JP4421257B2 - 塗装ブース用フィルター - Google Patents
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Description
本発明は塗装ブースに供給される空気を清浄化するための塗装ブース用フィルターに関するものである。
塗装ブースは、被塗装物をその取り付け,取り外し位置と、塗装作業位置との間で搬送装置を用いて出し入れしながら塗装作業位置の被塗装物を塗装ロボットで自動的に塗装する作業場をほぼ密閉状に囲んで、周囲の作業場の環境に悪影響をあ与えないために用いられており、例えば特開平7−213966号公報では同塗装ブースの排気量を塗装ロボットの指令により変化させるようにしたものが提案されており、また特開平3−275162号公報では被塗装物の表面に形成された塗膜に温風を吹き付けて該塗膜中から水分や溶剤を蒸発させるフラッシュオフゾーンを設けた設備において、プレナムチャンバからフィルターを通じて塗装ブース内に導入される清浄空気の一部を前記フィルターの下方で吸引して加熱装置に送る吸引ダクトと、その加熱装置で加熱した清浄空気をフラッシュオフゾーンに導入する吐出ダクトを配設したものが提案されている。
しかし、上述の塗装設備や工程では、主に装置や工程の効率化に重点が置かれていて、塗装時に供給する空気のクリーン化やクリーン化するためのフィルターについては殆ど取り上げられていない。
しかし、実際には一般に塗装ブースに供給される空気は塵や埃が皆無であることが必要であり、もし、塵や埃が少しでもあれば、それが塗装表面に付着して塗装品質の低下を招く。
従って、供給空気のクリーン化は極めて重要であり、供給空気の清浄化をはかるフィルターは頗る重要な課題である。
本発明は上述の如き実状に鑑み、特に塗装ブース用の供給空気の清浄化に好適なフィルターを見出すことにより、塗装表面の汚れの原因をなくし、塗装品質を向上せしめることを目的とするものである。
以下、更に本発明の実施の形態について詳述する。
先ず、フィルターとして必要な要件は、濾過性能が充分、満足できること、即ち、低初期圧損で高効率であることと、流出面から繊維脱落がないことである。
本発明はこの要件を達成するフィルターとして、短繊維層が単層あるいは複層が積層されてなる不織布を基材とし、その片面又は両面に熱融着性繊維シートを被覆し、少なくとも熱融着性繊維の一部を融着,接着することによって構成されている。
ここで、上記短繊維層は単一の繊維層であってもよいが、好ましくは高融点繊維と熱融着性繊維、特に熱融着性複合繊維との混繊が用いられる。
高融点繊維としてはナイロン,ポリエステル,ポリプロピレン等の合成繊維が含まれ、熱融着性繊維、特に熱融着性複合繊維としては、芯鞘型,サイドバイサイド型構造で、例えばポリエステル系樹脂,ポリエチレン系樹脂,ポリプロピレン系樹脂,ポリアミド系樹脂の何れかの熱可塑性樹脂の高融点成分と低融点成分からなる複合繊維が用いられる。
具体例としては、ポリエステル繊維(融点250℃〜270℃程度)と、低融点ポリエステル繊維(融点100℃〜150℃程度)の複合繊維,エステル/ナイロン複合繊維,ポリエステル/ポリエチレン複合繊維,ポリプロピレン/ポリエチレン複合繊維などが挙げられ、特に高融点ポリエステルと、低融点ポリエステルとの複合繊維は最も実用的である。
この場合、複合繊維を構成する高融点成分の融点が低融点成分の融点より50℃以上、高いこと、また、低融点成分の融点が100℃〜180℃の範囲にあることが好ましい。
高融点成分の融点が低融点成分の融点より50℃未満であると、短繊維間の接着時に高融点繊維側も軟化して所望のフィルターを得ることができない。
また、低融点成分の融点が100℃未満であると、繊維間の接着を実施する処理条件が難しく、耐熱性の点から好ましくない。
低融点成分の融点が180℃を超えると、高融点繊維の熱特性に影響し、接着を実施することでフィルター特性が変動するので好ましくない。また、熱融着性複合繊維の繊度は1〜10デシテックスの範囲が好ましい。繊度が1デシテックス未満であると濾過性能を有する充分な嵩高性のあるフィルターを得ることができない。
一方、繊度が10デシテックスを超えると繊維本数が減少し、繊維間接着点も減少して嵩高性は得られるが、所望の濾過性能を有するフィルターを得ることができない。
そして、上記高融点繊維と、熱融着性繊維の混繊からなる短繊維層を用いてフィルターを構成するにあたっては、該繊維層の目付質量が200g/m2〜500g/m2の範囲であり、かつ高融点繊維の構成が40〜85質量%であって高融点繊維の融点が熱融着性複合繊維の低融点成分の融点より50℃以上高いことが効果的である。
目付質量が200g/m2未満では満足する濾過性能を得ることがてきず、満足したものができても濾過寿命が短くなるので好ましくない。
一方、500g/m2を超えると低初期圧損を得るのが難しい。また高融点繊維の構成が40質量%未満であると、即ち、熱融着性複合繊維が60質量%を超えると嵩高性(厚いものが得にくく)が乏しく、低初期圧損のフィルターが得にくい。
逆に、85質量%を超えると熱融着性複合繊維が少ないため、嵩高いフィルターを得てもすぐに型崩れし、へたってしまう。また、短繊維の抜けが生じ易くなり好ましくない。
そして、厚さを保持して嵩高のフィルターを得るには、厚さが15mm〜30mmが良く、この範囲で嵩高性を確保するには、単層の場合、高融点繊維と熱融着性繊維の混繊で厚さと濾過性能を確保するために高融点繊維の繊度構成が太繊度と細繊度の組み合わせで達成し易く、繊度範囲は太繊維の繊度が10〜30デシテックスで、細繊維の繊度が3〜10デシテックスの範囲がよく、太,細の繊度組み合わせによって低初期圧損で高濾過性能のフィルターを得るために条件を調整することにより得ることができる。
太繊維は嵩を出すための骨格の役目をするもので、繊度が10デシテックス未満では細く、骨格としての役目が果たせない。また、30デシテックスを超えると構成本数が少なく、濾過性能が低下するので好ましくない。
なお、太,細繊維の混繊比率は厚さと濾過性能により適宜決められる。積層の場合は太高融点繊維と熱融着性繊維の混繊層と細高融点繊維と熱融着性繊維の混繊で、この太,細高融点繊維層を積層することで得られる。
そして、積層にあたっては、太繊度側を粗層とし、細繊度側を密層とする。
厚さと濾過性能を確保するためには太,細繊維層の比率を決めればよく、その繊度範囲は単層の場合と同じ考えでよい。
なお、太,細繊維の積層比率は厚さと濾過性能により適宜決められる。
次に短繊維層に被覆される熱融着性繊維シートは、嵩高な短繊維層の表面に熱融着性繊維シートを接着し、表面をフラットで滑らかにし、繊維層にある短繊維の抜けを防止するものであり、その融点は100℃〜180℃の範囲がよく、融点が100℃未満であると短繊維層との接着を実施する処理条件が難しく、また耐熱性の点からも好ましくない。
融点が180℃を超えると短繊維層の表面の特性が変わり、接着を実施することでフィルター特性の変動が大きくなる。
この熱融着性繊維シートの目付質量は、10g/m2〜100g/m2の範囲が好適であり、10g/m2未満では濾過性能を損なうことはないが、短繊維層の表面を十分に滑らかにできず、毛抜け防止も充分に防止することができないので好ましくない。
100g/m2を超えると短繊維層の表面を十分に滑らかにでき、毛抜け防止も充分であるが、流出側の表面の抵抗が増加するために低初期圧損を得ることが難しくなる。
なお、短繊維層表面を滑らかにし、繊維の脱落を防止するため、ポリエチレン割繊維を短繊維層表面に接着し、あるいは樹脂バインダーを塗布する方法があるが、前者は表面滑らかで毛抜け防止が可能であるとしても、低初期圧損のフィルターが得難く、また後者は充分に表面を滑らかにすることが難しく、しかも取り扱い性にも問題があり、さらに工程が増加するためコストの増加となるので、好ましくない。
これに対し、本発明の熱融着性繊維シートは、それらの問題を解消し、表面の滑らかさと毛抜け防止ならびに低初期圧損を得てフィルター適性を達成する。
以下、更に本発明を実施例により説明する。
繊度14.4デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維40質量%と、繊度6.6デシテックスで、繊維長64mmのポリエステル短繊維20質量%と、繊度4.4デシテックスで繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)40質量%を均一混合して(目付質量約360g/m2)、次いでカーディング加工を施し針深さ0(ウエブの厚さだけの針入をいう)で、打ち込み本数31本/cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で温度170℃、滞留時間90秒間の熱処理をした。
得られた短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に熱融着性繊維、通常、くもの巣状の如き薄層の低融点ポリエステル繊維シート(目付質量20g/m2、融点143℃)を加熱ローラー(温度160℃で速度5.0m/min)で熱融着して表面を被覆し、本発明の塗装ブース用フィルターを得た。
繊度14.4デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維40質量%と、繊度6.6デシテックスで繊維長64mmのポリエステル短繊維40質量%と繊度4.4デシテックスで繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)20質量%を均一混合して(目付質量約360g/m2)、次いで、カーディング加工を施し、針深さ1.0mm(ウエブの厚さより1.0mmの針入を言う)で、打ち込み本数20本/cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で、温度170℃、滞留時間90秒間の熱処理をした。
得られた短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に熱融着性繊維、通常、くもの巣状の如き薄層の低融点ポリエステル繊維シート(目付質量20g/m2、融点143℃)を加熱ローラー(温度160℃で速度5.0m/min)で熱融着して表面を被覆し、本発明の塗装ブース用フィルターを得た。
繊度14.4デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維40質量%と、繊度6.6デシテックスで繊維長64mmのポリエステル短繊維20質量%と、繊度4.4デシテックスで、繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)40質量%を均一混合して(目付質量約360g/m2)、次いで、カーディング加工を施し、針深さ0で、打ち込み本数31本/cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で温度170℃、滞留時間90秒間の熱処理をした。得られた短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に熱融着性繊維、通常、くもの巣状の如き薄層の低融点ポリエステル繊維シート(目付質量80g/m2、融点143℃)を加熱ローラー(温度160℃で速度5.0m/min)で熱融着して表面を被覆し、本発明の塗装ブース用フィルターを得た。
繊度14.4デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維50質量%と、繊度17.0デシテックスで、繊維長64mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)50質量%を均一混合して目付質量約210g/m2をカーディング加工を施し、太繊維層を得た。更に、繊度6.6デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維50質量%と、繊度4.4デシテックスで繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)50質量%を均一混合して目付質量約210g/m2をカーディング加工を施し細繊維層を得た。引き続き、太繊維層の上に細繊維層を重ね、その上から針深さ0で、打ち込み本数31本cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で温度170℃、滞留時間90秒間の熱処理をした。
得られた短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に熱融着性繊維、通常、くもの巣状の如き薄層の低融点ポリエステル繊維シート(目付質量20g/m2)、融点120℃)を加熱ローラー(温度160℃で速度5.0m/min)で熱融着して表面を被覆し、本発明の塗装ブース用フィルターを得た。
比較例1
繊度14.4デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維40質量%と繊度6.6デシテックスで、繊維長64mmのポリエステル短繊維20質量%と、繊度4.4デシテックスで、繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)40質量%を均一混合して(目付質量約360g/m2)、次いでカーディング加工を施し、針深さ0で、打ち込み本数31本/cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で温度170℃、滞留時間90秒間の熱処理をし、塗装ブース用フィルターを得た。
比較例2
繊度14.4デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維40質量%と、繊度6.6デシテックスで、繊維長64mmのポリエステル短繊維20質量%と、繊度4.4デシテックスで繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)40質量%を均一混合して(目付質量約360g/m2)、次いでカーディング加工を施し、針深さ0で、打ち込み本数31本/cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で温度170℃、滞留時間90秒間の熱処理をした。
得られた短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に熱融着性繊維、通常、くもの巣状の如き薄層の低融点ポリエステル繊維シート(目付質量約160g/m2、融点143℃)を加熱ローラー(温度160℃で速度5.0m/min)で熱融着して表面を被覆し、塗装ブース用フィルターを得た。
比較例3
繊度20.0デシテックス、繊維長64mmのポリプロピレン短繊維50質量%と、繊度3.3デシテックスで繊維長51mmの変性ポリプロピレン短繊維50質量%を均一混合して(目付質量約260g/m2)、次いでカーディング加工を施し、上層用繊維層を得た。
次に繊度3.3デシテックスで繊維長51mmの変性ポリプロピレン短繊維を均一混合して(目付質量約100g/m2)、次いでカーディング加工を施し、下層用繊維層を得た。
得られた上層繊維層と下層繊維層を積層して下層繊維層側から針深さ2.0mmで、打ち込み本数20本/cm2のニードルパンチ加工を施し、連続して熱処理機(ホットエアースルー方式)で温度140℃、滞留時間90秒間の熱処理をした。
得られた積層短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に加熱ローラー面(温度180℃で速度3.0m/min、反対側ローラーは100℃)が当たるようにして下層繊維層側の表面を鏡面加工して塗装ブース用フィルターを得た。
比較例4
繊度17.0デシテックス、繊維長64mmのポリエステル短繊維50質量%と、繊度6.6デシテックスで繊維長64mmのポリエステル短繊維50質量%を均一混合して(目付質量約150g/m2)、次いでカーディング加工を施し、上層用繊維層を得た。
次に繊度6.6デシテックスで繊維長64mmのポリエステル短繊維を均一混合して(目付質量約100g/m2)、次いでカーディング加工を施し、中層用繊維層を得た。
更に、繊度3.3デシテックス、繊維長51mmのポリエステル短繊維50質量%と繊度2.2デシテックスで、繊維長51mmのポリエステル短繊維50質量%を均一混合して(目付質量約60g/m2)、次いでカーディング加工を施し、下層用繊維層を得た。
得られた上層,中層,下層の各繊維層を積層して上層側から針深さ2.0mmで、打ち込み本数20本/cm2のニードルパンチ加工を施し、積層不織布を得た。
この積層不織布の全体にアクリル性バインダーをサーキュレーター法により付与し(付与量約40g/m2)、次いでニードルパンチ加工面側に15g/m2付与し、乾燥は140℃で行って塗装ブース用フィルターを得た。
かくして、以上の各実施例及び比較例で得られたフィルターについて夫々、表面粗さ,濾過性能の評価と、繊維の脱落度合い,取り扱い性を下記の基準に準拠して行い、表1に示す結果を得た。
表中における準拠基準は下記の通りである。
(イ)目付量;JIS L1096の5.2に記載の方法に準拠して求めた。
(ロ)厚さ ;JIS L1096の5.1に記載の方法に従って荷重2Kpaで測定した。
(ハ)濾過性能の評価
実験条件
JIS8種塵埃 (JIS Z8901−NO.15)塵埃濃度は1g/min
試験用の有効面積 1000cm2の円板濾材
試験風速 50cm/sec
最終圧損 98pa(10mmAq)
初期捕集効率 濾過面積1000cm2に対し11g供給した時 点での捕集効率
フルライフ捕集効率 増加抵抗10mmAq時における捕集効率
塵埃保持量 増加抵抗10mmAq時における塵埃保持量
(ニ)表面粗さ測定
測定装置 ミツトヨ製表面粗さ測定器
型式 テーラーホブソン(株)
フォームタリサーフS5C
測定条件 針条件 0.2μm−0.7mN
測定範囲 4mm
平均粗さ (Rax)μm
粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さLだけ抜き取り、この抜き取 り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値で ある。
最大高さ (Ryx)μm
粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さLだけ抜き取り、この抜き取 り部分の平均線から最も高い山頂までの高さYpと最も低い谷底までの深 さYvとの和である。
(ホ)繊維の脱落性
(a)試料を10cmφに切り出し、試料の空気流出面を下にして試料上面10cmの ところから10cmφ×1.3kgの鉄塊を落下する。
(b)試料に落下する回数を50回として試料の空気流出面から噴出した脱落繊維の量で 評価する。
(c)測定回数 n=3
(d)判定
噴出面に脱落繊維なし ○
噴出面に脱落繊維2,3本 △
噴出面に脱落繊維4本以上 ×
(ヘ)取り扱い性
(a)試料を25cm角に切り出しフィルター枠にセットし、フィルターを取り扱う時 に加工側の面に引っ掛かりが有るか無いかを評価した。
(b)評価判定
表面の引っ掛かり無し ○
表面の引っ掛かりたまにある △
表面の引っ掛かりがよくある ×
Claims (2)
- 高融点繊維と熱融着性複合繊維の混繊からなり、目付質量が200g/m 2 から500g/m 2 の範囲で、高融点繊維が40質量%〜85質量%の範囲を構成し、かつ高融点繊維の融点が熱融着性複合繊維の低融点成分の融点より50℃以上高い短繊維層が単層あるいは複数層積層されてなる不織布の片面あるいは両面に融点が100℃〜180℃で、目付質量が10g/m 2 〜100g/m 2 の範囲の熱融着性繊維シートが被覆され、少なくとも一部が融着し接着されてなることを特徴とする塗装ブース用フィルター。
- 熱融着性複合繊維が高融点成分と低融点成分によりなるサイドバイサイド型あるいは芯鞘型繊維であり、該熱融着性複合繊維を構成する高融点成分の融点が低融点成分の融点より50℃以上高く、かつ低融点成分の融点が100℃〜180℃の範囲にある請求項1記載の塗装ブース用フィルター。
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