JP5812569B2 - サーマルボンド不織布ろ材及びそれを用いたエアフィルタ - Google Patents
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Description
本発明は、塩素系、リン系、臭素系等の難燃剤や、ホルムアルデヒド等の有害物質を含有も発生もせず、洗濯再生可能なサーマルボンド不織布ろ材及びそれを用いたエアフィルタに関する。
従来のビル空調用などのエアフィルタは、火災時の延焼防止のため、難燃性を付与する目的で、塩素系、リン系、臭素系等の難燃剤を使用している。また、リユースの観点から洗濯再使用のため、ろ材に一定の硬さを付与する目的で、メラミン樹脂を架橋剤として使用している。
しかしながら、前記難燃剤は、焼却時にダイオキシンが発生するものや、焼却自体が困難であるもの等、環境や人体に影響があるものが多いため廃棄が困難である。また、これらの問題のない難燃剤は高価で、難燃性効果が低いという問題があった。
また、メラミン樹脂は、未反応部分からホルムアルデヒドが発生するため、シックハウスや、発ガン性の問題があり、メラミン樹脂を用いない方法の検討が望まれている。ところが、メラミン樹脂を用いない場合は洗濯性が劣るという問題があった。
そこで、濾過性能や難燃性を保持しながら、ダイオキシンの発生などによる環境負荷のかかることのない、また、リサイクル使用性能に優れるものとして、特許文献１に開示される通り、接着剤を使用せず５０重量％以上の熱融着繊維によって繊維同士を結合した不織布からなるフィルタが提案されている。
また、メラミン樹脂は、未反応部分からホルムアルデヒドが発生するため、シックハウスや、発ガン性の問題があり、メラミン樹脂を用いない方法の検討が望まれている。ところが、メラミン樹脂を用いない場合は洗濯性が劣るという問題があった。
そこで、濾過性能や難燃性を保持しながら、ダイオキシンの発生などによる環境負荷のかかることのない、また、リサイクル使用性能に優れるものとして、特許文献１に開示される通り、接着剤を使用せず５０重量％以上の熱融着繊維によって繊維同士を結合した不織布からなるフィルタが提案されている。
しかしながら、特許文献１のフィルタは、過度に熱融着繊維を含むため、洗浄して再使用するときの洗浄乾燥工程で熱融着繊維が軟化した時の影響が顕著に現れてしまい、不織布の厚みがつぶれ易く、１回目と２回目以降の使用時の性能が異なり、目的とする性能が得られないといった問題がある。
本発明者等はかかる問題点を解決するべく鋭意研究の結果、熱融着ＰＥＴ繊維からなるサーマルボンド不織布ろ材に、複合捲縮ＰＥＴ繊維を配合させることにより前記問題点を解決できることを知見した。
本発明のサーマルボンド不織布ろ材は、かかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の通り、熱融着ＰＥＴ繊維を主体とし、複合捲縮ＰＥＴ繊維を配合し、前記熱融着ＰＥＴ繊維７５〜９５質量％、前記複合捲縮ＰＥＴ繊維２５〜５質量％からなることを特徴とする。
また、請求項２記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項１記載のサーマルボンド不織布ろ材において、前記複合捲縮ＰＥＴ繊維は、サイドバイサイド型複合繊維であることを特徴とする。
また、請求項３記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項２に記載のサーマルボンド不織布ろ材において、前記サイドバイサイド型複合繊維は、中空繊維であることを特徴とする。
また、請求項４記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項１乃至３の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材において、平均繊維径が９ｄｔ以上であることを特徴とする。
また、請求項５記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項１乃至４の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材において、平均繊維径が４．２〜３７．８ｄｔ、繊維充填率が０．８〜１．６％、繊維表面積が８００〜２１００ｍ２／ｍ３であることを特徴とする。
また、本発明のエアフィルタは、請求項６記載の通り、請求項１乃至５の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材を用いたことを特徴とする。
本発明のサーマルボンド不織布ろ材は、かかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の通り、熱融着ＰＥＴ繊維を主体とし、複合捲縮ＰＥＴ繊維を配合し、前記熱融着ＰＥＴ繊維７５〜９５質量％、前記複合捲縮ＰＥＴ繊維２５〜５質量％からなることを特徴とする。
また、請求項２記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項１記載のサーマルボンド不織布ろ材において、前記複合捲縮ＰＥＴ繊維は、サイドバイサイド型複合繊維であることを特徴とする。
また、請求項３記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項２に記載のサーマルボンド不織布ろ材において、前記サイドバイサイド型複合繊維は、中空繊維であることを特徴とする。
また、請求項４記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項１乃至３の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材において、平均繊維径が９ｄｔ以上であることを特徴とする。
また、請求項５記載のサーマルボンド不織布ろ材は、請求項１乃至４の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材において、平均繊維径が４．２〜３７．８ｄｔ、繊維充填率が０．８〜１．６％、繊維表面積が８００〜２１００ｍ２／ｍ３であることを特徴とする。
また、本発明のエアフィルタは、請求項６記載の通り、請求項１乃至５の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材を用いたことを特徴とする。
本発明のサーマルボンド不織布ろ材は、熱融着ＰＥＴ繊維を主体とし、複合捲縮ＰＥＴ繊維を配合したため、前記複合捲縮ＰＥＴ繊維がコイル状やスパイラル状の構造を呈することから、繊維が反撥性を有し、フィルタ性能確保のために必要な厚みを確保でき、リサイクル使用性能に優れたものとなっている。また、樹脂バインダを用いないため、ダイオキシンの発生などによる環境負荷もかかることがないものとなっている。また、構成繊維が全てポリエステルとするサーマルボンド不織布ろ材であるため、難燃性にも優れたものである。
本発明のサーマルボンド不織布ろ材は前記の通り、熱融着ＰＥＴ繊維を主体とし、複合捲縮ＰＥＴ繊維を配合させることを特徴とするものである。
本願発明のサーマルボンド不織布ろ材は、前記熱融着ＰＥＴ繊維にその他の繊維を加えることもでき、このようなその他の繊維としては、特別な制限はなく、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリロニトリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維、綿、羊毛等の一般に製造販売されている繊維が挙げられる。
前記熱融着ＰＥＴ繊維としては、芯部のポリエステル（融点２００℃〜２７０℃程度）と鞘部の低融点ポリエステル（融点あるいは軟化点１００〜２００℃程度）からなる芯鞘型や、低融点ポリエステルのみからなる繊維等が挙げられる。
前記複合捲縮ＰＥＴ繊維とは、熱収縮率の異なる２種類のＰＥＴ樹脂を複合した繊維であり、編芯型の芯鞘構造のものや、左右で異なる樹脂を張り合わせたサイドバイサイド型のもの等が挙げられる。複合捲縮ＰＥＴ繊維は、加熱すると熱収縮率の違いから、コイル状、スパイラル状の捲縮が発現する。繊維にコイル状やスパイラル状の捲縮が発現することで、不織布の嵩高性、反撥性を向上させることができる。また、複合捲縮ＰＥＴ繊維であって中空繊維を使用する場合は、中空繊維の繊維径は中実繊維のものと比べ見かけ上大きくなるため、同質量ではさらに嵩高性を得ることができる。
複合捲縮ＰＥＴ繊維は９ｄｔ以上のものが望ましい。９ｄｔ未満の捲縮繊維では径の小さい捲縮しか得られないため反撥性が少なく、フィルタろ材に必要十分な厚みが得られないからである。また圧力損失も上昇するため、好適なフィルタ性能も得られない可能性が高い。尚、複合捲縮ＰＥＴ繊維の樹脂の種類としては、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルを組み合わせたものが、耐熱性、伸縮性に優れているので好ましい。
複合捲縮ＰＥＴ繊維は９ｄｔ以上のものが望ましい。９ｄｔ未満の捲縮繊維では径の小さい捲縮しか得られないため反撥性が少なく、フィルタろ材に必要十分な厚みが得られないからである。また圧力損失も上昇するため、好適なフィルタ性能も得られない可能性が高い。尚、複合捲縮ＰＥＴ繊維の樹脂の種類としては、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルを組み合わせたものが、耐熱性、伸縮性に優れているので好ましい。
前記サーマルボンド不織布ろ材を構成する熱融着ＰＥＴ繊維、複合捲縮ＰＥＴ繊維の配合については、熱融着ＰＥＴ繊維７０〜９５質量％、複合捲縮ＰＥＴ繊維３０〜５質量％の配合割合とするのが好ましい。さらに好ましくは、熱融着PET繊維７５〜８０質量％、複合捲縮PET繊維２５〜２０質量％とする。
熱融着ＰＥＴ繊維を７０〜９５質量％とするのは、７０質量％未満であるとろ材が柔らかくなりすぎて設計通りの剛軟性(コシ)が確保できず、また、洗浄後にさらに剛軟性が失われてしまい、外枠に入れにくくなりハンドリングに問題があるからである。また、９５質量％を超えると繊維同士が強固に融着してしまうためにろ材が硬くなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリングに問題があり、また圧損と効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題があるからである。
また、熱融着ＰＥＴ繊維を７５〜８０質量％とするのは、７５質量％未満であると洗濯機のような強い洗浄を行うと収縮が大きく剛軟性が失われる問題があるからである。また、８０質量％を超えると極めて最適なフィルタ性能が得られない問題があるからである。
また、熱融着ＰＥＴ繊維を７５〜８０質量％とするのは、７５質量％未満であると洗濯機のような強い洗浄を行うと収縮が大きく剛軟性が失われる問題があるからである。また、８０質量％を超えると極めて最適なフィルタ性能が得られない問題があるからである。
また、複合捲縮ＰＥＴ繊維を３０〜５質量％とするのは、３０質量％を超えると、ろ材の厚さが大きくなりすぎて、設計通りのろ材の厚さが確保できず、また、寸法収縮率と剛軟性が大きすぎて、設計通りの洗濯性が確保できないからである。また、５質量％未満であるとろ材の厚みが薄くなりすぎて、設計通りのろ材の厚さが確保できないからである。
また、前記サーマルボンド不織布ろ材は、厚さ１０〜３０ｍｍ、目付５０〜６００ｇ／ｍ２程度に構成するのが好ましい。
厚さ１０〜３０ｍｍとするのは、１０ｍｍ未満では、薄すぎてハンドリングしにくい問題があり、またフィルタ性能の給塵量が不足となる問題があり、３０ｍｍ超ではハンドリングしにくい問題があるからである。
また、目付５０〜６００ｇ／ｍ２程度とするのは、目付５０ｇ／ｍ２未満あるいは６００ｇ／ｍ２超えではハンドリングしにくい問題があるからである。
厚さ１０〜３０ｍｍとするのは、１０ｍｍ未満では、薄すぎてハンドリングしにくい問題があり、またフィルタ性能の給塵量が不足となる問題があり、３０ｍｍ超ではハンドリングしにくい問題があるからである。
また、目付５０〜６００ｇ／ｍ２程度とするのは、目付５０ｇ／ｍ２未満あるいは６００ｇ／ｍ２超えではハンドリングしにくい問題があるからである。
また、前記サーマルボンド不織布ろ材は、平均繊維径が４．２〜３７．８ｄｔ、繊維充填率が０．８〜１．６％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が８００〜２１００ｍ２／ｍ３とすることで優れたエアフィルタ用ろ材とすることができる。
前記平均繊維径が４．２ｄｔ未満ではフィルタ性能の圧力損失と捕集効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題がある。また、平均繊維径が３７．８ｄｔ超えではろ材が柔らかくなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリング性が悪く、また捕集効率が不足になる問題がある。
また、前記繊維充填率が０．８％未満ではろ材が柔らかくなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリング性が悪く、洗濯性もクリアできず、捕集効率が不足になる問題がある。また、繊維充填率が１．６％超えでは圧力損失と捕集効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題がある。
また、前記比表面積が８００ｍ２／ｍ３未満ではろ材が柔らかくなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリング性が悪く、洗濯性もクリアできず、捕集効率が不足になる問題がある。また比表面積が２１００ｍ２／ｍ３超えでは圧力損失と捕集効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題がある。
特に、平均繊維径が９．４〜２８．３ｄｔ、繊維充填率が０．９〜１．４％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積が９００〜１８００ｍ２／ｍ３とすることが好ましい。
尚、平均繊維径は、SEM写真で繊維径別の本数を５００本測定し、簡易的に「算術平均径」を求めて平均繊維径とした。
また、繊維充填率は、繊維充填率（％）＝(目付／(厚さ×比重))×１００により求めた。
また、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）は、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）（ｍ２／ｍ３）＝４×繊維充填率／平均繊維径により求めた。
前記平均繊維径が４．２ｄｔ未満ではフィルタ性能の圧力損失と捕集効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題がある。また、平均繊維径が３７．８ｄｔ超えではろ材が柔らかくなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリング性が悪く、また捕集効率が不足になる問題がある。
また、前記繊維充填率が０．８％未満ではろ材が柔らかくなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリング性が悪く、洗濯性もクリアできず、捕集効率が不足になる問題がある。また、繊維充填率が１．６％超えでは圧力損失と捕集効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題がある。
また、前記比表面積が８００ｍ２／ｍ３未満ではろ材が柔らかくなりすぎて、外枠に入れにくくハンドリング性が悪く、洗濯性もクリアできず、捕集効率が不足になる問題がある。また比表面積が２１００ｍ２／ｍ３超えでは圧力損失と捕集効率が高くなりすぎて給塵量が不足になる問題がある。
特に、平均繊維径が９．４〜２８．３ｄｔ、繊維充填率が０．９〜１．４％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積が９００〜１８００ｍ２／ｍ３とすることが好ましい。
尚、平均繊維径は、SEM写真で繊維径別の本数を５００本測定し、簡易的に「算術平均径」を求めて平均繊維径とした。
また、繊維充填率は、繊維充填率（％）＝(目付／(厚さ×比重))×１００により求めた。
また、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）は、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）（ｍ２／ｍ３）＝４×繊維充填率／平均繊維径により求めた。
また、前記サーマルボンド不織布の洗濯性を向上させるため、次のような後加工を施すようにしてもよい。
(１)加熱処理：１６０℃、３分の加熱処理を加える。
(２)再加熱処理：１８０〜２５０℃、１０秒以上の加熱処理を加える。
(３)ネット(網体)サンドイッチ・貼付法：骨材となり得るネットを、ろ材表面に貼り付けるか、ろ材内部に埋め込む。
(４)パウダ(粉末バインダ)塗布法：融点２００℃以下のパウダをろ材表面に直接塗布し加熱する。もしくは、ノズルに詰まらない程度のパウダを、水中によく分散させ、ろ材表面にスプレーし加熱する。
(５)部分接着加工：ろ材の一部分を加熱、高周波加工等で部分的に接着させる。
(１)加熱処理：１６０℃、３分の加熱処理を加える。
(２)再加熱処理：１８０〜２５０℃、１０秒以上の加熱処理を加える。
(３)ネット(網体)サンドイッチ・貼付法：骨材となり得るネットを、ろ材表面に貼り付けるか、ろ材内部に埋め込む。
(４)パウダ(粉末バインダ)塗布法：融点２００℃以下のパウダをろ材表面に直接塗布し加熱する。もしくは、ノズルに詰まらない程度のパウダを、水中によく分散させ、ろ材表面にスプレーし加熱する。
(５)部分接着加工：ろ材の一部分を加熱、高周波加工等で部分的に接着させる。
実施例を比較例と対比して説明する。
（実施例１）
次の繊維構成でサーマルボンド法で不織布ろ材を作成した。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を８０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中空、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を２０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２６．２ｄｔ（４９．９μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ２１ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．６％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１２７０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例１のろ材を得た。
次の繊維構成でサーマルボンド法で不織布ろ材を作成した。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を８０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中空、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を２０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２６．２ｄｔ（４９．９μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ２１ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．６％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１２７０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例１のろ材を得た。
（実施例２）
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７５質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中空、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を２５質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２７．２ｄｔ（５０．９μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ２３ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．４％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１１４０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例２のろ材を得た。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７５質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中空、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を２５質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２７．２ｄｔ（５０．９μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ２３ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．４％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１１４０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例２のろ材を得た。
（実施例３）
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中空、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を３０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２８．３ｄｔ（５１．９μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して厚さ２５ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．３％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１０３０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例３のろ材を得た。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中空、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を３０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２８．３ｄｔ（５１．９μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して厚さ２５ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．３％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１０３０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例３のろ材を得た。
（実施例４）
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７５質量％、繊維径９ｄｔ（２９．７μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中実、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を２５質量％の繊維構成で計算値平均繊維径１９．４ｄｔ（４３．０μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ１９ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．４％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１２７０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例４のろ材を得た。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７５質量％、繊維径９ｄｔ（２９．７μｍ）、比重１．３５の複合捲縮ＰＥＴ繊維（中実、横断面円形のサイドバイサイド型繊維）を２５質量％の繊維構成で計算値平均繊維径１９．４ｄｔ（４３．０μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ１９ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が１．４％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１２７０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、実施例４のろ材を得た。
（比較例１）
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を８０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５のＰＥＴ繊維を２０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２４．２ｄｔ（４８．０μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ１５ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が２．２％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１８５０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、比較例１のろ材を得た。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を８０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５のＰＥＴ繊維を２０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２４．２ｄｔ（４８．０μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して、厚さ１５ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が２．２％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１８５０ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、比較例１のろ材を得た。
（比較例２）
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５のＰＥＴ繊維を３０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２５．３ｄｔ（４９．１μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して厚さ１６ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が２．１％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１７００ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、比較例２のろ材を得た。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を７０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５のＰＥＴ繊維を３０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２５．３ｄｔ（４９．１μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して厚さ１６ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が２．１％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１７００ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、比較例２のろ材を得た。
（比較例３）
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を５０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５のＰＥＴ繊維を５０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２７．５ｄｔ（５１．２μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して厚さ１７ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が２．０％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１４１１ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、比較例３のろ材を得た。
繊維径２２ｄｔ（４５．８μｍ）、比重１．３５の熱融着ＰＥＴ繊維（芯部・融点２３５℃、鞘部・融点１１０℃）を５０質量％、繊維径３３ｄｔ（５６μｍ）、比重１．３５のＰＥＴ繊維を５０質量％の繊維構成で計算値平均繊維径２７．５ｄｔ（５１．２μｍ）とし、１６０℃で３分間加熱処理して厚さ１７ｍｍ、繊維目付４５０ｇ／ｍ２、比重１．３５、繊維充填率が２．０％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積（比表面積）が１４１１ｍ２／ｍ３のサーマルボンド不織布を作成し、比較例３のろ材を得た。
なお、実施例１乃至４並びに比較例１乃至３の各ろ材の厚さについて、下記の測定方法で測定を行った。
（１）３１．６×３１．６ｃｍの試験サンプルに針を差し込み位置固定用治具で位置を固定する。
（２）１．３４ｇ／ｃｍ２の荷重下で、針の先端から位置固定用治具までの長さを測定し、厚さとした。
（１）３１．６×３１．６ｃｍの試験サンプルに針を差し込み位置固定用治具で位置を固定する。
（２）１．３４ｇ／ｃｍ２の荷重下で、針の先端から位置固定用治具までの長さを測定し、厚さとした。
実施例１乃至４及び比較例１乃至３の各ろ材の構成を表１に示す。
実施例１乃至４の各ろ材は、複合捲縮ＰＥＴ繊維を用いているので、サーマルボンド不織布製造時の熱処理によって繊維に捲縮が発現することにより、厚さが大きくなることが確認された。また、実施例１乃至３の各ろ材においては、中空の複合捲縮ＰＥＴ繊維を用いることで、さらに厚さが大きくなることが確認された。一方、比較例１乃至３の各ろ材は、通常のＰＥＴ繊維を用いているのでサーマルボンド不織布製造時の熱処理によって複合捲縮ＰＥＴ繊維のように捲縮は発現しないことから、平均繊維径が大きくなっても、厚さが実施例１乃至４の各ろ材のようには厚さは大きくならないことが確認された。
次に、これら実施例１乃至４並びに比較例１乃至３の各ろ材について、洗濯性の試験を行った。
尚、洗濯性の試験方法は、下記２通りとし、両試験法とも試験サンプルは３００ｍｍ×３００ｍｍのものを使用した。
（１）洗濯機：洗濯機で１５分洗濯し、１分間脱水後、自然乾燥する操作を７回繰り返すものとする。
（２）高圧水洗法：家庭用高圧洗浄機で吐出圧力７．５ＭＰａで１分洗浄し、水を切り自然乾燥する操作を７回繰り返すものとした。
それぞれの試験方法の場合の寸法収縮率ＭＤ／ＣＤ、剛軟性ＭＤ／ＣＤを評価するものとした。
尚、寸法収縮率の評価方法は、JIS L １０９６（一般織物試験方法）のＥ法に準拠して行った。
また、剛軟性の評価方法は、JIS L １０９６（一般織物試験方法）のスライド法に準拠して行った。
洗濯性の判定基準は、寸法収縮率ＭＤ／ＣＤ：±１%、剛軟性ＭＤ／ＣＤ：３５ｍｍ以下を判定基
準とし、判定基準をクリアできるのが○、判定基準をクリアできないのが×とした。洗濯性の試験の結果を表２に示す。
尚、洗濯性の試験方法は、下記２通りとし、両試験法とも試験サンプルは３００ｍｍ×３００ｍｍのものを使用した。
（１）洗濯機：洗濯機で１５分洗濯し、１分間脱水後、自然乾燥する操作を７回繰り返すものとする。
（２）高圧水洗法：家庭用高圧洗浄機で吐出圧力７．５ＭＰａで１分洗浄し、水を切り自然乾燥する操作を７回繰り返すものとした。
それぞれの試験方法の場合の寸法収縮率ＭＤ／ＣＤ、剛軟性ＭＤ／ＣＤを評価するものとした。
尚、寸法収縮率の評価方法は、JIS L １０９６（一般織物試験方法）のＥ法に準拠して行った。
また、剛軟性の評価方法は、JIS L １０９６（一般織物試験方法）のスライド法に準拠して行った。
洗濯性の判定基準は、寸法収縮率ＭＤ／ＣＤ：±１%、剛軟性ＭＤ／ＣＤ：３５ｍｍ以下を判定基
準とし、判定基準をクリアできるのが○、判定基準をクリアできないのが×とした。洗濯性の試験の結果を表２に示す。
次に、これら実施例１乃至４並びに比較例１乃至３の各ろ材について、フィルタ性能の試験を行った。評価方法は、下記の通りとした。
(１)初期圧力損失(Ｐａ)：フィルタ寸法６１０×６１０ｃｍの大きさでＪＩＳダクトを用いて風速２．５m/sでの圧力損失を測定するものとした（ＪＩＳ Ｂ ９９０８ 形式３）。
(２)平均捕集効率（質量法％）：タテ型試験装置を用いて、試験風速２.５ｍ／ｓにおけるASHRAE粉体での捕集効率を測定するものとした（ＪＩＳ Ｂ ９９０８ 形式３ ASHRAE粉体）。
(３)給塵量(ｇ／ｍ２)：タテ型試験装置を用いて、試験風速２.５ｍ／ｓにおけるASHRAE粉体での最終圧力損失までの粉塵供給量を測定するものとした（JIS Ｂ ９９０８ 形式３ ASHRAE粉体）。
尚、フィルタ性能の判定基準は、平均捕集効率８２％以上、初期圧力損失８８Ｐａ以下、給塵量６００ｇ／ｍ２以上を判定基準とし、それぞれの判定基準をクリアできるのが○、判定基準をクリアできないのが×とした。この結果を表２に示す。
(１)初期圧力損失(Ｐａ)：フィルタ寸法６１０×６１０ｃｍの大きさでＪＩＳダクトを用いて風速２．５m/sでの圧力損失を測定するものとした（ＪＩＳ Ｂ ９９０８ 形式３）。
(２)平均捕集効率（質量法％）：タテ型試験装置を用いて、試験風速２.５ｍ／ｓにおけるASHRAE粉体での捕集効率を測定するものとした（ＪＩＳ Ｂ ９９０８ 形式３ ASHRAE粉体）。
(３)給塵量(ｇ／ｍ２)：タテ型試験装置を用いて、試験風速２.５ｍ／ｓにおけるASHRAE粉体での最終圧力損失までの粉塵供給量を測定するものとした（JIS Ｂ ９９０８ 形式３ ASHRAE粉体）。
尚、フィルタ性能の判定基準は、平均捕集効率８２％以上、初期圧力損失８８Ｐａ以下、給塵量６００ｇ／ｍ２以上を判定基準とし、それぞれの判定基準をクリアできるのが○、判定基準をクリアできないのが×とした。この結果を表２に示す。
表２の総合評価において、２通りの洗濯方法のうち家庭用高圧洗浄機の洗濯方法による洗濯性能を満たしているもの及び全てのフィルタ性能（捕集効率、圧力損失及び給塵量）を満たしているものを○、全てのフィルタ性能の基準を満たさないものを×とした。
実施例１乃至４は、総合評価が○であり、特に、実施例１，２及び４は比較例１と同等の洗濯性を保持しつつ、洗濯性及びフィルタ性能のすべての基準を満たしたしていることが確認された。
比較例１は全ての実施例及び比較例の中で厚さが一番薄く繊維充填率も一番高くなるため、フィルタ性能のうち給塵量の基準を満たさず、さらに給塵量は全ての実施例及び比較例の中で最低となった。また、比較例２は、厚さが薄く繊維充填率が高くなるため、フィルタ性能のうち給塵量の基準を満たさなかった。また、比較例３は熱融着PET繊維の量が少ないことから、２通りの洗濯方法による洗濯性が劣る結果となり、また、平均繊維径が大きくなったため、フィルタ性能のうち捕集効率が悪くなった。
比較例１は全ての実施例及び比較例の中で厚さが一番薄く繊維充填率も一番高くなるため、フィルタ性能のうち給塵量の基準を満たさず、さらに給塵量は全ての実施例及び比較例の中で最低となった。また、比較例２は、厚さが薄く繊維充填率が高くなるため、フィルタ性能のうち給塵量の基準を満たさなかった。また、比較例３は熱融着PET繊維の量が少ないことから、２通りの洗濯方法による洗濯性が劣る結果となり、また、平均繊維径が大きくなったため、フィルタ性能のうち捕集効率が悪くなった。
Claims (6)
- 熱融着ＰＥＴ繊維を主体とし、複合捲縮ＰＥＴ繊維を配合し、
前記熱融着ＰＥＴ繊維７５〜９５質量％、前記複合捲縮ＰＥＴ繊維２５〜５質量％からなることを特徴とするサーマルボンド不織布ろ材。 - 前記複合捲縮ＰＥＴ繊維は、サイドバイサイド型複合繊維であることを特徴とする請求項１に記載のサーマルボンド不織布ろ材。
- 前記サイドバイサイド型複合繊維は、中空繊維であることを特徴とする請求項２に記載のサーマルボンド不織布ろ材。
- 前記複合捲縮ＰＥＴ繊維は、平均繊維径が９ｄｔ以上であることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材。
- 前記ろ材は、平均繊維径が４．２〜３７．８ｄｔ、繊維充填率が０．８〜１．６％、ろ材単位体積当たりの繊維表面積が８００〜２１００ｍ２／ｍ３であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材。
- 請求項１乃至５の何れかに記載のサーマルボンド不織布ろ材を用いたことを特徴とするエアフィルタ。
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