（インチ当り２５個の穴）及び０．３８ｍｍ（０．０１５ｉｎ）径の穴を有するメルトブロウンダイに接続された、約２４０℃〜３３０℃の温度で操作される押出成形機を用いて、約４５〜７０ｇ／ｍ２の坪量、約６．５〜１５マイクロメートルの有効ファイバー径、約４〜１０％の硬度、及び約０．６〜２．５ミリメートルの厚さを有するＢＭＦウェブを形成した。電荷添加剤は、乾燥粉末又は２０〜３５重量％濃縮物のいずれかで、樹脂と共に押出成形機に直接供給された。
【００９７】
押出成形方法２：実施例１の（ＷＯ／２００８／０１６７８２）Ｍｏｎｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ Ｍｅｌｔｂｌｏｗｎ Ｗｅｂ Ａｎｄ Ｍｅｌｔｂｌｏｗｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓに記載される一般的な方法を用いて、二峰性ファイバーサイズ分布及び約５０〜１５０ｇ／ｍ２の坪量、約１２〜１６マイクロメートルの有効ファイバー径、約５〜８％の硬度、並びに約０．６〜２．５ミリメートルの厚さを有するＢＭＦウェブを形成した。電荷添加剤は、乾燥粉末形態又は２０〜３５重量％濃縮物のいずれかで、樹脂と共に押出成形機に直接供給された。
【００９８】
【表３】
【００９９】
【表４】
【０１００】
工程Ｂ−エレクトレット調製：
上の工程Ａで調製された各ＢＭＦウェブの試料を３つ：ハイドロチャージ、コロナ前処理及びハイドロチャージ、又はプラズマフッ素化前処理及びハイドロチャージのエレクトレット帯電方法のうちの１つにより帯電した。表５に、試料のそれぞれに適用される特定の帯電法を要約する。
【０１０１】
帯電法１−ハイドロチャージング：
ハイドロチャージ流体調製：逆浸透及び脱イオン化により精製された水から開始し、表５のそれぞれの実施例及び比較実施例に挙げられる重量百万分率（ＰＰＭ）の記載される濃度を用いて様々な水性ハイドロチャージ流体を作製するために、表４に挙げる化合物を使用した。以下の手順は、脱イオン（ＤＩ）水中の３つのＮａ２ＣＯ３水性溶液（５０ＰＰＭ、１００ＰＰＭ、１０００ＰＰＭ）の調製を説明する。同様の手順を用いて他の溶液を作製した。
【０１０２】
ａ）１０００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液：化学てんびんを使用して、３．６ｇのＮａ２ＣＯ３を３５９６．４ｇのＤＩ水に溶解して、０．１重量％溶液（１０００ＰＰＭ）を作製した。
ｂ）１００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液：化学てんびんを使用して、３６０ｇの１０００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液を３２４０ｇのＤＩ水に溶解して、０．０１重量％溶液（１００ＰＰＭ）を作製した。
ｃ）５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液：化学てんびんを使用して、１８００ｇの１００ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３溶液を１８００ｇのＤＩ水に溶解して、０．００５重量％溶液（５０ＰＰＭ）を作製した。
【０１０３】
【表５】
【０１０４】
各実施例及び比較実施例に使用される各ハイドロチャージ液体の伝導度及びｐＨは上述のように測定され、結果は以下の表５に記載される。
【０１０５】
ハイドロチャージ手順：
Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ等に対する米国特許第５，４９６，５０７号に教示される技法に従い、所望の帯電液体を用いてＢＭＦウェブをハイドロチャージした。ハイドロチャージ液体の微細噴射を、６５５キロパスカル（９５ｐｓｉｇ）に加圧された、約１．４リットル／分の流速のステンレスタンクの１つに接続されるノズルから連続して生成した。工程Ａにて作製した選択されたＢＭＦウェブは、水噴霧を抜け約１０ｃｍ／秒の速度にて、下方からウェブを通してハイドロチャージ液体を同時に真空引きしながら、多孔質ベルトによって搬送された。各ＢＭＦウェブは、ハイドロチャージャーへ２回通し（連続して、各面に対して１回）、次にフィルター試験に先だって一晩完全に風乾させた。
【０１０６】
帯電法２−コロナ前処理及びハイドロチャージ：
工程Ａにて作製された選択されたＢＭＦウェブは、ＤＣコロナ放電により前処理された。コロナ前処理は、毎秒約３ｃｍの速度で、放電ソース長１ｃｍ当たり約０．０１ミリアンペアのコロナ電流を備えたコロナブラシソースの下を接地表面上のウェブを通過させることによって行なわれた。コロナソースは、その上をウェブが搬送される接地表面上約３．５ｃｍにある。コロナソースは、正の直流電圧によって駆動した。コロナ処理後、ＢＭＦウェブは、帯電法１に記載されるように、所望の帯電液体を用いてハイドロチャージにより帯電された。
【０１０７】
帯電法３−プラズマフッ素化前処理及びハイドロチャージ：
上記の工程Ａにて作製されたＢＭＦウェブは、Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ａｒｔｉｃｌｅ Ｈａｖｉｎｇ Ｈｅｔｅｒｏａｔｏｍｓ Ａｎｄ Ｌｏｗ Ｆｌｕｏｒｏｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏという表題のＫｉｒｋ等に対する米国特許第７，２４４，２９２号の「Ｇｅｎｅｒａｌ Ｗｅｂ Ｍａｋｉｎｇ，Ｐｌａｓｍａ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」に記載される手順を用いて、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ．から入手可能なペルフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）ガスを用いて、プラズマフッ素化により前処理された。プラズマ前処理後、ＢＭＦウェブは、上記帯電法１に記載されるように、所望の帯電液体を用いてハイドロチャージにより帯電された。
【０１０８】
ゼータ電位及びＱＦ
工程Ａにて作製された代表的なＢＭＦ試料において、ゼータ電位は上述の方法を用いて測定された。１０００〜２０００（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍの間から伝導度スキャン中に測定されたゼータ電位の平均が判断され、表５に報告されるが、いくつかの場合において、この値は同じＢＭＦ試料材料で実施された複数の試験の平均であった。
【０１０９】
上記工程Ｂで作製された各帯電サンプルを２個の１メートル部分へと切断した。１つのセクションを、％ＤＯＰエアゾール浸透（％Ｐｅｎ）及び圧力降下についてのその初期状態にて試験し、品質係数（ＱＦ）を上記の試験方法に記載するようにして算出した。いくつかの試料において、ゼータ電位を測定するために、第２のセクションが使用された。これらの結果は、％Ｐｅｎ、圧力降下、及びＱＦとして、以下の表５に報告される。
【０１１０】
実施例１〜６０及び比較実施例Ｃ１〜Ｃ６０
比較実施例１ａ、１ｂ、＆実施例１：電荷添加剤を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−９．３ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．６）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１（０．３３）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された比較実施例１ａ（０．２７）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例１ｂ（０．２４）のそれを超えた。
【０１１１】
比較実施例２ａ、２ｂ、＆実施例２：電荷添加剤を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−１０．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．６）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例２（１．０４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例２ａ（０．７８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．３）で帯電された比較実施例２ｂ（０．６５）のそれを超えた。
【０１１２】
比較実施例３ａ、＆実施例３ａ、３ｂ：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は−１０．２ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された実施例３ａ（１．０２）及び５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．１）を用いて帯電された実施例３ｂ（１．４１）の品質係数は、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．４）で帯電された比較実施例３（０．３０）のそれを超えた。
【０１１３】
比較実施例４ａ、４ｂ、＆実施例４：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−１０．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例４（１．５９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例４ａ（１．２４）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例４ｂ（０．４７）のそれを超えた。
【０１１４】
比較実施例５ａ、５ｂ、＆実施例５：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１０．２ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．７）と共に有機溶媒（ＤＩ水中に１０重量％アセトン）を含有する溶液を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例５（１．４１）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ９．７）中に１０重量％アセトンのみで帯電された比較実施例５ａ（１．１５）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ５．０）で帯電された比較実施例５ｂ（０．２０）のそれを超えた。
【０１１５】
比較実施例６ａ、６ｂ、＆実施例６：１重量％の電荷添加剤−２を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−１０．７ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例６（１．６１）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例６ａ（１．２８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例６ｂ（０．４６）のそれを超えた。
【０１１６】
比較実施例７ａ、＆実施例７ａ、７ｂ、７ｃ：１重量％の電荷添加剤−２を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、データ電位は−１０．９ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５、伝導度１３９ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例７ａ（１．６２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例７（１．０６）のそれを超えた。実施例７ａの塩基性５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３ハイドロチャージ溶液に増量した中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例７ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度２３０．４（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍ、ＱＦ １．４５）、実施例７ｃ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度１１５０（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍ、ＱＦ １．２５）、及び比較実施例７ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度９３４０（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）／ｃｍ、ＱＦ ０．７５）のＱＦは、実施例７ａと比較して減少した。
【０１１７】
比較実施例８ａ、８ｂ、＆実施例８：１重量％の電荷添加剤−７を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−８．４ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例８（１．７５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例８ａ（１．１５）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例８ｂ（０．７０）のそれを超えた。
【０１１８】
比較実施例９ａ、９ｂ、９ｃ＆実施例９ａ、９ｂ、９ｃ：１重量％の電荷添加剤−７を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は−１１．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４、伝導度１３６．４ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例９ａ（１．８５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例９ａ（１．１４）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例９ｃ（０．４８）のそれを超えた。実施例９ａの塩基性５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３ハイドロチャージ溶液に増量した中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例９ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ１０．３、伝導度２３０．４ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ １．５３）、実施例９ｃ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度１１５０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ １．３３）、及び比較実施例９ｃ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度９３４０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．９０）のＱＦは、実施例９ａと比較して減少した。
【０１１９】
比較実施例１０ａ、１０ｂ、＆実施例１０：１重量％の電荷添加剤−８を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１０．４ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１０（１．４６）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例１０ａ（１．０８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）で帯電された比較実施例１０ｂ（０．６６）のそれを超えた。
【０１２０】
比較実施例１１４ａ、１１ｂ、＆実施例１１：１重量％の電荷添加剤−８を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−９．６ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例１１（２．０５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例１１ａ（１．６３）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．３）で帯電された比較実施例１０ｂ（１．７２）のそれを超えた。
【０１２１】
比較実施例１２ａ、１２ｂ、＆実施例１２ａ、１２ｂ：電荷添加剤を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−１７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、プラズマフッ素化前処理後のゼータ電位は、−２４．１ｍＶであるように測定された。帯電法−３（プラズマフッ素化前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた実施例１２ａ（ＱＦ ２．３５）、及び５０ＰＰＭのＮＨ４ＯＨ（ｐＨ １０．６）を用いた実施例１２ｂ（ＱＦ ２．３８）の両方は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１２ａ（２．１８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例１２ｂ（１．９６）を超える品質係数を有した。
【０１２２】
比較実施例１３ａ、１３ｂ、＆実施例１３：０．７５重量％の電荷添加剤−６を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、３．８ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１３（２．４０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１３ａ（２．３５）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１３ｂ（１．２１）のそれを超えた。
【０１２３】
比較実施例１４ａ、１４ｂ、＆実施例１４：０．５重量％の電荷添加剤−６を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、０．５ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例１４（２．３２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐ Ｈ８．２）のみで帯電された比較実施例１４ａ（１．８８）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１４ｂ（１．６８）のそれを超えた。
【０１２４】
比較実施例１５ａ、１５ｂ、＆実施例１５：１重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１．９ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１５（２．８５）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された比較実施例１５ａ（２．１８）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．１）で帯電された比較実施例１５ｂ（１．５５）のそれを超えた。
【０１２５】
比較実施例１６ａ、１６ｂ、＆実施例１６：０．５重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、コロナ前処理後のゼータ電位は、−３．３ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−２（コロナ前処理後ハイドロチャージ）を使用することにより、実施例１６（２．３４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１６ａ（１．５９）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１６ｂ（１．４３）のそれを超えた。
【０１２６】
比較実施例１７ａ、１７ｂ、＆実施例１７：０．５重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−６ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１７（１．６８）の品質係数は、脱イオン水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１７ａ（０．５）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１７ｂ（０．３５）のそれを超えた。
【０１２７】
比較実施例１８ａ、１８ｂ、＆実施例１８：０．７５重量％の電荷添加剤−１５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−１．０ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１８（２．６４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１８ａ（２．２２）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１８ｂ（１．４２）のそれを超えた。
【０１２８】
比較実施例１９ａ、１９ｂ、＆実施例１９：０．７５重量％の電荷添加剤−５及び０．２重量％電荷添加剤−１０を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、０．６ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例１９（３．０４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例１９ａ（２．３５）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例１９ｂ（０．９９）のそれを超えた。
【０１２９】
比較実施例２０ａ、２０ｂ、＆実施例２０：１重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、２．７ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．３）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例２０（１．７０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．１）のみで帯電された比較実施例２０ａ（１．２８）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例２０ｂ（０．９２）のそれを超えた。
【０１３０】
比較実施例２１ａ、２１ｂ、＆実施例２１：電荷添加剤を含有しないポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−９．９ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例２１（１．７２）の品質係数はＤＩ水（ｐＨ ５．９）のみで帯電された比較実施例２１ａ（０．４１）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６）で帯電された比較実施例２１ｂ（０．５２）のそれを超えた。
【０１３１】
比較実施例２２＆実施例２２ａ、２２ｂ：電荷添加剤を含有しないポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−９．９ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、１０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ８．２）を用いた実施例２２ａ（０．３３）及び１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．７）を用いた実施例２２ｂ（０．４０）の品質係数は、両方ともＤＩ水（ｐＨ ６．０）のみで帯電された比較実施例２２（０．１９）のそれを超えた。
【０１３２】
比較実施例２３ａ、２３ｂ、＆実施例２３：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−８．３ｍＶであるように測定された。５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、実施例２３（１．３９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ５．９）のみで帯電された比較実施例２３ａ（０．４１）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６）で帯電された比較実施例２３ｂ（０．３３）のそれを超えた。
【０１３３】
比較実施例２４＆実施例２４ａ、２４ｂ：１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−４９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−８．３ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することにより、１０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ８．２）を用いた実施例２４ａ（０．７２）及び１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．７）を用いた実施例２４ｂ（０．９１）の品質係数は、両方ともＤＩ水（ｐＨ ６．０）のみで帯電された比較実施例２４（０．５４）のそれを超えた。
【０１３４】
比較実施例２５＆実施例２５ａ、２５ｂ：１重量％の電荷添加剤−５を含有するポリ（４−メチル−１−ペンテン）（ＢＭＦ−５０）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ゼータ電位は、−４．８ｍＶであるように測定された。帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、ＤＩ水（ｐＨ ５．９）のみで帯電される時の実施例２５ａ（１．１８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６）を用いた実施例２５（１．７８）の品質係数は、両方とも１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．７）で帯電された比較実施例２５のそれを超えた。
【０１３５】
比較実施例２６ａ、２６ｂ＆実施例２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＫ２ＣＯ３（ｐＨ ７．７，伝導度１２０ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例２６ａ（０．７３）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ６．５）のみで帯電された比較実施例２６ａ（０．４５）のそれを超えた。実施例２６ｂ（５００ＰＰＭ、ｐＨ １０、伝導度１０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．７８）におけるハイドロチャージ溶液中のＫ２ＣＯ３の増量に伴い、ＱＦは上昇した。実施例２６ｃ（５０００ＰＰＭ、ｐＨ １１、伝導度５０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．６８）及び比較実施例２６ｂ（１５０００ＰＰＭ、ｐＨ １１．８、伝導度２２，０００ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ ０．５８）におけるハイドロチャージ溶液中のＫ２ＣＯ３の更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例２６ａに対して減少する傾向がある。
【０１３６】
比較実施例２７ａ、２７ｂ、２７ｃ＆実施例２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ７．７、伝導度１２３．６ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例２７ａ（１．５１）の品質係数がＤＩ水（ｐＨ ６．８）のみで帯電された比較実施例２７ａ（０．８４）のそれを超えたことを例証する。同様に、実施例２７ｂ（５ＰＰＭ ＮＨ４ＯＨ、ｐＨ ７．１、伝導度２４ ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍ、ＱＦ １．２９）、実施例２７ｃ（５０ＰＰＭ ＮＨ４ＯＨ、ｐＨ ８．５、伝導度６４マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２６）、実施例２７ｄ（５０ＰＰＭ ＮａＨＣＯ３、ｐＨ ８．５、伝導度５６．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２２）、実施例２７ｅ（５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＮａ、ｐＨ ７．１、伝導度４２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０９）、実施例２７ｆ（５０ＰＰＭ ＫＯＨ、ｐＨ ８．３、伝導度２１２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３４）において、ＱＦは、比較実施例２７ｂ（１５０００ＰＰＭ ＫＯＨｐＨ １３、伝導度６８，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０７）、及び比較実施例２７ｃ（５００ＰＰＭ ＣｕＣｌ２、ｐＨ ４．７、伝導度７２１マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．５５）に加え、比較実施例２７ａのそれを超える。
【０１３７】
比較実施例２８ａ、２８ｂ＆実施例２８ａ、２８ｂ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ７．１、伝導度２３．３マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例２８ａ（０．８０）の品質係数が、ＤＩ水（ｐＨ ６．８）のみで帯電された比較実施例２８（０．２２）のそれを超えたことを例証する。実施例２８ｂ（１００ＰＰＭ、ｐＨ ９、伝導度３２５マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０１）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。比較実施例２８ｂ（５０００ＰＰＭ、ｐＨ １３、伝導度２６，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．７１）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例２８ａに対して減少する傾向がある。
【０１３８】
比較実施例２９ａ、２９ｂ＆実施例２９ａ、２９ｂ、２９ｃ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＫ２ＣＯ３（ｐＨ ７．７、伝導度１２０マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例２９ａ（１．４６）の品質係数が、ＤＩ水（ｐＨ ６．５）のみで帯電された比較実施例２９ａ（０．９７）のそれを超えたことを例証する。同様に、実施例２９ｂ（５０ＰＰＭ ＫＯＨ、ｐＨ ８．３、伝導度２１２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．１９）、実施例２９ｃ（５０ＰＰＭ ＮａＯＨ、ｐＨ ８．５、伝導度２４６マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３２）において、ＱＦは、比較実施例２９ａ及び比較実施例２９ｂ（５，０００ＰＰＭ ＮａＯＨ、ｐＨ １２．８、伝導度２７，４００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．１２）のそれを超える。
【０１３９】
比較実施例３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ＤＩ水（ｐＨ ６．８）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、比較実施例３０ａ（１．６６）のＱＦが比較実施例３０ｂ（１０ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ６．８、伝導度２８．２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．６１）、比較実施例３０ｃ（１００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ５．８、伝導度２７３マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３９）、比較実施例３０ｄ（１，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．５、伝導度２５８０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２８）、及び比較実施例３０ｅ（５，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．３、伝導度１１，８００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．０１）のそれを超えたことを例証する。
【０１４０】
比較実施例３１ａ、３１ｂ＆実施例３１ａ、３１ｂ：この一連の実施例は、電荷添加剤（実質的に、実施例１にて使用されたものと等価）を含有しないポリプロピレン（ＢＭＦ−５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭの界面活性剤ドデシルベンゼンナトリウムスルホネートを用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３１ａ（１０ＰＰＭドデシルベンゼンナトリウムスルホネート、ｐＨ ７．９、ＱＦ ０．３２）及び実施例３１ｂ（１０ＰＰＭドデシルベンゼンナトリウムスルホネート及び１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３、ｐＨ １０．２、ＱＦ ０．５３）の両方が、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例３１ａ（０．２３）及び比較実施例３１ｂ（１０ＰＰＭドデシルベンゼンナトリウムスルホネート及び１００ＰＰＭ ＨＣｌ、ｐＨ ２．６、ＱＦ ０．１６）を超えるＱＦを有したことを例証する。
【０１４１】
比較実施例３２ａ、３２ｂ＆実施例３２ａ、３２ｂ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例３にて使用されたものと同等）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３２ａ（１．１９）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３２ａ（０．９３）のそれを超えたことを例証する。実施例３２ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．４８）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。比較実施例３２ｂ（５，０００ＰＰＭ、ｐＨ １３、伝導度２６，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．８８）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３２ａに対して減少する傾向がある。
【０１４２】
比較実施例３３＆実施例３３ａ、３３ｂ：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ １１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３３ａ（１．４０）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ７．５）のみで帯電された比較実施例３３（１．０５）のそれを超えたことを例証する。同じ２０ＰＰＭのＮａＯＨ溶液（ｐＨ １１）を用いたウェブ（ＢＭＦ−８）の２度目のハイドロチャージは、実施例３３ｂ（１．６２）のＱＦを更に上昇させる。
【０１４３】
比較実施例３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例３にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、ＤＩ水（ｐＨ ６．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、比較実施例３４ａ（１．３２）ＱＦが、比較実施例３４ｂ（１ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ６．８、伝導度３．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３０）、比較実施例３４ｃ（１０ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ６．８、伝導度２８．２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．２５）、比較実施例３４ｄ（１００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．８、伝導度２７３マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．１２）、比較実施例３４ｅ（１，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、５．５、伝導度２，５８０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．８５）、及び比較実施例３４ｆ（５，０００ＰＰＭのＮＨ４Ｃｌ、ｐＨ ５．３、伝導度１１，８００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．５５）のそれを超えたことを例証する。
【０１４４】
比較実施例３５＆実施例３５ａ、３５ｂ、３５ｃ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例４にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例３５ａ（１．９１）のＱＦが脱イオンＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３５（１．６２）のそれを超えたことを例証する。実施例３５ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．８５）及び実施例３５ｃ（１，０００ＰＰＭ、ｐＨ １２．４、伝導度５，８２０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．６２）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３５ａに対して減少する傾向がある。
【０１４５】
比較実施例３６ａ、３６ｂ＆実施例３６ａ、３６ｂ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１（実質的に、実施例４にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３６ａ（１．１０）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３６ａ（０．７７）のそれを超えたことを例証する。実施例３６ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．３８）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。比較実施例３６ｂ（５，０００ＰＰＭ、ｐＨ １３、伝導度２６，０００マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．８５）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３６ａに対して減少する傾向がある。
【０１４６】
比較実施例３７＆実施例３７ａ、３７ｂ、３７ｃ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−２（実施例６にて使用されたものに類似）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ ９．６、伝導度５．１９マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−２（コロナ前処理及びハイドロチャージ）を使用することによって、実施例３７ａ（１．９６）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．３）のみで帯電された比較実施例３７（１．５２）のそれを超えたことを例証する。実施例３７ｂ（１０ＰＰＭ、ｐＨ １０．８、伝導度６１．７マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．９９）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。実施例３７ｃ（１，０００ＰＰＭ、ｐＨ １２．４、伝導度５，８２０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．６１）におけるハイドロチャージ溶液中のＮａＯＨの更なる増量に伴い、ｐＨ及び伝導度の両方は上昇するが、ＱＦは実施例３７ａに対して減少する傾向があり、まだ比較実施例３７を超える。
【０１４７】
比較実施例３８ａ、３８ｂ、＆実施例３８：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−３を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−１３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３８（１．６８）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された実施例３８ａ（１．３８）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例３８ｂ（０．５８）のそれを超えたことを例証する。
【０１４８】
比較実施例３９ａ、３９ｂ、＆実施例３９：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ５．２）と共に有機溶媒（ＤＩ水に１０重量％エタノール）を含有する溶液を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例３９（２．５７）のＱＦは、ＤＩ水（ｐＨ ８．８）に１０重量％エタノールのみで帯電された比較実施例３９ａ（１．７５）、又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．３）で帯電された比較実施例３９ｂ（１．３４）のそれを超えたことを例証する。
【０１４９】
比較実施例４０＆実施例４０ａ、４０ｂ：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＨＣｌ（ｐＨ ３．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４０ａ（２．２３）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例４０（１．８５）のそれを超えたことを例証する。同じ２０ＰＰＭのＨＣｌ溶液（ｐＨ ３．４）を用いたウェブ（ＢＭＦ−２３）の２度目のハイドロチャージは、実施例４０ｂ（２．３１）のＱＦを更に上昇させる。
【０１５０】
比較実施例４１＆実施例４１ａ、４１ｂ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ６、伝導度２１．６ マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４１ａ（２．７６）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ７．３）のみで帯電された比較実施例４１（２．５９）のそれを超えたことを例証する。実施例４１ｂ（１００ＰＰＭ、ｐＨ ４、伝導度７０．６マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ２．８７）におけるハイドロチャージ溶液中のＣＨ３ＣＯＯＨの増量に伴い、ＱＦは上昇した。
【０１５１】
比較実施例４２ａ、４２ｂ＆実施例４２：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１００ＰＰＭのＣｕＣｌ２（ｐＨ ５．５、伝導度ｃ１４６．５マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４２（２．２４）のＱＦがＤＩ水（ｐＨ ６．１）のみで帯電された比較実施例４２ａ（２．１３）のそれを超えたことを例証する。比較実施例４２ｂ（５０００ＰＰＭ、ｐＨ ４．５、伝導度５９８０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．８８）におけるハイドロチャージ溶液中のＣｕＣｌ２の増量に伴い、ＱＦは減少する。
【０１５２】
比較実施例４３ａ、４３ｂ＆実施例４３ａ、４３ｂ、４３ｃ：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−５（実質的に、実施例１５にて使用されたものと等価）を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．６、伝導度４５．３マイクロシーメンス／ｃｍ）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４３ａ（２．３４）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．６）のみで帯電された比較実施例４３（２．０６）のそれを超えたことを例証した。実施例４３ａの酸性の５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨハイドロチャージ溶液に中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例４３ｂ（５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ ４．４、伝導度１３０．２マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ２．１６）、実施例４３ｃ（５０ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ、５００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ ４．０、伝導度２８０．６マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ２．１３）、及び比較実施例４３ｂ（ＣＨ３ＣＯＯＨ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ ４．０、伝導度９２３０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．９４）のＱＦは、実施例４３ａと比較して減少する。
【０１５３】
比較実施例４４ａ、４４ｂ、＆実施例４４：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−４を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２７）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４４（１．８６）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．２）のみで帯電された比較実施例４４ａ（０．５６）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例４４ｂ（０．８５）のそれを超えたことを例証する。
【０１５４】
比較実施例４５ａ、４５ｂ＆実施例４５ａ、４５ｂ、４５ｃ：この一連の実施例は、０．１重量％の電荷添加剤−９を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−２８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１００ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ３．９）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４５ａ（１．７２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４５ａ（０．７９）、又は１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．７）で帯電された比較実施例４５ｂ（０．３７）のそれを超えたことを例証する。更に０．５重量％の電荷添加剤−９を含有するＢＭＦ−２９において、同様の１００ＰＰＭ ＣＨ３ＣＯＯＨ溶液（ｐＨ ３．９）を用いたハイドロチャージは、実施例４５ｂにおいてＱＦ（２．７６）が高くなり、同様に０．５重量％の電荷添加剤−９を含有するＢＭＦ−３０において、１０ＰＰＭ ＨＣｌ溶液（ｐＨ ４．２）を用いたハイドロチャージは、実施例４５ａより実施例４５ｃにおいてＱＦが高くなった。
【０１５５】
比較実施例４６ａ、４６ｂ、＆実施例４６：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４６（１．８３）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４６ａ（０．２６）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例４６ｂ（０．４５）のそれを超えたことを例証する。
【０１５６】
比較実施例４７ａ、４７ｂ、＆実施例４７：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１２を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３３）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４７（１．４０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４７ａ（０．２４）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例４７ｂ（０．３９）のそれを超えたことを例証する。
【０１５７】
比較実施例４８ａ、４８ｂ、＆実施例４８：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１３を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４８（１．６８）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４８ａ（０．６２）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）で帯電された比較実施例４８ｂ（０．６５）のそれを超えたことを例証する。
【０１５８】
比較実施例４９ａ、４９ｂ、＆実施例４９：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１４を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．５）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例４９（０．９９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．２）のみで帯電された比較実施例４９ａ（０．６０）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．１）で帯電された比較実施例４９ｂ（０．４９）のそれを超えたことを例証する。
【０１５９】
比較実施例５０ａ、５０ｂ、＆実施例５０：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１及び０．４重量％の電荷添加剤−７を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３８）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５０（１．６１）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５０ａ（１．０２）又は５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）で帯電された比較実施例５０ｂ（０．３４）のそれを超えたことを例証する。
【０１６０】
比較実施例５１ａ、５１ｂ、＆実施例５１ａ、５１ｂ：この一連の実施例は、０．５重量％の電荷添加剤−１及び０．２重量％の電荷添加剤−８を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−３９）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４、伝導度１３１．８）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５１ａ（１．５９）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５１（１．２５）のそれを超えたことを例証する。実施例５１ａの塩基性５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３ハイドロチャージ溶液に増量した中性ＮａＣｌ塩を添加することにより、ｐＨはごく僅かに低下したが、伝導度は著しく上昇し、実施例５１ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度２３０．４マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ １．４２）及び比較実施例５１ｂ（５０ＰＰＭ Ｎａ２ＣＯ３、５０００ＰＰＭ ＮａＣｌ、ｐＨ １０．３、伝導度９３４０マイクロシーメンス／ｃｍ、ＱＦ ０．７７）のＱＦは、実施例５１ａと比較して減少した。
【０１６１】
比較実施例５２、５３、５４、５５、５６＆実施例５２、５３、５４、５５、５６：この一連の実施例は、ＥＦＤ、坪量及び繊維サイズ分布（すなわち、押出成形法−１ｖｓ．押出成形法−２）が変動する１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４０、４１、４２、４３ ＆ ４４）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１００ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ ９．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５２（１．７７）、実施例５３（２．１９）、実施例５４（１．７７）、実施例５５（２．５５）、及び実施例５６（２．０３）のＱＦが、全てそれらの対応する比較実施例である、ＤＩ水（ｐＨ ７．０）のみで帯電された比較実施例５２（０．８６）、比較実施例５３（０．９１）、比較実施例５４（０．８８）、比較実施例５５（１．１７）、及び比較実施例５６（０．８１）を超えたことを例証する。
【０１６２】
比較実施例５７ａ、５７ｂ、＆実施例５７：この一連の実施例は、押出成形法−２を用いて０．５重量％の電荷添加剤−６及び０．２重量％の電荷添加剤−９を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４５）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、５０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ４．２）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５７（３．４８）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５７ａ（３．０７）又は５０ＰＰＭのＮａ２ＣＯ３（ｐＨ １０．４）で帯電された比較実施例５７ｂ（１．６８）のそれを超えたことを例証する。
【０１６３】
比較実施例５８ ＆実施例５８ａ：この一連の実施例は、押出成形法−２を用いて０．８重量％の電荷添加剤−５を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−４６）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、１０ＰＰＭのＣＨ３ＣＯＯＨ（ｐＨ ５．４）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５８（３．５０）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ８．８）のみで帯電された比較実施例５８（２．５８）のそれを超えたことを例証する。
【０１６４】
比較実施例５９ａ、５９ｂ、＆実施例５９：この一連の実施例は、１重量％の電荷添加剤−１を含有するポリプロピレン（ＢＭＦ−５１）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ １１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例５９（１．４２）の品質係数は、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例５９ａ（１．１０）又は２０ＰＰＭのＨＣｌ（ｐＨ ３．５）で帯電された比較実施例５９ｂ（０．４８）のそれを超えたことを例証する。
【０１６５】
比較実施例６０ａ、６０ｂ、＆実施例６０：この一連の実施例は、電荷添加剤を含有しないポリプロピレン９５％及び環状オレフィンコポリマー５％（ＢＭＦ−５２）から作製されたＢＭＦウェブにおいて、２０ＰＰＭのＮａＯＨ（ｐＨ １１）を用いた帯電法−１（ハイドロチャージのみ）を使用することによって、実施例６０（２．２１）の品質係数が、ＤＩ水（ｐＨ ７．７）のみで帯電された比較実施例６０ａ（１．７７）又は２０ＰＰＭのＨＣｌ（ｐＨ ３．５）で帯電された比較実施例６０ｂ（０．７０）のそれを超えたことを例証する。
【０１６６】
【表６】
【０１６７】
【表７】
【０１６８】
【表８】
【０１６９】
【表９】
【０１７０】
【表１０】
【０１７１】
【表１１】
【０１７２】
ａＮ．Ｍ．は、測定されなかったことを示す。ゼータ電位は、実質的に類似する材料の測定に基づき予測された。
ｂｐＨ及び伝導度は、帯電時には測定されなかった。報告された値は、等価組成物の溶液についてである。
【０１７３】
（実施例６１〜６６）
上述の計算化学法を用いて、ＰＡ及びΔＨｄｐは、電荷中心の電子構造に関して、上述のアミノ置換芳香族電荷添加剤に等価であるモデル化学システム（すなわち、電荷添加剤１〜６及び１５）において計算された。モデル構造を以下に示すが、我々は、必要な計算時間を削減するために脂肪族尾部を切断した。脂肪族尾部の切断位置を揃えるために、我々は、電荷中心がプロトン化／脱プロトン部位である電荷中心の電子構造に尾部がどのように影響を与えるかを検証した。官能基が芳香族中心の電子構造に影響を与える程度は、Ｈａｍｍｅｔｔ−Ｓｉｇｍａパラメータσｐ（Ｄｅａｎ，Ｊ．Ａ．，Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．Ｌａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ；ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９．）を通して理解され得る。Ｒ＝ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、及びＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３に対するσｐ値は、それぞれ、−０．１７、−０．１５、−０．１５、及び−０．１６である。これらのＲ基に対するσｐ値の類似性は、メチレン反復基が電荷中心の電子構造に著しい影響を与えないことを示唆する。化学的に異なるＲ基の例は、Ｒ＝−Ｈ、−ＣＨ３及びＣＯ−ＯＣＨ３であり、これらのＲ基に対するσｐ値は、それぞれ、０．０、−０．１７、及び０．３９である（Ｄｅａｎ，Ｊ．Ａ．，Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．Ｌａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ；ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９．）。
【０１７４】
プロトン親和性：計算されたＰＡ及びΔＨｄｐ（以下に説明する）に基づく異なるｐＨ帯電流体と、対応する好ましいｐＨで帯電された等価電荷添加剤とを含有するＢＭＦウェブの典型的なＱＦを提供することに加え、構造モデルに対するＰＡを表６に報告する。これらの結果は、分子のＰＡが添加剤の帯電性質と両様に良く相関することを示唆する。最初の観測結果は、約２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌを超えるＰＡ値は、酸性の水スプレーで帯電されるウェブ試料の性能を改善し、約２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のＰＡ値を有する添加剤は、酸性の水スプレーと接触するウェブ試料の性能を改善しないことである。
【０１７５】
脱プルトンエンタルピー：全てのモデルシステムに対するΔＨｄｐを表６に報告する。これらの結果は、分子のΔＨｄｐがＰＡに類似する手段で添加剤の帯電性質と良く相関すことを示唆する。最初の観測結果は、約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のΔＨｄｐ値は、添加剤が塩基性の水スプレーで帯電されるウェブ試料の性能を改善し、約３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを超えるΔＨｄｐ値を有する添加剤が、塩基性の水スプレーと接触する時に試料の帯電挙動を改善しないことを示唆する。我々は、脱プロトンが発熱プロセスであり、よって、より小さい数が好まれることに留意する。
【０１７６】
対応する電荷添加剤のモデル化に使用された化学化合物
【化５】
【０１７７】
【表１２】
【０１７８】
ａＤＩ水：脱イオン水、測定されたＤＩ水のｐＨは、実施例６２及び６５において７．５、並びに実施例６１、６３、６４及び６６において８．２であった。
ｂ酸性水：５０ｐｐｍ ＣＨ３ＣＯＯＨを有する水、測定された酸性水のｐＨは、実施例６１、６３、６４及び６６において４．２、並びに実施例６２及び６５において４．４であった。
ｃ塩基性水：５０ｐｐｍ Ｎａ２ＣＯ３を有する水、測定された塩基性水のｐＨは、実施例６２及び６５において１０．１、並びに実施例６１、６３、６４及び６６において１０．４であった。
【０１７９】
実施例６７〜１１０
上記の特定の電荷添加剤の特性の算定に加え、広範な電荷添加剤の帯電特性は、電荷添加剤の化学範囲を判断するために算出された。化学範囲を判断するために、式（１）及び（２）として上記に示す２つの添加剤クラスを検証した。式（１）は、それに結合する３つの（ＮＨ）−ＣＨ２−ＣＨ３基を備える芳香族コアが存在する構造モデル−２を含み、式（２）は、３つのパラ置換アニリン誘導体に結合される芳香族コアが存在する構造モデル３、４、５及び６を含む。これらの構造における芳香族コアは、異なる芳香族性を有するように選択され、式（２）におけるＲ基は、それらの電子求引性／放出力に基づき選択される。芳香族性を増加するために、芳香環は、トリアジン、ピリミジン、ピリジン及びベンゼン（Ｓｈｉｓｈｋｉｎ，Ｏ．Ｖ．；Ｐｉｃｈｕｇｉｎ，Ｋ．Ｙ．；Ｇｏｒｂ，Ｌ．；Ｌｅｓｚｃｚｙｎｓｋｉ，Ｊ．６１６ Ｊ．Ｍｏｌ．Ｓｔｒｕｃ．１５９（２００２））である。電子求引性を増加するために、Ｒ基は、（ＮＨ）−ＣＨ３、−ＯＨ、−Ｏ−ＣＨ３、−ＣＨ３、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ３、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ３、ＣＦ３及び−ＮＯ２である。電子吸引性の強度は、Ｈａｍｍｅｔｔ−Ｓｉｇｍａパラメータであるσｐ（Ｄｅａｎ，Ｊ．Ａ．，Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．Ｌａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ；ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９９）で定量化される。
【０１８０】
ＰＡ及びΔＨｄｐ値は、上述の式（１）及び（２）の添加剤に対して算出され、表７に報告される。これらの算出に基づき、全ての式（１）添加剤（実施例６７〜７０）は、これらのＰＡ値が２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌを大きく超え、それらのΔＨｄｐ値が３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを大きく超え、よって、酸性帯電流体（ｐＨ＜７）でより良く帯電されることが予測される時、塩基性添加剤である。
【０１８１】
実施例７１〜１０６の目的は、Ｒ基の電子吸引性／放出力がどのようにして電荷添加剤の酸性又は塩基性に影響するのかを示すためである。Ｒが電子放出、すなわち、σｐ＜０．０の時、分子はより塩基性になり、Ｒが電子供与性、すなわちσｐ＞０．０の時、添加剤は、より酸性になる。酸性と塩基性添加剤との間の遷移におけるσｐの正確値は、芳香族コアに依存する。例えば、トリアジンを用いた添加剤における酸性と塩基性との間の遷移は、σｐ≒０の時に生じ、ベンゼンコアを用いた添加剤における酸性と塩基性との間の遷移は、σｐ≒０．３２の時に生じる。
【０１８２】
【表１３】
【０１８３】
本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変形及び変更を加えられてもよい。したがって、この発明は、上記に限定されないが、以下の請求項及び全てのその等価物に詳述する制限によって規制される。
【０１８４】
本発明はまた、本明細書に具体的に開示されないいずれかの要素がない場合でも、好適に実施されることがある。
【０１８５】
上記の全ての特許及び特許出願は、背景技術部分のものを含め、全体的に参考として本明細書に組み込まれる。そのような組み込まれる文献の開示と上記明細書との間に不一致又は矛盾がある限りにおいては、上記明細書が優先する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレット物品を作製する方法であって、
（ａ）帯電されるポリマー物品を提供する工程と、
（ｂ）帯電される前記ポリマー物品を以下のｐＨ及び伝導度を有する水性液と接触させる工程であって、
（ｉ）前記物品が−７．５ｍＶ以下のゼータ電位を有する場合、前記接触液は７を超えるｐＨと、１センチメートル当り約５〜９，０００マイクロシーメンスの伝導度とを有し、
（ｉｉ）前記物品が−７．５ｍＶを超えるゼータ電位を有する場合、前記接触液は７以下のｐＨと、１センチメートル当り約５〜５，５００マイクロシーメンスの伝導度とを有する、工程と、
（ｃ）前記物品を乾燥させる工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記水性液は、７〜３，０００ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水性液は、１０〜１，０００ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマー物品は、２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌを超えるプロトン親和性と、３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを超える脱プロトン化エンタルピーとを有するＮ−置換アミノ芳香族添加剤を含有し、前記水性液は、７以下のｐＨと、５〜５，５００ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマー物品は、３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満の脱プロトン化エンタルピーと、２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のプロトン親和性とを有するアミノ置換芳香族添加剤を含有し、前記水性液は、７を超えるｐＨと、５〜９，０００マイクロシーメンスｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリマー物品は、室温で、１０１４オーム−ｃｍ以上の体積固有抵抗を有するポリマー材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記体積固有抵抗は、約１０１６オーム−ｃｍ以上である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー物品は、繊維を含み、坪量が約２〜５００ｇ／ｍ２で、厚さが約０．２５〜２０ｍｍであり、硬度が約１〜２５パーセントの不織布ウェブの形態である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記不織布ウェブは、坪量が約２０〜１５０ｇ／ｍ２で、厚さが約０．５〜２ｍｍであり、硬度が約３〜１０パーセントである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
帯電される前記ポリマー物品は、以下に記載する式１又は２の化合物を含む添加剤を含み、
【化１】
式中、Ａｒは、０〜３個の窒素原子で置換される三価の芳香族基であり、ｎは、１〜２０の整数であり、それぞれのＲは、独立して、約２０個未満の非水素非金属原子を有する基であってもよい、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
それぞれのＲが、独立して、水素、ハロゲン、２０個の炭素原子を有するアルキル、１〜２０個の炭素原子を有するハロゲン置換アルキル、２〜２０個の炭素原子を有するエステル、２〜２０個の炭素原子を含有する置換アミン、及びそれらの組み合わせであってもよい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記水性液は、精製水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記水性液は、６０体積パーセントの水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記水性液は、８０体積パーセントの水を含有し、前記エレクトレット物品は、ｐＨが連続して測定される連続プロセスにより作製される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記乾燥させる工程は、真空、加熱、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマー物品は、ポリプロピレンを含むマイクロファイバーを含有する繊維性不織布ウェブである、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記マイクロファイバーは、メルトブロウンマイクロファイバーである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
フィルターエレメントを作製する方法であって、請求項１６に記載の不織布ウェブをフィルターカートリッジ又はマスク本体に設置する工程、を含む、方法。
【請求項１９】
呼吸マスクを作製する方法であって、請求項１６に記載の不織布ウェブを人の鼻及び口を覆って着用されるように適合されるマスク本体に設置する工程であって、前記不織布ウェブは、前記呼吸マスクのユーザーにより吸入される前に、濾過されるべき空気が前記不織布ウェブを通過するように前記マスク本体に配置される工程、を含む、方法。
【請求項２０】
繊維性エレクトレット物品を作製する方法であって、
（ａ）室温で、１０１４オーム−ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する繊維を含有する不織布ウェブを提供する工程と、
（ｂ）前記不織布ウェブを以下のｐＨ及び伝導度を有する水性液と接触させる工程であって、
（ｉ）前記物品が−７．５ｍＶ以下のゼータ電位を有する場合、前記接触液は７を超えるｐＨと、１センチメートル当り約５〜９，０００マイクロシーメンスの伝導度とを有し、
（ｉｉ）前記物品が−７．５ｍＶを超えるゼータ電位を有する場合、前記接触液は７以下のｐＨと、１センチメートル当り５〜５，５００マイクロシーメンスの伝導度とを有する、工程と、
（ｃ）前記不織布ウェブを乾燥させる工程と、を含む方法。
【請求項２１】
前記不織布ウェブは、マイクロファイバーを含有し、１．５／ｍｍＨ２Ｏ以上の品質係数を示す、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記示される品質係数は、２ｍｍＨ２Ｏ−１以上である、請求項２１に記載の方法。
【請求項１】
エレクトレット物品を作製する方法であって、
（ａ）帯電されるポリマー物品を提供する工程と、
（ｂ）帯電される前記ポリマー物品を以下のｐＨ及び伝導度を有する水性液と接触させる工程であって、
（ｉ）前記物品が−７．５ｍＶ以下のゼータ電位を有する場合、前記接触液は７を超えるｐＨと、１センチメートル当り約５〜９，０００マイクロシーメンスの伝導度とを有し、
（ｉｉ）前記物品が−７．５ｍＶを超えるゼータ電位を有する場合、前記接触液は７以下のｐＨと、１センチメートル当り約５〜５，５００マイクロシーメンスの伝導度とを有する、工程と、
（ｃ）前記物品を乾燥させる工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記水性液は、７〜３，０００ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水性液は、１０〜１，０００ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマー物品は、２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌを超えるプロトン親和性と、３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌを超える脱プロトン化エンタルピーとを有するＮ−置換アミノ芳香族添加剤を含有し、前記水性液は、７以下のｐＨと、５〜５，５００ｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマー物品は、３３５ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満の脱プロトン化エンタルピーと、２３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ未満のプロトン親和性とを有するアミノ置換芳香族添加剤を含有し、前記水性液は、７を超えるｐＨと、５〜９，０００マイクロシーメンスｍｉｃｒｏＳ／ｃｍの伝導度とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリマー物品は、室温で、１０１４オーム−ｃｍ以上の体積固有抵抗を有するポリマー材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記体積固有抵抗は、約１０１６オーム−ｃｍ以上である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー物品は、繊維を含み、坪量が約２〜５００ｇ／ｍ２で、厚さが約０．２５〜２０ｍｍであり、硬度が約１〜２５パーセントの不織布ウェブの形態である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記不織布ウェブは、坪量が約２０〜１５０ｇ／ｍ２で、厚さが約０．５〜２ｍｍであり、硬度が約３〜１０パーセントである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
帯電される前記ポリマー物品は、以下に記載する式１又は２の化合物を含む添加剤を含み、
【化１】
式中、Ａｒは、０〜３個の窒素原子で置換される三価の芳香族基であり、ｎは、１〜２０の整数であり、それぞれのＲは、独立して、約２０個未満の非水素非金属原子を有する基であってもよい、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
それぞれのＲが、独立して、水素、ハロゲン、２０個の炭素原子を有するアルキル、１〜２０個の炭素原子を有するハロゲン置換アルキル、２〜２０個の炭素原子を有するエステル、２〜２０個の炭素原子を含有する置換アミン、及びそれらの組み合わせであってもよい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記水性液は、精製水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記水性液は、６０体積パーセントの水を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記水性液は、８０体積パーセントの水を含有し、前記エレクトレット物品は、ｐＨが連続して測定される連続プロセスにより作製される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記乾燥させる工程は、真空、加熱、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマー物品は、ポリプロピレンを含むマイクロファイバーを含有する繊維性不織布ウェブである、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記マイクロファイバーは、メルトブロウンマイクロファイバーである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
フィルターエレメントを作製する方法であって、請求項１６に記載の不織布ウェブをフィルターカートリッジ又はマスク本体に設置する工程、を含む、方法。
【請求項１９】
呼吸マスクを作製する方法であって、請求項１６に記載の不織布ウェブを人の鼻及び口を覆って着用されるように適合されるマスク本体に設置する工程であって、前記不織布ウェブは、前記呼吸マスクのユーザーにより吸入される前に、濾過されるべき空気が前記不織布ウェブを通過するように前記マスク本体に配置される工程、を含む、方法。
【請求項２０】
繊維性エレクトレット物品を作製する方法であって、
（ａ）室温で、１０１４オーム−ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する繊維を含有する不織布ウェブを提供する工程と、
（ｂ）前記不織布ウェブを以下のｐＨ及び伝導度を有する水性液と接触させる工程であって、
（ｉ）前記物品が−７．５ｍＶ以下のゼータ電位を有する場合、前記接触液は７を超えるｐＨと、１センチメートル当り約５〜９，０００マイクロシーメンスの伝導度とを有し、
（ｉｉ）前記物品が−７．５ｍＶを超えるゼータ電位を有する場合、前記接触液は７以下のｐＨと、１センチメートル当り５〜５，５００マイクロシーメンスの伝導度とを有する、工程と、
（ｃ）前記不織布ウェブを乾燥させる工程と、を含む方法。
【請求項２１】
前記不織布ウェブは、マイクロファイバーを含有し、１．５／ｍｍＨ２Ｏ以上の品質係数を示す、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記示される品質係数は、２ｍｍＨ２Ｏ−１以上である、請求項２１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１１−５２２１３７（Ｐ２０１１−５２２１３７Ａ）
【公表日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１２４８６（Ｐ２０１１−５１２４８６）
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４０４２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４８７０３
【国際公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４０４２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４８７０３
【国際公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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