JP2006055735A - 液体濾過用フィルター濾材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、濾材層と支持体層からなる2層構造の不織布からなり、濾材層を上流側にセットして使用する液体濾過用フィルター濾材であって、該濾材層の基材は、繊維径5μm以下の極細無機繊維を1〜80質量%と繊維径5μm以上の有機繊維を20〜99質量%とにより構成し、支持体層に繊維径5μm以上で繊維長5mm以上の1種類以上の有機繊維を含み、該不織布におけるJIS−K3832に基づき測定した最大ポア径が10〜100μm、JIS B9908に準じて面風速5.3cm/秒の条件で、DOPエアロゾル(フタル酸ジオクチル、粒径0.3〜0.5μm)粒子を発生させ測定した捕集効率が20〜90%である液体濾過用フィルター濾材である。
【選択図】 なし
Description
すなわち、本発明は、濾材層と支持体層からなる2層構造の不織布からなり、濾材層を上流側にセットして使用する液体濾過用フィルター濾材であって、該濾材層の基材は、繊維径5μm以下の極細無機繊維を1〜80質量%と繊維径5μm以上の有機繊維を20〜99質量%とにより構成し、支持体層に繊維径5μm以上で繊維長5mm以上の1種類以上の有機繊維を含み、該不織布におけるJIS−K3832に基づき測定した最大ポア径が10〜100μm、JIS B9908に準じて面風速5.3cm/秒の条件で、DOPエアロゾル(フタル酸ジオクチル、粒径0.3〜0.5μm)粒子を発生させ測定した捕集効率が20〜90%である液体濾過用フィルター濾材である。
さらに、該濾材層の厚みと支持体層の厚みの比が1:1〜1:10、全体の厚みが150〜400μmである液体濾過用フィルター濾材である。
さらに、繊維径5μm以上の有機繊維が繊維径の異なる2種類以上の有機繊維であり、その一部が熱融着性バインダー繊維である液体濾過用フィルター濾材である。
さらに、2層構造の不織布に対し合成樹脂系バインダーを0.1〜10質量%付与する液体濾過用フィルター濾材である。
本発明の濾材は、濾材層に固体粒子の捕捉能を出すために繊維径5μm以下の極細無機繊維を含有している。極細無機繊維は、繊維径0.1〜5μmのマイクロガラス繊維、アルミナ繊維、ロックファイバー、ステンレスファイバーなどが挙げられ、中でもアルミナ繊維とマイクロガラス繊維が好ましく、より好ましいのはマイクロガラス繊維である。マイクロガラス繊維は、素材の特徴である剛直性により低密度の濾材を得る事が出来る事から通気性が良く低圧力損失でありながら高い捕集効率の濾材が得られる。しかし、極細無機繊維のみで濾材を構成した場合、シートの強度が弱いばかりでなく、フィルターユニットに加工するためのプリーツ加工の際に繊維が折れて破れや繊維の脱落が発生する。
これらの問題を解決するために有機繊維を混合するが、混合する有機繊維の繊維径は5μm以上である。好ましくは、繊維径5〜30μmであり、繊維径の異なる繊維を2種類以上混合することが好ましい。より好ましくは、有機繊維の一部を熱融着性バインダー繊維にすることである。
繊維径0.1〜5μmの極細無機繊維と繊維径5μm以上の有機繊維を混合することにより異種、異繊維径繊維のネットワークが形成され、抄造時に抄紙ワイヤーからの極細無機繊維の流出を防止するばかりでなく、捕集効率を維持したままで剛直な無機繊維によって通液性を確保することが可能となり、最大ポア径を大きくすることができる。濾材層への極細無機繊維の配合比率は1〜80質量%であり、好ましくは10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%である。
また、濾材層への繊維径5μm以上の有機繊維の配合比率は20〜99質量%である。好ましくは30〜90質量%であり、より好ましくは40〜80質量%である。濾材層の坪量は特に限定しないが5〜50g/m2であり、好ましくは10〜30g/m2、より好ましくは12〜25g/m2である。
捕集効率はJIS B9908に準じて面風速5.3cm/秒の条件で、DOPエアロゾル(フタル酸ジオクチル、粒径0.3〜0.5μm)粒子を発生させ測定した捕集効率が20〜90%であり、好ましくは30〜80%である。捕集効率が20%未満では濾過開始直後の濾液の濁りが発生し、清浄になるまでの時間が長くなってしまい、90%を超えた場合、濾過直後から濾液は清浄になるがライフが短くなってしまう。
本発明の濾材において、繊維径が5μm以上の有機繊維とは、皮膜の少ない木材パルプ、麻パルプ、コットンリンター、リント、また再生繊維としては、リヨセル繊維、レーヨン、キュプラが、半合成繊維としては、アセテート、トリアセテート、プロミックスが、合成繊維としては、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル系、ナイロン系、ウレタン系、ベンゾエート、ポリクラール、フェノール系などの繊維が挙げられる。上記の繊維の他に、植物繊維として藁パルプ、竹パルプ、ケナフパルプなどの木本類、草本類を含むものとする。これらの繊維はフィブリル化されていても通液性、通気性を阻害しない範囲であればなんら差し支えない。さらに、古紙、損紙などから得られるパルプ繊維等も含まれる。また、断面形状がT型、Y型、三角等の異形断面繊維やクリンプ加工された繊維も通気性、通液性確保のために含有できる。
更に熱融着性バインダー繊維も含まれ、濾材層の強度を高める為に有効である。熱融着性バインダー繊維としては、芯鞘繊維(コアシェルタイプ)、並列繊維(サイドバイサイドタイプ)、放射状分割繊維などの複合繊維が挙げられる。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、濾材の空間を保持したまま、機械的強度を向上させることができる。熱融着性バインダー繊維としては、例えば、ポリプロピレンの短繊維、ポリプロピレン(芯)とポリエチレン(鞘)の組み合わせ、ポリプロピレン(芯)とエチレンビニルアルコール(鞘)の組み合わせ、ポリプロピレン(芯)とポリエチレン(鞘)の組み合わせ、高融点ポリエステル(芯)と低融点ポリエステル(鞘)の組み合わせ等が挙げられる。また、ポリエチレンやポリエステル等の低融点樹脂のみで構成される単繊維(全融タイプ)や、ビニロン系やPVA系繊維状バインダーは、濾材の乾燥工程で皮膜を形成し易いが、特性を阻害しない範囲で使用することができる。熱融着性バインダー繊維の繊維径は特に限定されないが、5〜40μmであることが好ましく、より好ましくは7〜30μmである。
この支持体層は湿式抄紙機で得られたものに限らず、用途に応じて繊維径5μm以上で繊維長5mm以上のポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、コットン、レーヨン、リヨセル等の素材からなるスパンボンド、メルトブロー、ニードルパンチ、スパンレース等の方法で製造されたシートを支持体として用いることが出来る。
合成樹脂系バインダーを液体濾過用フィルター濾材に含有させる方法としては、特に限定はしないが、サイズプレス方式、タブサイズプレス方式、スプレー方式、内添方式、グラビア塗工方式などの方法が挙げられる。支持体層のみに含有させるためには、スプレー方式、グラビア塗工方式を用いることが好ましい。
また、乾式法で製造したスパンボンド等を支持体層として用いる場合は、抄紙機で製造した濾材層と該支持体層とを抄紙機で積層しても良いし、別途加工機を用いて積層しても良い。
次いで繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約7μmのポリエステル繊維(帝人社製 0.6デシテックス×5mm )と、繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々40:60の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量50g/m2になるようにして支持体層を形成して、濾材層と重ねた後、表面温度130℃のシリンダードライヤーで乾燥して、実施例1の液体濾過用フィルター濾材を作製した。
次いで繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約7μmのポリエステル繊維(帝人社製 0.6デシテックス×5mm )と、繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々40:60の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量65g/m2になるようにして支持体層を形成して、濾材層と重ねた後、表面温度130℃のシリンダードライヤーで乾燥して、実施例3の液体濾過用フィルター濾材を作製した。
次いで繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約7μmのポリエステル繊維(帝人社製 0.6デシテックス×5mm )と、繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々40:60の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量54g/m2になるようにして支持体層を形成して、濾材層と重ねた後、表面温度130℃のシリンダードライヤーで乾燥して、実施例4の液体濾過用フィルター濾材を作製した。
繊維径5μm以下の極細無機繊維として、繊維径約0.65μmのマイクロガラス繊維(B−06−F ラウシャ社製)と繊維径約2.7μmのマイクロガラス繊維(#110 マンビル社製)を、繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々30:55:15の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量40g/m2になるようにして濾材層を形成した。
次いで繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約7μmのポリエステル繊維(帝人社製 0.6デシテックス×5mm )と、繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々40:60の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量25g/m2になるようにして支持体層を形成して、濾材層と重ねた後、表面温度130℃のシリンダードライヤーで乾燥して比較例1の液体濾過用フィルター濾材を作製した。
繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約7μmのポリエステル繊維(帝人社製 0.6デシテックス×5mm )と、繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々50:50の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量20g/m2になるようにして濾材層を形成した。
次いで繊維径5μm以上の有機繊維として繊維径約7μmのポリエステル繊維(帝人社製 0.6デシテックス×5mm )と、繊維径約14μmのポリエステル熱融着性バインダー繊維(ユニチカ社製 メルティー4080 2.2デシテックス×5mm)を質量比で各々40:60の繊維配合になるように水中で分散混合し、水性スラリーを作製して、これらのスラリーから標準角型手抄き抄紙機を用いて、坪量50g/m2になるようにして支持体層を形成して、濾材層と重ねた後、表面温度130℃のシリンダードライヤーで乾燥して、比較例2の液体濾過用フィルター濾材を作製した。
初期濾過効率(単位:%):濾材を水で湿潤した後、試験用液体100mlを濾過面積14cm2、差圧△P=320mmHgで濾過し、濾過前後液の3〜10μm粒子数をリオン(株)製の液中微粒子計数器(KL−01)で計測して濾材が捕捉した粒子の比率を数1より算出して初期濾過効率(%)とした。初期効率が80%を超えると非常に良好であり、50%を超えていれば実使用に問題がない。しかし、50%未満では濁りが目視でも確認できるレベルであり実使用で支障が出る。
Claims (4)
- 濾材層と支持体層からなる2層構造の不織布からなり、濾材層を上流側にセットして使用する液体濾過用フィルター濾材であって、該濾材層の基材は、繊維径5μm以下の極細無機繊維を1〜80質量%と、繊維径5μm以上の有機繊維を20〜99質量%と、により構成し、支持体層に繊維径5μm以上で繊維長5mm以上の1種類以上の有機繊維を含み、該不織布におけるJIS−K3832に基づき測定した最大ポア径が10〜100μm、JIS B9908に準じて面風速5.3cm/秒の条件で、DOPエアロゾル(フタル酸ジオクチル、粒径0.3〜0.5μm)粒子を発生させ測定した捕集効率が20〜90%であることを特徴とする液体濾過用フィルター濾材。
- 該濾材層の厚みと支持体層の厚みの比が1:1〜1:10、全体の厚みが150〜400μmであることを特徴とする請求項1に記載の液体濾過用フィルター濾材。
- 繊維径5μm以上の有機繊維が繊維径の異なる2種類以上の有機繊維であり、その一部が熱融着性バインダー繊維であることを特徴とする請求項1、又は2にに記載の液体濾過用フィルター濾材。
- 2層構造の不織布に対し合成樹脂系バインダーを0.1〜10質量%付与することを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の液体濾過用フィルター濾材。
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