JP2005270965A - フィルターおよびフィルターエレメント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】濾過層を形成する繊維の平均直径が1〜150nmであり、重量比率の60%以上が直径1〜150nmの繊維であること、また重量比率で50%以上の繊維が直径差で30nmの幅に入ることや平均直径が1〜70μmの繊維で構成される支持層を有することなどを特徴とするフィルターおよび該フィルターを用いたフィルターエレメント。
【選択図】図1
Description
東洋精機キャピログラフ1Bによりポリマーの溶融粘度を測定した。なお、サンプル投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は10分とした。
Perkin Elaer DSC−7を用いて2nd runでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。この時の昇温温度は16℃/分、サンプル量は10mgとした。
フィルターに白金−パラジウム合金を蒸着し、走査型電子顕微鏡でフィルター表面を観察した。
D.フィルターを構成する繊維の平均直径
繊維の平均直径は以下のようにして求める。すなわち、SEMによるフィルター表面写真から繊維の直径を計算し、それの単純な平均値を求めた。この時、平均に用いる繊維数は同一視野内で無作為抽出した50本以上の繊維の直径を測定し、これをフィルターの異なる箇所から採取した5サンプルで行い、合計250本以上の繊維の直径を用いて計算した。
フィルターを構成する繊維の重量比率、以下のようにして評価する。すなわち、上記平均直径を求める際に使用したデータを用い、フィルターを構成する繊維それぞれの繊度(dti)を計算しその総和を総繊度(dt1+dt2+・・・dtn)とする。また、重量比率を計算したい直径を持つ繊維の繊度の合計値を計算し、総繊度との比率から重量比率を計算した。
上記平均直径を求める際に使用したデータを用い、平均直径を含む30nmの幅に入る繊維の繊度比をE.と同様に求めた。
測定する繊維束10mの重量をn=5回測定し、これの平均から繊維束の合計繊度(dtex)を求めた。そして、室温(25℃)で、初期試料長=200mm引っ張り速度=200mm/分とし、JIS L1013に示される条件で荷重−伸度曲線をもとめた。次には男児の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り伸度とした。
ツェルベガーウスター株式会社製USTER TESTER 4を用いて給糸速度200m/分でノーマルモードで測定を行った。
下記の3種類の直径の異なるラテックス粒子を用いて阻止率を測定し、濾過精度を評価した。
b.直径88nm、ダウケミカル社製、ポリスチレン系ポリマー
c.直径42nm、JSR社製、ポリスチレン系ポリマー
(1)ラテックス粒子を2部、ドデシル硫酸ナトリウムを20部、イオン交換水を978部の割合で混合する。
(2)測定するフィルターを25mmに打ち抜き、界面活性剤溶液に浸漬し、親水化を行い、次いで水と置換する。
(3)試験片をフィルターホルダーに組み込み、均一分散液を差圧49kPaで供給し、その透過した濾液を10ml採取する。
(4)得られた濾液をUV急行時計にて吸光度を測定(260nm)し、濾液中の粒子濃度を求める。同様の方法で測定される原液中の粒子濃度と濾液中の粒子濃度から、フィルターの粒子阻止率を計算する。
濾過精度の測定と同様の手順でフィルターをフィルターホルダーに組み込み、25℃のイオン交換水を差圧49kPaで供給し、その透過流量を測定した。
溶融粘度200Pa・s(245℃、121.6sec−1)、融点225℃のポリブチレンテレフタレート(PBT)と溶融粘度210Pa・s(245℃、121.6sec−1)の2−エチルヘキシルアクリレートを22%共重合したポリエスチレン(co−PS)とを、PBTの含有率を20重量%とし、混練温度を235℃として2軸混練押出機を用いて溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。なお、このco−PSの245℃、1216sec−1での溶融粘度は60Pa・sであった。
溶融粘度53Pa・s(262℃、剪断速度121.6sec−1)、融点220℃のナイロン6(N6)(20重量%)と溶融粘度310Pa・s(262℃、剪断速度121.6sec−1)、融点225℃のイソフタル酸を8mol%、ビスフェノールAを4mol%共重合した融点225℃の共重合ポリエチレンテレフタレート(co−PET)(80重量%)を2軸混練押出機で260℃で混練してポリマーアロイチップを得た。なお、このco−PETの262℃、1216sec−1での溶融粘度は180Pa・sであった。
ィルターであった。
溶融粘度300Pa・s(220℃、剪断速度121.6sec−1)、融点162℃のポリプロピレン(PP)(20重量%)と溶融粘度64Pa・s(220℃、剪断速度121.6sec−1)、融点170℃のポリL乳酸(光学純度99.5%以上)(PLA)(80重量%)を2軸混練押出機で220℃で混練してポリマーアロイチップを得た。なお、このPLAの215℃、1216sec−1での溶融粘度は86Pa・sであった。
超極細繊維束のカット長を7mmに変更した以外は実施例2と同様に支持層を有する不織布フィルターを作製した。このフィルターの濾過精度と濾過流量を測定した結果を表1に示す。
支持層の不織布を繊度2.5dtex、目付400g/m2のものに変えた以外は実施例2と同様に支持層を有する不織布フィルターを作製した。このフィルターの濾過精度と濾過流量を測定した結果を表1に示す。
プレッシャーメルタを2つ備えた複合紡糸装置を用いて、海成分がPS、島成分がPETで繊維全体における島成分の割合が35重量%である高分子配列体繊維を作製した。得られた繊維を液浴延伸機を用いて延伸温度90℃、熱セット温度130℃、延伸倍率3.0倍の条件で延伸し、58dtex、24フィラメントの高分子配列体繊維とした。この時、該高分子配列体繊維中におけるPET成分の単糸繊度は0.05dtexである。この高分子配列体繊維を4万dtexに引きそろえ、枷に巻きつけた後、トリクロロエチレンに1時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のPS成分の99%以上を溶解除去した。さらに水洗、乾燥することで極細繊維束を作製した。この極細繊維束の力学特性は、強度4.4cN/dtex、伸度45%であった。この極細繊維束を長さ3mmにカットした以外は実施例1と同様に湿式抄紙を行い、厚さ1.5μmの不織布を作製した。
特開平5−71006号公報の記載に従い、熱可塑性ポリビニルアルコール(MFR 190℃:50、重合度:400、鹸化度:62%)とポリプロピレン(MFR 230℃:80)をチップの状態で等量混合してメルトブロー紡糸機に投入し、紡糸温度230℃、単孔吐出量0.3g/minで吐出し、230℃、圧力2.2kg/cm2の空気を噴射して金網コンベアー上に目付100g/cm2のウエブを形成した。このウエブを70kg/cm2の高圧水流で処理して不織布としたのち、80℃の温水浴中で20分間超音波を照射することにより、ポリビニルアルコールを溶出除去して極細繊維を発生させると共に、極細繊維の分散・交絡を行い、目付50g/cm2の不織布を作成した。
アクリロニトリル91.5重量%、アクリル酸メチル8.0重量%、メタクリル酸ソーダ0.5重量%からなる極限粘度1.2の共重合体16重量%および重量平均分子量3,000のポリエチレングリコール(和光純薬社製、PEG4000)8重量%を、N,N−ジメチルアセトアミド76重量%に溶解して均一溶液とした。この製膜をガラス基板上に厚さ400μmに流延し、N,N−ジメチルアセトアミド90%と水10%との混合溶液からなる60℃の凝固浴中に流延面を浸漬し、凝固させて多孔質膜を形成した。この多孔質膜をフィルターとして濾過精度と透過流量を測定した。結果を表1に示す。
溶剤にN−メチル−2−ピロリドンのみを用いた以外は比較例3と同様に多孔質膜を形成した。この多孔質膜をフィルターとして濾過精度と透過流量を測定した。結果を表1に示す。
実施例2のフィルターに山高さ20mm、山間隔8mmのプリーツ加工を施し、150℃1分の熱セットを行った後、直径10cm、長さ20cmの円筒状フィルターハウジングに組み込みフィルターエレメントを作製した。このフィルターエレメントに0.05MPa/分の割合で水圧を増加させながら通水を行い、透水量を測定したところ、0.46MPaで最大透水量5200l/hrを示した。
比較例3のフィルターを用いて実施例6と同様にフィルターエレメントを作製し、透水量を測定した。その結果、圧力0.25MPaで最大取水量3100l/hrを示した。
溶融粘度280Pa・s(300℃、1216sec−1)のPETを80重量%、溶融粘度160Pa・s(300℃、1216sec−1)のPPSを20重量%として、混練温度を300℃として2軸混練押出機を用いて溶融混練した。ここで、PPSは直鎖型で分子鎖末端がカルシウムイオンで置換された物を用いた。
溶融粘度87Pa・s(235℃、剪断速度121.6sec−1)、融点220℃のナイロン6(N6)(20重量%)と溶融粘度75Pa・s(235℃、剪断速度121.6sec−1)、融点170℃のポリL乳酸(PLA)(80重量%)を230℃に設定した2軸混練押出機で混練してアロイ樹脂を得た。なお、このPLAの225℃、1216sec−1での溶融粘度は52Pa・sであった。
溶融粘度296Pa・s(235℃、剪断速度121.6sec−1)、融点220℃のナイロン6(N6)(40重量%)と溶融粘度75Pa・s(235℃、剪断速度121.6sec−1)、融点170℃のポリL乳酸(PLA)(60重量%)を230℃に設定した2軸混練押出機で混練してアロイ樹脂を得た。なお、このPLAの225℃、1216sec−1での溶融粘度は52Pa・sであった。
Claims (11)
- 濾過層を形成する繊維の平均直径が1〜150nmであり、重量比率の60%以上が直径1〜150nmの繊維であることを特徴とするフィルター。
- 重量比率で50%以上の繊維が直径差で30nmの幅に入ることを特徴とする請求項1記載のフィルター。
- 平均直径が1〜70μmの繊維で構成される支持層を有することを特徴とする請求項1または2記載のフィルター。
- 濾過層が不織布で構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のフィルター。
- フィルターを構成する繊維が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のフィルター。
- 熱可塑性樹脂の融点が160℃を超えることを特徴とする請求項5記載のフィルター。
- 熱可塑性樹脂がポリアミドであることを特徴とする請求項5記載のフィルター。
- 熱可塑性樹脂がポリエステルであることを特徴とする請求項5記載のフィルター。
- 熱可塑性樹脂がポリオレフィンであることを特徴とする請求項5記載のフィルター。
- 熱可塑性樹脂がポリアリーレンであることを特徴とする請求項5記載のフィルター。
- 請求項1〜10のいずれか1項記載のフィルターを使用したフィルターエレメント。
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