(57)【要約】  【課題】  従来と同程度の長さにしても通常の自動巻取り形エアフィルタの収容部に装填可能な巻径のロール体に成形可能にした、洗浄・再使用可能なロールフィルタ用濾材及びその製造方法を提供することを課題とする。  【解決手段】  低融点部分を有する複合繊維を混合してなる合成繊維製不織布の構成繊維並びに当該不織布とその下面に配した寒冷紗とを、低融点部分の溶融・硬化と含浸したウレタン樹脂と寒冷紗側から散布したウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂とで順次固着して成る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低融点部分を有する複合繊維を混合してなる合成繊維製不織布の構成繊維並びに当該不織布とその下面に配した寒冷紗とを、低融点部分の溶融・硬化と含浸したウレタン樹脂と寒冷紗側から散布したウレタン又は塩ビ系の樹脂とで順次固着したことを特徴とするロールフィルタ用濾材。
【請求項２】
複合繊維の混合割合が１０〜５０ｗｔ％である請求項１に記載のロールフィルタ用濾材。
【請求項３】
構成繊維及び寒冷紗の表面が撥水性を有する請求項１に記載のロールフィルタ用濾材。
【請求項４】
構成繊維及び寒冷紗が帯電性を有する請求項１又は３に記載のロールフィルタ用濾材。
【請求項５】
寒冷紗の上に、低融点部分を有する複合繊維を混合した合成繊維ウェブを載せて、熱風通過処理により構成繊維並びにウェブと寒冷紗とを低融点部分の溶融・硬化によって一次固着した後、ウレタン樹脂溶液内に浸漬してメイクコート加工を行い、さらに濡れ性付与剤を添加したウレタン又は塩ビ系の樹脂溶液を寒冷紗側より散布してサイズコート加工を行うことを特徴とするロールフィルタ用濾材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動巻取り形エアフィルタに用いるロールフィルタ用濾材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動巻取り形エアフィルタは、ロールフィルタＲが、図３に示すように、収容部ＸにスプールＳ１でセットされ、濾材Ｒａが通気流の方向と直交する平面に送り出され、巻取りスプールＳ２で巻き取るようにされている。汚れた濾材の巻き取りは、タイマ（一定時間毎に巻き送る場合）又はマノメータ（圧力損失が一定値以上になったときに巻き送る場合）よって行われている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１１４３４２号公報  上記ロールフィルタＲは、濾材Ｒａとなる合成繊維製不織布を巾１ｍ乃至２ｍ、長さ２０ｍ前後に裁断して圧縮しながら巻き締めて、収容部Ｘに装填可能な巻径のロール体に成形したものである。
【０００３】
ところで、この種濾材は大半が使い捨てであった。しかし、近年、産業廃棄物の減量、焼却処理による地球温暖化や環境汚染に鑑みて、濾材も洗浄再生型への転換が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の洗浄再生型の濾材は、構成繊維に接着性の悪いポリエステル繊維又はポリプロピレン繊維を用いているため、合成樹脂量を多く使用しなければならなかった。このため、圧縮荷重が大きくなり、濾材の長さを従来と同程度の２０ｍ前後にすると、ロール体の巻径が大きくなり、収容部に装填できないという問題があった。
【０００５】
そこで、収容部を大きくすることが考えられる。しかし、通気流の濾過面積が減少するため、収容部に装填可能な巻径のロール体となるように、濾材の長さを短くして（１０〜１５ｍ）にしている。その結果、ロールフィルタの交換周期が早くなり、交換手数を要するだけでなく、洗浄コストも高くなるという問題が生じていた。
【０００６】
また、圧縮荷重を小さくするために、接着樹脂量を少なくした濾材もある。しかし、この濾材は、繊維間の接着強度が弱いため、自動巻取り装置の繰り出しテンションによって巾が減少したり、また洗浄時に破断が発生し易くなり、洗浄耐久性のないものであった。
【０００７】
本発明は、従来と同程度の長さにしても通常の自動巻取り形エアフィルタの収容部に装填可能な巻径のロール体に成形可能にした、洗浄・再使用可能なロールフィルタ用濾材及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のロールフィルタ用濾材は、低融点部分を有する複合繊維を混合してなる合成繊維製不織布の構成繊維並びに当該不織布とその下面に配した寒冷紗とを、低融点部分の溶融・硬化と含浸したウレタン樹脂と寒冷紗側から散布したウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂とで順次固着して成る。
【０００９】
この手段によれば、構成繊維並びに不織布と寒冷紗とが、溶融・硬化した低融点部分とウレタン樹脂で二重に固着され、寒冷紗側の構成繊維並びに不織布と寒冷紗とがウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂でさらに被覆固着されているから、濾材の樹脂量が上流層部＜下流層部となり、圧縮弾性率に優れ、従来のろ材と同等の長さにしても所定の巻径のロール体に成形され、また使用時には所定の厚さに回復して良好な濾過性能が発揮される。
【００１０】
この発明において、圧縮荷重、使用時の厚さ回復率を考慮すると、複合繊維の混合割合は１０〜５０ｗｔ％の範囲の構成が好適である。というのは、１０ｗｔ％未満では浸漬時の厚さ回復率が得られず、５０ｗｔ％を越えると厚さは回復するが、圧縮荷重が大きくなり、巻き締め時の厚さ減少が得られず、巻径が大きくなる傾向になるからである。複合繊維の混合割合のより好ましい範囲としては、２５〜３５ｗｔ％である。
【００１１】
また、構成繊維表面及び寒冷紗表面が撥水性を備えた構成が好適である。このような構成にすると、捕集された流入水分が濾材下方に流下する。よって、この種エアフィルタの下流側に配置される中性能フィルタに対して水分による悪影響を防止することができ、中性能フィルタの寿命を大幅に延ばすことができる。撥水性の付与手段としては、含浸するウレタン樹脂に撥水剤を添加することにより達成することができる。
【００１２】
さらに、構成繊維及び寒冷紗が帯電性を備えた構成が好適である。というのは、微細粉塵が構成繊維表面及び寒冷紗表面に静電気吸着により捕集され、濾材の低圧損、高効率化が図れるからである。帯電性の付与手段としては、含浸するウレタン樹脂にシリコン系帯電剤を添加することにより達成することができる。
【００１３】
本発明のロールフィルタ用濾材の製造方法は、寒冷紗の上に、低融点部分を有する複合繊維を混合した合成繊維ウェブを載せて、熱風通過処理により構成繊維並びにウェブと寒冷紗とを低融点部分の溶融・硬化によって一次固着した後、ウレタン樹脂溶液内に浸漬してメイクコート加工を行い、さらに濡れ性付与剤を添加したウレタン樹脂溶液又は塩ビ系樹脂溶液をネット側より散布してサイズコート加工を行うようにして成る。
【００１４】
この方法によるときは、樹脂加工する前に、エアスルー方式による複合繊維の低融点部分の溶融・硬化によって、構成繊維間並びにウェブと寒冷紗とが、均一に一次固着され、その後のメイクコート加工及びサイズコート加工によって二次固着される。よって、圧縮弾性率に優れ、使用時には所定の厚さに回復する、所定の巻径のロール体に成形し得る濾材が得られる。
【００１５】
また、サイズコート加工において、濡れ性付与剤を添加したから、構成繊維及び寒冷紗に、ウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂が粒子状に付着せずに均一に付着して、接着に寄与しない樹脂部分の発生が解消され、最少樹脂量で不織布と寒冷紗とを確固に固着される。
【００１６】
ところで、複合繊維の低融点部分の溶融を合成樹脂の含浸加工後にすると、合成樹脂の乾燥硬化が速く、その後に低融点部分が溶融・硬化しても繊維間接着力の向上に寄与せず、特に構成繊維がポリエステル繊維やポリプロピレン繊維のような難接着性繊維の場合、合成樹脂との界面強度が弱く、洗浄耐久性が著しく低下するから好ましくない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るろ材によるときは、従来と同程度の２０ｍの長さにしても自動巻取り形エアフィルタの収容部に装填可能な巻径のロール体に成形することができ、長時間使用することができ、メンテナンス費用を削減することができる。また、繊維間の接着力が大幅に向上するから、洗浄して再使用することができ、廃棄物の削減を図ることができる。
【００１８】
本発明に係る製造方法によるときは、複合繊維の低融点部分の溶融・硬化による一次固着工程とウレタン樹脂によるメイクコート工程とサイズコート工程という簡単な工程によって、圧縮弾性率と使用時の厚さ回復率に優れ、使用時の巾の縮小や洗浄時の破断が解消された、洗浄・再使用可能な濾材を安定して生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１において、濾材Ｒａは、構成繊維間を固着した樹脂量を上流層部Ａ１＜下流層部Ａ２にしてなる合成繊維製不織布Ａとこの下面に固着した寒冷紗Ｂとから成る。
【００２０】
上記不織布Ａは、通常の合成繊維１と低融点部分を有する複合繊維２とから成り、合成繊維１と複合繊維２の芯部（高融点部分）２ａとが、図２（ａ）（ｂ）に示すように、複合繊維２の鞘部（低融点部分）２ｂの溶融・硬化によって固着され、次に含浸したポリエステル系ウレタン樹脂３で被覆固着されている。また、下流層部Ａ２の構成繊維は、寒冷紗Ｂ側から散布したポリエステル系ウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂でさらに被覆固着されている。
【００２１】
また、不織布Ａと寒冷紗Ｂとは、低融点成分の溶融・硬化と含浸したポリエステル系ウレタン樹脂と、散布したポリエステル系ウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂とで確固に固着されている。
【００２２】
この場合において、濾材の材質としては、合成繊維、複合繊維の低融点部分及び寒冷紗はポリエステル又はポリプロピレン等の合成樹脂で構成し、ウレタン樹脂はポリエステル系で構成するのが好適である。このようにすると、強固に接着すると共に、難燃性を発揮することができる。
【００２３】
複合繊維としては、芯鞘型又はサイドバイサイド型のいずれでも用いることができる。
【００２４】
次に、上記濾材Ｒａは、次の工程により製造することができる。すなわち、
第１工程：低融点部分を有する複合繊維を合成繊維に混合してウェブを形成する工程。
【００２５】
第２工程：上記ウェブを寒冷紗の上に載せて、熱風通過処理にて、構成繊維並びにウェブと寒冷紗とを低融点部分の溶融・硬化によって一次固着して複合不織布を形成する工程。
【００２６】
第３工程：上記複合不織布をウレタン樹脂溶液内に浸漬してメイクコート加工を行う工程。
【００２７】
第４工程：複合不織布の寒冷紗側に、濡れ性付与剤を添加したウレタン樹脂又は塩ビ系樹脂の溶液を散布してサイズコート加工を行う工程。
【００２８】
ところで、上記第３工程において付着する樹脂量は、繊維に対して２０〜４０ｗｔ％の範囲が好適である。というのは、２０ｗｔ％未満であると、繊維間接着力が弱くなり、洗浄時に繊維の脱落や厚さの嵩減りが発生し易くなり、また４０ｗｔ％を越えると、圧縮荷重が上がる傾向になり、所定の巻径のロール体に成形し難くなるからである。
【００２９】
また、第３工程のウレタン樹脂溶液又は塩ビ系樹脂溶液にシリコン系帯電剤を添加すると、構成繊維や寒冷紗の表面に帯電性を付与することができる。
【実施例】
【００３０】
ポリエステル繊維１７ｄｔｅｘ×５１ｍｍ７０％と、鞘部分が低融点ポリエステル成分からなる芯鞘型複合繊維４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ３０％とからなる混合繊維をカード機にて繊維目付１５０ｇ／ｍ3 、厚さ２０ｍｍの繊維ウェブを作製した。
【００３１】
上記繊維ウェブを、たて・よこの目合い１０ｍｍのポリエステル製寒冷紗３０ｇ／ｍ2 の上に積層して、上下パンチングメタルで所定の厚さ（例えば、１５ｍｍ）に厚み制御してコンベア上に載せ、１５０℃の熱風を通過させて、複合繊維の鞘部分を溶融・硬化して、繊維ウェブの構成繊維間並びに寒冷紗と繊維ウェブとを一次固着した複合不織布を作製した。
【００３２】
次に、複合不織布を下記配合の樹脂混合液に上下金網を利用して浸漬加工を行い、所定の付着量（固形分濃度ＴＳ＝２０％、繊維重量／樹脂付着量ＤＰＵ＝３０％）になるようにマングルで調節し、１５０℃の熱風乾燥機に通して、目付２３４ｇ／ｍ2 、厚さ１５ｍｍの複合不織布を作製した。
＜配合＞                                  固形比
ポリエステル系ウレタン樹脂              １００部
ウレタン系架橋剤                        ３．６部
フッ素系撥水剤                          ２．０部
水
さらに、上記複合不織布に下記配合の樹脂混合液を、散布装置で寒冷紗側のみに散布量７６ｇ／ｍ2 散布して、１５０℃の熱風乾燥機を通して、目付３１０ｇ／ｍ2 、厚さ１５ｍｍの所望の濾材を作製した。この濾材は、厚さの１／２までの圧縮荷重が１ｋｇ／ｃｍ3 以下で、厚さ回復率が９０％以上であった。
＜配合＞                              固形比
ポリエステル系ウレタン樹脂          １００部
ウレタン系架橋剤                    ３．６部
フッ素系浸透剤                      ２．０部
水
濃度    ３０％
上記ろ材を１．６ｍ巾×２０ｍに裁断後、一定荷重、テンションをかけながら所定のパイプにネット外巻きで巻き締め加工を行い、巻径３８ｃｍのロールフィルタを作製した。このとき、濾材の巻き締め厚さは５．６７ｍｍであった。
【００３３】
次に、上記ロールフィルタを自動巻取り形エアフィルタに装填して、重量法による濾過試験を５回行った。各試験後に高圧ジェット水流を噴霧して、濾材上下両面の洗浄を行い、自然乾燥後、加圧、巻き締めてロール体に成形した。この結果を表１に示す。なお、濾過試験は風速２．５ｍ／ｓｅｃ、交換圧力損失２００Ｐａまで行い、供試粉体はＪＩＳ１５種を用いた。
【００３４】
【表１】
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表１から明らかなように、５回洗浄後も、巻径は略３６ｃｍを維持し、濾過効率も初期性能の９０％以上を維持し、洗浄による濾過性能の低下はみられず、本発明品は洗浄再生が十分に可能であることが判明した。
【００３５】
また、濾材を用いて、繊維製品の燃焼性試験方法（ＪＩＳＬ１０９１）によるＡ−１法により燃焼試験を行った結果、試験前・後とも難燃性を有することが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】濾材の一実施の形態を示す拡大断面図である。
【図２】（ａ）は熱風通過後、（ｂ）はメイクコート加工・サイズコート加工後における構成繊維の模式図である。
【図３】自動巻き取り式エアフィルタの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ・・・不織布
Ａ１・・上流層部
Ａ２・・下流層部
Ｂ・・・寒冷紗
Ｒａ・・濾材
１・・・合成繊維
２・・・複合繊維
２ａ・・芯部（高融点部分）
２ｂ・・鞘部（低融点部分）
３・・・ポリエステル系ウレタン樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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