JP4998938B2 - Copier toner filter - Google Patents
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Description
本発明は、据付面積が少なく、ロングライフのエアーフィルターに関するもので、さらに詳しく言えば、難燃性があり、低圧損、高効率かつ経済的で長期間の使用に耐える複写機トナー用フィルターに関するものである。 The present invention relates to an air filter having a small installation area and a long life. More specifically, the present invention relates to a filter for a copier toner that is flame retardant, has low pressure loss, is highly efficient, economical, and can withstand long-term use. Is.
近年、事務所などの空気環境は、タバコの分煙化、禁煙部屋の増加などで、きれいになってきている反面、事務所で使用される複写機からのトナーの流出が問題視される傾向にある。このため、複写機からの流出粒子への対策として、流出粒子の発生源であるトナーの流出防止用のフィルターとして各種の文献があるが、難燃性、低圧損、高効率、ロングライフおよびコストなどのすべての項目を満足するものはない。 In recent years, the air environment in offices has become more and more clean due to the smoking of cigarettes and the increase in non-smoking rooms. On the other hand, the outflow of toner from copiers used in offices tends to be regarded as a problem. . For this reason, as countermeasures against spilled particles from copiers, there are various documents as filters for preventing spillage of toner that is the source of spilled particles, but flame retardancy, low pressure loss, high efficiency, long life, and cost There is nothing that satisfies all the items.
特許文献1には、トナー微粒子の複写機からの流出を防ぐ目的で、延伸多孔質PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)膜のフィルター材を使用しているが、延伸多孔質PTFE膜はトナーなどの微粒子を効率良く除去できる半面、非常に高価なフィルターであるという欠点を有している。
特許文献2には、エレクトレット不織布濾材とガラス繊維濾材からなる2層のトナー像の定着器のフィルターが開示されているが、ガラス繊維は濾材生産時の破砕ガラス繊維の飛散という環境問題があるので好ましくない。また、エレクトレット不織布濾材の開示はあるものの、その材質、難燃性などに関しては全く開示されていない。
Patent Document 2 discloses a two-layer toner image fixing device filter composed of an electret nonwoven filter medium and a glass fiber filter medium. However, since glass fiber has an environmental problem of scattering of crushed glass fibers during production of the filter medium. It is not preferable. Moreover, although there is disclosure of the electret non-woven filter medium, the material, flame retardancy and the like are not disclosed at all.
本発明は、トナーダスト保持容量が高い、すなわちロングライフで、捕集効率が高く、さらに必要に応じて難燃性を備えた複写機トナー用フィルターを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner filter for a copying machine having a high toner dust holding capacity, that is, a long life, a high collection efficiency, and a flame retardancy if necessary.
本発明は、繊維長さ1〜10mmで、分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる合成繊維を主体とし、エアレイド法で形成されたウェブ層A(以下「A層」ともいう)と、繊維長さ1〜10mmのポリエステル系熱接着性複合繊維を主体とし、エアレイド法で形成されたウェブ層B(以下「B層」ともいう)より構成され、各層A,Bの繊維の一部または全部が熱溶融接着し一体化したエアレイド不織布よりなること特徴とする複写機トナー用フィルターに関する。 The present invention is a web layer A (hereinafter also referred to as “A layer”) formed by an airlaid method mainly composed of a synthetic fiber made of a thermoplastic polymer having a fiber length of 1 to 10 mm and having no hydrophilic group in the molecular structure. And a web layer B (hereinafter also referred to as “B layer”) formed mainly by a polyester-based thermoadhesive conjugate fiber having a fiber length of 1 to 10 mm and formed by an airlaid method. The present invention relates to a copier toner filter, characterized in that it is made of an airlaid nonwoven fabric, part or all of which are bonded by hot-melt bonding.
ここで、A層に使用される分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンおよびこれらの変性体の群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
また、A層およびB層を構成する繊維は、その一部または全てが、非ハロゲン系難燃剤を練り込んだ難燃性繊維であることが好ましい。
さらに、上記フィルターは、プリーツ加工され、その周辺部が該フィルターの枠体となる成形樹脂プレートと熱溶融接着していることが好ましい。
また、本発明では、上記エアレイド不織布の一部または全てがエレクトレット化されていることが好ましい。
さらに、成形樹脂プレートとの接着面は、B層側であることが好ましい。
上記成形樹脂プレートは、ABS樹脂であることが好ましい。
Here, the thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure used in the A layer is selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and modified products thereof. And at least one of them.
Moreover, it is preferable that the fiber which comprises A layer and B layer is the flame retardant fiber which the one part or all kneaded the non-halogen-type flame retardant.
Furthermore, it is preferable that the filter is pleated and the peripheral portion thereof is heat-melt bonded to a molded resin plate that becomes a frame of the filter.
Moreover, in this invention, it is preferable that a part or all of the said air-laid nonwoven fabric is electretized.
Furthermore, the adhesive surface with the molded resin plate is preferably on the B layer side.
The molded resin plate is preferably an ABS resin.
本発明の複写機トナー用フィルターは、繊維長さ1〜10mmで、分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる合成繊維を主体とし、エアレイド法で形成されたウェブ層Aと、繊維長さ1〜10mmのポリエステル系熱接着性複合繊維を主体とし、エアレイド法で形成されたウェブ層Bより構成され、各層A,Bの繊維の一部または全部が熱溶融接着し一体化したエアレイド不織布よりなる複写機トナー用フィルターであるので、次に示す作用効果が期待できる。
The filter for a copying machine toner of the present invention has a
すなわち、上記不織布を構成する合成繊維の多くが熱溶融接着しているため、繊維の自由度が少なくなり、硬さを有するため、プリーツ加工が可能になる。
また、本発明に用いられるエアレイド不織布は、エレクトレット化されている場合、微粒子に対して低圧損で高効率のフィルターになる。
さらに、本発明に用いられるエアレイドA,B層は、それぞれ、1層または2層以上から構成できるので、密度勾配を有するエアレイド不織布を製造すれば、ロングライフのフィルターになり得る。
さらに、本発明のフィルターの片側は、B層であるポリエステル系熱接着性複合繊維層から構成されているので、該フィルターの枠体となるABS樹脂などの成形樹脂プレートに対しての接着性に優れる。
さらに、繊維の一部または全てに非ハロゲン系難燃剤を練り込んでも良く、この場合、難燃性があり、さらに高温で燃焼しても、ダイオキシンが発生しないフィルターになり得る。
さらに、本発明の使用繊維は、PTFEなどに比べて安価である。
That is, since many of the synthetic fibers constituting the nonwoven fabric are heat-melted and bonded, the degree of freedom of the fibers is reduced and the fibers have hardness, so that pleating can be performed.
In addition, when the airlaid nonwoven fabric used in the present invention is electretized, it becomes a highly efficient filter with low-pressure loss against fine particles.
Furthermore, since the airlaid A and B layers used in the present invention can be composed of one layer or two or more layers, respectively, if an airlaid nonwoven fabric having a density gradient is manufactured, it can be a long-life filter.
Furthermore, since one side of the filter of the present invention is composed of a polyester-based heat-adhesive composite fiber layer that is a B layer, it has excellent adhesion to a molded resin plate such as an ABS resin that serves as a frame of the filter. Excellent.
Furthermore, a non-halogen flame retardant may be incorporated into some or all of the fibers. In this case, the filter is flame retardant and can be a filter that does not generate dioxins even when burned at a high temperature.
Furthermore, the used fiber of the present invention is less expensive than PTFE or the like.
エアレイド不織布
本発明に用いられるエアレイド不織布は、エアレイド不織布製造法によって形成する。すなわち、多孔質ネットコンベアー上に位置する単台または多数台の噴き出し部から、分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる繊維長1〜10mmの複合繊維を噴出しネットコンベアー下面に配置した空気サクション部で吸引しながらネットコンベアー上にウェブ層Aを形成させ、次いで、同様に、ウェブ層Bを形成させる。この際、合成繊維の構成を変えた二層を順次噴出させ、積層ウェブを作製する。その後、熱オーブンによりA層およびB層の繊維の一部または全部を熱溶融接着して一体化させる。ここで、熱溶融接着としては、繊維間で融点が5℃以上異なれば、生産時に融着不良などのトラブルを生じ易いので、不織布を形成する繊維は、接着成分として同一材料の複合繊維が好ましい。例えば、A層として鞘/芯の成分がポリエチレン/ポリプロピレン系の複合繊維を使用した場合、B層のポリエステル系熱接着性複合繊維として、鞘の成分がポリエチレンの135℃の融点に近い変性ポリエチレン/ポリエステル系、またはポリエチレン/ポリエステル系の複合繊維を使用するのが好ましい。
Airlaid nonwoven fabric The airlaid nonwoven fabric used in the present invention is formed by an airlaid nonwoven fabric manufacturing method. That is, a composite fiber having a fiber length of 1 to 10 mm made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure is arranged on the lower surface of the jet net conveyor from a single jet unit or a plurality of jet parts located on the porous net conveyor. The web layer A is formed on the net conveyor while being sucked by the air suction section, and then the web layer B is formed in the same manner. At this time, two layers with different synthetic fiber configurations are sequentially ejected to produce a laminated web. Thereafter, some or all of the fibers of the A layer and the B layer are fused by heat melting and integrated with a heat oven. Here, as hot melt bonding, if the melting point differs between fibers by 5 ° C. or more, troubles such as poor fusion are likely to occur during production. Therefore, the fiber forming the nonwoven fabric is preferably a composite fiber of the same material as an adhesive component. . For example, when a composite fiber having a sheath / core component of polyethylene / polypropylene is used as the A layer, a modified polyethylene / polyester-based thermoadhesive conjugate fiber of the B layer has a sheath component close to the melting point of 135 ° C. of polyethylene. Polyester or polyethylene / polyester composite fibers are preferably used.
このとき、好ましくは、上層側(流体流入側)より下層側(流体流出側)にかけて、太い繊維の層から細い繊維の層となるように順次積層し、この積層された繊維層を熱オーブンに搬入し、熱風で繊維間を結合し不織布として一体化させる。
繊維量、噴き出し条件、空気サクション条件、熱風条件などによって所定の密度、厚さに仕上げて本発明に用いられるエアレイド不織布を得ることができる。熱オーブンにより熱溶融接着する際の温度は、用いる分子構造に親水基を有しない熱可塑性ポリマーからなる複合繊維やポリエステル系熱接着性複合繊維の種類や、全体の目付により適宜選択されるが、通常、120〜200℃、さらに好ましくは130〜170℃である。
At this time, preferably, the thick fiber layer is sequentially laminated from the upper layer side (fluid inflow side) to the lower layer side (fluid outflow side), and the laminated fiber layer is placed in a heat oven. Bring it in and combine the fibers with hot air to integrate them as a nonwoven fabric.
The air-laid nonwoven fabric used in the present invention can be obtained by finishing to a predetermined density and thickness according to the amount of fibers, ejection conditions, air suction conditions, hot air conditions, and the like. The temperature at the time of heat-melt bonding with a heat oven is appropriately selected depending on the type of composite fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure to be used or the polyester-based heat-adhesive composite fiber, and the overall basis weight, Usually, it is 120-200 degreeC, More preferably, it is 130-170 degreeC.
従来から知られている一般的な乾式不織布製造法、つまり短繊維のカーディング法、あるいは連続繊維のスパンボンド法などによる場合、層を構成する繊維はほぼ面状に配列していて、厚さ方向に配向させることは困難である。従って、本発明が意図するエアーフィルターに使用した場合、圧力損失が高いという欠点を有する。ニードルパンチやスパンレースのような機械的繊維交絡の方法を加えれば比較的に厚さ方向へ繊維を並び変えることができるものの、ニードルまたはスパンレースの水スジによる貫通孔が残るために微細なダストの捕捉作用に欠けるものとなってしまう。 In the case of a conventional dry nonwoven fabric manufacturing method known in the past, that is, a short fiber carding method or a continuous fiber spunbond method, the fibers constituting the layer are arranged in a substantially planar shape and have a thickness. It is difficult to orient in the direction. Therefore, when it uses for the air filter which this invention intends, it has the fault that a pressure loss is high. By adding mechanical fiber entanglement methods such as needle punching and spunlace, the fibers can be rearranged relatively in the thickness direction, but fine dust is generated because the through-holes due to water streaks in the needle or spunlace remain. It will be lacking in the trapping action.
これに対し、本発明のエアーフィルターに用いられる不織布は、短い繊維を使用したエアレイド不織布製造法によるものなので、繊維は厚さ方向に配列しやすく、かつ層間において異なる繊維径の繊維どうしの混じり合いも生じ、繊維層間の繊維径勾配は比較的連続傾斜になる。
従って、圧力損失が小さく、目詰まりも少なくなってライフ(ろ過可能時間)が長くなるうえ、圧損上昇が少ないという大きな特徴を有する。また、このような短繊維を原料繊維とするエアレイド不織布製造法によれば、極めて地合いの良好な、つまり均一性の良好なフィルターが得られるという大きな特徴を有する。均一性は、本発明が意図するエアーフィルターの用途において極めて重要であり、上記した既存の乾式不織布では得られ難い。
In contrast, the non-woven fabric used in the air filter of the present invention is based on the air-laid non-woven fabric manufacturing method using short fibers, so that the fibers are easily arranged in the thickness direction, and fibers of different fiber diameters are mixed between the layers. The fiber diameter gradient between the fiber layers is relatively continuous.
Accordingly, the pressure loss is small, clogging is reduced, the life (filterable time) is increased, and the increase in pressure loss is small. In addition, according to the airlaid nonwoven fabric manufacturing method using such short fibers as raw fibers, it has a great feature that a filter with extremely good texture, that is, good uniformity can be obtained. Uniformity is extremely important in the application of the air filter intended by the present invention, and is difficult to obtain with the above-described existing dry nonwoven fabric.
さらに、ニードルを使用していないので、ニードル跡による性能低下の問題も解消される。また、ケミカルバインダーを使用していないので、皮膜形成による圧力損失アップや捕集効率ダウンの弊害が無く、環境汚染の恐れもない。 Furthermore, since no needle is used, the problem of performance degradation due to needle marks is also eliminated. In addition, since no chemical binder is used, there is no adverse effect of pressure loss and collection efficiency due to film formation, and there is no fear of environmental pollution.
本発明に使用する繊維は、A層、B層とも、繊維長1〜10mmである。10mmを超える繊維を使用すると、不織布としての均一性が得られ難いばかりか、生産性が低下し、好ましくない。一方、1mm未満では不織布の強度低下を生じるばかりか、脱落繊維が発生し易くなり好ましくない。好ましくは2〜7mm、さらに好ましくは3〜5mmである。 The fibers used in the present invention have a fiber length of 1 to 10 mm for both the A layer and the B layer. If fibers exceeding 10 mm are used, it is not only difficult to obtain uniformity as a non-woven fabric, but productivity is lowered, which is not preferable. On the other hand, when the thickness is less than 1 mm, not only the strength of the nonwoven fabric is lowered, but also the falling fibers are easily generated, which is not preferable. Preferably it is 2-7 mm, More preferably, it is 3-5 mm.
本発明のエアレイド不織布のA層を主として構成する分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる熱接着性複合繊維は、分子構造に親水性を有しない、すなわち非親水性で、好ましくはさらに耐化学薬品性、耐熱性、耐久性、強度、硬さなどの特性に優れる熱可塑性ポリマーからなる。ここで、分子構造に親水基を有しない熱可塑性ポリマーを使用する目的の一つは、帯電性の付与にある。すなわち、親水基を有さない熱可塑性ポリマーは、帯電しやすく、微粒子が静電気吸着で繊維の表面で長く高捕集が可能である効果を狙ったものである。
このような分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの含ハロゲン系高分子および/またはこれらの変性体などが挙げられるが、コストパフォーマンスの観点から、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系が好ましい。ここで、変性体としては、融点、溶融時の粘度、他の繊維への接着力、エレクトレット効果などをコントロールする目的で、第3成分添加、共重合などの公知の手段が適用できる。
これらの非親水性熱可塑性合成ポリマーは、1種単独で使用することも、また2種以上を併用することもできる。
The thermoadhesive conjugate fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure mainly constituting the layer A of the airlaid nonwoven fabric of the present invention has no hydrophilicity in the molecular structure, that is, is non-hydrophilic, preferably Further, it is made of a thermoplastic polymer having excellent properties such as chemical resistance, heat resistance, durability, strength and hardness. Here, one of the purposes of using a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure is to impart chargeability. That is, a thermoplastic polymer having no hydrophilic group is intended to be easily charged, and has the effect that fine particles can be collected on the surface of the fiber for a long time by electrostatic adsorption.
Examples of the thermoplastic polymer having no hydrophilic group in its molecular structure include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, halogen-containing polymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride, and polyvinylidene chloride, and / or Alternatively, modified products thereof may be mentioned, but from the viewpoint of cost performance, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable. Here, as the modified body, known means such as addition of a third component and copolymerization can be applied for the purpose of controlling the melting point, the viscosity at the time of melting, the adhesion to other fibers, the electret effect, and the like.
These non-hydrophilic thermoplastic synthetic polymers can be used alone or in combination of two or more.
また、本発明のエアレイド不織布のA層を構成する分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる熱接着性複合繊維は、融点が異なる2以上の成分からなる複合構造の熱接着性短繊維を主成分とすることが好ましい。
この場合、好ましくは、上記の熱接着性短繊維としては、ポリプロピレンとポリエチレン、ポリプロピレンと変性ポリエチレン、またはポリプロピレンと変性ポリプロピレンからなり、サイドバイサイド型、または芯鞘型の複合短繊維である。この場合、変性体は異性体であっても良い。
A層における全繊維中に占める上記分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる熱接着性複合繊維の比率は、通常、30重量%以上、好ましくは50〜100重量%、さらに好ましくは70〜100重量%である。30重量%未満の場合、脱落繊維が発生し易く、フィルターとして適さなくなる。
Further, the thermoadhesive conjugate fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure constituting the layer A of the airlaid nonwoven fabric of the present invention has a short thermoadhesiveness of a composite structure comprising two or more components having different melting points. It is preferable that fiber is a main component.
In this case, preferably, the above-mentioned heat-adhesive short fibers are composed of polypropylene and polyethylene, polypropylene and modified polyethylene, or polypropylene and modified polypropylene, and are side-by-side type or core-sheath type composite short fibers. In this case, the modified product may be an isomer.
The ratio of the heat-adhesive conjugate fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure in all the fibers in the layer A is usually 30% by weight or more, preferably 50 to 100% by weight, more preferably 70 to 100% by weight. When the amount is less than 30% by weight, dropped fibers are likely to be generated and become unsuitable as a filter.
上記A層には、分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる熱接着性複合繊維のほかに、必要に応じて種々の機能を持たせるため、難燃剤、防菌剤、撥水剤などが含まれていても良い。
この場合、上記分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーの混合割合は、目的に応じて、5重量%以上混合しても良い。5重量%未満であると、その効果が出ないし、コストが合えば、100重量%でも構わない
なお、上記A層を構成する繊維の単糸繊度は、通常、1.0〜10dtex、好ましくは1.5〜6.6dtexである。また、A層の目付は、通常、30〜200g/m2、好ましくは100〜150g/m2である。
In addition to the thermoadhesive conjugate fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure, the A layer has various functions as necessary. An agent or the like may be included.
In this case, the mixing ratio of the thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure may be 5% by weight or more depending on the purpose. If it is less than 5% by weight, the effect does not appear, and if the cost is good, it may be 100% by weight. The single yarn fineness of the fibers constituting the A layer is usually 1.0 to 10 dtex, preferably 1.5 to 6.6 dtex. Moreover, the fabric weight of A layer is 30-200 g / m < 2 > normally, Preferably it is 100-150 g / m < 2 >.
一方、B層の作用効果は、トナーのケース材(フィルターの枠体)との接着性を狙うもので、ケース材との親和性が重要である。
エアレイド不織布のB層に使用されるポリエステル系熱接着性複合繊維とは、芯/鞘型やサイドバイサイド型の複合繊維が好的である。この場合、芯成分あるいは繊維内部を構成するポリマーとしては、鞘より高融点であり、熱接着処理温度で変質しないポリマーが好ましい。このようなポリマーとしては、脂肪酸ジオール単位と、芳香族ジカルボン酸単位から主としてなるポリアルキレンアリレートが挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどである。後述するように、B層を構成するポリエステル系熱接着性複合繊維は、ABS樹脂などの成形樹脂との接着性に優れるが、このようなポリエステル系熱接着性複合繊維としては、芯鞘型複合繊維が好適である。例えば、芯部/鞘部が、PET/共重合PET、PET/PE,PET/PPなどが挙げられる。これらは、単独でも2種類以上の併用でもよく、必要に応じて共重合成分を含んでもよい。また、本発明の作用・効果を阻害しない範囲で変性されてもよい。
On the other hand, the effect of the B layer aims at adhesion of the toner to the case material (filter frame), and the affinity with the case material is important.
The polyester-based heat-adhesive conjugate fiber used for the B layer of the airlaid nonwoven fabric is preferably a core / sheath type or side-by-side type conjugate fiber. In this case, the polymer constituting the core component or the inside of the fiber is preferably a polymer having a melting point higher than that of the sheath and not denatured at the heat bonding temperature. Examples of such a polymer include polyalkylene arylates mainly composed of fatty acid diol units and aromatic dicarboxylic acid units. For example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene naphthalate and the like. As will be described later, the polyester-based heat-adhesive conjugate fiber constituting the B layer is excellent in adhesiveness with a molding resin such as an ABS resin. Fiber is preferred. For example, the core / sheath may be PET / copolymerized PET, PET / PE, PET / PP, or the like. These may be used singly or in combination of two or more, and may contain a copolymer component as necessary. Moreover, you may denature | modify in the range which does not inhibit the effect | action and effect of this invention.
上記B層には、ポリエステル系熱接着性複合繊維のほかに、必要に応じて種々の機能を持たせるため、難燃剤、防菌剤、撥水剤などが含まれていても良い。
この場合、ポリエステル系熱接着性複合繊維の混合割合は、目的に応じて、5重量%以上混合しても良い。5重量%未満であると、その効果が出ないし、コストが合えば、100重量%でも構わない。
In addition to the polyester-based heat-adhesive conjugate fiber, the B layer may contain a flame retardant, a fungicide, a water repellent and the like in order to have various functions as necessary.
In this case, the mixing ratio of the polyester-based heat-adhesive conjugate fiber may be 5% by weight or more depending on the purpose. If it is less than 5% by weight, the effect is not obtained, and if the cost is suitable, 100% by weight may be used.
なお、上記B層を構成する繊維の単糸繊度は、通常、1.0〜10dtex、好ましくは1.5〜6.6dtexである。また、B層の目付は、通常、20〜50g/m2、好ましくは20〜30g/m2である。 In addition, the single yarn fineness of the fiber which comprises the said B layer is 1.0-10 dtex normally, Preferably it is 1.5-6.6 dtex. Moreover, the fabric weight of B layer is 20-50 g / m < 2 > normally, Preferably it is 20-30 g / m < 2 >.
さらに、上記A層およびB層よりなるエアレイド不織布は、空気流出側の最下層を細い繊維層とし、空気流入側の上層に向かって順次太い繊維層になるように密度勾配を持たせて積層したものが好ましい。
ただし、B層は、前述したようにケース材(フィルターの枠体)との接着性をアップし、フィルター機能はさほど重要でないので、必ずしも上層より細くする必要はない。
Further, the air-laid nonwoven fabric composed of the A layer and the B layer was laminated with a density gradient so that the lowermost layer on the air outflow side was a thin fiber layer and gradually became a thick fiber layer toward the upper layer on the air inflow side. Those are preferred.
However, the layer B improves the adhesion with the case material (filter frame) as described above, and the filter function is not so important, so it does not necessarily need to be thinner than the upper layer.
さらに、A層およびB層より構成されるエアレイド不織布は、二層以上でもよく、この場合、A層は少なくとの2層以上、B層は少なくとも1層以上である。また、上記エアレイド不織布全体では、厚さが0.5〜2.0mm、好ましくは1.0〜1.5mm、目付が80〜200g/m2、好ましくは100〜150g/m2である。 Further, the air-laid nonwoven fabric composed of the A layer and the B layer may be two or more layers. In this case, the A layer is at least two layers and the B layer is at least one layer. Further, the entire air laid nonwoven fabric has a thickness of 0.5 to 2.0 mm, preferably 1.0 to 1.5 mm, and a basis weight of 80 to 200 g / m 2 , preferably 100 to 150 g / m 2 .
次に、A層およびB層を構成する繊維に練り込まれることのある非ハロゲン系の難燃剤としては、リン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート(TCP)、トリエチルホスフェート(TEP)、クレジルフェニルホスフェート(CCP)、キシレニルジフェニルホスフェート(XDP)、酸性リン酸エステル、含窒素リン化合物、HALSなどがあるが、非ハロゲンで実質的に難燃効果を発揮するものであれば、これらに限定されるものではない。これらの難燃剤は単独、あるいは組み合わせて使用することができる。難燃効果は、フィルターが燃焼したとき、繊維の表面が溶融し、中の難燃剤が揮散して難燃性を挙げることが期待できるものである。 Next, non-halogen flame retardants that may be kneaded into the fibers constituting the A layer and B layer include ammonium phosphate, tricresyl phosphate (TCP), triethyl phosphate (TEP), cresyl phenyl phosphate. (CCP), xylenyl diphenyl phosphate (XDP), acidic phosphate ester, nitrogen-containing phosphorus compound, HALS, etc., but are not limited to these as long as they are non-halogen and exhibit a substantially flame-retardant effect. It is not something. These flame retardants can be used alone or in combination. When the filter burns, the flame retardant effect can be expected to melt the surface of the fiber and volatilize the flame retardant contained therein to increase flame retardancy.
これらの非ハロゲン系の難燃剤を繊維に練り込む目的は、エレクトレット加工時に、従来の難燃剤を浸漬またはスプレー方式で繊維の表面に付着させたフィルターは、エレクトレット加工の効果が十分出ないためである。
コスト的な観点から、A層またはB層に難燃剤を全ての層に練り込む必要はなく、その場合、非難燃性の混紡率はA層およびB層全体の20重量%以内にすれば、UL燃焼試験でのHF−2のレベルが維持することができる。
The purpose of kneading these non-halogen flame retardants into the fiber is that the filter with a conventional flame retardant adhering to the fiber surface by dipping or spraying at the time of electret processing is not sufficient for electret processing. is there.
From the viewpoint of cost, it is not necessary to incorporate a flame retardant into all layers in the A layer or the B layer. In that case, if the non-flame retardant blending rate is within 20% by weight of the entire A layer and B layer, The level of HF-2 in the UL combustion test can be maintained.
さらに、本発明のフィルターは、本発明の作用・効果を阻害しない範囲で抗菌、撥水性、その他の機能を有する繊維などを含んでいても良い。 Furthermore, the filter of the present invention may contain fibers having antibacterial properties, water repellency, and other functions as long as the functions and effects of the present invention are not impaired.
本発明のフィルターは、プリーツ加工したのち、複写機トナー用濾過機器に組み込むため、該フィルターを、該フィルターの枠体となる樹脂プレートとインサート射出成形法により一体成形される。このときのインサート射出成形では、成形時の溶融樹脂との熱接着性が求められる場合がある。成形樹脂がポリオレフィンでない場合、特にABS樹脂の場合には、B層を構成するポリエステル系熱接着性複合繊維が該ABS樹脂に対して高接着性が得られるので好適である。この場合、接触面、つまり片面にのみ上記ポリエステル系熱接着性複合繊維を適用するのが良い。 Since the filter of the present invention is pleated and then incorporated into a copying machine toner filtration device, the filter is integrally formed with a resin plate as a frame of the filter by an insert injection molding method. In the insert injection molding at this time, thermal adhesiveness with the molten resin at the time of molding may be required. In the case where the molding resin is not a polyolefin, particularly in the case of an ABS resin, the polyester-based heat-adhesive conjugate fiber constituting the B layer is suitable because high adhesion to the ABS resin can be obtained. In this case, it is good to apply the said polyester-type heat-adhesive conjugate fiber only to a contact surface, ie, one side.
本発明のプリーツ加工は、レシプロまたは、ロータリープリーツ機械で、5mm高さ以上のヒダを形成させた後、100℃以下、好ましくは60〜90℃に加熱した熱板上に送り込み、プリーツの形成のクセ付けを行うものである。
次いで、プリーツ加工品を横型射出樹脂成形機に挿入し、プリーツ品の周辺を樹脂で覆いプリーツ複写機トナー用フィルターを得る。
In the pleating process of the present invention, a pleat having a height of 5 mm or more is formed by a reciprocating or rotary pleating machine, and then fed onto a hot plate heated to 100 ° C. or less, preferably 60 to 90 ° C. It is a habit.
Next, the processed pleated product is inserted into a horizontal injection resin molding machine, and the periphery of the pleated product is covered with resin to obtain a filter for a pleated copying machine toner.
以上の本発明に用いられるエアレイド不織布は、好ましくはエレクトレット加工を施すことにより、本発明のエアーフィルターとして用いられる。
ここで、エレクトレット加工とは、例えば特開昭61−186568号公報に開示されている加工方法であり、公知の種々のエレクトレット化の方法、例えば、熱エレクトレット法、エレクトロエレクトレット法、ラジオエレクトレット法、メカノエレクトレット法などを適用することによって、シートなどを荷電状態にする加工方法である。
エレクトレット加工する際には、用いられるエアレイド不織布を構成している繊維に付着している表面油剤などを除去するために、例えば50〜100℃の熱水で、5数秒〜10数分程度洗浄したのち、熱接着性短繊維を構成するポリマーの融点未満の温度、例えば80〜140℃で数十秒〜数十分程度乾燥処理することが好ましい。油剤などの除去には、そのほかウォータージェット処理してもよい。
The airlaid nonwoven fabric used in the present invention is preferably used as the air filter of the present invention by performing electret processing.
Here, the electret processing is a processing method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-186568, and various known electret methods such as a thermal electret method, an electro electret method, a radio electret method, This is a processing method in which a sheet or the like is charged by applying a mechano-electret method or the like.
When electret processing, in order to remove the surface oil agent etc. adhering to the fibers constituting the airlaid nonwoven fabric used, it was washed with hot water at 50 to 100 ° C. for about 5 to 10 seconds. After that, it is preferable to perform a drying treatment for several tens of seconds to several tens of minutes at a temperature lower than the melting point of the polymer constituting the heat-bondable short fibers, for example, 80 to 140 ° C. In addition, the oil agent may be removed by water jet treatment.
エレクトレット加工の具体的な一例としての条件は、ポリオレフィン系エアレイド不織布の場合、好ましくは80〜150℃、さらに好ましくは90℃〜110℃程度の加熱ローラー上にて、−30〜−5KVあるいは+5〜+30KV、さらに好ましくは−30〜−5KV程度の直流電圧を印加し、次に冷却ロール上にてさらに−30〜−5KVあるいは+5〜+30KV、さらに好ましくは−30〜−5KV程度の直流電圧を印加する方法などが挙げられる。生活空間に存在する微少塵埃の多くはプラス帯電しているものが比較的に多いので、印加電圧はマイナスとする方が好ましい。 As a specific example of electret processing, in the case of a polyolefin airlaid nonwoven fabric, it is preferably 80 to 150 ° C., more preferably on the heating roller of about 90 ° C. to 110 ° C., −30 to −5 KV or +5 to Apply a DC voltage of +30 KV, more preferably about −30 to −5 KV, and then apply a DC voltage of about −30 to −5 KV or +5 to +30 KV, more preferably about −30 to −5 KV on the cooling roll. The method of doing is mentioned. Since most of the minute dust present in the living space is relatively positively charged, it is preferable that the applied voltage be negative.
以下に、本発明の実施例を記載するが、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1
B層−1として鞘部がポリエチレンで、芯部がポリエステルからなる芯鞘型複合繊維(ポリエステル系熱接着複合繊維)である、チッソ(株)製、ETCタイプ(ポリエチレンとポリエステルの重量比率=50:50、繊度2.2dtex、繊維長5mm)からなるウェブを20g/m2となるようにエアレイド法でネット上に形成し、A層−1としてB層−1の上に鞘部がポリエチレンで、芯部がポリプロピレンからなる芯鞘型複合繊維(分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる熱接着性複合繊維)である、チッソ(株)製、ESC難燃タイプ(ポリエチレンとポリプロピレンの重量比率=50:50、繊度1.7dtex、繊維太さは約15μm、繊維長3mm、窒素・リン系難燃剤練り込み)からなるウェブを70g/m2となるようにエアレイド法で形成し(A層−1)、更にその上に、同社製、ESCタイプ(ポリエチレンとポリプロピレンの重量比率=50:50、繊度3.3dtex、繊維太さは約21μm、繊維長3mm窒素・リン系難燃剤練り込み)からなるウェブを50g/m2となるようにエアレイド法により形成し(A層−2)、積層ウェブを作成した。
次に、このウェブに135℃の熱風を吹き付け、該繊維間を熱融着させ、厚さ1.47mm、目付140g/m2のエアレイド不織布を作成した。このエアレイド不織布を温度100℃に加熱してから−15Kvの直流電流を1秒間針電極で流してエレクトレット加工し、本発明の実施例1の複写機トナー用フィルターを得た。
本発明の実施例1のフィルター特性の試験結果を表1に示す。
実施例1の複写機トナー用フィルターを30mm高さでプリーツ加工100mmW×100mmLのABSケースにフィルターをウエルダー溶着して14山のプリーツ複写機トナー用フィルターが得られた。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
BTC-1 is an ETC type (weight ratio of polyethylene and polyester = 50) manufactured by Chisso Corporation, which is a core-sheath type composite fiber (polyester-based heat-bonding composite fiber) having a sheath part made of polyethylene and a core part made of polyester. : 50, fineness 2.2 dtex, fiber length 5 mm) is formed on the net by the airlaid method so as to be 20 g / m 2, and the sheath part is polyethylene on B layer-1 as A layer-1 An ESC flame retardant type (polyethylene and polypropylene) manufactured by Chisso Corporation, which is a core-sheath type composite fiber (a thermo-adhesive composite fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure). Weight ratio = 50: 50, fineness of 1.7 dtex, fiber thickness of about 15 μm, fiber length of 3 mm, and nitrogen / phosphorus flame retardant kneaded). Formed by air-laid process so as to 2 (A layer -1), further thereon, manufactured by the same company, ESC type (polyethylene and polypropylene weight ratio = 50: 50, fineness 3.3 dtex, fiber thickness of about 21μm A web made of 3 mm nitrogen / phosphorous flame retardant kneaded) was formed by airlaid method so as to be 50 g / m 2 (A layer-2), and a laminated web was prepared.
Next, hot air of 135 ° C. was blown onto the web, and the fibers were heat-sealed to form an airlaid nonwoven fabric having a thickness of 1.47 mm and a basis weight of 140 g / m 2 . The airlaid nonwoven fabric was heated to a temperature of 100 ° C. and then subjected to electret processing by applying a direct current of −15 Kv with a needle electrode for 1 second to obtain a filter for a copier toner of Example 1 of the present invention.
Table 1 shows the test results of the filter characteristics of Example 1 of the present invention.
The filter for toner of the copier of Example 1 was pleated at a height of 30 mm, and the filter was welded to an ABS case of 100 mmW × 100 mmL to obtain 14 pleated copier toner filters.
実施例2
実施例1のA層−2の目付を30g/m2に変えた以外は、実施例1の手順で実施例2の複写機トナー用フィルターを得た。本発明の実施例2のフィルター特性の試験結果を表1に示す。
実施例2の複写機トナー用フィルターを30mm高さでプリーツ加工100mmW×100mmLのABSケースにフィルターをウエルダー溶着して16山のプリーツ複写機トナー用フィルターが得られた。
Example 2
A copier toner filter of Example 2 was obtained by the procedure of Example 1 except that the basis weight of the A layer-2 of Example 1 was changed to 30 g / m 2 . Table 1 shows the test results of the filter characteristics of Example 2 of the present invention.
The filter for the copier toner of Example 2 was pleated at a height of 30 mm, and the filter was welded to an ABS case of 100 mmW × 100 mmL to obtain 16 pleated copier toner filters.
実施例3
実施例3として、B層の芯部ポリエステル/鞘部変性ポリエステル(PET/PET)の帝人(株)製の複合PET繊維(繊度:2.2dt、繊維長:3mm、鞘部融点150℃)30g/m2をB−2として紡出し、さらにその上に実施例1で使用したA層−1で難燃剤を含んでいない1.7dtを100g/m2、A層−2で難燃剤を含んでいない3.3dtを30g/m2紡出して、実施例1と同様の手順で実施例3を作成し、その結果を表1に示す。
Example 3
As Example 3, 30 g of composite PET fiber (fineness: 2.2 dt, fiber length: 3 mm, sheath melting point 150 ° C.) manufactured by Teijin Limited of B layer core polyester / sheath modified polyester (PET / PET) / a m 2 spun as B-2, including the flame retardant further 1.7dt containing no flame retardant a layer-1 used in example 1 thereon at a 100 g / m 2, a layer-2 3.3 dt of 30 g / m 2 was spun and Example 3 was prepared in the same procedure as Example 1, and the results are shown in Table 1.
比較例1
比較例1として、実施例1のA層−1を90g/m2、A層−2を50g/m2とし、さらにB層のないものを比較例1としその他は実施例1の手順で作成した。比較例1の試験結果を表1に示す。
Comparative Example 1
As Comparative Example 1, A layer-1 of Example 1 was 90 g / m 2 , A layer-2 was 50 g / m 2, and one without B layer was Comparative Example 1 and the others were prepared according to the procedure of Example 1. did. The test results of Comparative Example 1 are shown in Table 1.
本発明のフィルター生地性能およびJISダスト8種を使用したときの本発明のフィルター特性は、下記のとおりである。
フィルター生地性能
通気性:KES法
ABS接着強力:10N/25mm以上
難燃性:HF−2以上
フィルター特性
ダスト圧損:60Pa以下
DHC:300g/m2以上
ダスト捕集効率:99.5%以上
The filter cloth performance of the present invention and the filter characteristics of the present invention when using 8 types of JIS dust are as follows.
Filter fabric performance Breathability: KES method ABS adhesion strength: 10N / 25mm or more Flame resistance: HF-2 or more
Filter characteristics Dust pressure loss: 60 Pa or less DHC: 300 g / m 2 or more Dust collection efficiency: 99.5% or more
試験条件:
1)通気性:KES法
2)圧損:15L/min、90mmφでの圧損
3)捕集効率:パーティクルカウンターで0.3〜5μm大気塵の15L/min、90mmφでの捕集効率
4)ABS接着強力試験方法
旭化成製射出グレード#190のABS樹脂を、25mm×10mmの試料の上に230℃で射出押し出しフィルターと接着させた後、フィルターとABSプレートとの剥離強力を測定した。
5)難燃性:UL95
6)ダスト圧損:風速50cm/secでの初期圧損
7)DHC;風速50cm/secでJIS8種を投下し抵抗上昇値が300Pa時に到達した際のDHC
8)ダスト捕集効率 抵抗上昇値が300Pa時に到達するまでの捕集効率
Test conditions:
1) Breathability: KES method 2) Pressure loss: 15 L / min, pressure loss at 90 mmφ 3) Collection efficiency: 0.3-5 μm atmospheric dust at 15 L / min, 90 mmφ at a particle counter 4) ABS adhesion Strength test method Asahi Kasei's injection grade # 190 ABS resin was bonded to an injection extrusion filter at 230 ° C. on a 25 mm × 10 mm sample, and then the peel strength between the filter and the ABS plate was measured.
5) Flame retardancy: UL95
6) Dust pressure loss: Initial pressure loss at a wind speed of 50 cm / sec 7) DHC: DHC when JIS 8 type was dropped at a wind speed of 50 cm / sec and the resistance increase reached 300 Pa
8) Dust collection efficiency Collection efficiency until the resistance increase reaches 300Pa
表1に示す難燃規準はUL94のプラスチック材料の燃焼性試験に準じ規準で下記のとおりである(試料数は5枚)。
*1)HF−1:炎を遠ざけた後の残炎が試料の4/5枚が2秒以内、または1/5枚が10秒以内で燃焼破損した長さが60mm以内で、かつ炎の滴下により下にある脱脂綿に着火しないこと。
*2)HF−2:HF−1と同様であるが、炎の滴下により下にある脱脂綿は着火しても良い。
*3)HBF:40mm/分以内の燃焼速度であり、125mmの標線表示以内に燃焼が終わること。
The flame retardant standards shown in Table 1 are as follows according to the flammability test of UL94 plastic material (the number of samples is 5).
* 1) HF-1: After the flame has been moved away, 4/5 sheets of the sample were burned within 2 seconds, or 1/5 were burned within 10 seconds. Do not ignite absorbent cotton underneath by dripping.
* 2) HF-2: Same as HF-1, but the absorbent cotton underneath may be ignited by dripping flame.
* 3) HBF: Combustion speed within 40 mm / min, and combustion ends within 125 mm marked line.
表1にABS成形樹脂プレートとフィルター材の剥離強力の関係を示す。
本発明の実施例1および2のB層は芯がレギュラーポリエステル繊維で、鞘部がポリエチレン繊維のため、エアレイド法による生産時に鞘部の一部溶融し、A層の鞘部のポリエチレン繊維の溶融部と接着してA−B層間接着が強くなり、さらにB層の鞘部が溶融した後の芯部のポリエステル部とABS樹脂との接着性が、比較例1よりも強くなり、全体としての剥離強力、すなわち接着強力が高くなっていると推定される。
表1の比較例1は、分子構造に親水基を有さない熱可塑性ポリマーからなる熱接着性複合繊維とABS成形樹脂プレートとの剥離強力、すなわち接着強力が殆どないことを示し、実施例3は芯がレギュラーポリエステル繊維、鞘が低融点の変性ポリエステル繊維でABS成形樹脂プレートとの接着性が良いものの、A層に難燃剤を含んでいないので、難燃区分がHBFの判定となるが、使用用途によっては、このHBFの難燃区分でも使用できる。
ただし、実施例3については、鞘が低融点の変性ポリエステル繊維からなるものの150℃と融点がポリエチレンの135℃融点に比べ15℃と高い。そのため、製造時の熱オーブン温度をポリエチレンの135℃融点近くでセットした場合、繊維層間での十分な接着強力が得られず、層間剥離や繊維脱落が起こる可能性がある。逆に、製造時の熱オーブン温度を変性ポリエステル繊維の150℃融点近くにセットした場合は、ポリエチレン層にて収縮によるクラック(ひび割れ)が発生する可能性がある。
Table 1 shows the relationship between the peel strength of the ABS molded resin plate and the filter material.
In the B layer of Examples 1 and 2 of the present invention, the core is a regular polyester fiber and the sheath part is polyethylene fiber, so that part of the sheath part melts during production by the airlaid method, and the polyethylene fiber in the sheath part of the A layer melts. The adhesion between the A-B interlayer becomes stronger by bonding to the part, and the adhesion between the polyester part of the core part after melting the sheath part of the B layer and the ABS resin is stronger than that of Comparative Example 1, and as a whole It is estimated that peel strength, that is, adhesive strength is increased.
Comparative Example 1 in Table 1 shows that there is almost no peel strength between the heat-adhesive conjugate fiber made of a thermoplastic polymer having no hydrophilic group in the molecular structure and the ABS molded resin plate, that is, almost no adhesive strength. Although the core is a regular polyester fiber and the sheath is a modified polyester fiber having a low melting point and good adhesion to the ABS molded resin plate, the flame retardant classification is HBF because it does not contain a flame retardant in the A layer. Depending on the intended use, it can be used in the flame retardant section of this HBF.
However, in Example 3, although the sheath is made of a modified polyester fiber having a low melting point, 150 ° C. and the melting point are 15 ° C. higher than the 135 ° C. melting point of polyethylene. Therefore, when the heating oven temperature at the time of production is set near the 135 ° C. melting point of polyethylene, sufficient adhesive strength between the fiber layers cannot be obtained, and there is a possibility that delamination and fiber dropping may occur. On the contrary, when the temperature of the heating oven at the time of production is set near the 150 ° C. melting point of the modified polyester fiber, cracks (cracks) due to shrinkage may occur in the polyethylene layer.
表1より、本発明の実施例1および実施例2は、本発明の目的とするフィルター特性の目標値を満足するものである。難燃性能も非難燃性繊維からなる実施例1のB層繊維の比率が20/140=14.3%、実施例2のB層繊維の比率が20/118=17.0%、で、UL規格のHF−2のレベルであるが、実施例3では、B層繊維の非難燃繊維比率が30/167=18.0%高くなったため、難燃レベルはHBFとなった。比較例1のように全ての層に難燃剤を練り込んだ繊維層にした場合は、HF−1の規格を満足するものである。
しかし、比較例1は、本発明品のB層の変性ポリエステル繊維層を除去したもので、ABS樹脂との接着強力が低いが、トナーケースとしてポリポロピレンなどのオレフィン系の樹脂に代えた場合は接着強力がアップし、使用上問題はない。
From Table 1, Example 1 and Example 2 of the present invention satisfy the target values of the filter characteristics that are the object of the present invention. The ratio of the B layer fiber of Example 1 made of non-flame retardant fiber is 20/140 = 14.3%, and the ratio of the B layer fiber of Example 2 is 20/118 = 17.0%. Although it is the level of UL standard HF-2, in Example 3, since the non-flame retardant fiber ratio of the B layer fiber was increased by 30/167 = 18.0%, the flame retardant level was HBF. When the fiber layer is made by kneading a flame retardant into all layers as in Comparative Example 1, the standard of HF-1 is satisfied.
However, Comparative Example 1 is a product obtained by removing the modified polyester fiber layer of the B layer of the present invention and has a low adhesive strength with the ABS resin. However, when the toner case is replaced with an olefin-based resin such as polypropylene, it is bonded. Power is up and there is no problem in use.
本発明の複写機トナー用フィルターは、複写機トナー用フィルターの用途にのみならず、マスクのほか、ビルなどの室内の空調フィルター、自動車キャビンフィルター、燃料電池のインテークフィルターなどの用途にも有用である。 The copying machine toner filter of the present invention is useful not only for copying machine toner filters, but also for masks, indoor air conditioning filters such as buildings, automobile cabin filters, and fuel cell intake filters. is there.
1:A層−2
2:A層−1
3:B層
1: A layer-2
2: A layer-1
3: B layer
Claims (5)
The copying machine toner filter according to any one of claims 1 to 4, wherein a part or all of the air laid nonwoven fabric is electretized.
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