JP4879676B2 - 塗装ブース用フィルタ - Google Patents
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Description
(1)特許文献1に開示のものは、その実施例によれば、短繊維層は配合繊維を混合してカーディング加工、ニードリングパンチ加工後に熱処理して繊維同士を結着し、該短繊維層に熱融着性繊維シートを積層して熱処理して表面被覆するため、熱処理工程が2回必要となる問題があった。
(2)また、熱処理工程を1回として製造工程を簡略化しようとすると、特許文献1の熱融着性繊維シート、具体的には、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であるため、加熱ローラーにより熱接着する際に、短繊維層の繊維同士の結着と短繊維層と熱融着性繊維シート同士の接着を同時に行うこととなり、短繊維層と熱融着性繊維シート同士の接着にかかる熱エネルギー以上に熱融着性繊維シートを構成する全ての繊維に熱がかかることで、熱融着性繊維シートが溶融して繊維状でなくなってしまうことがあった。逆に、繊維状態を維持できる温度で熱処理を行うと、接着が充分でないことがあった。
(3)また、短繊維層と熱融着性繊維シートの熱収縮率が異なる場合、熱収縮率の大きい層の変化に熱収縮率の小さい層が追随できず、図3に示すように、短繊維層1の方が熱融着性繊維シート2より熱収縮率が小さければ、濾材が平坦とならず波を打ったように変形する問題があり、図4に示すように、短繊維層1の方が熱融着性繊維シート2より熱収縮率が大きければ、熱融着性繊維シートにしわが発生する問題があった。
なお、図3中、A’、B’で示される矢印は、それぞれ、短繊維層1、熱融着性繊維シート2の熱収縮率を、また、図4中、A’’、B’’で示される矢印は、それぞれ、短繊維層1、熱融着性繊維シート2の熱収縮率を模式的に表すものである。
また、請求項2記載の塗装ブース用フィルタは、請求項1記載の塗装ブース用フィルタにおいて、前記短繊維層の熱収縮率と前記熱融着性繊維シートの熱収縮率の差が10%以下であることを特徴とする。
また、前記短繊維層の熱収縮率と前記熱融着性繊維シートの熱収縮率の差が10%以下とした場合、両方の層間に熱収縮率の差があるにもかかわらず前記熱収縮率差を相殺する程度熱収縮率の小さい方に予め張力を付与するため、加熱処理によるそれぞれの層の熱収縮率が異なることで発生する、濾材が平坦とならず波を打ったように変形する問題及び熱融着性繊維シートのしわの発生という問題が確実に起こらない。
本発明の短繊維層は、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、ナイロン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の合成繊維が含まれる。
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100〜180℃程度)の複合繊維、ポリエステル/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。
高融点成分の融点が低融点成分の融点より50℃未満の温度差でしか高くないと、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。また、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特性が変動するので好ましくない。
目付質量が100g/m2未満では満足する濾過性能を得ることができず、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、すなわち、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が得にくい。逆に、85質量%を超えると複合繊維が少ないため、嵩高いフィルタ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を得るには、厚さが15mm〜30mmの範囲がよく、この範囲で嵩高性を確保するには、単層の場合、高融点繊維と複合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、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を得るための条件を調整することができる。
高融点成分の融点が低融点成分の融点より50℃未満の範囲でしか高くないと、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、短繊維層と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、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特性の変動が大きくなる。
また、フィルタの難燃性を付与するため、フィルタ作製後に難燃剤を含有した樹脂液で被覆したり、繊維に窒素系、臭素系、塩素系、リン系等の難燃剤を練り込むことができる。但し、人体への影響、環境を配慮して非ハロゲン系の難燃剤を使用することが好ましい。
熱収縮率の小さい方に予め張力を付与する方法としては、例えば、短繊維層の供給ラインと熱融着性繊維シートの供給ラインを分けて、熱収縮率の小さい方の供給ライン側のテンションを上げることで簡単に調整することができる。
例えば、前記熱融着性繊維シートの熱収縮率が小さい場合は、図1に示す通り、予め熱融着性繊維シート2に短繊維層1の熱収縮率と前記熱融着性繊維シート2の熱収縮率の差分の張力を付与することで、加熱した際に、熱収縮率の差と前記熱融着性繊維シートの復元による収縮とが相殺されて前記熱融着性繊維シートにしわが発生するのを防止できる。
なお、図1中、図4中、A、Bで示される矢印は、それぞれ、短繊維層1、熱融着性繊維シート2の熱収縮率を、また、A―Bは短繊維層1と熱融着性繊維シート2の熱収縮率の差を模式的に表すものである。
図2に示す通り、繊度17dtex、繊維長76mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)40質量%と、繊度4.4dtex、繊維長51mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)60質量%を均一混合して得た厚さ1mm、目付質量25g/m2、熱収縮率0%の熱融着性繊維シート2を供給ロール10から巻き戻すと共に巻き取りロール11に巻き取りながら、短繊維層の熱収縮率と熱融着性繊維シートの熱収縮率の差分の張力を付与しつつ、コンベア21、22で搬送するようにした。また、同時に、繊度6.6dtex、繊維長64mm、融点265℃の難燃性ポリエステル短繊維75質量%と、繊度2.2dtex、繊維長64mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)25質量%を均一混合したものを、カーディング加工機30でカーディング加工を施し、次いで、フィルタ使用時流出側から、ニードリング機31で、ニードルパンチ加工を施し流出側を密にし粗密構造とした熱収縮率6%の短繊維層1を、前記熱融着性繊維シート2上に重ねるようにして、コンベア20、21、22で搬送するようにした。これら短繊維層1と熱融着性繊維シート2を積層した濾材を連続して熱処理機( ホットエアースルー方式)32で温度160℃、滞留時間3分間の熱処理して前記短繊維層の繊維同士を結合すると共に前記短繊維層の表面を前記熱融着性繊維シートで被覆し、厚さ20mm、目付質量325g/m2の塗装ブース用フィルタ40を得た。
繊度4.4dtex、繊維長51mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:150℃)を均一混合して厚さ1mm、目付質量20g/m2、熱収縮率0%の熱融着性繊維シート2を供給ロール10から巻き戻すと共に巻き取りロール11に巻き取りながら、短繊維層の熱収縮率と熱融着性繊維シートの熱収縮率の差分の張力を付与しつつ、コンベア21、22で搬送するようにした。また、同時に、繊度6.6dtex、繊維長64mm、融点265℃のポリエステル短繊維40質量%と、繊度1.45dtex、繊維長64mm、融点265℃のポリエステル短繊維35質量%と、繊度2.2dtex、繊維長64mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)25質量%を均一混合したものを、カーディング加工機30でカーディング加工を施し、次いで、フィルタ使用時流出側から、ニードリング機31で、ニードルパンチ加工を施し流出側を密にし粗密構造とした熱収縮率6%の短繊維層を、前記熱融着性繊維シート2上に重ねるようにして、コンベア20、21、22で搬送するようにした。これら短繊維層1と熱融着性繊維シート2を積層した濾材を連続して熱処理機( ホットエアースルー方式)33で温度180℃、滞留時間3分間の熱処理して前記短繊維層の繊維同士を結合すると共に前記短繊維層の表面を前記熱融着性繊維シートで被覆し、厚さ20mm、目付質量274g/m2の塗装ブース用フィルタ40を得た。
繊度4.4dtex、繊維長51mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)40質量%と、繊度13dtex、繊維長64mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)60質量%を均一混合して厚さ1mm、目付質量25g/m2、熱収縮率0%の熱融着性繊維シート2を供給ロール10から巻き戻すと共に巻き取りロール11に巻き取りながら、短繊維層の熱収縮率と熱融着性繊維シートの熱収縮率の差分の張力を付与しつつ、コンベア21、22で搬送するようにした。また、同時に、繊度33dtex、繊維長64mm、融点265℃のポリエステル短繊維30質量%と、繊度9dtex、繊維長64mm、融点265℃のポリエステル短繊維20質量%と、繊度22dtex、繊維長64mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)50質量%を均一混合したものを、カーディング加工機30でカーディング加工を施し、次いで、フィルタ使用時流出側から、ニードリング機31で、ニードルパンチ加工を施し流出側を密にし粗密構造とした熱収縮率6%の短繊維層を、前記熱融着性繊維シート2上に重ねるようにして、コンベア20、21、22で搬送するようにした。これら短繊維層1と熱融着性繊維シート2を積層した濾材を連続して熱処理機( ホットエアースルー方式)33で温度160℃、滞留時間3分間の熱処理して前記短繊維層の繊維同士を結合すると共に前記短繊維層の表面を前記熱融着性繊維シートで被覆し、厚さ18mm、目付質量430g/m2の塗装ブース用フィルタを得た。
熱融着性繊維シートに短繊維層の熱収縮率と熱融着性繊維シートの熱収縮率の差分の張力を付与をしないことを除いて、実施例1と同様にして、厚さ20mm、目付質量311g/m2の塗装ブース用フィルタを得た。
繊度6.6dtex、繊維長64mm、融点265℃のポリエステル短繊維80質量%と、繊度2.2dtex、繊維長64mmの芯鞘ポリエステル複合繊維(芯部ポリエステルの融点:265℃、鞘部ポリエステルの融点:110℃)20質量%を均一混合して、カーディング加工を施し、次いでフィルタ使用時流出側からニードルパンチ加工を施し流出側を密にし粗密構造とし熱収縮率6%の短繊維層を用意した。
また、くもの巣状融点115℃のスパンボンド不織布製の目付質量25g/m2のポリエステル繊維シートからなる熱融着性繊維シートを用意した。
次に、前記短繊維層の表面(ニードルパンチ加工時、針の進入した面)に前記熱融着性繊維シートを積層した濾材を連続して熱処理機( ホットエアースルー方式)で温度160℃、滞留時間3分間の熱処理して前記短繊維層の繊維同士を結合すると共に前記短繊維層の表面を前記熱融着性繊維シートで被覆し、厚さ20mm、目付質量320g/m2の塗装ブース用フィルタを得た。
以上の実施例、比較例及び従来例で得られたフィルタの濾材平滑性(しわ、波打ち現象の有無)は、目視により、熱処理後のしわ、波打ちの発生の有無により評価した。
2 熱融着性繊維シート
10 供給ロール
11 巻き取りロール
20 コンベア
21 コンベア
22 コンベア
30 カーディング加工機
31 ニードリング機
32 熱処理機
40 塗装ブース用フィルタ
A 短繊維層の熱収縮率
B 熱融着性繊維シートの熱収縮率
A−B 短繊維層と熱融着性繊維シートの熱収縮率の差
Claims (2)
- 短繊維層と熱融着性繊維シートを積層して、それぞれの繊維の一部を溶融して熱接着した塗装ブース用フィルタであって、前記短繊維層が高融点繊維と熱融着性繊維の混繊であり、前記熱融着性繊維シートが複合短繊維であって、前記熱接着前に、これら短繊維層と熱融着性繊維シートの熱収縮率の小さな方に、熱収縮率の差を相殺する程度に張力を付与するようにしたものであることを特徴とする塗装ブース用フィルタ。
- 前記短繊維層の熱収縮率と前記熱融着性繊維シートの熱収縮率の差が10%以下であることを特徴とする請求項1に記載の塗装ブース用フィルタ。
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