JP2000201870A - 電気掃除機用集塵袋 - Google Patents
電気掃除機用集塵袋Info
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Abstract
ながら、紙製不織布並みの捕集性能と従来の紙製不織布
では得られない低い圧力損失を長期間維持可能にする電
気掃除機用集塵袋を提供する。 【解決手段】 吸引空気の通過方向に内層1、中間層
2、外層3の順に積層した少なくとも3層の積層体10
からなり、内層1が破断強度0.5kg/50mm(4.
9N/50mm)以上の不織布、中間層2が平均気孔径2
5μm超,50μm以下で、最大気孔径70μm以下の
エレクトレットメルトブロー不織布、外層3が破裂強度
1.0kg/cm2 (9.8N/cm2 )以上、1%伸
長時強度1.5kg/50mm(14.7N/50mm)以上の
不織布からなる電気掃除機用集塵袋である。
Description
袋に関し、さらに詳しくは捕集性能を紙製不織布並みに
低減して製造コストを紙製不織布並みに低減しながら、
紙製不織布では得られない低圧力損失と上記捕集性能を
長期間維持可能にする電気掃除機用集塵袋に関する。
用集塵袋には、コスト上の観点からパルプを主材とする
紙製のものが多く使用されている。しかし、紙製の集塵
袋は、吸引空気の圧力損失を低くして電気掃除機に対す
る負荷を小さくしようとするとゴミの捕集性能が低下
し、逆にゴミの捕集性能を向上させようとすると、圧力
損失が高くなって電気掃除機の負荷を増大するという問
題を有していた。
レット効果による吸塵性を有するエレクトレットメルト
ブロー不織布を濾材の主材に使用することにより、低圧
力損失でありながら高い捕集性能を有するようにしたも
のが提案されている(例えば、特開昭62−21002
6号公報など参照)。
体であるのに対して、エレクトレットメルトブロー不織
布は微塵も捕捉できるため紙製不織布に比べれば高性能
ではあるが、その反面でコストが高くなることが欠点と
されていた。また、エレクトレットメルトブロー不織布
は、強度の低い未延伸糸の集合体から構成されているた
め、使用中に高い吸引空気圧が連続的に負荷されたり、
大型ゴミを吸い込んで衝突したりすると、地合の目びら
きも損傷などによって、上記の優れた捕集性能を比較的
短期間に低下してしまうという問題があった。
コストを従来の紙製不織布並みに低減しながら、紙製不
織布並みの捕集性能と従来の紙製不織布では得られない
低い圧力損失を長期間維持可能にする電気掃除機用集塵
袋を提供することにある。
明の電気掃除機用集塵袋は、吸引空気の通過方向に内
層、中間層、外層の順に積層した少なくとも3層の積層
体からなり、前記内層が破断強度0.5kg/50mm
(4.9N/50mm)以上の不織布、前記中間層が平均
気孔径25μm超,50μm以下で、最大気孔径70μ
m以下のエレクトレットメルトブロー不織布、前記外層
が破裂強度1.0kg/cm2 (9.8N/cm2 )以
上、1%伸長時強度1.5kg/50mm(14.7N/50
mm)以上の不織布からなることを特徴とするものであ
る。
ブロー不織布を配置し、そのエレクトレットメルトブロ
ー不織布の平均気孔径を25μm超,50μm以下で、
最大気孔径を70μm以下にしたことにより、捕集性能
は紙製不織布並みの中塵ゴミと粗ゴミを捕集するもので
あるが、比較的太繊度と低目付で製造することが可能に
なるため、エレクトレットメルトブロー不織布を使用す
るものでありながら製造コストを紙製不織布並みに低減
することができる。
布のエレクトレット性に基づく吸塵効果により、圧力損
失を紙製不織布では得られないような低レベルにするこ
とができる。しかも、上記エレクトレットメルトブロー
不織布に対し、その内層に破断強度が0.5kg/50m
m(4.9N/50mm)以上の不織布を設けたので、こ
の内層により大型ゴミを事前に捕捉してエレクトレット
メルトブロー不織布に対する濾過面積の低減や損傷を防
止する。また、外層に破裂強度が1.0kg/cm
2 (9.8N/cm2 )以上、1%伸長時強度1.5k
g/50mm(14.7N/50mm)以上の強靱な不織布を配
置したので、高圧力の吸引空気が連続的に負荷してもエ
レクトレットメルトブロー不織布が目開きしたり、破裂
せず、上記捕集性能や低い圧力損失を長期間にわたり維
持することができる。
替として使用できることは勿論であるが、さらに好まし
くは、最終排気部に微塵捕集用プリーツ型フィルターを
設けた高級電気掃除機用の主集塵袋としても使用するこ
とができる。
塵袋を構成する濾材は、吸引空気の通過方向に内層、中
間層、外層の順に積層された少なくとも3層の不織布か
ら構成されている。
面図であり、その積層体10は、吸引空気の通過方向
(矢印で示す方向)に内層1、中間層2、外層3の順に
3層の不織布が積層されて構成されている。これら3層
のうち、特に中間層がエレクトレットメルトブロー不織
布から構成されていることが特徴である。図示の例で
は、内層、中間層、外層のそれぞれが単一層として構成
されているが、必ずしも単一層であるとは限らず、それ
ぞれ組成の異なる複数層から構成されたものであっても
よい。
メルトブロー不織布は、紙製不織布フィルターで捕捉す
るような中塵ゴミや粗ゴミを捕集することを目的として
設けられているため、平均気孔径は25μm超、50μ
m以下であって、かつ最大気孔径が70μm以下になる
ように構成されている。さらに好ましくは、エレクトレ
ット効果の吸塵力を十分に得るため、表面電荷密度を1
×10-10 クーロン/cm2 以上、さらに好ましくは3
×10-10 クーロン/cm2 以上にしたものを使用する
のがよい。
ー不織布の平均気孔径を25μm超、50μm以下にす
る理由は、次の通りである。すなわち、平均気孔径を2
5μm以下にするためには、構成繊維の平均単繊維径を
極細にしたり、不織布の目付を大きくしたりする必要が
あるため製造コストが高くなり、紙製不織布並みにする
ことが難しくなる。また、平均気孔径を50μmよりも
大きくなると、中塵ゴミを捕集することが難しくなり、
本発明の目的とする捕集性能が困難になる。
は、平均気孔径を上記範囲にすると共に、最大気孔径を
70μm以下にする必要がある。最大気孔径が70μm
よりも大きいと、中塵ゴミの捕集性能が低下し、電気掃
除機から空気中にダストが漏れやすくなる。
述した範囲の平均気孔径と最大気孔径とを有することを
条件に、地合を出来るだけ均一な密度にすることが好ま
しい。具体的には、二元配置のムラ分析でトータルムラ
(ムラCV値)が8%以下であること、さらに好ましく
は6%以下であることが望ましい。
径をコントロールする要因としては平均単繊維径と目付
とがある。平均気孔径と最大気孔径とを上記範囲内にコ
ントロールするには、平均単繊維径を1.7〜10μ
m、好ましくは2〜10μmにし、また目付を15〜1
00g/m2 、好ましくは15〜70g/m2 にすると
よい。このような目付にするための不織布は単層でもよ
いが、2層の積層構造にしてもよい。2層構造の場合
は、例えば1層目を平均単繊維径1.7〜5μmから構
成し、2層目を平均単繊維径5〜10μmから構成する
とよい。
する繊維の平均単繊維径を1.7μm未満にすると、製
造コストのアップが避けられなくなる。平均単繊維径を
1.7μm以上、好ましくは2.5μm以上にすること
により、製造コストを紙製不織布のコスト並みに抑制す
ることができ、かつ目付を徒に大きくすることなく中塵
ゴミや粗ゴミの捕捉に有利な上記の気孔径範囲にするこ
とができる。しかし、平均単繊維径を10μmよりも大
きくすると、上記気孔径の範囲を維持するには、目付を
200g/m2 以上にもする必要があり、集塵袋が分厚
くなってしまうので好ましくない。
量としては、少なくとも50cc/cm2 ・sec以
上、好ましくは70cc/cm2 ・sec以上、さらに
好ましくは100cc/cm2 ・sec以上にするとよ
い。
る加工方法としては、従来公知の方法がいずれも使用可
能であり、特に限定すにものではない。例えば、メルト
ブロー不織布をドラム状のアース電極の上面に供給し、
さらにその不織布の上方に3〜10cm離れた位置にワ
イヤー電極を配置し、そのワイヤー電極から直流の10
〜40kvの高電圧を1〜10秒程度印加すると、その
メルトブロー不織布をエレクトレット化することができ
る。
する樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ポ
リオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリス
チレンなど)、ポリアミド、ポリエステル、フッ素系樹
脂、ポリカーボネート、ポリアクリルニトリル、塩化ビ
ニルなど体積抵抗率が1012Ω・cm以上のものを挙げ
ることができる。これらのうちでも、エレクトレット化
が容易なポリオレフィン、特にポリプロピレンが好まし
い。
層、すなわち電気掃除機の吸引空気の通過方向に対して
中間層のエレクトレットメルトブロー不織布の上流側に
配置される層としては、破断強度が0.5kg/50mm
(4.9N/50mm)以上の不織布を使用する。この内
層の不織布は、集塵袋内に最初に侵入するゴミのうち、
特に質量の大きなゴミを事前に捕捉し、その捕捉によっ
てエレクトレットメルトブロー不織布が変形目開きして
捕集性能を低下させたり、或いは濾過面積が縮小して圧
力損失を増大したりしないようにする。
ロー不織布は強度の低い未延伸糸の集合体から構成され
ているので、質量の大きなゴミが直接衝突したりすると
容易に目開きするため捕集性能が低下する。また、大き
なゴミがエレクトレットメルトブロー不織布に直接捕捉
されると、濾過面積が急激に低下するため圧力損失が増
大する。本発明において内層に設ける不織布は、このよ
うなエレクトレットメルトブロー不織布に生ずる問題を
防止するのである。
〜50g/m2 で、通気量が100cc/cm2 ・se
c以上の通気性のよい不織布を使用するのがよい。目付
が10g/m2 未満の場合には、密度ムラが生じやすく
なるので破断強度が変動しやすくなる。また、50g/
m2 よりも多くなると厚みが大きくなるため、積層体全
体が分厚くなって袋加工が難しくなる。
ては、特に限定されない。例えば、各種の合成繊維、天
然繊維またはこれらの混合繊維などを使用した乾式不織
布、抄紙法による湿式不織布や各種合成繊維のスパンボ
ンド不織布などが好ましく使用される。
すなわち吸引空気の通過方向に対して中間層のエレクト
レットメルトブロー不織布の下流側に積層される層に
は、破裂強度が1.0kg/cm2 (9.8N/c
m2 )以上で、1%伸長時強度が1.5kg/50mm(1
4.7N/50mm)以上の不織布が使用される。
不織布の下流側に配置されることにより、強度の弱い未
延伸糸からなるエレクトレットメルトブロー不織布を、
連続的に負荷する高圧力の吸引空気から保護し、そのエ
レクトレットメルトブロー不織布が目開きしたり、破損
したりしないようにする。このような外層の保護作用に
より、エレクトレットメルトブロー不織布は初期に有し
ていた捕集性能や低圧力損失の性能を長期間維持可能に
なる。
布は破裂強度が1.0kg/cm2(9.8N/c
m2 )以上である必要があり、好ましくは1.5kg/
cm2 (14.7N/cm2 )以上にするのがよい。ま
た、外層は伸び難いことも必要であり、1%伸長時強度
が1.5kg/50mm(14.7N/50mm)以上であるよ
うにし、好ましくは2.0kg/50mm(19.6N/50
mm)以上、さらに好ましくは2.5kg/50mm(24.
5N/50mm)以上であるのがよい。この外層の1%伸長
時強度は中間層のエレクトレットメルトブロー不織布を
保護するため、中間層の1%伸長時強度よりも大きくす
ることが好ましい。
0〜50g/m2 で、通気量が70cc/cm2 ・se
c以上であることが好ましい。目付が20g/m2 未満
であると、不織布の製造において密度ムラを生じやすく
なるので、上述した破裂強度を得ることが難しくなる。
また、目付が50g/m2 よりも多くなると、厚みが大
きくなるため集塵袋が分厚く硬くなり、集塵袋の加工が
難しくなる。
sec以上であるが、上述したように内圧によるエレク
トレットメルトブロー不織布の目開きを防止する役目を
行うために、内層の不織布の通気量よりも低くすること
が好ましい。また、外層は通気量を70cc/cm2 ・
sec以上にすることにより、低い圧力損失の維持を可
能にする。しかし、通気量があまり大きくなりすぎる
と、破断強度を上記下限値に維持することが難しくなる
ので、300cc/cm2 ・secまでを限度にするこ
とが望ましい。
内層に使用した不織布と同様に、各種の合成繊維、天然
繊維またはこれらの混合繊維などを使用した乾式不織
布、抄紙法による湿式不織布や各種合成繊維のスパンボ
ンド不織布などを好ましく使用することができる。これ
らのうちでも、特に高い1%伸長時強度を得やすい杪紙
法による湿式不織布が好適である。
抄紙法による湿式不織布を製造する場合、常法として主
体繊維の他に紙力増強剤を添加することができる。例え
ば、PVA、エポキシ樹脂、CMC、カチオン澱粉等が
使用され、強度、伸度、硬さ等を調整することが可能で
ある。
層、外層の少なくとも3層が積層された積層体は、積層
体全体としての平均気孔径が22〜45μmで、最大気
孔径が60μm以下になるようにする。このような気孔
径の条件が、エレクトレットメルトブロー不織布の気孔
径の条件と相まって、集塵袋の性能を圧力損失を低くし
ながら捕集性能を紙製不織布並みに維持可能にする。
いほどよく、少なくとも10cc/cm2 ・sec以
上、好ましくは30cc/cm2 ・sec以上、さらに
好ましくは50cc/cm2 ・sec以上にするとよ
い。積層体としての通気量が10cc/cm2 ・sec
よりも小さいと、電気掃除機に対する負荷が大きくな
り、騒音や電力消費量が増大する。
菌、カビ、ダニなどが捕集されるので、内層、中間層、
外層の少なくとも一つ、或いは全層に、抗菌加工または
/および防ダニ加工施すと有益である。特に、ダストが
多量に付着する内層や中間層に対して加工するとよい。
およびこれらの加工に使用される抗菌剤、防ダニ剤とし
ては、従来公知のものがいずれも使用可能であり、特に
限定されるものではない。加工方法としては、不織布或
いは不織布を構成する繊維に対して抗菌剤、防カビ剤、
防ダニ剤などを表面処理或いは含浸処理する方法でも、
或いは不織布を構成する繊維に、それを紡糸などの成形
時に練り込む方法であってもよい。
クレゾール、p−クロロ−m−キシレノール、o−フェ
ニルフェノール、α−プロムシンナムアルデヒド、2・
4・4’−トリクロロ−2’−ハイドロオキシジフェニ
ルエーテル、N−(フルオロジクロロメチルチオ)−フ
タルイミド、N,N−ジメチル−N’−フェニル−(N
−フルオロジクロロメチルチオ)−スルファミド、2−
(4−チアゾリル)ベンズイミダゾール、クロルヘキシ
ジン、第4級アンモニウム塩、8−オキシキノリン銅、
2−ピリジンチオール−1−オキサイド塩ななとを挙げ
ることができる。これらを単独で用いてもよく、2種以
上を併用してもよい。
トリン、ジョチュウギクエキス、アレスリン、d−アレ
スリン、ペルメトリン、フェノトリン、レスメトリン、
d−レスメトリン、フタルスリン、フラメトリン、ペー
パースリン、シフェノトリンなどのピレスロイド系化合
物;フェニトロチオン、ダイアジノン、フェンチオン、
カルグロホス、サイアノホス、ジクロルボス、テメホ
ス、ナレド、トリクロルホン、フェンクロホス、マラチ
オン、ピリダフェンチオンなどの有機リン系化合物;カ
ーバリール、プロポクサー、ジメチランなどのカーバメ
ート系化合物などを挙げることができる。これらを単独
で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
塵袋の代替として使用することができる。しかし、さら
に好ましくは、最終排気部に微塵捕集用プリーツ型フィ
ルターを設けた高級電気掃除機用の主集塵袋として使用
するとよい。
性能は下記の方法で測定した。
で測定した。測定器として「多孔質材料自動細孔測定シ
ステム Perm-Porometer 」(米国 Porus Materials社
製)を用い、測定サンプル径を21mmとし、測定液と
してパーフロオロアミン化合物「フロリナート(不活性
液体)FC−40 16 dynes/cm 」(住友スリーエム
社製)を用いて、細孔分布測定を行った。
て得られた結果のミーン・フロー・ポア・ダイアメータ
(MEAN FLOW PORE DIAMETER )を平均気孔径とし、バブ
ル・ポイント・ポア・ダイアメータ(BUBBLE POINT POR
E DIAMETER)を最大気孔径とした。なお、1検体から任
意に5か所をサンプリング測定し、その平均値を用い
た。
1906の規定により測定した。
レン形法により測定した。
撮影し、100本の繊維幅を測定し、その中位値で示し
た。
し、1m角の重量に換算した。
タテ、ヨコそれぞれ20区分(5cm角に400枚)に
切り取り、その重量を測定し、2元配置のムラ分析法で
解析してトータルムラで示した。
ル法で測定した。
ウンターを使用し、測定風速を12m/minとし、ダ
ストは大気塵とし、供給した塵量に対して濾布上に捕捉
された塵量の比率(%)で表し、ダストの粒子径に応じ
て次の3通りで示した。N数は10とし、その平均値を
用いた。
m未満のダストの捕集率 0.5: 粒径0.5μm以上、1.0μm未満のダス
トの捕集率 1.0: 粒径1.0μm以上のダストの捕集率 〔圧力損失〕濾過面積100m2 のサンプル濾布をセッ
トし、そのサンプル濾布に大気塵を含んだ空気を風速1
2m/minで通過させたときのサンプル濾布の上流と
下流との圧力差を単位mmAqで示した。N数は10と
し、その平均値を用いた。
空気の通過方向に順に積層した実施例1〜3の積層体、
および内層と外層とを積層した比較例1の積層体を作成
した。比較例1の積層体は、従来の紙製不織布に相当す
る。
期の圧力損失と捕集率とを測定した。また、各積層体を
集塵袋を製袋し、各集塵袋をそれぞれ実機(ナショナル
・キャニスターMC−L51P電気掃除機)に装着し
て、その袋強度などの実用性と共に、延べ48時間空運
転後の圧力損失と捕集率とを測定した。さらに、JIS
規定のM5の六角ナット100個を吹き込んだときの集
塵袋の破損状況(ナット吸込み試験)を調べた。これら
の結果を表1に示す。
0(重量%)からなる湿式不織布; 破断強度2kg/50mm(目付15g/m2 、通気量1
70cc/cm2 ・sec) 中間層:ポリプロピレン・エレクトレットメルトブロー
不織布; 平均気孔径/最大気孔径=42/68(μm)(平均単
繊維径2.15μm、目付30g/m2 、 通気量55
cc/cm2 ・sec、ムラCV値3.4%) 外層: ポリエステル系熱融着繊維/ビスコース繊維=80/2
0(重量%)からなる湿式不織布; 破裂強度3.3kg/cm2 、1%伸長時強度4.1k
g/50mm(目付35g/m2 、通気量120cc/cm
2 ・sec)
ンド不織布; 破断強度10.5kg/50mm(平均単繊維径22.5
μm、目付35g/m2 、通気量263cc/cm2 ・
sec) 中間層:実施例1の中間層と同じ 外層:実施例1の外層と同じ
ロロフェニルジグアニド)−ヘキサンを6部、防カビ剤
として2−(N−nブチルカルバミン酸3−9ヨード−
2プロビニルエステルを2部、2−(4−チアゾリル)
ベンズイミダゾールを1部、固着剤として塩素化ポリオ
レフィン(15.8重量%塩素化ポリプロピレン)を8
部、溶剤としてトルエンを用い、液濃度を調整でトータ
ルドライピックアップ量が3.5%になるように調合し
て、これをグラビアコートし、80℃、60秒乾燥処理
した不織布; 破断強度11.2kg/50mm(目付36g/m2 、通
気量252cc/cm2 ・sec) 中間層:実施例1の中間層と同じ 外層:実施例1の外層と同じ
m)、目付15g/m2 、通気量412cc/cm2 ・
sec 外層:パルプを原料とする紙不織布; 平均気孔径/最大気孔径=12/28(μm)、目付5
5g/m2 、通気量6cc/cm2 ・sec
失の初期性能は約11〜12mmAqの低レベルであ
り、48時間後は約3〜4mmAq程度しか上昇してい
なかった。また、捕集率は0.3、0.5、1.0の性
能とも約77%以上であり、かつ48時間後もほぼ同じ
水準を維持している。実用性やボルト吸込み試験も特に
問題がなかった。
性能は35mmAqと非常に高く、48時間後は57m
mAqであって、22mmAqも上昇していた。また、
捕集率は0.3の性能が特に低くなっている。
にエレクトレットメルトブロー不織布を配置し、そのエ
レクトレットメルトブロー不織布の平均気孔径を25μ
m超,50μm以下で、最大気孔径を70μm以下にし
たことにより、捕集性能については中塵ゴミと粗ゴミを
捕集する紙製不織布並みではあるが、この平均気孔径と
最大気孔径であれば比較的太繊度と低目付で製造可能に
なるため、製造コストを紙製不織布並みに低減すること
ができる。
トメルトブロー不織布のエレクトレット効果の吸塵性に
基づいて、紙製不織布では得られない低圧力損失性を得
ることができる。しかも、上記エレクトレットメルトブ
ロー不織布に対して、内層に破断強度が0.5kg/50
mm(4.9N/50mm)以上の不織布を設けたので、
この内層により大型ゴミを事前に捕捉するようにしてエ
レクトレットメルトブロー不織布に対する濾過面積の低
減や損傷を防止し、また外層に破裂強度が1.0kg/
cm2 (9.8N/cm2 )以上で、1%伸長時強度が
1.5kg/50mm(14.7N/50mm)以上の強靱な不
織布を配置したので、高圧力の吸引空気が連続的に負荷
した場合でもエレクトレットメルトブロー不織布が目開
きしたり破裂したりせずに、上記捕集性能や低圧力損失
を長期間にわたり維持することができる。
一例について、その要部を示す縦断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 吸引空気の通過方向に内層、中間層、外
層の順に積層した少なくとも3層の積層体からなり、前
記内層が破断強度0.5kg/50mm(4.9N/50m
m)以上の不織布、前記中間層が平均気孔径25μm
超,50μm以下で、最大気孔径70μm以下のエレク
トレットメルトブロー不織布、前記外層が破裂強度1.
0kg/cm2 (9.8N/cm2 )以上、1%伸長時
強度1.5kg/50mm(14.7N/50mm)以上の不織
布からなる電気掃除機用集塵袋。 - 【請求項2】 前記エレクトレットメルトブロー不織布
を構成する繊維の平均単繊維径が1.7〜10μmであ
る請求項1に記載の電気掃除機用集塵袋。 - 【請求項3】 前記エレクトレットメルトブロー不織布
の目付が15〜100g/m2 である請求項1に記載の
電気掃除機用集塵袋。 - 【請求項4】 少なくとも前記外層が抄紙法による湿式
不織布である請求項1,2または3に記載の電気掃除機
用集塵袋。 - 【請求項5】 前記内層および外層の不織布の1%伸長
時強度を、前記中間層の不織布の1%伸長時強度よりも
大きくした請求項1〜4のいずれかに記載の電気掃除機
用集塵袋。
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JP31926698 | 1998-11-10 | ||
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1999
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