JP2705554B2 - 難燃性濾材および製造方法 - Google Patents

難燃性濾材および製造方法

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JP2705554B2 JP5335478A JP33547893A JP2705554B2 JP 2705554 B2 JP2705554 B2 JP 2705554B2 JP 5335478 A JP5335478 A JP 5335478A JP 33547893 A JP33547893 A JP 33547893A JP 2705554 B2 JP2705554 B2 JP 2705554B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性濾材および
その製造方法に関し、通気性に優れた難燃性濾材として
空調用濾材あるいは柔軟不織布の難燃化支持材などとし
て好適に利用される。
【0002】
【従来技術】従来より難燃性濾材を得る方法には、特開
昭51−134475号公報、特開昭54−83181
号公報などに開示されているように、非難燃性の不織布
を難燃剤とエマルジョン樹脂(バインダー)溶液に含浸
後、乾燥して不織布に硬い樹脂とともに難燃剤を付着さ
せる方法で難燃性と繊維間固定を図る方法や特開昭55
−111816号公報に開示されているように、難燃性
の繊維構造体をバインダーで固定することで剛性の高い
難燃性濾材とする方法などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術は、
難燃剤を繊維に接着するために樹脂(バインダー)が必
要であり、また難燃性繊維を用いる場合でも繊維間接着
を目的としてバインダーを必要とするなどバインダーが
不可欠な技術内容のものであった。そのためこれらのバ
インダーが繊維間の隙間を塞ぎ、濾材として用いた
、通気性を落とすという欠点があった。従って、従来
技術では難燃性を有する低圧損濾材を得ることは困難で
あった。
【0004】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消と
しようとするものであり、低圧損で、しかも優れた難燃
性を有する濾材およびその製造方法を提供するとを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため次の構成を有する。
【0006】「(1) 少なくとも一部が、低融点成分と高
融点成分とが複合された熱接着性繊維によって繊維間接
着された不織布に、難燃剤が用いられてなる難燃性濾材
において、該難燃剤は、一部の難燃剤が熱接着性繊維の
内部に染み込んでいるとともに、染み込まなかった難燃
剤は熱接着性繊維の表面にとどまっていることを特徴と
する難燃性濾材。
【0007】(2) 低融点成分と、高融点成分とを含む熱
接着性繊維を用いた不織布に、難燃剤が分散または溶解
された水溶液を付着後、該低融点成分の融点以上の温度
で熱処理することにより、該難燃剤の一部を熱接着性繊
の内部に染み込ませるとともに、染み込まなかった難
燃剤を熱接着性繊維の表面にとどまらせて、繊維間接着
を行うことを特徴とする難燃性濾材の製造方法。」本発
明の難燃性濾材は、難燃性はもちろんのこと、特に低圧
損性と寿命特性および低コスト性に優れたものである。
これらの効果は、バインダーを用いることなく難燃化と
繊維間固定を行ったことによって始めて得られたもので
ある。
【0008】本発明の不織布は、熱接着性繊維を少なく
ともその一成分として含み、かつ、一部の難燃剤が熱接
着性繊維の内部に染み込んでいるとともに(吸塵)、染
み込まなかった難燃剤が熱接着性繊維の表面にとどまっ
た状態でその熱接着性繊維の少なくとも一部が、繊維間
接着されていることが必要である。
【0009】不織布の構成は熱接着性繊維を100%用
いることが剛性向上のために好ましいが、さらに難燃性
向上のためにモダクリル繊維やポリクラール繊維などの
難燃性繊維を混合したり、また、捕集効率向上のための
極細繊維、あるいは、抗菌・抗カビ、脱臭、親水性能を
有する繊維や、通常の熱接着性繊維でない繊維が混合さ
れていてもよい。また、後加工によって、抗菌、抗カ
ビ、脱臭性を持たせた不織布であってもよい。
【0010】さらに、上記熱接着性繊維は低融点成分と
高融点成分とが複合されてなるが、かかる低融点成分と
しては、融点70℃以上、150℃以下のものが好まし
く用いられ、例えば、ポリエステル系で芯鞘構造の東レ
(株)“サフメット”(110℃)、鐘紡(株)製“ベ
ルコンビ”(110〜130℃)などが好ましい。ま
た、ポリオレフィン系で芯鞘構造、あるいはサイドバイ
サイド構造のもので、チッソ(株)のES繊維(100
〜148℃)なども好ましいものである。一方、高融点
成分としては、融点160℃以上のものが好ましく用い
られ、例えば、ポリプロピレン(165℃)、ポリエス
テル(256℃)、ポリアミド(220℃)、ポリブチ
レンテレフタレート(230℃)などのポリマーが、剛
性および耐熱性の点で優れ、ホットメルト樹脂のビード
取付けなどの加工に際し、高い濾材の熱変形防止性が得
られる。
【0011】その熱接着性繊維の形態としては、繊維断
面の外周部の少なくとも一部に低融点成分を用い、その
他の部分に高融点重合体成分を用いた芯鞘型、また、バ
イメタル型、分割多弁型などの複合繊維が用いられる。
特に、低融点ポリエステル系重合体や低融点ポリアミド
系重合体が繊維外周の一部に用いられた芯鞘型複合繊維
が好適素材である。そのなかでも低融点成分としての2
00℃以下のポリエステル系重合体を鞘成分に持つ芯鞘
複合繊維が、濾材の剛性に優れ、また難燃剤の吸塵性の
面からも好適である。
【0012】本発明においては、難燃剤を熱接着性繊維
表面に熱接着させるとともに、その一部を熱接着性繊維
の内部に吸塵させるが、かかる難燃剤としては、ヘキサ
ブロムシクロドデカン、テトラブロムビスフェノール
A、デカブロムジフェニルオキサイド、三酸化アンチモ
ン、ポリリン酸系、リン酸エステル系化合物などが用い
られる。なかでも、ポリエステル系繊維に対しては、熱
溶融流動性効果を高める作用の高いヘキサブロムシクロ
ドデカンが適するものであるが、繊維内部に侵入しやす
いように微細に調整された他の難燃剤も適するものであ
る。また難燃剤は、化学組成の異なる吸塵されるタイプ
または吸塵されないタイプの難燃剤と併用する形で用い
てもかまわない。
【0013】さらに、かかる熱接着性繊維内部に難燃剤
を吸塵させることで難燃化を図る。ここで吸塵とは、難
燃剤が熱作用によって軟化してあるいは溶融して分子間
が粗となった熱接着性繊維表面から繊維内部に染み込む
ことを意味するものである。従って、難燃剤が繊維内部
に染み込み、また、吸塵されなかった一部の難燃剤は繊
維表面にとどまり繊維表面に熱接着するので従来必要で
あったバインダーを特に必要としない。また、繊維内部
に吸塵される特性をもつ難燃剤と吸塵されない特性の難
燃剤が併用された場合は、少なくとも一部の難燃剤は吸
塵され、また、吸塵されずに残った難燃剤は熱接着して
繊維表面にとどまる。
【0014】また、用いた不織布が熱接着性繊維の他
に、通常の非熱接着性の繊維が含まれる場合、少なくと
も熱接着性繊維には難燃剤が繊維表面の少なくとも一部
に熱接着あるいは内部に染み込むことで難燃化が達成さ
れるものである。
【0015】以下、本発明の製造方法について述べる。
熱接着性繊維を含む不織布に、難燃剤が分散または溶解
された水溶液を付着後、かかる低融点成分の融点以上の
温度で熱処理して、難燃剤を熱接着性繊維表面に熱接着
させる。付着方法としては、特に限定されるものではな
いが、液に含浸する方法や液をスプレーする方法などが
用いられる。
【0016】さらに、熱接着性繊維を構成する特に外周
部の低融点成分の分子が、上記の軟化温度から溶融温度
以上の加熱によって激しい熱運動を起こし、これによっ
て難燃剤が繊維内部に染み込む(吸塵される)のであ
る。また一部の難燃剤は難燃剤の粗大粒子の形でポリマ
ーに、熱接着して一体化されて残るのである。染み込む
深さは、熱接着性繊維を構成する重合体と難燃剤の種類
および粒子径、あるいは熱処理温度・時間によってこと
なるが、ポリエステル系の場合、概ね表層から数十ミク
ロン程度以内である。
【0017】難燃化は、繊維内部に難燃剤が吸塵される
ことで、火炎の接触に伴う熱溶融性が高まり、収縮性を
大きくする効果が得られ、火炎から遠ざかる効果によっ
て達成されると考えられる。この効果は繊維表面に吸塵
されずに付着している難燃剤によってももたらされる。
【0018】高い吸塵効果を得るためには、熱接着性繊
維を形成する低融点成分の融点マイナス5℃から、熱接
着性繊維を形成する高融点成分の融点マイナス20℃の
範囲内において、好ましくは難燃剤の融点以上で熱処理
することが好ましい。例えば、難燃剤にヘキサブロムシ
クロドデカンを用い、熱接着性繊維の低融点成分に融点
160℃のものを用いたケースでは160〜230℃の
熱処理温度で加工するのが吸塵率が高いものが得られ、
少量の難燃剤使用量で難燃化が達成できるのである。ま
た吸塵率を高めるために繊維可塑剤を併用しても良い。
【0019】本発明においては、難燃性濾材に別の不織
布が少なくとも1層積層されたものも好ましく用いられ
るが、かかる不織布としては、短繊維不織布、長繊維不
織布、バーストファィバー方式の不織布、あるいはメル
トブロー不織布や静電紡糸不織布などが用いられる。形
態はウエッブ状のものや、シート状、樹脂加工によって
繊維固定したものなどである。中でもメルトブロー不織
布が平均繊維径が小さく薄い材料で、捕集効率が高いも
のが得られるので好ましく、さらにはエレクトレット化
された不織布が低圧損で捕集効率が高いので最適であ
る。特に濾材を使いピッチで山折りすることにより作る
薄い空気フィルターには好適な材料である。積層方法は
特に限定されないが、超音波接着や、シンター接着、湿
気硬化型ウレタンの散布によって接着したものなどが、
厚み変化が少ないので好ましい。
【0020】なお、難燃剤が繊維内部に吸塵されている
かどうかは、濾材を精練したのちエネルギー分散型X線
分析計(SEM−XMA)を用いて繊維断面部分の特に
表層の元素分析で行うものである。
【0021】
【実施例】実施例をもって更に詳細に本発明を説明す
る。
【0022】実施例1 繊度15デニールのポリエステル系芯鞘型熱接着性短繊
維(融点110℃/256℃)と4デニールのポリエス
テル系芯鞘型熱接着性短繊維(融点85℃/256℃)
が6:4で混合された目付55g/m2 の不織布に、難
燃剤(ヘキサブロムシクロドデカンのデスパージョン)
が10重量%、および浸透剤1重量%、繊維可塑剤1重
量%が分散された分散液をスプレー法で繊維重量比、固
形分で10重量%付着させた後、185℃の乾燥機で1
0分間乾燥・熱処理して難燃剤を繊維内部に吸塵させ
た。次に、クリアランスを0.2mm設けた熱ロール間
で押圧して、厚さ0.28mm、目付67g/m2 の繊
維間接着された難燃性濾材を得た。
【0023】難燃剤の付着状態をSEM−XMAで観察
したところ、繊維内部にもハロゲンの吸収が認められ難
燃剤が繊維内部に吸塵されたことを示すものであった。
また繊維表面にも難燃剤がまだ吸塵されずに熱接着して
いることが認められた。
【0024】このサンプルの難燃性をJIS−L109
1(A−1法)で試験したところ区分3の高い難燃性を
示した。
【0025】この難燃性濾材の通気量は390cc/cm
2 ・秒であった。
【0026】比較例1 繊度15デニールのポリエステル系芯鞘型熱接着性短繊
維(融点110℃/256℃)と4デニールのポリエス
テル系芯鞘型熱接着性短繊維(融点85℃/256℃)
が6:4で混合された目付55g/m2 の不織布を18
5℃の乾燥機で1分間処理して熱接着を行ったあとクリ
アランス0.2mmを設けた熱ロール間で押圧して、厚
さ0.28mm、目付65g/m2 の繊維間接着された
不織布シートを得た。このサンプルの難燃性をJIS−
L1091(A−1法)で試験したところ区分2で難燃
性が低いものであった。
【0027】比較例2 比較例1で得た不織布シートを塩化ビニール樹脂エマル
ジョンと難燃剤(ヘキサブロムシクロドデカンのデスパ
ージョン)が3:7で混合された濃度30重量%液に含
浸して、難燃剤を繊維重量に対して20重量%付着させ
た。乾燥後、難燃性をJIS−L1091(A−1法)
で試験したところ区分3の難燃性が得られたが、通気量
は220cc/cm2 ・秒で実施例1より通気抵抗の高い
ものであった。
【0028】実施例2 実施例1で得た難燃性濾材にエレクトレット化メルトブ
ロー不織布(目付15g/m2 )を低融点パウダー5g
/m2 を用いて積層した。このサンプルの難燃性をJI
S−L1091(A−1法)で試験したところ区分3の
高い難燃性を示した。
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【発明の効果】本発明においては、従来難燃性濾材を得
るために、難燃剤の付着あるいは繊維間固定のために必
要であったバインダーを用いることがなく、一部の難燃
剤が熱接着性繊維の内部に染み込んでいるとともに、染
み込まなかった難燃剤は熱接着性繊維の表面にとどまっ
ているので、通気性に優れた難燃性濾材を低コストで得
ることが可能である。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一部が、低融点成分と高融点成
    分とが複合された熱接着性繊維によって繊維間接着され
    た不織布に、難燃剤が用いられてなる難燃性濾材におい
    て、該難燃剤は、一部の難燃剤が熱接着性繊維の内部に染み
    込んでいるとともに、染み込まなかった難燃剤は熱接着
    性繊維の表面にとどまって いることを特徴とする難燃性
    濾材。
  2. 【請求項2】該低融点成分が、ポリエステル系重合体で
    あることを特徴とする請求項2記載の難燃性濾材。
  3. 【請求項3】該難燃剤がヘキサブロムシクロドデカンを
    含むものであることを特徴とする請求項1または2記載
    の難燃性濾材。
  4. 【請求項4】該難燃性濾材に不織布が少なくとも1層積
    層されたものであることを特徴とする請求項求1〜
    いずれかに記載の難燃性濾材。
  5. 【請求項5】該不織布がメルトブロー不織布であること
    を特徴とする請求項記載の難燃性濾材。
  6. 【請求項6】該不織布がエレクトレットシートであるこ
    とを特徴とする請求項または請求項記載の難燃性濾
    材。
  7. 【請求項7】低融点成分と、高融点成分とを含む熱接着
    性繊維を用いた不織布に、難燃剤が分散または溶解され
    た水溶液を付着後、該低融点成分の融点以上の温度で熱
    処理することにより、該難燃剤の一部を熱接着性繊維
    内部に染み込ませるとともに、染み込まなかった難燃剤
    を熱接着性繊維の表面にとどまらせて、繊維間接着を行
    うことを特徴とする難燃性濾材の製造方法。
  8. 【請求項8】該低融点成分、ポリエステル系重合体
    用いたことを特徴とする請求項記載の難燃性濾材の製
    造方法。
  9. 【請求項9】該難燃剤に、ヘキサブロムシクロドデカン
    を含むものを用いたことを特徴とする請求項7または8
    記載の難燃性濾材の製造方法。
  10. 【請求項10】該難燃性濾材に不織布少なくとも1
    層積層さたものであることを特徴とする請求項8記載
    の難燃性濾材の製造方法。
  11. 【請求項11】該不織布に、メルトブロー不織布を用い
    ことを特徴とする請求項10記載の難燃性濾材の製造
    方法。
  12. 【請求項12】該不織布に、エレクトレットシートを用
    いたことを特徴とする請求項10または11記載の難燃
    性濾材の製造方法。
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