JPH08299725A - 集塵用濾過布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極細繊維よりなる不織布シートとニードルフ
ェルトとをニードルパンチングにより一体化して濾過布
を得たときに、不織布シート面にできる針穴を塞いで表
面平滑性を向上させるとともに、微細粒子の表面捕捉性
を損なわない濾過布の製造方法を提供する。 【構成】 極細繊維よりなる不織布シートと、ニードル
フェルトとを積層し、ニードルパンチングにより一体化
し、該ニードルパンチング時に前記不織布シート面に残
る針穴を熱により縮小させるか、該針穴を通して不織布
シート面に突出したニードルフェルトの構成繊維を溶融
することにより針穴を閉塞させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に集塵用のバグフィ
ルターとして使用される濾過布、特に、微粒子集塵に好
適で、ダストによる濾布の目詰まりがなく、かつ、ダス
トの払い落とし性に優れ、長期間低く安定した濾布圧損
を示す濾過布の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、バグフィルター用の濾過布として
主に織布やフェルトが使用されていたが、これらは強度
・形態保持性については充分であるものの、染料・セメ
ント・トナーといった微粒子の集塵は難しく、目詰まり
を起こして濾布の圧力損失が増大する傾向にあった。

【０００３】そこで本発明者らは、特開平３−６０７１
２号公報に示したように、ニードルフェルトの表面に
０．２ｄ以下の平均繊度をもった極細繊維からなる不織
布シートを点接着し、微粒子による目詰まり防止と強度
・形態保持性を両立させた集塵用濾過布を提案した。

【０００４】この特開平３−６０７１２号公報のもの
は、不織布シートとニードルフェルトとを積層一体化す
る方法として、熱可塑性若しくは熱硬化性の樹脂接着剤
を接合面に散布或いはスクリーン塗布した後に点接着す
る方法、または、ホットメルト型の網状・不織布状のバ
インダーを両者の間に挟んで接着する方法、さらに、接
着剤を用いずにニードルフェルトの表層を溶融して点接
着する方法を採用していた。

【０００５】これらの樹脂接着剤、不織布状バインダー
やニードルフェルトの表層を溶融させて不織布シートと
ニードルフェルトを接着する方法は、不織布シートとニ
ードルフェルトとの接着強度が未だ不充分である場合が
あり、均一接着をするための製造技術上の問題、或いは
ホットメルトバインダーの使用によるコストアップとい
った問題が生じていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
不織布シートとニードルフェルトを積層し、ニードルパ
ンチングにより一体化することにより接着力が強く、層
間剥離のない耐久性に優れた濾過布を得ることを見出し
た。

【０００７】ところが、ニードルパンチングにより不織
布シートとニードルフェルトとを一体化した場合には不
織布シート面に針穴が残り、表面の平滑性が悪くなった
ばかりでなく、極細繊維からなる不織布シートの特徴で
ある微細粒子の表面捕捉性を損なう結果となっていた。

【０００８】本発明は上記の点に鑑み、極細繊維からな
る不織布シートとニードルフェルトとをニードルパンチ
ングにより一体化して濾過布を得たときに、不織布シー
ト面にできる針穴を塞いで表面平滑性を向上させるとと
もに、微細粒子の表面捕捉性を損なわない濾過布の製造
方法を提供することを目的としている。

【０００９】また、他の目的は前記針穴の縮小を有効に
行うことのできる濾過布の製造方法を提供することにあ
る。さらに、他の目的は不織布シート面にできる針穴を
ニードルフェルトの構成繊維を利用して溶融閉塞させる
濾過布の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は極細繊維より構成される不織布シートと、
ニードルフェルトとを積層し、ニードルパンチングによ
り一体化し、該ニードルパンチング時に前記不織布シー
ト面に残る針穴を熱により縮小できるように構成したも
のである。

【００１１】また、本発明は前記針穴を縮小させる熱
が、不織布シートを構成する繊維のガラス転位点以上、
融点以下の温度範囲内で、繊維を変質させることなく有
効に縮小処理ができるようにしている。

【００１２】さらに、本発明は極細繊維より構成される
不織布シートと、ニードルフェルトとを積層し、ニード
ルパンチングにより一体化し、該ニードルパンチング時
に前記不織布シート面に残る針穴を、該針穴を通して不
織布シート面に突出したニードルフェルトの構成繊維を
溶融して閉塞させるように構成したものである。

【００１３】さらにまた、本発明は極細繊維より構成さ
れる不織布シートと、ニードルフェルトとを積層し、ニ
ードルパンチングにより一体化し、該ニードルパンチン
グ時に前記不織布シート面に残る針穴を熱により縮小さ
せるとともに、前記針穴を通して不織布シート面に突出
したニードルフェルトの構成繊維を溶融させるように構
成したものである。

【００１４】上記の場合、不織布シートを構成する極細
繊維はその平均繊維径６．０μｍ以下のものが良い。ま
た、不織布シートのダメージを最小限に抑えるためのニ
ードルパンチングの条件としては針ゲージサイズが０．
７５ｍｍ以下、バーブ形状のうちスロート深さが３０μ
ｍ以上であるニードル針を用いることが有効である。

【００１５】さらにまた、前記不織布シート面に残る針
穴を縮小させる熱の掛け方として、熱風セット或いは熱
プレス法が適当である。さらに針穴を通して不織布シー
ト面に突出したニードルフェルトの構成繊維を溶融させ
る方法としては、該繊維の溶融温度以上に加熱した熱
板、熱ロールを突出した繊維に接触させるか、赤外線ヒ
ーターやバーナーなどを利用して加熱溶融させると良
い。

【００１６】

【作用】極細繊維より構成される不織布シートと、ニー
ドルフェルトとを積層してニードルパンチングにより一
体化し、剥離強度を高くする反面、不織布シート面に針
穴を作るが、該針穴は熱、好ましくは不織布シートを構
成する繊維のガラス転位点以上、融点以下の温度範囲内
の熱を加えることにより縮小させるか、ニードルパンチ
ング時に針穴を通して不織布シート面に突出したニード
ルフェルトを構成する繊維を溶融させて針穴を閉塞させ
るか、これら両者の方法を併用することにより、不織布
シートの表面の平滑性の向上と微細粒子の表面捕捉性を
向上させることができる。

【００１７】

【実施例】次に、図面に基づいて説明する。本願濾過布
１は図１に示す如くニードルフェルト２の上面に極細繊
維からなる不織布シート３を積層し、ニードルパンチン
グにより一体化してなる。このニードルフェルト２は基
布５とその両面に積層した繊維バット４、４とをニード
ルパンチングにより予め一体化されている。

【００１８】前記ニードルフェルト２と不織布シート３
とのニードルパンチングは、ニードル針Ｎを図２に示す
如くニードルフェルト２側から打ち込み、不織布シート
３へ一点鎖線の如く貫通するように行われる。即ち、ニ
ードル針Ｎが貫通すると、該針Ｎの周囲に形成されたバ
ーブＢによりニードルフェルト２を構成する繊維６が係
留されて不織布シート３の表面にできる針穴７から突出
する。このニードルフェルト２の構成繊維６の貫通によ
りニードルフェルト２と不織布シート３との十分な接合
強度が得られることとなる。

【００１９】前記ニードルフェルト２と不織布シート３
とを十分な接合強度をもって結合させ、かつ、針穴７を
可及的に小さくするための、ニードルパンチングの条件
として次の点を考慮する。

【００２０】ニードル針Ｎのゲージサイズを０．７５
ｍｍ以下（３０番手）、好ましくは０．６０ｍｍ以下
（３６番手）のものを選択し、かつ、ニードル針Ｎのバ
ーブＢのスロート深さが３０μｍ以上、好ましくは、６
０μｍ以上のものを選択する。３０μｍ未満ではニード
ルフェルトのバット繊維をバーブ内に捉える効果が小さ
く、接合強度が十分に得られないからである。

【００２１】不織布シート３とニードルフェルト２と
のニードルパンチング時の針打ち深さを確保するため、
ニードル針Ｎとして第１バーブを起点とした貫通深さが
３ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上にする。３ｍｍ未満
では接合強度が十分に得られないからである。

【００２２】針打ち密度を１００本／ｉｎ² 以上、４
０００本／ｉｎ² 以下、好ましくは３００本／ｉｎ² 以
上、３０００本／ｉｎ² 以下とする。１００本／ｉｎ²
未満では十分な接合強度が得られず、逆に、４０００本
／ｉｎ² を超えると接合強度は十分なものの、不織布シ
ートの微細繊維の構造を破損させ、微粒子捕捉性の低下
を招く虞れがあるからである。

【００２３】前記不織布シート３は極細繊維を得るのに
有効なメルトブロー法によって得られたシートが好まし
い。また、カーディングやニードリング等の機械的手
段、熱処理或いは溶融処理等の化学的手段によって極細
繊維層を形成する等の分割性繊維からなる不織布シート
も使用可能である。その目付けは３０ｇ／ｍ² 以上であ
って１５０ｇ／ｍ² 以下が望ましい。３０ｇ／ｍ² 未満
では強度が不足のためニードルパンチングによるダメー
ジが大きく、熱処理による針穴の縮小効果が小さい。１
５０ｇ／ｍ² を超えても微粒子捕捉性には特に影響はな
いがコストアップの原因となる。

【００２４】次に、前記ニードルパンチングによって不
織布シート３の表面にできた針穴７を縮小させる手段と
して、不織布シート３を熱により図３の符号１１で示す
ように縮小させて針穴７を塞ぐようにする。この場合、
不織布シートを構成する繊維のガラス転位点以上、融点
以下の温度範囲の熱を不織布シート３に加える。この場
合、不織布シート３とニードルフェルト２とを同様に収
縮させてもよいが、不織布シート３の収縮がニードルフ
ェルト２より若干大きい方が針穴７の縮小効果が大きい
ことから、 （不織布シートの熱収縮率）≧（ニードルフェルトの熱
収縮率） となるようにするとよい。

【００２５】また、前記ニードルパンチングによって不
織布シート３の表面にできた針穴７を閉塞させる手段と
して、該針穴を通して不織布シート面に突出したニード
ルフェルトの構成繊維６を溶融させて図４の如く蓋１２
をするようにする。この場合において、不織布シート３
まで溶融するのを防ぐため、 （不織布シートの融点）＞（ニードルフェルトの融点） となるように両繊維に融点の差を設けることが必要とな
る。例えばニードルフェルト２の繊維バット中に、不織
布シートの融点より低融点の複合繊維を混紡し、これを
ニードルパンチングによって不織布シート３の表面に突
出させるようにすると、上述した融点差を生ずることに
なり、より有効である。

【００２６】なお、前記ニードルフェルト２の繊維バッ
ト４、４の繊維径は、不織布シート３の表面に突出した
繊維の熱処理を考慮して４０μｍ以下、より好ましくは
２０μｍ以下がよい。４０μｍを超えると熱処理効果が
低くなり、毛羽立ち易くもなり、払い落とし性に悪影響
を及ぼす結果となる。

【００２７】前記熱収縮法は、熱風セット或いは熱プレ
ス法により不織布シート３のガラス転位点（ＴｇＮ）以
上、融点（ＴｍＮ）未満の温度範囲で面積収縮率５％以
上となるように収縮させることが肝要である。

【００２８】ここで面積収縮率〔％〕は、 （収縮前面積−収縮後面積）／（収縮前面積）×１００ で求められる。

【００２９】熱プレス法では、不織布シート３と接触す
る熱板の温度をＴａとし、ニードルフェルト２と接触す
る熱板の温度をＴｂとして、ＴａをＴｂより３０°Ｃ以
上高くすることは、不織布シートの収縮を大きくし、そ
の緻密化を促進するうえで有効である。即ち、Ｔａ≧Ｔ
ｂ＋３０〔°Ｃ〕、ＴｇＮ≦Ｔａ＜ＴｍＮとなる。

【００３０】前記熱溶融法は、ニードルパンチングによ
って不織布シート側に突出したニードルフェルト側のバ
ット繊維を、その溶融温度以上に加熱した熱板、熱ロー
ルに接触させるか、赤外線ヒーターやバーナーなどを利
用して加熱溶融させるこによって針穴７に蓋する格好で
閉塞させる。

【００３１】なお、前記不織布シート３とニードルフェ
ルト２とを積層一体化して得られた濾過布の表面に従来
の樹脂加工、例えば強度を増すとかプリーツ成形加工が
できるよう硬仕上するといった処理を施すことは、不織
布シートの極細繊維によって形成される細孔を目詰まり
させない範囲であれば何の制約も受けないことは勿論で
ある。

【００３２】〔実施例−１〕ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）からなる基布１００ｇ／ｍ² の両面にＰＥ
Ｔ短繊維（平均繊維径１７．５μｍ）からなるカードウ
ェブ１００ｇ／ｍ²づつを積層し、ニードルパンチング
して、目付け３００ｇ／ｍ² のＰＥＴニードルフェルト
を得た。

【００３３】上記ニードルフェルトと目付け３０ｇ／ｍ
² 、平均繊維径３．２μｍのＰＥＴ極細繊維不織布シー
トを積層し、ゲージサイズ：０．６０ｍｍ（３６番
手）、スロート深さ５０μｍのバーブ形状をもったニー
ドル針を用い、第１バーブを起点とした針深さ１０ｍ
ｍ、針打ち密度６００本／ｉｎ² の条件でニードルパン
チングを施して一体化した。

【００３４】その後、熱風乾燥機にて１８０°Ｃ×５分
間の熱セット、更に熱ロールカレンダーにて２２０°Ｃ
×２ｍ／ｍｉｎのプレス処理を行なったところ、不織布
シート面の針穴は殆ど認められなくなった。プレス後の
濾過布密度０．３とした処理後の面積収縮率は９．８％
であった。また、得られた濾過布は不織布シート３とニ
ードルフェルト２との間の接合強度において、後記する
〔比較例−１〕に示した従来の点接着法の２倍以上の強
度を示し、耐久性が向上した。

【００３５】集塵試験における粒子捕捉性（≒集塵効
率）は、極細繊維層の積層によって大幅に向上した。特
に、素材のニードルフェルトのみでは吹きもれ量が、１
４．４０ｍｇ／ｍ³ を記録した〔比較例−６〕に対して
約１／１０に減少した。また、従来の点接着法で得た濾
過布〔比較例−１〕に比べても同等の性能を示した（図
５参照）。

【００３６】〔実施例−２〕ＰＥＴ基布１００ｇ／ｍ²
の両面にナイロン６短繊維（繊維径１９．３μｍ）から
なるカードウェブ１００ｇ／ｍ² ずつ積層し、ニードル
パンチングして目付け３００ｇ／ｍ² のニードルフェル
トを得た。

【００３７】上記ニードルフェルトと、目付け３０ｇ／
ｍ² 、平均繊維径３．２μｍのＰＥＴ極細繊維からなる
不織布シートとを積層し、上記実施例−１と同じニード
ルパンチング条件にて接合一体化した。

【００３８】その後、不織布シートの表面に突出したフ
ェルト側のバット繊維を２３０°Ｃに加熱した熱板に接
触させることにより加熱溶融せしめ、更に、熱ロールカ
レンダーにて１６０°Ｃ×２ｍ／ｍｉｎのプレス処理を
施し、濾過布密度０．３とした。

【００３９】処理後の面積収縮率は３．０％であった
が、毛羽の溶融処理によって不織布シート上に突出した
フェルト側のナイロン６繊維が溶融し、針穴７を塞ぐ効
果を示し、高い集塵効率を得た。

【００４０】〔実施例−３〕上記〔実施例−１〕と同じ
ニードルフェルトと不織布シートとを積層し、ゲージサ
イズ０．４５ｍｍ、スロート深さ３５μｍのバーブ形状
をもったニードル針を用い、第１バーブを起点とした針
深さ８ｍｍ、針打ち密度１６００本／ｉｎ²のニードル
パンチングを施し、接合一体化した。これを上記〔実施
例−１〕と同じ条件で熱処理を行い、面積収縮率を９．
１％とした。

【００４１】〔実施例−４〕ＰＥＴ基布１００ｇ／ｍ²
の両面にＰＥＴ短繊維とＰＥＴ系の芯鞘型複合繊維（鞘
部分の融点１４０°Ｃ、商品名＝ユメチカメルティー）
が５０／５０で混合されたカードウェブ１００ｇ／ｍ²
（平均繊維径１９．０μｍ）を積層し、ニードルパンチ
ングして、目付け３００ｇ／ｍ² のＰＥＴニードルフェ
ルトを得た。これに上記〔実施例−１〕と同じ不織布シ
ートを用い、同じニードル条件にてニードルパンチング
を施し接合一体化した。

【００４２】熱処理も上記〔実施例−２〕と同様に行
い、処理後の面積収縮率は４．０％であった。得られた
濾過布は、不織布シート側に突出した低融点繊維の溶融
によって、針穴を塞ぐ効果が得られ、高い集塵効率と強
い接合強度が得られた。

【００４３】〔比較例−１〕上記〔実施例−１〕と同じ
ニードルフェルトと不織布シートとを用い、両者の間に
ホットメルトメッシュ（ＰＥＴ系・目付け２０ｇ／
ｍ² 、Ｔｍ１６０°Ｃ）を挟み、熱ロールプレスにて１
８０°Ｃ×２ｍ／ｍｉｎで点接着した。これにより得ら
れた濾過布の不織布シートとニードルフェルトとの間の
接合強度は０．６ｋｇ／５ｃｍであった。

【００４４】〔比較例−２〕ニードルフェルト、不織布
シート及びニードル針は、上記〔実施例−１〕と同じも
のを使い、ニードル条件は針深さ２ｍｍ（第１バーブ起
点から）、針打ち密度３０００本／ｉｎ² にて接合し
た。熱処理は〔実施例−１〕と同様に行なって濾過布を
得た。この濾過布の層間接合強度は０．２ｋｇ／５ｃｍ
と低く、接合力としては不十分なものであった。

【００４５】〔比較例−３〕ニードルフェルト、不織布
シート及びニードル針は、上記〔実施例−１〕と同じも
のを使い、ニードル条件は針深さ１２ｍｍ（第１バーブ
起点から）、針打ち密度５０００本／ｉｎ² にて接合一
体化し、〔実施例−１〕と同じ熱処理を施した。

【００４６】〔比較例−４〕上記〔実施例−１〕と同じ
ニードルフェルトと不織布シートとを同じニードル条件
にて接合一体化し、熱ロールカレンダーにて１６０°Ｃ
×２ｍ／ｍｉｎのプレス処理を行なった。処理後の面積
収縮は３．０％であった。比較例−３は針打ち密度が大
きすぎるため不織布シートの繊維構造が損傷を受け、比
較例−４は収縮が少ないため不織布シートに針穴が残
り、集塵効率が低くなった。また、比較例−３は濾布圧
損が高い傾向を示した。

【００４７】〔比較例−５〕上記〔実施例−１〕と同じ
ニードルフェルトと、目付ｆ１０ｇ／ｍ² 、平均繊維径
３．２μｍのＰＥＴ極細繊維の不織布シートとを積層
し、〔実施例−１〕と同じニードル条件、熱処理条件で
加工した。かかる処理後の面積収縮率は９．８％であっ
たが、得られた濾過布は不織布シートの目付けが小さく
強度不足のため、ニードルパンチングによるダメージが
大きく、集塵効率が低下した。

【００４８】〔比較例−６〕上記〔実施例−１〕と同じ
ニードルフェルトを、〔実施例−１〕と同じ熱処理条件
にて処理し、〔実施例−１〕と同様の濾過布密度となる
よう調節した。このニードルフェルトのみの集塵効率は
図５に示すように低いものであった。

【００４９】次に、上記〔実施例−１〜４〕の本願濾過
布と、〔比較例−１〜６〕における濾過布を用いて、下
記条件にて濾過−払い落とし繰り返し試験を行い、濾布
圧損変化、ダスト吹きもれ量、集塵効率、ダスト払い落
とし率を算出し、その結果を図５に示す。

【００５０】〔濾過−払い落とし繰り返し試験〕 濾過風量 ；７．９×１０^-2ｍ³ ／ｍｉｎ 濾過面積 ；１．７×１０^-2ｍ² ダスト ；ＪＩＳ−１０種粉体（フライアッシュ） パルス圧 ；４ｋｇ／ｃｍ² パルス時間；０．５秒 試験方法 ；濾布圧力損失（ΔＰ）：２００ｍｍＨ₂ Ｏ
まで「濾過」を行った後、濾過を停止し、「パルス払い
落とし」を繰り返す。

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】なお、図５には不織布シート３とニードル
フェルト２との間の接合強度をＴ形剥離試験法（ＪＩＳ
−Ｋ６８５４）により測定した結果も併せて記載した。

【００５５】

【発明の効果】以上の如く、本発明は極細繊維より構成
される不織布シートと、ニードルフェルトとを積層し、
ニードルパンチングにより一体化させるから、従来の点
接着法に比べてバインダーを使用しない分、安価で、し
かも接合力が強く、耐久性に優れた濾過布を低コストで
製造できるものである。

【００５６】また、不織布シートとニードルフェルトと
をニードルパンチングにより結合させたときに前記不織
布シート面に残る針穴は熱により縮小させて塞ぐから、
表面平滑性が向上し、極細繊維からなる不織布シートの
もつ優れた微細粒子の表面捕捉性が得られる。

【００５７】更に、前記針穴を縮小処理する熱が、不織
布シートを構成する繊維のガラス転位点以上、融点以下
の温度範囲であるときは針穴の縮小効果をより高めるこ
とが可能となる。

【００５８】さらにまた、本発明はニードルパンチング
時に前記不織布シート面に残る針穴を、該針穴を通して
不織布シート面に突出したニードルフェルトの構成繊維
を溶融して閉塞させるときは、ニードルパンチングによ
り不織布シート表面に突出したフェルト側の繊維を熱処
理して溶融することで表面の毛羽立ちを抑えることがで
き、耐久性が向上する上に、縮小処理する時と同様に針
穴を塞ぐことにより表面平滑性が向上し、極細繊維から
なる不織布シートのもつ優れた微細粒子の表面捕捉性が
得られるものである。特にフェルト中に低融点繊維を混
紡しておくと、より顕著な効果が期待できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である濾過布を略示的に示す断
面図である。

【図２】ニードルパンチングにより極細繊維からなる不
織布シートとニードルフェルトを接合した直後の針穴の
状態を略示的に示す断面図である。

【図３】熱処理によって針穴が縮小した状態を略示的に
示す断面図である。

【図４】不織布シートの表面に突出したニードルフェル
ト側の繊維を溶融して針穴を塞いだ状態を略示的に示す
断面図である。

【図５】実施例−１〜４及び比較例１〜６の濾過布を用
いて濾過−払い落とし繰り返し試験及び接合強度の剥離
試験結果を示す表である。

【符号の説明】

１ 本願濾過布 ２ ニードルフェルト ３ 不織布シート ４ 繊維バット ５ 基布 ６ 不織布シート面に突出したニードルフェルトの構
成繊維 ７ 針穴 １１ 縮小された針穴 １２ 針穴を閉塞する蓋 Ｎ ニードル針 Ｂ バーブ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ０１Ｄ 46/54 Ｂ０１Ｄ 46/54

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極細繊維より構成される不織布シート
   と、ニードルフェルトとを積層し、ニードルパンチング
   により一体化し、該ニードルパンチング時に前記不織布
   シート面に残る針穴を熱により縮小させることを特徴と
   する集塵用濾過布の製造方法。
2. 【請求項２】 前記針穴を縮小処理する熱が、不織布シ
   ートを構成する繊維のガラス転位点以上、融点以下の温
   度範囲であることを特徴とする請求項１に記載の集塵用
   濾過布の製造方法。
3. 【請求項３】 極細繊維より構成される不織布シート
   と、ニードルフェルトとを積層し、ニードルパンチング
   により一体化し、該ニードルパンチング時に前記不織布
   シート面に残る針穴を、該針穴を通して不織布シート面
   に突出したニードルフェルトの構成繊維を溶融して閉塞
   させることを特徴とする集塵用濾過布の製造方法。