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JP3534043B2 - プリーツ賦型加工されてなるフィルター材 - Google Patents

プリーツ賦型加工されてなるフィルター材

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JP3534043B2
JP3534043B2 JP2000207947A JP2000207947A JP3534043B2 JP 3534043 B2 JP3534043 B2 JP 3534043B2 JP 2000207947 A JP2000207947 A JP 2000207947A JP 2000207947 A JP2000207947 A JP 2000207947A JP 3534043 B2 JP3534043 B2 JP 3534043B2
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JP
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melting point
filament
filter
filter material
point component
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JP2000207947A
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泰義 堀口
誠 西村
かおり 岩崎
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Filtering Materials (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンボスロールに
より部分的に熱圧着された高目付不織布からなるプリー
ツ賦型加工されてなるフィルター材に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】口金から紡出した連続フィラメントをエ
アーサッカー等により、高速牽引した後、鉛を主体とし
た衝突板に衝突帯電させフィラメントを開繊した後、移
動するネットコンベアー上に捕集、加熱したエンボスロ
ールにより部分的に熱圧着し、不織布とする方法、ある
いはネット上に捕集した積層ウェブをニードルパンチに
より機械的に絡合させ不織布とする方法が一般的であ
り、工業資材、土木資材など用途は広く、特にフィルタ
ー用途においては、高性能であり、耐久性、加工性に優
れていることからロ紙フィルター代替品として需要はま
すます旺盛である。
【0003】フィルター基材は、部分的な欠陥がフィル
ターの性能を大きく左右するため、目付斑が少なく、シ
ートの部分的剥離欠点のない高品質である不織布の要求
が強い。
【0004】このため、例えば、シート目付が120g
/m2 以上などである高目付の不織布のフィルター基材
としての使用可能性等が検討され始めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シート
目付が、例えば、120g/m2 以上などである高目付
の不織布は、一般に、エンボスロールで熱圧着しても厚
み方向での熱圧着性が不十分なことにより厚み中央部で
の層間剥離がしやすく、またエンボスロール表面の汚れ
に起因し、エンボスしたシートがロールにとられやすく
不織布の表層部が部分的に剥離する。従って、このよう
な不織布をフィルター用としてプリーツ加工した場合、
プリーツ加工性が良くないばかりか、部分的に剥離した
箇所から微細粒子の洩れが発生するなどフィルター基材
として完全なものとは言えない。
【0006】本発明は、上述したような従来欠点を改善
した、すなわち、プリーツ加工性に優れ、シート剥離が
なく、かつ高捕集性能を有するプリーツ賦型加工されて
なるフィルター材を提供せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的達
成のために、次のような手段を採用するものである。
【0008】すなわち本発明のプリーツ賦型加工されて
なるフィルター材は、芯が高融点成分、鞘が低融点成分
である芯鞘型フィラメントからなる部分的に熱圧着され
た不織布であって、該不織布の圧着部の非圧着部に対す
る厚み保持率が65%以下で、かつ、目付が200〜3
60g/m2 であることを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の基本的思想は、不織布か
らなるフィルター材として、芯が高融点成分、鞘が低融
点成分である芯鞘型フィラメントを用いて、特に、部分
的に熱圧着され、かつ目付が200〜360g/m2
非常に大きな不織布を用いることによって、良好なフィ
ルター捕集性能とプリーツ加工後の形態保持性を実現し
たものである。
【0010】本発明のプリーツ賦型加工されてなるフィ
ルター材の構成材料としての不織布としては、芯が高融
点成分、鞘が低融点成分である芯鞘型フィラメントから
なっていて、目付が200〜360g/m2 の範囲にあ
り、部分的に熱圧着されたものである。
【0011】目付が200g/m2 未満であると、用途
により、捕集能力的に希望レベルに到達せず頻繁にフィ
ルター材を交換する必要があるなどの不都合がある場合
があって望ましくなく、一方、360g/m2 より大き
いとプリーツ加工が難しくなり、フィルター性能は良好
でも、結局、装置を構成するための一部材として実際的
なものではない場合がある。
【0012】本発明に用いられる不織布は、目付(X:
g/m2 )と剛軟度(Y:mgf)の下式で示される関
係が0.03以上であることが好ましい。より好ましく
は0.036以上のものであることである。
【0013】Y/X2 ≧0.03、ただし、X≧200 かかる値が、0.03未満である場合、不織布の剛性不
足によりプリーツ部がシャープでなく均一性に欠けたも
のしか得られず、加工性が不良であるばかりか、フィル
ターユニットに組込むことすら困難なものとなってしま
う。
【0014】また、不織布の圧着面積は、好ましくは3
5%以下、さらに好ましくは30%以下にするのが、フ
ィルターの圧損やフィルター寿命を向上させる上で好ま
しい。なお、35%を越えると不織布の厚みは低下する
が圧着効率が低下するため圧着深さが浅くなり、層間剥
離し易いものとなる傾向があり、それが起因してプリー
ツ加工の際プリーツ部が剥離し、同部分からのダスト洩
れが発生するという問題が惹起しやすく、さらにフィル
ターユニットに組込む際の作業性あるいはユニットに樹
脂止めする際の不織布剥離部分のシール性不良によるフ
ィルター欠点につながるなどの問題が発生しやすくな
る。
【0015】本発明においては、かかる圧着部分の非圧
着部分に対する厚み保持率は、実施例から明らかなよう
に、65%以下、好ましくは33〜63%であることが
重要である。圧着部分の厚み保持率が65%を超える場
合、圧着力が不十分であるために不織布表層部の見掛け
上の欠点がなくても、プリーツ加工など折り曲げ加工し
た際、接着点がはがれる、いわゆる層間剥離が発生し、
フィルター性能、プリーツ加工性能などフィルター基材
として満足できるものが得られにくくなる。
【0016】不織布を構成するフィラメントは、本発明
の如くに、200g/m2 以上の高目付の不織布の場
合、高融点成分と低融点成分の2成分よりなる芯鞘型の
ものを用いることが重要である。例えば、高融点成分だ
けなどの単一成分のフィラメントである場合、単にエン
ボスロールの温度アップおよび圧力アップだけでは、接
着が不十分になる場合が多く、層間剥離が発生し、フィ
ルター性能、プリーツ加工性能などフィルター基材とし
て満足できるものを得ることは難しい。あるいは、接着
性の良好な低融点だけなどの単一成分のフィラメントで
ある場合、熱接着性は改善されるものの、フィラメント
の強力が小さいことからフィルターの強力が小さかった
り、また、フィルターとしての熱安定性の点でも満足の
いくフィルター基材を得ることは概して難しい。
【0017】また、フィラメントの接着力をカバーする
ためアクリル樹脂などの樹脂を含浸させる等のことも考
えられるが、そのような場合、不織布を構成するフィラ
メントの空隙率が減少し、ダスト捕集効率が低下するな
どの問題が新たに発生するので避けるべきである。
【0018】また、フィラメントに使用する高融点およ
び低融点ポリマーは、ポリエステル、ナイロン、ポリプ
ロピレンあるいはそれらの共重合ポリマーなど、あるい
はまた、これらのポリマー中へ第3成分を添加したもの
などいずれの樹脂を採用してもよい。また、本発明にお
ける低融点成分と高融点成分のフィラメント形態は、高
融点成分のまわりを低融点成分が被覆している芯鞘フィ
ラメントである。
【0019】本発明においては、低融点成分の比率が全
繊維成分に対して5〜30重量%の範囲にあることが好
ましく、低融点成分の比率が5重量%未満である場合、
低融点成分が高融点成分のまわりを被覆できない部分が
発生しやすく、その場合には、該非被覆部分で紡糸糸切
れが発生しやすく、製品欠点も出やすいなどの問題が生
じる。また、逆に低融点成分が30重量%を越える場合
は、エンボスロール温度を低融点ポリマーの融点近い温
度まで上昇させることが効果的であり、エンボスロール
の汚れが発生しやすく、そのため不織布がロールから剥
離しにくく、不織布の表層部で部分剥離を惹起しやすく
なるなど、フィルター基材として満足なものを提供する
ことが難しくなる。
【0020】また、不織布を構成するフィラメントの繊
度は、1〜10デニールの範囲にあるのが好ましく、繊
度が1デニール未満である場合、紡糸性の不調により製
品採取が困難となる場合があり、生産性も低く採算に合
わないものとなる等、問題も多い。また、デニールが1
0デニールよりも大きいと、繊維構成本数不足によるフ
ィルター効率が低下する問題があり、フィルター用途に
は不適なものとなりがちである。
【0021】本発明のプリーツ賦型加工されてなるフィ
ルター材は、200〜360g/m2 という高目付不織
布で構成され、高捕集性能のフィルター特性と、良好な
プリーツ加工性やその形態保持性を両立させ得たもので
ある。
【0022】本発明のプリーツ賦型加工されてなるフィ
ルター材を製造するためのエンボスロールの彫刻パター
ンは、特に限定されるものではないが、好ましくは、彫
刻深さを約0.5〜1mm程度にするのが、高目付の不
織布の非圧着部に対する圧着部の厚み保持率を65%以
下にキープし、また、不織布の目付(X)と剛軟度
(Y)との関係をY/X2 ≧0.03という最適なもの
になし得るので好ましいものである。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、実施例の中に示す特性値の測定方法は次の通
りである。 [剛軟度]試料の不織布1m幅当り2個(タテ方向)
を、1インチ×1.5インチの大きさに裁断して2個採
取して試料とし、この試料を用いて、JIS L−10
86−6.13に基づいて評価した。 [目付(g/m2 )]タテ1m×ヨコ1mの大きさの不
織布の重量を測定した。 [圧着部の厚み保持率(%)] 非圧着部の厚さA:JIS L−1085ダイヤルゲー
ジ法に準じてディスク径が10mmであるTECROC
厚み計で測定した。
【0024】圧着部の厚さB:走査型電子顕微鏡を用い
拡大倍率100倍で圧着部の断面写真を撮影、ノギスに
より寸法チェックした後倍率から逆算した。
【0025】これら結果をもとに圧着部の厚み保持率は
次式により算出した。
【0026】 圧着部の厚み保持率(%)=B/A×100 [シート剥離]幅方向20cm、長さ方向80cmの試
料を長さ方向全体にわたって半径が10cmの円弧状に
折曲げ、剥離の状況を下記基準により評価した。
【0027】評価基準 ○:剥離の全く認められないもの。
【0028】△:2cm未満の剥離が1個あるもの。
【0029】×:剥離個数が2個以上あるもの。 [プリーツ加工性]幅が50cm、長さが300mであ
るシートをロータリー式プリーツ加工機で折曲げ、ピッ
チ3cmとなるようプリーツ加工し、下記基準により評
価した。
【0030】評価基準 ○:プリーツが鋭角で均一で、シートに蛇行が見られな
い。
【0031】△:プリーツがやや不均一で僅かに蛇行が
認められるが、使用上問題ない。
【0032】×:プリーツが不均一でシートに蛇行が見
られ、フィルターユニット組込みに際して、作業上問題
がある。 実施例1,比較例1 固有粘度が0.66、融点が262℃であるポリエチレ
ンテレフタレートと固有粘度が0.68、融点が228
℃であるイソフタール酸共重合ポリエステルを別々の押
出機で溶融した後、フィラメントのデニールが2デニー
ルであって、全繊維中にしめる低融点成分の比率が15
%となるように吐出量を調整し、芯鞘紡糸可能な口金よ
り芯鞘フィラメントを紡出した。引続き、紡出フィラメ
ントをエアーサッカーで約5000mの高速牽引をし、
鉛を主体とした衝突板に衝突させ、フィラメントを開繊
し移動するネットコンベアー上に噴射て、さらに捕集し
不織布ウェブとした。
【0033】この際、ネットコンベアーの速度を変更し
て、目付が120g/m2 (比較例1)、200g/m
2 (実施例1−(1)〜(3))、260g/m2 (実
施例1−(4)〜(6))、360g/m2 (実施例1
−(7)〜(9))の不織布とし、彫刻深さが0.8m
m、圧着部の面積が15%、温度が220℃であるエン
ボスロールで、エンボスロール圧力を変更し、熱圧着を
実施した。引続きシート幅を50cmとした後、ロータ
リー式プリーツ加工機でプリーツ加工した。結果を表1
に示した。
【0034】
【表1】
【0035】表1から明らかなように、実施例1のもの
は、シートの層間剥離もなく、プリーツ加工性、形態保
持性など良好でフィルター材として満足できるものであ
る。 実施例2 実施例1と同様の方式で目付が220g/m2 である不
織布とし彫刻深さが0.8mmであってエンボスロール
の圧着面積が5%(実施例2−(1))、10%(実施
例2−(2))、15%(実施例2−(3))、20%
(実施例2−(4))、30%(実施例2−(5))の
5水準につき熱圧着を実施した。引続きシート幅を50
cmにカットした後、ロータリー式プリーツ加工機でプ
リーツ加工を実施した。結果を表2に示した。
【0036】
【表2】
【0037】表2から明らかなように、実施例2のもの
は、毛羽の発生もなく、剥離性、プリーツ加工性など全
く問題ないものであった。 実施例3 固有粘度が0.66、融点が262℃であるポリエチレ
ンテレフタレートと固有粘度が0.68、融点が228
℃であるイソフタール酸共重合ポリエステルを別々の押
出機で溶融した後、フィラメントのデニールが2デニー
ルであって、全繊維中にしめる低融点の比率を30%、
20%、10%、5%と変更し、鞘成分を共重合ポリエ
ステルとし、芯鞘型口金を使用し、エアーサッカーによ
り約5000m/分の高速紡糸により芯鞘フィラメント
を紡糸した。紡糸性はいずれも良好であり、目付200
g/m2 のシートとした。引続き圧着部の面積が15%
で温度が200℃であるエンボスロールで熱圧着し、ロ
ータリー式プリーツ加工機でプリーツ加工をしてフィル
ターを生成した結果、得られたシートの層間剥離なども
なく、フィルター材として良好な結果であった。 実施例4 実施例3と同様の方法で全繊維中にしめる低融点の比率
を15%としフィラメントのデニールを1デニール、2
デニール、5デニール、10デニールと変更し紡糸し
た。1デニールは単糸切れが増加、10デニールは冷却
不足により糸切れが増加したが、操業上問題のないレベ
ルであり、引続き目付300g/m2 のシートとした。
エンボスロールによる熱圧着後のシートをロータリー式
プリーツ加工機でプリーツ加工してフィルターとしたも
のは、層間剥離はなく、プリーツ加工性も良好であっ
た。 比較例2 固有粘度が0.66、融点が262℃であるポリエチレ
ンテレフタレート単一成分を押出機で溶融した後、フィ
ラメントのデニールが2デニールとなるように吐出量を
調整し、エアーサッカーで高速牽引し、フィラメントを
開繊し移動するネットコンベアー上に捕集し、引続き表
面温度が250℃であるエンボスロールで熱圧着して、
目付260g/m2 の不織布を得た。
【0038】この不織布は、接着が不十分であり、層間
剥離があり、プリーツ加工困難なものであった。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、剥離欠点の発生もな
く、適度な剛性と形態保持性を有する優れた高性能の
リーツ賦型加工されてなるフィルター材を提供できるも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 39/00 - 39/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芯が高融点成分、鞘が低融点成分である芯
    鞘型フィラメントからなる部分的に熱圧着された不織布
    であって、該不織布の圧着部の非圧着部に対する厚み保
    持率が65%以下で、かつ、目付が200〜360g/
    2 であることを特徴とするプリーツ賦型加工されてな
    フィルター材。
  2. 【請求項2】低融点成分の比率が、芯鞘型フィラメン
    トの繊維重量に対して5〜30%であって、かつ、不織
    布の目付(X:g/m2 )と剛軟度(Y:mgf)が下
    記に示される関係にある請求項1記載のプリーツ賦型加
    工されてなるフィルター材。Y/X 2 ≧0.03
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