JPH0796088B2

JPH0796088B2 - 容器状フィルターの製造方法

Info

Publication number: JPH0796088B2
Application number: JP2301633A
Authority: JP
Inventors: 正之門司; 隆行木村; 一誠辻; 正人土井
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH04176311A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば成分抽出用、気体浄化用等として使用
可能な容器状フィルターの製造方法に関する。

［背景技術］従来、コーヒー、紅茶等のフィルターとして、紙、織
布、不織布等より成るシート状又は袋状のフィルターが
使用されているが、フィルターの小形化、自動充填によ
る省力化等のため、容器状フィルターが求められてい
る。

従来でも、紙製の容器状フィルターは製造されている。
しかし、このようなフィルター材料として一般的に使用
されている紙、織布、不織布を容器のような立体形状に
成形した場合、次のような問題点があった。

即ち、深絞りのような変形の度合いが大きい場合、成
形が困難である、成形に伴って繊維の配置がずれて繊
維が切れたり、隙間が生じたりする、成形品の物性や
保型性に難点がある、等である。

そこで、このような問題点を解決するため、近年、これ
らの材料の代わりに、ポリエステル系長繊維より成る不
織シートを使用した容器状フィルター及びその製造方法
が提案されている（例えば、特開昭62−144723号公報参
照）。

［発明が解決しようとする課題］上述した特開昭62−144723号公報に係る容器状フィルタ
ーの製造方法によれば、ポリエステルは耐薬品性が不充
分であるため、フィルターの用途が限られ、また製造の
際に原反シートの熱処理等の二次的な加工が必要となっ
て生産性に劣っている。

本発明は、熱成形性を向上させることができる容器状フ
ィルターの製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明に係る容器状フィルターの製造方法は、複屈折率
（Δｎ）が0.005〜0.019のポリプロピレン系長繊維を使
用して縦横方向の強度比（MD/TD）が１〜２であり、か
つ破断伸度が縦横方向いずれも80％以上の不織布シート
を熱圧着で製造した後、この不織布シートを90〜155℃
に加熱しながら不織布シートを容器形状にプレス成形す
ることを特徴とする。

前記ポリプロピレン系長繊維の材料は、ホモポリプロピ
レンが好ましいが、これに限られず、プロピレンと他の
オレフィンとの共重合体であってもよい。また、この材
料中には、ポリエステル、ポリアミド、ポリカボネート
等の異種ポリマーが小量添加されていてもよい。更に、
必要により、難燃剤、顔料、帯電防止剤等の添加剤を混
合しておいてもよい。

ポリプロピレン系材料の分子量は任意であるが、メルト
インデクス（MI）については10〜100とするのが好まし
い。MIが10より小さい場合には繊維の紡出性が悪くな
り、また100より大きい場合には成形品の強度が不充分
になる虞れがある。

前記長繊維の太さも任意であり、通常0.1〜20デニール
（ｄ）、好ましくは１〜10dとする。この長繊維の太さ
は、延伸条件により調整することができる。

長繊維の複屈折率（Δｎ）は、熱成形適性、特に熱成形
時の糸切れ（破れ）に影響を与え、前記0.005より小さ
い場合には成形は可能だが、製品の強度と保型性が劣
り、また前記0.019より大きい場合には繊維の伸びが足
りず、成形時に破れる虞れがある。

この複屈折率（Δｎ）は、紡糸時において速度、温度、
押出量を制御したり、熱処理（ヒートセット）すること
により調整することができる。

例えば、紡糸時において速度を増加させて延伸による配
向度を向上させると複屈折率が増加し、また温度やノズ
ル当たりの押出量を低下させて延伸応力を増加させると
複屈折率が増加する。なお、本発明では不要であるが、
熱処理を施した場合にも結晶化度が増加して複屈折率の
増加につながる。

不織布シートは、前記長繊維を公知のスパンポンド法に
よりエンボス加工等による熱圧着で製造する。

この熱圧着の際の圧着率は任意であるが、３％より下の
場合には繊維の脱落が起きる可能性があり、また20％よ
り大きい場合には透液性と通気性が低下する虞れがあ
る。

また、目付量も任意であるが、100g/m²以上がよい。100
g/m²より少ない場合、剛性が不充分であり、保型性に劣
る。

シートの厚さも任意であり、通常、0.2〜1.2mmとする。

一般的に、不織布シートの場合、縦横方向の強度比（MD
/TD）は１より大きくなるが、２より大きい場合には成
形時の変形に対して縦横方向のバランスが保てなくな
り、原反シートが裂けて成形できなくなる。

この不織布シートの破断伸度は、縦方向（MD）と横方向
（TD）のいずれも80％以上とするが、80％より小さい場
合には成形時の変形に原反シートが追従できないため、
穴が生じる。

不織布シートを容器形状にプレス成形する際、シートの
加熱温度が90℃より低い場合には成形が不可能になり、
また155℃より高い場合には繊維が溶融して、透液性と
通気性が劣化する。

このプレス成形で使用する金型の形状は任意であるが、
絞り込み深さと絞り込み面の最小長さとの比は、最大で
1.5とする。

［実施例］実施例１〜３図面を参照して各実施例に係る容器状フィルターの製造
方法を説明する。

第１図に示すように、先ず、エンボス加工が施された厚
さ0.78mm、目付量200g/m²、圧着率5.6％のポリプロピレ
ン製不織布シート11を用意し、この不織布シート11が巻
回されたロール12よりガイドロール13を介して不織布シ
ート11を上下一対のヒータ14A,14B間に送り、ここで不
織布シート11を間接的に所定温度に加熱した。

各実施例における不織布シート11の成形時のシート温度
を表−１に示す。また、各実施例で使用した不織布シー
ト11の具体的性状、即ち繊維の太さ（ｄ）、複屈折率、
シートの縦横方向強度比（MD/TD）、縦横方向の破断伸
度を表−１に示す。なお、複屈折率は、偏光顕微鏡で測
定した。不織布シート11の縦横方向強度比と破断伸度
は、JISL1096に準拠して、インストロン引張り試験機を
使用して測定した。

次に、加熱された不織布シート11をプレス成形装置15に
送り、ここで金型の上型16Aと下型16B間に不織布シート
11を挟んで容器形状にプレス成形した。

次に、連続して成形された容器状フィルター17を打抜き
装置18に送り、ここで１個ずつフランジ部17Aで打抜い
た。

第２図に、このようにして得られた本実施例の容器状フ
ィルター17を示す。この容器状フィルター17の具体的寸
法を例示すると、円形の口部17Bの直径D₁が70mm、底部1
7Cの直径D₂が60mm、高さＨが50mmである。

〔特性の評価〕上記各実施例に係る容器状フィルター17について、成形
時における熱成形性（ドローダウン性、型再現性、偏肉
精度）及び容器性能を評価した。その結果を下記の表−
１に示す。

各特性の評価基準は、次の通りである。

ドローダウン性 ○…ドローダウンは、殆ど起こらず、成形に支障なし。

△…ドローダウンは、中程度で成形に僅かに支障あり。

×…ドローダウンが大きく、金型への付着、ブリッジの
発生が起こるため、成形に支障が生じる。

型再現性 ○…底部の角部が金型形状通り、良好に型再現されてい
る。

△…底部の角部が丸みを帯び、型再現性が僅かに劣る。

×…底部の角部が完全に金型形状から離れ、型再現性が
不良である。

偏肉精度 ○…側面部の偏肉化が殆ど起こらず、偏肉精度が良好で
ある。

△…側面部の偏肉化が一部生じて偏肉精度が僅かに劣
る。

×…部分的に極端な偏肉化が生じ、その部分が破れる。

容器性能容器性能は、保型性に関して評価した。この保型性は、
第３図（Ａ）に示すように、各実施例の容器状フィルタ
ー17の口部17Bに板材19を介して500gの重り20を載せた
後、第３図（Ｂ）に示すように、１分以内に変形座屈し
た場合を×、変形しない場合を○として評価した。

比較例１〜５上記実施例と同様にして、各比較例に係る容器状フィル
ター17を製造し、熱成形性と容器性能を評価した。その
結果を表−１に併せて示す。また、各比較例における使
用した不織布シート11の具体的性状と成形時の不織布シ
ート11の加熱温度も表−１に示す。

表−１より、実施例１〜３に係る容器状フィルター17の
製造方法によれば、複屈折率（Δｎ）が0.012〜0.016の
ポリプロピレン長繊維より成り、熱圧着で製造された縦
横方向の強度比（MD/TD）が1.1〜1.4、かつ縦横方向の
破断伸度がいずれも100〜150％の不織布シート11を使用
し、この不織布シート11を145〜150℃に加熱しながら不
織布シート11を容器状フィルター17にプレス成形したの
で、熱成形時においてドローダウン性、型再現性及び偏
肉精度に関して全く問題がなく、また保型性に優れた容
器状フィルター17が得られることがわかる。

これに対して、比較例１によれば、ポリプロピレン長繊
維の複屈折率が本発明に係る範囲（0.005〜0.019）より
小さいため、得られた容器状フィルター17の保型性に問
題があることがわかる。

また、比較例２と３によれば、ポリプロピレン長繊維の
複屈折率が本発明に係る範囲より大きいため、成形時の
型再現性と偏肉精度に問題が生じ、容器状フィルターが
得られなかった。

比較例４によれば、縦横方向の破断伸度がいずれも80％
以下であるため、成形時の変形にシートが追従できず、
型再現性と偏肉精度に問題が生じ、容器状フィルターが
得られなかった。

比較例５によれば、シート加熱温度が本発明に係る範囲
（90〜155℃）より低いため、成形時のドローダウン
性、型再現性及び偏肉精度に問題が生じて容器状フィル
ターが得られなかった。

［発明の効果］本発明に係る容器状フィルターの製造方法によれば、熱
成形性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る容器状フィルターの製
造方法を示す概略図、第２図は実施例により得られた容
器状フィルターの断面図、第３図（Ａ），（Ｂ）は保型
性の評価方法を示す断面図である。 11…不織布シート、14A,14B…ヒータ、15…プレス成形
装置、17…容器状フィルター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土井正人東京都中央区銀座４丁目12番18号出光石油化学株式会社内 (56)参考文献特開昭62−144723（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−66714（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−32912（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複屈折率（Δｎ）が0.005〜0.019のポリプ
ロピレン系長繊維を使用して縦横方向の強度比（MD/T
D）が１〜２であり、かつ破断伸度が縦横方向いずれも8
0％以上の不織布シートを熱圧着で製造した後、この不
織布シートを90〜155℃に加熱しながら不織布シートを
容器形状にプレス成形することを特徴とする容器状フィ
ルターの製造方法。