JP3188796B2 - 容器状多層フィルタの製造方法 - Google Patents
容器状多層フィルタの製造方法Info
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Description
造方法に関し、さらに詳しくは容器状に一体成形され、
空気浄化および成分抽出性能に優れた容器状多層フィル
タの製造方法に関する。
主に紙、織布、不織布などが用いられているが、近年、
フィルタユニットの小型化、使い捨て、簡便性等の点か
ら、フィルタ材料を立体的に成形して使用する方法が注
目されている。特に極細繊維不織布は、空気の浄化また
は成分抽出性能を向上させる目的でフィルタ分野に多く
使用されているが、極細繊維不織布を立体形状のフィル
タに成形する際には金型に極細繊維不織布が融着し易
い、極細繊維不織布が熱収縮をする等の問題が生じ、ま
たその成形フィルタは変形し易いという欠点があった。
従来技術の問題点を解決し、製造の際の熱プレス成型に
よる一体成形加工性に優れ、かつ適切な保型性と、優れ
たフィルタ性能を具備する容器状多層フィルタの製造方
法を提供することにある。
明は以下の通りである。 (1)平均繊維径0.5〜6.0μmの極細繊維不織布
の少なくとも片面に平均繊維径10〜100μmの熱可
塑性合成繊維不織布を積層し、該積層体を凹凸金型を用
いて熱プレス加工し、該積層体の少なくとも一部が接合
され、フランジ部と該フランジ部から展伸された成形部
とを有する容器状に一体成形することを特徴とする容器
状多層フィルタの製造方法。 (2)前記極細繊維不織布のみかけ密度が0.05〜
0.5g/cm3 であり、熱可塑性合成繊維不織布の成
形温度下の破断伸度が50%以上であることを特徴とす
る(1)記載の容器状多層フィルタの製造方法。
えば、ポリプロピレン、ポリエステルなどの溶融ポリマ
ーを高圧ガス流とともに紡糸ノズルから噴射させるメル
トブロー法、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリ
マーを有機溶媒に溶解させて高温高圧の溶液をつくり、
これを紡糸ノズルで減圧させて有機溶媒を爆発的に気化
させるフラッシュ紡糸法などの方法より得ることができ
る。
維径は0.5〜6.0μm、好ましくは1.0〜4.0
μmの範囲である。極細繊維不織布の平均繊維径が0.
5μm未満では繊維の強度、通気・通液性が劣り、一
方、6.0μmを超えると繊維強度は向上するが、通気
・通液性がよすぎてフィルタ性能が不充分となる。また
極細繊維不織布のみかけ密度は0.05〜0.5g/cm
3 の範囲が好ましく、より好ましくは0.1〜0.4g
/cm3 の範囲である。みかけ密度が0.05g/cm3 未
満の場合は、成形加工時の均一展伸性に劣り、0.5g
/cm3 を超えると成形加工時に金型に密着や融着し易
く、また均一展伸性に劣る場合がある。さらに極細繊維
不織布の目付はフィルタ性能の点から10〜100g/
m2 の範囲が好ましく、より好ましくは20〜80g/
m2 である。
布は、熱プレス成型で展伸できるものであればよく、例
えば、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリア
ミド繊維、複合繊維、共重合繊維などの単一または2以
上からなる短繊維、長繊維またはこれらの混合繊維を、
公知のスパンボンド法、ニードルパンチ法、サーマルボ
ンド法などの方法により得ることができる。
の平均繊維径は10〜100μm、好ましくは15〜6
0μmの範囲である。該不織布の平均繊維径が10μm
未満ではプレフィルタ性および補強性に劣り、一方、平
均繊維径が100μmを超えると繊維間隙が大きくな
り、プレフィルタ性が劣る。また熱可塑性合成繊維不織
布は、例えば一対の凹凸金型を80〜230℃に加熱し
て成形加工を行う際には少なくとも加熱温度での破断伸
度が50%以上であることが好ましく、大変形の展伸
(成形)加工を行う際には破断伸度は100%以上であ
ることがより好ましい。また熱可塑性合成繊維不織布の
目付は、補強性、プレフィルタ性等の点から30〜30
0g/m2 が好ましく、みかけ密度は0.1〜0.6g
/cm3 が好ましい。
例えば、極細繊維不織布の一面または両面に熱可塑性合
成繊維不織布を積層し、この積層体シートを、加熱させ
た一対の凹凸金型の間に入れてプレス成形するか、また
は該積層体シートをあらかじめ成形温度に加熱した後、
加熱していない凹凸金型でプレス成形する等の方法によ
り、フランジ部と該フランジ部より展伸された成形部と
を有する容器状に一体成形して得られる。成形温度は、
容器形状、繊維材料などにより適宜選定されるが、通常
は80〜230℃で行われる。また成形時の展開比(深
さ/口径)は通常0.1〜1.5とされる。
少なくとも一部が接合されるように成形加工される。そ
のためには、例えばフィルタのフランジ部分などを線状
またはドット状に成形時に融着するように金型に工作し
て成形を行う等の方法がとられる。積層された容器状多
層フィルタの少なくとも一部を接合することにより、各
不織布は分離することなく一体物として取扱いできるた
め、梱包作業性、フィルタ製品としての取扱い性が向上
する。
タは、極細繊維不織布による優れたフィルタ性能と、熱
可塑性合成繊維不織布による優れた成形加工性および保
型性を同時に得られるため、従来のように極細繊維不織
布を単独で成形加工を行った際の金型に融着し易い、熱
収縮する、変形し易いなどの問題は生じない。
分抽出を行う際の通液性を向上させるため、部分的に透
水加工を行うことができる。例えば、容器状多層フィル
タの底部の一部分にスプレ方式、スタンプ方式などの方
法で透水剤を付与することにより部分透水性の容器状多
層フィルタが得られる。また容器状多層フィルタの口径
部をプラスチック材料を用いて補強することができる。
例えばフィルター口径部にポリプロピレン樹脂を用いて
リング状に射出成形させた後、熱プレス成型して得られ
る。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 平均繊維径2.0μm、みかけ密度0.12g/cm3 お
よび目付50g/m2のプロピレン極細繊維不織布をメ
ルトブロー方式で製造した。また平均繊維径20μm、
みかけ密度0.33g/cm3 および目付50g/m2 の
ポリエステル長繊維不織布をスパンボンド方式で製造し
た。得られたポリエステル長繊維不織布の120℃での
破断伸度は250%であった。
状の凹凸金型を温度120℃に加熱し、上記極細繊維不
織布の両面にポリエステル長繊維不織布を積層させて熱
プレス成形加工を行い、本発明の容器状多層フィルタを
得た(展開比=0.77)。この容器状多層フィルタの
断面を図1に示した。図において、容器状多層フィルタ
5はフランジ部10と成形部11からなり、熱可塑性合
成繊維不織布1、3および極細繊維不織布2で構成され
る。4は熱可塑性合成繊維不織布1、3と極細繊維不織
1との接合部を示す。
スプレガンを用いて透水剤を付与させた後、この容器状
多層フィルターを用いて図2に示すようにコーヒーの抽
出を行った。図2において、容器状多層フィルタ5をコ
ップ6の上部に載置し、該フィルタ5内にレギュラーコ
ーヒー粉末7を入れて熱水8を注いで成分抽出を行っ
た。熱水は、容器状多層フィルタ側面からは透過せず、
底部のみから通液したため、成分抽出を充分にすること
ができた。抽出後の抽出液9は、コーヒー粉末7の洩れ
はなく、香りのよい透明なものであった。
にポリエステル長繊維不織布だけを用いて成形加工した
以外は実施例1と同様にして容器状フィルタを得た。ま
た得られた容器状フィルタを用いて実施例1と同様にレ
ギュラーコーヒー粉末の成分抽出を行ったところ、粉末
の洩れが多く、抽出液は不透明な粉っぽいものであっ
た。
よび目付20g/m2のプロピレン極細繊維不織布をメ
ルトブロー方式で製造した。また平均繊径16μm、み
かけ密度0.23g/cm3 および目付100g/m2 の
ポリプロピレン長繊維不織布をスパンボンド方式で製造
した。得られたポリプロピレン長繊維不織布の120℃
での破断伸度は130%であった。次に口径330mm
φ、深さ70mm(展開比=0.21)の凹凸金型を温度
120℃に加熱し、上記極細繊維不織布の片面にポリプ
ロピレン長繊維不織布を積層させ、熱プレス成形加工を
行い、本発明の容器状多層フィルタを得た。この容器状
多層フィルタにエレクトレット加工を行った後、粒径
0.3μmステアリン酸を用いてフィルタ性能を測定し
た。その結果、捕集効率は82%であり、空気浄化に優
れることが確認された。
0.23g/cm3 および目付100g/m2 のポリプロ
ピレン長繊維不織布を、実施例2と同様の方法で成形加
工して容器状フィルタを製造し、さらに実施例2と同様
にしてフィルタ性能を測定したところ、捕集効率は28
%であり、空気浄化の低いフィルタであった。
繊維不織布と熱可塑性合成繊維不織布とからなる積層体
を用いて一体成形するため、成形加工性、フィルタ性
能、成形品の保型性、通気・通液性および取扱い性に優
れた容器状多層フィルタを得ることができる。従って、
本発明で得られた容器状多層フィルタは、掃除機、空調
機、自動車等のエアーフィルタ、緑茶、紅茶、レギュラ
ーコーヒー粉末等の成分抽出フィルタ、油こしフィルタ
などに特に有用である。
図。
て用いたときの断面説明図。
布、4…接着部、5…容器状多層フィルタ、6…コッ
プ、7…レギュラーコーヒー粉末(被抽出物)、8…熱
水(抽出用液)、9…抽出液、10…フランジ部、11
…成形部。
Claims (2)
- 【請求項1】 平均繊維径0.5〜6.0μmの極細繊
維不織布の少なくとも片面に平均繊維径10〜100μ
mの熱可塑性合成繊維不織布を積層し、該積層体を凹凸
金型を用いて熱プレス加工し、該積層体の少なくとも一
部が接合され、フランジ部と該フランジ部から展伸され
た成形部とを有する容器状に一体成形することを特徴と
する容器状多層フィルタの製造方法。 - 【請求項2】 前記極細繊維不織布のみかけ密度が0.
05〜0.5g/cm3 であり、熱可塑性合成繊維不織
布の成形温度下の破断伸度が50%以上であることを特
徴とする請求項1記載の容器状多層フィルタの製造方
法。
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