JPH05287682A - 積層シートおよびその製造方法およびフィルター - Google Patents

積層シートおよびその製造方法およびフィルター

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JPH05287682A
JPH05287682A JP4085363A JP8536392A JPH05287682A JP H05287682 A JPH05287682 A JP H05287682A JP 4085363 A JP4085363 A JP 4085363A JP 8536392 A JP8536392 A JP 8536392A JP H05287682 A JPH05287682 A JP H05287682A
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JP
Japan
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sheet
laminated sheet
melt
laminated
melting start
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JP4085363A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Sotoike
芳信 外池
Toshiaki Kadota
敏明 門田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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  • Filtering Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Manufacturing Of Multi-Layer Textile Fabrics (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、かかる複数のシートの積層体におい
て、ピンホールのない、優れた接着力を有する通気性に
優れた積層シートおよびその製造方法を提供せんとする
ものであり、また、かかる積層シートからなるフィルタ
ーを提供せんとするものである。 【構成】本発明の積層シートは、溶融開始温度の異なる
合成繊維シートからなる積層体であって、該積層体は溶
融開始温度勾配の順に、間欠的に融着されて積層されて
おり、かつ該融着部は、該積層体の溶融開始温度の低い
シート面側が凹んだ形状を有することを特徴とするもの
である。また、本発明の積層シートの製造方法は、溶融
開始温度の異なる合成繊維よりなる複数のシートを超音
波接着する際に、ホーン側からアンビル側へ、該合成繊
維の溶融開始温度の高い順に積層することを特徴とする
ものである。また、本発明のフィルターは、スパンボン
ド不織布とメルトブロー不織布が、溶融開始温度勾配の
順に間欠的に融着されて積層されており、該融着部にお
いて該メルトブロー不織布面側が凹んだ形状を有してい
ることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピンホールのない通気
性に優れた積層シートおよびその製造方法および該積層
シートからなるフィルターに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より複数のシートを、高周波法なら
びに超音波法などの方法により熱融着させる方法は、特
公昭54-43638号、特開昭63-143804 号により知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
超音波法を採用しても、熱により繊維を溶融して接着す
る方法であるために、通気性を損なわず複数のシート素
材を融着すること、特に溶融開始温度の違う複数のシー
トを融着することは、極めて困難であった。つまり融着
温度を設定する場合に、同じ溶融開始温度を有するシー
トどおしの場合は、接着点の溶融温度を適度に設定する
ことにより、穴も開くことなく良好な接着状態が得られ
るが、溶融開始温度の違うシートの場合、たとえば溶融
開始温度の最も低いシートに融着温度を設定すると、溶
融開始温度の高いシートは全く溶融せず融着しないし、
逆に融着温度を溶融開始温度の最も高いシートに設定す
ると、溶融開始温度の低いシートは溶け過ぎて、該シー
トに穴が開く結果を招いていた。かかる穴を有するシー
トは、たとえばフィルターには使用できない上に、接着
力にも乏しいという欠点があった。
【0004】本発明は、かかる複数のシートの積層体に
おいて、ピンホールのない、優れた接着力、通気性を有
する積層シートおよびその製造方法および該積層シート
からなるフィルターを提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、次のような構成を採用する。すなわち、本発明
の積層シートは、溶融開始温度の異なる合成繊維シート
からなる積層体であって、該積層体は溶融開始温度の順
に積層されて、間欠的に融着されており、かつ該融着部
は、溶融開始温度の低いシート面側が凹んだ形状を有す
ることを特徴とするものである。
【0006】また、本発明の積層シートの製造方法は、
溶融開始温度の異なる合成繊維よりなる複数のシートを
超音波接着する際に、ホーン側からアンビル側へ、該合
成繊維の溶融開始温度の高い順に積層して超音波接着す
ることを特徴とするものである。
【0007】また、本発明のフィルターは、スパンボン
ド不織布とメルトブロー不織布が、溶融開始温度勾配の
順に間欠的に融着されて積層されており、該融着部にお
いて該メルトブロー不織布面側が凹んだ形状を有してい
ることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明は、熱溶融温度の異なる合成繊維シート
からなる積層体を融着させてつくる場合に、特定な方法
で超音波接着すると、ピンホールもなく、接着力も通気
性にも優れた積層シートが得られることを究明して完成
されたものである。
【0009】すなわち、超音波接着法では、ホーンとア
ンビル間で超音波エネルギーにより被接着シートが加熱
溶融されて、融着されるが、このホーン側からアンビル
側にかけて、被接着シートに温度勾配が発現することを
究明したものである。
【0010】かかる事実から、ホーン側に熱溶融開始温
度の高いシート、アンビル側に熱溶融開始温度の低いシ
ートを、溶融開始温度勾配の順に積層することにより、
適宜の熱溶融開始温度を有する多数のシートを何ら問題
なく融着一体化することに到達したものである。
【0011】さらに、本発明の積層シートは、たとえば
永久電荷を付与してなるエレクトレットシートの積層に
も極めて有効である。すなわち、かかるエレクトレット
は熱に弱く、加熱によりその電気的性質を喪失する欠点
があるが、超音波接着法によれば、融着部のみが加熱さ
れるが、他の部分は全く加熱されないため、エレクトレ
ット機能にほとんど影響を与えない特徴を有する。
【0012】本発明の積層シートは、かかる超音波接着
法により形成されることにより、特徴的な構造を有す
る。すなわち、該積層シートの該融着部は、該積層体の
溶融開始温度の低いシート面側が凹んだ構造となり、該
凹部は、該積層体の溶融開始温度の低いシートのみで形
成されており、溶融開始温度の高いシート側はそれほど
変化しておらず、該シート表面から観察しても一見何の
変化もないようにさえ見える。かかる形状、構造は、本
発明の製造方法によって、特徴的に形成されるものであ
る。
【0013】かかる積層シートを構成する合成繊維とし
ては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど熱可塑性
樹脂からなる合成繊維であれば制約なく使用することが
できる。要するに溶融開始温度の異なる合成繊維で積層
体を構成するものである。
【0014】かかる積層シートを構成する合成繊維の溶
融開始温度差は、好ましくは200℃以下、さらに好ま
しくは100℃以下、特に好ましくは50℃以下である
ものの組合せがよい。具体的には、好ましくはポリエス
テルとポリオレフィン程度の温度差があるものがよい
が、これに限定する必要はない。
【0015】繊維の形態としては、布はく状のものであ
れば編織物であっても、不織布であってもよい。フィル
ター用の積層シートを形成する場合は、フイルター機能
の上から、不織布が好ましく使用される。
【0016】かかるフィルター用積層シートにおいて
は、少なくとも1枚のエレクトレットシートを使用する
のが好ましい。
【0017】かかるエレクトレットシートとしては、高
分子繊維あるいは高分子繊維シートに高電荷をかけて形
成したもので、好ましくは分極の向きが方向性を有する
エレクトレットシートが表面電荷密度が高く、吸塵能が
高く耐久性に優れている。かかるエレクトレットシート
を構成する繊維は、細径であるものが吸塵性の上から好
ましい。
【0018】本発明の積層シートを構成する繊維は、単
糸繊度0.01〜100dの範囲のものが好ましく使用
される。かかるシートの目付としては、1〜1000 g
/ m2 好ましくは10〜200 g/ m2 のものがよい。
本発明の積層シートを構成するシートの枚数は、別に制
約はない。
【0019】次に本発明の構成を図面により説明する。
図1は、本発明の積層シートの超音波接着法による融着
部分の断面を示す模式図である。この図から明らかなよ
うに、積層シートの下側シート6が溶融開始温度の低い
繊維からなり、上側シート5が溶融開始温度の高い繊維
で構成されており、下側シート6が凹んで凹部を形成
し、かつ、この部分の底部の繊維が溶融して、シート5
と融着して保持されている。
【0020】図2は、本発明以外の超音波接着法による
積層シートの融着部分の断面を示す模式図である。図の
ように融着部7にピンホール8が発生している。
【0021】図3は、本発明の積層シートの製造する場
合の要部である超音波接着装置による融着方法を示す側
面図である。
【0022】1は、振動子と直結されているホーンであ
る。振動子の発振周波数は、通常20KHz のものが多く
使用されている。
【0023】2は、アンビルロールであり、表面に融着
点となる突起3を有する彫刻駆動ローラーで構成されて
いる。該ホーン1とアンビルロール2の突起3との間隙
は、被着シート(積層シート)4の見掛け厚みより薄い
が、一定の間隙に制御されている。
【0024】被着シート4は、ホーン1側に溶融開始温
度の最も高いシート5を、アンビルロール2側に溶融開
始温度の最も低いシート6になるように積層して該装置
に供給される。溶融開始温度の異なるシートが2以上の
多数枚である場合は、上述のの順序にしたがって順に積
層すればよい。
【0025】被着シート4は、アンビルロール2の駆動
により走行し、融着後、巻取ローラー(図示せず)によ
り巻取られる。
【0026】超音波接着装置において、超音波のエネル
ギー源となる振動子は常時振動しており、この振動をホ
ーン1に伝え、このホーン1から突起3上の被着シート
4に波動を伝播して融着する。すなわち、アンビルロー
ル2が回転すると、その表面に存在する突起3部分にお
いてのみ、ホーン1との間隙が狭くなり、この間隙の狭
い時のみ波動が伝播し加熱されて融着を惹起する。
【0027】上述方法において、超音波エネルギー、被
接着シートの圧縮率あるいは滞留時間は、被着シート4
を構成する5、6の構成シートのうち、溶融開始温度の
高いシート5の溶融開始温度に合せる。すなわち、該シ
ート5が溶融し始める温度になるように調整するのが好
ましい。このように調整されて融着したものは穴も開か
ず極めて良好な状態で融着される。本発明以外の方法、
すなわち、上述と同条件でも構成シートの順序を逆にし
て該装置を通過させると、図2のように溶融開始温度の
低い6が溶融してしまい、工程張力によりピンホール8
の発現を起こすことになる。
【0028】上述のアンビルロール2の突起3の形状
は、特に制約はなく、たとえば破線状、+印状、縦縞
状、横縞状など各種のパターンのものを使用することが
できる。たとえば、アンビルロールに突起のないプレー
ンロールを使用した場合には、全面融着したものが得ら
れ、この場合は各構成材料の溶融状態が同程度であり、
カールやソリのない積層シートを提供することができ
る。
【0029】
【実施例】本発明をさらに実施例により詳細に説明す
る。
【0030】実施例1 ポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布(目付8
0 g/ m2 、厚み0.8mm、単糸繊度3d)にアクリル
酸エステル樹脂を25重量%含浸させたものを、シート
5として用意した。
【0031】他方、シート6として、ポリプロピレン繊
維からなるメルトブロー不織布(目付30 g/ m2 、厚
み0.24mm、平均単糸繊度0.03d)をからなるエ
レクトレットシート(表面電荷密度3.0×10-10
ーロン/cm2 )を用意した。上述シート5は、制動機構
付き巻出し軸に、巻出し張力が20Kg/m となるように
取り付けた。また、上述シート6は、別の制動機構付き
巻出し軸に、巻出し張力が8Kg/m となるように取り付
けた。
【0032】超音波接着条件は、ホーン幅20cm、発振
出力160W とし、一方、アンビルロールは、周長約1
m で表面には直径2mmの円柱状突起を4mmピッチに直線
状に配した格子状パターンを有するものを使用した。シ
ートの工程速度は10 m/min とした。
【0033】得られた積層シートは、融着部にピンホー
ルもなく良好な融着状態のものであった。この積層シー
トのフィルター性能を表1に示す。
【0034】比較例として、被着シート4を構成する構
成シートの順序を実施例1と正反対にし、つまりシート
5をアンビルロール側に、シート6をホーン側に配する
以外は実施例1と同様に実施した。
【0035】得られた積層シートは、融着部が全てピン
ホール8を形成したものであった。このシートのフィル
ター性能を表1に示す。なお、フィルター性能を捕集効
率で評価し、下記の方法により判定した。
【0036】(捕集効率)JIS 9908の基準で測
定した。 ダスト:大気塵 フィルター通過風速:4 m/min 塵カウンター:パーティクルカウンター-KC-01B (リオ
ン社製) 算式:捕集効率(%)=(1−C2 /C1 )×100 式中 C1 :フィルターの上流側ダスト個数 C2 :フィルターの下流側ダスト個数
【表1】 表1から明らかなように、比較例のものに比して実施例
1のものは、融着状態、接着強力ならびに捕集効率のい
ずれも格段に優れていることがわかる。
【0037】
【発明の効果】本発明は、合成繊維よりなる複数のシー
トを一工程で同時に接着することができ、かつ、得られ
る積層シートもピンホールがなく、フイルター性能のよ
いものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この図は、本発明の積層シートの超音波接着
法による融着部分の断面を示す模式図である。
【図2】 この図は、本発明以外の超音波接着法による
積層シートの融着部分の断面を示す模式図である。
【図3】 この図は、本発明の積層シートの製造する場
合の要部である超音波接着装置による融着方法を示す側
面図である。
【符号の説明】
1:ホーン 2:アンビルロール 3:アンビルロール表面の突起 4:被着シート 5:溶融開始温度の高いシート 6:溶融開始温度の低いシート 7:融着部 8:ピンホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D04H 3/16 7199−3B D06M 10/02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融開始温度の異なる合成繊維シートか
    らなる積層体であって、該積層体は溶融開始温度の順に
    積層されて、間欠的に融着されており、かつ該融着部
    は、溶融開始温度の低いシート面側が凹んだ形状を有す
    ることを特徴とする積層シート。
  2. 【請求項2】 溶融開始温度の異なる合成繊維よりなる
    複数のシートを超音波接着する際に、ホーン側からアン
    ビル側へ、該合成繊維の溶融開始温度の高い順に積層し
    て超音波接着することを特徴とする積層シートの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 スパンボンド不織布とメルトブロー不織
    布が、溶融開始温度勾配の順に間欠的に融着されて積層
    されており、該融着部において該メルトブロー不織布面
    側が凹んだ形状を有していることを特徴とするフィルタ
    ー。
  4. 【請求項4】 スパンボンド不織布が、ポリエステル系
    繊維であり、メルトブロー不織布が、ポリオレフィン系
    繊維である請求項3記載のフィルター。
  5. 【請求項5】 メルトブロー不織布が、ポリプロピレン
    繊維からなるエレクトレットである請求項3記載のフィ
    ルター。
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