JPH0722662B2

JPH0722662B2 - フィルター

Info

Publication number: JPH0722662B2
Application number: JP63198400A
Authority: JP
Inventors: 章山中; 康弘藪内
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0247357A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はフィルターに関する。更に詳しくは、嵩高で圧
縮高荷重、高圧力に耐え、変形が少なく、通気性、透水
性に優れ、かつ濾過性能にも優れたフィルターに関す
る。

［従来の技術］厚みのある繊維成形体としては平面状のウエブを積層
し、適当な接着手段で一体化したものがあり、特開昭57
−101055号公報には高速液体噴射処理によりウエブの繊
維を絡合させる方法が開示されている。しかし、このよ
うにして得られた繊維成形体は密度が大きく、エアーフ
ィルターとして用いるときは濾過抵抗が大きく、クッシ
ョン材として用いるときは変形深さが小さいという欠点
がある。

大きな捲縮を有する熱接着性複合繊維を用いた嵩高（低
密度）で厚みのある不織布の製造方法は特開昭58−2395
1号公報に開示されている。しかし、このようにして得
られた不織布は柔軟で、荷重による変形が大きいという
欠点がある。

又、実開昭51−61180号公報には、不織繊維層と編織物
の積層物が畝状起伏を形成し、基布と一体化されたシー
ト状複合材料が開示されている。

しかし、畝状起伏の一方側を接着剤を介して基布と一体
化しているため、得られるシート状複合材料は嵩高には
なるが厚み方向への荷重による変形がやはり大きく、か
つ、接着剤による目詰まりで通気性も劣るという欠点を
有している。このため、フィルターとして使用した場
合、厚み方向の高荷重、高圧力に耐えることは困難であ
り、満足な濾過性能は得られない。

［発明が解決しようとする課題］本発明は嵩高（低密度）で厚みがあり、かつ圧縮高荷
重、高圧力に耐え、変形が少なく、通気性、透水性に優
れ、かつ濾過性能も優れたフィルターを提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明者らは上記課題を解決のため鋭意研究の結果、下
記の構成要件を採用することにより所期の目的を達成で
きることを知り本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、熱接着性繊維を含有する糸からなる補強
布と熱接着性繊維を含有する繊維集合体層との積層体が
ヒダ状に折り畳まれた繊維成形体からなるフィルターで
あって、補強布を構成する糸は熱接着性繊維の融着によ
り一体化され、かつ糸同士の交点で接着されるととも
に、折り畳みにより成形体内部に折り込まれて突出した
補強布は含有する熱接着性繊維の融着により隣接する補
強布同士及び繊維集合体層と互いに接着されており、か
つ前記繊維集合体層も含有する無接着性繊維の融着によ
り繊維同士の交点で接着されていることにより形状が安
定化されたフィルターである。

以下、図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。第
１図は本発明のフィルターに用いられる繊維成形体の断
面を示す斜視図である。図中で補強布は経糸１および緯
糸２よりなる平織物であり、折り畳みによって成形体内
に折り込まれて突出した隣接する補強布４および５が補
強布中に含有する熱接着性繊維の融着により接着されて
いる。繊維集合体層３は補強布４、５と積層された状態
で折り畳まれている。また、繊維集合体３においても含
有する熱接着性繊維の融着により繊維同士の接点が接着
されている。

補強布は熱接着性繊維を含有する糸で構成され、織物あ
るいは編物の形で使用される。熱接着性繊維とはポリエ
チレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレ
ン、低融点ポリプロピレン、ナイロン−12等の比較的低
融点の熱可塑性樹脂からなる均質な繊維、あるいはこの
ような低融点の熱可塑性樹脂を熱接着成分として用いる
複合繊維を指す。熱接着性繊維が均質な繊維の場合、こ
の繊維より融点の高い、好ましくは20℃以上高い、他の
繊維と混合して、紡績糸あるいは混合マルチフィラメン
トとして用いる。熱接着性繊維が複合繊維の場合には、
それ自身単独で用いることも、他の繊維と混合して用い
ることもできる。いずれの場合においても補強布を構成
する糸の中の均質な熱接着性繊維あるいは複合繊維の熱
接着成分（以下両者を一括して熱接着性成分ということ
がある）の含有量は30〜70重量％程度が好ましい。これ
ら熱接着性繊維と混合して用いる他の繊維としては、木
綿、羊毛等の天然繊維あるいはナイロン、ポリエステ
ル、レーヨン等の人造繊維が例示できる。これら熱接着
性繊維を含有する糸の太さは、紡績糸では２〜50番手
（綿番手）、マルチフィラメントあるいはモノフィラメ
ントでは100〜2000デニールのものが使用できる。

補強布を構成する糸の中の熱接着性成分が30重量％未満
では、後述の熱処理によっても糸の一体化や糸の交点に
おける接着さらには補強布同士の接着が不十分となり、
得られるフィルターも柔軟で荷重による変形が大きなも
のとなる。また、糸中の熱接着性成分が70重量％を超す
と、熱処理時に融解流出して補強布の補強作用が失われ
るようになり好ましくない。

補強布の織密度（打込数）には特別な限定はなく適宜選
択できるが、空気フィルターの場合には、経・緯共に４
〜60本/25mm程度である。また、補強布を予め熱処理に
より糸の交点を融着させておくことは、繊維集合体層と
の積層や折り畳み等の工程で、目ずれが生じないので好
ましい。

本発明において用いる繊維集合体層としては、補強布中
の熱接着性成分を融着させるための熱処理において融着
して繊維集合体層内の繊維同士の交点を接着させるよう
な前記補強布のような熱接着性繊維で構成されたウエ
ブ、不織布、織布が例示できる。繊維集合体層がウエブ
である場合には最も空隙率が大きく弾力性に富んだフィ
ルターを得ることができ、不織布や織布では空隙率が小
さく荷重による変形の小さなものを得ることができる。
このような繊維集合体層に、フィルターの用途に応じ
て、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、吸水性樹脂、イ
オン交換樹脂等の吸着剤等を含有させることも可能であ
るが補強布との積層時に含有させることも可能である。

上記の補強布と繊維集合体層とを積層したもの（以下単
に積層体ということがある）をヒダ状に折り畳み、熱処
理する方法の一例を第２図に示した。繰り出しロール
６、６′から供給される補強布と繊維集合体層はピンチ
ロール７で積層され、ギアロール８に噛み込まれて一定
間隔の折り癖がつけられ、ギアロール８の送り出し速度
より遅い搬送速度の一対の通気コンベア９間に押し込ま
れてヒダ状に折り畳まれる。折り畳まれた積層体は通気
コンベアで搬送されながら、熱風炉10を通過する間に熱
処理され、冷却室で冷却された後取り出される。積層体
を充分折り畳むためには、通気コンベアの上下間隔はギ
アロールによる折り癖よりやや短い方が好ましい。熱風
の温度は熱接着成分の融点以上で、かつ、補強布の他の
成分および繊維集合体層を変質させない温度範囲内で適
宜設定する。

熱処理により、補強布を構成する糸の中の熱接着性成分
は融着し、糸自身をモノフィラメント状に硬くすると共
に糸同士をその接点で接着する。したがって、熱処理後
の補強布は、目ずれがなく腰の強い、モノフィラメント
網のような構造となる。さらに積層体が折り畳まれるこ
とにより補強布はＵ字形に連続して折り畳まれ、Ｕ字形
の内部には繊維集合体層を挟み持ち、Ｕ字形の底部は連
続した補強布が液状の補強面となり、成形体内部に折り
込まれて突出したＵ字形の補強布両腕部は隣接するＵ字
形の両腕部同士が熱接着性成分により接着されて繊維成
形体内部に突出する多数の板状補強材となる。

また、前記補強布の熱処理で繊維集合体層も、含有する
熱接着性繊維の融着により繊維集合体層内の繊維同士の
交点で接着され、かつ、隣接する繊維集合体層同士およ
び補強布とも接着され形態が安定化される。この結果、
繊維集合体層内は三次元構造の空隙を生じ、このため厚
み方向の圧縮高荷重、高圧力にも充分耐え、変形が著し
く少なく、濾過性能に優れたフィルターとなる。

このようにして得られる繊維成形体からなる本発明のフ
ィルターは、必要に応じてその裏面（補強布の存在しな
い面）に不織布等の補強材を積層・接着させることによ
り繊維集合体層の脱落防止や引張りに対する変形を防止
することもできる。

［効果］本発明のフィルターは、腰の強いモノフィラメント状の
糸からなる補強布がフィルターの表面に連続して存在す
ると共に、繊維集合体層との積層体としてフィルターの
厚さ方向にヒダ状にほぼ一定間隔で多数畳み込まれて突
出しており、この補強布は含有する熱接着性繊維の融着
により隣接するもの同士が互いに接着されている。この
ため、嵩高で空隙率の大きな繊維集合体層を用いた場合
でも、厚み方向の圧縮高荷重、高圧力に充分耐え、変形
が著しく少ないので、フィルターとしての適性に富んで
いる。

また、補強布で折り畳まれた繊維集合体層も含有する熱
接着性繊維の融着により繊維同士の交点での接着および
隣接する繊維集合体層同士の接着により一層強固に形態
が安定化されるので、繊維集合体層内は三次元構造の空
隙を生じ、安定した通気性、透水性が得られ、濾過時に
発生し易い目詰まりが生じ難く、フィルターとしての濾
過性能が著しく優れている。

［実施例］実施例及び比較例により本発明をさらに説明する。なお
各例において、下記の試験方法により評価した。

圧縮変形率、圧縮回復率：縦横各20cmの試験片（厚さH0）に、縦横各25cm、厚さ3m
mのステンレス鋼板を載せ更にその上にステンレス鋼板
との合計が15kgとなるように重錘を載せる。24時間放置
後の試験片の厚さ（h1）を測定した後、重錘およびステ
ンレス鋼板を除去し、２時間放置して厚さ（h2）を測定
する。

圧縮変形率＝100（H0−h1）/H0 圧縮回復率＝100（h2/H0）通気抵抗： JIS L1096（一般織物試験方法）の6.27.1のＡ法（フラ
ジール法）による通気量を測定する。

濾過精度： 30リットルの水を入れた水槽、ポンプ、及び濾過器から
なる循環式濾過試験装置を用いる。濾液排出側のハニカ
ム形金属製補強材を備えた25cm×22cmの大きさの濾過器
のハウジングに試料フィルター一個を取付け、フィルタ
ーの厚み方向（山側）から水を毎分10リットルの流量で
循環させながら、水槽にケーキ5g（粒径44μｍが90％以
上のカーボランダム2.5gと、粒径５〜15μｍが90％の研
磨微粉F0＃1200 2.5g）を添加する。ケーキ添加より３
分後に採取した濾過水100ミリリットルを、メンブレン
フィルターで濾過する。メンブレンフィルター上に捕集
された粒子のサイズを粒度分布測定装置で測定し、最も
大きな粒子のサイズ（最大流出径、ミクロン）を試料フ
ィルターの濾過精度とする。

濾過ライフ：前記循環式濾過試験装置に試料フィルター一個を取付
け、フィルターの厚み方向（山側）から水を毎分30リッ
トルの流量で循環させる。水槽に微粉末（粒径5.0〜40
μｍのものが99％以上）を20g添加して循環を続け、水
槽内の水が透明になった時点でフィルター前後の差圧を
測定する。この微粉末添加と差圧測定の操作を差圧が3k
g/cm²になるまで繰り返す。１回目の微粉末添加から差
圧が3kg/cm²になるまでの時間を濾過ライフとする。

実施例１ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘
成分とする熱接着性複合モノフィラメント（複合比50:5
0、単糸繊度300デニール、強度4.8g/d、伸度27％）を用
いて、経糸・緯糸共に17本/25mmの打込数の平織物と
し、これを熱風循環式加熱装置で140℃、110秒間熱処理
してモノフィラメントの交点が融着した目付45.6g/m²の
補強布を得た。

ポリエステル短繊維（単糸繊度2.5デニール、繊維長51m
m）とポリプロピレンを芯成分とし高密度ポリエチレン
を鞘成分とする熱接着性複合繊維（複合比50:50、単糸
繊度６デニール、繊維長64mm）とを重量比50/50で混綿
したカードウエブを熱風循環式加熱装置で140℃、150秒
間熱処理して目付40g/m²、厚さ約2.2mmの繊維集合体層
を得た。

ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘
成分とする熱接着性複合繊維（複合比50:50、単糸繊度
６デニール、繊維長64mm）からなるカードウエブを128
℃の熱ロールで線圧25kg/cmの条件で加熱処理して目付3
0g/m²、厚さ0.3mmの不織布を得た。

上記補強布と繊維集合体層を積層し、第２図に示したよ
うな装置で折り畳み、145℃で５分間熱処理し、次い
で、裏面に上記不織布を積層し145℃で５分間熱処理し
て繊維成形体を得た。このものは厚さ28mm、折畳数8.2
山/25mmで、成形体内に突出した補強布の長さ27mmの内1
8mmが隣接する補強布同士で接着しており、圧縮変形率2
2％、圧縮回復率97％、通気抵抗152cm³/cm²/sec、嵩密
度0.0798g/cm³であった。

上記繊維成形体を用いてフィルターとしての性能を測定
した結果、濾過精度11μｍ、濾過ライフ18分と良好なも
のであった。

実施例２ポリエステルを芯成分とし高密度ポリエチレンを鞘成分
とする熱接着性複合繊維（単糸繊度３デニール、繊維長
51mm、強度4.5g/d、伸度32％）70重量％と、ポリエステ
ル繊維（単糸繊度2.5デニール、繊維長51mm、強度4.8g/
d、伸度26％）30重量％とからなる紡績糸（綿番手23^S）
を用いて、経糸・緯糸共に17本/25mmの打込数の平織物
とし、これを熱風循環式加熱装置で140℃、140秒間熱処
理して目付34g/m²の補強布を得た。この補強布は経糸・
緯糸共に高密度ポリエチレンの融解によりモノフィラメ
ント化しており、かつ、各糸の交点が接着されていた。

上記の紡績糸より作った補強布と実施例１で用いた繊維
集合体層及び裏面補強材とを用い、実施例１と同様の手
段で（但し折り畳み時の熱処理条件は145℃、10分間と
して）繊維成形体を得た。このものは厚さ27.5mm、折畳
数7.2山/25mmで、成形体内に突出した補強布の長さ26.5
mmの内18mmが隣接する補強布同士で接着しており、圧縮
変形率26％、圧縮回復率95％、通気抵抗164cm³/cm²/se
c、嵩密度0.0728g/cm³であった。

上記繊維成形体を用いてフィルターとしての性能を測定
した結果、濾過精度９μｍ、濾過ライフ15分と良好なも
のであった。

実施例３ポリエステルを芯成分として高密度ポリエチレンを鞘成
分とする熱接着性複合モノフィラメント（単糸織度500
デニール、強度5.2g/d、伸度22％）を用いて、経糸・緯
糸共に17本/25mmの打込数の平織物とし、これを熱風循
環式加熱装置で145℃、150秒間熱処理してモノフィラメ
ントの交点が融着した目付74g/m²の補強布を得た。

実施例１で用いたポリエステル短繊維と複合繊維とを重
量比で50/50で混綿し、目付30g/m²のウエブとした。こ
のウエブ２枚の間に粒径120μｍの活性炭を15g/m²均一
に散布した積層ウエブを、熱風循環式加熱装置を用いて
140℃、150秒間の熱処理を施して、内部に活性炭を含有
する不織布（厚さ約4mm、目付75g/m²）を得た。

上記補強布と不織布を積層し、実施例１と同様の方法で
（但し熱処理条件は150℃６分間とし、裏面補強材は補
強布と同じモノフィラメントネットを用い）折り畳み熱
処理して、厚さ28mm、折畳数7.0山/25mmの繊維成形体を
得た。このものは成形体内に突出した補強布の長さ27mm
の内14mmが隣接する補強布同士で接着しており、圧縮変
形率18％、圧縮回復率99％、通気抵抗140cm³/cm²/sec、
嵩密度0.0888g/cm³であった。

上記繊維成形体を用いてフィルターとしての性能を測定
した結果、濾過精度８μｍ、濾過ライフ12分と良好なも
のであり、気体や液体の脱臭フィルターとして好適であ
った。

比較例１実施例１で用いた混合繊維ウエブ（目付40g/m²）を熱風
循環式加熱装置で140℃、150秒間熱処理して不織布とし
た。この不織布のみを用いて（補強布を用いないで）実
施例１と同様の手段、条件で折り畳み熱処理して、厚さ
27.5mm、折畳数8.2山/25mmの繊維成形体を得た、このも
のは圧縮変形率49％、圧縮回復率64％、通気抵抗204cm³
/cm²/sec、嵩密度0.0514g/cm³であり、わずかな押圧で
要因変形し易く、エアフィルターには使用できなかっ
た。また、液体用フィルターとしても、水圧による変形
が起こり、使用に耐えないものであった。

比較例２ポリプロピレンを芯成分とし、高密度ポリエチレンを鞘
成分とする熱接着性複合モノフィラメント（複合比50:5
0、単糸繊度300デニール、強度4.8g/d、伸度27％）を用
いて、経糸・緯糸共に17本/25mmの打込数を平織布とし
た。

ポリエステル短繊維（単糸繊度2.5デニール、繊維長51m
m）とポリプロピレン芯成分とし高密度ポリエチレンを
鞘成分とする熱接着性複合繊維（複合比50:50、単糸繊
度６デニール、繊維長64mm）とを重量比50/50で混綿し
たカードウエブを熱風循環式加熱装置で140℃、150秒間
熱処理して目付40g/m²、厚さ約2.2mmの不織繊維層を得
た。

上記平織布と不織繊維層を積層し、第２図に示したよう
な装置で折り畳み、成形体を形成した。この成形体の一
方側に酢酸ビニル系接着剤を塗布して基布を押圧し、赤
外線乾燥機を用いて105℃で接着剤を乾燥固化させて複
合材を得た。この複合材は圧縮変形率49％、圧縮回復率
76％、通気抵抗114cm³/cm²/secであった。

上記複合材を用いてフィルターとしての濾過性能を測定
した結果、濾過精度は７μｍであったが、濾過ライフは
８分と劣るものであった。これは接着剤による目詰まり
が原因であると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明のフィルターに用いられる繊維成形体
の断面を示した斜視図、第２図は繊維成形体を製造する
装置の一例の概念図である。 1:経糸、2:緯糸、3:繊維集合体層４、5:補強布、６、６′：繰り出しロール 7:ピンチロール、8:ギアロール 9:通気コンベア、10:熱風炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭49−17024（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−139464（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−51871（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−309435（ＪＰ，Ａ) 実開昭51−61180（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱接着性繊維を含有する糸からなる補強布
と熱接着性繊維を含有する繊維集合体層との積層体がヒ
ダ状に折り畳まれた繊維成形体からなるフィルターであ
って、補強布を構成する糸は熱接着性繊維の融着により
一体化され、かつ糸同士の交点で接着されるとともに、
折り畳みにより成形体内部に折り込まれて突出した補強
布は含有する熱接着性繊維の融着により隣接する補強布
同士及び繊維集合体層と互いに接着されており、かつ前
記繊維集合体層も含有する熱接着性繊維の融着により繊
維同士の交点で接着されていることにより形状が安定化
されたフィルター。