(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
８０℃以上２００℃未満の温度範囲で熱接着性を有する合成繊維の配合比率が１０〜５０重量％で構成され、抄紙機のドライヤーにおいてクレープ加工を行った坪量２５〜７０ｇ／ｍ2の湿式不織布に紙力増強剤を固形分で１〜２０ｇ／ｍ2塗布して製造した濾紙を使用して袋状のフィルターに形成したことを特徴とする電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター。
【請求項２】
合成繊維としてポリエステルバインダー繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、エチレン酢酸ビニル繊維、または融点の異なる２成分以上の前記成分からなる熱可塑性重合体を用いた複合繊維を少なくとも一種類配合して製造した濾紙を使用したことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター。
【請求項３】
紙力増強剤としてデンプン系、ポリビニルアルコール系、アクリル酸エステル系、酢酸ビニル系、ウレタン系の紙力増強剤を少なくとも一種類使用して製造した濾紙を使用したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター。
【請求項４】
通気度３０００〜３００００コレスタ単位である濾紙を使用したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター。
【請求項５】
破裂強さ２００ＫＰａ以上である濾紙を使用したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター。
【請求項６】
剛度１００以下であることを特徴とする濾紙を使用した請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター。
【請求項７】
８０℃以上２００℃未満の温度範囲で熱接着性を有する合成繊維の配合比率が１０〜５０重量％で構成され、抄紙機のドライヤーにおいてクレープ加工を行い、坪量２５〜７０ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した後、該湿式不織布に紙力増強剤を固形分で１〜２０ｇ／ｍ2塗布して濾紙を製造し、この濾紙を使用して袋状のフィルターに形成したことを特徴とする電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機に使用される使い捨て紙袋フィルターに関し、さらに詳しくは低圧力損失で高強度で袋の展開性に優れた電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用、業務用の電気掃除機において電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルターはゴミ処理の簡便さ、微細なゴミを集塵できることから広く普及している。従来、電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルターに使用する濾紙には、木材パルプ、麻パルプ、ガラス繊維、合成あるいは再生繊維よりなる紙が使用されている。更に、強度を付与する目的でポリビニルアルコール系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸エステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤等を紙に塗布する場合がある。また、柔軟性を高める目的で抄紙紙あるいは加工機によりクレープ加工を紙に施す場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の電気掃除機は吸引力が向上し、かかる使い捨て紙袋フィルターに使用する濾紙に対し、高い通気性、高強度が必要になっている。高い通気性を有する濾紙を製造するためには、紙の構成においてレーヨン繊維等の再生繊維、アクリル繊維等の合成繊維を高い配合比率にし紙の密度を低くする必要がある。しかしながら、再生繊維、合成繊維の配合は、繊維間結合の低下を引き起こすため紙の強度が低下する。強度を高める処方として製紙した紙にポリビニルアルコール系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸エステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤等を紙に塗布することが考えられる。
【０００４】
電気掃除機の使い捨て紙袋フィルターは使い捨て紙袋フィルターに収納部内で広がる必要がある。広がりが悪いとゴミの集塵容量の減少、使い捨て紙袋フィルターの圧力損失の増大を引き起こす。高い通気性を濾紙に求めると、電気掃除機使用時に濾紙にかかる風圧が小さくなり、かつ、濾紙の密度が低くなる影響で濾紙の厚さが大きくなることから剛度が高くなる。したがって、高い通気性の濾紙を使用した使い捨て紙袋フィルターは電気掃除機使用時に収納部内で広がりが悪い傾向となる。
【０００５】
電気掃除機使用時に使い捨て紙袋フィルターを広がりやすくする処方として、濾紙の剛度を下げることが必要であり、クレープ加工は剛度を下げる手段として有効である。濾紙のクレープ加工は製紙時に抄紙機のドライヤーやプレスロール上でドクターにより行うか、専用の加工機により行う。クレープは紙に負荷を与えるため、高い強度が必要となる。
高い通気性の濾紙は強度が低いためクレープ工程において紙切れを発生する恐れがある。また、構成している再生繊維、合成繊維は繊維間結合が弱いため、クレープ工程において、毛羽立ちの発生や繊維の脱落を起こす恐れがある。クレープ紙の強度を付与する目的で製紙した紙にポリビニルアルコール系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、アクリル酸エステル系接着剤等を紙に塗布すると、コーターロール等でクレープ形状が湿潤して、ロールによるプレス、加工時のテンションによる引き伸ばしによりほとんど消滅する恐れがある。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点を解消し、高い通気性、高強度、低い剛度を有する濾紙を使用して袋状のフィルターに形成したことを特徴とする電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルターを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解決するために考案されたもので、８０℃以上２００℃未満の温度範囲で熱接着性を有する合成繊維の配合比率が１０〜５０重量％で構成され、抄紙機のドライヤーにおいてクレープ加工を行った坪量２５〜７０ｇ／ｍ2の湿式不織布に紙力増強剤を固形分で１〜２０ｇ／ｍ2塗布して製造した濾紙を使用して袋状のフィルターに形成したことを特徴とする電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルター、及びその製造方法に関するものである。
【０００８】
本発明を更に詳細に説明すると、本発明に使用する８０℃以上２００℃未満の温度範囲で熱接着性を有する合成繊維は抄紙機ドライヤーの表面温度８０〜１７０゜で軟化若しくは溶融する繊維であれば良く、例えば、ポリエステルバインダー繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、エチレン酢酸ビニル繊維、または融点の異なる２成分以上の前記成分からなる熱可塑性重合体を用いた複合繊維が挙げられる。尚、ポリエステルバインダー繊維は、通常の単独紡糸型ではなく芯鞘複合紡糸型の断面形状を有するものであって、既に市販されており、融点は１１０〜２２０℃である。また、ポリプロピレン繊維の融点は１６５〜１７５℃、ポリエチレン繊維の融点は１２５〜１３５℃、ポリ塩化ビニリデン繊維の融点は１６５〜１８５℃、エチレン酢酸ビニル繊維の融点は９８℃である。そして、実際に適用される抄紙機ドライヤーの表面温度に応じて熱接着性を有する前記の各合成繊維の一種又は二種以上を適宜に組み合わせて使用する。
【０００９】
本発明の最大の特徴は８０℃以上２００℃未満の温度範囲で熱接着性を有する合成繊維を配合比率１０〜５０重量％配合し、抄紙機のドライヤーの熱で熱接着性を有する合成繊維同士、若しくは熱接着性を有する合成繊維とその他の配合した繊維が熱融着することにより、湿潤時の強度が増大し、水系紙力増強剤を塗布する加工を施してもクレープ形状が安定して保たれる点にある。また、熱接着性を有する合成繊維が抄紙機のドライヤーの熱でクリンプすることにより、パーマネント効果を発現し、クレープ形状の復元力が強くなり、加工工程におけるコーターロール等によるプレスや工程時のテンションによる引き伸ばしを受けてもクレープ形状が安定して保たれることも確認された。熱接着性を有する合成繊維の配合比率が１０重量％未満では熱融着の効果が小さく、クレープ形状が安定しない。逆に５０重量％を超えると熱接着性を有する合成繊維の配合比率が多いので、毛羽立ちが発生し、製紙適性の悪化を引き起こす。
【００１０】
前記配合比率によりクレープ加工して製紙した湿式不織布の坪量は強度、通気性の点から２５〜７０ｇ／ｍ2のものを用いる。つまり、坪量２５ｇ／ｍ2未満の場合は電気掃除機の吸引力が高い場合、得られた濾紙の強度不足により紙袋フィルターが破袋する恐れがある。坪量が７０ｇ／ｍ2を超えると得られた濾紙の剛度が高くなり、紙袋フィルターの電気掃除機の収納部内の広がりが悪くなり、好ましくない。
【００１１】
湿式不織布に塗布する紙力増強剤の種類は、特に限定されるものではなく、例えばデンプン系、ポリビニルアルコール系等の水溶性樹脂、アクリル酸エステル系、酢酸ビニル系、ウレタン系等のエマルジョンタイプの樹脂を好ましく使用できる。抄紙した湿式不織布に対するこの紙力増強剤の塗布量は固形分で１〜２０ｇ／ｍ2である。つまり、塗布量が固形分で１ｇ／ｍ2未満の場合は、紙力増強剤による強度向上が充分ではなく、得られた濾紙の強度不足を招く恐れがある。また、塗布量が固形分で２０ｇ／ｍ2を超えると、紙力増強剤により濾紙の持つ空隙を埋めてしまい、濾紙の通気性低下を引き起こすため好ましくない。
【００１２】
こうして得られる本発明における濾紙は、通気度３０００〜３００００コレスタ単位であることが好ましい。コレスタ単位（Coresta units）とは、紙巻たばこ製造用の紙に広く用いられている紙の通気性を評価する測定によるものであってコレスタ機構(Coresta oraganization)(紙たばこに関する学術センター)により開発されたものである。そして、本質的に、紙の両側から１００ｍｍＨ2Ｏの差圧を加えたときに紙の１ｃｍ2を１分間に透過する空気の容積（ｍｌ）を定義したものである。濾紙の通気度が３０００コレスタ未満では、濾紙の通気性低下により紙袋フィルターの圧力損失が増大するため好ましくなく、３００００コレスタ単位を越えると、紙袋フィルターの圧力損失の減少には好ましいが、ゴミの捕集性能が著しく低下する。
【００１３】
また、濾紙の破裂強さは、紙袋フィルターがほとんど破袋しない２００ＫＰａ以上であることが好ましい。破裂強さが２００ＫＰａ未満の濾紙を使用した紙袋フィルターは、電気掃除機使用時にセメント粉末等の微粒子のダストを多量に吸引すると破袋を起こす恐れがある。
【００１４】
さらに、濾紙の剛度は、紙の縦方向、横方向とも１００以下であることが好ましい。剛度が１００を超えた濾紙を使用した紙袋フィルターは、電気掃除機使用時に広がりが悪く、ゴミの集塵容量の減少、圧力損失の増大を引き起こす恐れがある。
【００１５】
【作用】
本発明により製造した濾紙を使用した電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルターは、低い圧力損失、破袋しない高強度、優れた袋の展開性を有し、極めて高性能の使い捨て紙袋フィルターを提供することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、実施例において記載の％はすべて重量％である。測定（試験）項目は、破裂強さ、剛度、通気度であり、結果を表１に示す。
【００１７】
破裂強さはＪＩＳ Ｐ ８１１２の規定により測定した。
【００１８】
剛度はＪＩＳ Ｐ ８１４３の規定により測定した。
【００１９】
通気度はフィルトローナー社製通気度測定器（形式、ＰＰＭ１００型）を用いて、差圧１００ｍｍＨ2Ｏの時、試料の１ｃｍ2を１分間に通過する空気の容積を測定した。
【００２０】
〔実施例１〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維（ユニチカ株式会社製“メルティＲ”1.7デシテックス×5mm）／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／１５／６２／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤー（表面温度１２０℃、以下同様）でクレープ加工した坪量４２ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２１】
〔比較例１〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／３／７４／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤーでクレープ加工した坪量４２ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２２】
〔比較例２〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／５５／２２／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤーでクレープ加工した坪量４２ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２３】
〔比較例３〕
配合比率がポリエステル繊維／マニラ麻パルプ＝３０／７０（％）で構成され、クレープ加工しない坪量４２ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２４】
〔比較例４〕
配合比率がレーヨン繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝３９／５８／３（％）で構成され、クレープ加工した坪量５０ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。そして、この湿式不織布を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２５】
〔比較例５〕
配合比率がレーヨン繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝１０／８７／３（％）で構成され、クレープ加工した坪量５０ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。そして、この湿式不織布を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２６】
〔比較例６〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／１５／６２／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤーでクレープ加工した坪量１５ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２７】
〔比較例７〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／１５／６２／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤーでクレープ加工した坪量９２ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２８】
〔比較例８〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／１５／６２／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤーでクレープ加工した坪量４９．２ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で０．８ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００２９】
〔比較例９〕
配合比率がポリエステル繊維／ポリエステルバインダー繊維／マニラ麻パルプ／ポリビニルアルコール繊維＝２０／１５／６２／３（％）で構成され、抄紙機ドライヤーでクレープ加工した坪量２５．０ｇ／ｍ2の湿式不織布を製造した。つづいて紙力増強剤としてアクリル酸エステル系エマルジョン樹脂を含浸加工して湿式不織布に固形分で２５．０ｇ／ｍ2付着させて濾紙とした。そして、この濾紙を使用して袋状のフィルターを製袋した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
実施例１は樹脂加工によるクレープ形状の変化がほとんど認められず、通気度は１２０００コレスタで高通気性を有し、破裂強さは２００ＫＰａ以上あり、剛度は縦方向、横方向とも１００以下であった。
【００３２】
比較例１はポリエステルバインダー繊維の配合比率が少なすぎるため、樹脂加工時にクレープ形状がほとんど消滅した。そのため、縦方向の剛度は１００以上になった。
【００３３】
比較例２も実施例１と同様、樹脂加工によるクレープ形状の変化がほとんど認められず、通気度は２６０００コレスタで高通気性を有し、破裂強さは２００ＫＰａ以上あり、剛度は縦方向、横方向とも１００以下であった。しかし、ポリエステルバインダー繊維の配合比率が多すぎるため、製紙時に紙切れが多発し、製紙適性は不良であった。また製紙した湿式不織布の表面が合成繊維の毛羽立ちが発生し、樹脂を塗布した後も毛羽立ちはおさまらなかった。濾紙の毛羽立ちは使い捨て紙袋フィルターを製袋する際、印刷ロール汚れ、接着不良等を引き起こすため好ましくない。
【００３４】
これに対して、比較例３は通気度、破裂強さについては問題ないが、剛度は縦方向で１００以上になった。比較例４は剛度については問題ないが、通気度がやや低く破裂強さは２００ＫＰａ以下であった。比較例５は剛度については問題ないが、破裂強さは実施例１より低く、また、通気度は３０００コレスタ以下であった。
【００３５】
比較例６は実施例１の湿式不織布の坪量を下げた例であるが、通気度が３００００コレスタを越えたため、ゴミの捕集性能の低下が懸念された。また、破裂強さも２００ＫＰａ以下であった。
【００３６】
比較例７は実施例１の湿式不織布の坪量を上げた例であるが、剛度が縦方向で１００以上になった。また、湿式不織布の坪量が高い影響で抄紙時の乾燥不良が発生し、抄速が著しく低下した。
【００３７】
比較例８は実施例１の紙力増強剤塗布量を下げた例であるが、破裂強さも２００ＫＰａ以下であった。
【００３８】
比較例９は実施例１の紙力増強剤塗布量を上げた例であるが、塗布量の増大により通気度が３０００コレスタ以下になった。また、紙力増強剤塗布時の固形分濃度が増大したため、加工機の汚れが著しかった。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、通気度が３０００〜３００００コレスタで、かつ、破裂強さ２００ＫＰａ以上で、かつ、剛度１００以下の濾紙を製造することができる。このような濾紙を使用して電気掃除機用の使い捨て紙袋フィルターを製造することにより、低い圧力損失、破袋しない高強度、優れた袋の展開性を有し、極めて高性能の使い捨て紙袋フィルターを提供することができる。