JPS5933406B2 - 真空掃除機用フイルタ材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は真空掃除機用フィルタ材およびその製造方法
に関する。

たとえば電気掃除機に用いられているフィルタ材は従来
より１布、２不織布、３ろ紙、４発泡ウレタン等が用い
られてきた。

しかしこれらのフィルタ材は各々フィルタとしての必須
条件を部分的に満しながらも、他に重大な欠点を有して
いるため、真空掃除機用フィルタ材として十分な機能を
果し得なかつた。すなわち、その要因としては次の如き
ものである。囚 集塵効率が大きいことつまり排気粉塵
が少ないこと。

吹き出した塵の量 が出来るだけ小さいこと、 吸い込んだ塵の星 座はクリーナーのホース内、箱内、フィルター面上、騒
音防止用の発泡体等に貯るが出来るだけ箱内とフィルタ
ー面上に貯る方がちり落しを行い易い。

５３）圧力損失が少いこと。

吸込み塵量が多くなつても圧力損失が増加しないことが
望しい。

（Ｃ）回復率が大きいこと。

機械的振動で塵落しが簡単に出来、且つ塵を吸収しなか
つた初期値に回復すること。

ＣＤ）耐水性があること。

水をふくんだ塵埃は、一般のクリーナーでは電気絶縁性
が悪くなるので吸込しない。

湿つた細塵はフィルターに密着して機械的振動のみでは
落ちにくい。田）耐久性があること。

吸込みと塵落しのサイクルに出来るだけ多数回耐えられ
るものが望しい。

ヤ）保型性が良いこと。

商品としてデザインをよくすることが出来る。

取扱いの手間がはぶける。ＪＯコストが安いこと。

買替え頻度が増し衛生的になる。

Ｉ）衛生的であること。

塵が一杯貯つたフィルターの取替え及びちり落しの時に
再び塵を発散することなく、ちり落し又はゴミ箱に捨て
られること。

上記（支）から”までの要因よりフィルタ材の良し悪し
をみると、八）集塵効率については、布、不織布、ろ紙
、等は網目が４０μ以下であるので９９％以上であるが
、発泡ウレタン単独では孔径が１００μ〜１０００μで
あるため、これより大きい塵は止めることが出来るが、
小さな砂やほこりを通過する。

一般に発泡ウレタンと布の組合せ構造で用いているが、
この場合集塵率は９９％以上になり、且つ塵が立体的に
貯るため同一投入量に対する圧力損失が少くなり、多く
の塵を吸込むことが可能である。この関係については第
１図から明らかである。すなわち第１図は各棟のフィル
タ材におけるクレンザーの吸込量と圧力損失との関係を
示す曲線図である。なお、図中曲線１は布、曲線２はこ
の発明に係る柔軟な不織布に樹脂をスプレーコートした
もの、曲線３はろ紙、曲線４はポリプロピレン繊維から
なるフィルタ材、曲線５はプレフィルタと発泡ウレタン
と布、曲線６は発泡ウレタンをそれぞれ示す。（Ｂ）圧
力損失については、吸込んだ塵の量とフィルタ材前後の
圧力損失の関係より、同一塵量に対して、圧力損失が少
い方が良い。第１図でクレンザーを吸込んだ場合の圧力
損の関係が示されているように布はすぐに目づまりを生
じ、圧力が増す（曲線１）。次にスプレーコートした不
織布やろ紙の順である（曲線２および３）。不織布やろ
紙が布よりも圧力損の立ち上りが遅いのは、網目が粗い
ため、一部吹き出していることと、フィルタ材の厚さが
布の場合より厚いため、フィルタ材内部に貯り易いから
である。発泡ウレタン単独では、孔径が孔径が大きいの
で細塵を通過してしまうためと、フィルタ材内部に立体
的に貯るので目づまりが起りにくい（曲線６）。発泡ウ
レタンのみでは、吹き出す細塵が多い。しかし、網目の
粗いプリフィルタ材と発泡ウレタンと布からなる三層構
造にしたものは、大きな塵をプリフィルタ材で止め、細
塵を発泡ウレタンと布の部分で立体的に止めるため、布
だけの場合にくらべて、布の目づまりが遅い（曲線５）
。以上のように網目の孔径が小さく、厚さの薄い材料は
通過塵量も少く集塵効率が大きくなるが、少量の塵を吸
込んだだけですぐに目づまりを生じて圧力損が大きくな
るので、モーターの負荷が増える。

（Ｃ）回復率については、第２図に示したように簡単な
機械的振動により初期の通気風量迄に回復可能なものは
ろ紙のみであつて（曲線３）、布や発泡ウレタンや不織
布は軟いため、振動が伝わりにくく、塵落しが困難であ
る。

曲線５で示したようにプレフィルターと発泡ウレタンと
布の三層構造の場合、塵が発泡ウレタン中に立体的に貯
るので、布の目づまりが遅くなり吸込性能を回復するた
めの塵落しをろ紙フィルタ並の頻度で行う必要はない。
しかし約５００９のクレンザーを吸収すると吸入風量が
０．５ｍ’／分以下になり、掃除機としての機能が低下
する。この場合、ウレタンを機械的振動で塵落しをする
と際限なくほこりが出る。又周囲を汚すので、水洗いで
除去する。水洗いをすると乾燥迄に８時間以上要す。交
換用のフィルタ材があれば問題はないが、一個しかない
場合は不便なフィルタ材である。従つて回復性の点では
ちり落し機構付きのろ紙フィルタ材が現在のところ最も
すぐれている。なお、第２図は各種フィルタ材の塵吸込
みおよび塵落しサイクルと風量との関係を示したもので
、図中曲線符号は第１図と対応する。旧）耐水性の面で
はろ紙フィルタ材は他のフィルタ材より劣る。

使用に伴つて細塵がろ紙の内部に入り込むと機械的振動
で落ちないものが出てくる。このような場合水洗いをす
ると簡単に除去出来るか、吸水したろ紙は機械的強度が
弱くなつているので、破れ易い。旧）耐久性湿つた塵埃
や水に漏れた塵埃を吸込んだ場合、目づまりが早いため
塵落し回数が増えると、機械的な破壊が早くなる。

このような条件で最も弱いものはろ紙である。Ｗ）保型
性が良いものはろ紙と発泡ウレタンである。

（Ｇ）コストと＆Ｉ膚生面ではいずれものも大差がない
。

以上の如く、各要因について比較すると、ちり落し付き
のろ紙フィルタ材が掃除機用フィルタ材として望しいも
のであるが、耐水性が乏点を有する。

この発明の目的は機械的振動により塵落しが可能で且つ
、水洗によつても破れないフィルタ材であつて、従来の
フィルタ材の欠点を除いた全く異つた材質からなり、全
体的にきわめて良好な真空掃除機用フィルタ材およびそ
の製造方法を提供しようとするものである。

すなわち、この発明は融点の高いプラスチックの繊維に
、この繊維より融点の低い樹脂を薄くコ ．−テングし
たのち互に絡み合せて綿状物またはフェルト状物とし、
ついで加熱融着して通気性を有する薄い不織状物に成形
したのち熱硬化型樹脂を含浸してなることを特徴とする
真空掃除機用フィルタ材およびその製造方法である。

以下、この発明に係るフィルタ材およびその製造方法に
ついて実施例を掲げて詳しく説明する。

溶融したプラスチック材料をダイスによつて繊維状にし
た後、この繊維より融点の低い熱可塑性樹脂を薄くコー
テングする。つぎに適当な長さに切断し、互に絡み合せ
て綿状又はフェルト状にした後、加熱圧着してシート状
物質をつくる。つぎに硬い熱硬化性樹脂例えばメラミン
アルキッド樹脂やフェノール樹脂などの溶液をスプレー
塗布する。この場合、先に加熱圧着して形成したシート
状物質の通気性が損なわれない程度の軽い塗装であるの
で、薄く塗布するだけである。つぎに溶媒を十分に揮散
させて、フィルター材として孔づまりしていないことを
確める。ここで、もし孔がつまりふさがれていれば塗布
した樹脂を洗浄して除去し、再度スプレーする。ついで
、加熱により熱硬化性樹脂の硬化を行なう。このように
して元のシート状物質と同等またはそれ以上の硬度を有
する不織状のフィルタ材が得られる。

このフィルタ材は乾燥している時は硬いので第２図曲線
２に示したように機械的振動によりちり落しが可能であ
る。

又内部に入り込んで、機械的振動のみで除去出来ない塵
は水洗によつて、十分除去出来る。水洗を行つてもろ紙
の如く破れる心配は皆無である。プラスチックとしては
ポリプロピレン（以下Ｐ−Ｐと略す）を用い、このＰ−
Ｐ繊維（融点約１６０℃）の上に、Ｐ−Ｐより低融点の
樹脂例えばエチレン酢酸ビニル（融点約８０℃）を塗布
した複合繊維を用いてフェルトを作り、更に加熱圧着し
て、厚さ約１７１１Ｒの不織状物にする。

Ｐ−Ｐ繊維のみでも綿状物やフェルト状物を作ることが
出来るが、加熱圧着をすると繊維が全面的に融けて、通
気性のない完全な板状物になる。理想的なフィルタ材と
しては、絡み合つた繊維同志が接合部で接着した状態で
あることが望しい。もし繊維同志が接着していなけれぱ
、水洗時のもみ洗いでばらばらにほぐれてくる。つまり
第３図に示したようにろ紙の場合はバルブの繊維１が単
に重なつて堆積した状態なので、繊維同志が接着してお
らず、従つて水洗いによつて繊維がほぐれ易く、少し力
を加えるとばらばらにほぐれて破損する。一方、この発
明に係るフィルタ材は第４図に示したように、繊維２０
が接合部３で互に融着つまり接着しているため、ばらば
らになつてほぐれることはない。

つぎに第５図により真空掃除機用フィルタ材の繊維の製
造方法を説明する。

すなわちリール１０に長尺巻込まれたＰ−Ｐ繊維１１を
ガイドローラ１３を介してタンク１４内に収納された例
えばエチレン酢酸ビニル（融点約８０＝ｃ）のトリクレ
ン溶液１５中に浸漬する。そしてタンク１４内に配置さ
れたローラ１６を通して表面がコーテングされた繊維１
２を乾燥炉ＩＴで溶剤を除いたのち、薄い塗膜付きの繊
維２０をガイドローラ１８を介して巻取り機１９により
巻取る。このようにして得られた繊維２０は第６図に示
したようにＰ−Ｐ繊維１１の表面に薄い被膜１５ａが塗
布されている。この繊維２口を約１０ＣＩＴＬの長さに
切断して、互にからみ合せて綿状物にし、約１２０℃の
熱風で表面の低融点の樹脂のみを融かして、互に接触し
ている繊維同志を融着せしめる。更にこのものノ を加
熱圧着を行う。つまり予め電気炉で約１００℃に数分間
加熱し、表面温度約１４０℃のホットブレスで３分間加
熱圧着して、表面が滑らかな厚さ約０．８７Ｈ１Ｒ（密
度０．３〜０．４ｇ／ＣＣ）のシート状素材を作る。次
にこのシート状素材にメラミンア５ ルキツド樹脂の１
３％含有したアセトン溶液をスプレーし、溶剤を蒸発し
た後、１００℃で３０分加熱してメラミンアルキッド樹
脂を硬化させる。このようにして形成したシートを掃除
機用フィルターのプラスチック製（塩ビ製）の枠にホツ
トメク ルト接着剤で固定し、機機的ちり落し機付きフ
ィルターを完成し、このフィルターを用いた真空掃除機
の通気性及びちり落し機による通気性の回復性を測定し
た結果を以下に記す。集塵効率および圧力損失は第１図
曲線２および第２図曲線２に示すようにろ紙フィルター
並である。

つまり、孔径がろ紙とほぼ似ているため塵止めによる圧
力損失の曲線が類似している。回復率は第２図曲線２に
示す如く、ろ紙と若干少ない程度の機械的振動で塵落し
が出来るので回復性能はろ紙およびスプレーコートして
ないシート状素材よりもすぐれる。

その上ろ紙にない利点として、水洗可能であるので衛生
的であり、落ち耐水性、保型性の点でろ紙より優れてい
る。第？図は上記実施例において、ポリプロピレンのシ
ート状素材にメラミンアルキッド樹脂をアセトンに溶か
した各種濃度の溶液を含浸させて得たフィルタ材におけ
る風量と圧力差との関係を示したグラフで、図中Ａ１は
２５％のメラミンアルキッド樹脂溶液を含浸させたフィ
ルタ材、Ａ２は同じく１３％，Ａ３は同じく５％，Ａ４
は３％，Ａ５は０％のフィルタ材をそれぞれ示す。第７
図から明らかなように樹脂の濃度が２５％の場合には通
気性が悪くなり掃除機用フィルタ材として不適当になり
、また３％以下では素材と大差なく好ましいが硬度の点
で効果が期待できない。

よつて、素材に含浸させる樹脂の濃度は３〜２５％以内
に選らぶことが望ましい。なお、フィルタ材の孔は直線
的に貫通したものでなく、迷路状態で通過し得る孔が望
まれるが、この発明に係るフィルタ材は前記要望を満足
するとともに表面がろ紙に比較して平滑なので塵が落し
易いものと考えられる。

ところでこの発明に係るフィルタ材はさきの実施例に限
ることなく、後述する変形例も可能である。

すなわち、Ｐ−Ｐの代りにアクリル樹脂、ナイロン、ポ
リカーボネート樹脂やスチロール樹脂等の融点の高い熱
可塑性樹脂の繊維に、低融点のエチレン酢酸ビニル樹脂
を塗布したものを用いて不織状物を作り、更に加熱圧着
して、掃除機用フィルタ材の枠に接着して形成する。

また、熱硬化型の樹脂であるポリエステル、メラミン、
フェノール、エポキシ樹脂の半硬化の状態の繊維に、こ
れより融点の低い樹脂でホットメルト接着剤の作用を有
するエチレン酢酸ビニルやポリアミドを塗布したものを
用いて不織状物を作り、更に加熱圧着して掃除機のフィ
ルターの枠に接着して形成する。

なお、加熱圧着する前のフェルト材をそのままフィルタ
材の枠組も含めてブレス成型する方法も適用し得る。

以上説明したようにこの発明によれば集塵効率がすぐれ
るだけでなく機械的な振動により塵落しが容易で回復率
が大きく、しかも水洗によつても容易に破損しない耐久
性のあるきわめて良好なフィルタ材を提供し得るととも
に、その製造方法も従来の設備を大幅に変更することな
く容易に実施

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るフィルタ材と従来のフィルタ材
におけるクレンザを吸込んだ場合の吸込量と圧力損との
関係を比較して示す曲線図、第２図は同じく塵吸込みお
よび塵落しサイクルと風量との関係を比較して示す曲線
図、第３図は従来のフィルタ材の繊維の状態を拡大して
模型的に示す正面図、第４図はこの発明に係るフィルタ
材の繊維の状態を拡大して模型的に示す正面図、第５図
はこの発明に係るフィルタ材の繊維を製造する工程を示
す装置の概略図、第６図は第５図において得られた繊維
を１部切開して示す斜視図、第７図はこの発明に係るフ
ィルタ材において各種濃度の樹脂を含浸させた場合の圧
力差と風量との関係を示すグラフである。 １ ・・・・・・従来の繊維、２０・・・ ・・・この
発明に係るフィルタ材の繊維、３・・・・・・接合部、
１０・・・・・・リール、１１・・・・・・Ｐ −Ｐ繊
維、１２・・・・・・コーテング繊維、１３・・・・・
・ガイドローラ、１４・・・・・・タンク、１５・・・
・・・溶液、１６・・・・・・ローラ、１７・・・・・
・乾燥炉、１８・・・・・・ローラ、１９・・・・・・
巻取り機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に低融点合成樹脂を被覆した高融点プラスチッ
   ク繊維が多数集合し、加熱融着により前記各繊維が相互
   に結合しかつ熱硬化型樹脂が含浸して形成された通気性
   を有する不織状物からなることを特徴とする真空掃除機
   用フィルタ材。 ２ 融点の高いプラスチック繊維に、この繊維より融点
   の低い合成樹脂を薄くコーテングしたのち切断して短繊
   維とし、この短繊維を相互に絡み合わせて綿状またはフ
   ェルト状物体とし、つぎにこの物体を加熱圧着したのち
   熱硬化型樹脂溶液を含浸しついて加熱硬化して通気性を
   有する薄い不織状物に形成することを特徴とする真空掃
   除機用フィルタ材の製造方法。