JPS6211604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は不織布フイルターに関する。さらに詳
しくは、清浄効率、ダストホルデイング性に優れ
た高性能フイルターに関するものである。 従来、紙、不織布、織物などがフイルター材料
として用いられていたが、高速流速下では紙はダ
ストホルデイング性が悪いため目詰りし易く、不
織布は清浄効率が悪く、織物は清浄効率、ダスト
ホルデイング性のいずれもが悪いという欠点があ
つた。 本発明はこれらの欠点を解消した高性能を有す
る不織布フイルターに関するものである。 即ち、本発明は5d以上の太繊度からなる連続
フイラメントがニードルパンチにより三次元的に
絡合した気孔容積75〜98％の粗の層と、5d未満
の細繊度からなる連続フイラメントが二次元的に
配列した気孔容積65〜80％で、かつ鱗片状である
密の層との少なくとも２層からなり、かつ前記鱗
片状の層のフイラメントは部分的に融着している
ことを特徴とする不織布フイルターに関するもの
である。 第１図は本発明の不織布フイルターである。第
１図によつて本発明を説明すると、１は連続フイ
ラメントが二次元的に配列した鱗片状の密の層、
２は連続フイラメントが三次元的に絡合した粗の
層、３は接着層である。 本発明でいう連続フイラメントとは、後述する
第３図の如く紡糸した繊維をエジエクターで連続
的に延伸、開繊した連続状繊維であつて、一定長
にカツトされた短繊維とは異なるものである。 また鱗片状とは、不織シート中の構成繊維の配
列が厚み方向になく、平面方向にのみランダムな
配列をした構成を有する繊維集団からなる鱗様の
積層単位をいう。 本発明でいう二次元的配列とは、連続フイラメ
ントが一つの積層単位である鱗片状の平面方向に
のみ二次元的なランダムな配列をし、厚み方向へ
のフイラメント配列がないものをいう。 また、三次元的絡合とは、連続フイラメントが
ニードルパンチによりシートの平面方向とシート
の厚み方向へランダムな配列を有し、連続フイラ
メントは相互に交絡を有するものをいう。 本発明の不織布フイルターを第１図のXYZ面で
切断すると第２図のごとくである。 １の層は連続フイラメント４が二次元的に配列
した鱗片が角度α（＜XYZ）を持つて積層した構
造を有する。 このような構造配列は繊維の充填密度を高め、
かつ気孔を細かくし、そしてその気孔は鱗片の積
層面方向に長くまた多く拡がつている。そのため
角度αについては90度、すなわちシート平面と完
全に平行であるよりも多少角度のついていること
が好ましく、フイルター性能の点からは通常90度
より大きく、110度以下の範囲が特に好ましい。 このように本発明は密の層１が鱗片状を有する
ため高速流速下で粗の層２を通過した微小なダス
トも直接吹き抜けることはなく、粗の層１の繊維
に衝突して捕集されるかもしくは細長く伸びた気
孔によつて捕集される。 ２の層は第１，２図に示したごとく、連続フイ
ラメント５が三次元的に絡合したバルキーで気孔
容積の大きな粗の構造からなる。 この粗の層２は、流入するダストをさえぎり、
捕集し、そのダストホルデイング性を高める。 その気孔容積は目的に応じて異なるので一概に
規定しがたいが通常75〜98％が適する。 ここで気孔容積とはJIS―L1079で定義された
材料中の気孔の容積率である。 接着層３はできるだけ圧力損失を少なくする方
法で接着するのが好ましく、構成繊維と接着性の
良い低融点樹脂パウダー、低融点繊維、低融点穴
あきフイルム、ゴム系接着剤、樹脂などで熱接着
または化学接着することができる。特に間欠接着
方法は、接着面積を少なくして、流体の圧力損失
を少なくできるため適した方法である。また繊維
の絡みによる機械的接着でも可能である。 密の層１の製造は第３図に示すごとくフイラメ
ントを移動するコンベア上に噴射し、吸引するこ
とによつて得られる。 即ち、紡糸口金６よりフイラメント７を紡糸
し、エジエクター８で延伸し、開繊してコンベア
ー９上に噴射し、同時に吸引ボツクス１０で吸引
しながら鱗片状のウエブ１１を堆積する。鱗片の
積層角度αは噴射した繊維のコンベアー９での拡
がりの程度、繊維の噴射量、噴射速度、コンベア
ー速度などによつて適宜調整できる。 次に鱗片状ウエブの層を密にするため、また鱗
片間の接着を行なうため熱接着または化学接着を
行なう。 熱接着の場合は、低融点繊維を用いるか、また
は繊維の自己接着によつて密で圧力損失の少ない
層が得られる。 化学接着の場合は、加圧後、接着剤によつて含
浸、スプレー、コーテイングなどを行なう。 熱接着の場合、凹凸のある熱エンボスロールで
繊維間の融着を行なえば、凹凸のある密の層が得
られる。この密の層１と粗の層２とを接着すれば
第４図に示すように凹凸によつて流体の通過面積
が増加するため圧力損失のより少ないフイルター
が得られる。また密の層１は気孔の少ないフイル
ターが得られる。また密の層１は気孔サイズを小
さくする上から構成繊維の繊度は5d未満の細繊
度が好ましく、また気孔容積は粗の層２より小さ
く、かつ65〜80％が好ましい。 また、通常粗の層２は連続フイラメントウエブ
をニードルパンチング機によつてパンチし、三次
元的に絡合して得られる。 この場合、使用繊維は密の層１に比べて太繊
度、剛性のある繊維、クリンプのある繊維を用い
ることがより好ましい。 粗の層２の繊度は5d以上の太繊度を用いる。
粗の層２に用いる剛性のある繊維としては、ポリ
エステル、ポリオレフインなどの繊維が適する。 三次元的絡合構造は、使用時の折り、曲げの成
型加工を行なつても性能は安定している。 また三次元的絡合構造をより安定化するためゴ
ム系接着剤などで圧力損失を大きくしない程度で
接着しても本発明を阻げるものではない。 またさらにフイルター性能を向上するため、例
えば第５図に示すような多層構造が適する。 即ち、２ａは粗の層、２ｂはもつと粗の層、１
は鱗片状の密の層、３ａ，３ｂは接着層である。
粗の層が厚いためダストホルデイング性が高く、
また粗の層内で粗密構造があるためダストのさえ
ぎりの効果が大きく、１の密の層との複合効果で
一段と高い清浄効果が得られる。 使用繊維は、天然繊維、合成有機重合体繊維、
いずれでも用いることができる。 特に合成有機重合体フイラメントからなるフイ
ルターは、融着点または接着点が少なくても形態
の安定した密の層１を作り、またバルキーな粗の
層２も作り易いという特徴がある。 なお本発明フイルターは、公知のゴム状物質や
樹脂を含浸させて使用してもよい。 上記の通り本発明フイルターは、高速流体下で
ダストホルデイング性が高く、かつ清浄効率の高
い優れたフイルターである。このため自動車用フ
イルター、掃除機用フイルター、空調用フイルタ
ー、オイルフイルター、工業用フイルターなど広
範囲に使用できる。 実施例 １ １の層として第３図に示す方法で製造した繊度
1d、目付150ｇ/m²、ポリエチレンテレフタレー
トフイラメントからなるウエブを凹凸のある熱エ
ンボスロールで加圧熱接着し、凹凸のある鱗片状
の二次元的な配列をしたシートを用いた。 ２の層として繊度15d、目付100ｇ/m²、ポリエ
チレンテレフタレートフイラメントのウエブをニ
ードルパンチング機によつて針密度120本／cm²で
処理した三次元的絡合シートを用いた。 両シートの接着は低融点繊維からなる薄いシー
トを両シートの間にはさんで、熱エンボスロール
で間欠接着した。 上記構成による本発明フイルターは、１の層の
厚み0.46mm、気孔容積76％、２の層の厚み1.49
mm、気孔容積95.2％であつた。 フイルターの性能は、JIS Ｂ―9908の測定方法
に準じての条件で行なつた結果、清浄効率99.9
％、ダストホルデイング性182ｇ/m²という優れた
結果を得た。 比較実施例 １ １の層として繊度3d、目付150ｇ/m²のポリエ
チレンテレフタレートからなる鱗片状シートを、
２の層として繊度10d、目付150ｇ/m²のポリエチ
レンテレフタレートからなるニードルパンチした
シートを用い、両シートをポリエチレン粉末を用
いて加圧熱接着した。 このようにして得たフイルターは、１の層の厚
み0.25mm、気孔容積62％、２の層の厚み0.36、気
孔容積70％であつた。 フイルター性能を実施例１と同条件で測定した
ところ、実施例１と比較して清浄効率99.6％、ダ
ストホルデイング性65ｇ/m²という優れた結果で
あつた。 比較実施例 ２〜６ 各層の気孔容積を種々変化させたときのフイル
ター性能を実施例１と同条件で測定した結果を第
１表に示した。

【表】

【表】 第１表から明らかなごとく、比較実施例３、４
及び６は清浄効率、ダストホルデイング性とも著
しく劣るものであり、又比較実施例２は清浄効率
の点では一応満足できるが、ダストホルデイング
性が悪く、一方比較実施例５はダストホルデイン
グ性については満足できるレベルにあるが、清浄
効率が極めて悪く、いずれも実用できないもので
あつた。 実施例２〜４及び比較例７〜９ 本実験は本発明の不織布フイルター（実施例２
〜４）に比べて粗の層と密の層がそれぞれ３次元
的に絡合した構造を有する実開昭51−26569号に
よる不織布フイルター（比較例７、８及び９）が
過精度（清浄効率並びにフイルター通過最大粒
子径評価等）において著しく劣ることを立証する
ものである。実施例２及び３は実施例１の製法に
準じ、又実施例４は１の層と２ｂの層との接合を
熱接着で行なつた以外は、実施例１の製法に準じ
て作つた。更に各フイルターともポリエチレンテ
レフタレートフイラメントを使用した。 各フイルター構成及び評価結果を表１に示す。 尚、表１において過精度とは次の方法で測定
したものである。 過精度評価方法： 先に示す評価装置で、ガラスビーズを上部よ
り２ｇ投入し、過風速20m／min条件で各フ
イルター試料について捕集テストを実施した。
通過したガラスビーズはアブソリユートフイル
ターで完全に捕集される。

【表】 ーズ重量 ガラスビーズ重量
〓100
また、フイルター通過最大粒子径は、試料を通
過してアブソリユートフイルターに捕集されたガ
ラスビーズのうち、径の大きいもの上位５個の平
均値である。 初期圧力の損失、最終圧力損失は、各試料のガ
ラスビーズ投入前後の圧力損失を示す。 なお、ガラスビーズはMin5μ、Max120μ、体
積平均粒子径62μ、数平均粒子径39μのものを使
用した。

【表】 表１に示すガラスビーズを用いた過性能テス
ト結果から明らかなごとく、実開昭51−26569号
によるもの（比較例７〜９で粗の層、密の層とも
３次元構造のもの）は、本発明によるもの（実施
例２〜４で粗の層は３次元構造、密の層は２次元
構造で鱗片状のもの）に比べて清浄効率およびフ
イルター通過最大粒子径評価において著しく劣
る。 この理由は比較例７〜９の場合、密層が３次元
構造であるため、ダストの通過を容易にするピン
ホールが多く存在するものと考えられる。特にニ
ードルパンチングによつて３次元化された構造の
シートは、パンチング針による繊維集束を生じて
ピンホールを多数シート内に有するため、ガラス
ビーズの粒径の大きなものも通過してしまうこと
になる。これは評価項目、フイルター通過最大粒
子径で測定できる。 また、このような構造であれば当然、供給ガラ
スビーズの清浄効率も低下する。 これに対して、本発明は、粗の層が３次元構造
で太繊度を用いているため、まずガラスビーズを
この層で殆ど捕集できる。また粗の層であるた
め、ガラスビーズの堆積が生じても圧力損失の上
昇は最小にできる。次いで、粗の層で捕集できな
かつた比較的粒径の小さいガラスビーズは、密の
層の２次元構造で捕集される。この２次元構造は
繊維が２次元的、かつ鱗片状に配列され、ピンホ
ールもなく、また繊維集束もないので、微小な均
一な空隙を持ち、これによつて微小ガラスビーズ
まで捕集することができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明フイルターである。第３図
は本発明フイルターにおける２次元的配列した１
の層の製造工程を示す略図である。第４，５図は
本発明フイルターの実施態様を示す図面である。 １：二次元的配列した鱗片状の密の層、２，２
ａ，２ｂ：三次元的絡合の粗の層、３，３ａ，３
ｂ：接着層、４，５：連続フイラメント、６：紡
糸口金、７：フイラメント、８：エジエクター、
９：コンベア、１０：吸引ボツクス、１１：鱗片
状ウエブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 5d以上の太繊度からなる連続フイラメント
   がニードルパンチにより三次元的に絡合した気孔
   容積75〜98％の粗の層と、5d未満の細繊度から
   なる連続フイラメントが二次元的に配列した気孔
   容積65〜80％で、かつ鱗片状である密の層との少
   なくとも２層からなり、かつ前記鱗片状の層のフ
   イラメントは部分的に融着していることを特徴と
   する不織布フイルター。