説明

トナーフィルター用濾材とその濾材を用いたカセットフィルター

【課題】濾過性能を低下させることなく、且つ無害な難燃剤を使用した上で、難燃基準を満たすことができるトナー捕集用フィルターとして好適な濾材を提供する。
【解決手段】上層3と中間層4とからなり且つ繊維密度勾配を持つ上流側不織布層2を、リンまたは窒素系の難燃剤をもって難燃処理を施したPP繊維を芯とし鞘部をPEとした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成する。その一方、下流側不織布層としての下層5を、PET繊維を芯として鞘部をPEとした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成する。各層3,4,5同士が熱融着性繊維の熱融着をもって積層一体化されて濾材1形成しているとともに、濾材1全体にエレクトレット化処理を施してある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電複写印刷方式の複写機またはプリンタ等において、機器からの排気中に含まれるトナーの捕集を目的としたトナーフィルター用濾材とその濾材を用いたカセットフィルターに関するものである。
【背景技術】
【0002】
汎用のエアフィルター用濾材として不織布にエレクトレット処理を施したものが特許文献1および特許文献2等で提案されているが、上記のように複写機等の排気中に含まれるトナーの捕集を目的としたものでは、濾材の要求仕様として難燃性の基準(例えばUL規格)を満たす必要があり、そのために濾材中に少量の難燃剤(例えばハロゲン系のもの)を添加することが有効であるとされている。
【特許文献1】実公昭58−51929号公報
【特許文献2】特開昭62−83017号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、有害物質の量的制限の観点からはハロゲン系の難燃剤の使用は必ずしも好ましくなく、代わって濾過性能を低下させることなく且つ無害な難燃剤を使用した上で難燃基準を満たすことができる濾材の製品化が望まれている。
【0004】
本発明はこのような要請に応えるべくなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、静電複写印刷に用いられるトナーの捕集を目的とした少なくとも二層構造のトナーフィルター用濾材であって、上流側の不織布層が、ハロゲン系以外の難燃剤をもって難燃処理を施したポリプロピレン(PP)繊維を芯とし鞘部をポリエチレン(PE)とした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成されている一方、下流側の不織布層が、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維を芯として鞘部をポリエチレン(PE)とした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成されていて、上流側および下流側の不織布層同士が熱融着性繊維の熱融着をもって積層一体化されているとともに、不織布層全体にエレクトレット化処理を施してあることを特徴とする。
【0006】
この場合、濾材の長寿命化を図る上では、請求項2,3に記載のように、上流側の不織布層のうちその上流側となる部分を太い繊維で且つ繊維充填密度を小さく形成する一方、逆に下流側となる部分を細い繊維で且つ繊維充填密度を大きく形成して、上流側の不織布層に繊維密度勾配を持たせてあることが望ましい。
【0007】
また、請求項4に記載のように、濾材全体の総目付け量を100〜140g/m2とし、総厚みを0.8〜1.2mmとすることが難燃性基準を満たす上で望ましい。これは、総目付け量が145g/m2を超えると、難燃性のないPEの量が増え、難燃性基準を満たすことができなくなるからである。
【0008】
この場合、下流側の不織布層の目付け量は、鋭意研究の結果、総目付け量の1/5〜1/7とし、数値的には20g/m2を上限とする。これは、PET不織布層の目付け量を増やすと、成形性(枠体との接合性を含む)は良好になるものの、上記と同様に難燃性基準を満たすことができなくなるためである。
【0009】
さらに、請求項5に記載のように、ポリプロピレン(PP)繊維は無害なリンまたは窒素系の難燃剤をもって難燃処理を施してあるものとする。
【0010】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の濾材を用いたカセットフィルターとして特定したものであって、濾材をプリーツ折りしてフィルターエレメントとした上で、そのフィルターエレメントをインサートするインサート成形法により、フィルターエレメントの下流側の不織布層を接合面として樹脂製の枠体と一体成形したことを特徴とする。
【0011】
上記枠体は、請求項7に記載のように例えばABS樹脂製のものとする。
【0012】
したがって、少なくとも請求項1,7に記載の発明では、圧損等によって濾過性能の低下をもたらすことなく、しかも有害物質を使用することなしに濾材あるいはフィルターとしての難燃基準を満たすことができるようになる。
【発明の効果】
【0013】
請求項1,4および請求項5,7に記載の発明によれば、、濾過性能の低下をもたらすことなく、しかも有害物質を使用することなしに濾材あるいはフィルターとしての難燃基準を満たすことができる。また、下流側の不織布層をポリエチレンテレフタレート繊維を芯として鞘部をポリエチレンとした熱融着性繊維をもって形成してあるため、濾材の剛性が向上し、例えばプリーツ折り加工する際の加工性が良好なものとなる。
【0014】
請求項2,3に記載の発明によれば、上流側の不織布層に繊維密度勾配を持たせてあることにより、早期目詰まりを招くことなく、濾材の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
図1は本発明のより具体的な実施の形態として濾材1の拡大断面図を示している。
【0016】
同図に示すように、濾材1は繊維密度勾配を持たせるべく上層3と中間層4とで形成された上流側不織布層2と、下流側不織布層としての下層5とで実質的に三層構造のものとして構成してあり、いずれの層3,4,5も芯鞘構造の熱融着性繊維(サーマルボンド繊維)の不織布をもって構成してある。
【0017】
より詳しくは、図1のほか図2に示すように、上層3はハロゲン系以外の難燃剤、例えばリンや窒素系の難燃剤をもって難燃処理を施したポリプロピレン繊維(以下、PP繊維と言う)を芯6とし鞘部7をポリエチレン(以下、PEと言う)とした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成してある。繊維の太さは3.3デシテックス(図1ではデシテックスをdtと表示)とし、目付け量は30〜80g/m2の範囲で、ここでは50g/m2としてある。なお、芯6と鞘部7の重量比率は50%:50%である。
【0018】
また、中間層4も上層3と同じ芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成してある。ただし、繊維の太さは1.7デシテックスとし、目付け量は30〜90g/m2の範囲で、ここでは70g/m2としてある。なお、芯6と鞘部7の重量比率は50%:50%である。
【0019】
他方、下層5は図1のほか図3に示すように、難燃処理を施してないポリエチレンテレフタレート繊維(以下、PET繊維と言う)を芯8とし鞘部9をポリエチレン(以下、PEと言う)とした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成してある。繊維の太さは2.2デシテックスとし、目付け量は20g/m2としてある。なお、芯8と鞘部9の重量比率は50%:50%である。
【0020】
ここで、濾過性能だけに着目すれば濾材1全体としての総目付け量は100g/m2以上であればよいが、その総目付け量が145g/m2を超えると難燃性のないPE繊維の量が増え、難燃性が低下して難燃性基準を満たさなくなる。同様に、下層5であるPET繊維不織布層の目付け量を増やすと、成形性(枠体との接合性を含む)は良好になるものの、上記と同様に難燃性基準を満たすことができなくなる。そこで、下層5の目付け量を濾材全体の目付け量の1/5〜1/7、ここでは20g/m2に限定した上で、濾材1全体の総目付け量が100〜140g/m2の範囲となるように、上層3の目付け量を30〜80g/m2の範囲で、且つ中間層4の目付け量を30〜90g/m2の範囲で性能を見極めながらそれぞれ調整してある。
【0021】
そして、これら上層3と中間層4および下層5とを相互に重ね合わせた上で、表裏両面から熱を加えながら圧着することによりいわゆる熱融着をもって積層一体化し、厚みが0.8〜1.2mm程度の濾材1としてある。なお、それぞれの層3,4,5を形成している繊維同士の接触部で融着するだけであるので、実際には各層3,4,5の層間に境界がないことになる。
【0022】
さらに、こうして得られた濾材1に例えばコロナ放電等による荷電処理を施して、濾材1全体をいわゆるエレクトレット化してある。
【0023】
このような本実施の形態の濾材1によれば、有害物質を使用することなしに所定の難燃性基準を持たすことができ、しかも圧損等によって濾過性能の低下をもたらすことがないことが確認できた。また、下層5としてPET繊維不織布層を配したことにより濾材1の剛性が向上し、例えばプリーツ折り加工する際の加工性も良好なものとなる。
【0024】
加えて、上流側不織布層2のうちその上流側となる上層3を太い繊維で且つ繊維充填密度を小さく形成する一方、逆に下流側となる中間層4を細い繊維で且つ繊維充填密度を大きく形成して、上流側不織布層2に繊維密度勾配を持たせてあることから、早期目詰まりによって寿命が短くなることがなく、長寿命化の上で有利となる。
【0025】
図4,5は上記濾材1をフィルターエレメント10として用いたカセットフィルター11の一例を示している。
【0026】
このカセットフィルター11は、上記濾材1にプリーツ折り加工(山部と谷部の関係をもってアコーディオンプリーツ状に折り曲げる加工)を施してフィルターエレメント10とした上で、インサート成形法により例えばABS樹脂製の枠体12と一体化したものである。
【0027】
プリーツ折り加工を施した濾材1で形成したフィルターエレメント10を枠体12成形用の金型にインサートとして櫛歯にて固定した上で、ABS樹脂材料を射出して枠体12を成形しつつフィルターエレメント10と一体化する。この場合、フィルターエレメント10の山部あるいは谷部の長手方向両端面ではその山部の内側に微小突起13が成形されることで隣接する山部同士の位置決めがなされ、プリーツとプリーツの密着防止効果が得られる一方、山部あるいは谷部と直交する長手方向両端面では、濾材1の下層5であるPET繊維不織布層を枠体12との接触面14として強固に接合される。
【0028】
すなわち、枠体12の材質であるABS樹脂の融点は220℃であり、またPET繊維不織布層5の繊維の芯8も融点は260℃であるから、樹脂温度でPET繊維の芯8が溶けることなく、ABS樹脂が下層5であるPET繊維不織布層5の中に入り込んで両者が接合される。
【0029】
ちなみに、上層3であるPP繊維不織布層側を枠体12との接合面とした場合には、PP繊維の芯6の融点は160℃(鞘部7のPEの融点はさらに低く130℃)でABS樹脂のそれよりも低いことから、上層3であるPP繊維不織布層がABS樹脂温で溶けてフィルム化し、両者の間に明確なる境界面ができて接合できないことになる。
【0030】
こうして得られたカセットフィルター11は、例えばトナーを使用する静電複写印刷方式の複写機の排気口に着脱可能に装着され、定期的に交換される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明に係る濾材の模式的な拡大断面図。
【図2】図1の上層3を形成している熱融着性繊維の拡大断面図。
【図3】図1の下層5を形成している熱融着性繊維の拡大断面図。
【図4】図1の濾材をフィルターエレメントとして用いたカセットフィルターの一例を示す斜視図。
【図5】図4のA−A線の沿う拡大断面図。
【符号の説明】
【0032】
1…濾材
2…上流側不織布層
3…上層
4…中間層
5…下層(下流側不織布層)
6…芯
7…鞘部
8…芯
9…鞘部
10…フィルターエレメント
11…カセットフィルター
12…枠体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電複写印刷に用いられるトナーの捕集を目的とした少なくとも二層構造のトナーフィルター用濾材であって、
上流側の不織布層が、ハロゲン系以外の難燃剤をもって難燃処理を施したポリプロピレン(PP)繊維を芯とし鞘部をポリエチレン(PE)とした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成されている一方、
下流側の不織布層が、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維を芯として鞘部をポリエチレン(PE)とした芯鞘構造の熱融着性繊維をもって構成されていて、
上流側および下流側の不織布層同士が熱融着性繊維の熱融着をもって積層一体化されているとともに、不織布層全体にエレクトレット化処理を施してあることを特徴とするトナーフィルター用濾材。
【請求項2】
上流側の不織布層に繊維密度勾配を持たせてあることを特徴とする請求項1に記載のトナーフィルター用濾材。
【請求項3】
上流側の不織布層のうちその上流側となる部分が、下流側となる部分に比べて太い繊維で且つ繊維充填密度が小さく形成されていることを特徴とする請求項2に記載のトナーフィルター用濾材。
【請求項4】
濾材全体の総目付け量を100〜140g/m2とし、総厚みを0.8〜1.2mmとしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナーフィルター用濾材。
【請求項5】
ポリプロピレン(PP)繊維はリンまたは窒素系の難燃剤をもって難燃処理を施してあることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナーフィルター用濾材。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の濾材を用いたカセットフィルターであって、
濾材をプリーツ折りしてフィルターエレメントとした上で、そのフィルターエレメントをインサートとするインサート成形法により、フィルターエレメントの外周に下流側の不織布層を接合面として樹脂製の枠体を一体成形したことを特徴とするカセットフィルター。
【請求項7】
枠体がABS樹脂をもって形成されていることを特徴とする請求項6に記載のカセットフィルター。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2008−151980(P2008−151980A)
【公開日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−339362(P2006−339362)
【出願日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【出願人】(000151209)株式会社マーレ フィルターシステムズ (159)
【Fターム(参考)】