JPH07185238A

JPH07185238A - 難燃性濾材および製造方法

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Publication number: JPH07185238A
Application number: JP33547893A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Togashi; 良一富樫; Hiroyasu Kato; 博恭加藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JP2705554B2

Abstract

(57)【要約】【構成】(1) 少なくとも一部が、熱接着性繊維によって
繊維間接着された不織布を用いた濾材において、該熱接
着性繊維は低融点成分と高融点成分とが複合されてな
り、かつ、該熱接着性繊維の少なくとも低融点成分表面
に難燃剤が熱接着されていることを特徴とする難燃性濾
材。 (2) 低融点成分と、高融点成分とを含む熱接着性繊維を
用いた不織布に、難燃剤が分散または溶解された水溶液
を付着後、該低融点成分の融点以上の温度で熱処理して
該難燃剤を熱接着性繊維表面に熱接着させるとともに繊
維間接着を行うことを特徴とする難燃性濾材の製造方
法。【効果】本発明においては、従来難燃性濾材を得るため
に、難燃剤の付着あるいは繊維間固定のために必要であ
ったバインダーを用いることがないので、通気性に優れ
た難燃性濾材を低コストで得ることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、難燃性濾材およびその
製造方法に関し、通気性に優れた難燃性濾材として空調
用濾材あるいは柔軟不織布の難燃化支持材などとして好
適に利用される。

【０００２】

【従来技術】従来より難燃性濾材を得る方法には、特開
昭５１−１３４４７５号公報、特開昭５４−８３１８１
号公報などに開示されているように、非難燃性の不織布
を難燃剤とエマルジョン樹脂（バインダー）溶液に含浸
後、乾燥して不織布に硬い樹脂とともに難燃剤を付着さ
せる方法で難燃性と繊維間固定を図る方法や特開昭５５
−１１１８１６号公報に開示されているように、難燃性
の繊維構造体をバインダーで固定することで剛性の高い
難燃性濾材とする方法などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術は、
難燃剤を繊維に接着するために樹脂（バインダー）が必
要であり、また難燃性繊維を用いる場合でも繊維間接着
を目的としてバインダーを必要とするなどバインダーが
不可欠な技術内容のものであった。そのためこれらのバ
インダーが繊維間の隙間を塞ぎ、め濾材として用いた
時、通気性を落とすという結果を招くものであった。従
って、従来技術では難燃性の低圧損濾材を得ることは困
難であった。

【０００４】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消と
しようとするものであり、難燃性の低圧損濾材およびそ
の製造方法を提供するとを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため次の構成を有する。

【０００６】「(1) 少なくとも一部が、熱接着性繊維に
よって繊維間接着された不織布を用いた濾材において、
該熱接着性繊維は低融点成分と高融点成分とが複合され
てなり、かつ、該熱接着性繊維の少なくとも低融点成分
表面に難燃剤が熱接着されていることを特徴とする難燃
性濾材。

【０００７】(2) 低融点成分と、高融点成分とを含む熱
接着性繊維を用いた不織布に、難燃剤が分散または溶解
された水溶液を付着後、該低融点成分の融点以上の温度
で熱処理して該難燃剤を熱接着性繊維表面に熱接着させ
るとともに繊維間接着を行うことを特徴とする難燃性濾
材の製造方法。」本発明の難燃性濾材は、難燃性はもちろんのこと、特に
低圧損性と寿命特性および低コスト性に優れたものであ
る。これらの効果は、バインダーを用いることなく難燃
化と繊維間固定を行ったことによって始めて得られたも
のである。

【０００８】本発明の不織布は、熱接着性繊維を少なく
ともその一成分として含み、かつ、その熱接着性繊維の
少なくとも一部が、繊維間接着されていることが必要で
ある。

【０００９】不織布の構成は熱接着性繊維を１００％用
いることが剛性向上のために好ましいが、さらに難燃性
向上のためにモダクリル繊維やポリクラール繊維などの
難燃性繊維を混合したり、また、捕集効率向上のための
極細繊維、あるいは、抗菌・抗カビ、脱臭、親水性能を
有する繊維や、通常の熱接着性繊維でない繊維が混合さ
れていてもよい。また、後加工によって、抗菌、抗カ
ビ、脱臭性を持たせた不織布であってもよい。

【００１０】さらに、上記熱接着性繊維は低融点成分と
高融点成分とが複合されてなるが、かかる低融点成分と
しては、融点７０℃以上、１５０℃以下のものが好まし
く用いられ、例えば、ポリエステル系で芯鞘構造の東レ
（株）“サフメット”（１１０℃）、鐘紡（株）製“ベ
ルコンビ”（１１０〜１３０℃）などが好ましい。ま
た、ポリオレフィン系で芯鞘構造、あるいはサイドバイ
サイド構造のもので、チッソ（株）のＥＳ繊維（１００
〜１４８℃）なども好ましいものである。一方、高融点
成分としては、融点１６０℃以上のものが好ましく用い
られ、例えば、ポリプロピレン（１６５℃）、ポリエス
テル（２５６℃）、ポリアミド（２２０℃）、ポリブチ
レンテレフタレート（２３０℃）などのポリマーが、剛
性および耐熱性の点で優れ、ホットメルト樹脂のビード
取付けなどの加工に際し、高い濾材の熱変形防止性が得
られる。

【００１１】その熱接着性繊維の形態としては、繊維断
面の外周部の少なくとも一部に低融点成分を用い、その
他の部分に高融点重合体成分を用いた芯鞘型、また、バ
イメタル型、分割多弁型などの複合繊維が用いられる。
特に、低融点ポリエステル系重合体や低融点ポリアミド
系重合体が繊維外周の一部に用いられた芯鞘型複合繊維
が好適素材である。そのなかでも低融点成分としての２
００℃以下のポリエステル系重合体を鞘成分に持つ芯鞘
複合繊維が、濾材の剛性に優れ、また難燃剤の吸塵性の
面からも好適である。

【００１２】本発明においては、熱接着性繊維表面に難
燃剤を熱接着させるが、かかる難燃剤としては、ヘキサ
ブロムシクロドデカン、テトラブロムビスフェノール
Ａ、デカブロムジフェニルオキサイド、三酸化アンチモ
ン、ポリリン酸系、リン酸エステル系化合物などが用い
られる。なかでも、ポリエステル系繊維に対しては、熱
溶融流動性効果を高める作用の高いヘキサブロムシクロ
ドデカンが適するものであるが、繊維内部に侵入しやす
いように微細に調整された他の難燃剤も適するものであ
る。また難燃剤は、化学組成の異なる吸塵されるタイプ
または吸塵されないタイプの難燃剤と併用する形で用い
てもかまわない。また少量のバインダーと併用して繊維
への付着量を高めても良い。

【００１３】さらに、かかる熱接着性繊維内部に難燃剤
を吸塵させることで難燃化を図ることが好ましい。ここ
で吸塵とは、難燃剤が熱作用によって軟化してあるいは
溶融して分子間が粗となった熱接着性繊維表面から繊維
内部に染み込むことを意味するものである。従って、難
燃剤が繊維内部に染み込み、また、吸塵されなかった一
部の難燃剤は繊維表面にとどまり繊維表面に熱接着する
ので従来必要であったバインダーを特に必要としない。
また、繊維内部に吸塵される特性をもつ難燃剤と吸塵さ
れない特性の難燃剤が併用された場合は、少なくもと一
部の難燃剤は吸塵され、また、吸塵されずに残った難燃
剤は熱接着して繊維表面にとどまる。

【００１４】また、用いた不織布が熱接着性繊維の他
に、通常の非熱接着性の繊維が含まれる場合、少なくと
も熱接着性繊維には難燃剤が繊維表面の少なくとも一部
に熱接着あるいは内部に染み込むことで難燃化が達成さ
れるものである。

【００１５】以下、本発明の製造方法について述べる。
熱接着性繊維を含む不織布に、難燃剤が分散または溶解
された水溶液を付着後、かかる低融点成分の融点以上の
温度で熱処理して、難燃剤を熱接着性繊維表面に熱接着
させる。付着方法としては、特に限定されるものではな
いが、液に含浸する方法や液をスプレーする方法などが
用いられる。

【００１６】さらに、熱接着性繊維を構成する特に外周
部の低融点成分の分子が、上記の軟化温度から溶融温度
以上の加熱によって激しい熱運動を起こし、これによっ
て難燃剤が繊維内部に染み込む（吸塵される）のであ
る。また一部の難燃剤は難燃剤の粗大粒子の形でポリマ
ーに、熱接着して一体化されて残るのである。染み込む
深さは、熱接着性繊維を構成する重合体と難燃剤の種類
および粒子径、あるいは熱処理温度・時間によってこと
なるが、ポリエステル系の場合、概ね表層から数十ミク
ロン程度以内である。

【００１７】難燃化は、繊維内部に難燃剤が吸塵される
ことで、火炎の接触に伴う熱溶融性が高まり、収縮性を
大きくする効果が得られ、火炎から遠ざかる効果によっ
て達成されると考えられる。この効果は繊維表面に吸塵
されずに付着している難燃剤によってももたらされる。

【００１８】高い吸塵効果を得るためには、熱接着性繊
維を形成する低融点成分の融点マイナス５℃から、熱接
着性繊維を形成する高融点成分の融点マイナス２０℃の
範囲内において、好ましくは難燃剤の融点以上で熱処理
することが好ましい。例えば、難燃剤にヘキサブロムシ
クロドデカンを用い、熱接着性繊維の低融点成分に融点
１６０℃のものを用いたケースでは１６０〜２３０℃の
熱処理温度で加工するのが吸塵率が高いものが得られ、
少量の難燃剤使用量で難燃化が達成できるのである。ま
た吸塵率を高めるために繊維可塑剤を併用しても良い。

【００１９】本発明においては、難燃性濾材に別の不織
布が少なくとも１層積層されたものも好ましく用いられ
るが、かかる不織布としては、短繊維不織布、長繊維不
織布、バーストファィバー方式の不織布、あるいはメル
トブロー不織布や静電紡糸不織布などが用いられる。形
態はウエッブ状のものや、シート状、樹脂加工によって
繊維固定したものなどである。中でもメルトブロー不織
布が平均繊維径が小さく薄い材料で、捕集効率が高いも
のが得られるので好ましく、さらにはエレクトレット化
された不織布が低圧損で捕集効率が高いので最適であ
る。特に濾材を使いピッチで山折りすることにより作る
薄い空気フィルターには好適な材料である。積層方法は
特に限定されないが、超音波接着や、シンター接着、湿
気硬化型ウレタンの散布によって接着したものなどが、
厚み変化が少ないので好ましい。

【００２０】なお、難燃剤が繊維内部に吸塵されている
かどうかは、濾材を精練したのちエネルギー分散型Ｘ線
分析計（ＳＥＭ−ＸＭＡ）を用いて繊維断面部分の特に
表層の元素分析で行うものである。

【００２１】

【実施例】実施例をもって更に詳細に本発明を説明す
る。

【００２２】実施例１繊度１５デニールのポリエステル系芯鞘型熱接着性短繊
維（融点１１０℃／２５６℃）と４デニールのポリエス
テル系芯鞘型熱接着性短繊維（融点８５℃／２５６℃）
が６：４で混合された目付５５ｇ／ｍ²の不織布に、難
燃剤（ヘキサブロムシクロドデカンのデスパージョン）
が１０重量％、および浸透剤１重量％、繊維可塑剤１重
量％が分散された分散液をスプレー法で繊維重量比、固
形分で１０重量％付着させた後、１８５℃の乾燥機で１
０分間乾燥・熱処理して難燃剤を繊維内部に吸塵させ
た。次に、クリアランスを０．２ｍｍ設けた熱ロール間
で押圧して、厚さ０．２８ｍｍ、目付６７ｇ／ｍ²の繊
維間接着された難燃性濾材を得た。

【００２３】難燃剤の付着状態をＳＥＭ−ＸＭＡで観察
したところ、繊維内部にもハロゲンの吸収が認められ難
燃剤が繊維内部に吸塵されたことを示すものであった。
また繊維表面にも難燃剤がまだ吸塵されずに熱接着して
いることが認められた。

【００２４】このサンプルの難燃性をＪＩＳ−Ｌ１０９
１（Ａ−１法）で試験したところ区分３の高い難燃性を
示した。

【００２５】この難燃性濾材の通気量は３９０ｃｃ／cm
²・秒であった。

【００２６】比較例１繊度１５デニールのポリエステル系芯鞘型熱接着性短繊
維（融点１１０℃／２５６℃）と４デニールのポリエス
テル系芯鞘型熱接着性短繊維（融点８５℃／２５６℃）
が６：４で混合された目付５５ｇ／ｍ²の不織布を１８
５℃の乾燥機で１分間処理して熱接着を行ったあとクリ
アランス０．２ｍｍを設けた熱ロール間で押圧して、厚
さ０．２８ｍｍ、目付６５ｇ／ｍ²の繊維間接着された
不織布シートを得た。このサンプルの難燃性をＪＩＳ−
Ｌ１０９１（Ａ−１法）で試験したところ区分２で難燃
性が低いものであった。

【００２７】比較例２比較例１で得た不織布シートを塩化ビニール樹脂エマル
ジョンと難燃剤（ヘキサブロムシクロドデカンのデスパ
ージョン）が３：７で混合された濃度３０重量％液に含
浸して、難燃剤を繊維重量に対して２０重量％付着させ
た。乾燥後、難燃性をＪＩＳ−Ｌ１０９１（Ａ−１法）
で試験したところ区分３の難燃性が得られたが、通気量
は２２０ｃｃ／cm²・秒で実施例１より通気抵抗の高い
ものであった。

【００２８】実施例２実施例１で得た難燃性濾材にエレクトレット化メルトブ
ロー不織布（目付１５ｇ／ｍ²）を低融点パウダー５ｇ
／ｍ²を用いて積層した。このサンプルの難燃性をＪＩ
Ｓ−Ｌ１０９１（Ａ−１法）で試験したところ区分３の
高い難燃性を示した。

【００２９】実施例３繊度１５デニールのポリエステル系芯鞘型熱接着性短繊
維（融点１５０℃／２５４℃）と４デニールのポリエス
テル短繊維（融点２５６℃）が６：４で混合された目付
１０５ｇ／ｍ²の不織布に、難燃剤（ヘキサブロムシク
ロドデカンのデスパージョン）が１０重量％、リン系難
燃剤３重量％および浸透剤１重量％、繊維可塑剤１重量
％、さらにポリエステル系バインダー２重量％が分散さ
れた分散液をスプレー法で繊維重量比、固形分で１２重
量％付着させた後、１９０℃の乾燥機で１０分間乾燥・
熱処理して難燃剤（ヘキサブロムシクロドデカン）を繊
維内部に吸塵させた。次に、クリアランス０．２ｍｍを
設けた熱ロール間で押圧して、厚さ０．２８ｍｍ、目付
１２０ｇ／ｍ²の繊維間接着された難燃性濾材を得た。

【００３０】難燃剤の付着状態をＳＥＭ−ＸＭＡで観察
したところ、リン系難燃剤は繊維表層部に、また繊維内
部にはヘキサブロムシクロドデカンの吸収が認められ難
燃剤が繊維内部に吸塵されたことを示すものであった。
また繊維表面にも難燃剤が認められた。

【００３１】このサンプルの難燃性をＪＩＳ−Ｌ１０９
１（Ａ−１法）で試験したところ区分３の高い難燃性を
示した。

【００３２】

【発明の効果】本発明においては、従来難燃性濾材を得
るために、難燃剤の付着あるいは繊維間固定のために必
要であったバインダーを用いることがないので、通気性
に優れた難燃性濾材を低コストで得ることが可能であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部が、熱接着性繊維によって
繊維間接着された不織布を用いた濾材において、該熱接
着性繊維は低融点成分と高融点成分とが複合されてな
り、かつ、該熱接着性繊維の少なくとも低融点成分表面
に難燃剤が熱接着されていることを特徴とする難燃性濾
材。
【請求項２】該熱接着性繊維の少なくとも繊維内部に難
燃剤が吸塵されていることを特徴とする請求項１記載の
難燃性濾材。
【請求項３】該低融点成分が、ポリエステル系重合体で
あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の難
燃性濾材。
【請求項４】該難燃剤がヘキサブロムシクロドデカンを
含むものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の難燃性濾材。
【請求項５】該難燃性濾材に不織布が少なくとも１層積
層されたものであることを特徴とする請求項求１〜４の
いずれかに記載の難燃性濾材。
【請求項６】該不織布がメルトブロー不織布であること
を特徴とする請求項５記載の難燃性濾材。
【請求項７】該不織布がエレクトレットシートであるこ
とを特徴とする請求項５または請求項６記載の難燃性濾
材。
【請求項８】低融点成分と、高融点成分とを含む熱接着
性繊維を用いた不織布に、難燃剤が分散または溶解され
た水溶液を付着後、該低融点成分の融点以上の温度で熱
処理して該難燃剤を熱接着性繊維表面に熱接着させると
ともに繊維間接着を行うことを特徴とする難燃性濾材の
製造方法。
【請求項９】該熱接着性繊維の少なくとも繊維内部に難
燃剤を吸塵させることを特徴とする請求項８記載の難燃
性濾材の製造方法。
【請求項１０】該難燃剤が、粒子状で付着されることを
特徴とする請求項８または請求項９記載の難燃性濾材の
製造方法。
【請求項１１】該低融点成分が、ポリエステル系重合体
であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記
載の難燃性濾材の製造方法。
【請求項１２】該難燃剤がヘキサブロムシクロドデカン
を含むものであることを特徴とする請求項８〜１１のい
ずれかに記載の難燃性濾材の製造方法。
【請求項１３】該難燃性濾材に不織布が少なくとも１層
積層されたものであることを特徴とする請求項８記載の
難燃性濾材の製造方法。
【請求項１４】該不織布がメルトブロー不織布であるこ
とを特徴とする請求項１３記載の難燃性濾材の製造方
法。
【請求項１５】該不織布がエレクトレットシートである
ことを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の難
燃性濾材の製造方法。