JP2010013762A - 編成体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に塗料ミストの捕集フィルタとして好適に使用することができ、再生して繰り返し使用することもできる編成体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】無機繊維16が不規則に変形した状態で編成されていることを特徴とする編成体30。無機繊維16と収縮繊維14との交撚糸12から編成されたものを用い、前記収縮繊維を収縮させた後、収縮繊維14を除去することにより前記無機繊維16が不規則に変形した状態で編成された編成体30が得られる。
【選択図】図2
Description
捕集フィルタとしては、例えば素材に難燃加工が施されたポリエステル繊維やパーム繊維、あるいは、燃焼温度100℃以下のガラス繊維や塩化ビニリデン繊維が用いられている。これらの繊維で不織布を製造し、さらにシート状、ロール状、ポケット状、プリーツ状などに加工してフィルタとして使用される。
<1> 無機繊維が不規則に変形した状態で編成されていることを特徴とする編成体。
<2> 無機繊維と収縮繊維との交撚糸から編成されたものを用い、前記収縮繊維を収縮させたことにより前記無機繊維が不規則に変形した状態で編成されていることを特徴とする編成体。
<3> 前記収縮した収縮繊維が除去されていることを特徴とする<2>に記載の編成体。
<4> 前記無機繊維が、金属系繊維、セラミック系繊維、シリカ系繊維、炭素系繊維及びこれらの複合繊維からなる群から選択される1種以上の繊維であることを特徴とする<1>〜<3>のいずれかに記載の編成体。
<5> 前記収縮繊維が、水溶性収縮繊維であることを特徴とする<1>〜<4>のいずれかに記載の編成体。
<6> <1>〜<5>のいずれかに記載の編成体が2層以上積層して接合されたものであることを特徴とする編成体。
前記編成された交撚糸の前記収縮繊維を収縮させることにより前記無機繊維を不規則に変形させるとともに該無機繊維間を密にする工程と、
を含むことを特徴とする編成体の製造方法。
<8> 前記収縮させた収縮繊維を除去する工程をさらに含むことを特徴とする<7>に記載の編成体の製造方法。
<9> 前記収縮繊維を収縮させる工程において、前記収縮繊維を加熱により収縮させることを特徴とする<7>又は<8>に記載の編成体の製造方法。
<10> 前記収縮繊維を除去する工程において、前記収縮繊維を溶解させて除去することを特徴とする<8>又は<9>に記載の編成体の製造方法。
<11> <7>〜<10>のいずれかに記載の方法により得られた編成体を2層以上積層して焼結させることにより接合させる工程を含む編成体の製造方法。
本発明に係る編成体は、無機繊維が不規則に変形した状態で編成されている。
例えば、金属繊維等の無機繊維を通常の方法で規則的に編んで編成体とした場合、均整のとれた編目構造を有するものとなるが、このような編成体は全方向に伸びがあり、編目から次の編目の接点までが大きい編目構造を有するため、例えばフィルタとしての特性を十分発揮することはできない。
以下、本発明に係る編成体について、その製造方法とともにさらに詳しく説明する。
まず、無機繊維と収縮繊維との交撚糸を用意する。無機繊維と収縮繊維との撚り方は限定されず、例えば、図1に示すように収縮繊維14の周囲に金属繊維等の無機繊維16が螺旋状に巻きついた交撚糸12、無機繊維に対して収縮繊維が撚り込まれた交撚糸などを用いることができる。撚りの方向は、いわゆるS撚りでも、Z撚りでもよい。
交撚糸12を構成する無機繊維16としては、無機繊維16と撚り合わされた収縮繊維14の収縮によって不規則に変形するとともに、収縮繊維14を溶解や燃焼などによって除去しても残存するものを、編成体の用途や目的に応じて選択すればよい。具体的には、金属系繊維、セラミック系繊維、シリカ系繊維、炭素系繊維及びこれらの複合繊維が挙げられる。これらの無機繊維から1種選択して収縮繊維と交撚糸を構成してもよいし、用途や目的によっては複数の種類の無機繊維と収縮繊維との交撚糸を用いてもよい。なお、本発明における「不規則に変形」とは、網目の形状や大きさ、網目間の距離等が均整ではないことを意味する。
無機繊維16とともに交撚糸12を構成する収縮繊維14は、交撚糸12を編成した後、何らかの処理によって収縮させることができ、収縮後は無機繊維16にダメージを与えずに除去することができる材質の繊維を用いる。収縮繊維14は、その材質に応じた収縮処理を行う際、少なくとも一緒に交撚糸12を構成する無機繊維16よりも収縮率が高いことは必須であるが、本発明では、収縮繊維14の収縮作用によって無機繊維16を不規則に変形させるため、収縮繊維14の収縮率は30%以上であることが好ましく、50%以上であることが特に好ましい。なお、例えば収縮率30%以上とは、収縮処理前に長さが100cmだったものが、収縮処理後に70cm以下になることを意味する。
なお、収縮後の収縮繊維を除去する方法は、無機繊維の種類等にもよるが、液体(溶媒)に溶解させて除去することに限定されず、収縮後、燃焼によって除去することができる収縮繊維も好ましい。
なお、交撚糸12が細過ぎると編成の際や収縮の際に切れ易くなり、逆に太過ぎると編成が難しくなるおそれがある。これらの観点から、交撚糸12の太さ(線径)は、好ましくは1.0〜12.0mm、より好ましくは1.2〜5.0mmである。
また、交撚糸12の収縮率は、収縮繊維の材質のほか、無機繊維の材質や撚り数なども影響するが、交撚糸12の収縮率は30%以上であることが好ましく、50%以上であることが特に好ましい。
なお、交撚糸12の撚り数が40回以上の場合には、本発明の編成体として収縮させるときに収縮率のバラツキが小さく制御が容易であり、800回以下の場合には特に収縮繊維の撚り合わせ本数が少ない交撚糸でも30%以上の収縮率を得ることが容易となる。
上記のような無機繊維16と収縮繊維による交撚糸12により編成して編成体(適宜「一次編成体」という。)を作製する。
編成体の編組織は特に限定されず、平編、ゴム編、パール編などのよこ編、シングルトリコット編、シングルコード編、シングルアトラス編などのたて編、レース編などの編組織を用いることができる。例えば、図2(A)に示すような網目を有する一次編成体10とすることができる。また、一次編成体は一層でもよいし、編組織を接結した積層組織としてもよい。
無機繊維16と収縮繊維14との交撚糸12を編成して一次編成体10とした後、収縮繊維14を収縮させる。例えば、一次編成体10に熱処理を施して、交撚糸を好ましくは30%以上収縮させることにより、収縮繊維14の収縮力で編目から次の編目の接点までを強制的に収縮させることができる。収縮繊維14の収縮作用により、無機繊維16が不規則に変形されるとともに繊維間が緊密となる。例えば、金属繊維と収縮繊維からなる交撚糸で編成体とした場合、収縮繊維の収縮に伴い、それに巻き付いている金属繊維はほとんど収縮せずに隙間のある方向、すなわち異方向に動いて不規則に変形するものと考えられる。その結果、例えば図2(B)に示すように、隣接する編目同士の間隔が狭くなるとともに無機繊維16が不規則に変形した編成体(二次編成体)20が形成される。
収縮繊維14を収縮させて無機繊維16を不規則に変形させた後、収縮繊維14を除去する。溶解性収縮繊維である場合には、収縮により得られた二次編成体20に対し、収縮繊維14に応じた液体(沸騰水、有機溶媒等)を用いて溶解洗浄処理を行う。収縮繊維14が可燃性である場合は、燃焼によって除去してもよい。なお、いずれの方法にせよ、無機繊維16が、溶解、溶融、燃焼などのダメージを受けずに収縮繊維14だけを除去する手段を選択する。
また、積層された編成体を一体化することや、焼結加工により積層した編成体を接結することも好ましい。
例えば金属繊維に水溶性収縮繊維を撚り合わせて交撚糸とし、この交撚糸を用いて2層以上の多層の組織で編成した後、収縮繊維の収縮及び除去(熱水処理又は燃焼処理)により、金属繊維のみからなるより立体的な多層編成体を得ることができる。なお、多層組織としては、一対の外側編成層間に一層の内側編成層を接結した構成や、このような2層以上の基本構造をさらに積層することも可能であり、さらに外側編成層と内側編成層とを交互に積層することも好ましい。また、例えば、前記した方法により得られた編成体を2層以上積層して焼結させることにより接合させてもよい。
<実施例1>
−交撚糸の用意−
太さ0.06mm、耐熱最高温度1350℃の耐熱性ステンレス糸(カルタン社製、商品名:カルタンA)と、繊度84dtexの水溶性ビニロン高収縮糸(ニチビ社製、商品名:ソルブロンSHC)を撚り合わせた交撚糸を用意した。なお、水溶性ビニロン高収縮糸としては、70℃の熱水で65%以上の収縮を起させることができ、さらに沸騰水によって容易に溶解させることができるものを使用した。
この金属繊維と収縮繊維との交撚糸は、交撚糸を熱水処理によって30%以上の収縮力で収縮させるため、積極的に撚りをかけられるリング加撚機構の合撚糸機を使用して、耐熱性ステンレス糸1本と水溶性ビニロン高収縮糸3本を1mあたり541回の撚り数で撚り合わせた。
上記交撚糸を用い、編成組織として厚みを得るために両面編組織で編成した。無縫製横編機(島精機製作所社製、商品名:SWG−V)を使用し、金属繊維の編成に適した度目(40)及び編成速度(0.5m/分)に調整して編成した。収縮後の編目サイズを0.001以上0.5mm未満とするため、編成した編成体の針密度は1cm当たり2.4本とした。これにより、縦横500cm×100cm、厚さ2.5mmの一次編成体を得た。
小判型の容器内に約70℃の熱水を入れ、一次編成体を熱水中に10分間浸漬させることにより収縮させて図3に示すような編目構造を有する二次編成体を得た。続いて、100℃の沸騰水によって30分間浸漬させ、水溶性ビニロン高収縮糸を溶解させた。これにより、図4に示すように、ステンレス糸が不規則に変形した状態で編成されている三次編成体を得た。
非収縮繊維(ニチビ社製、商品名:ソルブロンSS)と耐熱性ステンレス糸との交撚糸を編成した後、非収縮性繊維を沸騰水によって除去した。これによりステンレス糸が規則的に編成された金属繊維編成体を得た。
実施例1で得た金属繊維編成体、市販のポリエステル不織布(日本バイリーン社製、商品名:フィレドルエアフィルタFR−580)、比較例1で得た金属繊維編成体を全て同じ厚さ(20.5mm)のフィルタとし、塗装ブースシミュレータから模擬的に塗料を噴霧して各フィルタによる塗料ミストの捕集効率を試験した。使用した塗料、塗布機器、吹き付け圧力などの条件は以下の通りである。
塗布機器:W−101−131G(アネスト岩田社製)
吹き付け圧力:0.25MPa
吐出量:2g/秒
吹き付け時間:50秒
第2フィルタと第3フィルタで捕集された塗料固形分質量から、次式によりミスト捕集効率の評価を行った。
EW=(1−W2/W1)×100(%)
EW:質量捕集効率(%)
W1:第2フィルタと第3フィルタで捕集したミスト固形分量の全質量(g)
W2:第2フィルタを通過して第3フィルタに捕集されたミスト固形分量の質量(g)
一方、比較例1の編成体についても、実施例1の編成体と同条件で再生処理及びミスト捕集効率の測定を行ったが、45%以下であり、フィルタとしての特性を維持することは難しいとわかった。
12 交撚糸
14 収縮繊維
16 金属繊維
20 二次編成体
30 三次編成体
Claims (11)
- 無機繊維が不規則に変形した状態で編成されていることを特徴とする編成体。
- 無機繊維と収縮繊維との交撚糸から編成されたものを用い、前記収縮繊維を収縮させたことにより前記無機繊維が不規則に変形した状態で編成されていることを特徴とする編成体。
- 前記収縮した収縮繊維が除去されていることを特徴とする請求項2に記載の編成体。
- 前記無機繊維が、金属系繊維、セラミック系繊維、シリカ系繊維、炭素系繊維及びこれらの複合繊維からなる群から選択される1種以上の繊維であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の編成体。
- 前記収縮繊維が、水溶性収縮繊維であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の編成体。
- 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の編成体が2層以上積層して接合されたものであることを特徴とする編成体。
- 無機繊維と収縮繊維との交撚糸を編成する工程と、
前記編成された交撚糸の前記収縮繊維を収縮させることにより前記無機繊維を不規則に変形させるとともに該無機繊維間を密にする工程と、
を含むことを特徴とする編成体の製造方法。 - 前記収縮させた収縮繊維を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の編成体の製造方法。
- 前記収縮繊維を収縮させる工程において、前記収縮繊維を加熱により収縮させることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の編成体の製造方法。
- 前記収縮繊維を除去する工程において、前記収縮繊維を溶解させて除去することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の編成体の製造方法。
- 請求項7〜請求項10のいずれか一項に記載の方法により得られた編成体を2層以上積層して焼結させることにより接合させる工程を含む編成体の製造方法。
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