电动吸尘器用集尘袋 【技术领域】
本发明涉及电动吸尘器用集尘袋，更详细地说，是涉及低压损、高吸尘效率、且使用时不易产生破袋的电动吸尘器用集尘袋。
背景技术
以往，作为电动吸尘器用集尘袋，提出了使用由内袋和外袋双层结构的滤纸的集尘袋(实开平6-48556号公报)。但是，使用这种滤纸时，为了捕集霉和花粉等微细尘埃，必须增加纸的目付(单位面积重量)，结果存在着压力损失增大的课题。
另外，以提高吸尘效率为目的，提出了内袋使用无纺布的集尘袋(例如，特开平2-116338号公报，实用新型第3019283号公报等)。但是，这些集尘袋在使用中补充的水分会引起破袋，存在着失去集尘袋的功能的缺点。
为了解决该课题，提出了例如把由熔喷无纺布形成的过滤层和湿式无纺布形成的加强层层叠而形成一体的纤维片材作为外袋用的电动吸尘器用集尘袋的方案(特开2000-195号公报)。但是，这种电动吸尘器用集尘袋由于熔喷无纺布和湿式无纺布的粘合不够牢固，故使用中会在二者之间引起层间剥离，其结果，不能充分利用熔喷无纺布的良好的捕集粉尘地能力。而且，在吸粒径极小的尘埃时，易引起堵孔，对吸尘性能来说不能满足要求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种由吸尘器用集尘袋，这种吸尘袋可解决上述问题，具有现有的电动吸尘器用集尘袋不能充分达到的低压损和高捕集效率，而且，使用时不易产生破袋现象。
本发明者为解决上述课题反复进行锐意探讨的结果，发现在具有特定目付的熔喷无纺布的一面或两面上配置含有特定量聚乙烯醇系纤维的湿式无纺布，将配置有这种湿式无纺布的层叠结构的纤维片材作为外袋使用，可解决上述课题，达到了本发明的目的。
即，本发明是具有内袋和外袋的电动吸尘器用集尘袋，外袋是用由直径为10μm以下的纤维构成的熔喷无纺布和在其一面或两面上层叠含有40％以上聚乙烯醇系纤维的湿式无纺布一体形成的目付为35-80g/m2的纤维片材制成的。
本发明的吸尘器用集尘袋，由于粘结强度足够大，故在使用中或成型加工中不会产生层间剥离现象，而且压力损失和捕集效率的均衡性能好，故作为电动吸尘器用集尘袋是具有高性能的集尘袋，而且可以廉价地向消费者提供。另外，本发明的电动吸尘器用集尘袋对粒径极小的尘埃亦可高效率地捕集，不易堵塞。
【具体实施方式】
以下，对本发明作具体说明。
本发明的电动吸尘器用集尘袋是由内袋和外袋双层结构构成的，外袋使用纤维片材很重要，该纤维片材是将熔喷无纺布和含有聚乙烯醇系纤维的湿式无纺布层叠而成的。
构成本发明的电动吸尘器用集尘袋的外袋的纤维片材的一层所用的熔喷无纺布的聚合物材料，例如只要是聚丙烯、聚乙烯之类的聚烯烃，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇脂等聚脂，耐纶6，耐纶66等聚酰胺之类的热可塑性聚合物即可，不是特别限定的材料，但从廉价地向消费者提供商品的观点出发，最好是由聚烯烃、特别是由聚丙烯制成的熔喷无纺布。
另外，在不影响本发明效果的范围内，将抗菌剂、防霉剂等药剂添加到该热可塑性纤维内，制成无纺布之后再进行后加工也无妨。
构成该熔喷无纺布的单纤维的直径，从提高捕集效率的观点出发，以10μm以下为宜，为5μm以下则更好。但是，纤维直径太小往往会产生压力增大的问题，故最好为1μm以上。该熔喷无纺布的目付最好为3-30g/m2，为5-20g/m2则更好。目付超过30g/m2时，压力损失增大，使吸尘器的吸引力降低。另外，目付小于3g/m2时，捕集效率往往会降低。为了发挥更好的捕集效率，目付为5-10g/m2尤其好。这种熔喷无纺布可用一般的熔喷技术进行制造，即，将规定的热可塑性聚合物加热到熔化温度以上，从喷嘴挤出而形成丝条，进而使加热空气从聚合物喷嘴孔的周边喷出，边使丝条变细、边将其捕集到金属丝网上。
层叠于该熔喷无纺布的一面或两面上的湿式无纺布含40％以上的聚乙烯醇系纤维是很重要的。该聚乙烯醇系纤维的使用量适度，便可赋予湿式无纺布足够的强度，故可起到增强熔喷无纺布的机械强度的作用。而且，在熔喷无纺布和湿式无纺布层叠时，可给与足够的粘结强度，故在作为集尘袋使用时，还可防止产生层间剥离的缺点。特别是在本发明中，该湿式无纺布最好合有7-20％的聚乙烯醇系粘结纤维及30-80％的聚乙烯醇系主体纤维。
聚乙烯醇系粘结纤维的量太少时，湿式无纺布的强度不够、与熔喷无纺布的粘结力不够，量太多时，往往会产生捕集效率降低，且不利于成本的缺点。从捕集效率以及与熔喷无纺布的粘结强度两者都有利的观点出发，配合的聚乙烯醇系粘结纤维最好为7-20％，为10-15％则更好。
本发明使用的聚乙烯醇系主体纤维最好为30-80％，在50-75％的范围内混合则更好。该聚乙烯醇系主体纤维的混合比率低于30％时，难以获得足够的强度，反之，若超过80％时，往往难以将粘结纤维的混合比率保持在所希望的值。本发明使用聚乙烯醇系主体纤维的优点是，在不增加透气阻力的情况下可提高集尘袋的强度。即，同时使用聚乙烯醇系粘结纤维和聚乙烯醇系主体纤维，可在所得到的湿式不结布上形成适度的空隙，故可制作透气阻力小、强度高的集尘袋，而且，在吸粒径非常小的尘埃时可发挥更好的效果。
本发明中，聚乙烯醇系粘结纤维是溶解于80℃以下的水中的纤维，最好是碱化度小于99.5摩尔％以下的纤维。另外，聚乙烯醇系主体纤维最好不溶于90℃以下的水中、碱化度为99.9摩尔％以上。而且，该聚乙烯醇系主体纤维最好进行乙缩醛化处理。乙缩醛化度为15-40摩尔％较理想，为25-35摩尔％则更好。任何一种纤维构成的聚乙烯醇的聚合度为1000-2500较理想。
本发明用的聚乙烯醇系纤维的制造方法可用周知的方法，采用湿式纺丝法、干湿式纺丝法、干式纺丝法中的任一种即可。
由于本发明用的聚乙烯醇系纤维是作为湿式无纺布使用，故其细度最好为0.3-10dtex，为0.5-5dtex则更好。截断长度最好为1-20mm，为2-10mm则更好。该聚乙烯醇系纤维的细度及截断长度若在上述范围之外，则在制造时纤维往往分散不良。
本发明中，即使在熔喷无纺布使用聚烯烃系聚合物，尤其是在使用聚丙烯的场合，由于湿式无纺布中的聚乙烯醇系纤维的含量设在上述范围，故由熔喷无纺布和湿布式无纺布构成的纤维片材即使在使用中也不会剥离，不仅可得到捕集效率高的集尘袋，还可高效率地捕集粒径为1μm以下的极细粒子，而且极不容易引起堵孔现象。
本发明中，可用破裂强度作为表示熔喷无纺布和湿式无纺布不易产生剥离的尺度。该破裂强度用米伦型法低压测定器测定，其值为196kPa以上较理想，为294kPa以上则更好。另外，在湿润状态下，最好为69kPa以上，具有88kPa以上的破裂强度则更好。即，本发明的电除尘器用集尘袋无论是在干燥状态还是湿润状态，在使用中都具有良好的耐破裂性。
该湿式无纺布中也可配合其他纤维，配合的其他纤维可以是合成纤维或纸浆等。但为了保持纹理匀度的均质性，最好用纸浆。为了给予片材膨松性和透气性，最好与合成纤维并用，两者适当混合、配合则更理想。但是，若纸浆的用量增大，则往往引起透气阻力增大，另外，合成纤维的混合率增大时，与聚乙烯醇系粘结纤维的粘结性下降，往往难以获得必要的强度。本发明用的纸浆没有什么特别限定，可用针叶树未晒牛皮纸浆(NUKP)、针叶树晒牛皮纸浆(NBKP)、阔叶树晒牛皮纸浆(LBKP)、针叶树晒亚硫酸盐纸浆(NBSP)等木材纸浆。
该湿式无纺布的目付最好为30-65g/m2，为40-60g/m2则更好。目付小于30g/m2时，得不到充分的增强效果和层间粘结效果，反之，若超过65g/m2则太厚，最终商品的操作往往不方便。另外，在上述熔喷无纺布的两面上层叠该湿式无纺布的情况下，将所使用的湿式无纺布的合计目付调整到上述范围即可。该湿式无纺布可用一般的造纸法制造。
本发明中，外袋使用将熔喷无纺布和湿式无纺布层叠而成的纤维片材，但从确保高捕集效率的观点来看，该纤维片材的目付为35-80g/m2，最好为40-70g/m2。该纤维片材的层叠方法没有特别限定，例如在湿式无纺布的造纸工序中使用的干燥用包毡滚筒烘干机的毡面上层叠熔喷无纺布，同时进行干燥和层叠等方法，可以说是粘结强度高、在工艺上较经济的理想的方法。无论哪种方法，在不因层叠而降低捕集效率和增大压力损失的情况下进行牢固的粘结是很重要的。本发明中，使用在熔喷的一面层叠湿式无纺布的纤维片材的场合，最好将湿式无纺布配置成集尘袋的最外层。
下面，对构成电动吸尘器用集尘袋的内袋作说明。
作为本发明的内袋，可用通常用的滤纸、干式无纺布、湿式无纺布等，但从捕集效率和压力损失两种性能都好、且在湿润时使用也不容易破袋的观点来看，最好用无纺布。本发明中，内袋的主要作用是捕集粒径为30μm以上的较粗粒径的大尘埃，粒径为1μm以下的极细尘埃从内袋通过，由外袋捕集。
特别是在本发明中，内袋最好用目付为10-50g/m2，纵向和横向的湿润强度为15N/5cm以上、且湿润伸长度为20％以上、透气度为50cc/cm2·sec以上的无纺布。用这种无纺布，内袋可更有效地捕集粒径大的尘埃。使粒径细的尘埃选择性地通过外袋，故可用外袋只捕集粒径细小的尘埃，可得到不易堵塞孔眼的集尘袋。
形成内袋用无纺布的纤维可用由耐纶、聚脂、聚丙烯等热可塑性聚合物构成的纤维，但根据热密封性优良等原因，用聚丙烯尤其好。本发明用的无纺布，纺粘型(非织造)织物特别适合，但用梳棉机制造的热粘结型的干式无纺布，因透气度大故适合于使用。另外，将纺粘型无纺布和熔喷无纺布层叠二层以上的材料也可使用。
内袋用的无纺布的目付最好为5-50g/m2，为10-30g/m2尤其好。目付小于5g/m2时，捕集效率降低，尘埃很快就会堵塞外袋的孔眼，影响集尘袋的寿命，湿润强度不够高，捕捉的水分往往会导致破袋。另外，若目付超过50g/m2，则压力损失过大，吸尘器的吸力往往会降低。
该无纺布在纵向及横向上的湿润强度为15N/5cm以上、破断伸长度为20％以上的情况下，可防止因吸尘器同时吸尘、吸水时引起的内袋湿润而导致的破袋，这一点是比较理想的。本发明中所谓的纵向系指无纺布的MD方向，横向系表示CD方向。
内袋用无纺布的透气度最好为50cc/cm2·sec以上，为200cc/cm2·sec以上则更好。小于50cc/cm2·sec时，内袋很快便引起堵塞，吸尘器使用时的压力损失往往增大。
本发明的电动吸尘器用集尘袋例如用上述内袋和外袋作为袋主体，可通过在该袋主体上设安装板进行制作。在袋主体和安装板上设置导入尘埃用的导入口，袋主体和安装板的导入口非常吻合地粘结起来。构成安装板的材料没有什么特别限定，可用厚纸或合成树脂。本发明的电动吸尘器用集尘袋的形状没有特别限定，根据使用的电动吸尘器适当设定即可。
获得的电动吸尘器用集尘袋可安装在电除尘器上使用。
实施例
以下，用实施例进一步对本发明作说明，但本发明不局限于这些实施例。实施例中的各物理性能的值是用下述方法测定的。
1.压力损失、捕集效率
a)粒径大的尘埃的捕集效率
用JIS C9108-1992所示的吸引功率测定装置进行了测定。电动吸尘器用市售的电动吸尘器(松下电器产业社制：MC-S62P)，用高风速吸引并进行测定。将30g小麦粉(平均粒径为65μm)投入上述测定装置后的集尘袋的上游和下游的压力差作为压力损失。
捕集效率(％)在投入30g小麦粉后如下述那样求出。
捕集效率(％)＝[捕集前后的集尘袋的质量增加(g)/30(g)]×100
b)粒径细小的尘埃的捕集效率
用柴田科学社制掩模(mask)性能测定装置AP-9000型，按下述条件求出捕集效率，将内袋作为上游侧，读取显示在试验装置上的吸气阻力为500Pa时的集尘袋上堆积的NaCl量(mg)和此时的捕集效率的值。
NaCl粒径：平均粒径0.1μm
流量：30L/min
2.强度
按JIS L 1906测定。测定是在湿润时进行的。
3.伸长度
按JIS L 1906测定。测定是在湿润时进行的。
4.透气度
按JIS L 1096 A法(弗雷泽型法)测定。
5.破裂强度
按JIS L 1096 A法(米伦型法)测定。测定是在干燥时(标准状态)和湿润时进行的。
6.纤维直径
用扫描型电子显微镜(SEM)，将无纺布的表面放大1000倍后进行摄影，求出构成无纺布的纤维100根的平均值作为直径。
实施例1
用60％的聚乙烯醇系主体纤维(クラレ社制VPB 103，1.1 dtex，切断长度3mm)、12％的聚乙烯醇系粘结料纤维(クラレ社制VPB 101，1.7dtex，切断长度4mm)、8％的聚丙烯纤维(チッソ社制，2.2 dtex，切断长度3mm)、以及20％的纸浆NBKP作原料，用一般的造纸法制造外袋用的目付为20g/m2的湿式无纺布。
另一方面，用熔化指数(根据JIS K 6758，230℃，载荷为2.16kg)为600g/10分的聚丙烯树脂，用普通方法获得了目付为7g/cm2的熔喷无纺布。形成该无纺布的纤维的平均直径，根据电子显微镜的照像判定为2.8μm。
湿式无纺布在造纸工序中的包毡滚筒烘干机上干燥时，将熔喷无纺布导入包毡面上，同时进行层叠而制成纤维片材。将得到的纤维片材再一次导入包毡滚筒干燥机，将卷取在另外的辊上的湿式无纺布合并在熔喷无纺布面上层叠成一体，以熔喷无纺布为中间层，在其两侧配置湿式无纺布(合计目付为40g/m2)，于是得到具有这种结构的目付为47g/m2的三层构造的外袋用纤维片材。所得到的纤维片材的层叠强度非常牢固，破裂强度为353kPa，湿润时的破裂强度为118kPa，完全没有层间剥离现象。
用具有目付为17g/m2的聚丙烯纺粘型无纺布制作内袋。该纺粘型无纺布的纵、横湿润强度分别为42N/5cm、22N/5cm，湿润伸长度纵向为50％、横向为55％，厚度0.19mm。
将得到的内袋和外袋重合起来，开片成47cm宽。接着，在成为外袋的外侧部分上设直径为5cm的开口部(尘埃导入口)，在流动方向上从两侧折入折边(gusset)，设流动方向上的制品宽度为12cm。这时，通过热密封进行背衬。
接着，将流动方向上的长度切断成31cm，将生产流向改为直角方向，在两侧的开口部上形成2cm的折边阔度并进行热密封。在上述尘埃导入口安装具有导向机构、切口、氨脂制衬垫的滤纸(11cm×12.5cm，厚2cm)，从而得到电动吸尘器用集尘袋。结果示于表1、表2。
实施例2
制造由70％的聚乙烯醇系主体纤维(クラレ社制VPB 103，1.1dtex，切断长度3mm)、15％的聚乙烯醇系粘接料纤维(チッソ社制VPB101，1.7dtex，切断长度4mm)、以及15％的纸浆NBKP构成的目付为22g/m2的外袋用湿式无纺布。
和实施例1一样，准备了目付为5g/m2的聚丙烯熔喷无纺布。用和实施例1一样的层叠方法，获得在熔喷无纺布的两侧配置上述湿式无纺布而形成的目付为49g/m2的纤维片材。得到的纤维片材的破裂强度为324kPa，湿润时的破裂强度为103kPa。
另外，内袋使用下述无纺布，即在纤维直径为5.5μm、目付为4g/m2的聚丙烯熔喷无纺布的两面上层叠目付为5g/m2的聚丙烯纺粘型无纺布，实施压纹加工(压纹面积率7％)复合而成的合计目付为14g/m2的层叠无纺布。该层叠无纺布的湿润强度纵向、横向分别为35N/5cm、18N/5cm，湿润伸长度纵向和横向分别为40％和52％(表1、表2)。
实施例3
制造外袋用的由65％的聚乙烯醇系主体纤维(クラレ社制VPB103，1.1 dtex，切断长度3mm、10％的聚乙烯醇系粘接料纤维(クラレ社制VPB 101，1.7dtex，切断长度4mm)、12％的聚酯纤维(2.8dtex，切断长度3mm)以及13％的纸浆NBKP构成的目付为50g/m2的湿式无纺布。
和实施例1一样，准备了目付为6g/m2的聚丙烯熔喷无纺布，用和实施例1一样的方法得到了目付为41g/m2的双层结构的纤维片材。内袋和实施例1一样用聚丙烯纺粘型无纺布制作集尘袋(表1、表2)。
比较例1
内袋用由70％的纸浆NBKP、24％的聚酯纤维(1.7 dtex，切断长度3mm)以及6％的聚乙烯醇系粘结料纤维(クラレ社制VPB 101，1.7dtex，切断长度4mm)构成的目付为20g/m2的湿式无纺布，外袋用由65％的纸浆NBKP、28％的聚丙烯纤维(1.7dtex，切断长度3mm)、7％的聚乙烯醇系粘结料纤维(クラレ社制VBP 101，1.7％dtex，切断长度4mm)构成的目付为48g/m2的湿式无纺布制成集尘袋(表1、表2)。
比较例2
用和实施例1一样的聚丙烯树脂，以普通方法得到目付为10g/m2的熔喷无纺布。另外，用55％的纸浆、39％的聚烯烃系热粘结复合纤维(チッソ社制“EA”纤维)及6％的聚乙烯醇系纤维(クラレ社制VPB 101，1.7 dtex，切断长度4mm)作原料，用普通造纸法得到目付为25g/m2的湿式无纺布。接着，将该湿式无纺布配置在所得到的熔喷无纺布的两面上，在120℃温度下进行热压，将三层一体化。将所得到的层叠纤维片材作外袋，使用比较例1用的内袋，除此之外，和实施例1一样得到电动吸尘器用集尘袋(表1、表2)。
[表1] 外袋 内袋 集尘袋 破裂强度 (kPa) 湿润强度 (N/5cm) 湿润伸度 (％) 通气度 (cc/cm2·sec) 干燥时 湿润时 内袋 外袋实施例1 353 118 42 22 50 55 451 28实施例2 324 103 35 18 40 52 352 25实施例3 360 120 42 22 50 55 451 25比较例1 180 40 20 5 10 16 120 15比较例2 175 38 20 5 10 16 120 14
[表2] 集尘袋性能 小麦粉 NaCl 压力损失 (mmH2O) 捕集效率 (％) 捕集效率 (％)堆积捕集量 (mg)实施例1 318 99.2 93.0 5.4实施例2 323 99.4 90.6 5.1实施例3 334 99.6 91.7 5.3比较例1 525 99.3 71.0 2.7比较例2 550 99.5 72.5 3.0
本发明的吸尘器用集尘袋是压力损失和捕集效率均衡性能好、而且对粒径细小的尘埃也能有效地捕集的集尘袋。另外，在直径9cm、深2cm的烟灰缸内加入3根香烟头和50cc水，用具有上述实施例及比较例的集尘袋的电动吸尘器进行了吸引试验。各例分别进行了10个袋的试验，用本发明的集尘袋时均未产生破裂。但是，用比较例1的集尘袋时，10个袋中有4个袋的内袋破袋。