JPS62144723A - 容器状フィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、長繊維不織シートに一体成型さねた空気浄化
或いは成分抽出の容器状フィルター及びその製造方法に
関するものである。

従来の技術 従来、フィルターに用いられている汎用材＃−＋は紙、
織布、並に不織シートで代弄すれる。

前記、フィルター材を、立体的に成型して、使用するこ
とでフィルターユニットの小型化、並に使い捨て、合理
的生産方式として注目されてきている。

フィルター素材は、フィルターの形状、成型の仕方、変
形量などにより大きく左右されるからである。最近、変
形量の大なるフィルターが熱望されているところｆある
。

然しなから、現状の不縁シートでは、下記の如き問題点
を有するために今だ満足されるに至っていない。

■　短繊維不織シートの場合 （づ　大きい変形の成型性に乏しい （ロ）繊維の配置がズレで地割する ｅ→　成型后の物性が弱い に）　成型后の岸みが部分的に不均一 （ホ）　保型性が悪い ■　長繊維不織シートの場合 （イ）　大きい変形の成型性に乏しい （ロ）　長繊維、恰維がズレないため破れる（ハ）　保
型性が悪い 父、合成樹脂からなるバインダー或いは低融点繊維から
なるバインダーＨＩ維全併用して物性と保型性を向上さ
せんとしても成型性が低下する傾向にある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記の問題点を解決し、尚度な成型性
と適切な保型性と優れたフィルター特性を具備した容器
状フィルターを提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明の（１）は、０．１〜２０デニールのポリエステ
ル系長繊維不織７−トから成るヘリ部を有する任意形状
に一体化された容器であって、該容器の成型絞り込み深
さｈと絞り込み面の最小長さ１との比（ｈ／ｉ）０．２
〜１．５、月つ該ヘリ部と実質的な底部との平均目付比
率の差が６０％以１であることを特徴とする容器状フィ
ルターであり、本発明の（２）は７ｙ屈折率Δｎが０．
０２〜０．０７のポリエステル糸長線維から成るウェブ
を表面温度が７０゜〜１２０’Ｃのエンボスロールを用
いて熱圧着率１〜４０％に熱圧着し、綾維相互の結合Ｓ
を数けた熱圧着不織シートを７０°〜１８０℃の温度で
５〜６０％面収縮の熱処理し、次いで、９０℃以上に加
熱された任意形状の凸部、及びこれと対をなす凹部によ
って、熱成型して成ることを特命とする容器状フィルタ
ーの製造方法である。

本発明の容器状フィルターは、つばと任意の立体形状に
一体成型されたフィルター制をいう。

例えは、立体形状として、円柱形状、円錐台形状、直方
体形状、等で＋Ｉ：意の大ぎさが目的によって選はねる
。立体形状にするのは、空気の浄化或いは、成分抽出す
る濾過面積をより大きくする目的がある。その為、立体
形状のヘリ部及び実質的な底部が均一であることが好ま
しい濾過性能を得るに盛装である。

例えば、繊維量が極端に少ない部分があると、そこに濾
過する媒体が集中して、フィルター面積全体が有効に働
かす、且つ、フィルター性能の低下につながる。前記の
特４！ｌＥをもつ容器状フィルターを得る為には、長繊
維不織５ノートとして、半延伸ポリエステル糸長繊維か
らなる不縁シートを用いて、これに適切な加工金権すこ
とによって成型材料が得られる。更に、これを立体形状
にする熱成型方法として、凸形状型、凹凸のオス、メス
の型等により、不織シート又は、金型を９０℃以上に７
１０熱して任意の形状に型付けされる。

本発明の容器状フィルターを構成する不織シートは、前
記熱成型方法により容易に型付けできる。

すなわち、第４図に示す成型絞り込み深さｈと、絞り込
み面の最小長さ１との比（ｈ／ｉ）が０．２〜１．５の
範囲寸で可能な熱成型性を示す。この為に深絞り、嶺雑
形状、数個の形状、等においても好寸しい成型性が得ら
れる。

又、この時、ヘリ部と実質的な底部が、はぼ均一に伸ば
されて型付けされる為、ヘリ部と底部の平均目付比率の
差が３０％以下となる。好牙しくは２０％以下である。

平均目付比率の差が６０％以上になると、本発明の目的
とする濾過性能が極端に片より、平均目付の低い方にの
み濾過媒体が移動して、容器状フィルター全面積が有効
に機能しないことになる。

第１図（イ）、（ロ）は、本発明の容器状フィルターを
構成する不織シートの平面図及びｌｌｌｌｊ面図を模式
で示１゜図中、１は、熱圧着部である。単位面積に対す
る該熱圧着部の比率、即ち、熱圧着率は１〜４０％であ
る。第２図は、第１図の不縁シートを熱処理する曲の不
敵シートの平面図及び側面図を模式で示す。

第１図及び第２図に示すように、ａｘｂくａ′ｘｂ′で
、第１図は第２図に較べて面収縮していることを示し、
且つＣ＞Ｃ′は面収縮によって厚みが増Ａ− 大していることを示している。

東に、第１図及び第２図に示す熱圧着部は、１゜２＜３
．４で、第２図に較べて第１図が縮小し、父、該熱圧着
部間の距離が短縮していることを示すものである。

後記する、必装な程度に面収縮の熱処理された不織シー
トに、第６図に示す成型機で熱成型する。

第３図に示すｅは、凸部金型で任意の温度にｎｎ熱でき
る。ｆは凹部金型である。ｄｌ′ｉ熱セットされた不織
シート↑、ｇは該不織７−トとｆとを固定する治具であ
る。

本発明ではｎｎ熱されたｅを徐々にｆ内に挿入して成型
する。

尚、不発明において、成型性として、１５０℃熱時の破
断伸度、１５０℃熱時↑の３０％伸長応力が、成型時の
変形の難易、型へのなじみなど本発明の成型性と直接関
連している。

優れた成型性を得るには、１５０℃熱時の破断伸度が７
０％以上と大きく、１５０℃熱時の伸長応力が５０　ｋ
ｇ／ｃａ”以下であることが盛装である。

特に深絞り成型には３５　ｋｇ／ａｔ２以下であること
が望ましい。又、成型品の保型性として、２５℃と１５
０６Ｃの３０％伸長応力の比で表わす、この値が１０以
下であることが望ましい。

第４図は本発明の容器状に成型されたフィルターである
。又Ｊは底部である。

次に本発明の容器状フィルターの製造法の一例を説明す
る。

公知のスパンボンド法により、半延伸ポリエステル長繊
維不縁、シートを製造する。該、半延伸長繊維の複屈折
率（Δｎ）は、０．０２〜０．０７の範囲であり、該繊
維は軟化点が低く、７０℃以上の温度で１０〜７０％収
縮する。

このため、公知のエンボスロールを用いて、７０℃〜１
２０℃の範囲で熱圧着し、忰維相互を結合させる。この
時の熱圧着部の最大直径は０．１〜１０關、好ましくは
０．２〜５　ｙ＋ｍであり、又、熱圧着部の比率は、１
〜４０％、好ゴしくは６〜２５％である。

得られた熱圧着不織シートは７０〜１２０℃の８一 温度で５〜６０％面収縮させる。

本発明に用いるポリエステル系長繊維は複屈折率Δｎが
０．０２以下の場合、前述の面収縮させた不織シートは
熱処理で熱劣化し、伸度が低下し成型時硬れてしまう。

又、Δｎが０．０７を超えると面収縮が不安定で、１つ
、小さく、１つ、上記と同様１に伸度が低下して成型で
きない。好寸しいΔｎの範囲は０．０３〜０．０５であ
る。面収縮率は５〜６０％実施される。この面収動は、
巾及び長さを規制して行うか、又はフリーに面収縮させ
る。

本発明においては、熱圧着不織シートの目付にもよるが
凡そ、１０〜５０％である。

前述の成型の程度を大にする場合は該熱圧着不織シート
の目付を大にして、且つ、面収縮の程度を大にすること
が好ましい。

この面収縮は不織シートを構造的、且つ平面的に繊維の
緻密な分散状態にして前述のフィルター特性を向上させ
るためと、成型時伸び易く変形量を大にするために盛装
である。

第５図は本発明でいう、熱処理装置の１例を示し、前記
、熱圧着された不織シートを、熱ドラムとフレキシブル
フェルトとの間に通し、面収縮をかなり規制しながら、
熱処理を行ないつつ、表面を平滑にする。

他の方法として、ピンテンター、朱色機械等により目的
に応じて巾、長さを規制しながら熱処理を行なう。

かくして、得られた熱処理後の不縁シートを構成する繊
維は、結晶化と分子配向が進んで、１０述の複屈折率Δ
ｎが＾目にシフトする。得られた熱処理後の不織シート
は、１５０℃雰囲気の破断伸度が５０％以上である。

又、熱処理後の不織シートは適当な剛性が付与さね、成
型後の保型性を保つために好適である。

本発明に用いられるポリエステルは、緬維形成可能なポ
リエステルであり、Ｔｇが室温以上で、実質的に非結晶
の半延伸糸が安定に製造でき、又熱処理により結晶化さ
せることができる結晶性ポリマーであることが８歎であ
る。

かかるポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリプロピレンテレフタレート、及び、イソフタ
ル酸、メチルテレフタル酸などの２地基酸と、エチレン
グリコール、ゾロピレングリコールなどの２価のアルコ
ール金共重合成分とした共重合ポリエステルである。父
、９１■記ポリエステルに、少量の（２０％以下）ポリ
アミド、ポリオレフィン、ポリカーボネートなどの異種
ポリマーを添加しても良い。

更に、不織シートに特殊な性句を付与するために、顔料
、艶消剤、帯電防止剤、難燃剤、拉・１脂等を會むこと
もできる。

本発明における不織シート、即ち、フィルターを構成す
る繊維は、０．１〜２０デニールである。

その繊維は同−又は異極度の繊維を混合し壬もよ（′−
０ 本発明は、用途によって繊維を使い分けるが０．１〜１
０デニールが好テしく用いられる。

このようにして、得られた熱処理された不織シートを、
第３図に示すような成型機を用いて、本発明の容器状フ
ィルターを製造する。

第３図（イ）において、ｅｆｌ：　％　ＩＪｎ熱ができ
る、上下移動できる円柱形状の先端が丸くなっている。

ｇとｆの間に試料をにＶりつけ、ｅを９０〜１９０℃に
ＤＯ熱させた後、ｅをｆ内に上げて成型する。上げる速
度は、特別に規制するものではないが、好テしくけ、瞬
時に行ｌ「わない方が良い。

本発明でいう土酸シートは、熱時に伸び易いという特徴
があるために、加熱されたｅを上げ、不織シートｄと接
触されて７Ｉ］１熱さねると伸び易くなり、ｆ内に容易
に上げることができ、第６図（ロ）に示す如く、不織シ
ー）ｄが７Ａ−形して、容器状フィルターに成型できる
。

本発明の容器状フィルターは、第４図に示すように成型
絞り込み深さｈと絞り込み而の最小長さ１との比（ｈ／
ｉ）が０．２〜１．５である。１．５以上になると、不
織シートの地割れ、局部的な破れが起こる。この場合、
底部Ｊの形状が平底状よりも丸味を呈する形状の方が地
割れが少なく好複しい。

又、容器形状が角形よりも円形状の方が同様に好筐しく
、成型できる。

父、本発明の容器状フィルターは、熱時に伸び易いため
に、ヘリ部りと実質的な底部Ｊの各々平均目イ寸の差が
小さく、全体的に均一に成型される。

ｈとＪとの平均目付比率の差が６０％以下、好寸しくに
２０％以下である。

このようにして成型された容器状フィルターのヘリ部及
び底部の目付の調整は、前記、熱圧着不織シートの目付
設定と、前記、面収紬させる程度を変えて目的とする日
付にすることができる。

本発明の場合、フィルターとして使用する時、最低８袈
な不織シートとして、目付は実質的な底部において、２
０９７ｍ２以上、好筐しくは３０＆／ｍ２以上である、
本発明の容器状のフィルターの実質的な底部の通気性は
、目的によって異なるが通気性１０〜ろ０Ｏｃｃ／い”
／ｓｅｃの範囲である。

これは、不織シートを構成する繊維の目付及びその繊度
、並びに成型の程度を変え調整して行なう。

本発明において、好ましい通気性は、２０〜２００ＣＣ
／Ｌ’Ｔｎ　２／　Ｂ　６　（２である。

更に本発明の容器状フィルターは、目的により−１へ− ては、耐熱寸法変化が小さいことが髪留さねる。

例λば、容器状フィルターに、緑派、紅茶の葉、コーヒ
ーの粉末等を入れ沸とう水を数分間そそいでも形状が変
化しないことである。

本発明の容器状フィルターは、素材がポリエステル系＃
１．．＃であることから、前記の耐熱性にはきわめて優
れている。

以下、本発明を実施例により、基体的に説明する。尚、
実施例に記載した特性の定義及び測定方法は次のとおり
である。

製水収縮率： 単繊維の場合、’　０．１９　／　ｄ　ｆ３に下での試
料長をＬＯとし、荷ｌを取り除き沸水中で３０分間処理
した後、再度同じ荷電子で測定した試料長をわされる。

不織シートの場合、シートを２５ｔｒｎＸ２５．ｍ角に
切り取り、タテ、ヨコ各々２０ＣＷｉの位置にマーキン
グして沸水中で５分間処理した後の寸法変化を測定し、
収縮率を求める。向、測定はｎ　＝　５の平均値で示す
。

目付： 試＃＋２０鑵×２０礪のＮ量を測り、目付に換算して求
める。

淳み： ダイヤルゲージ（荷３）Ｌ１００ｇ／砿２）を用いて６
ケ所以上測定し、その平均仙で示−ｆ−６強伸度： （ＪＩＳ−Ｌ−１０９６に準する）島津製作所オートダ
ラフＤＳＳ　−２０００型万能引張試験機により、把握
長１０Ｌｉｎ１引張速度２０ｔＴｎ／分で試験片３い巾
の６０％伸長応力、引張強力、破断伸度を常１１ｉｉ！
、１５０℃熱時で測定して求める。

剛軟度： （ＪＩＳ−Ｌ−１０９６Ａ法）Ａ法（４５°カンチレバ
ー法）試料を２傭巾にとり一端が４５度の斜面ケもつ表
面の滑らかな水平台の上に台に沿って試験片の一端を水
平台の斜面に合わせ、試験片を斜面の方向に緩やかに滑
らせて試験片の一端の中央点が斜面に達した長さで剛軟
度を表わす。

通気性： （ＪＩｓ−Ｌ−１０９６Ａ法）フラジュール試験機を用
い、測定して求める。

初屈折率（Δｎ）： 白色光下で偏光顕微鏡ベレツク式コンペンセーターを用
いて測定した。

耐熱性： 成型品を沸水中に５分間浸漬して、沸水中に入ねる前体
の寸法変化から収縮率を測る。

容器状フィルターのへＩＪ　Ｉｉと底部の平均目付比率
の差： 成型品のへり部及び底部を各々切り敗り各部の平均目付
を求める。次に下記の式から平均目付比率の差を求める
。

〔ヘリ部と底部との平均目付比率の差〕実施例１、比較
例 孔径０．２５ｍｍ、孔数１０００個の矩型紡糸口金を用
いて吐出ｆｉｔ　８５０　Ｅ／　／　ｍｉｎで、固有粘
度０．７２のポリエチレンテレフタレートを浴融温度２
９０℃で紡出し、訪日直下１０００ｍｍの位置にある年
利用エアーサッカーのエアー圧力を変えて紡糸速度２５
００ｍ／ｍｉｎ、３０００ｍ／ｍｉｎ。

３５００ｍ／ｍｉｎで金網コンベア上に長繊維ウェブ（
目付１００　ＩＪ／ｍ”　）として取出した。得られた
ウェブを構成する繊維の物性を第１衆に示イ。

比較例として、紡糸速度１３００ｍ／ｍｉｎと５２００
ｍ／ｍｉｎの長繊維ウェブを同様に取出し。

た。この比較例ウェブは、本発明外の例として、第１表
にその物性を併記した。第１衆の特性を有する繊維から
なる目付１００．！ｉｌ／ｍ″のウェブを上部が２闘ピ
ツチ、直径１闘、深さ肌４闘のビン状模様を有するエン
ボスロールと、表面が平滑な下部ロールの間で、上下ロ
ール温度１０５℃Ｘ線圧２０ｋｇ／（＝ｍ、速度１０ｍ
／ｍｉｎの下で部分熱圧着を施した。

次いで、ピンテンターを用いてそハぞねをタテ方向２０
％、ヨコ方向２０％収縮させるよう規制させて、温度１
１０°０１力１１工速度１０ｍ／ｍｉｎで熱処理を行な
った。

この不紗シートの特性を第２衣に示す。但し比較例隘５
は、１０５℃では熱圧着が効かないため上下ロールｒ品
度２３０℃で熱圧着した長権維不織シートである。

第２表に示す隘１、ｌ’に２、隘６の不織シートは節水
収縮率が小さく、寸法安定性が良く、１５０℃雰囲気下
の破断伸度が７０％を越える、商い伸展性を有シ２、且
つ、１５０℃加熱時の６０％伸長応力が３５　ｋｇ／ｌ
、ｖ２以下と低く、成型時の伸び易い事、又、常温付近
では高い伸長応力を示し、成型品が型くずれ難い、成型
材料として優れた性能を有する不織シートである。

一方、比較例ＮＱ４は、未延伸糸（Δｎ　Ｏ，０１以下
）を熱処理した不織シートであり、熱処理による結晶化
により伸展が非常に小さくなり、脆く、伸長性、などに
劣り、成型材料として全く通性のないものである。

又、比較何階５は、延伸塵の高い糸（ΔｎＯ，ｉ　０２
　）から成る不織シートを熱処理したものであり、１５
０℃加熱時の３０％伸長応力が８０ｋｇ／ｃｖ２以上と
大きく伸度も小さいため、熱成型性に乏しい不織シート
であった。

（以下余白） 実極例２ 実施例１の１１！１１の長繊維ウェブを同様に部分熱圧
看を細し、次いで熱収縮を行なう時タテ、ヨコ方向の規
制条件を変えてピンテンターを用いて行なった。巾規制
条件は、タテ及びヨコ全回じ収縮率になるようにして、
温度１１０℃１加工速度１０ｍ／ｍｉｎで５％、１５％
、６０％、４５％と各々熱処理した。その結果を第３表
に示す。

第３衣から明らかなように、収縮率を太きく′１−ると
共に目付、厚み、強力、伸度は尚くなる。しかし、１５
０℃熱時の６０％伸長応力は、はとんど変わらないが、
低くなる傾向で、いずれも３５ｋｇ／ｂｖ”以下で伸び
易く、熱成型性が良い。

一方、常温付近での３０％伸長応力が逆に茜くなり、剛
性に富み、保型性に優れていることを示す。

（以下余白） 実施例６ 実施例２のＩ’＆９で得らねた不織シートを用いて第６
図の成型機を用いて、成型程度を変え、成型性を調べた
。第６図のｅを１５０℃に８日熱して、ｅを押し上げる
程度を変オて成型性を評価した。

その結果を第４表に示す。

第４表から明らかなように、成型程度を０．２〜１．５
まで変えても、容易に成型できた。ｆた、ヘリ部と底部
の目付ムラも／ｈさく、均一に全体が伸ばされ、成型さ
れていることが判る。更に底部の通気性も成型程度を変
えることにより、調整できる。又、この成型品の耐熱性
を調べたが、寸法変化が非常に小さく優ねていることが
判った。

（以下余白） 第４表 発明の効果 本発明の容器状フィルターは、半延伸ポリエステル系長
繊維から成る不織シートを熱処理して緻密な構造とし、
且つ、その構成繊維の伸度が大なることを利用し、立体
形状の一体成型に造られているため、以下の優れた特徴
を有する。

■　成型絞り込み深さと、絞り込み面の最小長さとの比
が最大１．５に出来、且つ、任意形状に深絞り成型出来
る。

■　熟成型時に、地割れ、破ね、等がなく、ヘリ部と実
質的底部との平均目付比率の差が６０％以下で均一に伸
はされている為、通気性、通水性、等の媒体の通過にム
ラが少なく、好ましい濾過性能を得る。

■　適当な剛性を有するために保型性が優れている。

■　成型品は、つば部、ヘリ部、底部が一体化されてい
るために、装置が容易である。

■　成型品は、熱水、Ｄ０熱下における寸法変化が少な
く耐熱性に優れている。

以上の特徴を有するために、掃除機用フィルター、自動
車用フィルター、等のエアーフィルター材及び緑茶、紅
茶の葉、コーヒー粉末、等の成分抽出用フィルター材、
等に広く活用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明容器状フィルターを構成する不織シー
トの平面図及び側面図を模式で示す図である。１．２は
熱圧着部を示す。 第２図は、第１図の熱処理前の不織シートの平面図及び
側面図を模式で示す図である。６．４は熱圧着部を示す
。 第３図は、成型装置の側面概略図である。ｄは試料、ｇ
、ｆＦｉｅの上下移動する筒で、ｅは加熱移動できる刃
口熱体である。 第４図は、本発明の一例を示す容器状フィルターの側面
図である。ｈが成型絞り深さ、１が成型絞り面の最小長
さ、ｊが実質的底部を示す。 第５図は、熱処理装置の一例を示イ。 ｋは不織シート、ｍは熱処理された不織シート、ｎは加
熱ドラム、ｌはフレキシブルフェルトである。 特許出願人　旭化成工業株式会社 第１図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（ロ）第２図 （イ） （ロ） （４）　　’　”　”　　（ｏ） 第４図 第５図 □ 手　　続　　補　　正　　書（方式） 昭和６１年　３月　５日 特許庁長官　　　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２８５６６１号 ２、発明の名称 容器状フィルター及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係：特許出願人 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目２番６号４、補正命令の
日付 昭和６１年２月５日（発送日６１．　２．　２５）５、
補正の対象 図　　面 ６、補正の内容

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．１〜２０デニールのポリエステル糸長繊維不
   織シートから成るヘリ部を有する任意形状に一体化され
   た容器であつて、該容器の成型絞り込み深さｈと絞り込
   み面の最小長さｉとの比（ｈ／ｉ）０．２〜１．５、且
   つ該ヘリ部と実質的な底部との平均目付比率の差が３０
   ％以下であることを特徴とする容器状フィルター。
2. （２）複屈折率Δｎが０．０２〜０．０７のポリエステ
   ル系長繊維から成るウエブを表面温度が７０°〜１２０
   ℃のエンボスロールを用いて熱圧着率１〜４０％に熱圧
   着し、線維相互の結合部を設けた熱圧着不織シートを７
   ０°〜１８０℃の温度で５〜６０％面収縮の熱処理し、
   次いで、９０℃以上に加熱された任意形状の凸部、及び
   これと対をなす凹部によつて、熱成型して成ることを特
   徴とする容器状フィルターの製造方法。