(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分的に圧着されたポリエステル系フィラメント不織布よりなるエアーフィルターであって、該不織布は、少なくとも一方の表面に、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（カットオフ値２．５ｍｍ、評価長さ８ｍｍ）に準じて求められる平均くぼみ深さが６０μm以下である圧着くぼみ部を多数有し、かつ、該圧着くぼみ部の存在する面側をフィルターの捕集面側にしてプリーツ賦型されてなることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
圧着くぼみ部が、不織布単位面積当たり１０〜５０個／ｃｍ２存在することを特徴とする請求項１に記載のエアーフィルター。
【請求項３】
圧着くぼみ部が、不織布単位面積当たり２５〜３５個／ｃｍ２存在することを特徴とする請求項１に記載のエアーフィルター。
【請求項４】
圧着くぼみ部の不織布全体の面積に占める割合が１０〜３０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアーフィルター。
【請求項５】
圧着くぼみ部の不織布全体の面積に占める割合が１５〜２０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアーフィルター、たとえば集塵機用フィルター等において粉塵との衝突、あるいはフィルター内部支持体である金網等により擦過して発生するフィルター基材の毛羽立ちを抑制し、かつパルスジェット後の粉塵離脱性の優れたエアーフィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアーフィルター、たとえば集塵機用フィルター等は、金属の研削工場や粉塵が多く発生する工場での労働環境の改善に、比較的高価な有価物の回収にと幅広く用いられている。
【０００３】
これらの用途において、大部分がフィルター基材に織物、ニードルパンチした不織布を用いたバッグフィルターが使用されているが、近年、集塵機の高速化・低負荷化および小型化への動きに伴い、フィルターのタイプも、取替えや取付けが容易で、かつコンパクトなカートリッジフィルターへ転向されつつある。
【０００４】
該カートリッジフィルターに使用されるフィルター基材は、一般にプリーツ加工を施し、フィルターユニット中での表面積を大きくして濾過機能を高めたものが使用される。
【０００５】
かかるフィルター基材には、プリーツ加工が可能で、そのために不織布を部分的に圧着し、ある程度の硬さや強力を持たせたり、濾過性能を満足させるために、不織布の見掛密度を高めたり、目付の高い不織布が使用されている。かかるエアーフィルター用不織布として、一部共重合ポリエステル成分を含むポリエステル連続フィラメントからなる部分的に圧着した不織布を使用することが知られている。
【０００６】
この不織布は、通常、紡糸口金から溶融紡出された連続フィラメントをエアーサッカー等の手段により吸引延伸し、移動する網状体の上に開繊体積させ連続フィラメントウェブとし、次いで同ウェブを部分的に熱圧着するという方法で得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のエアーフィルター用不織布では、集塵機用フィルター等において、粉塵粒径大、高濃度、高流速等の厳しい濾過条件下で使用された場合、粉塵がフィルター基材と衝突し、毛羽立ちが発生することがあった。また、該カートリッジフィルターの内部にはフィルター基材を支持するための円筒状の金網の型枠が使用されているが、この金網とフィルター基材の擦過によって、毛羽立ちがしばしば発生することがあった。
【０００８】
また、一般にこのような集塵機用フィルター用途においては、フィルター基材の表面上に捕集された粉塵を逆流エアーにより間欠的に払い落としながら使用するパルスジェット方式が、フィルター寿命の延長を図るために採用されているが、その場合、前記該毛羽立ち部分に粉塵が絡み付き、パルスジェット後の粉塵離脱性が悪化し、さらにはフィルターの寿命が低下してしまうという問題が発生していた。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解決し、エアー濾過時のフィルター基材の毛羽立ちが少なく、かつパルスジェット後の粉塵離脱性に優れた、集塵機用フィルターとしても十分な性能を持った、高寿命のエアーフィルターを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成する本発明のエアーフィルターは、部分的に圧着されたポリエステル系フィラメント不織布よりなるエアーフィルターであって、該不織布は、少なくとも一方の表面に、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（カットオフ値２．５ｍｍ、評価長さ８ｍｍ）に準じて求められる平均くぼみ深さが６０μm以下である圧着くぼみ部を多数有し、かつ、該圧着くぼみ部の存在する面側をフィルターの捕集面側にしてプリーツ賦型されてなることを特徴とするフィルターである。
【００１１】
また、かかる本発明のエアーフィルターにおいて、好ましくは、圧着くぼみ部が、不織布単位面積当たり１０〜５０個／ｃｍ２存在する、さらに好ましくは、圧着くぼみ部が、不織布単位面積当たり２５〜３５個／ｃｍ２存在することを特徴とするものである。また、かかる本発明のエアーフィルターにおいて、好ましくは、圧着くぼみ部の不織布全体の面積に占める割合が１０〜３０％である、さらに好ましくは、圧着くぼみ部の不織布全体の面積に占める割合が１５〜２０％であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、エアーフィルターとして使用する不織布の表面の圧着部の深さが、エアー濾過の際の粉塵との衝突、あるいはフィルター内部支持体である金網等により擦過して発生するフィルター基材の毛羽立ちに大きく影響を与えるという知見に基づき得られたものであり、具体的には、該不織布の圧着部の形状、構造を特定なものにすると、粉塵、あるいはフィルター内部支持体である金網等と、フィルター基材との摩擦抵抗が大きく低減し、それによって毛羽立ちが抑制され、かつ粉塵離脱性を向上させることができるという知見によるものである。
【００１３】
本発明者らの知見によれば、該不織布は、部分的に圧着されたフィラメント不織布よりなるものであって、かつ、少なくとも一方の表面に、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準じて求められる平均くぼみ深さが６０μｍ以下である圧着くぼみ部を多数有するとともに、該圧着くぼみ部の存在する面側をフィルターの捕集面側にしてプリーツ賦型がされることが重要である。
【００１４】
すなわち、かかる不織布の該圧着部のくぼみの深さと、フィルター基材の毛羽立ちとの関係を検討したところ、該くぼみの平均深さがフィルター基材の毛羽立ちと関係が深く、さらには、ＪＩＳ  Ｂ０６０１表面粗さ規格に準じて求められる算術平均粗さ（Ｒａ）、たとえば、一般に、金属等の表面粗さを確認するために使用される株式会社小坂研究所製の表面粗さ計ＳＥ−４０Ｃ（ＪＩＳ  Ｂ０６５１触針式表面粗さ測定器の規格に基づく）を用いて測定することができるくぼみの平均深さが、密接に関係する。
【００１５】
すなわち、不織布のかかる圧着部のくぼみの平均深さを６０μｍ以下とすることにより、従来の不織布に比べ大幅にフィルター基材の毛羽立ちを抑制することができることを見出だしたものであり、圧着部のくぼみの平均深さが６０μｍを越すと、フィルター基材の毛羽立ちが幾何級数的に大きくなっていき、エアーフィルターとして適さなくなる。また、該くぼみの平均深さを小さくすることは、不織布表面の凹凸が小さくなることであり、粉塵あるいはフィルター支持体である金網等と、フィルター基材との摩擦抵抗が大きく低減されることを意味する。また、フィルター基材の毛羽立ちが抑制されることから、該毛羽立ちへの粉塵の絡み付きも低減され、パルスジェット後の粉塵離脱性が向上し、更には寿命性能を向上させることができるのである。また、不織布は、毛羽立ちの本質的な少なさから、フィラメント不織布であることが重要である。
【００１６】
本発明の基本思想は、エアーフィルターとして使用する不織布表面の圧着部の深さを浅くし、粉塵との衝突あるいはフィルター支持体である金網等との擦過により発生するフィルター基材の毛羽立ちを抑制し、かつパルスジェット後の粉塵離脱性を向上させることにある。従って、該圧着くぼみ部の存在する面側をフィルターの捕集面側にしてプリーツ賦型がされるものである。
【００１７】
本発明で言う部分的に圧着されたくぼみ部を多数有する不織布とは、不織布を構成している連続フィラメント間が熱と圧力によって融着し、部分的にくぼみがあること、すなわち、フィラメント密度が高くなった部分が点在するものである。
【００１８】
このように、部分的に圧着させるためには、通常、加熱した一対のエンボスロールが使用されるが、本発明においては、エンボスロールの形態、組合わせ等について特に限定されるものではない。
【００１９】
また、圧着部の不織布全体の面積に占める割合も、特に限定されるものではないが、より少ない方が好ましく、たとえば、好ましくは１０〜３０％、さらに好ましくは１５〜２０％の範囲で占めるのがよい。具体的には、好ましくは１０〜５０個／ｃｍ2 、さらに好ましくは２５〜３５個／ｃｍ2 の範囲がよい。 
本発明のフィルター用不織布は、目付１００ｇ／ｍ2 以上であり、また、剛軟度が５００ｍｇ以上であるものを使用するのが好ましく、さらにこれらの両方の要件を満足するものが特に好ましい。これは、該フィルター用不織布がプリーツ加工を施し使用されることから、ある程度の硬さや強力を持たすのが好ましく、目付および剛軟度のいずれかが外れた場合には、プリーツ加工が困難であるばかりか、プリーツ形態を保持することも困難なものとなるのである。また、フィルター性能においても満足できるものが得られにくくなる傾向がでてくるものである。
【００２０】
本発明のフィルター用不織布は、ポリエステル系フィラメントで構成されているのが好ましく、特に好ましくは、ポリエステル系複合フィラメント、それも芯鞘構造を有する複合フィラメントで構成されているものが好ましい。かかる複合フィラメントとしては、鞘成分が芯成分に対し２０℃以上低い融点を持つ共重合ポリエステルからなることが、目付の高い不織布を得る上で非常に好ましい。更に、芯鞘構造とは、一般的な同心円が最も好ましいが、偏芯円形、異型断面型としてもよい。また、かかるポリエステル系フィラメントに酸化チタン、カーボンブラック等の添加剤を含んでもよいことは言うまでもない。本発明において、共重合ポリエステル成分とは、アジピン酸、イソフタル酸、等を共重合したポリエステルであり、酸化チタン、カーボンブラック等の添加剤を含んでもよいことは言うまでもない。
【００２１】
本発明においては、前述のとおり、かかる不織布を圧着くぼみ部の存在する面側をフィルター捕集面側にしてプリーツ賦型されるが、プリーツの加工方法は特に限定されないが、例えば、ロータリー式プリーツ加工機などを用いることができる。
【００２２】
本発明にかかるエアーフィルターを、たとえば、集塵機用フィルター装置に使用すると、粉塵との衝突、あるいはフィルター内部支持体である金網等との擦過により発生するフィルター基材の毛羽立ちを抑制し、かつパルスジェット後の粉塵離脱性を向上させることにより、高寿命のエアーフィルター装置を提供することができるものである。
【００２３】
【実施例】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。なお、実施例における各種特性は、次の方法により測定した。
【００２４】
くぼみの平均深さ：
くぼみの平均深さは、表面粗さ測定器（株式会社小坂研究所製の表面粗さ計ＳＥー４０Ｃ：ＪＩＳ  Ｂ０６５１触針式表面粗さ測定器の規格に基づく）を使用して、ＪＩＳーＢ０６０１表面粗さ規格に準じて求められる算術平均粗さ（Ｒａ）を表す。算術平均粗さは、カットオフ値２．５ｍｍ、評価長さ８ｍｍで測定した。毛羽立ち特性：
テーバ形磨耗試験機により、ＪＩＳ  Ｌ−１０９６に準じた、摩耗輪、荷重条件で１００回磨耗後、外観を観察した。
【００２５】
外観変化は以下のように定義し、判定を行った。
【００２６】
Ａ級  ：  まったく毛羽立ちがない。
【００２７】
Ｂ級  ：  少し毛羽立ちはあるが目立たない。
【００２８】
Ｃ級  ：  毛羽立ちが目立つ
目付：
ＪＩＳ  Ｌ１０９６に準じて求めた。
【００２９】
剛軟度：
ＪＩＳ  Ｌ１０９６  ガーレ法に準じて求めた。
【００３０】
エアーフィルター性能：
不織布をロータリー式プリーツ加工機で表側をフィルター捕集面側にしてプリーツ賦型をしてエアーフィルターを作成して、粉塵捕集−粉塵払落（パルスジェット）の繰返しテストを、エアーフィルターモデル装置を用いて、下記条件にて評価を行った。
【００３１】
0003799854.tif 000002
実施例１、２
融点が２６０℃のポリエチレンテレフタレートを芯成分、融点が２３０℃のイソフタル酸共重合ポリエステルを鞘成分とし、芯成分と鞘成分の重量比をそれぞれ、８５：１５、７０：３０とした複合連続フィラメントを単糸繊度２ｄで溶融紡出し、空気圧により開繊した後、移動するネット上に堆積させ、一対の加熱エンボスロールを使用し、表面温度２１０℃、線圧を６０ｋｇ／ｃｍで圧着し、目付２６０ｇ／ｍ2 、厚さ０．６ｍｍのフィラメント不織布を得た。これら不織布の表面のくぼみの平均深さは、それぞれ表／裏＝２５／２０μｍ、４５／４０μｍであった。
【００３２】
それぞれより深いくぼみがある側を捕集面とし、プリーツ加工してフィルター性能を評価した。
【００３３】
毛羽立ち特性は、両水準ともＡ級と良好であり、より深いくぼみのある表面を濾過面として評価したエアーフィルター性能においても、払落２００回後もさらに使用可能であり、満足のいく高寿命性能が得られた。結果を図１と表１に示す。
【００３４】
比較例１
融点が２６０℃のポリエチレンテレフタレートを芯成分、融点が２３０℃のイソフタル酸共重合ポリエステルを鞘成分とし、芯成分と鞘成分の重量比を５０：５０とした複合連続フィラメントを単糸繊度２ｄで溶融紡出し、空気圧により開繊した後、移動するネット上に体積させ、一対の加熱エンボスロールを使用し、表面温度を２１０℃、線圧を６０ｋｇ／ｃｍで圧着し、目付２６０ｇ／ｍ2 、厚さ０．６ｍｍの不織布を得た。この不織布表面のくぼみの平均深さは表／裏＝７０／６５μｍであった。
【００３５】
毛羽立ち特性は、Ｃ級と実施例１、２品に比べて悪く、また表を濾過面として評価したエアーフィルター性能評価においても、払落約１５０回で使用限界に達し、満足のいくエアーフィルター寿命が得られなかった。結果を図１、表１に示す。
【００３６】
【表１】
0003799854.tif 000003
【００３７】
【発明の効果】
本発明のエアーフィルターによれば、例えば、集塵機用フィルター等において、粉塵との衝突、あるいはフィルター内部支持体である金網等により擦過して発生するフィルター基材の毛羽立ちを抑制し得るものであり、かつパルスジェット後の粉塵離脱性を向上させ得るものであり、高寿命のエアーフィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例、比較例における粉塵負荷量と払落回数との関係例を示すグラフである。
【図１】
0003799854.tif 000004