JP2014109074A - 加湿器フィルター用立体編物 - Google Patents

Abstract

【課題】加湿フィルターの一部を水に浸した状態で加湿フィルターを回転させる等の、加湿フィルターに積極的に水分を供給する機構を不要とし、下に貯まった水分を立体編物の表裏２層の地組織と連結糸で高く吸上げて、高い蒸散性と低圧力損失で水分を気化することのできる加湿フィルター用立体編物の提供。
【解決手段】表裏２層のメッシュ編地を連結糸により連結した加湿フィルター用立体編物であって、該表裏２層のメッシュ編地の少なくとも一方のメッシュ編地を構成する繊維が、繊度２８０〜６００デシテックス、フィラメント数７２〜２００の仮撚糸から構成され、該連結糸の一部又は全部が、繊度７０〜３００デシテックス、フィラメント数３６〜２００の原糸又は仮撚糸から構成され、かつ、該立体編物の繊維の体積占有率が３〜１５％であることを特徴とする前記立体編物。
【選択図】なし

Description

本発明は、加湿器等の加湿フィルターとして好適に用いられる、水分吸上げ性及び蒸散性に優れた立体編物に関する。

表裏のメッシュ状の編地をマルチフィラメントからなる連結糸で連結し、多くの水分を繊維の表面や間隙に保持し、空気を通過させることにより水分を低圧力損失で蒸散させることのできる立体編物が、加湿フィルター等として用いられている。
以下の特許文献１には、間隔をあけて開口を有する２枚の編地を、マルチフィラメントからなる連結糸で連結し、連結繊維間で液体を保持させることで十分な液体保持量を確保でき、圧力損失が小さく、液体と空気などの気体との接触効率の高い立体編物が開示されている。特許文献１に開示の立体編物は、連結糸部分の液体保持量を増やす工夫により、連結糸部分に多くの水分を保持でき、かつ蒸散することができる。しかしながら、特許文献１に開示の立体編物は表裏２枚の編地自身の吸水及び蒸散性能については工夫がなされていないため、特に、下に貯まった水分を自然に吸上げて広い面積で直ちに蒸散する性能には劣るものであった。

また、以下の特許文献２には、少なくとも表裏２枚の繊維シート材と両シートを連結する繊維からなり表裏のシート間に空隙を有する立体編物であって、加湿能力に優れ、スケール析出時の性能変化が少なく、洗浄が容易な加湿エレメントが開示されている。特許文献２に開示の立体編物は、加湿特性を高めるために、連結糸に少なくとも１種類のマルチフィラメントを用いることで、繊維本数と表面積を増やし、連結毛細管現象により厚み方向への水供給を有利にし、通気抵抗の上昇を抑制しながら水分の保持と放散速度を高めている。しかしながら、特許文献２に開示の立体編物も特許文献１と同様に、表裏２枚の編地自身の吸水及び蒸散性能については工夫がなされておらず、下に貯まった水分を自然に吸上げて広い面積で直ちに蒸散する性能には劣るものであった。
特許文献２は、連結糸に太繊度のモノフィラメントと細繊度のマルチフィラメントを組合せ表裏面糸の開口率により、一般家庭水及び一般工業用水の無機塩類によるスケールや水垢を除去し易くした加湿エレメントであって、下に貯まった水分を自然に吸上げて広い面積で直ちに蒸散する性能には劣るものであった。

特開２００９−２８０９２７号公報 特開２０１０−２５５８９４号公報

本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解決し、加湿フィルターの一部を水に浸した状態で加湿フィルターを回転させる等の、加湿フィルターに積極的に水分を供給する機構を不要とし、下に貯まった水分を立体編物の表裏２層の地組織と連結糸で高く吸上げて、高い蒸散性と低圧力損失で水分を気化することのできる加湿フィルター用立体編物を提供することである。

本発明者らは、立体編物の表裏２層の地組織の構造に着目し、繊維形態、繊維の体積占有率及び仕上加工方法を鋭意検討した結果、地組織全面積中に占める繊維の繊度、フィラメント数、繊維の体積占有率を特定範囲とし、地組織と連結糸に導水性を向上させるための特殊な繊維束を形成することにより、地組織と連結糸による水の吸上げ性能を大幅に向上させ、高い蒸散性と低圧力損失で水を気化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、以下のとおりのものである。

［１］表裏２層のメッシュ編地を連結糸により連結した加湿フィルター用立体編物であって、該表裏２層のメッシュ編地の少なくとも一方のメッシュ編地を構成する繊維が、繊度２８０〜６００デシテックス、フィラメント数７２〜２００の仮撚糸から構成され、該連結糸の一部又は全部が、繊度７０〜３００デシテックス、フィラメント数３６〜２００の原糸又は仮撚糸から構成され、かつ、該立体編物の繊維の体積占有率が３〜１５％であることを特徴とする前記立体編物。

［２］圧力損失が２５Ｐａ以下である、前記［１］に記載の加湿フィルター用立体編物。

［３］前記表裏２層のメッシュ編地が同一形状であり、かつ、該表側のメッシュ編地と該裏側のメッシュ編地の相対位相が１／２ピッチずれている、前記［１］又は［２］に記載の加湿フィルター用立体編物。

［４］前記表裏２層のメッシュ編地を構成する繊維の繊度が互いに異なる、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の加湿フィルター用立体編物。

［５］前記［４］に記載の加湿フィルター用立体編物を２層以上積層して形成された加湿フィルター。

本発明に係る加湿フィルター用立体編物は、加湿フィルターの一部を水に浸した状態で加湿フィルターを回転させる等の、加湿フィルターに積極的に水分を供給する機構を不要とし、下に貯まった水分を立体編物の表裏２層の地組織と連結糸で高く吸上げて、高い蒸散性と低圧力損失で水分を気化することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の立体編物は、表裏２層の地組織とこれら２層の地組織を連結する連結糸によって形成される。
本発明においては、下に貯めた水に立体編物を略垂直に浸した際に、表裏の地組織によって水を吸上げる性能を高めるために、立体編物の表裏のメッシュ面を構成する繊維束と連結糸構成する繊維束が、一定の繊度太さとフィラメント数及び一定の繊維の体積占有率からなることが重要である。この表裏面を構成する繊維束と連結糸を構成する繊維束が多量の水分を吸上げ、地組織全体及び連結糸部分に水分供給する役割を果たす。

表裏のメッシュ編地において、地組織と連結糸が十分な水分量を保持するとともに、気体が地組織と連結糸を通過しやすく高い水分蒸散性を得るためには、表裏面を構成する繊度（及びフィラメント数）と連結糸を構成する繊度（及びフィラメント数）及び立体編物を構成する繊維の体積占有率が重要であり、表裏面の少なくとも一方を構成する繊維の繊度は、２８０〜６００デシテックス、フィラメント数７２〜２００フィラメントの仮撚糸から構成され、かつ、連結糸の一部又は全部が、繊度７０〜３００デシテックス、フィラメント数３６〜２００フィラメントの原糸又は仮撚糸から構成されることが必要である。表裏面を構成する繊維の繊度が６００デシテックス、フィラメント数２００フィラメントを超えると、表裏のメッシュ編地と連結糸のニードルループで形成された地組織が保持する水分量は増加するものの、表裏のメッシュ編地を形成する繊維束の内部を空気が通過し難くなるため水分蒸散し難く加湿性能が低下する。同様に連結糸を構成する繊維が３００デシテックス、フィラメント数２００フィラメントを超えると空気が繊維束の内部を通過し難くなり加湿性能が低下する。又、表裏面、連結糸を構成する繊維が上記の繊度を超えると圧力損失が大幅に向上する。他方、表裏面を構成する繊維束の繊度が２８０デシテックス、フィラメント数７２フィラメント未満の場合は、地組織内を空気が通過し易くなり、圧力損失は低下するものの、地組織全体で保持する水分量が少ないため加湿性能が低下する。同様に連結糸を構成する繊維束の繊度が７０デシテックス、フィラメント数３６フィラメント未満では同様に加湿性能は低下する。表裏面を構成する繊維は、好ましくは３５０〜５５０デシテックス、フィラメント数は１００〜１５０フィラメント、より好ましくは４５０〜５５０デシテックス、フィラメント数１００〜１２０フィラメント数である。連結糸を構成する繊維は、好ましくは１１０〜２２０デシテックス、フィラメント数７０〜１８０フィラメント、より好ましくは１２０〜２２０デシテックス、フィラメント数１００〜１６０フィラメントである。

表裏のメッシュの編地を構成する少なくとも一部の繊維束は、繊度２８０〜６００デシテックス、フィラメント数７２〜２００フィラメントの仮撚糸によってダブルデンビ組織で形成されていることで２ウエル構造を形成し、１束当たりの繊維束の繊度は１６８０〜３６００デシテックス、フィラメント数４３２〜１２００フィラメントの仮撚糸であることがさらに好ましい。

立体編物のメッシュを構成する繊維束と連結糸を構成する繊維束において、多くの水分を吸い上げると同時に、メッシュ開口部を空気が通過する際に多くの水分を蒸散させるために、立体編物を構成する繊維の体積占有率が重要であり、繊維の体積占有率は３〜１５％である。
メッシュを構成する繊維束と連結糸を構成する繊維束において、各フィラメント間に生じる毛細管の形成だけでなく多量の水分を保持できる適度な空間を形成するため、立体編物の繊維の体積占有率は、３〜１５％が必要である。繊維の体積占有率が１５％を超えると立体編物が保持する水分量は増加するものの、立体編物内を空気が通過し難くなるため水分蒸散し難く加湿性能が低下するとともに圧力損失が増加する。他方、繊維の体積占有率が３％以下の場合は立体編物内を空気が通過し易くなり水分蒸散効率は高まり、圧力損失が低下するが、立体編物が保持する水分量が少ないため加湿性能が低下する。繊維の体積占有率は、好ましくは４〜１０％であり、より好ましくは５〜８％である。

表裏のメッシュ編地のメッシュ形状は、略六角形、略四角形、略円形等任意の形状とすることができるが、加湿フィルターの形態安定性を良好にし、揉み洗い等の洗浄時の型崩れを防止する上で略六角形が好ましい。

立体編物のメッシュを構成する繊維束は、各フィラメントの間を適度な空隙を作る必要があり、このためメッシュを構成する繊維束は未加工糸よりも仮撚糸であることが好ましい。連結糸を構成する繊維束は、毛細管現象によって水分を保持する未加工糸であっても仮撚糸であってもよいが、仮撚糸の場合は多くの水分を保持しすぎて効率的な蒸散効果が得られにくい場合や、開繊しすぎて毛細管現象が働かない場合が生じるため、毛細管現象の働く未加工糸が好ましい。
又、立体編物のメッシュを構成する繊維束と連結糸を構成する繊維束は、フィラメントの間に適度な空隙を作る上で、フィラメントの断面は丸断面より異型断面であることが好ましい。異型断面の形状としては、Ｗ型、Ｌ型、扁平型、三角型等の任意の断面形状を用いることができる。

本発明の加湿フィルター用立体編物は、立体編物に積極的に水を供給することなく、下に貯めた水を自然に吸い上げて、立体編物の開口部に空気を通過させることにより加湿する加湿機等に用いる場合、更に良好な加湿性能を得るために、立体編物を積層することが好ましい。この際、表裏のメッシュを構成する編地の繊度が異なった立体編物を２層以上積層することにより、圧力損失の少ない加湿器フィルターとなる。すなわち、積層された立体編物の接し合う面の少なくとも一方の繊度を細くすることで、空気の通過を良好にし、加湿性能を落とすこと無く圧力損失を下げることができる。本発明の加湿フィルター用立体編物は、加湿性能を良好にし、加湿器を省エネ化する上で、立体編物の１枚での圧力損失が２５Ｐａ以下であることが好ましい。圧力損失が２５Ｐａを超えると加湿性能も低下し、加湿器の電力負担も大きくなる。

又、表裏のメッシュ編地を同一形成し、表側のメッシュと裏側のメッシュの相対位相を１/２ピッチずらすことにより、裏側のメッシュ編地と空気との接触量が増え効率的な蒸散効果が得られる加湿器フィルターとなる。
本発明の加湿器フィルター用立体編物の表裏のメッシュ編地及び連結糸に用いる繊維素材としては、任意の素材を用いることができるが、水分の蒸散性能を高めるためには、ポリエステル繊維やナイロン繊維等の公定水分率が５％以下の合成繊維を用いることが好ましく、より好ましくはポリエステル繊維である。

本発明の立体編物の厚みは３〜２０ｍｍであることが好ましい。厚みが３ｍｍ未満では連結糸による保水が不十分となり、２０ｍｍを超えると一定体積あたりに保持できる水分量が低下し、加湿性能が劣るものとなる。
本発明の立体編物は、生機が精練、吸水加工、ヒートセット等の工程を経て仕上げられるが、水を吸上げる性能を高めるためには、通常、繊維加工に用いられる吸水加工を行なうことが好ましい。又、仕上げセット時には、所望の効果を低下させない限り、通常、繊維加工に用いられる抗菌加工および防カビ加工を施すことが好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の各特性の評価及び測定は下記の方法で行った。
（１）繊維の体積占有率（％）
立体編物の単位体積あたりの繊維重量を測定し、単位体積当たりの繊維量体積を使用繊維の比重から換算して求めて、単位面積当たりの繊維の体積占有率を計算する。

（２）吸水量（ｇ／分）
立体編物から幅５ｃｍの×長さ２０ｃｍの短冊を切り出し、立体編物を長さ方向の一端で把持して垂直に垂らし、下端の２ｃｍを水に浸し、１分後に吸い上げた水の量を測定する。測定は３回行い平均値を求める。

（３）加湿量（ｇ／時間）
パナソニック製加湿機（ＦＥ−ＫＸＧ０７）の円筒フィルターを取り外し、送風路の中間部に送付路をタテ１２ｃｍ×ヨコ６０ｃｍの立体編物（１枚）で覆い、立体編物の下端がトレーの水に１ｃｍ浸かる状態となる様に、立体編物を取り付ける。該加湿器を天秤上に置き、温度２０℃、湿度３０％ＲＨの人口気候室の中で加湿器を１時間運転し、加湿器の重量減少（タンク内の水の減少量）を測定し、加湿量（ｇ）とする。測定は３回行い平均値を求める。

（４）圧力損失（Ｐａ）
内径１６０ｍｍ、長さ６００ｍｍの２本の円筒管の間に、直径１６０ｍｍの円の外周部分を樹脂で密閉した立体編物を１００角（１００ｍｍ×１００ｍｍの正四角形）の空隙で把持し、円筒管の片側から吸引ダクトにより風速１ｍ／秒の風速で吸引する際の、立体編物前後の円筒管の差圧（Ｐａ）を測定する。測定は３回行い平均値を求める。

［実施例１と実施例２］
６枚筬を装備し、釜間１０ｍｍの１８ゲージのダブルラッセル編機を用い、地組織を形成する筬（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６）にポリエステル仮撚糸５０１ｄｔｅｘ／１４４ｆを供給し、連結糸を形成する筬（Ｌ３、Ｌ４）のＬ３にポリエステルモノフィラメント２００ｄｔｅｘ／１ｆを供給し、Ｌ４にポリエステル原糸１６７ｄｔｅｘ／１４４ｆを供給して略六角形のメッシュ編地を形成し、実施例１では表裏の編地の相対位相が同ピッチの生機を得、実施例２では相対位相が１／２ピッチずれている生機を得た。各々生機を精練及び吸水仕上加工を施し、厚み７．７ｍｍの立体編物を得た。得られた立体編物の特性を以下の表１に示す。
実施例１及び実施例２で得られた立体編物は、加湿性能に優れ、圧力損失の少ない加湿フィルター用立体編物として良好な特性を示した。

［実施例３］
地組織を形成する筬（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６）に供給する繊維として、ポリエステル仮撚糸３３４ｄｔｅｘ／９６ｆを供給し、連結糸を形成する筬（Ｌ４）にポリエステル原糸１１０ｄｔｅｘ／９６ｆを供給した以外は、実施例１及び実施例２と同様にして、略六角形のメッシュ編地を形成し相対位相が１／２ピッチずれている生機を得た。得られた生機を精練及び吸水仕上加工を施し、厚み８．１ｍｍの立体編物を得た。得られた立体編物の特性を以下の表１に示す。
実施例３で得られた立体編物は、加湿性能に優れ、圧力損失の少ない加湿フィルター用立体編物として良好な特性を示した。

［実施例４］
表側の地組織を形成する筬（Ｌ１、Ｌ２）に供給する繊維として、ポリエステル仮撚糸５０１ｄｔｅｘ／１４４ｆを供給し、裏側の地組織を形成する筬（Ｌ５、Ｌ６）に供給する繊維として、ポリエステル仮撚糸１６７ｄｔｅｘ／４８ｆを供給し、連結糸を形成する筬（Ｌ４）にポリエステル原糸１６７ｄｔｅｘ１４４ｆ供給した以外は、実施例１及び実施例２と同様にして、略六角形のメッシュ編地を形成し相対位相が１／２ピッチずれている生機を得た。得られた生機を精練及び吸水仕上加工を施し、厚み７．４ｍｍの立体編物を得た。得られた立体編物の特性を以下の表１に示す。
実施例４で得られた立体編物は、加湿性能に優れ、圧力損失の少ない加湿フィルター用立体編物として良好な特性を示した。特に２枚積層した際に圧力損失が低下するものが得られた。

［比較例１］
地組織を形成する筬（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６）に供給する繊維として、ポリエステル仮撚糸２５０ｄｔｅｘ／４８ｆを供給し、連結糸を形成する筬（Ｌ４）にポリエステル原糸１１０ｄｔｅｘ／９６ｆを供給した以外は、実施例１及び実施例２と同様にして、略六角形のメッシュ編地を形成し相対位相が同ピッチの生機を得た。得られた生機を精練及び吸水仕上加工を施し、厚み５．１ｍｍの立体編物を得た。得られた立体編物の特性を以下の表１に示す。
比較例１で得られた立体編物は、加湿性能に劣り、圧力損失の大きい加湿フィルター用立体編物であった。

［比較例２］
連結糸を形成する筬（Ｌ４）にポリエステル仮撚糸５６ｄｔｅｘ／２４ｆを供給した以外は、実施例１及び実施例２と同様にして、略六角形のメッシュ編地を形成し相対位相が同ピッチの生機を得た。得られた生機を精練及び吸水仕上加工を施し、厚み９．５ｍｍの立体編物を得た。得られた立体編物の特性を以下の表１に示す。
比較例２で得られた立体編物は、加湿性能に劣った加湿フィルター用立体編物であった。

［比較例３］
地組織を形成する筬（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６）に供給する繊維として、ポリエステル仮撚糸６６８ｄｔｅｘ／２８８ｆを供給し、連結糸を形成する筬（Ｌ４）にポリエステル原糸２５２ｄｔｅｘ／２１６ｆを供給した以外は、実施例１及び実施例２と同様にして、略六角形のメッシュ編地を形成し相対位相が同ピッチの生機を得た。得られた生機を精練及び吸水仕上加工を施し、厚み５．５ｍｍの立体編物を得た。得られた立体編物の特性を以下の表１に示す。
比較例３で得られた立体編物は、加湿性能に劣り、圧力損失の大きい加湿フィルター用立体編物であった。

本発明の加湿フィルター用立体編物は、加湿フィルターに積極的に水分を供給する機構を不要とし、下に貯まった水分を立体編物の表裏２層の地組織で高く吸上げて、高い蒸散性と低圧力損失で水分を気化することのできる加湿フィルター用として好適に用いられる。

Claims (5)

1. 表裏２層のメッシュ編地を連結糸により連結した加湿フィルター用立体編物であって、該表裏２層のメッシュ編地の少なくとも一方のメッシュ編地を構成する繊維が、繊度２８０〜６００デシテックス、フィラメント数７２〜２００の仮撚糸から構成され、該連結糸の一部又は全部が、繊度７０〜３００デシテックス、フィラメント数３６〜２００の原糸又は仮撚糸から構成され、かつ、該立体編物の繊維の体積占有率が３〜１５％であることを特徴とする前記立体編物。
2. 圧力損失が２５Ｐａ以下である、請求項１に記載の加湿フィルター用立体編物。
3. 前記表裏２層のメッシュ編地が同一形状であり、かつ、該表側のメッシュ編地と該裏側のメッシュ編地の相対位相が１／２ピッチずれている、請求項１又は２に記載の加湿フィルター用立体編物。
4. 前記表裏２層のメッシュ編地を構成する繊維の繊度が互いに異なる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿フィルター用立体編物。
5. 請求項４に記載の加湿フィルター用立体編物を２層以上積層して形成された加湿フィルター。